一种低温度系数高阶补偿基准电压电路设计

基准电压对模拟系统的性能与精度有着至关重要的影响.一般的曲率补偿仅能消除与温度相关的二阶项,难以满足某些电路对高精度的要求.现有的电路存在温度系数较高的问题,亟须对更高阶进行补偿.本文提出了一种新的高阶曲率补偿方法,通过利用CMOS晶体管亚阈值特性设计,成功实现了一种低温度系数电压基准电路.该方法首先利用两个不同温度系数的电流流过相同的亚阈值区CMOS晶体管,产生两个具有不同温度特性的栅源电压.然后,通过对这两个不同温度特性的栅源电压进行相减,产生对数电压,并与一阶补偿电压进行加权叠加,从而实现高阶补偿.为了提高电源抑制比（PSRR）,该电路采用了高增益负反馈回路,避免了传统电压基准电路中放大器的使用,进一步地降低了功耗.本设计基于0.18 μm CMOS工艺,在Cadence软件下完成电路设计、版图设计与仿真验证.仿真结果显示,该电路正常工作电压范围为1.6~3 V,在2 V的工作电压下,基准电压输出295 mV,在-45~125 ℃范围内温度系数为1.26 ppm/℃,PSRR为51.1 dB@1 kHz,最大静态电流为8.9 μA.结果表明,该基准电压电路能够满足高精度集成电路系统的需求.     

一种新型的高性能带隙基准电压源

提出了一种新型的高性能带隙基准电压源,该基准电压源采用共源共栅电流镜提供偏置电流,减少沟道长度调制效应带来的误差,并增加1个简单的减法电路,使得偏置电流更好地跟随电源电压变化,从而提高电路的电源抑制比。整体电路使用CSMC 0.6μm CMOS工艺,采用Hspice进行仿真。仿真结果表明,在-50~ 100℃温度范围内温度系数为2.93×10-5℃,电源抑制比达到-84.2 dB,电源电压在3.5~6.5 V之间均可实现2.5±0.0012 V的输出,是一种有效的基准电压实现方法。     

一种低温漂基准电压源的设计

本文根据带隙基准电压源的温度补偿的原理,设计了一个具有药剂一阶温度补偿的电路,并在此基础上提出了一种二阶温度补偿的方法,设计出一个低温度系数的基准电压源,对此进行Hspice仿真,结果表明其温度系数小于5ppm／℃。     

一种低温漂高电源电压抑制比带隙基准电压源设计

通过将具有高阶温度项的MOS管亚阈值区漏电流转换为电压,并与一阶温度补偿电压进行加权叠加,实现二阶温度补偿.采用高增益的运放和负反馈回路提高电源抑制能力,设计一种低温漂高电源电压抑制比带隙基准电压源.基于0.18μm CMOS工艺,完成电路设计与仿真、版图设计与后仿真.结果表明,在1.8 V的电源电压下,电路输出电压为1.22 V;在温度变化为-40～110℃时,温度系数为3.3 ppm/℃;低频电源电压抑制比为-96 dB@100 Hz;静态电流仅为33μA.     

基于硅带隙能量的1.2V基准电压源设计

基于0.35μm CSMC(central semiconductor manufacturing corporation)工艺设计,并流片了一款典型的带隙基准电压源芯片,可输出不随温度变化的高精度基准电压。电路包括核心电路、运算放大器和启动电路。芯片在3.3V供电电压,-40~80℃的温度范围内进行测试,结果显示输出电压波动范围为1.212 8~1.217 5V,温度系数为3.22×10-5/℃。电路的版图面积为135μm×236μm,芯片大小为1mm×1mm。     

一种三阶曲率补偿带隙基准电压源的设计

在传统电流求和模式带隙基准电压源的基础上进行改进，设计了一种简单的三阶曲率补偿带隙基准电压源。该基准源由启动电路、低压高增益两级运算放大器、基准核心电路和高阶曲率补偿电路组成。在低温段，通过PMOS管进行二阶补偿；在高温段，通过PTAT2电流进行三阶补偿。基于CSMC 0．35μm CMOS工艺，采用Cadence软件对设计电路进行仿真分析。结果表明，在－40～125℃温度范围内，5 V电源电压下，基准源输出电压为1．226V，输出电压变化范围为0．51mV，基准源的温度系数为2．5×10－6／℃，低频时的电源抑制比为－67 dB。     

适用于混合信号IC中的带隙电压基准

提出了两款基于指数型曲线补偿技术的、采用1.5 μm BiCMOS工艺制造的新型带隙电压基准(BGR).在-45～85℃它们的平均温度系数均约为8.0×10-6/℃;在电源电压5 V情况下工作时功耗分别为154.2μW和207.5 μW.低功耗、高精度的特性使得它们非常适合集成于混合信号IC中.     

一种二阶补偿的CMOS带隙基准电压源

提出了一种通过沟道长度调制效应进行二阶温度曲率补偿的CMOS带隙基准电压源,并分析了这种结构实现二阶温度曲率补偿成立的条件。采用0.35 μm标准CMOS工艺库,在Cadence环境下进行仿真,在-50°～+120℃温度范围内,一阶曲率补偿的温度系数为9.5 ppm/℃,而运用二阶曲率补偿后该基准电压源具有2.7 ppm/℃的低温度系数。     

一种无需运放的低温漂带隙基准源设计

文章依据带隙基准电压源的基本原理设计了一种低温漂的带隙基准源,与传统带隙基准相比,所设计的电压源未使用运放。该基准电源电路有较低的温度系数和较高的电源抑制比,此外还增加了启动电路,以保证电路工作点正常。仿真结果表明,低频时电源抑制比可达85 dB,在-20℃~100℃范围内输出变化仅为0.8 mV,温度系数仅为4.968×10-6,常温下输出电压为1.296 V,电源电压范围为3.9~5.5 V。     

具有欠压锁定功能的PWM控制器带隙基准电路的实现

目的设计一款应用于PWM控制器的带隙基准。方法前级的欠压锁定电路在电源电压上升到8.2V时才能开启,当电源电压下降到7.8V后级电路关断,既保证了整个电路的正常工作,又节省了电路的功耗。结果 CADENCE Spectre软件仿真结果表明:温度为25℃时,带隙基准输出电压为5.006 5V;在-55℃～125℃的温度变化范围内,基准的温度稳定性为0.17mV/℃;电源电压12V≤Vcc≤25V,基准输出的最大变化为0.233mV;基准输出电流1mA≤Io≤20mA,输出电压的最大变化为1.81mV;基准电路的输出短路电流为-105mA。结论版图基于华越微电子有限公司SB45V双极工艺流程和版图层次设计,流片测试结果证明本单元的设计满足要求。     

BAN前置处理电路的参考电压源设计

基于华润上华0.5 μm混合信号标准CMOS工艺设计了一种适用于人体局域网(human body area network,BAN)前置处理电路的高性能参考电压源.通过采用正温度系数电阻与负温度系数电阻的温度互补技术,参考电压源获得非常低的温漂特性;通过采用前调整器技术,有效地提高了参考电压源输出电压的电源抑制比.仿真结果显示,在室温及4V电源电压条件下,参考电压源获得了1.3123 V的输出参考电压;当温度在-20-120℃变化时,参考电压源输出电压的温度系数仅为6.0 ppm/℃;当电源电压从3.5V变化到6V时,参考电压源的输出电压在1.312 325-1.312 365 V变化,其变化量仅为40 μV;参考电压源在1 kHz,10 kHz,100 kHz及1 MHz频率处分别获得-98.9 dB,-97.1 dB,-81.7 dB及-57.4 dB的电源抑制比.     

用能隙参考的低温度系数电压源分析

在参考国内外有关资料的基础上，对能隙基准电压以及温度补偿原理进行了分析，提出了获得双极型集成电路理想基准电源的方法，并以实际应用电路说明了其有效性。     

高精度低功耗带隙电压源设计

设计了一种集成电路中带隙电压参考源。作为IP核集成应用于单芯片集成电路中,提供与温度及电源电压无关的1.22 V电压参考基准。为克服半导体器件本身固有的温度特性,采用正负温度系数相互抵消的方法,设计实现了零温度系数的电压参考源。设计表明,在-45~125°C温度范围内,输出电压温度系数仅为7 ppm/°C,电源抑制比为-75 dB。在5 V电源电压作用下功耗电流为133μA,整个IP核芯片面积为285μm×285μm,采用0.6μm标准CMOS工艺实现。     

一种用于PWM变换器的斜坡补偿电路设计

针对传统斜坡补偿的PWM变换器的电流输出能力会随着补偿电流的增加而下降的缺点,设计了一种用于峰值电流模式PWM变换器的斜坡补偿电路.通过改进系统箝位电路,使箝位电压能够随着补偿电流动态变化,从而保持系统的输出电流能力恒定,减小输出电压纹波.仿真采用CSMC 0.6 μm工艺,结果表明:在输入电压大于1 V、占空比大于50 %时,输出电压纹波在10 mV左右,大大提高了负载能力和系统稳定性.     

一种电流求和型的低功耗Bandgap电压基准源

为满足标准P阱CMOS工艺要求 ,设计了一种新的电流求和型Bandgap电压基准电路 ,实现了相对于地的稳定电压输出 ,并且能提供多电压基准输出 .电路采用 0 6μmUMCP阱CMOS工艺验证 ,HSPICE模拟结果表明 :电路输出基准电压为 80 0mV ;在 - 40～ 85℃的温度变化范围内 ,电路温度系数仅为 1 4× 1 0 -6/℃ ;电源电压为 3 5V时 ,电路功耗低 ,消耗电流仅为 1 5 μA .该电路不需改变现有工艺 ,输出灵活 ,有望在多基准电压的低功耗系统中获得较广泛的应用     

基于双稳态永磁操作机构的智能低压真空断路器设计

分析了低压真空断路器的双稳态永磁操动机构的基础上微处理器为控制单元,研究了断路器电流三段保护的工作原理。以全波傅里叶算法为测量算法滤除复杂环境下的高次谐波干扰及恒定直流分量,得到的基波幅值与微处理器的设定值比较后发出指令控制晶闸管基极触发信号利用晶闸管来控制分合闸线圈中电流的通断。样机测试了三段电流保护性能并利用仿真工具MATLAB对测试数据进行了分析。实验表明,配电系统发生故障时,所设计的控制器能够在误差允许范围内对断路器实现有效分合闸从而提高了断路器控制的可靠性增强了配电系统的稳定性。     

电压型PWM整流器变无功给定直接功率控制

为了抑制电压型PWM整流器直接功率控制中的有功功率、直流电压波动,加快系统的跟踪速度,提出了根据有功功率瞬时值与有功功率给定的差值设定无功功率给定值的新策略。当有功功率瞬时值与有功功率给定的差值小于给定临界值时,无功功率给定值为零;反之,无功功率给定值等于有功功率瞬时值与有功功率给定的差值。Matlab/Simulink仿真结果证明了该新策略的可行性。