一种应用于DC-DC的新型基准源电路设计

主要介绍了一种新型CMOS基准源电路的设计方法,由NMOS管阈值电压的温度系数及NMOS管迁移率温度指数形成温度补偿,同时产生低温度系数的基准电压和基准电流.此基准源电路已经在3μm CMOS工艺线上实现,基准电压源输出中心值在720mV左右,温度系数为91×10-6/℃.这种基准结构已经成功应用于DC-DC转换器中.     

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.     

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.     

一种新型高精度CMOS电压基准源

在分析MOS管电流电压的温度特性的基础上,基于对两个连接成二极管形式的对称NMOS管通以不同大小的PTAT电流,NMOS管的栅压将向不同方向变化这一原理,通过对这两个NMOS管的栅压进行相互补偿,设计了一种新型的CMOS基准电压源.电路采用TSMC 0.18 μm CMOS工艺进行设计,基于BSIM3V3模型,利用Cadence的Spectre工具对电路进行仿真.结果表明:当电源电压VDD=1.2 V时,其温度系数仅为28×10-6/℃.     

一种基于亚阈区VGS和ΔVGS的CMOS基准电压源电路

介绍了一种基于亚阈区VGS和ΔVGS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.     

一种低温漂低电源电压调整率的基准电流源

利用NMOS管在亚阈值区、线性区和饱和区不同的导电特性,产生正温度系数电流;多晶硅高阻与N阱电阻组成串联电阻,代替线性区的NMOS管,产生与正温度系数电流互补的负温度系数电流。采用自偏置共源共栅电流镜结构,提出一种无运算放大器和三极管的求和型CMOS基准电流源。基于Nuvoton 0.35 μm CMOS工艺,完成设计与仿真。结果表明,在-40 ℃~100 ℃的温度范围内,电流变化为2.4 nA,温度系数为7.49×10-6/℃;在3.0~5.5 V的电压范围内,电源电压线性调整率为3.096 nA/V;在5 V工作电压下,输出基准电流为2.301 μA,电路功耗为0.08 mW,低频时电源电压抑制比为-57.47 dB。     

一种新颖不带电阻的基准电压源电路设计

基于标准SMIC 0.18 μm CMOS工艺,设计一种低温漂、高精度基准电压源,该电压源是根据两个工作在饱和区的NMOS管的栅源电压差原理,产生一个与绝对温度成正比(PTAT)的电流,利用它对NMOS晶体管的闲值电压进行补偿,得到该电压源.此基准电压源电路仅使用NMOS和PMOS晶体管来实现.在-40～+80℃的温度变化范围内,它的温漂系数约为6.12 ppm/℃.     

一种低电压高精度CMOS基准电流源设计新技术

介绍一种新的在0.25μm混合模拟工艺电路中使用没有任何外围元件的基准电流源设计电路。该电路基于一个带隙电压基准源(BandgapReference,BGR)和一个类似β乘法器的CMOS电路。其中β乘法器中的电阻用NMOS晶体管代替以获得具有负温度系数的基准电流源;同时,BGR电压的正温度系数抵消了β乘法器中负温度系数。使用Bsim3v3模型实验的仿真结果说明-20℃到+100℃温度范围内基准电流源最大波动幅度小于1%,1.4～3V电压范围内片上所有电阻具有±30%的容差。     

基于65 nm CMOS工艺的2阶温度补偿全CMOS电压基准源

采用65 nm CMOS工艺,设计了一种基于MOS亚阈区特性的全CMOS结构电压基准源。首先利用工作在亚阈值区NMOS管的栅源电压间的差值得到具有特定2阶温度特性的CTAT电压,该CTAT电压的2阶温度特性与PTAT电压2阶温度特性的弯曲方向相反。再通过电流镜技术实现CTAT电压和PTAT电压求和,最终得到具有2阶温度补偿效果的基准输出电压。仿真结果表明,电路可工作在1.1 V到1.5 V电压范围内;在-55℃~160℃范围内,电压基准的温度系数可达5.9×10^-6/℃;在1.2 V电源电压下,电路的静态功耗和输出电压值分别为10μW和273.5 mV。     

一种基于阈值电压的新型基准电压源设计

SOC及智能功率集成电路对基准电压源提出了很高的要求。基于阈值电压和BiCMOS工艺,设计了一种新型的电流模式基准电压源。利用NMOS管阈值电压的线性负温度系数产生CTAT电压,与一种常见的PTAT电压相加,产生了对温度不敏感的基准电压。电路基于TSMC0.5μm BiCMOS工艺,采用Cadence Spectre对电路的各项性能进行了仿真验证。仿真结果表明,在宽温度范围(-40℃到120℃)内温度系数为9×10-6/℃,基准电压值为951mV。     

新型电流控制电流传输器

提出了一种新型电流控制电流传输器(CCCII)电路。该CCCII电路由跨导线性环电路和双极性Wilson电流镜构成。为实现该新型CCCII电路,还提出了双端输出的双极型Wilson电流镜。该CCCII电路具有输出阻抗高、电压及电流传输精度高、易于实现、便于集成等优点。文中分析了电路的工作原理,给出了实验结果,验证了电路的正确性。     

一种高精度电流检测电路的设计

针对常用电流模式的升压转换器结构,提出了一种高精度电流检测电路。该电路在保证响应速度的前提下,通过增加电路环路增益,降低误差源等方法,提高检测电路的电流检测精度。与其他结构电路相比,有结构简单,响应速度快,电流检测精度高的优点。基于Chartered的0.35μm的3.3V/13.5V CMOS工艺,使用Spectre仿真器,对该电路进行了仿真与验证。结果证明,在输入电压为2.5V～5.5V,电感电流为100mA～500mA,工作频率为1MHz的情况下,能够正常稳定工作,并且电流精度高达93%。     

基于CCⅡ多输入单输出电流模式滤波器

为了实现结构简单、便于集成的三输入单输出电流模式滤波器,提出了三输入单输出电流模式滤波器的信号流图。用CCⅡ（第二代电流传输器）及多端输出的电流镜实现了该信号流图,得到一个由CCⅡ及电流镜共同构成的电流模式滤波器。该滤波器由2个CCⅡ、1个三端输出的电流镜及4个RC元件构成,能方便地实现5种滤波器输出。该滤波器可用于通信、电子测量与仪器仪表中的信号处理。硬件实验结果表明提出的电路是正确的。     

基于CC多输入单输出电流模式滤波器

为了实现结构简单、便于集成的三输入单输出电流模式滤波器,提出了三输入单输出电流模式滤波器的信号流图。用CC(第二代电流传输器)及多端输出的电流镜实现了该信号流图,得到一个由CC及电流镜共同构成的电流模式滤波器。该滤波器由2个CC、1个三端输出的电流镜及4个RC元件构成,能方便地实现5种滤波器输出。该滤波器可用于通信、电子测量与仪器仪表中的信号处理。硬件实验结果表明提出的电路是正确的。     

Bias Current Generators with Wide Dynamic Range

Mixed-signal or analog chips often require a wide range of biasing currents that are independent of process and supply voltage and that are proportional to absolute temperature. This paper describes CMOS circuits that we use to generate a set of fixed bias currents typically spanning six decades at room temperature down to a few times the transistor off-current. A bootstrapped current reference with a new startup and power-control mechanism generates a master current, which is successively divided by a current splitter to generate the desired reference currents. These references are nondestructively copied to form the chip’s biases. Measurements of behavior, including temperature effects from 1.6 and 0.35 μ implementations, are presented and nonidealities are investigated. Temperature dependence of the transistor off-current is investigated because it determines the lower limit for generated currents. Readers are directed to a design kit that allows easy generation of the complete layout for a bias generator with a set of desired currents for scalable MOSIS CMOS processes.Tobi Delbrück is a group leader at the Inst. of Neuuroinformatics (INI), part of ETH Zurich and the University of Zurich, Switzerland. His main interest is in developing application-specific low-power vision sensor chips. In 1993 he graduated with a PhD in Computation and Neural Systems from Caltech, where he worked in Carver Mead’s laboratory. He co-invented with Mead a widely-used adaptive photoreceptor circuit and invented the bump circuit. Subsequently he worked for several years for Arithmos, Synaptics, National Semiconductor, and Foveon, where he was one of the founding employees. In 1998 he moved to Switzerland to join INI. In 2002 he was lead developer of a tactile luminous floor used in INI’s exhibit “Ada: Playful Intelligent Space” experienced by more than a half million visitors to the Swiss National Exhibition. He has been awarded 7 patents, and has written or coauthored 8 journal papers, 14 peer-reviewed conference papers, 4 book chapters, and 1 book.André van Schaik obtained his M.Sc. in electronics from the University of Twente in 1990. In 1991–1994he worked at CSEM, Neuchâtel, Switzerland, in the Advanced Research group of prof. Eric Vittoz. In this period he designed several analogue VLSI chips for perceptive tasks, some of which have been industrialised. A good example of such a chip is the artificial, motion detecting, retina in Logitech’s Trackman Marble TM.From 1994 until 1998, he was a research assistant and Ph.D. student with Prof. Vittoz at the Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne (EPFL). The subject of his Ph.D. research was the development of analogue VLSI models of the auditory pathway. In 1998 he was a post-doctorate research fellow at the Auditory Neuroscience Laboratory at the University of Sydney.In April 1999 he became a Senior Lecturer in Computer Engineering for the School of Electrical & Information Engineering at the University of Sydney. He is now a Reader in the same School and Head of the Computing and Audio Research Laboratory. His research interests include analogue VLSI, neuromorphic systems, wireless sensor networks, human sound localisation, and virtual reality audio systems.     

基于复合管改进型电流镜的CCCⅡ电路

提出了一种新型的电流控制第二代电流传输器电路。该电路由6个复合管改进型电流镜和1个跨导线性环组成,该电路的电流传输精度远高于基于基本电流镜和级联电流镜实现的电流控制第二代电流传输器(CCCII)的电流传输精度。对电路原理进行了分析,并进行了硬件实验,实验结果表明频率在0～1.3MHz范围内能很好地满足CCCII的电流和电压特性关系,从而证明提出的电路是正确的。     

基于复合管改进型电流镜的CCCII电路

提出了一种新型的电流控制第二代电流传输器电路。该电路由6个复合营改进型电流镜和1个跨导线性环组成．该电路的电流传输精度远高于基于基本电流镜和级联电流镜实现的电流控制第二代电流传输器（CCCII）的电流传输精度。对电路原理进行了分析，并进行了硬件实验，实验结果表明频率在0-1．3MHz范围内能很好地满足CCCII的电流和电压特性关系，从而证明提出的电路是正确的。     

脉冲激光电源中电流可编程的实现

本文介绍了一种用于脉冲激光电源的新型电流可编程控制操作系统。该系统采用上下位机的方式实现电流波形的输入、显示、存储及D/A输出。就系统的实现给出了硬件框图、软件流程图以及部分源程序。     

紫峰大厦雷电流全波测量研究

雷电流是描述闪电放电最重要的物理量,对于雷电防护相关研究意义重大,因此,雷电流测量一直是雷电研究领域的基础性工作。为了获得自然雷电流全波波形,在南京第一高楼紫峰大厦(约450 m)楼顶的避雷针处安装了一套雷电流全波测量系统,用于长期检测雷击建筑物回击电流和建筑物上行先导电流。该系统包含两套子系统,分别由雷电流传感器、数据传输系统、数据采集系统、远程控制系统构成,能够同时测量回击电流和建筑物上行先导电流,对国内特别是华东地区高塔自然雷电流研究具有重大意义。首先对所安装的雷电流测量系统进行了介绍,对测得的两组上行先导电流波形进行了全面分析,得出高建筑物上行先导电流波形的相关特征。     

一种海洋表面矢量流图生成算法的研究

针对海洋动力学重要参数－海流,利用两台雷达的海洋表面径向流图,来生成海洋表面矢量流图的算法,并给出计算机模拟的结果。结果表明,该算法获得的海洋表面矢量流场效果良好,达到了工程应用的预期效果。