基于电阻网络修调的高精度基准源

针对高精度集成电路系统,工艺条件导致的误差需要通过修调弥补。基于 0.18 μm CMOS 工艺设计了一种针对片上基准源的修调电路,通过调整数字输入信号,对电阻网络修调电路进行控制,通过重配置输出级电阻比例,从而达到对基准源电压的调整。基准源采用改进的 Neuteboom 带隙电路,在 5 V 电源电压的工艺条件下进行仿真测试,在-40～125 ℃温度范围内,实现了 2.98×10^-6/℃的温度系数。通过电阻网络修调的基准电压变化范围为 2.3840～2.5154 V,电压修调步长为 2 m V。     

一种高精度电压基准源设计方法

高精度带隙基准源是高性能模拟和数模混合集成电路的重要组成部分,其精度影响了整个系统的稳定。基于此,对带隙基准源的高阶温度补偿和分段曲率补偿原理进行了分析,设计了一种新颖的基于亚微米工艺的带隙基准源并获得了极低的温度系数。     

一种高精度低温漂的基准电压源的分析与设计

设计了一种CMOS基准电压源结构,具有高精度、低温漂的特点。它利用带隙基准的基本原理,结合自偏置结构以及适当的启动电路,获得了相对稳定的电压值以及较好的温度系数。此基准结构已经在标准的0.6μmCMOS工艺线上进行了流水,实测结果表明基准电压源的输出中心值为1.209V,温度从0℃变化到100℃,温度系数为66ppm/℃,同时,供电源从2V变化到6V,基准电压值的变化约为2mV。这种基准结构已经成功应用在CMOSDC/DC转换器中,并取得了良好的应用效果。     

一种高精度的CMOS带隙基准电压源

设计了一种采用0.25 μm CMOS工艺的高精度带隙基准电压源.该电路结构新颖,性能优异,其温度系数可达3×10-6/℃,电源抑制比可达75 dB.还增加了提高电源抑制比电路、启动电路和省功耗电路,以保证电路工作点正常、性能优良,并使电路的静态功耗较小.     

一种可修调的高精度低温漂带隙基准电压源

设计了一种可修调的高精度、低温漂、高电源电压抑制比的高阶温度补偿带隙基准电压源。在Brokaw型带隙基准电路结构的基础上,采用多晶硅电阻负温度系数补偿技术,可实现2阶曲率温度补偿,减小了基准电压的温漂;设计了电阻修调网络,保证了基准电压的高精度。电路基于标准双极工艺进行设计和制造,测试结果表明:在－55 ℃~125 ℃温度范围内,15 V电源电压下,基准源输出电压为2.5(1±0.24%) V,温度系数为1.2×10－5/℃,低频时的电源电压抑制比为－102 dB,静态电流为1 mA,重载时输出电流能力为10 mA。     

一种低电压高精度带隙基准电压设计

本文对传统的带隙基准源电路进行了详细的分析,并对近些年来一些新出现的技术进行总结,采用二阶曲率补偿技术,提出了一种能在较低电压下工作的高精度电压基准源.本设计基于CSMC0.35μm工艺仿真,结果表明电源电压为1.0 V时,电路达到稳定工作状态,在-25-125℃的温度范围内,输出电压为530 mV,平均温度系数为4....     

基准参考源的设计

设计了一种基准参考源,采用双极工艺,能够输出稳定的2.5V电压,温度范围在-40℃~105℃,精度为1%,采用了电阻修调网络对该基准参考源进行了修调,可调范围在2.38V~2.62V之间,灌流能力为1mA~100mA,并且进行了噪声仿真,满足了噪声要求。     

一种高精度曲率补偿带隙基准电压电路

设计一种采用电流模式和Buck’s电压转移单元对VBE进行高阶补偿的带隙基准电压源。电路采用CSMC0．5μm DPTM CMOS工艺制造。温度在-40～125℃之间变化时,基准电压源的温度系数为3．15ppm／℃,在3．5～5．0V之间的电压调整率为0．35mV／V。     

一种高精度带隙电压基准源改进设计

在原有经典三条支路结构的带隙基准电路基础上,通过减少带隙电压源的电流源镜像次数及控制电流源漏源电压,在减小器件失配影响的同时,进一步减小了沟道长度调制效应的影响,大幅度提高了基准电压源的精度,降低了温度系数.封装后200片统计测试的结果:输出电压精度为1.23±0.02V,标准偏差σ仅为0.007V,-40～85℃范围内的温度系数测试值在16ppm附近,芯片电源电流为100μA.该改进电路的设计仿真结果和流片测试结果有很高的一致性.     

一种高精度能隙基准电压电路

在分析了几种基准电压源的基础上 ,设计并实现了一种高精度用于高速串行通信接口的 CMOS能隙基准电压电路。电路采用了两级高增益运放的优化结构 ,基于 TSMC公司的 CMOS 0 .2 5μm混合信号模型的仿真结果表明电路输出电压在 -5 0～ 70°C的温度内波动范围为 0 .0 5 7%。芯片流片测试结果发现基准电压电路在输入电压为 2 .5 V的条件下 ,工作在 -5 0～ 70°C的温度范围内 ,输出电压变化范围为 1 .2 3 3 7～ 1 .2 3 5 6V,输出电压变化率为 0 .1 5 4% ,与仿真结果之间的平均偏差为 0 .0 1 6%。能隙基准电压电路的版图面积为 1 5 8μm× 1 64μm。     

一种基于空间应用的双极型基准电压源单粒子辐照机理研究

介绍了空间应用中一种双极型开关稳压器芯片,在单粒子辐照下芯片内部基准电压异常,继而导致整个芯片输出功能中断,且在单粒子脉冲结束后,芯片输出中断异常未恢复,需要重新断电再上电芯片才正常工作的情况。基于上述实验现象,从线路级分析器件在异常时候的工作情况,分析了单粒子辐照后器件级的辐照机理。通过芯片内部大电流EMMI实验,结合该双极型带隙基准电路,模拟了单粒子辐射效应造成芯片的异常工作状态。通过器件辐照机理分析和仿真复现,定位了基准电压源的薄弱部位,并从线路原理上给出了版图改进措施,以提升该基准电压源的抗单粒子辐照能力。     

一种新型CMOS电流模带隙基准源的设计

设计了一种新型电流模带隙基准源电路和一个3bit的微调电路。该带隙基准源可以输出可调的基准电压和基准电流,避免了在应用中使用运算放大器进行基准电压放大和利用外接高精度电阻产生基准电流的缺点,同时该结构克服了传统电流模带隙基准源的系统失调、输出电压的下限限制以及电源抑制比低等问题。该带隙基准源采用0.5μm CMOS混合信号工艺进行实现,有效面积450μm×480μm;测试结果表明在3 V电源电压下消耗1.5mW功耗,电源抑制比在1 kHz下为72dB,当温度从-40～85°C变化时,基准电压的有效温度系数为30×10-6V/°C。该带隙基准电路成功应用在一款高速高分辨率模数转换器电路中。     

新型电流微调CMOS带隙基准源的设计

介绍了一个新型PTAT电流微调并具有关断模式的CMOS带隙基准源,通过数字控制信号逻辑的改变,可实现1.20～1.27V的基准输出。该带隙基准源采用TSMC0.18μm工艺进行电路和版图设计。仿真结果显示,在输出基准为1.24V的情况下,带隙基准源在-40～125℃,所有工艺角下的最大误差为23.07mV,其中tt工艺角下的温度系数为21×10-6/℃。电源电压为1.8V时,电源电流为63μA;关断模式下电流为93pA。10kHz的电源抑制比为44dB。     

高精度CMOS带隙基准电压源电路设计

设计了一种应用于集成稳压器的高精度带隙基准电压源电路。采用共源共栅电流镜结构以及精度调节技术,有效提高了电压基准的温度稳定性和输出电压精度。经Hynix 0.5μm CMOS工艺仿真验证表明,在25℃时,温度系数几乎为零,基准电压随电源电压变化小于0.1 mV;在-40~125℃温度变化范围内,基准电压变化最大4.8 mV,满足设计指标要求。     

高精度分段曲率校正CMOS带隙基准的设计

本文提出了一种新颖的分段曲率校正技术,未增加额外掩模,在标准CMOS工艺条件下就可简单实现曲率校正,使带隙基准的温度系数减少约十倍.这种方法可应用到任何一种工艺获得非线性补偿.在SMIC 0.18μM CMOS 的工艺条件下,设计了一种高精度分段曲率校正全差分带隙基准.模拟结果表明输出差分参考电压为1.9997V,输出噪声电压为225nV/ Hz ,电源抑制比为98dB.并在CSMS 0.5μM混合信号工艺条件下,高精度分段曲率校正单端带隙基准嵌入到单片100MHz PWM控制BUCK DC-DC转换器中提供参考电压,测试结果表明参考电压为1.2501V,输出噪声电压为670Nv Hz ,电源抑制比为66.7dB,温度系数为2.7ppm/℃提高了6倍.本设计采用电流形式,因而通过改变参数,可使输出差分或单端参考电压小于1V,适合低压低功耗的便携式设备.     

1.5V工作电压带隙基准电路的设计

在分析传统带隙基准电路的基础上,提出一种采用电流模式结构的低电压带隙基准电路。该电路能够输出200mV~1.25V的宽范围的电压,并使用了与电源无关偏置以及带负反馈网络的二级运放,提高了输出电压的精度。采用CMOS0.35μm工艺实现时,工作电压可在1.1V~1.5V。Hspice仿真结果表明,工作电压为1.5V时,电路的有效温度系数为14ppm/℃。     

A sub 1 V high PSRR CMOS bandgap voltage reference

A Bandgap circuit capable of generating a reference voltage of less than 1 V with high PSRR and low temperature sensitivity is proposed. High PSRR achieved by means of an improved current mode regulator which isolates the bandgap voltage from the variations and the noise of the power supply. A vigorous analytical approach is presented to provide a universal design guideline. The analysis unveils the sensitivity of the circuit characteristic to device parameters. The proposed circuit is fabricated in a CMOS technology and operates down to a supply voltage of 1.2 V. The circuit yields 20 ppm/°C of temperature coefficient in typical case and 50 ppm/°C of temperature coefficient in worst case over temperature range −40 to 140°C, 60 ppm/V of supply voltage dependence and 60 dB PSRR at 1 MHz without trimming or extra circuits for the curvature compensation. The entire circuit occupies 0.027 mm² of die area and consumes from a 1.2 V supply voltage at room temperature. Twenty chips are tested to show the robustness of the topology and the measurement results are compared with Monte Carlo simulation and analysis.     

一种工作在亚阈值区的低电压低功耗基准电压电路

本文提出了一种不使用三极管而只使用工作在亚阈值区的晶体管和电阻的电压基准。使用0.18um工艺进行流片以及测试的结果表明：本文所设计的电压基准可在0.8V的低电压下工作,在温度从-35˚C到85˚C的范围内,温度系数为370ppm/˚C;电源电压从0.8V到3V的条件下,电压偏差小于0.1%。而且在电源电压为0.8V的条件下,整个芯片的功耗只有1.5uA。     

一种分段线性补偿的带隙基准

提出了一种采用分段线性补偿的方法来实现高精度带隙基准,其基本原理是将整个温度区间分为若干个子区间,在不同子区间上采用不同线性补偿函数达到最佳补偿.由于温度区间缩小,补偿误差也随之减小,从而在整个工作温度间上的补偿误差也缩小.理论上,只要温度子区间取得足够小,就可以达到任意精度.示例中将-40～120℃的温度区间仅分为三个子区间,平均温度系数就从1.5×10-5/℃减小到2×10-6/℃.