一种新型高精度曲率补偿的带隙基准源

采用2个双端差分输入放大器(DDIA),设计了一种新型高精度曲率补偿的带隙基准源。其中一个DDIA产生PTAT电流,得到1阶补偿的基准电压,另一个DDIA产生与温度非线性相关的补偿电压,对基准电压的温度曲线进行曲率补偿,得到高阶温度补偿的参考电压。该电路基于SMIC 0.18 μm标准CMOS工艺,仿真结果表明:在3.3 V电源电压下,基准输出电压为1.171 9 V;在-40 ℃～125 ℃的温度范围内,温度系数为1.48×10-6/℃;低频率时,电源抑制比(PSRR)为-66 dB。电源电压在2.5～4 V范围内,线性调整率为0.6 mV/V。     

一种二阶曲率补偿的带隙电压基准

设计一种二阶曲率补偿的带隙电压基准。基于一阶曲率补偿的基准电路,利用二极管正向导通附近电流I与电压V的非线性关系,将补偿电流注入PTAT电流来补偿Vbe的二阶项。运用0.35μm工艺的器件模型Cadence工具下进行了仿真,在-50-＋120℃温度范围内,一阶曲率补偿带隙电压基准的温度系数为16.6 ppm/℃,经过二阶曲率补偿的带隙电压基准的温度系数减小到约为3.07 ppm/℃,带隙电压基准的温度特性得到了很大改善。整个补偿电路使用器件少、占用面积小、实用性强。     

一种新型的电流模式曲率补偿带隙基准源

提出了一种新型的低压带隙基准源,与传统的带隙基准不同,该电路引入了第三个电流,以消除双极型晶体管射基电压的温度非线性项,从而实现曲率补偿。采用0．18μmCMOS工艺进行设计验证,HSpice仿真结果表明,室温下的输出电压为623mV,-55～＋125℃范围内的温度系数为4．2ppm／℃,1．0～2．1V之间的电源调整率为0．9mV／V。     

宽温度范围高精度带隙基准电压源的设计

为了满足市场对宽温度范围、高精度带隙基准电压源的需求,本文设计制作了一种新型带隙基准电压电路。设计采用多点曲率补偿技术,在温度较低时采用指数频率补偿,高温时采用亚阈值指数曲率补偿。采用电压-电流转换器对分段补偿电流在输出端进行整合,进而在-55~150℃的温度范围内进行补偿,得到低温度系数的基准电压。设计的电路采用CSMC 0.5μm CMOS工艺验证,结果表明:5V电源电压下,输出1.25V的基准电压;在-55~150℃的温度范围内温度系数为2.5×10~(-6)/℃,在低频时,PSRR为-66dB。带隙基准电压源芯片面积为0.40mm×0.45mm。     

一种抵消曲率系数的高精度低温漂CMOS带隙基准的设计

传统的带隙基准使用PTAT电压对三极管Vbe的温度系数进行线性补偿来得到与温度无关的基准电压,但由于忽略了Vbe的曲率系数r的影响,其输出电压与温度仍存在相关性。本文使用与温度成幂函数关系的电流流过BE结进行曲率补偿,理论上可以完全抵消掉晶体管的曲率系数的影响,得到具有高精度、低温漂的基准电压源。在-40～125℃范围内,其温度系数低至1．06ppm／℃。由于其对工艺变化的不敏感,适合于工程化。该电路参数调整简单,具有很强的模块通用性。     

一种新型电流模式带隙基准源的设计

提出了一种新型电流模式的带隙基准电压源结构,与传统带隙基准源不同,通过电流模式高阶曲率补偿技术,消除了高阶温度系数对基准电压的影响,得到一个与温度相关性较小的基准电压.电路采用Chartered 0.35μm工艺进行设计,仿真验证结果表明,在-40℃～125℃温度范围内,温度系数为7.25×10-6/℃,基准电压平均值为1.114 V,电源抑制比为-89.28 dB.     

曲率补偿低温漂带隙基准电压源设计

设计了一种曲率补偿低温漂带隙基准电压源。采用放大器钳位的传统实现方式,在电路中加入两种不同的分段曲率补偿电路,低温阶段,设计节点电流相减产生一段负温度系数补偿电流,高温阶段,控制晶体三极管导通产生一段正温度系数补偿电流,实现了对基准电压曲率补偿,同时采用共源共栅结构以提高电路的电源抑制比。在0.18μm的TSMC工艺下,使用Cadence Spectre对电路进行仿真,仿真结果表明,在3.3 V的电源电压下,基准输出电压为1.241 V,在–40~+125℃范围内,基准电压的温度系数为3.02×10–6/℃,低频时电源抑制比(PSRR)低于–57 d B。     

带有曲率补偿的高精度带隙基准电压源设计

设计了一种带有曲率补偿的高精度帯隙基准电压源电路,通过在特定支路上产生二阶正温度系数的电流补偿V BE的二阶负温度系数项来实现曲率补偿,从而得到更低温度系数的基准电压。同时设计了一种高效的启动电路,在电路上电时保证电路正常启动,电路正常工作后启动电路停止工作。该设计基于CSMC 0.5μm CMOS工艺,在3.3 V电源电压下,输出基准电压800 mV,采用Cadence公司Spectre软件进行仿真和实验测试,结果表明,温度为-50~150℃,基准电压的温度系数为2.4×10-6/℃,电源电压为2.5~4.5 V,电压调整率为0.08%/V。该基准电压源已成功应用在DC/DC转换器中,并取得了良好的应用效果。     

一种低功耗曲率补偿带隙基准电压源

设计了一种低功耗曲率补偿带隙基准电压源。利用亚阈值MOS管差分对,产生曲率补偿电流,对输出基准电压进行曲率补偿。采用低功耗运放来增强基准电压源的电源抑制能力,同时降低基准电压源的功耗。采用SMIC 0.18 μm 混合信号CMOS工艺进行设计。仿真结果表明,在1.5 V电源电压下,基准电压源的输出基准电压为1.224 V,在-40 ℃~125 ℃范围内的温度系数为1.440×10-6/℃~4.076×10-6/℃,电源抑制比为-77.58 dB,消耗电流为225.54 nA。     

一种温度系数低于1×10-6/℃的带隙基准电压源

提出了一种温度系数低于1×10-6 /℃的曲率补偿带隙基准电压源。采用正温度系数电压对具有互补温度系数的BJT射-基极电压进行1阶补偿,向BJT射极注入互补温度系数电流,在输出电流中引入曲率正补偿项Tln T,以实现高阶温度补偿。同时,提出了一种新型曲率补偿的低压实现电路。基于标准0.18 μm CMOS工艺进行电路设计。仿真结果表明,在-40 ℃~125 ℃范围内,常压、低压带隙基准电压源的温度系数分别为3.48×10-7 /℃和4.73×10-7 /℃,电源抑制比分别为-73 dB和-60 dB,最大消耗电流分别为22 μA和19 μA。该新型低压曲率补偿带隙基准电压源的工作电压为0.9 V,面积为0.019 8 mm²。     

一种高精度CMOS带隙基准电路的设计

采用ASMC0.35μm CMOS工艺设计了低功耗、高电源抑制比(PSRR)、低温漂、输出1V的带隙基准源电路。该设计中,偏置电压采用级联自偏置结构,运放的输出作为驱动的同时也作为自身电流源的驱动,实现了与绝对温度成正比(PTAT)温度补偿。通过对其进行仿真验证,当温度在-40～125℃和电源电压在1.6～5V时,输出基准电压具有3.68×10-6/℃的温度系数,Vref摆动小于0.094mV;在低频时具有-114.6dB的PSRR,其中在1kHz时为-109.3dB,在10kHz时为-90.72dB。     

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。     

一款高精度低功耗电压基准的设计与实现

设计了一款高输出电压情况下的高精度低功耗电压基准电路.电路采用了比例采样负反馈结构达到较高和可控的输出电压,并利用曲率补偿电路极大地减小了输出电压的温度系数.针对较宽输入电压范围内的超低线性调整率规格,给出了多级带隙级联的电路结构.针对功耗和超低负载调整率的问题,电路采用了基于运算放大器的限流模式和内置大尺寸横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管的设计.该电路在CSMC 0.25 μm高压BCD工艺条件下进行设计、仿真和流片,测试结果表明,该电压基准输出电压为3.3V,温度系数为19.4×10-6/℃,线性调整率为5.6 μV/V,负载调整率为23.3 μV/V,工作电流为45 μA.     

一种阵列式版图布局的低温度系数CMOS带隙基准电压源

设计了一款低温度系数的自偏置CMOS带隙基准电压源电路,分析了输出基准电压与关键器件的温度依存关系,实现了低温度系数的电压输出。后端物理设计采用多指栅晶体管阵列结构进行对称式版图布局,以压缩版图面积。基于65 nm/3.3 V CMOS RF器件模型,在Cadence IC设计平台进行原理图和电路版图设计,并对输出参考电压的精度、温度系数、电源抑制比(PSRR)和功耗特性进行了仿真分析和对比。结果表明,在3.3 V电源和27℃室温条件下,输出基准电压的平均值为765.7 mV,功耗为0.75μW;在温度为-55~125℃时,温度系数为6.85×10~(-6)/℃。此外,输出基准电压受电源纹波的影响较小,1 kHz时的PSRR为-65.3 dB。     

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.     

一种低温漂低功耗的简易带隙基准电压设计

电压基准在模拟电路中提供一个受电源或温度等影响较小的参考电压,以保证整个电路正常工作。设计了一种低温漂低功耗带隙基准电压源,采用不受电源影响的串联电流镜做偏置．利用PTAT电压的正向温度系数和基极发射极电压的负向温度系数特性,以适当的系数加权构造零温度系数的电压量。该设计避开了运放的应用．结构简易,原理清晰,便于入门级的同学在短时间内学习掌握。0-70℃范围内,温漂系数为16．4ppm／℃。供电电压在5-6V范围内变化时,电源抑制比达57．7dB。总输出噪声为140．3μV,功耗为300．6μW。     

应用于模数转换的高精度带隙基准源

设计了一种应用于模数转换的高精度带隙基准电压源和电流源电路,利用温度补偿技术,该电路能分别产生零温度系数的基准电压VREF、零温度系数的基准电流IZTAT。仿真结果显示,采用标准0.18μm CMOS工艺,在室温27℃和2.8 V电源电压的条件下,电路工作频率为10 Hz和1 kHz时,电源抑制比(PSRR)分别为–107 dB和–69 dB,VREF及IZTAT的温度系数分别是20.6×10–6/℃和40.3×10–6/℃,功耗为238μW,可在2.4~3.6 V电源电压范围内正常工作。     

一种带曲率补偿的高精度带隙电压基准源

本文提出了一种带运放失调电压补偿结构和分压式二阶曲率补偿结构的低温度系数带隙基准电路。设计目标为对便携设备提供0.8V的电压。基于华虹CZ6H工艺在CADENCE软件TT模型下仿真,仿真结果表明,带隙基准电压源在-40℃-120℃温度范围内温度系数仅为1.77×10-6/℃,电源抑制比(PRSS)在低频下为86.9dB。在3V-6V的电源电压工作范围内,输出电压摆幅为0.171mV。     

低失调二阶曲率补偿的带隙电压基准源设计

基于斩波运算放大器的曲率补偿CMOS带隙电压基准源电路,采用了折叠式的一阶放大器,较二阶结构线路简单,功耗低,版图面积小,并能很好地满足增益要求.采用二阶电流补偿进行曲率补偿,使带隙电压基准源能达到更好的温度系数,且系统稳定.应用0.5μm CMOS Spice模型进行了运算放大器和带隙电压基准源的电路仿真,输出电压为1.17V,在-20℃至120℃温度下,温度系数为4.7ppm/℃.该基准电压可根据工艺和内部电阻元件选取的不同获得不同电压值,其温度范围能够满足实际工作环境的需要.     

一种高精度曲率补偿带隙基准电压源设计

根据带隙基准电压源的原理,基于CSMC 0.5μm工艺设计了一种高精度二阶曲率补偿带隙基准电压源。利用MOS管工作在亚阈值区时漏电流和栅极电压的指数关系,在高温段对温度特性曲线进行补偿。通过Spectre仿真,得到输出基准电压为2.5 V的电压基准源。工作电压范围为3.35⁷.94 V,1 kHz时电源抑制比为-71.73 dB,温度从-257.94 V,1 kHz时电源抑制比为-71.73 dB,温度从-25¹25℃之间变化时温度系数为7.003×10-6℃-1。