集成精密基准电压源NG199

迄今为止,电路中使用的基准电压源主要由齐纳二极管来担任。但是一般齐纳二极管存在一些问题,第一是动态内阻大,一般均在十几欧姆以上,尤其在小电流下,内阻更大;因此稳压性能很不理想。第二是稳压值易受环境温度影响,温漂大。第三,一般齐纳二极管的击穿电压容易受硅片表面状态的影响,噪声性能很差。精密有源基准 NG199(参考美国国家半导体的LM199而设计的)则克服了齐纳二极管的上述缺点,具有一般齐纳二极管所不及的性能指标,其温漂可低于1ppm/℃。在电子线路中,凡使用稳压管的地方几乎都可用NG199代替,并且能使线路性能大大改善。在模数转换、精密电压源、精密电流源等方面都有广阔的应用前景。     

万能齐纳二极管测试仪

齐纳二极管的精确度在于击穿电压及其公差。公差可以在5—20％之间变化。这里介绍的万能齐纳二极管测试仪电路，能够检验精确的击穿电压和公差值，还能够检测齐纳二极管的动态阻抗(齐纳二极管的动态阻抗特性决定了该齐纳二极管稳定电压性能的好坏)。如果齐纳二极管用于要求较高的地方(比如数字电压表的电压参数、控制系统和精确的电源电路)，还必须检测其温度系数。但对于业余爱好者，则没有这个必要。     

一种高输入电压高PSRR的带隙基准电路设计

在高压宽输入范围的芯片中,高压电源一般不直接作为带隙基准电路的电源。传统方案采用齐纳二极管加源随器将高压输入转换为低压电源,为带隙基准供电,然而低压电源波动过大,降低了带隙基准的PSRR。电源由反馈环路产生,可以提供高PSRR性能。文章提出了一种输入电压范围为5～65 V,通过闭环负反馈产生低压电源和1.2 V基准电压的带隙基准电路,适用于宽输入电压芯片,如Buck、电机驱动或模拟ASIC芯片。该带隙基准电路的电源是将自身产生的电流流经PMOS,由PMOS的V_GS确定。因此低压电源不随输入电压变化,线性调整率极低。该电路由预处理电路、启动电路和带隙基准电路组成,采用负反馈稳压设计,不使用齐纳二极管,不引入额外的掩膜层,降低了电路成本。在CSMC 0.25μm BCD工艺下,基准电压线性调整率低至0.000 091%,输入电压在5～65 V范围内基准变化小于1μV,低频PSRR为-160 dB@100 Hz,温度系数为2.8×10^-5/℃。     

采用△VBE电路的低电压参考

最近常常在讨论齐纳二极管电压参考的作用与优势。尽管齐纳二极管是一种既稳定又精确的电压参考，但它们也要求高偏置电压（通常最小为8V）。这种高偏压要求将大多数齐纳二极管参考排除在源电压为5V（或更低）的电路以外。尽管能使用低偏压齐纳二极管，但其温飘会使其不能用于精密应用中。所有半导体结构都具有对温度敏感的基本电路，因此任何半导体参考都必须采用某种形式的内置温度补偿。齐纳二极管参考即采用内部串联二极管来进行温度补偿。基一射极偏差电压电路也具有同样的温飘问题和相应的解决方案，但由于其不依靠齐纳结，因此能在较低电压上工作。     

高性能CMOS带隙基准电压源及电流源的设计

介绍了一种高性能CMOS带隙基准电压源及电流源电路,基准电压源使用两个二极管串联结构来减小运放失调影响结果的系数,同时采用大尺寸器件减小运放的失调;采用共源共栅电流镜提供偏置电流来减小沟道长度调制效应带来的影响;在此基准电压源的基础上,利用正温度系数电流与负温度系数电流求和补偿的方法,设计了一种基准电流源。使用CSMC公司0.5μm CMOS工艺模型,利用Spectre工具对其仿真,结果显示:电源电压为5 V,在-40～85℃的温度范围内,基准电压源温度系数为20.4×10-6/℃,直流电源抑制比为1.9 mV/V,电流源温度系数为27.3×10-6/℃,电源抑制比为57 dB。     

一种高电源抑制比的带隙基准电压源的设计

提出一种采用Bi CMOS工艺的低功耗、高电源抑制比、低温度系数的带隙基准电压源(BGR)设计。该模块基本原理是利用具有正温度系数的热电压VT和具有负温度系数的双极型晶体管VBE叠加产生与温度和电源电压无关的基准电压VREF。该设计中带隙基准电压在25℃时,为1.242 V左右。温度从-40~120℃变化时,带隙基准电压变化10 m V,可以计算出温度系数为60×10-6℃-1。     

一种抗总剂量辐射带隙基准电压源

设计了一种标准CMOS工艺下抗总剂量辐射(TID)的带隙基准电压源。分析了传统结构在辐射环境下的固有缺陷。利用二极管正向导通电压受电流影响较小的特性,提高了带隙基准电压源的抗总剂量辐射能力。该基准电压源包含启动电路、基准核和自偏置电路。将基准电压源用于12位100 kS/s采样率A/D转换器的一个单元,进行了流片和测试。结果表明,经总剂量辐射试验后,该基准电压源的输出电压变化较小。在-55 ℃~125 ℃范围内,辐射前的温度系数为1.53×10-5/℃,辐射后的温度系数为1.71×10-5/℃。     

一种用于AC/DC控制器中电压基准源的设计

提出了一种新颖的可用于AC/DC控制芯片中的基准电压源电路。此电路以PTAT（proportional to absolutetemperature）电流为偏置电流,利用二极管连接的MOS晶体管迁移率和阈值电压的温度系数可相互补偿的特性,产生与温度无关的栅源电压。该电路结构简单,既无启动电路也无运放,避免了运放失调对基准源的影响,设计采用CSMC0.5μm BCD工艺。仿真结果表明,该基准电压源具有较低的温度系数和高电源电压抑制比,可作为AC/DC控制芯片中迟滞比较器的参考源。     

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。     

电压基准源的选择

大部多数字电路、混合信号和模拟电路需要使用电压基准源,因此了解基准电压的参数、不同类型基准源的特点和选择方法,对于系统设计是一个颇为重要的因素。本文比较了齐纳二极管、隐埋齐纳二极管和带隙电     

集成温度补偿二极管的研制

温度补偿二极管主要用于各种电子线路的电压基准电路中,其作用是利用其正向的负温度系数在电路中作温度补偿用。我们采用集成电路的方法设计了一种温度补偿二极管,且该二极管可采用国际通用的DO-35封装。现以温度系数为-4.6mV/℃(典型值)、正向压降为1.18～1.28V(I_F=3mA)的温度补偿二极     

一种低温漂输出可调带隙基准电压源的设计

带隙基准电压源是利用PN结电压的负温度系数和不同电流密度下两个PN结电压差的正温度系数电压相互补偿,而使输出电压达到很低的温度漂移。带隙电压基准具有低温度系数、高电源抑制比、低基准电压以及长期稳定性等优点。根据带隙基准电压源理论,在传统CMOS带隙电压源电路结构的基础上,采用一级温度补偿、电流反馈等技术,设计出了一种高精度、输出可调的带隙电压基准源。该电路具有精度高,输出电压可调,稳定性好,易于实现的特点。     

高性能带隙基准电压源的设计

本文基于带隙基准电压源的工作原理,实现了一种利用PATA电流产生基准电压的高性能带隙基准源。该带隙基准源温度特性良好,具有较高精度的输出电压,所以使电源管理芯片的工作电压具有更小的温度系数,使芯片工作更稳定。利用Candance仿真器,基于CSMCO．5umCMOSI艺对电路进行仿真,对基准源进行仿真与分析。仿真结果表明,当R2=316时,基准电压有最好的温度特性;并运用cadence软件中的“Calculator”工具计算出在该温度时,带隙基准电压源有最小的温漂系数。     

高性能分段线性补偿CMOS带隙基准电压源设计

设计了一种具有分段线性补偿的CMOS带隙基准电压源。该电路基于传统带隙基准源,利用MOS晶体管代替双极型晶体管产生正温度系数电流和负温度系数电流,将这两种具有相反温度系数的电流以适当的权重相加到负载电阻,并加入分段补偿电路,在低温阶段,加入一段负温度系数的电流,在高温阶段,抽取部分总电流,从而得到高精度的基准输出电压。在0.5μm CMOS工艺下,使用Cadence Spectre对电路进行仿真,仿真结果表明,在供电电压为5 V时,基准输出电压为1.255 V,在–40～125℃范围内,带隙基准源的温漂系数为1.029×10~(–6)/℃,低频时的电源抑制比(PSRR)低于–75 dB。     

一种高低温高阶曲率补偿带隙基准源

设计了一种高低温的高阶曲率补偿带隙基准源。利用VBE的负温度系数特性,分别在高温和低温时使双极型晶体管(BJT)导通,通过BJT的集电极电流产生与温度成指数关系的电压,对基准电压进行补偿,达到高阶补偿的效果。同时,带隙基准电压源采用调节电阻以及NPN和PNP串联的形式,可产生2.3 V的基准电压。电路基于CSMC 2 μm双极工艺设计,采用Hspice进行仿真验证。仿真结果表明,在－55 ℃~125 ℃温度范围内,温度系数达到7.5×10－6/℃。     

一种可应用于UIRFPA的基准电压源

设计了一种基于阈值电压的基准电压源.利用与温度的平方成正比的电流对具有正负温度系数的电压相加时产生的与温度及工艺有关的特征电流进行了分析,得到了近似等于温度为0K时MOS管的阈值电压的基准电压值.基于Spectre软件的仿真结果表明,当电源电压为1.7V时,在-20～85℃的温度范围内,该基准电压源的温度系数为5.7 ...     

一种新颖分段曲率补偿的带隙基准设计

基于0.5 μm CMOS工艺,设计了一种采用新颖分段曲率补偿技术的低温漂带隙基准源,利用2种不同的电流补偿结构,分别在中温和高温阶段引入正温度系数补偿电流,使得基准电压的温度特性曲线在中温和高温阶段各产生2个新的极值点,与一般的分段曲率补偿带隙基准相比,提高了补偿效率。利用Cadence软件对电路进行设计与仿真,仿真结果表明,在-40~190 ℃温度范围内,输入电压为5 V时,输出基准电压为1.231 V,温漂系数为0.885 ppm/℃,低频时电源抑制比(PSRR)为-75~-109 dB。     

泰科电子推出新的2．3APOLYZE器件

日前,泰科电子宣布该公司的聚合物保护的精密增强型齐纳二极管微型模块PolyZenTM系列增加了两种新产品。这些新产品具有更高的保持电流（23A）,可对汽车全球定位系统（GPS）、智能电话、游戏机、便携式媒体播放器（PMP）和其他视频外设进行保护电路。PolyZen微型模块中包含一个稳定的齐纳二极管和一个高分子聚合物正温度系数（PPTC）保护元件。齐纳二极管能精确将电压箝位,     

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。     

输出100mA时产生5V输出电压的SEPIC

有些应用场合要求集成电路的输入电压高于其电源引脚的击穿电压。在升压变换器和SEPIC(单端初级电感变换器)中,可以把集成电路的V_(IN)引脚与输入电感器分开,并使用简单的齐纳稳压器来产生集成电路的电源电压。图1示出了一种使用4～28V输入电压、在输出电流为100mA时产生5V输出电压的SEPIC。在这一应用中,因为电源电压超过了IC_1的最大输入电压,所以IC_1的电源电压是由Q_1和Q_2产生的。该电路使用Q_1代替齐纳二极管以节约成本。Q_1的射极-基极击穿电压提供了稳定的6V基准电压。Q_2是一个跟随器,它为集成电路提供电源电压。此电路展示了一种拓宽集成电路输入电压范