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。

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)。

具有过温保护功能的高精度带隙基准源设计

基于0.18μm的BCD工艺,依据CMOS带隙基准的原理,设计了一款高精度、高电源电压抑制比的带隙基准源和电压-电流转换电路。基准电压可通过fuse电阻修调,并通过正负温度系数的电阻串联,减小电阻温度系数对基准电流的影响,能够输出准确的基准电压和基准电流。其中,运算放大器采用共源共栅结构的电流镜,能够有效抑制电流镜失配和输出电压波动带来的干扰;利用三极管基极-发射极电压VBE的负温度特性,实现带有滞回区间的温度保护功能,防止热振荡的产生。仿真结果表明,输出基准电压为1.196 V、基准电流为5μA、频率为1 KHz时,电源电压抑制比为74.7 db、在-50℃~120℃温度范围内基准电压温度系数为5.5 PPM/℃,基准电流温度系数为32.4 PPM/℃;当温度超过120℃时,过温保护电路将关断芯片,温度低于100℃时,芯片重新正常工作。

一种高阶补偿低温漂带隙基准源

基于0.18μm CMOS工艺,设计一种带有高阶补偿结构的低温漂系数带隙基准电路。在传统带隙基准的结构上,利用当三极管的集电极电流工作在不同温度特性下的基极与发射极的电位之差含有的高阶补偿量,对传统结构进行补偿,从而得到一个温度系数极低的带隙基准源。仿真结果表明,所设计电路整体结构简单、易实现,在-55~125℃的温度范围内,温漂系数仅为2.52 ppm/℃,低频时的电源抑制比为-78 dB。

一种带有曲率补偿的高电源抑制带隙基准电路设计

本文基于标准SMIC 65nm工艺,设计了一款输入电压为2.5V,输出电压为1.217V的带隙基准电路。本文首先介绍了传统的带隙基准电路工作原理,在此基础上提出电路采用工作在亚阈值区域MOSFET的曲率校正方法,实现低温漂,提出PSRR增强电路获得高PSRR特性。由仿真结果可看出,在不同工艺角温度从-55℃~125℃变化,基准电压源输出电压变化范围大约在2~4.5Mv,温度系数变化较小,并且该带隙基准电路在低频12HZ时的电源抑制比为-112.8dB。

一种低温度系数的高精度带隙基准源设计

随着集成电路行业的发展,无线通信设备对电源稳定性的要求越来越高。在这种需求下,针对低温度系数高PSRR的基准源展开设计,在设计中采用折叠式共源共栅设计结构和零温度系数的补偿电路。基于中芯国际0.13μmCMOS工艺,使用cadence仿真软件进行优化。结果表明,在温度范围为-40℃~85℃之间,设计的高精度带隙基准源能够实现6.44 ppm/℃温度系数输出,电源抑制比为-90.25 dB,功耗为0.09 mW。

一种高性能CMOS带隙电压基准源设计

采用一级温度补偿和电阻二次分压技术设计了一种高性能 CMOS带隙电压基准源电路 ,其输出电压为 0 .2 0～ 1.2 5 V,温度系数为 2 .5× 10 - 5/ K.该带隙电压基准源电路中的深度负反馈运算放大器为低失调、高增益的折叠型共源共栅运算放大器 .采用 Hspice进行了运算放大器和带隙电压基准源的电路仿真 ,用 TSMC0 .35 μm CMOS工艺实现的带隙基准源的版图面积为 6 4 5 μm× 196 μm.

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。

CMOS带隙基准源研究现状

带隙基准源是集成电路中的重要单元,输出不随温度、电源电压变化的基准电压或电流。简单介绍了CMOS带隙基准源的基本工作原理;指出了限制其性能的主要因素;分析了低电源电压、低功耗、高精度和高PSRR四种类型的CMOS带隙基准源。

高电源抑制比低温漂带隙基准源设计

根据带隙基准的基本原理,结合含三条支路负反馈的电流源,设计了一种高阶补偿的带隙基准源电路。实现了对温度的2阶补偿和3阶补偿,获得了一种高电源抑制比、低温漂、不受电源变化影响的电压基准源。设计采用0.35μm CMOS工艺,仿真结果表明,在-40℃～125℃温度范围内,输出电压的温度系数为7.70×10-7/℃,在1kHz时,电源抑制比为-82.3dB。

一种二阶补偿的低压CMOS带隙基准电压源

设计了一种利用不同材料电阻的比值随温度变化的特性进行二阶补偿的低压带隙基准电压源。通过温度补偿电阻进行电平平移,提高运放的共模输入范围,以降低运放对电源电压的限制。仿真结果表明,该电路输出电压为1.165 V,在-40～125℃范围内,温度系数为4.5 ppm/℃,电源抑制比达到60.6 dB。电路工作在1.5 V的电源电压下,最大消耗15μA电源电流。

高电源抑制比和高阶曲率补偿带隙电压基准源

基于分段线性补偿原理,提出了一种新的带隙基准源高阶曲率补偿方法,使电压基准源的温度特性曲线在整个工作温度范围内具有多个极值,显著提高了电压基准源的精度。采用0.5μm CMOS工艺模型进行仿真。结果表明,在-40℃～135℃的温度范围内,电压基准源的温度系数为5.8×10-7/℃。设计了具有提高电源抑制比功能的误差放大器,在5 V电源电压下,电压基准源的电源抑制比在低频时-为95.4 dB,在1 kHz时为-92.4 dB。

高电源抑制比的CMOS带隙基准电压源

介绍了一种采用0.5μmCMOSN阱工艺制作的带隙基准电压源电路,该电路具有高电源抑制比和较低的温度系数。通过将电源电压加到运算放大器上,运算放大器的输出电压为整个核心电路提供偏置电压,整个核心电路的偏置电压独立于电源电压,使得整个带隙基准电路具有非常高的电源抑制比。基于SPECTRE的仿真结果表明,其电源抑制比可达116dB,在-40℃～85℃温度范围内温度系数为46ppm/℃,功耗仅为1.45mW,可以广泛应用于模/数转换器、数/模转换器、偏置电路等集成电路模块中。