一种具有温度补偿的低功耗张弛振荡器

提出了一种具有温度补偿和数字修调的低功耗CMOS张弛振荡器。基于阈值电压和偏置电流的匹配技术实现输出频率的1阶温度补偿,保证输出频率在大温度范围内的高稳定性。采用数字修调技术,校正工艺偏差引起的频率偏差。因此,该振荡器的输出频率对温度、电源电压和工艺偏差不敏感。振荡器采用0.18 μm CMOS工艺进行设计,使用Cadence进行仿真验证。结果表明,在1.8 V电源电压下,消耗电流为400 nA;在－40 ℃~125 ℃温度范围内,输出频率变化小于±1%;在1.5~2.5 V电源电压变化范围内,频率偏差小于1%。     

一种CMOS智能温度传感器前端电路的设计

设计了一种CMOS智能温度传感器的前端电路,包括温度检测电路、基准电流源和自稳零放大器。通过分析垂直衬底PNP晶体管的非理想特性,提出了相应的减小温度检测误差的方法;设计了一个对电源电压和温度变化不敏感的基准电流源,为温度检测器件提供精确的偏置电流;通过自稳零放大器对检测到的微弱电压信号进行放大。整个电路基于上华0.6μm CMOS工艺实现,采用Hspice工具进行仿真。仿真结果表明,该电路检测温度范围从-55℃到125℃,检测精度在1℃以内。     

一种高精度电流型CMOS带隙基准电压源设计

基于CSMC 0.5μm标准CMOS工艺,设计了一种高精度电流型CMOS带隙基准电压源。仿真结果表明,温度在-40℃~125℃范围内,基准输出电压的温度系数为1.3×10-5/℃;电源电压在3.3~5 V之间变化时,基准输出电压变化为0.076 mV,电源抑制比PSRR为-89 dB。同时,该电路包含修调电路,可在不同工艺角下进行校正,具有温度系数低、电源抑制比高、精度高等特点。     

高精度分段曲率校正CMOS带隙基准的设计

本文提出了一种新颖的分段曲率校正技术,未增加额外掩模,在标准CMOS工艺条件下就可简单实现曲率校正,使带隙基准的温度系数减少约十倍.这种方法可应用到任何一种工艺获得非线性补偿.在SMIC 0.18μM CMOS 的工艺条件下,设计了一种高精度分段曲率校正全差分带隙基准.模拟结果表明输出差分参考电压为1.9997V,输出噪声电压为225nV/ Hz ,电源抑制比为98dB.并在CSMS 0.5μM混合信号工艺条件下,高精度分段曲率校正单端带隙基准嵌入到单片100MHz PWM控制BUCK DC-DC转换器中提供参考电压,测试结果表明参考电压为1.2501V,输出噪声电压为670Nv Hz ,电源抑制比为66.7dB,温度系数为2.7ppm/℃提高了6倍.本设计采用电流形式,因而通过改变参数,可使输出差分或单端参考电压小于1V,适合低压低功耗的便携式设备.     

一种工艺和温度自校正的环形振荡器

提出了一种具有工艺和温度自校正功能的环形振荡器。相较于传统的环形振荡器,该环形振荡器增加了温度校正模块和工艺校正模块。当工艺角变化为ss→tt→ff,工艺校正模块会相应地调整延迟单元的供电电压,校正由工艺角引起的振荡频率变化。当温度在-40 ℃～125 ℃范围内变化时,温度校正模块为延迟单元提供一个与温度无关的电流,以稳定振荡频率。该环形振荡器采用GF 0.18 μm CMOS工艺进行设计,版图面积为(745×595)μm²。后仿真结果表明,当工艺角变化为ss→tt→ff,振荡频率的最大变化范围为1.27 MHz;当温度变化为-40 ℃～125 ℃,振荡频率的最大变化范围为0.199 MHz。     

一种高性能CMOS基准电流源的设计

采用温度补偿技术设计了一种高性能的CMOS基准电流源电路,该电路采用N阱CMOS工艺实现.通过Cadence Spectres仿真和测试的结果表明,在-40～85℃的温度范围内,该电路输出基准电流的温度系数小于40ppm/℃,基准电流对电源电压的灵敏度小于0.1％.在3.3V电源电压下功耗仅为1.3mW,属于低温漂、低功耗的基准电流源.     

具有负反馈的分段曲率校正CMOS带隙基准源

提出了一种新型带有负反馈的分段曲率校正带隙电压基准源,该基准源的主要特色是利用温度相关的电阻比技术获得一个分段曲率校正电流,校正了一阶带隙基准源的非线性温度特性.该分段线性电流产生电路还形成了一个负反馈,以改善带隙基准源的电源抑制和线性调整率.测试结果表明:在2.6V电源电压下,该基准源在没有采用校正的条件下,在-50～125℃温度范围内实现了最大21.2ppm/℃温度系数,电源抑制比为-60dB.在2.6～5.6V电源电压下的线性调整率为0.8mV/V.采用中芯国际(SMIC)0.35μm5Vn阱数字CMOS工艺成功实现,有效芯片面积0.04mm2,其总功耗为0.18mW.该基准源应用于3,5V兼容的光纤接收跨阻放大器.     

具有负反馈的分段曲率校正CMOS带隙基准源

提出了一种新型带有负反馈的分段曲率校正带隙电压基准源,该基准源的主要特色是利用温度相关的电阻比技术获得一个分段曲率校正电流,校正了一阶带隙基准源的非线性温度特性. 该分段线性电流产生电路还形成了一个负反馈,以改善带隙基准源的电源抑制和线性调整率. 测试结果表明：在2.6V电源电压下,该基准源在没有采用校正的条件下,在-50~125℃温度范围内实现了最大21.2ppm/℃温度系数,电源抑制比为-60dB. 在2.6~5.6V电源电压下的线性调整率为0.8mV/V. 采用中芯国际（SMIC) 0.35μm 5V n阱数字CMOS工艺成功实现,有效芯片面积0.04mm2,其总功耗为0.18mW. 该基准源应用于3, 5V兼容的光纤接收跨阻放大器.     

用于功率放大器的随温度可调负压偏置电路

设计了一种应用于GaN功率放大器栅极调制的随温度可调负压偏置电路。电路由电压基准模块、温度传感器模块、比较器阵列以及误差放大器及其对应的功率管与反馈电阻等组成,通过基准电压与温度传感器输出电压的比较,输出数字控制信号到反馈电阻中的可变电阻模块,改变可变电阻阻值进而改变电路输出电压,实现芯片电压随温度可调。电路结构简单、易于实现、应用方便,同时电路中引入了修调电阻结构,极大提高了基准输出精度。电路芯片面积为1.10 mm×0.64 mm,采用0.5μm CMOS工艺进行了流片并完成了后期测试验证。结果表明,芯片可实现输出电压的随温度可调,有效解决了GaN功率放大器在相同的栅极偏置电压下输出功率随温度升高而减小的问题。     

一种低工艺偏差的低功耗基准电流源

基于对工艺偏差不敏感的温度补偿机制,提出了一种低工艺偏差的低功耗基准电流源。利用MOS管的阈值电压和片上电阻的温度系数在工艺偏差下较稳定的特性,获得了在不同工艺角下具有良好温度特性的基准电流,减小了工艺偏差对基准电流温度系数的影响。采用0.18 μm CMOS工艺对电路进行设计与仿真。结果表明,该基准电流源的工作电压范围为1.1~4.0 V。在1.2 V电源电压下,基准电流为23.06 nA。在-40 ℃~85 ℃范围内,温度系数为9×10-⁵/℃,功耗为50 nW,离散系数(σ/μ)为±3.4%。     

一种高精度带隙基准电压源电路设计

针对传统CMOS带隙电压基准源电路电源电压较高,基准电压输出范围有限等问题,通过增加启动电路,并采用共源共栅结构的PTAT电流产生电路,设计了一种高精度、低温漂、与电源无关的具有稳定电压输出特性的带隙电压源.基于0.5μm高压BiCMOS工艺对电路进行了仿真,结果表明,在-40℃～85℃范围内,该带隙基准电路的温度系数为7ppm/℃,室温下的带隙基准电压为1.215 V.     

一种用于非致冷红外焦平面读出电路的带隙基准源

设计了一种用于新型非致冷红外焦平面阵列读出电路的低温漂低压带隙基准电路.提出了同时产生带隙基准电压源和基准电流源的技术.通过改进带隙基准电路中的带隙负载结构及基准核心电路,可以分别对基准电压和基准电流进行温度补偿.在0.5μm CMOS N阱工艺条件下,采用Spectre软件进行了模拟验证.仿真结果表明,在3.3 V条...     

Experimental validation of PTAT for in situ temperature sensor and voltage reference

Based on the CMOS proportional to absolute temperature principle, a combined device for voltage reference and temperature sensors is successfully implemented using a fully digital process. For a temperature range from 20 to 1208C, the experimental results show that the voltage reference has a temperature stable output of 717 mV and the associated temperature sensor has the sensitivity of 2.3 mV/8C with linearity up to 95%. They are independent of the variation of supply voltage.     

0.6m CMOS过温保护电路设计

采用CSMC5V0.6μm标准CMOS工艺设计研制了一种过温保护电路。该电路由三部分构成:PTAT(与热力学温度成正比)电压产生电路,带隙基准源电路和比较器电路。芯片测试结果表明在30～130℃温度范围内PTAT输出电压线性度良好(最大偏差小于1.6%),灵敏度约为10mV/℃;关断温度可由外接电阻设定,85℃以下实测值与设定值偏差小于5℃,85℃以上偏差稍大约为10℃。该过温保护芯片电路结构简单、面积小、功耗低,且具有良好的移植性,可广泛应用于LED照明驱动电路,电源管理芯片等场合,也可用于和MOS功率器件混合封装组成带过温保护的功率器件模块。     

基于EPC Class0协议超高频温度传感器无源电子标签

提出了实现具有温度传感功能的RFID无源标签芯片电路的设计思路,结合900MHz超高频EPC Class0协议,提出电子标签结构及参考电路,包括射频前端接收电路、数字逻辑控制部分、温度传感及量化和存储器四部分组成。采用Chartered0.35μm CMOS工艺流片、测试。温度量化采用一个低功耗8位逐次逼近模数转化器实现,输出温度量化误差在0～90℃范围内为±2℃。芯片测试工作电流20.7μA(不包含存储器)。     

一种新型CMOS带隙基准电压源

传统带隙基准源电路采用PNP型三极管来产生ΔVbe,此结构使运放输入失调电压直接影响输出电压的精度。文章在对传统CMOS带隙电压基准源电路原理的分析基础上,提出了一种综合了一阶温度补偿和双极型带隙基准电路结构优点的高性能带隙基准电压源。采用NPN型三极管产生ΔVbe,消除了运放失调电压影响。该电路结构简洁,电源抑制比高。整个电路采用SMIC 0.18μmCMOS工艺实现。通过Cadence模拟软件进行仿真,带隙基准的输出电压为1.24V,在-40℃~120℃温度范围内其温度系数为30×10-6/℃,电源抑制比(PSRR)为-88 dB,电压拉偏特性为31.2×10-6/V。     

一种低温漂的CMOS带隙基准电压源的研究

为了满足深亚微米级集成电路对低温漂、低功耗电源电压的需求,提出了一种在0.25μm N阱CMOS工艺下,采用一阶温度补偿技术设计的CMOS带隙基准电压源电路。电路核心部分由双极晶体管构成,实现了VBE和VT的线性叠加,获得近似零温度系数的输出电压。T-SPICE软件仿真表明,在3.3 V电源电压下,当温度在-20~70℃之间变化时,该电路输出电压的温度系数为10×10-6/℃,输出电压的标准偏差为1 mV,室温时电路的功耗为5.283 1 mW,属于低温漂、低功耗的基准电压源。     

基于65 nm CMOS工艺的2阶温度补偿全CMOS电压基准源

采用65 nm CMOS工艺,设计了一种基于MOS亚阈区特性的全CMOS结构电压基准源.首先利用工作在亚阈值区NMOS管的栅源电压间的差值得到具有特定2阶温度特性的CTAT电压,该CTAT电压的2阶温度特性与PTAT电压2阶温度特性的弯曲方向相反.再通过电流镜技术实现CTAT电压和PTAT电压求和,最终得到具有2阶温度...     

A curvature calibrated bandgap reference with base-emitter current compensating in a 0.13/tm CMOS process

In bandgap References,the effect caused by the input offset of the operational amplifier can be effectively reduced by the utilization of cascade bipolar junction transistors(BJTs).But in modern CMOS logic processes,due to the small value of β,the base-emitter path of BJTs has a significant streaming effect on the collector current,which leads to a large temperature drift for the reference voltage.To solve this problem,a base-emitter current compensating technique is proposed in a cascade BJT bandgap reference structure to calibrate the curvature of the output voltage to temperature.Experimental results based on the 0.13 μm logic CMOS process show that the reference voltage is 1.238V and the temperature coefficient is 6.2 ppm/℃ within the range of-40 to 125 ℃.