一种低压高PSRR电流模带隙基准电压源的设计

阐述一种改进型电流模带隙基准,通过改变传统结构中电流镜的比例,显著地提高了基准电压的PSRR。采用55nm CMOS工艺同时设计了这两种带隙基准电路,电源电压均为1.2V,输出基准电压为0.6V。Cadence仿真结果表明,传统电流模带隙基准和改进型电流模带隙基准在10Hz的PSRR分别为-63.7dB和-129.4dB,在-40~125℃的温度范围内,其温度系数分别为10.4ppm/℃和19.5ppm/℃。

一种采用高阶曲率补偿的带隙基准源

基于0.18μm BCD工艺,提出了一种具有较低温度系数的高阶曲率补偿带隙基准源。在基本Kuijk带隙基准的结构基础上,利用VBE线性化法来进行高阶曲率补偿,同时保证流过补偿双极晶体管的电流也得到高阶补偿,两次高阶补偿使得带隙基准源的温度系数更低。根据仿真结果,该带隙基准电压在-55℃~125℃温度范围内,输出电压的最大压差为0.3766 mV,温度系数为1.762 ppm/℃,低频时电源抑制比(PSRR)为-73.9 dB。该带隙基准源已应用于某一高精度的低压差线性稳压器(LDO)中。

一种采用分段温度补偿的低温漂带隙基准源

提出了一款宽温度范围、低温漂系数的带隙基准源。以Banba结构的带隙基准源作为核心电路,产生开口向下的抛物线状输出基准电压,将抛物线顶点向高温段移动,使输出基准电压的高温段趋于平缓,利用分段温度补偿技术对低温段进行曲率补偿,补偿电流由不同温度系数的电流相减产生,有效降低了温漂系数,并拓宽了带隙基准源工作的温度范围。在0.18μm的标准互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺下进行电路性能验证,仿真结果表明,在-50~150℃的温度范围内,提出的带隙基准源的温漂系数为0.65 ppm/℃,在1.8 V的电源电压下输出电压为760 mV,版图面积仅为0.01 mm^(2)。

一种3×10^(-6)/℃的超低温漂带隙基准源

基于40 V双极型工艺,利用Brokaw型带隙基准源模型,设计了一种宽输入电压范围、超低温漂的带隙基准源。在Brokaw模型的基础上改进核心带隙基准电路设计,使用不同温度系数电阻的补偿方法对基准源的温漂进行二阶补偿;偏置电路使用改进的基极-发射极电压作为电流源,利用电流镜为其他模块提供电流;在钳位运放中引入负反馈,以提高电路的输入电压范围。芯片实测数据表明,在4~36 V的工作电压范围内,2.5 V和3 V输出电压的温漂系数均小于3×10^(-6)/℃;2.5 V和3 V输出电压的线性调整率分别为7.3μV/V和2.5μV/V,实现了超低的温度漂移和线性调整率。

一种低温漂低压差的带隙基准电压源设计

在传统Brokaw型带隙基准电压源结构的基础上,添加了一种电阻温度补偿网络,利用不同温度系数电阻的温度特性,实现了带隙基准电压源的高阶温度补偿,提高了带隙基准电压源的温度稳定性;通过添加低压差输出结构,扩展了带隙基准电压源在不同电压输入情况下的应用区间。仿真结果表明:在-45~155℃的温度范围内、5.1 V电源电压下,温度系数为3.96×10^(-6) V/℃,电源抑制比为-78 dB,输出压差低至100 mV左右。

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。

一种新型带曲率补偿的带隙基准

针对传统带隙基准存在温度漂移大以及电源抑制比低的问题,提出了一种新型的带曲率补偿的带隙基准电压源。采用基极电流补偿以及曲率补偿技术对传统带隙基准结构进行改进。设计了低失配改进电路、低温漂改进以及启动电路等。利用共源共栅电流镜技术和负反馈网络保证带隙基准输出电压,极大程度降低了运放失调电压对带隙基准电压的干扰,实现了低温漂特性。基于东部高科0.18μm BCD工艺,在Cadence Spectre下进行仿真。仿真结果表明:该带隙基准电路在-40~150℃温度范围内,输入电压为5 V,输出电压稳定在1.192 V;温度系数为4.84×10^(-6)/℃;在低频时电源抑制比为-78 dB。

高阶曲率补偿电流模式的CMOS带隙基准源

为获得一个稳定而精确的基准电压，提出了一种适用于低电源电压下高阶曲率补偿的电流模式带隙基准源电路,通过在传统带隙基准源结构上增加一个电流支路，实现了高阶曲率补偿。该电路采用Chartered 0.35μm CMOS工艺，经过Spectre仿真验证，输出电压为800mV，在-40～85℃温度范围内温度系数达到3×10^-6℃^-1，电源抑制比在10kHz频率时可达-60dB，在较低电源电压为1．7V时电路可以正常启动，补偿改进后的电路性能较传统结构有很大提高．

一种新型的电流模式曲率补偿带隙基准源

提出了一种新型的低压带隙基准源,与传统的带隙基准不同,该电路引入了第三个电流,以消除双极型晶体管射基电压的温度非线性项,从而实现曲率补偿。采用0.18μm CMOS工艺进行设计验证,HSpice仿真结果表明,室温下的输出电压为623 mV,-55～+125℃范围内的温度系数为4.2 ppm/℃,1.0～2.1 V之间的电源调整率为0.9 mV/V。

一种新型电流模式带隙基准源的设计

提出了一种新型电流模式的带隙基准电压源结构,与传统带隙基准源不同,通过电流模式高阶曲率补偿技术,消除了高阶温度系数对基准电压的影响,得到一个与温度相关性较小的基准电压。电路采用Chartered 0.35μm工艺进行设计,仿真验证结果表明,在-40℃～125℃温度范围内,温度系数为7.25×10-6/℃,基准电压平均值为1.114V,电源抑制比为-89.28dB。

±1.5V 1.37×10^(-6)/℃电流模式CMOS带隙基准源的分析与设计

设计了电流模式曲率补偿的CMOS带隙基准源,基本原理是利用两个偏置在不同电流特性下的三极管,得到关于温度的非线性电流,补偿VEB的高阶温度项。用标准的0.6μm CMOS BSIM3v3模型库对该带隙基准源进行了仿真,结果表明在±1.5 V的电源电压下,输出基准电压为-1.418 55 V,-55～125℃较宽的温度范围内,输出电压的变化只有0.35 mV,有效温度系数达到1.37×10-6/℃。同时,带隙基准源具有较高的电源抑制比,在2 kHz下达到73 dB。

一种基极电流补偿的基准电流源与过温保护电路设计

阐述基于HHNEC 0.18μm BCD工艺,设计并实现一种具有高阶温度补偿的带隙基准电流源。该设计使用双极性晶体管基极电流进行温度补偿,并且不包含运放,精简电路结构的同时在较宽温度范围内均有较为精确的输出。利用电流比较实现带有温度迟滞的过温保护功能,防止热震荡产生的同时保证了芯片工作的稳定性。

带隙基准源高阶曲率补偿方法研究

通过对带隙基准源电路原理进行研究与探索,分析并推导出双极型晶体管基极发射极电压的温度特性函数。在详细阐述传统一阶曲率补偿带隙基准源电路工作原理的基础上,为进一步降低基准电压的温度系数,提出了一种新颖的具有高阶曲率补偿功能的电路结构。理论上可以完全消除晶体管基极发射极电压V BE中的非线性温度特性。该结构采用了两个具有不同温度特性集电极电流的晶体管来生成两路负温度特性电流,这两路电流之差来消除基准电压中的温度非线性项。该方法优于文献中介绍的几种高阶曲率补偿方法。

一种低噪声高电源抑制比的带隙基准源

基于0.18μm CMOS工艺设计了一种低噪声、高电源电压抑制比(PSRR)的新型带隙基准源(BGR)。使用低噪声的垂直双极结型晶体管取代MOS晶体管作为运算放大器输入,削减了低频闪烁噪声;通过引入三输入的运算放大器将电源扰动传递到电流管的栅极,极大程度地降低了电源纹波对输出基准电压的干扰;并通过RC低通滤波器进一步改善噪声和PSRR性能;利用修调电路修调工艺偏差,实现了良好的温度特性。实测结果表明,该BGR的PSRR在57.7 Hz下为-108 d B,与仿真结果基本一致(-102.3 d B@50 Hz);输出电压噪声在10 Hz时为42.20 n V/√Hz,通过新提出的测试方法在0.1~1 k Hz测得总噪声电压有效值低于0.503 5μV;在-40~125℃,基准电压温度系数可以修调至20×10^(-6)/℃以下,最小值仅14.09×10^(-6)/℃;BGR面积为254.1μm×370.0μm,功耗约为8.6μA@3 V。

电流模式的高阶曲率补偿CMOS带隙基准源

因为传统的带隙电压基准源只经过了一阶温度补偿,且输出电压只能在1.2 V左右,所以为了得到一个可调的、更高精度的电压基准源,提出了电流模式的带隙电压基准源电路。电路采用了高阶曲率补偿方法,且输出的基准电压可根据输出电阻的大小进行调节。电路采用gpdk090 CMOS工艺,通过Spectre仿真,当电源电压为3.6 V、在-60℃^-120℃温度范围内、温度系数为14.4×10-6/℃时电源电压抑制比为78.3 d B,输出电压平均为1.162 V。

一种高电源抑制比低温漂带隙基准电压源设计

针对传统带隙基准电压源温度系数大、电源抑制比低等问题,设计了一种低温漂高电源抑制比的带隙基准电压源。将具有二阶温度项的亚阈值状态NMOS管漏电流转化为电压,以消除输出支路三极管的二阶温度项,实现二阶温度补偿;增加了一个前置的新型预稳压电路,以提高基准源的电源抑制能力。SMIC 180 nm CMOS工艺下的后仿真结果表明,当供电电压为3.3 V时,在-40~140℃,温度系数为3.05×10-6/℃;在低于1 kHz的频率范围内,电源电压抑制比(PSRR)为-105 dB,整体静态电流仅为32μA。

高精度、低功耗带隙基准源及其电流源设计

提出一种适用于红外焦平面阵列传感器的高精度BiCMOS电压基准和电流基准设计方案。该方案采用新型电压基准输出级降低Brokaw带隙基准源中的厄尔利效应使电流镜电流完全匹配,同时减小电压基准的输出阻抗;接着利用共源共栅结构的偏置电流提高带隙基准的电源抑制PSR(Power Supply Rejection)特性;最后通过4个MOSFET管将基准电压和电阻电压钳制相等,进而得到一个高精度、低温度系数的电流基准;而以单个二极管连接的MOSFET作为电流基准启动电路的方式,可更进一步降低电路复杂性。系统采用CSMC 0.5μm BiCMOS工艺,利用Cadence Spectre工具对电路进行仿真。结果表明,在电源电压5 V,-40℃到125℃温度范围内,基准电压和基准电流的温度系数分别为13×10-6/℃和31×10-6/℃,输出电流波动低于0.5%,整体电路的PSR为-86.83 dB,解决了恒定跨导基准源精度低的缺陷,符合红外焦平面阵列对基准源高精度、高PSR和低功耗的要求。

一种新型CMOS电流模带隙基准源的设计

设计了一种新型电流模带隙基准源电路和一个3bit的微调电路。该带隙基准源可以输出可调的基准电压和基准电流,避免了在应用中使用运算放大器进行基准电压放大和利用外接高精度电阻产生基准电流的缺点,同时该结构克服了传统电流模带隙基准源的系统失调、输出电压的下限限制以及电源抑制比低等问题。该带隙基准源采用0.5μm CMOS混合信号工艺进行实现,有效面积450μm×480μm;测试结果表明在3 V电源电压下消耗1.5mW功耗,电源抑制比在1 kHz下为72dB,当温度从-40～85°C变化时,基准电压的有效温度系数为30×10-6V/°C。该带隙基准电路成功应用在一款高速高分辨率模数转换器电路中。

一种具有大电流驱动能力的低温漂带隙基准电压源

基于XFAB 0.6μm CMOS工艺,设计了一种具有大电流驱动能力的低温度系数带隙基准电压源。通过设置不同温度系数的电阻的比值,实现带隙基准的2阶曲率补偿。采用新的电路结构,使基准源具有驱动10 m A以上负载电流的能力。经过Hspice仿真验证,常温基准输出电压为2.496 V,-55℃～125℃温度范围内的温度系数是3.1×10^(-6)/℃;低频时,电源电压抑制比为-77.6 d B;供电电压在4～6 V范围内,基准输出电压的线性调整率为0.005%/V;负载电流在0～10m A范围内,基准输出电压波动为219μV,电流源负载调整率为0.022 m V/m A。

高电源抑制比与低噪声带隙的基准源研究

针对传统带隙基准源受噪声、失调电压、温度系数影响大和电源抑制比(power supply rejection ratio,PSRR)低等问题,阐述一种具有高PSRR、低噪声的带隙基准电压源。通过采用在运放中加入斩波调制电路,利用其调制特性,滤除具有高频成分的噪声和失调电压,降低了电路中产生的噪声,采用PMOS共源共栅负载的NMOS共源共栅负反馈放大电路提高了电路的PSRR。电路使用HLMC28nm CMOS工艺实现,Spectre仿真结果表明,在3V电压下,基准输出电压为1.22V,低频时PSRR为-150db;在1 kHz频率下的输出噪声为165.6nV/Hz^(1/2)。