چکیده: تامین سطوح مختلف ولتاژ که در برابر تغییرات دمایی، فرآیند ساخت و منبع تغذیه اصلی مدار پایدار باشد، از عوامل اصلی کار‌کرد صحیح هر دستگاه الکترونیکی است. به چنین ولتاژی، ولتاژ مرجع گویند و به دلیل این‌که مدار‌های اولیه مرجع ولتاژ قادر به تولید ولتاژی در محدوده‌ی ولتاژ بندگپ سیلیکون بوده‌اند، این مدار‌ها به مدار تولید‌کننده‌‌ی ولتاژ مرجع بند‌گپ معروف شدند. ساختار‌های زیادی در زمینه تولید مرجع ولتاژ ارائه شده‌است. با پیشرفت فناوری و کاهش سطح اشغالی بر روی تراشه، منابع تغذیه نیز کوچک‌تر می‌شوند و نیاز به مراجع ولتاژ زیر یک ولت افزایش می‌یابد، در‌نتیجه ساختار‌های رایج که ولتاژ ثابت بند‌گپ بالای یک‌ولت را تولید می‌‌کنند، کارایی خود را از دست می‌دهند. هم‌‌چنین آفست تقویت‌کننده عملیاتی موجود در اکثر ساختار‌های تولید ‌ولتاژ مرجع یکی از عامل‌های بروز خطا در ولتاژ مرجع تولیدی است که در مراجع زیر ‌یک‌ولت اثرات نا‌مطلوب بیشتری دارد. در این پایان‌نامه به طراحی دو مرجع ولتاژ کلید-خازنی پرداخته شده‌است که در آن‌ها بر‌خلاف ساختار‌های رایج از هیچ مقاومتی استفاده نشده و ساختار هر دو مبتنی بر تولید ولتاژ PTAT و CTAT با استفاده از یک ترانزیستور BJT و ذخیره ولتاژ روی خازن‌ها توسط روش کلیدزنی است. حذف مقاومت از این دو ساختار، سبب افزایش دقت در ولتاژ تولیدی شده و استفاده از یک ترانزیستورBJT بر خلاف ساختار‌های متداول که از دو ترانزیستور BJT استفاده می‌کنند، اثر عدم‌تطبیق دو ترانزیستور دو‌قطبی را از مدار حذف می‌کند. اولین ساختار مرجع ولتاژ پیشنهادی قابلیت تنظیم ولتاژ خروجی روی سطح‌‌های دلخواه را دارد، اما برای عملکرد صحیح به دو منبع تغذیه مثبت و منفی نیاز دارد. با اعمال تغییراتی در ساختار مدار پیشنهادی اول، مرجع ولتاژ کلید-خازنی دوم به‌گونه‌ای طراحی شد که علاوه بر قابلیت تولید سطوح ولتاژ مرجع زیر یک‌ولت و قابل‌تنظیم، قابلیت حذف آفست را نیز دارد. ساختار مدار پیشنهادی دوم، نیاز تولید ولتاژ‌های مرجع قابل تنظیم و حذف اثر آفست تقویت‌کننده عملیاتی را فقط با استفاده از کلید‌‌زنی بر روی چهار خازن تولید می‌کند. دو خازن اول، ولتاژ مرجع غیر‌حساس به دما را تولید ‌می‌کنند و دو خازن بعدی، درجه‌ی آزادی لازم برای تامین ولتاژ قابل تنظیم زیر یک‌ولت را فراهم می‌سازند. در این پایان‌نامه پس از ارائه مدار پیشنهادی به محاسبه روابط ولتاژ مرجع ساخته شده بر‌حسب پارامترهای مدار و شرط استقلال دمایی ولتاژ تولیدی پرداخته‌ شده‌است. با توجه به روابط محاسبه شده، ولتاژ مرجع خروجی پیشنهادی به نسبت خازن‌ها در مدار وابسته است که این یک مزیت است؛ زیرا در مدارهای مجتمع نسبت خازن‌ها را می‌توان با دقت بالایی ساخت و این به معنای دقیق بودن مرجع ولتاژ پیشنهادی و کاهش حساسیت آن به خطاهای ساخت است. در پایان مدار پیشنهادی در تکنولوژی TSMC 0.18μm CMOS طراحی و با نرم افزار ADS مورد شبیه‌سازی قرار گرفت. در یک مطالعه موردی، شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که مرجع ولتاژ پیشنهادی قابلیت تولید ولتاژ مرجعmV460 با ضریب‌حرارتی 4 /24 را در بازه‌ی دمایی40- تا 85 درجه سانتیگراد داراست. هم‌چنین محاسبات مونت‌کارلو برای 200 نمونه و با اعمال خطای %1 برای المان‌ها نشان می‌دهد مقدار میانگین مرجع‌ولتاژ ( ) برابر V0.467 و انحراف‌معیار( ) آن V0.0047 است. هم‌چنین شبیه‌سازی‌ها حاکی از عملکرد صحیح ساختار پیشنهادی در حذف اثر آفست تقویت‌کننده عملیاتی در خروجی مدار مرجع ولتاژ می‌باشد.