高电源抑制比的CMOS带隙基准电压源

介绍了一种采用0.5 μm CMOS N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116 dB,在-40℃~85℃温度范围内温度系数为46 ppm/℃,功耗仅为1.45 mW,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。     

高端基准电流源的设计

针对集成电路中需要多路不同基准电流的问题,设计了一种高性能的双极型基准电流源.分析了传统带隙基准源的基本原理,并对传统电流源的电路结构进行改进与优化,实现了温度补偿,大大降低了电路的温度系数,提高了电路的电源抑制比.在BL双极工艺模型下,采用HSPICE软件进行了仿真,结果表明,在-40～85℃温度范围内基准电流源的温度系数降至百万分之五每摄氏度,电源抑制比可以达到104dB,很好地实现了基准电流源低温度系数、高电源抑制比的性能.     

CMOS带隙基准电压源电路的模拟

利用CSMC0．6μmCMOS标准工艺及OrCAD模拟电路设计软件环境,设计了2种具有曲率补偿的带隙基准电压源电路,并用Hspice对电路的温漂、电源抑制比、电源电压稳定性及电路功耗进行了仿真。仿真结果表明,第1种在-20℃～130℃温度范围内,温度系数为29．97×10^-6／℃;第2种在-20℃～130℃温度范围内,温度系数为12．73×10^-6／℃。     

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.     

一种结构简单的曲率补偿CMOS带隙基准源

提出了一种结构简单新颖的高性能曲率补偿带隙电压基准源．电路设计中没有采用典型结构中的差分放大器,而是采用负反馈技术实现电压箝位,简化了电路结构; 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．整个电路采用SMIC 0.18μm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-45℃～125℃范围内的温度系数为12.9×10^-6／℃,频率为10Hz时的电源抑制比为67.2dB．该结构可应用于高速模数转换器的设计中．     

一种CMOS高阶曲率补偿的带隙基准源电路的设计

为解决传统CMOS带隙基准电压源的温度系数较高的问题,采用高阶曲率补偿方法,提出了一种新型的带隙基准电压源,这种基准电压源的结构简单同时具有良好耗能性能,并且基准电压的温度系数得到一定的优化.利用NMOS管工作在亚阈值区域时漏电流和栅源电压的非线性特性,通过引入与基准电压温度系数成相反趋势的高阶补偿电流,降低基准电压的温度系数,以较少的硬件消耗为代价大幅提高了其温度特性,最后推导出补偿后的基准电压的计算公式.基于0.18μm BCD工艺进行仿真,结果表明:在-40℃~150℃温度范围内,基准电压的温度系数为6.94×10~(-6);电源电压VDD在2.5~5.0 V范围内,线性调整率为0.033%,电路在5 V电源电压为下工作电流为7.36μA;在典型工艺下(TT),电源抑制比(PSRR)为77.4 dB.基准电压的温度特性的理论分析结果与仿真结果吻合较好,通过高阶补偿后,带隙基准电压源表现出优良的性能,满足了带隙基准源的低功耗和低温漂的设计要求.     

一种新颖自偏置带隙基准电压源的设计

基于0.6μm BCD工艺参数,设计了一种新颖的低温漂、低功耗、高电源抑制比的自偏置带隙基准电压源.电路仿真结果表明:其工作电源电压低至1.7V,输出基准电压为1.24 V,温度系数仅6.68×10-6V/℃,电流消耗22 μA,电源抑制比高达82 dB.该电压源可广泛应用于模/数、数/模转换电路和电源管理芯片中.     

新型高电源抑制比CMOS电流基准

为提高CMOS集成电路中电流基准的精度和稳定性,提出了一种结构简单,电源抑制比(PSRR)很高的电流基准结构--三支路电流基准.应用基尔霍夫定律(Kirchhoff’s current and voltage law, Kcl Kvl)和偏微分方程,对比分析了传统的电流基准、共源共栅电流基准以及三支路电流基准的小信号模型,求解出了这3种电路的电源抑制比公式.对比发现传统电流基准和共源共栅电流基准的节点电压正反馈限制了电流基准的性能,三支路结构由于节点电压成强负反馈,拥有更高的PSRR.三支路电流基准采用了一阶温度补偿方案,保证了温度稳定性.经CSMC 0.5 μm工艺仿真结果显示,三支路基准在输入电压1.5~5.0 V的低频PSRR达-77.9 dB,明显优于另外两种结构;在-20~120 ℃温度区间内输出电流稳定性达到了255×10－6/℃,满足了大多数应用的要求.     

一种用电流基准核作温度互补性补偿的基准电压源

为克服传统带隙基准源在温度性能上的缺陷,设计了一种低温度系数的带隙基准电路。该电路在传统电流模基准结构的基础上,引入一个工作在亚阈值区电流基准核产生的电流来达到高阶补偿的目的。在一阶补偿的基础上,补偿电流的进一步补偿,大大降低了基准输出的温度系数。电路设计采用0.18μm的CMOS工艺,利用Cadence软件的Spectre仿真工具对电路进行仿真,仿真结果表明,在2.7V电源电压下,基准输出电压为1.265V,温度在-40～125℃变化时,基准输出电压仅变化0.2mV,相比一阶补偿的变化（约为2.5mV）,精度提升了10多倍;电源电压在1.8～3.5V变化时,基准输出电压变化4.5mV;在出色的温度性能下有良好的抗干忧性,满足了高性能基准源的要求。     

低电压、高PSRR的带隙电压基准源

设计了一款高精度、低电源电压的CMOS带隙基准源,具有良好的电源抑制比。电路采用电流模结构和反馈控制实现了低电压、低功耗和高电源抑制比。基于0.25μm CMOS工艺,测试结果表明:在1V电源电压下,1KHz频率时,电源抑制比约为80dB,在0-70℃温度范围内,输出电压变化率不超过0.3%。