采用曲率补偿的高PSRR基准电压源

设计了一种输出电压为1.5 V的带隙基准电路.该电路采用标准CMOS工艺,工作电压为3～6.5 V.采用一种简洁的曲率补偿技术,使输出基准电压温度系数达到3×10-6V/℃.由于采用共源共栅输出结构,在室温27℃、频率小于1 kHz时,电源抑制比达到97 dB,电源影响率小于15×10-6V/V.另外,还设计了启动电路和电流源偏置电路,可以整体应用到SOC系统.     

一种低功耗曲率补偿带隙基准电压源

设计了一种低功耗曲率补偿带隙基准电压源。利用亚阈值MOS管差分对,产生曲率补偿电流,对输出基准电压进行曲率补偿。采用低功耗运放来增强基准电压源的电源抑制能力,同时降低基准电压源的功耗。采用SMIC 0.18 μm 混合信号CMOS工艺进行设计。仿真结果表明,在1.5 V电源电压下,基准电压源的输出基准电压为1.224 V,在-40 ℃~125 ℃范围内的温度系数为1.440×10-6/℃~4.076×10-6/℃,电源抑制比为-77.58 dB,消耗电流为225.54 nA。     

一种应用于TCXO的带隙基准源设计

采用CSMC 0.35μm混合工艺设计了一种应用于温度补偿晶体振荡器(TCXO)的低功耗带隙基准电压源和电压转换电路.可提供可调的多种参考电压,同时设计了启动与逻辑控制电路,确保基准电路能正常工作并降低功耗.Cadence Spectre仿真结果显示,采用3 V的电源电压,在-40℃～85℃范围内温度系数为14.5 ppm/℃,电源电压大干2.2 V即可正常启动,在正常工作情况下,基准功耗小于10μW,低频电源抑制比为83.2 dB.     

宽温度范围高精度带隙基准电压源的设计

为了满足市场对宽温度范围、高精度带隙基准电压源的需求,本文设计制作了一种新型带隙基准电压电路。设计采用多点曲率补偿技术,在温度较低时采用指数频率补偿,高温时采用亚阈值指数曲率补偿。采用电压-电流转换器对分段补偿电流在输出端进行整合,进而在-55~150℃的温度范围内进行补偿,得到低温度系数的基准电压。设计的电路采用CSMC 0.5μm CMOS工艺验证,结果表明:5V电源电压下,输出1.25V的基准电压;在-55~150℃的温度范围内温度系数为2.5×10~(-6)/℃,在低频时,PSRR为-66dB。带隙基准电压源芯片面积为0.40mm×0.45mm。     

一种带高阶补偿的低温漂基准电压源

在0.18 μm标准CMOS工艺下,设计了一种低温漂基准电压源。该基准电压源由启动电路、带隙基准核电路、偏置电路、高阶补偿电路四部分构成。通过在低温段进行2阶补偿、在高温段进行高阶补偿,使得基准电压源输出在设计标准下趋于稳定。仿真结果表明,当电源电压为1.8 V、温度范围为-25 ℃~125 ℃时,该基准电压源的温度系数为3.12 ×10–6/℃。     

一种高温度性能的带隙基准源

基于OKI 0.5μm BiCMOS工艺,设计了一种低温漂的带隙基准电压源。对传统基准源的电压模式输出级进行了改进,使之形成同时包含电压模式和电流模式的混合模式输出级,提高了温度补偿的灵活性。同时设计了一种基于分段线性补偿技术的高精度曲率校正电路,精确地对基准电压的高阶温度分量进行修调。 HSPICE仿真结果表明,在5 V的电源电压下,基准输出电压为1.2156 V,在-40℃~125℃温度范围内,基准电压的温度系数为0.43×10-6/℃,低频时电路电源抑制比低于-83 dB。电源电压在3.8 V~10 V范围内变化时,基准源的线性调整率为9.2μV/V。     

一种高性能曲率补偿带隙基准源的设计

在传统带隙基准的基础上,利用曲率补偿和预稳压结构,设计了一种高性能带隙基准源。利用MOS管在亚阈值区域时的指数特性,对基准电压进行曲率补偿,使用预稳压结构提高电源抑制能力。该电路结构简单,实现了较宽的电压输入范围(2.5~10 V)。在UMC 0.25 μm BCD 工艺上进行仿真,结果表明,电源电压为2.5~10 V,基准电压变化峰峰值为142 μV;温度在-40 ℃~150 ℃内,电路的温度系数为8.0×10-7/℃;低频时,电源抑制比为-95 dB;电源电压为5 V时,静态功耗电流为10.4 μA。     

基于新型高阶温度曲率补偿的低温漂带隙基准源

为满足多种超高精度装备系统应用需求,基于新型高阶温度曲率补偿技术设计了一种新型低温漂带隙基准源。该电路在传统Brokaw带隙基准源基础上,引入新型的高阶温度曲率补偿电路,在高温段和低温段分别采用相应高阶补偿技术,补偿带隙基准源的高阶温度系数,使该新型低温漂带隙基准源具有极低的电压温度系数,并获得更高精度的基准电压。该电路由基准电压产生电路、高阶温度曲率补偿电路和反馈电路组成。该电路基于40 V特色双极工艺进行电路、版图设计、仿真验证和流片。仿真结果显示,在-55～125℃,输出基准电压精度为0.009 7%,温度系数为9.8×10^-7/℃。实测精度为0.010 6%,温度系数为1.04×10^-6/℃,可为24 bit模数转换器(ADC)提供高精度基准电压。     

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。     

一种低温度系数曲率补偿带隙基准电路

设计了一种输出电压为0.72 V、带曲率补偿的带隙基准电路,该电路适用于收发器等数模混合电路。基于SMIC 0.18μm CMOS工艺,对电路进行了仿真和测试。结果表明,电路工作在1.5 V电源电压下时消耗100μA的电流,在1.3~1.8 V电压下以及-40℃~125℃温度范围内,可获得1.12×10-5V/℃的温度系数,电源抑制比为84 dB。     

一种改进型低温度系数带隙基准源电路

在传统带隙基准源的基础上,设计了一种改进型带隙基准源电路,能很好地抑制三极管集电极电流变化对输出的影响,获得很低的温度系数和很高的电源电压抑制比。基于BCD 0.18 μm工艺库,仿真结果表明,当电源电压VIN为4.5 V,温度范围为-40 ℃~140 ℃时,基准源电路的输出电压范围为1.2567~1.2581 V,温度系数为6.3 ×10-6/℃;电源电压在2.5~5 V范围内变化时,基准源电路输出的最大变化仅为1.66×10-4 V,线性调整率为0.006 64 %;低频电源电压抑制比高达97 dB。过温保护电路(OTP)仿真表明,该基准源电路有良好的温度特性,温度不高于140 ℃都可正常工作。     

一种带2阶温度补偿的负反馈箝位CMOS基准电压源

根据带隙基准电压源工作原理,设计了一种带2阶温度补偿的负反馈箝位CMOS基准电压源。不同于带放大电路的带隙基准电压源,该基准电压源不会受到失调的影响,采用的负反馈箝位技术使电路输出更稳定。加入了高阶补偿电路,改善了带隙基准电压源的温漂特性。电路输出阻抗的增大有效提高了电源抑制比。基于0.18 μm CMOS 工艺,采用Cadence Spectre软件对该电路进行了仿真,电源电压为2 V,在-40 ℃~110 ℃温度范围内温度系数为4.199 ×10-6/℃,输出基准电压为1.308 V,低频下电源抑制比为78.66 dB,功耗为120 μW,总输出噪声为0.12 mV/Hz。     

一种新型高精度曲率补偿的带隙基准源

采用2个双端差分输入放大器(DDIA),设计了一种新型高精度曲率补偿的带隙基准源。其中一个DDIA产生PTAT电流,得到1阶补偿的基准电压,另一个DDIA产生与温度非线性相关的补偿电压,对基准电压的温度曲线进行曲率补偿,得到高阶温度补偿的参考电压。该电路基于SMIC 0.18 μm标准CMOS工艺,仿真结果表明:在3.3 V电源电压下,基准输出电压为1.171 9 V;在-40 ℃～125 ℃的温度范围内,温度系数为1.48×10-6/℃;低频率时,电源抑制比(PSRR)为-66 dB。电源电压在2.5～4 V范围内,线性调整率为0.6 mV/V。     

一种高精度二阶温度补偿带隙基准电路设计

基于通过负温度系数电压控制工作于亚阈值区MOS管栅压产生随温度变化的补偿电流原理,采用中芯国际0.18μm CMOS工艺,设计了一款高精度二阶温度补偿带隙基准电压源。测试结果表明,当电源电压大于1.6V时,电路能够产生稳定的1.21V输出电压;在电源电压为1.6~3.4V,-20~135℃温度范围内,最小温度系数为2×10-6/℃,最大温度系数为3.2×10-6/℃;当电源电压在1.6~3.4V之间变化时,输出电压偏差为0.6mV,电源调整率为0.34mV/V;在1.8V电源电压下,电源抑制比为69dB,因此能够适应于高精度基准源。     

一种低电源电压曲率补偿带隙基准

设计了一个在0.8μm BiCMOS工艺、低于1 V电源电压下的带隙基准电压源,能稳定产生0.61 V的基准电压。该电路结合当今电压基准主流技术及研究进展,采用了一种系统失调仅912μV的新型运算放大器;采取了T型电阻网络和加入曲率补偿支路的方法,实现了大于59 dB电源抑制比和-30~150℃范围内11.7 ppm/℃的温度系数。     

一种改进的超低压电压基准源设计

本文利用NMOS管与PMOS管栅源电压的温度特性及衬底偏置效应,设计了一种带曲率补偿输出电压约为233mV的电压基准源。该电路结构简单,电源抑制特性较好,并与传统带隙基准电压的温度特性相似。利用0.5-CMOS工艺对电路进行仿真,仿真结果表明:电源电压为1V时,在-40℃至125℃温度范围内,基准源的温度系数约为11ppm/℃;在100Hz和10MHz时电源抑制比分别为-58.6dB和-40dB。     

低于1×10-6/℃的低压CMOS带隙基准电流源

提出了一种新颖的CMOS带隙基准电流源的二阶曲率补偿技术,通过增加一个运算跨导放大器(OTA),使带隙基准参考电路的电流特性与理论分析相符合,实现低温度系数(TC)的参考电流。该电路采用SMIC0.13μm标准CMOS工艺,可在1.2 V的电源电压下工作,有效面积为0.045 mm2。仿真结果表明,在-40～85℃温度范围内参考电流的温度系数为0.5×10-6/℃;当电源电压为1.1 V时,电路依然可以正常工作,电源电压调整率为1 mV/V。     

一个1.2 V,9 ppm/℃的CMOS带隙电压基准源

基于传统CMOS带隙电压基准源电路的分析,结合曲率补偿技术设计了一种带衬底驱动运算放大器的低电源电压的电压基准源电路,主体电路采用电流模式基准源结构,并结合所采用的衬底驱动运放作为基准源的负反馈运放。整个电路采用0.5μm标准CMOS工艺实现,在电源电压1.2 V的条件下用HSpice进行仿真,仿真结果表明输出基准电压在-40~120℃范围内温度系数为9 ppm/℃。     

一种温度系数低于1×10-6/℃的带隙基准电压源

提出了一种温度系数低于1×10-6 /℃的曲率补偿带隙基准电压源。采用正温度系数电压对具有互补温度系数的BJT射-基极电压进行1阶补偿,向BJT射极注入互补温度系数电流,在输出电流中引入曲率正补偿项Tln T,以实现高阶温度补偿。同时,提出了一种新型曲率补偿的低压实现电路。基于标准0.18 μm CMOS工艺进行电路设计。仿真结果表明,在-40 ℃~125 ℃范围内,常压、低压带隙基准电压源的温度系数分别为3.48×10-7 /℃和4.73×10-7 /℃,电源抑制比分别为-73 dB和-60 dB,最大消耗电流分别为22 μA和19 μA。该新型低压曲率补偿带隙基准电压源的工作电压为0.9 V,面积为0.019 8 mm²。     

可修调的高阶曲率补偿基准电压源

设计了一款带有误差放大器和电阻修调电路的分段曲率补偿基准电压源。通过分段电流补偿降低了温度系数;采用数字修调网络和熔丝修调网络,减小了电阻随机误差;采用误差放大器提高了电源抑制比,使基准电压精度得到显著提高。电路基于XFAB 0.35 μm高压CMOS工艺设计,仿真结果显示,在-40 ℃~125 ℃的温度范围内和多种工艺角下,当输出基准电压为3.0875 V时,温度系数为4.1×10-6/℃,低频电源抑制比达到-70 dB。该电路的性能指标大大优于同类型产品,是一款适用于汽车电子芯片的高精度电压基准源。