近日，南京航空航天大学集成电路学院李兴研究员课题组在高性能电压基准设计方向取得进展，提出了一种全新的单级高压参考源设计，相关研究成果以“A 28.71ppm/°C Voltage Reference with 0.00002% Line Sensitivity and 35µs Startup Time for High Voltage Applications”为题被2026 IEEE Custom Integrated Circuits Conference (CICC)录用。南京航空航天大学集成电路学院博士生王怡宁为论文第一作者，李兴研究员为本文通信作者。该研究得到了国家自然科学基金等项目资助。
电压基准是线性稳压器、模数转换器、射频通信等电子系统的核心模块，其精度与稳定性直接影响系统整体性能。在高压供电系统中，传统方案需借助齐纳二极管等器件实现预稳压，并与低压电压基准电路结合输出基准电压，不仅增加工艺成本和芯片面积，更存在启动缓慢、功耗难以优化等固有局限。
针对上述挑战，研究团队创新提出一种面向高压应用的全集成单级电压基准架构。该设计摒弃了传统齐纳二极管与大规模电阻，通过限压环路使核心电路始终工作于低压环境，在显著降低静态电流与芯片面积的同时，自然兼容宽电源电压范围。在此基础上，芯片集成了PSRR增强电路与启动加速电路，全面提升了电源抑制能力与启动速度。
图1 所提出的面向高压应用的全集成单级电压基准电路
图2 所提出的电压基准芯片显微照片，可分别支持12V与100V电源电压
图3 所提出的电压基准芯片的线性调整率测试结果
为验证该架构对不同电源电压的兼容性，本研究基于180nm BCD工艺分别设计了支持12V与100V电源电压的两款芯片。测试结果表明，芯片可在高达100V的电源电压下稳定工作，并在−20°C至80°C范围内实现28.71 ppm/°C的温度系数，全频带PSRR优于−61 dB，线性调整率低至0.00002%，静态电流约为185 nA，启动时间仅35 μs。与已有方案相比，本设计在电源电压范围、精度、面积及启动速度等方面展现出显著的综合性能优势。
CICC是是集成电路设计领域的顶级学术会议之一，聚焦电路设计、新器件集成与应用，通过录取率低的严格评审机制，展示最新的科研和工业进展。每年吸引全球范围内大量学术界、工业界研发人员的关注和参与。会议内容涉及模拟电路设计、生物医学、传感器、显示器和MEMS，数字和混合信号SoC/ASIC/SIP, 嵌入式存储器件等方面，重点讨论如何解决集成电路设计问题的方法，以提高芯片各项性能指标。CICC 2026会议将于2026年4月19日至23日在美国华盛顿举行。
