几种新颖的高精度带隙基准源二次补偿方法

二次温度补偿的带隙基准源是先进模拟和混合集成电路中的重要部分。分析高精度带隙基准源二次补偿的基本原理,并从两个方向出发介绍了3种国内外新颖的基于亚微米CMOS工艺的带隙基准源二次温度补偿方法,通过性能比较,提出了应用于先进高精度系统的可行方案。     

一种高性能CMOS带隙电压基准源设计

采用一级温度补偿和电阻二次分压技术设计了一种高性能CMOS带隙电压基准源电路,其输出电压为0.20～1.25V,温度系数为2.5×10-5/K.该带隙电压基准源电路中的深度负反馈运算放大器为低失调、高增益的折叠型共源共栅运算放大器.采用Hspice进行了运算放大器和带隙电压基准源的电路仿真,用TSMC 0.35μm CMOS工艺实现的带隙基准源的版图面积为645μm×196μm.     

一种高精度自偏置带隙基准源设计

带隙基准源是集成电路的基本组成部分。在此对传统CMOS带隙基准源电路的分析和总结上,基于无锡上华的0.5μm混合CMOS工艺,应用电流镜共源共栅结构的屏蔽作用,并结合一级温度补偿、电流反馈技术和运放电路,设计一款高电源抑制比、低温度系数及自偏置电压带隙基准源电路。     

一种10-ppm/℃低压CMOS带隙电压基准源设计

在对传统CMOS带隙电压基准源电路分析和总结的基础上，综合一级温度补偿、电流反馈和电阻二次分压技术，提出了一种10-ppm/℃低压CMOS带隙电压基准源。采用差分放大器作为基准源的负反馈运放，简化了电路的设计，放大器的输出用于产生自身的电流源偏置，提高了电源抑制比(PSRR)。整个电路采用TSMC 0.35μm CMOS工艺实现，采用Hspice进行仿真，仿真结果证明了基准源具有低温度系数和高电源抑制比。     

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。     

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...     

基于新型非制冷IRFPA读出电路的带隙基准源

设计了一种用于新型非制冷IRFPA读出电路的低温漂的低压带隙基准电路.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以及基准核心电路,基准电压和基准电流可以分别进行温度补偿.在0.5 μm CMOS N阱工艺条件下,采用spectre进行模拟验证.仿真结果表明,在3.3 V条件下,...     

一种高性能CMOS带隙电压基准源设计

采用一级温度补偿和电阻二次分压技术设计了一种高性能 CMOS带隙电压基准源电路 ,其输出电压为 0 .2 0～ 1.2 5 V,温度系数为 2 .5× 10 - 5/ K.该带隙电压基准源电路中的深度负反馈运算放大器为低失调、高增益的折叠型共源共栅运算放大器 .采用 Hspice进行了运算放大器和带隙电压基准源的电路仿真 ,用 TSMC0 .35 μm CMOS工艺实现的带隙基准源的版图面积为 6 4 5 μm× 196 μm.     

基于△VGS高阶温度补偿的高精度CMOS带隙基准源

利用两个工作在亚阈区的MOS管的栅源电压差△VGS产生高阶补偿量,对传统的BJT带隙基准源进行高阶温度补偿。设计一种基于△VGS高阶温度补偿的高精度CMOS带隙基准源。电路基于CSMC 0.5um标准CMOS工艺设计,仿真结果表明：在5V电源电压下,基准输出电压为1.258V;在-40～125℃的温度范围内,温度系数为1.24ppm/℃;低频时电源抑制比PSRR为-68dB;电源电压在3.5～6.5V范围内工作,线性调整率为0.4mV/V。适用于高精度带隙基准源。     

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。     

多路V/I输出的高性能CMOS带隙基准源

在传统CMOS带隙基准源的基础上,采用温度补偿和差分负反馈的方法,提出了一种多路V/I输出的高性能CMOS带隙基准源结构.基于0.5 μm CMOS工艺,进行了设计实现.HSPICE仿真结果表明,该带隙基准源具有较低的温度系数(7.9×10-6/℃,0～100 ℃),电源电压从1.9 V变化到5.5 V,输出仅变化1.8 mV,基准源输出为1.233 V,分压电路产生多路输出,基准电流4 μA,温度系数均小于12×10-6 /℃(-25 ℃～125 ℃).     

一种曲率补偿的高精度带隙基准源设计

基于CSMC 0.5μm CMOS工艺,设计了一种带曲率补偿的低温漂带隙基准源。采用折叠式共源共栅放大器反馈结构带隙基准源,利用晶体管的VBE与IC的温度特性产生T1n T补偿量,对传统的带隙基准进行曲率补偿。仿真结果表明,在5 V供电电压下,-40~125℃温度范围内,基准电压的波动范围为1.2715~1.2720 V,温漂为3.0×10~(-6)/℃,低频时电路电源抑制比为-86 d B。     

低失调二阶曲率补偿的带隙电压基准源设计

基于斩波运算放大器的曲率补偿CMOS带隙电压基准源电路,采用了折叠式的一阶放大器,较二阶结构线路简单,功耗低,版图面积小,并能很好地满足增益要求.采用二阶电流补偿进行曲率补偿,使带隙电压基准源能达到更好的温度系数,且系统稳定.应用0.5μm CMOS Spice模型进行了运算放大器和带隙电压基准源的电路仿真,输出电压为1.17V,在-20℃至120℃温度下,温度系数为4.7ppm/℃.该基准电压可根据工艺和内部电阻元件选取的不同获得不同电压值,其温度范围能够满足实际工作环境的需要.     

一种采用二次曲率补偿的带隙基准源

基于二次曲率补偿的基本原理,提出一种高精度的采用二次曲率补偿的新型带隙基准源电路,产生二次温度补偿量对传统的带隙基准源进行校正,获得更小的温度系数。该电路采用0.6μm的CMOS工艺实现。经过Spectre仿真,结果表明在-50~ 125℃的温度范围内,基准电压源的平均温度系数为4.47 ppm/℃。该基准源可以被应用于各种高精度的模拟和混合集成电路。     

一种10-ppm/~oC低压CMOS带隙电压基准源设计

在对传统CMOS带隙电压基准源电路分析和总结的基础上,综合一级温度补偿、电流反馈和电阻二次分压技术,提出了一种10-ppm/oC低压CMOS带隙电压基准源。采用差分放大器作为基准源的负反馈运放,简化了电路的设计,放大器的输出用于产生自身的电流源偏置,提高了电源抑制比(PSRR)。整个电路采用TSMC 0.35mm CMOS工艺实现,采用Hspice进行仿真,仿真结果证明了基准源具有低温度系数和高电源抑制比。     

高精度、低温度系数带隙基准电压源的设计与实现

为了提高传统带隙基准电压源的温度特性,本文采用一种双差分输入对的运算放大器对传统带隙基准电路进行高阶温度补偿。电路采用TSMC 0.35m CMOS混合信号工艺实现,采用Cadence公司Spectre软件进行电路仿真。仿真结果表明,带隙基准电压源在-40～125℃范围内的温度系数为2.2ppm/℃。     

高性能带隙基准源的分析与设计

全面分析了CMOS带隙基准的主要非理想因素,给出了相应的补偿方法,并以此为基础设计了一种高精度的带隙基准源电路。该电路在SMIC 0.35μm CMOS工艺条件下的后仿真结果表明,基准输出电压的温度系数为3.4 ppm/℃(-40~ 125℃),电源抑制比为85 dB。此带隙基准源已应用于14位D/A转换器芯片中,并参加了MPW流片,该D/A转换芯片已经通过测试。     

一种高阶补偿低温漂带隙基准源

基于0.18μm CMOS工艺，设计一种带有高阶补偿结构的低温漂系数带隙基准电路。在传统带隙基准的结构上，利用当三极管的集电极电流工作在不同温度特性下的基极与发射极的电位之差含有的高阶补偿量，对传统结构进行补偿，从而得到一个温度系数极低的带隙基准源。仿真结果表明，所设计电路整体结构简单、易实现，在-55～125℃的温度范围内，温漂系数仅为2.52 ppm/℃，低频时的电源抑制比为-78 dB。     

一种应用于ADC带曲率补偿的高精度带隙基准源

设计了一种应用于工作电压为1.8 V的流水型模数转换器(ADC)的带隙基准源。与传统电流模式带隙基准源不同,该带隙基准源采用曲率补偿技术,降低了温度系数,提高了精度。分析提高电源抑制比的方法,设计低压共源共栅电流镜偏置的折叠式共源共栅运放,提高了带隙基准源的电源抑制比。采用CSMC 0.18μm CMOS工艺,获得了900 m V的带隙基准,Spectre仿真结果表明,带隙基准源正常启动,在-40~125℃温度范围内温度系数低至3 ppm/℃,低频时的电源抑制比达89 d B。     

低压CMOS带隙电压基准源设计

在对传统典型CMOS带隙电压基准源电路分析和总结的基础上,综合一级温度补偿、电流反馈技术,提出了一种1-ppm/°C低压CMOS带隙电压基准源。采用差分放大器作为基准源的负反馈运放,简化了电路设计。放大器输出用作电路中PMOS电流源偏置,提高了电源抑制比(PSRR)。整个电路采用TSMC0.35μmCMOS工艺实现,采用HSPICE进行仿真,仿真结果证明了基准源具有低温度系数和高电源抑制比。