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。     

低功耗高精度基准源研究综述

本文介绍了基准源电路的发展脉络及研究进展.按照电路功能进行分类,基准源可以分为基准电压源和基准电流源.对于基准电压源,分别对于带隙基准源、混合基准源和CMOS基准源三个类别的发展历程及最新研究成果进行了总结和讨论;分析了这些电路在降低功耗、提高精度方面的创新之处、优点和存在的问题.对于基准电流源,主要讨论了电流直接补偿以及由电压源得到电流源两种设计方法.基于以上讨论,对于基准源未来的发展前景进行了展望.     

宽电源电压集成电压基准源设计

在集成电路设计中,经常需要用到稳定的参考电压源。带隙基准电压源是模拟电路中重要的模块,它能够提供近似恒定的参考电压,这个电压不随温度、电源电压、工艺的变化而变化。它在ADC、DAC、Power managerment circuit、Memories、SOC等电路中得到广泛应用,基准源的精度直接控制着这些电路的精度。在本文中,研究并设计实现了一种基于曲率补偿,具有高稳定性的带隙基准电路。该电路采用6μm标准双极型工艺实现,并用Spectre进行了仿真,得到理想的设计结果。     

一款新颖的带隙基准电压源设计

基于TSMC0.5 μm CMOS工艺,设计了一款带隙基准源电路。与传统电压基准相比,该电路运用高增益的运算放大器进行内部负反馈。采用嵌套式密勒补偿,设计的低温漂、高电源抑制、低功耗的带隙基准电压源。仿真结果显示,该电路所产生的基准电压精度为13.2×10^-6/℃,低频时的电源抑制为-98 dB,静态工作电流为3 μA。     

一种低功耗无运放的带隙基准电压源设计

设计了一种新型无运放带隙基准源。该电路使用负反馈的方法,避免了运放的使用,从而消除了运放带隙基准电路中运放的失调电压对基准源精度的影响,同时还提升了电源抑制比,且降低了功耗。该新型电路比传统无运放带隙基准电路具有更高的精度和电源抑制比。该设计基于SMIC 0.35μm标准CMOS工艺在Candence Specture环境下进行仿真,电源电压采用3.3 V,温度范围为-55~125℃,电源抑制比为82 d B,功耗仅有0.06 m W。     

一种采用斩波调制的高精度带隙基准源的设计

为了抑制运算放大器的输入失调电压对带隙基准源的影响,提高输出电压的精度,基于斩波调制技术,设计了一种高精度带隙基准源电路.通过0.25 μm BiCMOS工艺模型仿真验证,结果表明,运算放大器的差分输入对管的失配为±2％时,该基准源的输出电压波动峰峰值为0.38 mV,与传统带隙基准源相比,相对精度提高了113倍.当电源电压在2.5～6.0V内,基准电压源的波动小于0.085 mV,温度为-40～125℃时,电路的温度系数为19ppm/℃.     

基于MOS技术的基准源电路研究进展

基于MOS技术的基准源电路可以实现与带隙基准(BGR)电路相同的功能,得到与温度、电源电压无关的参考电压源或电流源。介绍了4种典型的基于MOS技术的基准源电路设计方法,对其原理和特点进行了讨论,并指出这些电路在设计和工艺实现中存在的问题。展望了基于MOS技术的基准源在低压、低功耗设计方面显示的BGR电路所不具备的应用前景。     

基于斩波调制的带隙基准电压源的设计

为提高白光LED驱动的输出精度,采用了一种基于斩波调制技术的带隙基准源.使用斩波技术,减小了带隙基准源中运放的失调电压所引起的误差,提高了基准源的精度.设计了有启动电路的偏置以确保基准电路能正常工作.该电路利用上海贝岭的0.6 μm标准CMOS工艺实现,使用Cadence公司的Spectre工具对电路进行仿真.结果表明,该带隙基准输入电压可达2～9 V,输入电压3.5 V时温度系数为9.5×10-6/℃.当斩波频率为500 kHz时,此带隙基准源的输出精度比普通放大器提高了66倍,可以在高精度白光LED驱动电路中使用.     

一种新型无运放CMOS带隙基准电路

介绍了带隙基准原理和常规的带隙基准电路,设计了一种新型无运放带隙基准电路。该电路利用MOS电流镜和负反馈箝位技术,避免了运放的使用,从而消除了运放带隙基准电路中运放的失调电压和电源抑制比等对基准源精度的影响。该新型电路比传统无运放带隙基准电路具有更高的精度和电源抑制比。基于0.18μm标准CMOS工艺,在Cadence Spectre环境下仿真。采用2.5V电源电压,在-40℃～125℃温度范围的温度系数为6.73×10-6/℃,电源抑制比为54.8dB,功耗仅有0.25mW。     

一种开关电容带隙基准电压源

设计了一款高精度、低线性调整率的开关电容带隙基准电压源。分析了NMOS开关高温漏电流对基准输出电压精度的影响,提出了一种高温漏电补偿电路。偏置电路采用多个共源共栅结构的电流镜,增大了从电源到输出的阻抗,降低了基准电压的线性调整率。利用虚拟管抵消了开关关断时带来的沟道电荷注入效应和时钟馈通效应,提高了基准输出电压的精度。该电路基于0.35μm CMOS工艺设计,仿真结果表明,基准源能稳定输出1.1 V电压,建立时间为5.9μs;在-55～125℃,温度系数为1.38×10^-5/℃;27℃下,在2.7～5 V电源电压范围内,线性调整率为0.9 mV/V;电路总静态电流为35.1μA。     

A CMOS Voltage to Current Converter for Low Voltage Applications

This correspondence introduces two circuit ideas which are applied to the design of a voltage to current converter circuit for application in analog CMOS circuits. The ideas are aimed at achieving an output current which is set by a precision reference voltage and achieving a high output impedance without the use of a cascode connection. The resulting circuit achieves a fast settling time and requires a minimum bias headroom voltage, making it suitable for use in low voltage battery-powered designs.     

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。     

CMOS运算放大器失调电压消除设计

基于直流对称偏置技术、版图的对称布局布线和先进的CMOS工艺技术。文中设计了一种低失调电压的高性能运算放大器。测试结果表明,在负载电容100 pF和电阻10 kΩ的情况下,最大失调电压＜2 mV;开环增益为98 dB;单位增益带宽达到10.4 MHz;相位裕度为55°;电源抑制比为-87 dB。该电路可广泛用于高性能数模混合电路、高性能模拟、计算、控制等系统中。     

Temperature Coefficient of Poly-Silicon TFT and its Application on Voltage Reference Circuit With Temperature Compensation in LTPS Process

The temperature coefficient (TC) of n-type polycrystalline silicon thin-film transistors (poly-Si TFTs) is investigated in this paper. The relationship between the TC and the activation energy is observed and explained. From the experimental results, it is also found that TC is not sensitive to the deviation of the laser crystallization energy. On the contrary, channel width can effectively modulate the TC of TFTs. By using the diode-connected poly-Si TFTs with different channel widths, the first voltage reference circuit with temperature compensation for precise analog circuit design on glass substrate is proposed and realized. From the experimental results in a low-temperature poly-Si process, the output voltage of voltage reference circuit with temperature compensation exhibits a very low TC of 195 ppm/degC , between 25degC and 125degC. The proposed voltage reference circuit with temperature compensation can be applied to design precise analog circuits for system-on-panel or system-on-glass applications, which enables the analog circuits to be integrated in the active-matrix liquid crystal display panels.     

一种消除失调的开关电容带隙基准电路

 本文介绍了一种基于开关电容的带隙基准芯片电路.本文巧妙地利用电容和开关的模拟电阻,实现了静态电流小,温度系数好的开关型基准电压.同时运用自动调零技术,克服了线性基准的失调缺陷,消除了运放的失调电压,提高了输出电压的失调精度.电路在0.5μm VIS CMOS工艺下实现,温度系数29×10^-6V/℃,20mV输入失调电压下的电压漂移仅为0.4mV.     

一种适用于无源超高频射频识别标签的低电压低功耗射频/模拟前端电路

提出了一种适用于无源超高频射频识别标签的低电压低功耗射频/模拟前端电路.通过引入一个使用亚阈值技术的基准源,电路实现了温度补偿,从而使得系统时钟在～40～100℃的范围内保持稳定.在模块设计中,提出了一些新的电路结构来降低系统功耗,其中包括一种零静态功耗的上电复位电路和一种新的稳压电路.该射频/模拟前端电路采用不带肖特基二极管0.18μm CMOS EEP-ROM工艺流片实现,它与数字基带、EEPROM一起实现了一个完整的标签芯片.测试结果表明,该芯片的最低电源电压要求为0.75V.在该最低电压下,射频/模拟前端电路的总电流为4.6μA.     

基于数字电位器的可编程电压基准源设计

在电子设计中为了灵活准确地设置电压基准值,设计了可编程电压基准源电路。详细阐述了电路的设计思路和工作原理。利用5片2.048 V带隙电压基准源芯片串联产生10.24 V电压作为基准。随后创新地利用单片机控制1024抽头的数字电位器对基准电压进行分压,结合精准运放的反向放大电路,最后输出-10.24 V到10.22 V的可编程精准电压值,输出电压分辨力达20 mV。测试结果表明,该电路具有输出线性度好、精度高、性能稳定等优点。     

一种具有高电源抑制比的低功耗CMOS带隙基准电压源

文章设计了一种适用于CMOS工艺的带隙基准电压源电路，该电路采用工作在亚阈值区的电路结构，并采用高增益反馈回路，使其具有低功耗、低电压、高电源电压抑制比和较低温度系数等特点。     

高精密电压源设计与实现方法

针对标准电压源的高失调性、低稳定性等缺陷,提出了一种高精度精密电压源的实现方案。通过标准电压源的生成过程分析基准电压源对数模转换器的要求,进而选择20位高精度数模转换器AD5791。重点阐述了其电路的设计方案,并结合AD5791的硬件特性和软件设置克服了以往数模转换器作为基准源的高失调现象。对实验数据进行测试表明,该方案具有线性度高、稳定性好的优点,能输出0~10 V连续电压且其输出精度可达0.02mV,线性度高达99.996%,能够满足高精密电压源的设计要求。     

一种阵列式版图布局的低温度系数CMOS带隙基准电压源

设计了一款低温度系数的自偏置CMOS带隙基准电压源电路,分析了输出基准电压与关键器件的温度依存关系,实现了低温度系数的电压输出。后端物理设计采用多指栅晶体管阵列结构进行对称式版图布局,以压缩版图面积。基于65 nm/3.3 V CMOS RF器件模型,在Cadence IC设计平台进行原理图和电路版图设计,并对输出参考电压的精度、温度系数、电源抑制比(PSRR)和功耗特性进行了仿真分析和对比。结果表明,在3.3 V电源和27℃室温条件下,输出基准电压的平均值为765.7 mV,功耗为0.75μW;在温度为-55~125℃时,温度系数为6.85×10~(-6)/℃。此外,输出基准电压受电源纹波的影响较小,1 kHz时的PSRR为-65.3 dB。