一种低失调高PSRR的带隙基准电路

针对带隙基准的精度会影响集成电路的性能问题,提出了一种新的带隙基准电路结构.通过采用负反馈补偿网络来增强电源抑制比,降低失调电压,从而提高了电路的稳定性和精度.基于SMIC 0.18μm 1.8V CMOS工艺,利用Cadence spectre仿真,结果表明:在-30℃~100℃温度范围内,温漂系数为34.6×10^(-6)/℃;低频下电源抑制比为-63.5dB;功耗仅1.5μW.该电路适用于低压低功耗能量获取系统.

两种新型CMOS带隙基准电路

文章介绍了两种CMOS带隙基准电路。它们在传统带隙基准电路的基础上,采用了低压共源共栅电流镜提供偏置电流,降低了功耗,减小了沟道长度调制效应带来的误差并使电路可以工作在较低的电源电压下;采用运放的输出作为共源共栅电流镜的偏置电压,使基准电压不受电源电压变化的影响。其中一种电路,还通过两个串联二极管的原理提高ΔVBE,从而减小了运放失调的影响。仿真结果表明,在工艺偏差、电源电压变化±10%以及温度在-20至125℃范围内变化的情况下,两种CMOS带隙基准的输出电压分别是1.228±0.003V和1.215±0.003V,温度系数仅为33.7ppm/℃和34.1ppm/℃;在电源电压分别大于2V和2.8V时,电源电压的变化对这两种基准的输出电压几乎没有影响;在3.3v电源电压下两个电路的功耗分别小于0.1mW和0.34mW。

一款超低噪声快速启动的CMOS带隙基准电路设计

设计了一款主要应用于集成稳压器的精密CMOS带隙基准电路。在降低高频噪声、增强输出对电源纹波抑制能力的同时引入快速启动电路,改善了RC滤波电路限制基准启动速度的问题。采用HYNIX 0.5ΜM CMOS HSPICE模型进行仿真后表明,此款带隙基准电路在较宽的频带范围内,噪声只有8.5ΜV(RMS),电源抑制比(PSRR)为100 DB左右,启动时间在100ΜS以内。

一种高精度二阶温度补偿带隙基准电路设计

基于通过负温度系数电压控制工作于亚阈值区MOS管栅压产生随温度变化的补偿电流原理,采用中芯国际0.18μm CMOS工艺,设计了一款高精度二阶温度补偿带隙基准电压源。测试结果表明,当电源电压大于1.6V时,电路能够产生稳定的1.21V输出电压;在电源电压为1.6-3.4V,-20-135℃温度范围内,最小温度系数为2×10-6/℃,最大温度系数为3.2×10-6/℃;当电源电压在1.6-3.4V之间变化时,输出电压偏差为0.6mV,电源调整率为0.34mV/V;在1.8V电源电压下,电源抑制比为69dB,因此能够适应于高精度基准源。

一种具有高稳定性的带隙基准电路

针对基极-发射极电压与温度呈非线性关系的问题,设计了一种高阶温度补偿方法:通过在PTAT产生电路的基极引入一个小电阻,在基准电压中迭加一个温度的指数函数,以达到消除高次项的目的。针对电源电压变化的问题,在保留传统带隙基准反馈回路的基础上,提出了一种钳位互补补偿方法,通过稳定偏置电流来降低电源变化对基准的间接影响。文中给出了详细的分析和电路实现。该电路通过Hspice验证,温度系数仅为1.43 ppm/℃,并具有0.105 mV/V的电源抑制特性及直流PSRR=65 dB的高电源抑制比。

一种0.8V低电源电压带隙基准电路的设计

提出了一种工作在低电源电压下的带隙基准电路。通过温度补偿电流的采集电路,突破了电阻分流式低压带隙基准[1]最低工作电压0.95 V的限制。基于SMIC 0.18μm工艺的Hspice仿真测试显示,电路的可靠工作电压最低可为0.8 V,且功耗仅为40μW,电源抑制比为69.5 dB@1 kHz;同时,在-20℃到100℃的温度范围内,输出电压的相关系数只有0.013 mV/K。

一种新型低功耗的多输出带隙基准电路

为了满足不同场合的要求,设计了一种新型低功耗的多输出带隙基准电路。该电路通过新型的带隙基准架构,不仅实现了多输出的要求,还去除了复杂的放大器电路,降低噪声,达到减少功耗的目的。仿真结果表明,电源电压在2.08~5 V之间变化时,电源电压调整率为0.4 m V/V;常温时,低频电源抑制比可达85.6 d B;温度在-40~80℃时,温度系数为42.7 ppm/℃,在输出电压为1.25 V时可以得到0.20、0.98、1.37、1.47、1.95 V五个基准输出。电路采用CSMC 0.5μm CMOS工艺进行流片验证,测试结果进一步表明电源电压调整率较小。

应用于便携式ECG的低耗能高精度带隙基准电路设计

为满足便携心电监测设备中低功耗的应用要求,设计一种应用于便携式心电监测芯片的具有低功耗和高精度特性的带隙基准电路。通过采用工作于亚阈值区域的CMOS晶体管,电路取得了超低功耗。并采用高阶温度曲线补偿技术,提高了电路输出基准电压的精准度。电路采用标准CMOS 180 nm工艺设计,仿真结果表明,在-40～100℃的温度范围内输出基准电压为1.16 V,温度系数约为3.3 ppm/℃,在1.3 V电源电压下功耗为6.2μW。

基于曲率补偿技术的带隙基准电路设计

提出了一种新的曲率补偿带隙基准电路,首先通过一个双差分输入放大器(DDIA)来产生一个绝对温度互补电压。然后通过这个电压与另一个DDIA对曲率补偿进行微调,得到一个高阶曲率补偿的带隙基准电压。采用0.5μm CMOS工艺技术对文中所设计的电路进行流片验证,得到在-40~125℃内,带隙基准电压源的温度系数为4.1×10-6/℃,当电源电压在2.7~5 V时,带隙基准电路的输出电压稳定在1.3 V左右。此外,该电路具有较高的电源抑制比(PSRR),当频率小于1 k Hz时,其电源抑制比为-82 d B,而当频率在10 k Hz时,其电源抑制比为-75 d B。

一种用于FPGA的高精度带隙基准电路

现场可编辑逻辑门阵列(Field Programmable Logic Array,FPGA)具有集高带宽、强信息处理能力等优点,为5G通讯、云计算、物联网等热门领域的信号转换、传输等做出了不可忽视的贡献。高性能的FPGA常采用低工艺节点的鳍式场效应晶体管(Fin Field-Effect Transistor,FinFET)进行设计与制造,且内嵌有带隙基准(Bandgap Voltage Reference,Bandgap)电路,为内部数字和模拟电路提供稳定、高质量地偏置电压。然而FinFET工艺下的晶体管、电阻等器件的各项参数对工艺角、温度的变化更加敏感,使得带隙基准的温度补偿电路的设计会更加困难,且在大规模芯片生产中可能会出现良品率低的问题。作为一种超大规模的数模混合电路,FPGA可通过预留的接口,经由互连线访问和修改内部寄存器的值。基于FPGA的这种高度可编程的特点,本文提出了一种带可调补偿电流的高精度带隙基准电路。通过FPGA内部互联逻辑控制补偿电流的大小,对不同工艺角下的基准电压进行精准的温度补偿,输出对温度变化不敏感的高精度参考电压。

一种多路输出带斩波的带隙基准电路

带隙基准电路可以在电源电压、温度及工艺的变化环境中产生稳定的参考电压,广泛应用于模拟集成电路、数模混合集成电路和系统集成芯片(SOC)中,其精度决定了整个系统的精度和良率。带隙基准电路有许多性能指标参数,如温度系数曲线,基准值的精度,电路的功耗、电源抑制比等。另外带隙基准电路的难点是电路中存在多个简并点,电路的启动问题是难点也是重点。

基于带隙基准源电路的噪声分析

噪声是制约电路特性的重要因素之一,提出通过优化电路降低噪声的方法,并在带隙基准源电路中实现。首先分析了电路噪声的主要来源,并针对带隙基准电路中不同元件的工作特点进行噪声源分析,根据该电路的系统结构推导出传递函数,进而得到电路噪声输出表达式。在综合考虑MOS器件热噪声和闪烁噪声对输出噪声的贡献后,根据具体表达式提出电路优化方法,对高精度模数转换器中带隙基准源电路的器件尺寸进行改进后,仿真结果表明,电路噪声减小了70%以上,噪声最大值仅为24,满足了高精度ADC电路的需要。

一种能够精确检测高于带隙基准电压的上电复位电路

本文描述了一种新型的上电复位电路。该电路的基本原理是基于Kuijk带隙基准电路,并在此基础上新加入2个电阻以使其能够检测高于带隙基准电压的电源电压。本文给出了其中一种检测电平为1.64V的电路设计,其仿真结果显示:当温度从-40℃上升到125℃时,检测电平的变化小于2mV。

高精度、低温度系数带隙基准电压源的设计与实现

为了提高传统带隙基准电压源的温度特性,本文采用一种双差分输入对的运算放大器对传统带隙基准电路进行高阶温度补偿。电路采用TSMC0.35μmCMOS混合信号工艺实现,采用Cadence公司Spectre软件进行电路仿真。仿真结果表明,带隙基准电压源在-40～125℃范围内的温度系数为2.2ppm/℃。

一种-100dB电源抑制比的非带隙基准电压源

该文提出一种非带隙基准电路，通过一个带超级源极跟随器的预调制电路提供一个稳定的电压，为基准核心电路供电。超级源极跟随器通过降低基准核心电路电源端的对地阻抗，有效提高了基准电路的电源抑制能力。该基准电路采用0．35umCMOS工艺设计并流片，测试结果表明，该电路的工作电源电压为1．8μV，静态电流约为13μA。低频处电源抑制比（PSRR）约等于-100dB，在小于1kHz频率范围内PSRR均优于-93dB。并且其片上面积仅为0．013mm2。

应用于LED驱动系统的带隙基准源电路

本文基于18V Bi-COMS工艺,设计一款应用于白光照明LED驱动电路系统的带隙基准电路。文中详细阐述了该电路的工作原理和设计思想,并给出了基于CADENCE软件对该带隙基准电路的仿真结果。该电路利用PN反向饱和电流是温度指数函数的特性,即随着温度的升高,PN结的反向饱和电流将呈指数性增加,所设计的带隙基准源具有电路结构简单、电源抑制能力强和温度特性良好的特点。根据CADENCE仿真结果,表明该带隙基准源电路符合要求。

带隙基准电压源的抗SET设计

鉴于带隙基准电路在芯片系统中作为关键电路被广泛应用,针对小工艺尺寸条件下单粒子瞬态效应SET对带隙基准电路造成的辐射影响,对带隙基准电压源的输出端进行电路级抗辐照加固,提出一种由比较器作为开关,并于输出端连接MOS管栅极进行充放电的对称式电流补偿电路。经仿真实验,结果表明,所设计加固结构可有效抑制SET对输出电压的影响,有助于提高带隙基准电压源的稳定性。

一种利用门电路实现可靠启动的基准电流源

为了解决电流和模式的基准电路的潜在启动失败问题以及使电路更加低功耗、低复杂度、高稳定性,提出了一种利用数字门电路实现可靠启动的CMOS带隙基准电流源。Spectre仿真表明,在1.8 V电源电压下,功耗为180μW,电路输出20μA参考电流,温度系数为11.9 ppm,线性度为1 054 ppm/V,输出噪声电压为0.1 mV,电源抑制比为-42 dB。采用TSMC0.18μm CMOS工艺流片。测试结果表明,电路能在15.4μs内实现可靠启动,输出参考电压稳定在1.28 V,其温度系数为89 ppm。该基准电流源已经成功地应用于工业自动化无线传感网(WIA)节点芯片的频率综合器中,并取得良好的应用效果。

带使能控制的低功耗BiCMOS带隙基准电压源的设计

基于0.6μm BiCMOS工艺设计了一种高稳定性、低功耗以及带有使能控制的带隙基准电压源,利用HSPICE仿真工具对电路进行了仿真。在3.6V的电源电压和27℃室温下,输出的基准电压约为1.248V,其温度系数为15×10-6/℃;当电源电压在2.7V～5.5V变化时,基准电压仅变化10 mV;同时电路亦输出逻辑使能信号;在全条件下,整个电路的最大功耗约为65.45μW。因具有低功耗和使能控制等特性,所以他可广泛应用在各种开关电源等芯片内部。

TL431中基准补偿电路

在TL431双极性工艺的电路中,为了提高该器件输出基准电压的稳定性和精准性,在传统带隙基准电路的基础上,通过采用调节电阻值获得指数曲率、二阶非线性补偿方法和加权电阻修正网络对精度的补偿方法,对基准源进行温度补偿和精准度补偿。通过对电路模拟仿真,计算出调整后的温度系数为24.77 ppm/℃,然后对调整精度基准电路后的芯片进行实际参数测试试验。分析得出在精度为±0.5%的情况下,良品率达到96%。因此得出,该TL431中基准补偿电路能够获得低温度系数和高精度的设计指标。