一种带曲率补偿的基准及过温保护电路

介绍了一种低温漂的 BiCMOS 带隙基准电压源及过温保护电路。采用 Brokaw 带隙基准核结构,通过二阶曲率补偿技术,设计了一种在-40℃～+160℃的温度变化范围内温度系数为25ppm/K、输出电压为1.2±0.000 5V 的带隙基准电压源电路。电源电压抑制比典型情况下为72dB。这种用于内部集成的带热滞回功能的过温保护电路,过温关断阈值温度为160℃,温度降低,安全开启阈值温度140℃,设计的热滞回差很好地防止了热振荡现象。     

带有过温保护功能的1W白光LED驱动电路设计

基于CSMC 5V0.6μm标准CMOS工艺设计研制了一种具有过温保护功能的1W温度传感LED恒流驱动电路.该电路由恒流驱动模块和温度传感模块组成,在电源电压为5V时能提供350mA恒定驱动电流,并能在设定温度下关断功率MOS管,实现过温保护功能.恒流驱动模块采用比例电流采样方式,在电源电压正负变化10%范围内,驱动电流变化小于4.3%,温度传感模块利用PTAT(与绝对温度成正比)电压与基准电压比较,产生关断信号,关断温度在50℃-125℃范围内可由外接电阻设定.该芯片实现了温度传感模块和白光LED恒流驱动模块的单片集成,在LED照明技术中有一定的应用价值.     

新型大功率LED恒流驱动芯片设计

设计了一款基于BUCK电路的大功率LED恒流驱动芯片,芯片集成了带隙基准源模块、LDO模块、偏置电流产生模块、数字调光模块、过温保护模块、逻辑控制模块和驱动模块等。对带隙参考源、高压LDO和过热保护3个子模块电路的设计做了重点研究,通过Cadence软件对子电路和系统的各项参数进行了模拟仿真和优化,对整体电路的版图进行了设计和验证,芯片面积为1 680μm×1 210μm。采用VIS公司的0.35μm 40 V BCD工艺进行了流片。测试结果表明,芯片基于控制导通时间的控制方式实现了高精度,且具有输入电压范围广、低电压参考源和PWM调光等功能,驱动电流可达到1.5 A,且不用补偿就能够稳定工作。     

一种低压低温漂的CMOS带隙基准源

基于标准0.35umCMOS工艺,采用一级温度补偿电压作为温度曲率校正电压,与传统采用PTAT电压作为温度曲率校正电压相比,获得了一个电路结构简单,性能更好的带隙基准源。使用Hspice进行仿真,仿真结果表明电路可以在-20-100℃范围内,平均温度系数约2ppm/℃,工作电压为1V左右,获得了一个高性能的带隙基准电压源。该带隙基准源可应用于高精度模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)和系统集成芯片(SOC)中。     

BiCMOS带隙基准电压源的设计及应用

基于0.18μm SiGe BiCMOS工艺,设计了应用于一款"10-Gbps跨阻放大器(TIA)"芯片的带隙基准电压源。该带隙基准电压源工作在3.0 V~3.6 V的电源电压下,输出基准参考电压为1.2 V,温度系数为10.0 ppm/℃,低频时电源抑制比为-69 d B,具有良好的性能。应用该带隙基准电压源完成了TIA芯片中偏置电路模块的设计,该偏置电路除了提供偏置电流外,还具备带宽调节功能,可实现对TIA输出电压信号带宽进行7.9 GHz、8.9 GHz、9.8 GHz和10.1 GHz四档调节,提高了TIA芯片的应用性。目前,带隙基准电压源与偏置电路随TIA芯片正在进行MPW(多项目晶圆)流片。     

一种低压曲率校正带隙基准电压源

基于标准0.6umCMOS工艺,设计依据在亚阈值区工作的一阶温度补偿电路,采用VPTAT电压驱动曲率校正电路,对一阶温度补偿电路进行高阶温度补偿,获得了一种电路结构简单,性能较好的带隙基准源。经过Hspice仿真,仿真结果表明电路可以在-10-150范围内,平均温度系数约9.9ppm/oC;工作电压为1.4V。该带隙基准源可应用于高精度模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)和系统集成芯片(SOC)中。     

一种CMOS带隙基准源的设计与仿真

分析了传统带隙基准源的基本原理,并在此基础上一款CMOS带隙基准源电路。该电路基于UMC0.18μm CMOS工艺设计,利用cadence软件进行仿真。仿真结果表明,CMOS带隙基准源稳定输出电压1.22V,该电路在温度从-50-100℃进行扫描,其变化率为10.7ppm/℃,电源电压在1.7V-1.9V范围内发生变化时帯隙基准源输出电压变化很小。     

0.13 μm CMOS电流模式高精度基准源设计

为提升基准源的精度,降低功耗,设计了一种新型带曲率补偿的低功耗带隙基准电路。该电路根据MOS管亚阈值区固有指数关系去补偿PNP型晶体管发射结电压的高阶温度特性,在只增加两股镜像电流下,该带隙基准电路与传统一阶低压带隙基准电路相比,具有低功耗和更低的温漂系数。基于中芯国际130 nm COMS工艺,仿真表明,温度在-20℃~80℃范围内,温漂为4.6 ppm/℃,电源抑制比为60 dB,输出基准电压为610 mV,整体电路功耗为820 nW。     

大功率白光LED恒流驱动芯片的设计研究

介绍一种串联饱和型白光LED照明恒流驱动芯片的设计,电路包括带隙基准电压源、反馈电路、电流传感取样电路、LDO电路、大功率驱动电路五部分。     

一种低温漂的欠压保护电路的设计

针对DC-DC电源管理系统中所必须的欠压保护功能,提出一种随温度变化很小的欠压保护电路。该电路结构简单,不需要额外的带隙基准电路,同时也省去了电压比较器电路。电路特别考虑了温度特性,减小了温度对阈值电压和迟滞量的影响。采用0.5μm OKI工艺,运用Cadence和Hspice进行仿真。结果表明,当电源电压降低到3.6 V时,输出高电平;当电压重新上升到3.79 V时,输出低电平,迟滞量为0.19 V。温度在-40℃~125℃变化时,翻转阈值电压和迟滞变化范围仅为30 mV和70 mV。在不同模型下,翻转阈值电压和迟滞变化范围均为30 mV,满足电路的设计要求。     

一种基于斩波调制的带隙基准电压源

为了消除由于晶体管不匹配产生的随机失调对带隙基准源精度的影响,设计了一种采用斩波调制技术的带隙基准电压源。该方法采用对称性OTA的结构来减小带隙基准电压源的系统失调,并利用带隙基准核心电路中的与绝对温度成正比(PTAT)的电流源为OTA提供自适应偏置,从而较小了整个电路的功耗。通过基于0.35μm CMOS工艺并使用Cadence Spectre工具对电路进行仿真,结果表明:斩波频率为100 Hz时,基准电压在室温(27℃)的输出为1.232 V,该带隙基准的供电电压的范围为1.4~3 V;在电压为3 V时,在-40~125℃温度范围内的温度系数为24.6 ppm/℃。     

一种二阶曲率补偿带隙基准的设计

针对高压电源芯片的需要,提出了一种二次曲率补偿的带隙基准源.该电路在传统带隙基准结构的基础上,利用Bipolar管的电流增益随温度呈指数变化的规律,对带隙基准进行高阶温度补偿.该电路具有温度补偿精度高、电路结构简单且能输出高电位电压基准等优点.采用40VBiCMOS高压工艺流片,仿真用Cadence软件中的spectre工具,流片后测试结果为,工作电源电压±12V,输出电压为-10.78V,在-55℃～125℃范围内,温度漂移系数为2.5ppm/℃,在20kHz时基准源输出电源抑制比为100dB.     

一款应用于LED驱动的过温保护电路

设计了一款电压随温度自适应变化,从而使驱动电流随温度自适应变化的过温保护电路。应用于LED驱动电路,具有滞回关断的特点,在恒流输出中增加温度自适应模块,设计简单而且比较稳定。基于0.5μm CMOS工艺,使用Cadence Spectre对电路进行仿真。仿真结果表明,基准电压精度高,温漂低,温度系数为1.6×10~(-5)/℃;LED电路在0~65℃,恒定输出350 mA,输出变化范围小于0.285%;在65~108℃范围内变化时,电流输出自适应范围为85 mA;在温度达到110℃时,关断信号为高电平,电路关断输出,直到温度下降到60℃时,电路重新开启。     

用于温度传感器芯片的高精度低温度系数带隙基准源

为了满足温度传感器芯片对带隙基准源高性能的要求,设计了一种高精度低温度系数带隙基准源。该带隙基准源利用电阻比值校正了一阶温度系数带隙基准电路的非线性温度特性,使得输出的基准电压的精度和温度系数有了很大提高。采用0.8μm BiCMOS（Bipolar-CMOS）工艺进行流片,带隙基准电路所占面积大小为0.04mm???2。测试结果表明：在5V电源电压下,在温度-40~125℃范围内,基准电压的温度系数为1.2×10-5/℃,基准电流的温度系数为3.77×10-4/℃;电源电压在4.0~7.0V之间变化时,基准电压的变化量为0.4 mV,电源调整率为0.13mV/V;基准电流的变化量为变化量约为0.02μA ,电源调整率为6.7nA /V。     

一种结构新颖的曲率校正带隙基准电压源

基于0.35umCMOS标准工艺,采用一种结构新颖的温度曲率校正电路作为一级温度补偿电路的曲率校正电路,与传统的曲率校正电路相比具有更稳定的输出电压和更低的平均温度系数。经过Hspice仿真,结果表明:电压源在温度-20-120范围内,平均温度系数(TC)约1.7ppm/oC;工作电压约1.4V,获得了一个低压高精度的带隙基准电压源。该带隙基准源可应用于高精度模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)和系统集成芯片(SOC)中。     

一种低压高精度CMOS带隙基准

设计了一种改进的带隙基准电压源,通过采用分段电流补偿的方法,实现了低压高精度供电。研究基于TSMC 0.35μm CMOS 3V工艺基础,重点考虑主要工作温度区域输出电压随温度变化的精度问题。仿真结果表明,该电路可提供低至500mV的低压,实现了高阶电流补偿,在-40℃～+100℃温度范围内其温漂系数仅为3.7ppm/℃,在芯片主要工作温度范围内,输出基准电压最大偏差小于8μV,低频时电源抑制比为-70dB。     

一种高精度基准源电路

基于90 nm CMOS标准工艺,设计了一种低温漂的带隙基准源电路.一种结构新颖的温度曲率校正电路被采用,作为一级温度补偿电路的曲率校正电路.Hspice仿真结果表明:所设计电压源在温度-20℃～+120℃范围内,平均温度系数约为2.2 ppm/℃,获得了一个低压高精度的带隙基准电压源.     

高精度电流偏置电路的设计

提出了一款应用于RF无线收发芯片的高精度电流偏置电路。综合考虑功耗、面积和失调电压对基准电压的影响,设计了一款符合实际应用的带隙基准电路。并以带隙基准电路作基准电流源的偏置,采用电压电流转换器结构设计了具有高电源电压抑制比（PSRR）的基准电流源。电流镜采用辅助运放的设计方法来提高电流镜的输出阻抗,减小沟道调制效应对输出的基准电流的影响,从而提高输出基准电流的精度。采用0．35μzmCMOS工艺设计芯片版图,版图面积为0．18mm^2。提取寄生参数（PEX）仿真结果表明,该电路在-55℃～＋90℃范围内的温度系数为15．5ppm／℃,室温下基准电压为1．2035V;在低频段电流源的电源抑制比为90dB;在外接电阻从1kΩ～400kΩ变化时,输出基准电流误差范围是0．0001μA。     

一种高精度BiCMOS带隙电压基准源的设计

在对传统典型CMOS带隙电压基准源电路分析基础上提出了一种高精度,高电源抑制带隙电压基准源。电路运用带隙温度补偿技术,采用共源共栅电流镜,两级运放输出用于自身偏置电路。整个电路采用了UMC 0.6um BiCMOS工艺实现,采用HSPICE进行进行仿真,在TT模型下,仿真结果显示当温度为-40℃～80℃,输出基准电压变化小于1.5mV,低频电源抑制比达到75dB以上。     

一种发动机高温差环境下的基准电压源电路

根据汽车发动机控制芯片的工作环境,针对常见的温度失效问题,提出了一种应用在发动机控制芯片中的带隙基准电压源电路。该电路采用0．181．LmCMOS工艺,采用电流型带隙基准电压源结构,具有适应低电源电压、电源抑制比高的特点。同时还提出一种使用不同温度系数的电阻进行高阶补偿的方法,实现了较宽温度范围内的低温度系数。仿真结果表明,该带隙基准电路在一50℃～＋125℃的温度范围内,实现平均输出电压误差仅5．2ppm／℃,可用于要求极端严格的发动机温度环境。该电路电源共模抑制比最大为99dB,可以有效缓解由发动机在

Abstract：

The paper presents a bandgap reference power source, which is designed to accommodate the wide range temperature environment for engine control modules and to avoid circuit invalidation caused by temperature. The bandgap reference based on current summing