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。

一种热释电红外控制芯片设计

热释电红外技术已广泛应用于交通出行和智能家居等领域。用于接收、放大、处理热释电红外传感器输入信号的控制芯片的优劣,是衡量热释电红外产品性能的重要标准。设计出一款用于照明控制、防盗报警等领域的热释电红外控制芯片。该芯片是一款基于5 V 1P3M CMOS工艺的低静态功耗、芯片面积小的热释电红外控制芯片,只有8个引脚,外围器件少,可与传感器合封,具有小型化,能有效抑制手机、Wi-Fi等射频干扰的优势。仿真结果表明,芯片的静态功耗小于20μA,动态功耗小于1 mA,在3.0~5.5 V电压范围内能正常工作,有效面积约为0.309 mm^(2)。

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。

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。

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。

12 bit高稳定性数模转换器设计

设计了一款12 bit高稳定性控制类数模转换器(DAC),该DAC集成了带有稳定启动电路的新型低失调带隙基准源(BGR),改善了基准电路的稳定性以及对温度和工艺的敏感性;DAC采用了改进的两级电阻串结构,通过开关电阻匹配和特殊版图布局,在既不增加电路功耗又不扩大版图面积的前提下,提高了DAC的精度并降低了工艺浓度梯度对整体性能的影响。基于CSMC 0.5μm 5 V 1P4M工艺对所设计的DAC芯片进行了流片验证。测试结果表明:常温下DAC的微分非线性(DNL)小于0.45 LSB,积分非线性(INL)小于1.5 LSB,并且在-55~125℃内DNL小于1 LSB,INL小于2.5 LSB;5 V电源电压供电时功耗仅为3.5 m W,实现了高精度、高稳定性的设计目标。

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。

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。

CMOS带隙电压基准的误差及其改进

分析了CMOS带隙基准电压值的误差,给出了定量的数学表达式和相应的改进方法。在此理论指导下,用0.25μmCMOS工艺设计了一个带隙基准源,并制出芯片。基准电压的设计值为1.2V,实测结果表明,在不使用修正技术的情况下,基准电压值的均方差达3mV,温度系数(从-40°C～100°C)为20ppm/°C,电源抑制比(从2～3.3V)80μV/V,验证了理论分析的正确性。

一种分段温度补偿BiCMOS带隙基准源

设计了一种针对基准电压输出非线性的分段温度补偿电压基准源。该电路在基准源工作的低温和高温阶段对输出进行温度补偿,实现低温度系数。利用高增益的两级运算放大器以及增加PMOS管的栅长来提高电路的电源抑制比(PSRR)。在-55℃～125℃范围内,温度系数为2.9×10-6/℃,低频电源抑制比为-71dB。

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。

一种新型无运放CMOS带隙基准电路

介绍了带隙基准原理和常规的带隙基准电路,设计了一种新型无运放带隙基准电路。该电路利用MOS电流镜和负反馈箝位技术,避免了运放的使用,从而消除了运放带隙基准电路中运放的失调电压和电源抑制比等对基准源精度的影响。该新型电路比传统无运放带隙基准电路具有更高的精度和电源抑制比。基于0.18μm标准CMOS工艺,在Cadence Spectre环境下仿真。采用2.5V电源电压,在-40℃～125℃温度范围的温度系数为6.73×10-6/℃,电源抑制比为54.8dB,功耗仅有0.25mW。

基于负反馈箝位技术的高性能CMOS带隙基准源

该文提出了一种结构简单的高性能带隙电压基准源。电路设计中采用负反馈箝位技术实现电压箝位,消除了运放自身失调效应的影响,简化了电路设计;输出部分采用调节型共源共栅结构,保证了高的电源抑制比(PSRR)。整个电路采用SMIC0.18μm标准CMOS工艺实现,并用HSPICE进行仿真,结果表明所设计的电路在-15～70℃范围内的温度系数为10.8ppm/℃,直流PSRR为74.7dB,在10Hz^1MHz频带内的总的输出噪声电压为148.7μV/sqrt(Hz)。

一种高精度自偏置共源共栅的CMOS带隙基准源

介绍了一种高精度的CMOS带隙参考电路(BGR),它采用自偏置共源共栅电流镜,不需要运放.通过在传统共源共栅结构中加入一简单的反馈晶体管和几个电阻,分别构成了电源抑制和曲率补偿电路.用Spectre工具和0.35μm CMOS模型进行了仿真,结果表明电源抑制和温度特性均得到明显改善.直流时的电源抑制比(PSRR)为93dB,-40^+125℃温度范围内的温度系数为7ppm/℃.

一种简单的高精度3阶补偿带隙电压基准源

基于普通带隙基准原理,设计了一种简单的3阶补偿带隙基准电路。这种补偿方式无需改变普通带隙基准的结构,仅增加很少的器件就能实现3阶补偿,具有电路实现简单、功耗低、容易嵌入传统带隙基准等优点。设计采用0.5μm BiCMOS工艺,仿真结果表明,在-40℃～120℃温度范围内,5V工作电压下,该带隙基准源的输出电压为1.204V,温度系数为1.9×10-6 V/℃,在1kHz时,电源抑制比为58dB。

一种低功耗CMOS带隙基准电压源的实现

运用带隙基准的原理,提出了一种带启动电路的低功耗带隙基准电压源电路。HSPICE仿真结果表明,在25℃3、.3 V下,电路功耗为16.88μW;另外,在-30-125℃范围内,1.9-5.5V下,输出基准电压VREF=1.225±0.0015 V,温度系数为γTC=14.75×10^-6/℃,电源电压抑制比（PSRR）为86 dB。该电路采用台积电（TSMC）0.35μm 3.3 V/5 V CMOS工艺制造。测试结果显示,电路功耗仅为16.98μW。

高精度电流源电路的设计

提出了一种高精度的电流源电路,通过V/I变换,将由带隙基准电压电路产生的与温度和电源电压无关的带隙基准电压转换成与温度和电压无关的高精度基准电流,并通过高精度电流镜结构产生所需的镜像电流,有效地抑制了由于温度、电源电压、负载阻抗的变化及干扰对电流源的影响。用HSPICE对改进前后的电路进行对比测试,结果表明,改进后电流镜的镜像误差约减小90%,电流源的精度显著提高。

一种高电源抑制比带隙基准源

介绍一种基于UMC0.6μmBCD工艺的低温漂高PSRR带隙电路。采用Brokaw带隙基准核结构,针对温度补偿和PSRR问题,通过改进的线性曲率补偿技术,对温度进行补偿;并利用零点技术提高电路的整体PSRR。HSPICE仿真分析表明:电路具有很好的高低频PSRR,在-40℃到125℃的温度范围内引入温度补偿后,温度系数降为3.7×10-6/℃。当电源电压从2.5V变化到5.5V时,带隙基准的输出电压变化约为670μV,最低工作电压仅为2.2V。