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。

超低功耗CMOS电压基准源技术研究进展

当前,随着物联网微型设备的发展,电压基准源作为电子设备中集成电路的基本模块,需要在非常有限的电源电压和功率下工作。此外,电压基准源还需要在工艺、电源电压、温度变化时能够提供稳定的输出电压。相比于使用双极型晶体管和大电阻的低功耗带隙电压基准源,CMOS电压基准源仅使用少数MOS器件,可以工作在更低的电源电压,具有更小的面积,并且其功耗可降至皮瓦级别。本文旨在全面回顾和探讨当前主流的超低功耗CMOS电压基准源技术。首先介绍其基本结构,针对超低功耗应用重点介绍自偏置和泄漏偏置结构,分析其工作原理及性能差异。然后,围绕基准电压的工艺偏差,线性灵敏度和温度特性,总结了目前已有的超低功耗CMOS电压基准源技术优化方案。最后,探讨了超低功耗CMOS电压基准源技术面临的挑战。

面向空间引力波探测的程控低噪声高精度电压基准源

引力波探测打开了探索宇宙的新窗口,开启了多信使天文学时代.大型激光干涉仪作为空间及地基引力波探测装置,需要使用低噪声激光光源,通过光电负反馈降噪技术可以抑制激光噪声,提高大型激光干涉仪的灵敏度.光电负反馈控制需要将光电探测器信号与电压基准源信号相减,之后经过比例积分微分器得到误差信号,来控制泵浦电流驱动器的输出功率,从而实现激光噪声抑制.由于光电探测器信号受激光强度影响,其输出电压在一定范围内变化,这就需要电压基准源信号的输出电压可变;另外,电压基准源的性能直接影响反馈控制环路的整体性能,是激光噪声抑制的下限.本文通过选定低噪声基准芯片及数模转换芯片,设计外控电路、采用低温漂系数元件、通过精密布板及电磁屏蔽等方案,研发高精度低噪声程控电压基准源;并通过可编程逻辑门阵列模块编程控制数模转换,实现程控电压基准源输出电压精密变化.结果表明:所研发的电压基准源输出电压范围为-10V—+10 V,输出电压分辨率达20 bit,在空间引力波频段输出电压的相对噪声谱密度低于9.6×10^(-6)Hz^(-1/2),基准源噪声性能均优于相应引力波探测中对激光强度噪声要求,为引力波探测中激光强度噪声抑制等方面提供关键器件支撑.

一种电流求和型的低功耗Bandgap电压基准源

为满足标准P阱CMOS工艺要求 ,设计了一种新的电流求和型Bandgap电压基准电路 ,实现了相对于地的稳定电压输出 ,并且能提供多电压基准输出 .电路采用 0 6μmUMCP阱CMOS工艺验证 ,HSPICE模拟结果表明 :电路输出基准电压为 80 0mV ;在 - 40～ 85℃的温度变化范围内 ,电路温度系数仅为 1 4× 1 0 -6/℃ ;电源电压为 3 5V时 ,电路功耗低 ,消耗电流仅为 1 5 μA .该电路不需改变现有工艺 ,输出灵活 。

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。

一种输出可调的高精度开关电容基准电压源

设计了一种输出可调的高精度开关电容基准电压源,与现有基准电压源相比,该电路可在圆片阶段利用熔丝修调校正技术对基准电压进行修正,降低芯片制造成本。电路采用开关电容结构降低运放输入失调电压对电路的影响,具有高精度的特点。将该基准电压源应用于一款语音编解码芯片,测试结果表明,其在25℃下输出基准电压为2.355V,在-40~80℃范围内温度系数为19.46×10^(-6)/℃。

一种高温度稳定性的GaN基准电压源设计

基于宽带隙、高饱和电子漂移速率、高击穿场强等材料特性优势,GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)在高频大功率器件领域发展前景广阔。在集成电路中,基准电压源是为其他电路模块提供稳定参考电压的关键功能模块。基于0.5μm BCD GaN HEMT工艺,提出了一种GaN基准电压源的设计方案。Cadence Spectre仿真结果显示,该GaN基准电压源在-40~150℃范围内可实现2.04 V的稳定电压输出,温度系数为3.7×10^(-6)/℃。在室温27℃下,当电源电压由5 V增至20 V时,输出电压的线性灵敏度为0.13%/V。该GaN基准电压源具有高温度稳定性,后续可与不同的GaN基电路模块组合构成功能丰富的GaN基集成电路。

基于LDO稳压器的高精度基准电压源电路设计

为提高基准电路精度和用电设备的运行稳定性、降低电路故障概率,提出基于LDO稳压器的高精度基准电压源电路设计方案。LDO稳压器的组成配件包括基准电路、误差放大器和调整元件。在计算稳压器的输出电压后,根据低温度系数设计带隙基准电压源结构在正、负温度系数环境下,计算不同电流密度的二极管间之间的压差,从而求解基准电压。选用内部负反馈保证电路电压的稳定性,求导稳压器的输出结果后设计温度系数为0的基准电压源电路。实验结果表明,利用该方法设计的电路具有高精度和低调节率。

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.

一种高精度带隙电压基准源改进设计

在原有经典三条支路结构的带隙基准电路基础上，通过减少带隙电压源的电流源镜像次数及控制电流源漏源电压，在减小器件失配影响的同时，进一步减小了沟道长度调制效应的影响，大幅度提高了基准电压源的精度，降低了温度系数．封装后200片统计测试的结果：输出电压精度为1．23±0．02V，标准偏差d仅为0．007V，-40～85℃范围内的温度系数测试值在16ppm附近，芯片电源电流为100／μA．该改进电路的设计仿真结果和流片测试结果有很高的一致性．

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。

1V电源非线性补偿的高温度稳定性电压带隙基准源

阐述了电源电压为1V的非线性补偿CMOS电压带隙基准源，该基准源具有很高的温度稳定性．基准源电路中运用了rail-to-rail运算放大器（0PA）．根据测试结果，室温下的输出电压为351．9mV，当温度在15-100℃变化时，输出电压在351．5-352．0mV之间变化，温度系数约为16．7ppm／℃．电路的功耗为0．16mW，芯片面积是0．18mm。

一种高精度CMOS能隙基准电压源

设计了一种采用0.6μmCMOS数字工艺的高精度能隙基准电压源。它具有结构简单、性能优异的特点,该电压源主要用于智能电源控制器,其温度系数可达15ppm/°C,输出电压变化率仅为18μV/V。

低温漂高PSRR新型带隙基准电压源的研制

利用带隙电压基准的基本原理,结合自偏置共源共栅电流镜以及适当的启动电路,设计了一种新型基准电压源。获得了一个低温度系数、高电源抑制比的电压基准。通过对输出端添加运算放大器,把带隙基准电路产生的1.2 V电压提高到3.5 V,提高了芯片性能。用Cadence软件和CSMC的0.5μm CMOS工艺进行了仿真,结果表明,当温度在-20～+120℃,温度系数为9.3×10-6/℃,直流时的电源抑制比为-82 dB。该基准电压源能够满足开关电源管理芯片的使用要求,并取得了较好的效果。

采用电阻补偿的高PSRR基准电压源设计

与传统的带隙基准电路完全使用p-n结达到高次温度补偿不同，提出利用标准CMOS工艺下不同电阻的不同温度系数，实现温度的高次补偿，大大减小了电路的复杂性和功耗。同时，通过增加电源电压耦合电路，提高电源抑制比，并在输出级利用低压差电压DC转换电路，实现电压转换，提供可调的多种参考电压。该电路采用Chartered0．35μmCMOS工艺实现，采用3．3V电源电压，在-40～100℃范围内，达到低于6ppm／℃的温度系数，在1kHz和27℃下，电源抑制比达到82dB。

一种高电源抑制比CMOS能隙基准电压源

介绍了一个采用０．６μｍ数字ＣＭＯＳ工艺制作的能隙基准电压源电路，该电路具有小的硅片面积（０．０６ｍｍ２）、高电源抑制比和较低温度系数。在该电路应用于高精度电路的偏置系统时，还可增加改善输出偏置电流温度系数的电路。

通用二阶曲率补偿带隙基准电压源

详细分析了基本低压带隙基准电压源电路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-50℃～+120℃温度范围内,通过选择合适的电阻比例及MOSFET的沟道调制效应系数λ,获得了任意输出电压值的二阶曲率补偿基准电压源,且具有较低的温度系数。

一种具有高电源抑制比的低功耗CMOS带隙基准电压源

文章设计了一种适用于CMOS工艺的带隙基准电压源电路,该电路采用工作在亚阈值区的电路结构,并采用高增益反馈回路,使其具有低功耗、低电压、高电源电压抑制比和较低温度系数等特点。