高电源抑制比的CMOS带隙基准电压源

介绍了一种采用0.5 μm CMOS N阱工艺制作的带隙基准电压源电路,该电路具有高电源抑制比和较低的温度系数。通过将电源电压加到运算放大器上,运算放大器的输出电压为整个核心电路提供偏置电压,整个核心电路的偏置电压独立于电源电压,使得整个带隙基准电路具有非常高的电源抑制比。基于SPECTRE的仿真结果表明,其电源抑制比可达116 dB,在-40℃~85℃温度范围内温度系数为46 ppm/℃,功耗仅为1.45 mW,可以广泛应用于模/数转换器、数/模转换器、偏置电路等集成电路模块中。     

一种新型用于VGA的微功耗指数电流电路

提出了一种适用于可变增益放大器(VGA)的微功耗指数电流电路. 该电路结构简单, 以偏置在亚阈值区的MOSFET为核心器件, 并利用其漏源电流Ids与栅源电压Vgs呈指数关系的特性产生指数电流. 该电路从系统架构出发, 通过引入阈值监测电路, 控制电压转换电路及求和电路, 补偿了其阈值的工艺和温度偏差, 使该指数电流电路具有较好的工艺和温度偏差抑制能力. 基于TSMC 0.18μm标准的CMOS工艺平台验证表明: 该指数电流电路dB线性动态范围为30dB, 其线性误差为±0.41dB, 最低工作电压为0.9V, 功耗为11μW.     

一种基于标签分布距离的RFID碰撞避免算法

由于实际应用对标签数量的需求日益增大,导致标签碰撞问题成为严重影响RFID系统识别效率的重要因素。提出了一种基于标签分布距离的碰撞避免算法(DBCA),该算法可很好地解决大规模RFID环境下的标签碰撞问题。根据标签与阅读器的分布距离,建立新型的标签分组结构,确保组内标签的高效识别;利用组内标签不同属性,给出以不同频率在相应帧时隙通信的方法,缩减识别时间和碰撞发生概率。算法分析及仿真结果表明,相比已有算法,该算法可有效提高系统的识别效率,减少识别时间。     

一种面向物品定位的射频标签定位方法

面向智能空间中基于RFID的物品定位任务要求,针对RFID在应用中难以确定标签与天线的相对位置这一问题,提出了一种RFID标签定位方法。首先建立了一种多功率RFID标签识别率模型,统计得到多功率条件下RFID标签的识别率上下界,将多功率下的RFID标签定位问题转化为不确定信息融合问题。将单功率贝叶斯估计结果用于构造基本信度赋值函数,对多功率下的RFID标签定位信息采用DSmT广义融合机进行信息融合,进而将融合结果用于识别范围内的随机粒子加权估计RFID标签位置。RFID标签定位实验结果表明,使用该RFID标签定位方法的定位误差可达025m以下,物品搜索效率比传统方法提高约60％,能够满足物品定位的要求。     

一种新颖自偏置带隙基准电压源的设计

基于0.6μm BCD工艺参数,设计了一种新颖的低温漂、低功耗、高电源抑制比的自偏置带隙基准电压源.电路仿真结果表明:其工作电源电压低至1.7V,输出基准电压为1.24 V,温度系数仅6.68×10-6V/℃,电流消耗22 μA,电源抑制比高达82 dB.该电压源可广泛应用于模/数、数/模转换电路和电源管理芯片中.     

用于相变存储器的超低输出纹波电荷泵

针对相变存储器编程操作对电荷泵低输出纹波与高瞬态响应速度的要求,提出了一种超低输出电压纹波的开关电容型电荷泵。相比于传统开关电容型电荷泵,在充电阶段,由电压比较器控制泵电容充电时间,泵电容被充电至预先设定的电压值Vo-Vin后停止充电,其中Vo为预期输出电压,Vin为输入电源电压;放电阶段,泵电容串联在输入电源Vin与电荷泵输出端,泵电容上极板电压自然地被提升至Vo并向外部负载输出电流。通过该方法固定电荷泵输出电压,可有效地消除由于电容间电荷分享所造成的输出纹波,并兼顾了高瞬态响应速度。使用中芯国际0.18μm标准CMOS工艺模型进行仿真验证,结果表明新结构的电荷泵在输入电压为2.2~4.8V间,输出5V电压,10mA负载电流,输出纹波低于3mV,电源效率最高可达88%.     

一种基于电荷泵的衬底电位选择器设计

为避免电荷泵中PMOS开关管的衬底发生闩锁现象,设计了一款高效低功耗的衬底电位选择器。选择器由偏置电路、比较电路、输出级3部分组成,电荷泵输出电压不仅作为独立偏置电路的电源,而且作为源端输入带迟滞功能的电压比较器的输入信号。与电源电压相比较,通过比较电路产生一对控制信号,用以控制由2组PMOS对管构成的输出级,使选择器始终输出芯片中的最高电压,并能在低电压下正常工作。仿真结果表明,该选择器能够较准确地选择电路中的最高电压值,并具有0.3V滞回区间,满足设计要求。     

一种高效大功率LED驱动器的设计

为提高大功率LED驱动器的转换效率及其稳定性,针对车载大功率照明的要求,设计了一种宽输入电压范围、高效大功率LED驱动器.驱动器采用高效率的改进BOOST型拓扑结构作为主电路,峰值电流PWM控制模式作为其控制部分,输入电压范围可达6～18 V,输出电流在0.5～1 A范围内可调,输出最大功率为50W.基于CSMC 0.5μm数模混合工艺,利用Hsim软件和Spectre软件对电路进行设计仿真验证.仿真结果表明,在输入电压为12V时,该驱动器的输出电压纹波均小于士1％,启动时间为3ms,转换效率高达94％.     

一种适用于超高频射频识别的温度传感器

设计了一种采用双压控振荡器的适用于超高频射频识别(UHF RFID)应用的温度传感器,可应用于环境温度检测以及物流链中．由于采用了两个结构完全相同的压控振荡器,可以抵消工艺偏差和电源电压变化等因素带来的影响,使输出仅和温度有关．采用了时分工作方式,使电路在检测完温度以后处于关断状态,有效地避免了重复计数的问题,并使该传感器完全不影响整体标签的工作距离．采用SMIC 0.18μm 2P4M EEPROM工艺进行流片,测试结果显示,标签读距离达到6m,写距离达到2.5m;在-40℃～+85℃温度范围内,温度测量精度为0.5℃,误差最大不超过±1.5℃．     

用于UHF RFID标签的低功耗BLF产生电路

提出了一种反向散射链路频率生成电路,用于符合EPCTM Class1 Generation2协议的无源超高频射频识别(UHF RFID)芯片.该电路在读写器发送Query命令时生成控制信号,使积分器产生参考电压,控制弛张振荡器产生符合协议要求的反向散射链路频率.该电路采用TSMC0.18μm CMOS工艺实现.测试结果表明,在1V工作电压下功耗为0.52μW.采用该电路的UHFRFID芯片可以提高芯片工作距离以及读取速率.     

High-performance programmable charge pump for low voltage PLLs

This paper proposes a charge pump with a programmable output current for low voltage phase-locked loops (PLLs). It consists of two sub-units both of which leverage replica bias and feedback control techniques to achieve perfect match between charging and discharging currents. With the help of the current summing structure, the output current variation in each sub charge pump can be compensated by the other. Thus, their sum current remains relatively constant in a wide output voltage range. The charge pump can be programmed to output a 50μA～1.55mA current, with a 50μA minimum step. It is designed in a 0.13μm CMOS process and the post-layout simulation demonstrates the total current mismatch and variation rates are limited in 0.15％ and 5％, over the output voltage range of 0.1～1.05V. Such precise matching greatly suppresses the reference spur and static phase error, and the good current constancy is favorable for dynamic design. Both features render our design suitable for low voltage PLLs.     

一种用于电子标签芯片的基准电压源电路

文章分析了射频电子标签芯片电源的特点,根据电源低电压和低成本要求,讨论了传统的带隙基准源和全CMOS的基准电压源电路方案,设计并实现了一种适合电子标签芯片应用的全CMOS的基准电压源电路。该电路采用SMIC 0.18μm标准CMOS工艺实现,电源电压范围为1~5 V,电源敏感度为1~3%/V,输出电压的温度特性为3~20.7 ppm/℃,符合射频电子标签的设计要求。     

PWM/PSM双模式高压异步整流BUCK电路

为了在全负载范围内取得高转换效率,提出一种根据占空比来自动实现模式跳转的脉冲宽度调制（PWM）/跨脉冲调制（PSM）双模式的低功耗、高压直流电压转换电路.它的输入电压为3～24 V,输出电压为2.5～(VIN-0.5)V.当负载电流较大时,芯片采用开关频率为1 MHz的PWM工作模式;当负载电流减小时,采用开关频率降低的PSM模式,从而保证了在全负载电流变化范围内的高转换效率.PWM到PSM模式的跳转采用简单逻辑及最小占空比电路实现,达到了模式的自动转换.电路采用CSMC公司的0.5 μm 40 V高压混合信号模型设计并完成流片加工.测试结果表明,在5 V的输出下,当输入电压到达最大值24 V时,芯片保持了55%以上的转换效率.芯片在2种模式间可以实现平稳过渡,具有良好的负载电流调整特性.     

Power management unit chip design for automobile active-matrix organic light-emitting diode display module

A power management unit (PMU) chip supplying dual panel supply voltage, which has a low electro-magnetic interference (EMI) characteristic and is favorable for miniaturization, is designed. A two-phase charge pump circuit using external pumping capacitor increases its pumping current and works out the charge-loss problem by using bulk-potential biasing circuit. A low-power start-up circuit is also proposed to reduce the power consumption of the band-gap reference voltage generator. And the ring oscillator used in the ELVSS power circuit is designed with logic devices by supplying the logic power supply to reduce the layout area. The PMU chip is designed with MagnaChip’s 0.25 μm high-voltage process. The driving currents of ELVDD and ELVSS are more than 50 mA when a SPICE simulation is done.     

基于双电压和倍频技术的低功耗高效率发射机

为了克服电池容量的局限性,延长芯片的待机时间,针对传统发射机的高功耗、低效率问题,提出新型发射机架构. 采用2级注入锁定环形振荡器提供多相信号,电荷泵自举升压电路对该多相信号进行电压提升,实现低电压低功耗设计. 边沿合成器对多相信号进行倍频,使前级电路工作在低频,降低系统功耗. 基于55 nm CMOS工艺,设计433 MHz ISM频段发射机进行验证. 仿真结果表明,发射机的输出功率为?9.7 dBm,环形振荡器和电荷泵自举升压电路工作在0.6 V电源电压下,边沿合成器工作在1.2 V电源电压下,发射机整体功耗为357.04 μW,效率为29.83%,版图面积为70 μm×100 μm. 实验结果证明,所提结构具有功耗低、效率高、面积小和复杂度低的优点.     

New type bandgap reference for UHF RFID tag

A novel low-voltage, low-power current mode bandgap reference circuit for the passive UHF RFID tag is presented. The I_CTAT current is generated by V_BE of the BJT transistor. The I_CTAT current is generated by the MOSFET biased in the sub-threshold region, based on the theory that the I-V curve of the sub-threshold MOSFET shows an exponential relationship. The circuit is designed and implemented by TSMC 0.18μm CMOS technology. The biggest variation of V_ref of the reference is smaller than 1.75％. Test results show that the power of the circuit is 0.65μW, and that the minimum operating voltage is 0.829V. The active area of the circuit is about 0.04mm². As a result, the read sensitivity of the tag with the proposed bandgap reference circuit is -16dBm.     

150W PT功率变换器的电荷泵式PFC电路设计

根据压电变压器(简称PT)的电路拓扑和特点,提出了一种适用于PT功率变换器的电荷泵式功率因数校正(简称CPPFC)电路.分析了输入电流连续状态下CPPFC电路的工作原理,以及网侧功率因数状态.给出了设计方法,为计算参数提供依据.做了Pspice仿真,仿真结果证明:可以有效地提高功率因数.制作了带有CPPFC电路的变换器.实验结果表明:功率因数为0.9,线输入电流的谐波分量满足IEC 61000-3-2标准要求,母线电压为300V.