基准电压源是集成电路的核心模块,被广泛应用在数据转换器、数字存储器、线性稳压器和开关电源中。传统的带隙基准电压源输出电压固定在1.2V左右,这导致供电的电源电压大于1.2V。随着甚大规模集成电路的来临和器件的特征尺寸不断缩小,这导致单个芯片上的集成度越来越高,集中散热的问题越来越明显,这对基准电压源的功耗提出了新的挑战;另外,不同的芯片所需要的供电电压也不尽相同,这就需要研究精确的不同输出电压的基准电压源,因此研究低功耗下的基准电压源非常有意义。本文针对需要低功耗供电的芯片设计了一种新型基准电压源。论文首先对低功耗基准电压源的研究背景和意义以及国内外的研究现状进行了介绍;然后,介绍了传统带隙基准电压源的基本理论,分析比较了几种不同的基准电压源并阐述了基准电压源的关键性能指标;接着,结合工作在亚阈区状态的MOS器件的工作原理,设计了PTAT电流产生电路;最后,论文详细分析了阈值电压的高阶温度特性,设计了一款具有低功耗的基准电压源,提出了一种新型二阶温度补偿策略,通过采用不同类型的MOS管构成负温度系数电流产生电路同时达到高阶温度补偿目的,用工作在深线性区的MOS管代替实际电阻。该电路简单无需设计额外的高阶温度补偿电路,有利于低功耗和减小芯片面积。本设计基于GSMC 130nm RF工艺,利用Cadence公司的Speture仿真工具仿真,仿真结果显示输出的基准电压源具有二阶补偿特性,典型的基准输出电压为342mV,在-50⁺80℃温度范围内不同工艺偏差的情况下温度系数好于56.2 ppm/^?C,电源电压从1V到3.3V范围内静态电流仅消耗90nA,低频PSR为-61.4dB,上电时间为30μs,在10Hz¹00KHz内的积分噪声为186μV_RMS。