Design of a low temperature coefficient bandgap reference with a wide temperature range

In order to meet the requirements of different applications and markets for the accuracy and reliability of IoT chips,a low temperature coefficient bandgap reference with a wide temperature range is proposed.On the basis of the traditional Banba bandgap reference structure,the circuit utilizes high-order temperature compensation technology and piecewise temperature compensation technology to improve the curvature of the output reference voltage.The temperature coefficient of the circuit is reduced.At the same time,the operating temperature range of the circuit is extended.The circuit performances are verified in the TSMC 180 nm CMOS process.Test results show that the temperature coefficient of the circuit is as low as 7.2×10^-6/℃ in the range of-40 ℃ to 160 ℃.The power supply rejection ratio at a low frequency is -48.52 dB.The static current under the 1.8 V power supply voltage is 68.38 μA,and the core area of the chip is 0.025 mm².     

一种高精度低温漂带隙基准电路的设计与实现

针对带隙基准电路对集成电路精度的影响,提出了一种新的低温漂带隙基准电路。通过分段温度补偿,补偿了带隙基准电路,减小了温度漂移,优化了基准的温度性能。基于西岳公司3μm18V双极工艺,设计了基准电路和版图,并进行流片。仿真和流片结果表明:在典型工艺角下,基准在-55℃~125℃内,温度系数为1.7×10 ^-6~6.0×10 ^-6/℃;在2.2V的电源幅度范围下,具有0.03 mV/V的电源抑制特性。该电路已成功应用于一款线性稳压电源中。     

一种用电流基准核作温度互补性补偿的基准电压源

为克服传统带隙基准源在温度性能上的缺陷,设计了一种低温度系数的带隙基准电路。该电路在传统电流模基准结构的基础上,引入一个工作在亚阈值区电流基准核产生的电流来达到高阶补偿的目的。在一阶补偿的基础上,补偿电流的进一步补偿,大大降低了基准输出的温度系数。电路设计采用0.18μm的CMOS工艺,利用Cadence软件的Spectre仿真工具对电路进行仿真,仿真结果表明,在2.7V电源电压下,基准输出电压为1.265V,温度在-40～125℃变化时,基准输出电压仅变化0.2mV,相比一阶补偿的变化（约为2.5mV）,精度提升了10多倍;电源电压在1.8～3.5V变化时,基准输出电压变化4.5mV;在出色的温度性能下有良好的抗干忧性,满足了高性能基准源的要求。     

A low drift curvature-compensated bandgap reference with trimming resistive circuit

A low temperature drift curvature-compensated complementary metal oxide semiconductor (CMOS) bandgap reference is proposed.A dual-differential-pair amplifier was employed to add compensation with a hig...     

带有修调的分段曲率补偿带隙基准电路

为得到高精度低温度系数、高电源抑制比的基准电压,同时为了降低工艺中非理想性因素的影响,设计了一种新的带有修调的分段曲率补偿基准电路. 通过利用电阻分压和工作在亚阈值区域的MOSFET的电学特性,产生正温度系数和负温度系数的电流,在高温段和低温段分别对带隙基准电压进行曲率补偿,提出了一种新的快速优化基准电压温度系数的芯片级修调方法,包含温度系数修调和电压幅值修调,可以快速获得最低温度系数对应码值以提升工作效率.基于0.35 μm BCD工艺,流片验证了该修调方案的可行性.结果表明:在-40℃~125℃内,基准电压最低仿真温度系数为0.84×10^-6/℃,最低实测温度系数为5.33×10^-6/℃,随机抽样结果显示温度系数的平均值为7.47×10^-6/℃;采用基于计算斜率的修调方法,测试10块芯片的平均修调次数为3.5次,与使用逐次逼近的修调方法相比,效率提升59.8％;低温度系数的带隙基准电压有利于提升电池管理芯片对电池剩余电量估算的准确性,该带隙基准电路已成功应用于电池管理芯片内高精度模数转换器中.     

高性能分段温度曲率补偿基准电压源设计

针对带隙基准电压源温漂高、电源抑制比(PSRR)低的问题,提出一种新颖的分段曲率补偿技术.该电路将基准源工作的全温度范围划分为3个区间,对各段温度区间进行不同的温度补偿,同时引入电流环负反馈结构,提高电路在低频时的电源抑制比,实现在-40～150℃内,温度系数为1.24×10-6,在DC时电源抑制比为-137dB.该电路采用TSMC0.6μmBCD工艺设计实现,芯片面积为0.5mm2,关断电流小于0.1μA,工作静态功耗为125μW.投片测试结果验证了电路设计的正确性,当电源电压为2.5～6.0V时,该基准源输出电压摆幅仅为0.220mV.     

与温度、电压及工艺涨落无关的CMOS电流基准

利用工作在亚阈值区的MOS管代替传统电流基准中的三极管或电阻器件,实现了一款全CMOS器件的电流基准.利用PMOS管的体效应实现进一步的温度补偿;利用共源共栅和反馈结构有效地增加了基准电流源德电源抑制比;并利用当工艺发生偏差时CMOS管阈值电压、电子（空穴）迁移率和亚阈值区MOS管漏源电流之间的关系,降低了工艺涨落对基准电流的影响.本设计采用Cadence公司的Spectre软件以及CSMC公司的0.5 μm CMOS混合信号模型进行仿真设计,设计的基准电流中心值为1.62 μA.综合考虑温度、电压和工艺涨落对电流基准的影响,温度系数为1.58×10－4%/℃,电源抑制比为90.5 dB,工艺涨落仅造成基准电流±3.5%的变化.     

一种CMOS高阶曲率补偿的带隙基准源电路的设计

为解决传统CMOS带隙基准电压源的温度系数较高的问题,采用高阶曲率补偿方法,提出了一种新型的带隙基准电压源,这种基准电压源的结构简单同时具有良好耗能性能,并且基准电压的温度系数得到一定的优化.利用NMOS管工作在亚阈值区域时漏电流和栅源电压的非线性特性,通过引入与基准电压温度系数成相反趋势的高阶补偿电流,降低基准电压的温度系数,以较少的硬件消耗为代价大幅提高了其温度特性,最后推导出补偿后的基准电压的计算公式.基于0.18μm BCD工艺进行仿真,结果表明:在-40℃~150℃温度范围内,基准电压的温度系数为6.94×10~(-6);电源电压VDD在2.5~5.0 V范围内,线性调整率为0.033%,电路在5 V电源电压为下工作电流为7.36μA;在典型工艺下(TT),电源抑制比(PSRR)为77.4 dB.基准电压的温度特性的理论分析结果与仿真结果吻合较好,通过高阶补偿后,带隙基准电压源表现出优良的性能,满足了带隙基准源的低功耗和低温漂的设计要求.     

一种高精度低温漂带隙基准源的设计

该文参考了带隙基准电压源领域的现阶段技术,结合自偏置共源共栅电流镜以及适当的启动电路、补偿电路,设计了一种高精度、低温漂的多输出带隙基准电路。首先简述了传统带隙电压基准的基本原理,然后详细阐述了具体的各电路设计过程。该基准电压源可广泛应用于电源管理芯片等对能耗要求极高的芯片中。     

一种新型低压高精度CMOS电流源

采用低压与温度成正比基准源和衬底驱动低压运算放大器电路,设计了一种新型的低压高精度CMOS电流源电路,并采用TSMC 0.25μm CMOS Spice模型进行了电源特性、温度特性及工艺偏差的仿真．在室温下,当电源电压处于1.0～1.8V时,低压电流源输出电流I_out约为12.437～12.497μA;当温度在0～47℃范围内,输出电流为12.447μA;各种工艺偏差条件下的最大绝对偏差为0.54μA,与典型工艺模型下的相对偏差为4.34%．     

一种温度自动补偿的多功能水分仪

介绍了一种有温度自动补偿功能并能测试多种物质水分的双圆筒电容式水分仪,该水分仪能实时显示温度,实验结果表明,仪器具有测试速度快,操作简便,精度高,湿滞回差小等特点。     

A band-gap voltage reference for interface circuit of microsensor

A high performance CMOS band-gap voltage reference circuit that can be used in interface integrated circuit of microsensor and compatible with 0. 6 μm ( double poly) mix process is proposed in this paper. The circuit can be employed in the range of 1. 8 - 8 V and carry out the first-order PTAT ( proportional to absolute temperature) temperature compensation. Through using a two-stage op-amp with a NMOS input pair as a negative feedback op-amp,the PSRR ( power supply rejection ratio) of the entire circuit is increased,and the temperature coefficient of reference voltage is decreased. Results from HSPICE simulation show that the PSRR is - 72. 76 dB in the condition of low-frequency,the temperature coefficient is 2. 4 × 10 -6 in the temperature range from - 10 ℃ to 90 ℃ and the power dissipation is only 14 μW when the supply voltage is 1. 8 V.     

CMOS带隙基准电压源电路的模拟

利用CSMC0．6μmCMOS标准工艺及OrCAD模拟电路设计软件环境,设计了2种具有曲率补偿的带隙基准电压源电路,并用Hspice对电路的温漂、电源抑制比、电源电压稳定性及电路功耗进行了仿真。仿真结果表明,第1种在-20℃～130℃温度范围内,温度系数为29．97×10^-6／℃;第2种在-20℃～130℃温度范围内,温度系数为12．73×10^-6／℃。     

基于OTA反馈型的低压与高精度电流镜设计

在电流模式电子电路设计中,电流镜是基本的电路应用部件,既可以作为偏置单位,也可以作为信号处理单位.利用OTA反馈电路实现低压、高速高精度电流镜,并用TSMC0.351μ、3.3V工艺利用pspice完成电路的仿真,结果与基本电流镜及共源共栅电流镜相比,精度较高,电压摆幅大,更适合在低压下工作.     

测温调节器的自行设计制作

叙述了在某些试验工作中,为解决测温参数多而测温调节器不够用的问题所采取的方法．介 绍了电流供电式调节电路和电桥式调节电路,并对两种调节电路进行了比较,得出电桥式调节电路 结构简单,而电流式调节电路的优点是在原理上消除了传输导线电阻的影响．     

切边圆盘剪设计

从剪切机理、板带的剪切变形过程,分析计算圆盘剪剪切力和传动功率,介绍了圆盘剪开口度调整装置,剪刃侧间隙调整机构和重叠量调整机构以及侧间隙和重叠量对剪边质量的影响.     

低温对车辆燃油消耗的影响规律

以世界银行HDM Ⅲ模型体系中的车辆油耗模型为基础,通过车辆在不同路况和低温条件下的油耗试验,建立了适合我国寒冷地区道路交通状况的低温油耗模型。为HDM Ⅲ油耗模型在我国寒冷地区的应用提供了修正依据和方法。     

新型低纹波高压直流电源的设计

研究提出了一种新型的低纹波高压直流电源电路结构,该电源采用电压互补的工作原理,将两路独立输出电压相同、相位相差90°的半桥逆变电路并联后输出,使其输出电压并联互补,以达到减小直流输出电压脉动的目的.在介绍该电源工作原理和控制方式基础上,并依据该方案研制了一台小功率样机,结合实验波形,证实了该方案的可行性.     

一种峰值电流控制模式的大功率DC-DC转换器芯片设计

基于CSMC 0.5μm BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)工艺设计了一种降压型大功率DC/DC转换器电路.采用峰值电流控制的电流模技术和斜坡补偿技术,有效提高了转换器的瞬态响应速度和系统环路稳定性.芯片内部集成了导通电阻小于0.18Ω的功率MOSFET,可输出大于3.0 A的连续电流.仿真和测试结果表明,在输入电压为4.7 V至24 V的条件下,芯片内部振荡频率为400 kHz,输出功率可达10 W,平均转换效率可达85%以上.整个芯片面积小于1.6 mm×1.3 mm,可广泛用于分布式电源系统中.     

低温度漂移集成电压调整器分析

采用温度漂移相互补偿输入失调参数的独特比较器及零温度系数的基准电压源,以实现低温度漂移的电压调整器输出特性,对已研制成的高精度集成电压调整器进行了分析．