新型电流微调CMOS带隙基准源的设计

介绍了一个新型PTAT电流微调并具有关断模式的CMOS带隙基准源,通过数字控制信号逻辑的改变,可实现1.20～1.27V的基准输出。该带隙基准源采用TSMC0.18μm工艺进行电路和版图设计。仿真结果显示,在输出基准为1.24V的情况下,带隙基准源在-40～125℃,所有工艺角下的最大误差为23.07mV,其中tt工艺角下的温度系数为21×10-6/℃。电源电压为1.8V时,电源电流为63μA;关断模式下电流为93pA。10kHz的电源抑制比为44dB。     

一种高精度BiCMOS电流模带隙基准源

采用Xfab0.35μmBiCMOS工艺设计了一种高电源抑制比（PSRR）、低温漂、输出0.5V的带隙基准源电路。该设计中,电路采用新型电流模带隙基准,解决了传统电流模带隙基准的第三简并态的问题,且实现了较低的基准电压;增加了修调电路,实现了基准电压的微调。利用Cadence软件对其进行仿真验证,其结果显示,当温度在-40～＋120℃范围内变化时,输出基准电压的温度系数为15ppm/℃;电源电压在2～4V范围内变化时,基准电压摆动小于0.06mV;低频下具有-102.6dB的PSRR,40kHz前电源抑制比仍小于-100dB。     

一种低功耗CMOS带隙基准电压源的实现

运用带隙基准的原理,提出了一种带启动电路的低功耗带隙基准电压源电路。HSPICE仿真结果表明,在25℃3、.3 V下,电路功耗为16.88μW;另外,在-30~125℃范围内,1.9~5.5V下,输出基准电压VREF=1.225±0.0015 V,温度系数为γTC=14.75×10-6/℃,电源电压抑制比(PSRR)为86 dB。该电路采用台积电(TSMC)0.35μm 3.3 V/5 V CMOS工艺制造。测试结果显示,电路功耗仅为16.98μW。     

一种带曲率补偿的低压高PSRR带隙基准源

基于SMIC 65 nm CMOS工艺,设计了一种带曲率补偿的低压高电源抑制比(PSRR)带隙基准电压源。采用带曲率补偿的电流模结构,使输出基准电压源低于1.2 V且具有低温漂系数。在基本的带隙基准电路基础上,增加基准核的内电源产生电路,显著提高了电路的PSRR。采用Cadence Spectre软件,在1.8 V电压下对电路进行仿真。结果表明,在1 kHz以下时,PSRR为－95.76 dB,在10 kHz时,PSRR仍能达到88.51 dB,在－25 ℃~150 ℃温度范围内的温度系数为2.39×10－6 /℃。     

基于衬底运放的2阶温度补偿带隙基准电路

采用TSMC 0.25μm CMOS工艺,提出了一种基于衬底驱动放大器的高精度带隙基准(BGR)电路。采用衬底驱动技术的放大器,有效地降低了电源电压;通过PTAT2电流产生电路对基准电路进行2阶温度补偿,有效地降低了输出基准电压的温度系数;采用改进型共源共栅输出级电路,很好地改善了电路的电源抑制比(PSRR)。HSPICE仿真结果显示:在2 V供电电压下,输出基准电压为1.261 V,温度系数为8.24×10-6/℃,低频电源抑制比-为91 dB。整体电路功耗为1.37 mW。     

一种具有高PSRR的分段温度补偿带隙基准

基于华虹0.18μm BCD工艺,设计了一种具有高PSRR的分段温度补偿带隙基准。电路采用5 V电源进行供电,基准输出电压为1.256 V。仿真结果表明,在-45～125℃的温度范围内,TT工艺角下,传统结构的温漂系数只能达到2.048×10^-5/℃。采用新型分段温度补偿的带隙基准的温漂系数为3.631×10^-6/℃,相比传统结构,温度系数降低了82.3%。静态功耗为220μW。PSRR在低频可达到-102 dB,在350 kHz处有最差PSRR,但仍有-30 dB。该带隙基准适用于高精度、大电流开关电源的模拟集成电路。     

基于低压高精度运放的带隙基准电压源设计

基于传统带隙基准源的电路结构,采用电平移位的折叠共源共栅输入级和甲乙类互补推挽共源输出级改进了其运算放大器的性能,并结合一阶温度补偿、电流负反馈技术设计了一款低温度系数、高电源电压抑制比(PSRR)的低压基准电压源。利用华润上华公司的CSMC 0.35μm标准CMOS工艺对电路进行了Hspice仿真,该带隙基准源电路的电源工作范围为1.5～2.3 V,输出基准电压为(600±0.2)mV;工作温度为10～130℃,输出电压仅变化8μV,温度系数为1.86×10-6/℃,低频时PSRR为-72 dB。实际流片进行测试,结果表明达到了预期结果。     

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。     

一种新颖的快速启动零温度系数电流基准

基于三极管BE结电压的负温度特性原理,提出了一种零温度系数电流基准电路.该电路具有结构简单、无需带隙基准单元、静态功耗低、启动快速、对电源电压不敏感等优点,实用性高.在0.5 μm标准CMOS工艺下,Hspice模拟结果显示,在25℃、1.8～5.5 V范围内,基准电流变化0.019μA;在1.8 V、-40℃～125℃范围内,基准电流变化0.09μA.该新方案可用于无需电压基准、低功耗、需要快速启动的混合信号系统设计.     

低功耗CMOS带隙基准电压源设计

从带隙基准原理出发,通过对传统的带隙基准电路中的反馈环路进行了改进,设计了一种带启动电路的带隙基准电压源。带隙基准电压源电路具有结构简单、功耗低、电压抑制比高以及温度系数低等特点。采用TSMC 0.13μm工艺对电路进行流片,管芯面积为100μm×94μm。测试结果显示,电源电压1V时,在-30~120℃范围内温度系数为6.6×10-6/℃,功耗仅1.8μW;电源电压从0.76V变化到2V,输出电压偏差仅1.52mV,电源抑制比达58dB。     

高精度带隙基准电压源的实现

提出了一种高精度带隙基准电压源电路,通过补偿其输出电压所经过的三极管的基极电流获得精确的镜像电流源.设计得到了在-20～+80℃温度范围内温度系数为3×10-6/℃和-85dB的电源电压抑制比的带隙基准电压源电路.该电路采用台积电(TSMC) 0.35μm、3.3V/5V、5V电源电压、2层多晶硅 4层金属(2P4M)、CMOS工艺生产制造,芯片中基准电压源电路面积大小为0.654mm×0.340mm,功耗为5.2mW.     

一种宽电源电压的高精度带隙基准电路的设计

设计了一种宽电源电压的高精度带隙基准电路.在综合考虑精度、电源抑制比(PSRR)、宽电源电压要求和功耗等因素的基础上,采用了一种由基准电压偏置的,增益和电源抑制比大小相近的运算放大器解决方案.设计采用CSMC 0.5μm CMOS工艺,电源为3.3V. Cadence Spectre 仿真表明,当温度在 -40 ℃～125 ℃,电源电压在2.56V～8V时,输出基准电压平均值为1.290V,变化0.793mV,有效温度系数为3.72ppm/ ℃;室温下,在低频时具有-97dB的PSRR,在100kHz时为-69dB,功耗为180μW.     

低温度系数低功耗带隙基准的设计

对带隙基准电压源的温度系数和功耗进行了分析研究,采用与绝对温度成正比(PTAT)的电流和与绝对温度互补(CTAT)的电流加权和技术,同时采用放大器工作在亚阈值区技术及运放失调补偿技术,基于0.4μm的CMOS工艺设计了一个低温度系数、低功耗的基准电压电路。通过电源电压、工作温度及工艺角对基准电压影响的仿真,结果表明该带隙基准源典型的温度系数为2×10~(-6)/℃,功耗为5.472μW,基准电压为1.32 V,电源抑制比为83.5 dB,实现了低温度系数、低功耗特性,且电路工作稳定。     

带有软启动电路的高精密CMOS带隙基准源

提出了一种新颖的带有软启动的高精密CMOS带隙基准电压源。采用UMC的0.6μm2P2M标准CMOS工艺进行设计和仿真,HSPICE模拟表明该电路具有较高的精度和稳定性,带隙基准的输出电压为1.293V,在1.5V～4V的电源电压范围内基准随输入电压的最大偏移为0.27mV,基准的最大静态电流约为19μA;在-40℃～120℃的温度范围内,基准随温度的变化约为4.41mV,产生的偏置电流基本上不受电源电压的影响,而与温度成线性关系;在电源电压为3V时,基准的总电流约为14.25μA,功耗约为42.74μW;并且基准具有较高的PSRR和较低的噪声(小于500nV/HZ1/2),基准的输出启动时间约为25μs。     

一种高电源抑制比全工艺角低温漂CMOS基准电压源

基于SMIC0.35μm的CMOS工艺,设计了一种高电源抑制比,同时可在全工艺角下的得到低温漂的带隙基准电路。首先采用一个具有高电源抑制比的基准电压,通过电压放大器放大得到稳定的电压,以提供给带隙核心电路作为供电电源,从而提高了电源抑制比。另外,将电路中的关键电阻设置为可调电阻,从而可以改变正温度电压的系数,以适应不同工艺下负温度系数的变化,最终得到在全工艺角下低温漂的基准电压。Cadence virtuoso仿真表明:在27℃下,10 Hz时电源抑制比(PSRR)-109 dB,10 kHz时(PSRR)达到-64 dB;在4 V电源电压下,在-40～80℃范围内的不同工艺角下,温度系数均可达到5.6×10-6V/℃以下。     

一种新型CMOS电流模带隙基准源的设计

设计了一种新型电流模带隙基准源电路和一个3bit的微调电路。该带隙基准源可以输出可调的基准电压和基准电流,避免了在应用中使用运算放大器进行基准电压放大和利用外接高精度电阻产生基准电流的缺点,同时该结构克服了传统电流模带隙基准源的系统失调、输出电压的下限限制以及电源抑制比低等问题。该带隙基准源采用0.5μm CMOS混合信号工艺进行实现,有效面积450μm×480μm;测试结果表明在3 V电源电压下消耗1.5mW功耗,电源抑制比在1 kHz下为72dB,当温度从-40～85°C变化时,基准电压的有效温度系数为30×10-6V/°C。该带隙基准电路成功应用在一款高速高分辨率模数转换器电路中。     

一种共源共栅自偏置带隙基准源设计

在分析带隙基准理论的基础上,针对SoC芯片的1.2V数字电路供电,设计一个低功耗低温度系数、高电源抑制比的带隙基准源。电路由一个与绝对温度成正比(PTAT)电流源和一个绝对温度相补(CTAT)电流源叠加构成,采用低压共源共栅自偏置结构来减少镜像失配和工艺误差对电路的影响。在SMIC0.13μm混合信号CMOS工艺下,电源电压为2.5V时,使用Cadence Spectre对电路进行模拟,结果表明可实现1.2V输出电压,电源抑制比在低频段为-86dB、高频段为-53dB,温度系数为12×10-6/℃、功耗为0.57mW。带隙电压基准源的版图面积为75μm×86μm。     

应用于模数转换的高精度带隙基准源

设计了一种应用于模数转换的高精度带隙基准电压源和电流源电路,利用温度补偿技术,该电路能分别产生零温度系数的基准电压VREF、零温度系数的基准电流IZTAT。仿真结果显示,采用标准0.18μm CMOS工艺,在室温27℃和2.8 V电源电压的条件下,电路工作频率为10 Hz和1 kHz时,电源抑制比(PSRR)分别为–107 dB和–69 dB,VREF及IZTAT的温度系数分别是20.6×10–6/℃和40.3×10–6/℃,功耗为238μW,可在2.4~3.6 V电源电压范围内正常工作。     

改进结构的低压低功耗CMOS带隙基准源

提出了一种低电压、低功耗、中等精度的带隙基准源,针对电阻分流结构带隙基准源在低电源电压下应用的不足作出了一定的改进,整体电路结构简单且便于调整,同时尽可能地减少了功耗.该电路采用UMC 0.18 μm Mixed Mode 1.8 V CMOS工艺实现.测试结果表明,电路在1 V电源电压下,在-20～30℃的温度范围内,基准电压的温度系数为20×10-6/℃,低频时的电源电压抑制比为-54 dB,1 V电源电压下电路总功耗仅为3μW.     

一个新型CMOS电流模带隙基准源

介绍了一个新型电流模带隙基准源,该带隙基准源的输出基准可以设计为任意大于硅材料的带隙电压(1.25V)的电压,避免在应用中使用运算放大器进行基准电压放大.同时该结构消除了传统电流模带隙基准源的系统失调.该带隙基准源已通过UMC 0.18μm混合信号工艺验证.在1.6V电源电压下,该带隙基准源输出1.45V的基准电压,同时消耗27μA的电流.在不采用曲率补偿的情况下,输出基准的温度系数在30℃到150℃的温度范围内可以达到23ppm/℃.在电源电压从1.6变化到3V的情况下,带隙基准源的输入电压调整率为2.1mV/V.该带隙基准源在低频(10Hz)的电源电压抑制比为40dB.芯片面积(不包括Pads)为0.088mm2.