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0.18μm 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8.9μA.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.

利用MOS器件进行补偿的低温度系数电压基准源

基于TSMC 0.5μm 2P2M CMOS高压混合信号工艺设计了一种高精度、低温度系数带隙电压基准源。为了降低温度系数,电路采用MOS器件,利用I D-V GS关系来进行二阶补偿,没有采用传统的放大器反馈模式,从而极大地简化了电路结构,同时也省去了因放大器失调所带来的困扰。电路在Cadence软件上完成设计并用Spectre进行了仿真验证。结果表明,在6 V电源电压下,电路产生的基准电压为1.2 V,在-30～130℃温度范围内温度系数为1.4×10-6(ppm)/℃,低频下电源抑制比为-60 dB,功耗为0.18 mW。

测量系统的一种温度补偿途径——调整基准电压源温度系数

本文提出了一种温度系数可调节的基准电压源的新型电路，介绍了利用它对测量系统的温度补偿途径、应用方法以及在高精度数据采集系统中的补偿效果。

高性能分段温度曲率补偿基准电压源设计

针对带隙基准电压源温漂高、电源抑制比(PSRR)低的问题,提出一种新颖的分段曲率补偿技术.该电路将基准源工作的全温度范围划分为3个区间,对各段温度区间进行不同的温度补偿,同时引入电流环负反馈结构,提高电路在低频时的电源抑制比,实现在-40～150℃内,温度系数为1.24×10-6,在DC时电源抑制比为-137dB.该电路采用TSMC0.6μmBCD工艺设计实现,芯片面积为0.5mm2,关断电流小于0.1μA,工作静态功耗为125μW.投片测试结果验证了电路设计的正确性,当电源电压为2.5～6.0V时,该基准源输出电压摆幅仅为0.220mV.

一种采用高阶温度补偿的带隙电压基准的设计

在DC-DC变换器芯片设计中，用于产生参考电压的带隙基准的精度直接影响到芯片的控制精度。文中设计了。一种高阶温度补偿的精确带隙电压基准，使用0．6μm BCD 2P2M工艺库，HSPICE仿真显示在-25℃～125℃范围，带隙基准电压为1．249V，温度系数可低达2．7ppm／℃，电压线性调整率为0．004％，电源抑制比PSRR达87dB。

一种宽电源带有高阶温度补偿的电压基准电路

介绍了一种新型电压基准电路,通过引入高阶温度补偿和电源预调整结构,提高了基准电压精度.电路采用BCD工艺仿真,在-20~125℃温度范围内,输出电压的温度系数为1.4 ppm/℃;3 V到40 V的范围内,电源电压引起的基准电压变化率为0.00066%.本文设计的电压基准电路特别适用于宽电源电压输入,且对精度要求高的应用.

温度系数可调的基准电压产生电路研究与设计

由于TFT～LCD显示屏的物理特性随温度而发生变化，驱动电路必须提供具有相同温度特性的驱动电压，以补偿显示屏的温度特性，进而提高显示画质。文章研究并设计了一种用于TFT—LCD彩屏手机驱动芯片的基准电压产生电路，其输出电压的绝对值与温度系数可编程调节，从而可实现与液晶显示屏的温度特性相匹配。介绍了该电路的各子模块电路，包括偏置电路、带隙基准电路和输出电压调节电路，详细分析了带隙基准电路所产生的基准电压的温度系数及其调节原理。用Hspice对采用0．25μmCMOS工艺设计的电路进行了仿真。仿真结果表明，基准电压的温度系数可从-1.24～1．13mV／℃变化，输出电压的绝对值可从1．8～2.1V调节，最大可提供负载电流40mA。

汽车电压调节器专用IC BT835温度特性优化分析

对桑塔纳汽车电压调节器专用ＩＣ进行了分析计算，在一有近似的情况下，调节器专用ＩＣ温度科技司计划结果为－１２．４６ｍＶ／℃，而国标为０～７ｍＶ／℃，优化设计后的ＩＣ其温度系数为－４．８５ｍＶ／℃，实测结果为－２～－４ｍＶ／℃，由此ＩＣ组装的汽车电压调节器模块算各种性能均达到国际要求，并达一劝外同类产品。

基于PWM的低温度依赖基准电压电路设计

为了给脉宽调制（PWM）控制器提供稳定的工作电压,基于齐纳二极管的正温度系数和三极管B-E结的负温度系数之间的温度补偿原理,设计1个结构简单、性能优越的高精度基准电压电路,并应用华越SB45双极工艺在Candence中进行仿真。研究结果表明：该电路能够提供多路稳定的基准工作电压,而且具有较高的电源电压抑制比,对温度依赖程度很小;在-55~125℃范围内,该电路的温度系数为1.2×10-6/℃;当电源电压为8~30 V时,线性调整率约为0.4 mV/V,电源电压抑制比为77.54 dB,能够满足PWM控制器的工作需求。

一种二阶曲率补偿带隙基准电压源

利用CMOS工艺中Poly电阻和N-well电阻温度系数的不同,设计了一种输出可调的二阶曲率补偿带隙基准电压源.采用Chartered 0.35μm CMOS工艺模型,使用Cadence工具对电路进行了仿真,结果表明电路在电源电压为1.8V时可正常工作,当其在1.8～3V范围内变化时,基准电压变化仅有3.8mV;工作电压为2V时,输出基准电压在-40°C到80°C的温度范围内温度系数为1.6ppm/°C,工作电流为24μA,低频下的电源抑制比为-47dB.该带隙基准电压源的设计可以满足低温漂、高稳定性、低电源电压以及低功耗的要求.

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,5V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-67dB。

一种二阶补偿的CMOS带隙基准电压源(英文)

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0.35μm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9.5ppm/℃,而运用二阶曲率补偿后该基准电压源具有2.7ppm/℃的低温度系数。

线性补偿型带隙基准电压源设计

设计了一种高准确度基准电压源电路,电路采用了电流镜技术,运放的输出作为驱动的同时还作为自身的偏置电路,双极晶体管EB结压降作运放的输入,获得正温度系数的电流IPTAT;同理将电阻的压降和双极晶体管EB结压降作运放的输入,获得负温度系数的电流ICTAT,通过电流的减法运算将在整个温度范围内分两段产生不同的补偿电流INL,进而产生不同的补偿电压,并完成对带隙基准电压的分段线性补偿.由此得到温度系数很小的带隙基准电压.采用TSMC 0.18μm 1.8/3.3 1P6M CMOS标准工艺,在1.8 V电源下,-40℃～130℃温度范围内,仿真结果显示输出电压的温度系数小于1.88 ppm/V,低频时电源电压抑制比为-86 dB,功耗为237.5μW.

带有曲率补偿的高精度带隙基准电压源设计

设计了一种带有曲率补偿的高精度带隙基准电压源电路，通过在特定支路上产生二阶正温度系数的电流补偿‰．的二阶负温度系数项来实现曲率补偿，从而得到更低温度系数的基准电压。同时设计了一种高效的启动电路，在电路上电时保证电路正常启动，电路正常工作后启动电路停止工作。该设计基于CSMC0．5μmCMOS工艺，在3．3V电源电压下，输出基准电压800mV，采用Cadence公司Spectre软件进行仿真和实验测试，结果表明，温度为-50～150℃．基准电压的温度系数为2．4×10^-6／℃，电源电压为2．5～4．5V，电压调整率为0．08％／V。该基准电压源已成功应用在DC／DC转换器中，并取得了良好的应用效果。

基于MOSFET ZTC工作点的高阶曲率补偿电压基准

工作在饱和区的MOSFET存在零温度系数(ZTC)特定工作点,基于这一特性设计实现了一款具有低温度系数的电压基准芯片。所设计的电路利用ZTC工作点的温度系数接近于0这一特点,辅以高阶曲率补偿电路,实现极低温度系数的输出电压。此外,针对ZTC工作点对工艺偏差的敏感性,根据蒙特卡洛仿真结果,专门设计了熔丝修调电路,以保证电路的输出结果具有较高工艺稳定性。该电路在CSMC 0.18μm CMOS工艺平台进行了流片验证,芯片面积为0.0025 mm^(2)。结果表明该芯片在室温时能够稳定输出475.5 mV电压,在-40~125℃内,温度系数达到1.8×10^(-6)/℃,在10 kHz时电源抑制比达到-68.7 dB。

1.5×10^(-6)/℃高阶参考电压曲率补偿电路

针对带隙参考电压基准温漂问题设计了一款高阶补偿电路,并采用0.5μm BCD工艺进行了验证。电路采用零温度系数(TC)电流实现一阶补偿,同时采用具有正温度系数(PTC)的双极型晶体管(BJT)实现了高阶补偿。采用HSPICE软件进行了仿真,结果表明,所设计的电路参考电压正常值为1.8 V。另外,设计的电路具有1.5×10-6/℃的温度系数,在低频上具有55 d B电源抑制比(PSRR),从1.8~5 V具有0.4 m V/V的线性调整率,并得到20 f V2/Hz的输出噪声水平。提出的电路已应用在一款电源管理芯片中,且该电路可应用在多种便携式电子产品中。

分段线性补偿型CMOS带隙基准电压源设计

设计了一种高精度CMOS带隙基准电压源电路。电路采用了共源共栅电流镜和自偏置技术,通过运放的负反馈分别获得正温度系数的电流IPTAT和负温度系数的电流ICTAT,通过电流的减法运算将在整个温度范围内分两段产生不同的补偿电流INL,并完成对带隙基准电压的分段线性补偿,由此得到温度系数很小的带隙基准电压。

基于电流模式的分段补偿电压基准源

设计了一种基于电流模式的电压基准源,基准电压值可灵活调节,范围达几百毫伏到几伏。提出了一种实现形式简单、可扩展性强的新型分段补偿电流产生电路。在-40℃～135℃温度范围内,加入一路分段补偿电流能使电压基准源的温度系数从3×10-5/℃降为2.8×10-6/℃;加入两路补偿电流,得到的温度系数为6×10-7/℃。分段补偿电流对电压基准源的温度特性提升效果明显。

一个低压高阶曲率补偿的CMOS带隙基准电压源的设计

运用带隙基准的基本原理，采用0．6μm的CMOS工艺，对一个低压高阶曲率补偿的高性能CMOS带隙基准电压源进行研究，并结合所提出电路给出了高阶曲率补偿的数学表达式。Cadence软件仿真结果显示：电源电压最低可为1．2V，在-20～100℃温度范围内，输出电压为0．6V，温度系数为9．1ppm／℃，即基准输出电压随温度变化不超过±0．1％。低频（f=1kHz）时PSRR为-78dB。在室温电源电压为1．2V时总功耗约为38μw。整个带隙基准电压源具有良好的综合性能。

一种二阶曲率补偿的带隙电压基准

设计一种二阶曲率补偿的带隙电压基准。基于一阶曲率补偿的基准电路,利用二极管正向导通附近电流I与电压V的非线性关系,将补偿电流注入PTAT电流来补偿Vbe的二阶项。运用0.35μm工艺的器件模型Cadence工具下进行了仿真,在-50^+120℃温度范围内,一阶曲率补偿带隙电压基准的温度系数为16.6 ppm/℃,经过二阶曲率补偿的带隙电压基准的温度系数减小到约为3.07 ppm/℃,带隙电压基准的温度特性得到了很大改善。整个补偿电路使用器件少、占用面积小、实用性强。