衬底驱动超低压CMOS带隙基准电压源

采用二阶温度补偿和电流反馈技术,设计实现了一种基于衬底驱动技术和电阻分压技术的超低压CMOS带隙基准电压源。采用衬底驱动超低压运算放大器作为基准源的负反馈,使其输出用于产生自身的电流源偏置,其电源抑制比(PSRR)为-63.8dB。采用Hspice仿真,在0.9V电源电压下,输出基准电压为572.45mV,温度系数为13.3ppm/°C。在0.8~1.4V电源电压范围内,输出基准电压变化3.5mV。基于TSMC0.25μm2P5MCMOS工艺实现的衬底驱动带隙基准电压源的版图面积为203μm×478.1μm。     

高电源抑制比低噪声带隙基准电压源的设计

基于带隙基准原理,通过优化电路结构和采用BiCMOS技术,提出一种精度高、噪声小的带隙基准源电路。利用具有高开环增益的折叠式共源共栅放大器,提高了低频电压抑制比;应用低跨导PMOS对管及电路输出端低通滤波器,实现了更低的噪声输出;合理的版图设计减小了失调电压带来的影响。Hspice仿真结果表明,在3V电源电压下,输出基准电压为1.2182mV,温度系数为1.257×10-5/℃;频率从103～105 Hz变化时,输出噪声最大值的变化量小于5μV。流片测试结果表明,该基准源输出基准电压的电源抑制比高,温度系数小,噪声与功耗低。     

低温漂高PSRR的二阶补偿带隙基准源设计

设计了一种线性补偿低温漂高电源抑制比带隙基准电压源电路。带隙基准核心电路采用三支路共源共栅电流镜结构,提高电路电源抑制比。补偿电路采用分段补偿原理,在低温阶段,加入一段负温度系数电流,在高温阶段,加入一段正温度系数电流,通过补偿,使带隙基准输出电压的精确度大大提高,达到降低温度系数的目的;同时电流镜采用共源共栅结构,不仅提高电路的电源抑制比,而且可以抑制负载对镜像晶体管电压的影响。基于0.5 μm CMOS工艺,使用Cadence Spectre对电路仿真,结果表明,在-50~+125℃温度范围内,基准输出电压的温度系数为2.62×10-6/℃,低频时的电源抑制比(PSRR)高达88 dB。     

一种共源共栅自偏置带隙基准源设计

在分析带隙基准理论的基础上,针对SoC芯片的1.2V数字电路供电,设计一个低功耗低温度系数、高电源抑制比的带隙基准源。电路由一个与绝对温度成正比(PTAT)电流源和一个绝对温度相补(CTAT)电流源叠加构成,采用低压共源共栅自偏置结构来减少镜像失配和工艺误差对电路的影响。在SMIC0.13μm混合信号CMOS工艺下,电源电压为2.5V时,使用Cadence Spectre对电路进行模拟,结果表明可实现1.2V输出电压,电源抑制比在低频段为-86dB、高频段为-53dB,温度系数为12×10-6/℃、功耗为0.57mW。带隙电压基准源的版图面积为75μm×86μm。     

一种新型的无电阻实现的带隙电压基准源

设计了一种新的采用0.35μm全数字工艺实现的无电阻的带隙基准电压源.该电路结构引入了差分放大器,以此来产生正比于温度的电压量,同时放大器减小了电路中由电源电压及温度变化所产生的镜像电流的误差,进一步提高了电路电源抑制比,降低了无电阻基准电压源的温度系数.Spice仿真结果表明,该电路结构具有较高的电源抑制比和低的温度系数:在电源电压从2.4V变化到5.0V时,输出电压波动小于9mV;在-25℃~125℃温度变化范围内,电压输出的最大变化量为±5.5mV.     

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。     

一个1.2 V,9 ppm/℃的CMOS带隙电压基准源

基于传统CMOS带隙电压基准源电路的分析,结合曲率补偿技术设计了一种带衬底驱动运算放大器的低电源电压的电压基准源电路,主体电路采用电流模式基准源结构,并结合所采用的衬底驱动运放作为基准源的负反馈运放。整个电路采用0.5μm标准CMOS工艺实现,在电源电压1.2 V的条件下用HSpice进行仿真,仿真结果表明输出基准电压在-40~120℃范围内温度系数为9 ppm/℃。     

基于低压高精度运放的带隙基准电压源设计

基于传统带隙基准源的电路结构,采用电平移位的折叠共源共栅输入级和甲乙类互补推挽共源输出级改进了其运算放大器的性能,并结合一阶温度补偿、电流负反馈技术设计了一款低温度系数、高电源电压抑制比(PSRR)的低压基准电压源。利用华润上华公司的CSMC 0.35μm标准CMOS工艺对电路进行了Hspice仿真,该带隙基准源电路的电源工作范围为1.5～2.3 V,输出基准电压为(600±0.2)mV;工作温度为10～130℃,输出电压仅变化8μV,温度系数为1.86×10-6/℃,低频时PSRR为-72 dB。实际流片进行测试,结果表明达到了预期结果。     

一种改进型BiCMOS带隙基准源的仿真设计

依据带隙基准原理,设计了一种基于90 nm BiCMOS工艺的改进型带隙基准源电路.该电路设置运算跨导放大器以实现低压工作,用共源-共栅MOS管提高电路的电源抑制比,并加设了新颖的启动电路.HSPICE仿真结果表明,在低于1.1 V的电源电压下,所设计的电路能稳定地工作,输出稳定的基准电压约为610 mV;在电源电压V_(DD)为1.2 v、温度27℃、频率为10 kHz以下时,电源噪声抑制比约为-45 dB;当温度为-40～120℃时,电路的温度系数约为11 × 10~(-6)℃,因此该基准源具有低工作电压、高电源抑制比、低温度系数等性能优势.     

高电源电压抑制比基准电压源的设计

在此通过对带隙基准电压源电路进行建模分析,针对逆变电路的中低频使用环境,设计了一个应用于高压逆变器电路中的高电源电压抑制比,低温度系数的带隙基准电压源。该电路采用1μm,700 V高压CMOS工艺,在5 V供电电压的基础上,采用一阶温度补偿,并通过设计高开环增益共源共栅两级放大器来提高电源电压抑制比,同时使用宽幅镜像电流偏置解决因共源共栅引起的输出摆幅变小的问题。基准电压源正常输出电压为2.394 V,温度系数为8 ppm/℃,中低频电压抑制比均可达到-112 dB。     

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。     

闭环曲率补偿的低电源电压带隙基准源的设计

这篇文章提出了一种低电源电压高温度稳定性的带隙基准源.这种基准源主要思路是将输出基准电压反馈回曲率补偿回路,从而建立了一个闭环反馈回路.在这个闭环回路中,一方面,输出电压的温度系数越低,补偿电路就可以产生更准确地补偿电流,从而更加完全的抵消掉具有温度依赖的对数项;另一方面,如果补偿电路将对数项抵消得更彻底,输出电压的温度系数就会更低,这就形成了一种静态的正反馈.因而通过不断的调节补偿电阻,可以完全抵消掉对数项,实现高温度稳定性的基准源.同时利用电平移位技术为基准源设计了一个适合低电压工作的运算放大器.基于标准的0.18μmCMOS工艺设计了一种基准源电路.仿真结果表明这种基准源可以工作在电源电压从0.8V到1.8V,输出基准电压Vref的电压偏差只有0.87mV/V,在-20到80度温度范围内,Vref的温度系数为0.63ppm/oC.     

一种无电阻高电源抑制比的CMOS带隙基准源

提出一种输出低于1V的、无电阻高电源抑制比的CMOS带隙基准源(BGR).该电路适用于片上电源转换器.用HJTC0.18μm CMOS工艺设计并流片实现了该带隙基准源,芯片面积(不包括pad和静电保护电路)为0.031mm2.测试结果表明,采用前调制器结构,带隙基准源电路的输出在100Hz与lkHz处分别获得了-70与-62dB的高电源抑制比.电路输出一个0.5582V的稳定参考电压,当温度在0～85℃范围内变化时,输出电压的变化仅为1.5mV.电源电压VDD在2.4～4V范围内变化时,带隙基准输出电压的变化不超过2mV.     

Low voltage bandgap reference with closed loop curvature compensation

A new low-voltage CMOS bandgap reference (BGR) that achieves high temperature stability is proposed. It feeds back the output voltage to the curvature compensation circuit that constitutes a closed loop circuit to cancel the logarithmic term of voltage VBE. Meanwhile a low voltage amplifier with the 0.5μm low threshold technology is designed for the BGR. A high temperature stability BGR circuit is fabricated in the CSMC 0.5μm CMOS tech-nology. The measured result shows that the BGR can operate down to 1 V, while the temperature coefficient and line regulation are only 9 ppm/℃ and 1.2 mV/V, respectively.     

一种低温漂、高精度CMOS带隙基准源设计

基于线性分段补偿的基本原理,依据输出支路内部的温度负反馈结构,提出了一种结构简单、适应不同开口方向的高阶补偿方法。并设计了一种基于电流镜结构的低温漂、高精度的电压基准电路。CSMC 0.35 μm CMOS工艺的仿真结果表明,经高阶补偿的电压模基准,在-40~125 ℃温区范围内温度系数为2.84×10^-6/℃,低频100 Hz时的PSRR达到-70.6 dB,10 kHz为-63.36 dB。当电源电压在2~3 V范围内变化时,其电压值波动为3 mV/V。整个带隙基准电压源具有较好的综合性能。     

一种低电压高精度带隙基准电压设计

本文对传统的带隙基准源电路进行了详细的分析,并对近些年来一些新出现的技术进行总结,采用二阶曲率补偿技术,提出了一种能在较低电压下工作的高精度电压基准源.本设计基于CSMC0.35μm工艺仿真,结果表明电源电压为1.0 V时,电路达到稳定工作状态,在-25-125℃的温度范围内,输出电压为530 mV,平均温度系数为4....     

非制冷红外焦平面读出电路用带隙基准电压源

提出了一种高精度、低功耗、小面积的电流型CMOS基准电压源以满足非制冷红外焦平面(IRFPA)读出电路对基准电压源模块的要求。设计中采用两种分别具有正负一阶温度系数的电阻,通过对基准电压源的高阶温度系数进行补偿,获得更好的温度系数TC(Temperature Coefficient)。通过使用共源共栅结构代替传统的运放,节约了传统运放和偏置电路的功耗,并且具有出色的电源电压抑制比PSRR(Power Supply Reject Ratio)。该设计使用标准0.18 m CMOS工艺实现,工作电压3.3 V,-40~120 ℃温度范围内,输出基准电压温度系数约为3.7 ppm/℃,PSRR约为-78 dB@1 kHz,在25 ℃时消耗电流6.3 A,消耗芯片面积仅230 m100 m,所提出的电路是一种低功耗、节约面积的设计。     

带2阶补偿的CMOS带隙基准电压源

基于CSMC 0.5μm CMOS工艺,设计了一种具有低温度系数、带2阶补偿的带隙基准电压源.在传统放大器反馈结构带隙基准源的基础上,利用MOS器件的“饱和电流与过驱动电压成平方关系”产生2阶补偿量,对传统的带隙基准进行高阶补偿.具有电路实现简单,容易添加到传统带隙基准电路的优点.仿真结果表明,设计的基准电压源在5V电源电压下功耗为860 μW,最低工作电压为1.24 V,在-50℃～125℃的温度范围内获得了1.42×10-5/℃的温度系数,低频时的电源抑制比达到-86.3 dB.     

一种高精度的CMOS带隙电压基准

介绍一种采用二阶补偿技术的带隙电压基准电路。基于一阶曲率补偿的带隙电压基准,利用晶体管基极-发射极电压Vbe与温度T的非线性关系,通过PTAT^2电路补偿Vn的二阶项,从而改善了基准电压的温度特性。Cadence软件仿真结果表明,工作电压为5V,在-35～＋110℃的温度范围内,其温度系数可达2．89ppm／℃。     

一种结构新颖的CMOS带隙基准源

为了简化可变参考电压电路结构,并且降低该参考电压的温度系数,讨论了一种输出可调节的CMOS带隙基准电路。该电路在传统带隙基准电路的基础上增加了一个运算放大器。可以通过调整电阻值来分别调节电流与VBE和VT的比例关系,从而得到任意输出电压的带隙基准源。此外,为了使带隙基准电路能够正常工作,设计了启动电路。通过仔细设计版图和增加电路结构,提高了电路的性能。HSPICE模拟和测试结果表明,所设计的电路具有较高的电源抑制比和良好的温度特性。