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高精度片上电源的研究与实现的任务书
任务书
一、课题背景
随着集成电路芯片设计的进一步发展，片上功耗的增加已经成为制约芯片功能、稳定性、可靠性的瓶颈之一。为提升芯片的功耗管理能力和集成度，研究高精度的片上电源成为了必要的环节。
目前，高精度片上电源的研究包括两个方面，一是设计高精度电压参考源（VREF），二是设计高精度低压降稳压器（LDO）。其中，电压参考源设计是提高稳压器精度的基础，而低压降稳压器作为芯片内部电源管理的重要组成部分，对于芯片噪声、抗干扰、抗电压波动等性能都有着很大的影响。
基于此，本研究计划开展高精度片上电源的研究与实现，旨在提高集成电路芯片的功耗管理能力和稳定性，降低电路的功耗，并提高芯片的抗干扰性能、可靠性和可扩展性，为实现高效、节能的集成电路设计提供技术支持。
二、研究内容及方法
本研究主要分为两个部分，分别是高精度电压参考源的设计和高精度低压降稳压器的设计。具体内容和研究方法如下：
（一）高精度电压参考源的设计
1.研究常用的电压参考源设计方法及其优缺点，重点分析基于CMOS工艺的电压参考源设计，包括带有操作放大器（Op-Amp）的电压参考源、集成电路中常用的基于BJT的电压参考源等，综合比较优缺点并选择最优方案。
2.详细分析电压参考源的设计流程，包括基本电路结构、电路参数选择、电路元件的布局与优化、非理想因素的补偿等方面。
3.利用EDA软件进行仿真验证，对比分析设计方案的精度、稳定性和噪声指标等关键性能指标。
（二）高精度低压降稳压器的设计
1.研究常用的低压降稳压器设计方案，重点探讨基于CMOS工艺的低压降稳压器设计方案。包括开环控制型和闭环控制型，对比分析其性能指标，并选择最优方案。
2.详细分析低压降稳器的电路结构、电路参数选择、DC/DC变换原理等关键性能指标，并优化设计方案。
3.进行电路模拟分析和实验验证，测试低压降稳器的静态电流、稳定性、噪声等性能指标。
三、预期成果
1.设计出高精度电压参考源和高精度低压降稳器两种高性能电路，实现片上电源的高精度管理。
2.对于高精度电压参考源的设计方案，将提出优化方案，实现电路自补偿，提高其稳定性和精度；对于高精度低压降稳器的设计方案，将针对非线性因素和动态响应等进行分析和优化。
3.进行电路模拟分析和实验验证，得到精度、噪声、稳定性等性能指标，并与现有成熟方案进行对比分析，验证高精度片上电源的实际效果，为后续应用提供技术支持和参考。
四、计划进度
本研究总共计划用时6个月，具体进度安排如下：
第1-2月：文献调研和基础理论学习
1.学习现有电压参考源和低压降稳器的设计方案，分析其优缺点。
2.学习电路模拟软件MentorGraphics的使用方法，为后续仿真建模做准备。
第3-4月：电压参考源的设计方案研究和仿真分析
1.结合理论知识，设计高精度电压参考源，选择合适的电路结构和元件，考虑非理想因素的影响。
2.利用MentorGraphics仿真软件进行电路模拟验证，对设计方案进行优化和改进。
第5-6月：低压降稳器的设计方案研究和实验验证
1.设计高精度低压降稳器，优化设计方案，考虑各种非线性因素，并进行电路模拟分析。
2.利用实验室的测试设备对设计成功进行实验验证，测试其性能指标，包括精度、噪声、稳定性等。
五、参考文献
1.LuWen-Chang，KuoFu-Wei，ChangJinn-Cherng.DesignandImplementationofaHigh-PrecisionBandgapVoltageReferencewith25ppm/°C􀀭TemperatureCoefficient[J].ICTExpress,2017,3:105-109.
2.Bao-ManLi,Guo-RuiXia,LeiSongetal.ALowDropoutRegulatorbasedonCMOSTechnologywithLowSquare-VoltageRippleOutput[C],ICCSCE.IEEE,2016:423-427.
3.HongJie,HuangFeifei,TanYangetal.AnEnhancedUltra-LowPowerHigh-VoltageStart-UpCircuitforDC-DCConverters[C],APCCAS.IEEE,2017:1103-1106.
4.RenXianjun,LiuCheng,LiYanliangetal.ANovelLow-NoiseBandgapVoltageReferencewithPositiveTemperatureCoefficientandHighPSRforSoC[D],CICC.IEEE,2016:1-4.