基于ASL1000的Bandgap Trim 设计及其算法研究

在芯片生产过程中,由于工艺的影响,带隙基准电压V_(BG)会存在偏差。在芯片测试阶段,需要对V_(BG)进行trim修调,使其满足芯片参数要求。简要分析了带隙基准电压误差的来源,提出了一种E-Fuse修调电路,通过程序中的代码控制修调电阻的大小,使V_(BG)满足要求。同时,在该修调电路的基础上,采用了一种新型算法,使得测试芯片V_(BG)的时间缩短了近558 ms,减少了测试时间,降低了测试成本。

模拟集成电路设计课程实验项目驱动式教学改革

基于高校模拟集成电路设计课程实验项目分散且教学目标不明确,缺乏系统性和工程应用性,提出了项目驱动式教学改革。以与企业合作的工程项目为基础设立实验项目,并分解成由易及难的多个实验题目,分阶段、分步骤完成实验内容,最终完成模拟集成电路设计全流程实验,以“带隙基准电压源芯片全定制设计实验”为例阐述了实施步骤。课程实验项目采用驱动式教学加深了学生对课程内容的理解,有助于培养学生扎实的工程实践能力。

一种高PSRR低温漂无运放带隙基准

针对无运放带隙基准电压源温度特性及电源抑制比差的问题,设计一种高电源抑制比、低温漂的无运放带隙基准电路。该电路通过电流镜进行钳位,避免运算放大器失调电压对输出基准的影响,利用晶体管栅极与三极管基极生成稳定的补偿电流,以降低基准电压的高阶温度系数,输出端采用共源共栅结构提高电源抑制比。基于SMIC 0.18μm BCD工艺在Cadence环境下对电路进行仿真,仿真结果表明:在-40~125℃范围内,电路的温度系数为3.187×10^(-6)/℃,10 Hz时电源抑制比为-88.6 dB,1 MHz时电源抑制比为-50.2 dB。在考虑启动电路影响的情况下,电路在5 V电源下的静态电流为3.78μA,带隙基准的版图面积为160μm×183μm。可实现对基准电压高阶温度项的补偿,降低温度系数,并在没有滤波电容的条件下提高带隙基准的PSRR。

基于带隙基准的改进型像元共享CTIA红外读出电路设计

为了提高红外读出电路动态范围、增强红外成像质量,加入暗电流抑制模块电路,设计了一种四像元分时共享的电容反馈跨阻放大器(CTIA)和带隙基准源相互配合的高性能红外读出电路。通过带隙基准源产生两个基准电压586 mV和293 mV,其中293 mV基准电压值的温漂系数达到1.49×10-6/℃,可对分流管的栅极和源极提供稳定的电压偏置,实现对暗电流的精准撇除。结果表明,该电路可实现电流信号从10 pA~10 nA宽动态范围的积分电压读出,读出数据通过线性拟合,拟合优度R 2达到0.9992,说明电路性能良好。此研究未来可应用到线列和面阵的红外探测器中。

一种基于空间应用的双极型基准电压源单粒子辐照机理研究

介绍了空间应用中一种双极型开关稳压器芯片,在单粒子辐照下芯片内部基准电压异常,继而导致整个芯片输出功能中断,且在单粒子脉冲结束后,芯片输出中断异常未恢复,需要重新断电再上电芯片才正常工作的情况。基于上述实验现象,从线路级分析器件在异常时候的工作情况,分析了单粒子辐照后器件级的辐照机理。通过芯片内部大电流EMMI实验,结合该双极型带隙基准电路,模拟了单粒子辐射效应造成芯片的异常工作状态。通过器件辐照机理分析和仿真复现,定位了基准电压源的薄弱部位,并从线路原理上给出了版图改进措施,以提升该基准电压源的抗单粒子辐照能力。

一种宽输入范围高PSR带隙基准电路设计

从DC-DC芯片电路的实际设计需求出发,设计了一款输入电压范围在2.5~15 V的带隙基准电路。通过预调节电路的设计,带隙基准核输出的基准电压转化为一个稳定的电流源,形成的负反馈结构给带隙基准核自身提供供电电压,提高了电源电压范围上限;通过电压选择电路,在电源电压低于5 V时使带隙基准核直接由电源电压供电,拓宽了电源电压范围的下限。同时,预调节电路和带隙基准核中共源共栅结构为电路带来了良好的电源抑制特性。设计基于0.25μm BCD工艺,完成了原理图、版图设计以及仿真,结果表明设计在-55℃~125℃的温度范围内,可以输出稳定的0.8 V电压,温度系数为7.78 ppm/℃;低频条件下PSR达到159 dB,线性调整率为0.0012%。

A 16 bit Stereo Audio ΣΔ A/D Converter

A 16 bit stereo audio novel stability fifth-order ∑△ A/D converter that consists of switched capacitor ∑△ modulators, a decimation filter, and a bandgap circuit is proposed. A method for the stabilization of a high order single stage ∑△ modulator is also proposed. A new multistage comb filter is used for the front end decimation filter. The ∑△ A/D converter achieves a peak SNR of 96dB and a dynamic range of 96dB. The ADC was implemented in 0. 5μm 5V CMOS technology. The chip die area occupies only 4. 1mm × 2.4mm and dissipates 90mW.

基于低电压与高PSRR的带隙电压基准源设计

阐述对低电压、高电源抑制比(PSRR)的带隙电压基准源设计,分析带隙电压基准源的特点,结合原电路设计的局限性,设计了低电压、高PSRR的带隙电压基准源电路结构。仿真分析表明,仿真的结果和理论分析结果保持一致,所设计电路在低压模拟电路以及数字信号处理系统中有较好适用性。

红外焦平面读出电路片上驱动电路设计

线列红外焦平面读出电路在正常工作时需要提供多路数字脉冲和多路直流偏置电压。本文基于0.5μm CMOS工艺设计了一款驱动电路芯片,为电容负反馈放大型(CTIA)读出电路(ROIC)提供驱动信号。电路芯片采用带隙基准电路产生低噪声低温漂的直流偏置电压,采用数字逻辑电路生成CLK1,CLK2,RESET等八路数字脉冲。仿真及测试结果表明:驱动电路芯片输出的数字脉冲及偏置电压符合设计值,可驱动CTIA型线列红外焦平面读出电路稳定工作。

一种低噪声高电源抑制比CMOS低压差线性稳压器

提出了一款基于标准0．18μm CMOS工艺的低噪声高电源抑制比（PSRR）CMOS低压差线性稳压器（LDO），其中包括了带隙基准电路。对LDO和带隙基准电路的噪声和电源抑制进行了建模分析，并得出了电路设计原则。根据设计原则使用两级误差放大器实现了低噪声高电源抑制性能，并且通过合理的频率补偿保证了电路稳定。测试结果显示，LDO输出在-40～120℃温度范围内的温度系数约为48×10^-6/℃；在1～100kHz频率范围内输出噪声电压约为37．3μV；在1kHz和1MHz处的PSRR分别大于60dB和35dB；芯片总面积约为0．27mm^2，无负载电流约为169μA。

基于衬底运放的2阶温度补偿带隙基准电路

采用TSMC 0.25μm CMOS工艺,提出了一种基于衬底驱动放大器的高精度带隙基准(BGR)电路。采用衬底驱动技术的放大器,有效地降低了电源电压;通过PTAT2电流产生电路对基准电路进行2阶温度补偿,有效地降低了输出基准电压的温度系数;采用改进型共源共栅输出级电路,很好地改善了电路的电源抑制比(PSRR)。HSPICE仿真结果显示:在2 V供电电压下,输出基准电压为1.261 V,温度系数为8.24×10-6/℃,低频电源抑制比-为91 dB。整体电路功耗为1.37 mW。

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85dB，在-20℃～100℃范围内输出变化仅为0．8mV，温度系数仅为4．968×10^-6，常温下输出电压为1．296V，电源电压范围为3．9～5．5V。

甚宽带PBG滤波器结构

研究了光子带隙结构作为微带电路衬底的情况 ,分析其阻带特性的形成以及对电路性能的影响 .提出了利用级联与混合并联结构设计具有很宽频带的滤波器形式 .实验测量了其传输特性 。

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。

1.5V工作电压带隙基准电路的设计

在分析传统带隙基准电路的基础上,提出一种采用电流模式结构的低电压带隙基准电路。该电路能够输出200mV^1.25V的宽范围的电压,并使用了与电源无关偏置以及带负反馈网络的二级运放,提高了输出电压的精度。采用CMOS0.35μm工艺实现时,工作电压可在1.1V^1.5V。Hspice仿真结果表明,工作电压为1.5V时,电路的有效温度系数为14ppm/℃。

一种高性能CMOS带隙电路的设计

文章提出一种CMOS带隙参考源(BGR)电路设计,它可以在很宽的电压范围内有效的工作.能够在犤2.8V,10V犦范围内实现稳定工作。抗干扰能力强,结构相对简单,由CMOS运放、二极管以及电阻组成,用常规的0.6umCMOS工艺制作。在模拟环境下仿真结果表明其最小工作电压为2.75V,完全能够满足锁相环设计的要求。

新型自启动带隙基准电压源设计

提出了一种具有新颖自启动电路的带隙基准电压源设计,相比传统自启动方案,电路规模没有增长的同时电路功耗更低,芯片消耗电流约14μA,性能更加可靠。200片芯片批量统计测试结果表明,电压源输出1.25V±10mV,标准偏差σ仅为0.004V,-55～125°C温度范围内温度系数约15×10-6/°C。芯片测试良率进一步获得提高。

可变增益电荷泵的分析与设计

介绍了手机背光驱动电荷泵电路的晶体管级电路设计,先分析了五大模块电路:带隙基准、比较器、开关电路、振荡器、控制电路,为了得到较好的电路性能,电路中增加了若干创新设计,如电平移位电路、消除衬底偏置效应电路等。最后综合为一个电路进行仿真,仿真结果表明,电源电压在2.7 V～5.5 V时,电路输出均近似为4.5 V,LED上的电流为20 mA,表明此电路可以用作手机背光驱动。

低压低温度系数带隙基准源的设计

基准源被广泛应用于数模转换器、锁相环等集成电路中,其输出电压的稳定性影响到整个系统的性能。采用高阶曲率补偿原理,设计了一种低压高精度带隙基准电压源。利用工作于亚阈值区的MOSFET栅源电压差所产生的非线性正温度系数电流来修正传统BJT带隙基准源的精度。使用CSMC 0.18μm CMOS工艺进行设计,流片后测试结果表明,在1.2 V电源电压下室温27℃时输出基准电压812 mV;低频时,电源抑制比达到-89 dB。在-35℃到115℃的宽温度范围内,温度系数为4.1×10^(-6)/℃。

一种电压基准高精度双向修调电路的设计

介绍了一种带隙基准电路及双向调节其精度的方法。该方法简单实用,实现了高精度调节,通过拉/灌电流对基准电压进行微调和粗调,且不影响基准电路的温度特性,最终达到高精度调节基准电压的目的。