新型的低电压高精度电流镜设计

电流镜是模拟电路当中的基本单元,其性能对整体电路的性能起着关键作用.基本电流镜不能理想复制参考源的电流,其输出电流随外界输入电压的变化而变化,且基本电流镜对输入电压存在着最小值的要求.传统的cascode电流镜虽然能够较精确的复制参考源电流,但是仍然存在着对输入电压最小值的要求,该值大约为2V<,on>.为了对基本电流镜的两个缺陷进行改进,提出了一种新型的低电压高精度电流镜结构,该电流镜能够理想的复制参考源电流,其输出电流对外界输入电压不敏感.通过仿真得出,opl和op2的低频增益为83dB,带宽为7.9MHz,最小输入电压大约可以减小到大约25mV,其输出电流对电压的斜率slope=0.     

一种低成本高精度的LED电流平衡电路的研究

本课题旨在研究一种新型LED电流平衡电路,使得LED显示屏的亮度更加均衡.经多次研究和反复实验,成功地设计成一种由直流电源产生电路,参考电流产生电路、电流镜及电压补偿电路,过压检测电路,调光电路等组成的LED电流平衡电路.同时具有低成本,高精度(2%以内),抗电源电压扰动性强,很好地解决了由电流不平衡引起的显示屏亮度缺陷.     

一种新型高精度电流检测电路的设计

针对待检测的负载电阻在实际电路中存在偏差问题,提出新型轨到轨电流检测电路。利用对称的轨到轨跨导运放电路,将输入电压转化成电流,通过两级运放组成的负反馈电路,将电流输出。该电流检测电路增加了输入电压范围,也没有了传统串联电阻检测结构的采样保持支路,并且对待检测电阻进行步进设计来减小误差,进一步提高检测电路的精度。该电路采用GLOBALFOUNDRIES 0.13μm RF SOI-CMOS工艺实现,工作电压为5 V,启动时间为27 ns,静态功耗为1.17 mW,电流检测电路检测精度高达99.43%。     

一种新型电流运算放大器的设计

本文设计了一种新型的全差分电流运算放大器(COA)。本放大器采用电源电压2.5V、CMOS0.25μm工艺实现,输出级使用电容进行频率补偿,达到了足够的带宽和相位裕度。经过精心设计,该放大器的开环直流增益为74dB,单位增益带宽45MHz,相位裕度达到53deg,功耗为1mW,满足电流运算放大器要求的所有指标。     

高精度双向DC电源电流采样电路设计

为适应双向DC/DC功率变换的电流采样需求,一种高精度高边电流采样电路被提出.其基本思想是在功率电路的高边串入采样电阻,借助电流镜原理并引入偏置电流电路,将双向电流均转换为正向电压输出.通过理论分析与仿真结合的方法对电流镜采样原理及4种不同的偏置电流电路方案进行对比,最后通过实验数据验证了高精度高边电流采样电路的有效性.实验数据表明,该采样电路可在-25～75℃的温度工作范围内,针对-10～+10 A范围内的电流采样实现优于5％的采样精度.     

高精度、低功耗带隙基准源及其电流源设计

提出一种适用于红外焦平面阵列传感器的高精度BiCMOS电压基准和电流基准设计方案。该方案采用新型电压基准输出级降低Brokaw带隙基准源中的厄尔利效应使电流镜电流完全匹配,同时减小电压基准的输出阻抗;接着利用共源共栅结构的偏置电流提高带隙基准的电源抑制PSR(Power Supply Rejection)特性;最后通过4个MOSFET管将基准电压和电阻电压钳制相等,进而得到一个高精度、低温度系数的电流基准;而以单个二极管连接的MOSFET作为电流基准启动电路的方式,可更进一步降低电路复杂性。系统采用CSMC 0.5μm BiCMOS工艺,利用Cadence Spectre工具对电路进行仿真。结果表明,在电源电压5 V,-40℃到125℃温度范围内,基准电压和基准电流的温度系数分别为13×10-6/℃和31×10-6/℃,输出电流波动低于0.5%,整体电路的PSR为-86.83 dB,解决了恒定跨导基准源精度低的缺陷,符合红外焦平面阵列对基准源高精度、高PSR和低功耗的要求。     

基于电流补偿电流镜的改进型电流控制电流传输器

提出了一种基于新型电流补偿电流镜的改进型CMOS电流控制电流传输器,电路由电流补偿电流镜和跨导线性环构成。相对于以往提出的电流控制电流传输器,该电路具有更高的电流跟随精度以及Z端输出阻抗。采用SMIC 0.18μm CMOS工艺参数,在±1.2 V的供电电源条件下,用Spectre对电路进行仿真。结果表明:在50μA的偏置电流下,电流的跟随精度为1.004,-3 d B带宽为200 MHz,Z端阻抗为2 MΩ。经验证,该电路可用于设计可调谐连续时间电流模式滤波器。     

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。     

基于电流模电路的通用宽带电流放大器的设计与仿真

设计了一种基于电流模电路的宽带电流放大器。系统由宽带I/V变换器、电压放大器以及宽带压控电流源三模块直接耦合级联而成。详细论述了电路设计原理、电路结构以及元件参数选择方法。通过选用电流反馈型运算放大器设计电路,不受电压反馈型运放增益带宽积和有限压摆率的限制,提高了电流放大器的带宽;用负载接地的豪兰德电流源设计压控电流源,实现较高精度的V/I转换;采用三级结构,增益及带载能力可以根据实际需要灵活调节。系统仿真结果表明,论述的电路设计方法是可行的。测得典型电路的输入电阻约为0.13Ω,输出电阻为约59 kΩ,电流增益为60 d B。     

带曲率补偿的带隙基准电流源的设计

简单介绍了带隙基准源的基本原理,给出了一款基于Widlar结构的带曲率补偿的带隙基准电压电流源的设计方法,通过采用TSMC₀.5μm工艺库对电路进行仿真,在-40～150℃的温度范围内,其带隙基准的输出具有12ppm/℃的温度系数,电流基准的输出具有42ppm/℃。此外,文中还对曲率补偿电路的工作原理进行了分析,并且通过仿真波形对曲率补偿的工作机制进行了讨论。     

一种新型的nA量级CMOS基准电流源

设计了一种新型的、不随电源电压变化的、温度系数很小的nA量级CMOS基准电流源,并分析了该电路的工作原理。该基准电流源不需要使用电阻,大大节省了芯片的面积。基于TSMC 0.18μmCMOS厚栅工艺,使用Spectre对电路进行了仿真。仿真结果表明,在输出基准电流为46 nA的情况下,该电路的温度系数为24.33 ppm/℃,输出电流变化率仅为0.028 9%/V,电源抑制比(PSRR)最高可达-85 dB,电路消耗的电流小于200 nA。     

基于曲率补偿的电流基准源的设计

提出了一种利用分支电流的正负温度系数进行温度补偿的新型设计方法。在传统的电流温度补偿的基础上,通过增加一条分支电流对温度特性进行曲率补偿(二阶温度补偿),并且详细地分析了补偿原理。使用XFAB公司的0.6μm CMOS工艺模型进行仿真模拟,得到了较好的仿真结果:在-40℃～135℃温度范围内,其温度系数达到39.8ppm/℃。     

一种基于MEMS传感器基准电流源设计

基于微机电系统传感器工作原理,提出了一种应用于MEMS传感器系统的低温度系数和高电源抑制比基准电流源设计方案。在研究传统Widlar型基准电流源结构基础上,运用BJT小信号模型分析,得出通过增大反馈环路增益来提高PSRR的结论。     

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.     

基于V/I转换电路的精密电流跟随器设计

设计了一种基于V/I转换电路的电流跟随器。对一种常见形式的V/I转换电路进行变形,得到一个存在一定系统误差的电流跟随器。通过对系统误差的分析,针对误差产生的主要因素提出了两种基于不同思想、不同形式的改进方案,得到两种改进型电路。理论推导、软件仿真及实际硬件电路测试都证明此方案合理可行。     

一种涡流传感器恒流驱动电路设计

针对现有涡流传感器采用开环恒压驱动方式驱动,存在驱动电流受电路温漂和负载变化影响的问题,设计了一种应用线性控制理论的涡流传感器恒流驱动电路。详细介绍了该电路的各模块及多输入单输出反馈控制系统应用电路的设计。仿真和电路试验结果表明,相比于传统的涡流传感器开环恒压驱动电路,该电路不仅能提供恒定驱动电流,还具有较小的温漂及较强的负载变化能力。     

高精度加速度传感器信号处理电路的设计

介绍了一种基于AD650的高精度加速度传感器的V/F信号处理电路的设计.通过电压/频率变换的方式来实现A/D变换,使得输入/输出的转换速度和转换精度的调节具有较大的动态范围.AD650作为一种高精度的电压/频率转换器件,其外围电路设计简单,通过适当的电路设计与调试,可以获得4.92×10-4的非线性度和小于0.01Hz/min的零偏稳定性.     

应用于安全芯片的一种低功耗高精度基准源

利用亚阈值CMOS管的Ⅰ-Ⅴ指数工作特性,对三级管VBE电压的负温度系数进行补偿,实现了一种针对安全芯片应用需求的新型基准源。该基准源核心结构是使用亚阈值CMOS管搭建缓冲运放,实现6级温度补偿,输出1 V基准电压。所提出的基准源使用SMIC 180 nm工艺实现,并通过Spectre仿真验证:全温区-40℃~125℃内,基准电压变化范围小于1 mV;该基准源典型功耗4.5μA;对低功耗高精度基准源的研究具有很强的实用性和指导意义。     

一种新型CMOS电流控制电流传输器

提出了一种基于共源共栅电流镜的CMOS电流控制电流传输器(CCCⅡ)电路。该电路由跨导线性环电路和共源共栅电流镜构成。相对于基于基本电流镜的CMOS电流控制电流传输器,该电路具有输出阻抗更大以及电流传输精度更高的优点。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。