A low-voltage low-power CMOS voltage reference based on subthreshold MOSFETs

This paper describes a CMOS voltage reference using only resistors and transistors working in weak inversion,without the need for any bipolar transistors.The voltage reference is designed and fabricated by a 0.18μm CMOS process.The experimental results show that the proposed voltage reference has a temperature coefficient of 370 ppm/℃at a 0.8 V supply voltage over the temperature range of-35 to 85℃and a 0.1%variation in supply voltage from 0.8 to 3 V.Furthermore,the supply current is only 1.5μA at 0.8 V supply voltage.     

一种高温度性能的CMOS带隙基准源

提出了一种正负温度系数电流产生电路,使用分段线性温度补偿技术用于传统的电流模式基准电路中,改善CMOS带隙基准电路在宽温度范围内的温度漂移.采用0.18μm CMOS混合信号工艺,对该电路进行了设计.在1.8V的电源电压条件下,基准输出电压为0.801 V,温度系数在-40℃-125℃范围内可达到2.7ppm/℃,电源电压从1.5V变化到3.3V的情况下,带隙基准的输入电压调整率为1.2mV/V.     

一种低功耗低温度系数基准电压源的设计

基于0.35μm CMOS工艺,设计一种不带电阻的低功耗基准电压源,该基准源工作电压范围1.2 V~3.6 V.在3.6 V和室温时测量最大的电源电流为130 nA.在-20℃~100℃温度范围内,该基准电压温度系数为7.5×10-6/℃.在1.2 V~3.6 V电源电压范围内,线灵敏度为40×10-6/V,且在100 Hz时电源抑制比为-50 dB.该基准电压源适合在一些例如移动设备、植入式医疗设备和智能传感器网络等节能集成电路上应用.     

一种基于亚阈区VGs和AVGS的CMOS基准电压源电路

介绍了一种基于亚阈区VGs和△Vos的CMOS基准电压源电路,电路不采用二极管和三极管.电路采用正负温度系数电流叠加的原理,可以产生多个基准电压值的输出,适用于同时需要多个基准的电路系统中.所设计的电路在0.6μm CMOS工艺线上流水验证,芯片面积为0.023mm2.测试结果表明,电源电压为2.5～6V时,最大的电流为8.25μA;电源电压为4V时,常温下所获得的三个基准电压值为203mV,1.0V及2.05V.温度由0℃变化到100℃时,芯片的温度系数为31ppm/℃,平均的线性度为±0.203%/V.此电路结构已经成功应用于背光LED驱动电路中.     

带2阶温度补偿的多输出带隙基准电压源

基于传统带隙基准的原理,通过优化电路结构,消除双极晶体管基极．发射极电压中的非线性项,设计了一种带2阶补偿的多输出带隙基准电压源。整个电路采用CSMC0．5μmCMOS工艺模型进行仿真。Spectre仿真结果表明,在-55～125℃的温度范围内,带隙基准电压源的温度系数为3．1ppm／℃,在5V电源电压下,输出基准电压为1．2994V;带隙基准电压源的电源抑制比在低频时为84．5dB;在5v电源电压下,可以同时输出0—5V多个基准电压。     

一种高精度低温漂带隙基准源设计

基于TSMC40nmCMOS工艺设计了一种高精度带隙基准电路。采用Spectre工具仿真,结果表明,带隙基准输出电压在温度为-40—125℃的范围内具有10×10^-6／℃的温度系数,在电源电压在1．5-5．5V变化时,基准输出电压随电源电压变化仅为0．42mV,变化率为0．23mv／V,采用共源共栅电流镜后,带隙基准在低频下的电源电压抑制比为-72dB。     

一种新型CMOS带隙基准电压源

传统带隙基准源电路采用PNP型三极管来产生ΔVbe,此结构使运放输入失调电压直接影响输出电压的精度。文章在对传统CMOS带隙电压基准源电路原理的分析基础上,提出了一种综合了一阶温度补偿和双极型带隙基准电路结构优点的高性能带隙基准电压源。采用NPN型三极管产生ΔVbe,消除了运放失调电压影响。该电路结构简洁,电源抑制比高。整个电路采用SMIC 0.18μmCMOS工艺实现。通过Cadence模拟软件进行仿真,带隙基准的输出电压为1.24V,在-40℃~120℃温度范围内其温度系数为30×10-6/℃,电源抑制比(PSRR)为-88 dB,电压拉偏特性为31.2×10-6/V。     

基于不同VTH值的新型CMOS电压基准

传统基准电路主要采用带隙基准方案,利用二级管PN结具有负温度系数的正向电压和具有正温度系数的yBE电压得出具有零温度系数的基准。针对BJT不能与标准的CMOS工艺兼容的缺陷,利用NMOS和PMOS管的两个阈值电压VTHN和VTHP具有相同方向但不同数量的温度系数,设计了一种基于不同VTH。值的新型CMOS基准。该电路具有没有放大器、没有BJT、结构简单等特点,适宜于标准CMOS工艺集成。在此给出了详细的原理分析和电路实现。该电路通过HSpice验证,其输出基准电压为1．22V,在-40～＋85℃内温度系数仅为30ppm／℃,电源电压为2．6～5．5V时,电源电压调整率为1．996mV／V。     

一种新型的CMOS亚阈值低功耗基准电压源

利用工作于亚阈值的NMOS器件,产生两个负温度系数的电压源,然后将两个电压源作差,产生稳定的基准电压输出.整体电路采用HJTCl80 nrn标准CM（）S工艺实现.仿真结果表明,基准源输出电压为220 mV,在一25℃到100℃的温度范围内的温度系数为68×10^-6/ C.电路的最小供电电压可低至O.7 V,在供电电压O.7～4V范围内的线性调整率为1.5 mV/V.无滤波电容时,1 kHz的电源抑制比为-56 dB室温下,1.O V电压供电时,电路总体功耗为3.7μW.版图设计后的芯片核心面积为O.02 mm².本文设计的电压源适用于低电压低功耗的条件.     

一种高精度带隙基准电压源电路设计

针对传统CMOS带隙电压基准源电路电源电压较高,基准电压输出范围有限等问题,通过增加启动电路,并采用共源共栅结构的PTAT电流产生电路,设计了一种高精度、低温漂、与电源无关的具有稳定电压输出特性的带隙电压源.基于0.5μm高压BiCMOS工艺对电路进行了仿真,结果表明,在-40℃～85℃范围内,该带隙基准电路的温度系数为7ppm/℃,室温下的带隙基准电压为1.215 V.     

一种超低功耗基准电压源设计

设计了一种用于超低功耗线性稳压器电路的基准电压源,研究了NMOSFET阈值电压的温度特性。采用耗尽/增强型电压基准结构,显著降低了功耗。采用共源共栅型结构,提高了电源抑制比。设计了数模混合集成熔丝修调网络,优化了输出电压精度和温漂。电路基于0.35μm CMOS工艺实现。仿真结果表明,在2.2~5.5 V输入电压下,基准电压为814 mV,精度可达±1%。在-40℃~125℃范围内,温漂系数为2.52×10-5/℃。低频下,电源抑制比为-99.17 dB,静态电流低至27.4 nA。     

一种用于音频Σ-ΔA/D转换器的CMOS带隙电压基准源

在传统带隙基准电压源电路结构的基础上,通过在运放中引入增益提高级,实现了一种用于音频Σ-ΔA/D转换器的CMOS带隙电压基准源。在一阶温度补偿下实现了较高的电源抑制比(PSRR)和较低的温度系数。该电路采用SIMC 0.18-μm CMOS工艺实现。利用Cadence/Spectre仿真器进行仿真,结果表明,在1.8 V电源电压下,-40～125℃范围内,温度系数为9.699 ppm/℃;在27℃下,10 Hz时电源抑制比为90.2 dB,20 kHz时为74.97 dB。     

A 150-nA 13.4-ppm/℃switched-capacitor CMOS sub-bandgap voltage reference

A nanopower switched-capacitor CMOS sub-bandgap voltage reference has been implemented using a Chartered 035-μm 3.3-V/5-V dual gate mixed-signal CMOS process.The proposed circuit generates a precise sub-bandgap voltage of 1 V.The temperature coefficient of the output voltage is 13.4 ppm/℃with the temperature varying from -20 to 80℃.The proposed circuit operates properly with the supply voltage down to 1.3 V,and consumes 150 nA at room temperature.The line regulation is 0.27%/V.The power supply rejection ratio at 100 Hz and 1 MHz is -39 dB and -51 dB,respectively.The chip area is 0.2 mm~2.     

一种低温漂的CMOS带隙基准电压源的研究

为了满足深亚微米级集成电路对低温漂、低功耗电源电压的需求,提出了一种在0.25μm N阱CMOS工艺下,采用一阶温度补偿技术设计的CMOS带隙基准电压源电路。电路核心部分由双极晶体管构成,实现了VBE和VT的线性叠加,获得近似零温度系数的输出电压。T-SPICE软件仿真表明,在3.3 V电源电压下,当温度在-20~70℃之间变化时,该电路输出电压的温度系数为10×10-6/℃,输出电压的标准偏差为1 mV,室温时电路的功耗为5.283 1 mW,属于低温漂、低功耗的基准电压源。     

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。     

具有负反馈的分段曲率校正CMOS带隙基准源

提出了一种新型带有负反馈的分段曲率校正带隙电压基准源,该基准源的主要特色是利用温度相关的电阻比技术获得一个分段曲率校正电流,校正了一阶带隙基准源的非线性温度特性.该分段线性电流产生电路还形成了一个负反馈,以改善带隙基准源的电源抑制和线性调整率.测试结果表明:在2.6V电源电压下,该基准源在没有采用校正的条件下,在-50～125℃温度范围内实现了最大21.2ppm/℃温度系数,电源抑制比为-60dB.在2.6～5.6V电源电压下的线性调整率为0.8mV/V.采用中芯国际(SMIC)0.35μm5Vn阱数字CMOS工艺成功实现,有效芯片面积0.04mm2,其总功耗为0.18mW.该基准源应用于3,5V兼容的光纤接收跨阻放大器.     

基于温度补偿的无运放低压带隙基准源设计

设计了一种带温度补偿的无运放低压带隙基准电路。提出了同时产生带隙基准电压源和基准电流源的技术,通过改进带隙基准电路中的带隙负载结构以及基准核心电路,基准电压和基准电流可以分别进行温度补偿。在0.5μmCMOS N阱工艺条件下,采用spectre进行模拟验证。仿真结果表明,在3.3V条件下,在-20～100℃范围内,带隙基准电压源和基准电流源的温度系数分别为35.6ppm/℃和37.8ppm/℃,直流时的电源抑制比为-68dB,基准源电路的供电电压范围为2.2～4.5V。     

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.     

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。     

A 140 mV 0.8μA CMOS voltage reference based on sub-threshold MOSFETs

A CMOS voltage reference circuit based on sub-threshold MOSFETs is proposed,which utilizes a temperature-dependent threshold voltage,a peaking current mirror and sub-threshold technology.The reference has been fabricated in an SMIC 0.13μm CMOS process with only MOS transistors and resistors.The experimental results show a reference voltage variation of 2 mV for a supply voltage ranging from 0.5 to 1.2 V and 0.8 mV for temperatures from -20 to 120℃.The proposed circuit generates a reference voltage of 140 mV and consumes a supply current of 0.8μA at room temperature.The occupied area is only 0.019 mm~2.