隔离可修调低功耗基准电压源

介绍了一种新型的可修调低功耗基准电压源。为适应低功耗集成电路应用,该设计采用共源共栅结构代替传统的放大器结构,使基准电压源的功耗大大降低;为克服由模拟集成电路设计工艺波动而导致的电阻值不精确的问题,该设计引入了电阻修调电路,使该基准电压源在各个工艺角下都能有很好的基准电压输出。同时,隔离式的电阻修调改善了传统的直接熔丝修调带来的噪声影响。在SMIC 0.18μm 3.3V标准CMOS工艺下应用spectre仿真,结果表明,温度变化范围为-40℃~100℃时,温度变化1℃,电压变化量为十万分之一,室温下的参考电压输出为1.22V,3.3V电源电压下的功耗约为3.6μW。该基准电压结构适用于低功耗集成电路设计。     

一种高性能的低压CMOS带隙基准电压源的设计

提出一种新型的芯片内基准电压源的设计方案,基准电压源是当代数模混合集成电路以及射频集成电路中极为重要的组成部分。为满足大规模低压CMOS集成电路中高精度比较器、数模转换器、高灵敏RF等电路对基准电压源的苛刻需要,芯片内部基准电压源大部分采用基准带隙电压源。研究并设计了一种低功耗、超低温度系数和较高的电源抑制比的高性能低压CMOS带隙基准电压源。其综合了一级温度补偿、电流反馈技术、偏置电路温度补偿技术、RC相位裕度补偿技术。该电路采用台积电(TSMC)0.18μm工艺,并利用Specture进行仿真,仿真结果表明了该设计方案的合理性以及可行性,适用于在低电压下电源抑制比较高的低功耗领域应用。     

一种超低功耗的低电压全金属氧化物半导体基准电压源

针对传统带隙基准电源电压高、功耗高和面积大的问题,提出了一种超低功耗的低电压全金属氧化物半导体(MOS)基准电压源。该基准源通过电压钳制使MOS管工作在深亚阈值区,利用亚阈值区MOS管的阈值电压差补偿热电势的温度特性,同时采用负反馈提高了电压源的线性度与电源抑制比。整个电压源电路采用SMIC 0.18μm互补金属氧化物半导体工艺设计,仿真结果表明:基准电压源的电源电压范围可达0.5~3.3V,线性调整率为0.428%V-1,功耗最低仅为0.41nW;在1.8V电源电压、-40~125℃温度范围内,温度系数为4.53×10-6℃-1,输出电压为230mV;1kHz下电源抑制比为-60dB,芯片版图面积为625μm2。该基准电压源可满足植入式医疗、可穿戴设备和物联网等系统对芯片的低压低功耗要求。     

基于二次曲率补偿的低压CMOS带隙基准源设计

本文采用标准0.25umCMOS工艺设计一种低压高精度CMOS带隙基准源。主要在一次温度补偿带隙基准源的基础上,应用二次曲率补偿技术,进一步提高基准源输出的精度。仿真结果表明基准输出电压的变化在-10~100℃的温度范围内约为92uV;在1.5V的电源电压下,其电源抑制比为-80dB,总电流约为61.03u,适于低压低功耗领域的应用。     

一种低电压、低功耗CMOS基准电压源的设计

本文设计了一种低电压、低功耗、高电源抑制比CMOS基准电压源。该电路基于工作在亚阈值区的MOS管,利用PTAT电流源与微功耗运算放大器构成负反馈系统以提高电源电压抑制比。SPICE仿真显示,在1V的电源电压下,输出基准电压为609mV,温度系数为72ppm/℃,静态工作电流仅为1.23μA。在1-5V的电源电压变化范围内,电压灵敏度为130μV/V,低频电源电压抑制比为74dB。该电路为全CMOS电路,不需要用到寄生PNP三极管,具有良好的CMOS工艺兼容性。     

低电压、低功耗CMOS基准电压源的设计

为了有效降低模拟集成电路的功耗,提高工艺兼容性,文中提出了一种全CMOS结构的低电压、低功耗基准电压源的设计方法.该方法基于工作在亚阈值区的MOS管,利用PTAT电流源与微功耗运算放大器构成负反馈系统以提高电源电压抑制比.仿真结果表明:在1.0V的电源电压下,输出基准电压为609.mV,温度系数为46×10-6/K,静态工作电流仅为1.23μA;在1.0～5.0V的电源电压变化范围内,电压灵敏度为130μV/V,低频电源电压抑制比为74.0dB.由于使用了无寄生双极型晶体管的全CMOS结构,该电路具有良好的CMOS工艺兼容性.     

基于CMOS的带隙基准电压源的分析与设计

基准电压源是在电路系统中为其他功能模块提供高精度的电压基准,或由其转化为高精度电流基准,为其它功能模块提供精确、稳定的偏置的电路.它是模拟集成电路和混合集成电路中非常重要的模块.基准源输出的基准信号稳定,与电源电压、温度以及工艺的变化无关.本文在研究带隙基准基本原理的基础上,使用Spectre进行仿真并给出了仿真结果.     

无源标签中的全MOS电压基准源

为了解决传统基准源功耗和版图面积较大而无法适用于超高频射频识别技术中无源标签的设计,设计一无运放、全MOSFETs(metal oxide field-effect transistor)构成的低压低功耗基准电压源。提出的全MOS结构的基准核心电路,有良好的温度特性;加入了预稳压电路而摒弃传统的运放设计,提高电源抑制比。仿真结果表明,在1.5 V典型供电电压下,输出的基准电压为619 m V,静态功耗为1.8μW;1.5~5 V基准电压变化22μV,线性调整率为4.9μV/V;低频时电源抑制比高达-102 d B;-20~120°的温度系数为6.2×10~(-6)/℃。该设计尤其适用于要求低成本、低功耗的超高频射频识别标签芯片。     

一种含有带隙基准源的低功耗运算跨导放大器的分析与设计

提出一种含有带隙基准源的低功耗CMOS运算跨导放大器的设计方法,在Candence的schmatic工具下完成了电路的搭建与整理,并分析了其基本结构.在此基础上,运用Hspice仿真工具建立了电路模型,并完成了系统仿真验证.在7.75V电源电压下,基于csmc 0.5μm工艺模型,本设计可驱动75 pF负载,相位裕度为135度,单位增益带宽为1.19 MHz,静态功耗为3.43 mW,实现了低功耗运算跨导放大器的良好性能.     

2.5V 19-ppm/℃的带隙基准电压源设计

论文在分析传统带隙基准源的基础上,设计了低电压输出的带隙基准电压源电路.采用Charter 0.35μm标准CMOS工艺,并用Mentor Graphics公司的Eldo仿真器对带隙基准电压源电路的电源特性、温度特性进行了仿真.该带隙基准电压源的温度系数为19-ppm/℃,在室温下当电源电压2.0~3.0 V时,基准电压源输出电压为(915.4±0.15)mV,功耗小于0.2-mW.     

自偏置的多段曲率校正带隙基准源

典型的帶隙基准电压源电路是由CMOS工艺产生的具有负温度系数的寄生横向BJT的发射结电压VEB和具有正温度系数的热电压Vt相补偿产生零温度系数的基准帶隙电压源.但是VEB与温度不是线性关系, 因此VREF需要被校正.本文介绍了一种高精度自偏置多段二次曲率补偿的CMOS帶隙基准电压源.采用0.5 μm CMOS工艺、工作电压为3.3 V,该芯片室温下功耗为94 μW.设计在0 ℃~75 ℃有效温度系数达到了0.7 ppm/℃.     

一种新型带数字校准的超低噪声CMOS参考电压源

提出了一种新型的超低噪声参考电压源.该参考电压源采用基于CMOS阈值电压的偏置电压源结构,具有极低的输出噪声.使用数字校准的方法,将输出电压与精准带隙电压源电压进行比较和校正,提高输出电压的精度.整体电路使用TSMC 0.18 μm RF CMOS工艺设计并物理实现,集成于高性能射频接收器芯片中.仿真结果表明,该低噪声参考电压源的输出噪声在1 kHz时为62 nV/Hz(1)/(2)、在1 MHz时为12.3 nV/Hz(1)/(2).测试结果表明,该低噪声电压源的输出电压值参照带隙基准源,误差为±10 mV.     

一种低温漂CMOS带隙基准电压源的设计

在A/D和D/A转换器、数据采集系统以及各种测量设备中,都需要高精度、高稳定性的基准电压源,并且基准电压源的精度和稳定性决定了整个系统的工作性能.电压基准源主要有基于正向VBE的电压基准、基于齐纳二极管反向击穿特性的电压基准、带隙电压基准等多种实现方式,其中带隙基准电压源具有低温度系数、高电源抑制比、低基准电压等优点,因而得到了广泛的应用.本文设计了一个高精度、输出可调的带隙基准电压源,并在SMIC0.25μmCMOS工艺条件下对电路进行了模拟和仿真.     

自偏置的多段曲率校正带隙基准源

典型的帶隙基准电压源电路是由CMOS工艺产生的具有负温度系数的寄生横向BJT的发射结电压VEB和具有正温度系数的热电压Vt 相补偿产生零温度系数的基准帶隙电压源。但是VEB与温度不是线性关系, 因此VREF需要被校正。本文介绍了一种高精度自偏置多段二次曲率补偿的CMOS帶隙基准电压源。采用0.5 m CMOS工艺、工作电压为3.3V,该芯片室温下功耗为94W。设计在0 oC—75 oC有效温度系数达到了0.7ppm/oC。     

一种带隙基准源设计研究

带隙基准源在各种芯片中应用广泛,很多电子系能的性能直接受基准源的影响。论文提出一种采用电阻修整的带隙基准源的设计方法,通过修整来调节基准源由于受工艺等因素影响而产生的偏差,仿真结果表明．在-50℃到130℃温度范围．基准源的电压偏差为2mV。     

一种低功耗全CMOS电压基准电路的设计

提出一种低功耗全CMOS电压基准电路,它是根据NMOS载流子迁移率与阈值电压互补的温度效应原理产生的电压基准。采用0．5um n阱硅栅工艺模型．通过Hspice软件对电路进行了仿真,在-20- ＋100℃）g．范围内温度系数为33ppm／℃,电路工作在3～5V电压下,静态功耗仅为10-5uA。     

一种高电源抑制比的CMOS带隙基准电压源

基于CSMC 0.5 μm CMOS工艺,采用CMOS技术,设计一种高性能的带隙基准电压源.带隙基准电压源输出电压经过电平转换电路,反馈回带隙基准电压源中的运算放大器,可以获得良好的电源特性和带负载能力.采用可修调电阻阵列,精确地控制温度系数.仿真结果表明:在5 V电源电压下,温度系数为8.28×10-6/℃,低频电源抑制比为83 dB.     

一种低压高精度基准电压源的设计

提出一种新型基准电压源,通过低阈值源跟随电路和新颖的启动电路实现输出的低压高精度.低阈值源跟随电路通过降低运放的输出阻抗减少系统增益,减少运放失调对输出电压精度的影响,同时低阈值耗尽型管的采用,降低了电源电压和基准电压间的压差,使得该结构可工作于低压系统中;启动电路通过实时监测基准输出电压,加速启动速度的同时消除输出电压过冲现象.该基准电压源已应用于一款线性稳压电源(Low dropout voltage regulator,LDO)中,并基于标准0.35μm CMOS工艺用Cadence的Spectre工具进行仿真验证.仿真结果表明:输出电压启动过程平缓无上冲,基准电压稳定输出为1.215 V@VCC≥1.5 V,静态电流为9 uA@6 V;在-40℃～100℃下,温度系数为26 ppm/℃,电源电压抑制比为85 dB@1 kHz;在电源电压为3 V～6 V下,线性调整率为4.57 ppm/V.     

一种工作在亚阈值区的低功耗基准电压电路

提出了一种新型的低电压、低功耗、工作在亚阈值区的基准电压源.该电路用标准的0.18μmCMOS工艺设计,工作电压1V,总电流4μA,电路的温度系数为83×10-6K-1.     

一种分段补偿带隙基准电压源的设计

针对一阶温度补偿的基准电压源仍有较高的温度系数的问题,本文提出一种分段补偿的设计方法,以降低基准电压源输出电压随温度的漂移。利用带负电阻放大器的增益对温度敏感的特性产生一个随温度变化的电压信号,用该电压信号驱动一个PMOS管在3个温度段内对基准电路注入或抽取电流的方式进行分段补偿。仿真结果表明:当温度在-40~125℃范围内变化时,基准电压仅变化0.311mV,温度系数为1.89×10-6℃~(-1),电源抑制比在低频时为-90dB。该带隙基准源在温度为-15℃、34℃、76℃时,基准电压对温度的函数曲线的的曲率为0,在标准工艺下温漂系数较低。该研究可为ADC、线性稳压器、DC/DC转换器等电路提供高精度的基准电压。