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.     

一种低压分段线性曲率校正CMOS带隙基准源设计

在传统低压带隙基准的基础上,通过设计与热力学温度成正比的电流(IPTAT)及与热力学温度呈互补关系的电流(ICTAT),实现节点电流相减,从而产生分段线性电流作为基准源的曲率校正分量,设计了一个性能更佳的曲率校正带隙基准。电路采用低压运放及低压PTAT电流产生模块,工作电压低。Cadence仿真结果显示,在-40~125℃温度范围内,平均温度系数大约3×10-6℃-1,最低工作电压在1 V左右,可用于低电源电压、高精度的集成芯片。     

一种带曲率补偿的CMOS带隙基准源

设计了一种基于UMC 0.25μm BCD工艺的带隙基准电路。采用放大器钳位的传统实现方式,运用自偏置启动电路,鉴于对温漂的要求选用了二阶补偿电路。HSPICE仿真结果显示:在5.0 V供电电压下,温度在–40~+125℃变化时,基准输出1.196 2 V,波动范围为1.195 9~1.196 3 V,温度系数为3.76×10–6/℃;电源电压从2.5 V到5.0 V变化时,基准输出电压VREF的线性调整率为0.38%,低频时电路的电源抑制比(PSRR)为–83 d B。     

一种低压I2PTAT曲率校正CMOS带隙基准源的设计

基于Chrt 0．35μm CMOS工艺，采用一级温度补偿电压作为温度曲率校正电压，设计了一个类似I^2 PTAT电流产生电路，获得了一个电路结构简单，性能更佳的带隙基准源。经过Hspice仿真，仿真结果表明电路可以在-10—110范围内，平均温度系数约6ppm／℃，最低工作电压为1V左右，获得了一个高性能的带隙基准电压源。该带隙基准源可应用于高精度模数转换器（ADC）、数模转换器（DAC）和系统集成芯片（SOC）中。     

一种分段温度补偿BiCMOS带隙基准源

设计了一种针对基准电压输出非线性的分段温度补偿电压基准源。该电路在基准源工作的低温和高温阶段对输出进行温度补偿,实现低温度系数。利用高增益的两级运算放大器以及增加PMOS管的栅长来提高电路的电源抑制比(PSRR)。在-55℃～125℃范围内,温度系数为2.9×10-6/℃,低频电源抑制比为-71dB。     

CMOS带隙基准电压源中的曲率校正方法

基准电压源是集成电路系统中一个非常重要的构成单元。结合近年来的设计经验,首先给出了带隙基准源曲率产生的主要原因,而后介绍了在高性能CMOS带隙基准电压源中所广泛采用的几种曲率校正方法。给出并分析了一些近年来采用曲率校正方法的CMOS带隙基准电压源核心电路以及他们的设计原理、理论推导、参考电路和特点。最后,对于所讨论的基准源电路进行了性能比较和优缺点分析。     

一种低电压的CMOS带隙基准源

设计了一种用于集成电路内部的带隙基准源，采用了1．0V／0．18μmCMOS工艺。该电路利用电阻分压和高阶温度补偿，达到降低温度率数的目的，并具有好的电源抑制比。SPICE仿真结果表明，在0℃-100℃范围内度可达到18ppm/℃，其电源抑制比可达到62dB。     

一种二阶曲率补偿CMOS带隙基准

设计了一种采用电流求和技术的亚1V二阶曲率补偿CMOS带隙基准。基于CSMC0.5μm标准CMOS工艺对所设计的带隙基准进行了仿真验证。仿真验证结果显示:所设计的带隙基准获得了0.75V的带隙参考电压;在-25～125℃温度范围内,带隙基准参考电压的温度系数仅为2.548×10-6;当电源电压在2.6～6.2V变化时,带隙基准的输出电压变化仅0.08mV;带隙基准参考电压在10Hz,100Hz,1kHz,100kHz处分别获得-118.07dB,-107dB,-87.23dB,-47dB的电源抑制。     

一种新颖分段曲率补偿的带隙基准设计

基于0.5 μm CMOS工艺,设计了一种采用新颖分段曲率补偿技术的低温漂带隙基准源,利用2种不同的电流补偿结构,分别在中温和高温阶段引入正温度系数补偿电流,使得基准电压的温度特性曲线在中温和高温阶段各产生2个新的极值点,与一般的分段曲率补偿带隙基准相比,提高了补偿效率。利用Cadence软件对电路进行设计与仿真,仿真结果表明,在-40~190 ℃温度范围内,输入电压为5 V时,输出基准电压为1.231 V,温漂系数为0.885 ppm/℃,低频时电源抑制比(PSRR)为-75~-109 dB。     

采用二次曲线校正的CMOS带隙基准

利用MOS管饱和电流对于"过驱动电压"的平方关系,提出一种新颖的电压差平方电路,产生相对于温度差的二次项补偿量,对典型的CMOS带隙基准进行曲率校正,获得更小的温度系数.基于某标准0.5 μm CMOS工艺,在-40～120℃范围内,该方法将传统带隙基准的温度系数从21.4×10-6/℃减小到4.5×10-6/℃,电路的输入电压可以低至1.8 V,工作电流12 μA,输出基准电压可在0～1.2 V之间任意设置.该方法可在任何CMOS工艺或BiCMOS工艺中实现,具有很强的通用性.     

一种分段线性补偿的带隙基准

提出了一种采用分段线性补偿的方法来实现高精度带隙基准,其基本原理是将整个温度区间分为若干个子区间,在不同子区间上采用不同线性补偿函数达到最佳补偿.由于温度区间缩小,补偿误差也随之减小,从而在整个工作温度间上的补偿误差也缩小.理论上,只要温度子区间取得足够小,就可以达到任意精度.示例中将-40～120℃的温度区间仅分为三个子区间,平均温度系数就从1.5×10-5/℃减小到2×10-6/℃.     

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.     

一种高精度的CMOS带隙基准源

设计了一种二阶温度补偿带隙基准源,为了提高电源抑制比,设计中采用了与全局电压保持相对无关的局部电压作为带隙核心的工作电压,并且使用PN结串联的结构,以减小运放失调电压的影响。整个电路采用TSMC 0.18μm CMOS工艺实现,使用HSpice仿真器进行仿真,仿真结果证明此基准电压源具有很高的电源电压抑制比和较低的温度系数。     

一种高精度CMOS带隙基准源的设计

分析了传统CMOS带隙基准源电路中三极管VBE电流随温度变化的二阶非线性效应,提出了一种对PTAT二阶温度进行补偿的方法,并在此基础上设计了一个高精度的带隙基准源电路.该电路采用SMIC 0.18 μm CMOS工艺实现,具有良好的温度系数和电源抑制比.Cadence Spectre仿真结果表明,该电路在-40～140 ℃的温度系数为7.7×10-6/℃,低频时的电源抑制比可达-76 dB,基准源电路的供电电压范围为2～4.5 V.     

基于线性曲率校正技术的低电压带隙基准源设计

采用电流求和取代传统电压求和的方法设计了一款低基准电压输出的带隙基准电压源电路,同时提出一种线性化P-N结正向导通电压（VBE）的温度曲率校正技术,保证了基准电压的低温漂和高精度。整个电路采用TSMC0.6μmBCD工艺设计实现,芯片面积为0.2mm2。在Cadence环境下使用Spectre对电路进行了模拟仿真,仿真结果表明：该基准电路可在低至1.1V的电源电压下正常工作;在-20℃～120℃温度范围内,温度系数为9.1×10-6/℃,PSRR为-78dB。在典型的1.5V电源电压下,基准输出电压可调节范围为0.165～1.25V。     

一种CMOS工艺低电压带隙基准源

基于0.18μm CMOS工艺,设计了一种低电源电压的带隙基准源.该带隙基准源电路采用非线性温度补偿,具有很高的温度稳定性.Hspice仿真结果显示,电源电压最低为1.2V时,在-40～135℃的温度范围内,输出电压在556.03～556.26mV之间变化,平均温度系数约仅为2.36ppm/℃,电源电压抑制比可达到90dB.     

一种高精度的电流反馈型带隙基准源的设计

采用0.5 μm,N阱CMOS工艺设计一种高精度带隙基准电压源,基准电压为1.245 V,在0～70 ℃内温度系数仅为12.5 ppm/℃,工作电压为2.8～8 V,具有非常高的电源抑制比(PSRR),低频下高达107 dB.此电路为电流反馈型基准源,能够产生自偏置电流,使电路建立稳定工作点.其结构能有效减小运算放大器的失调电压对基准输出的影响.     

一种高温度性能的CMOS带隙基准源

提出了一种正负温度系数电流产生电路,使用分段线性温度补偿技术用于传统的电流模式基准电路中,改善CMOS带隙基准电路在宽温度范围内的温度漂移.采用0.18μm CMOS混合信号工艺,对该电路进行了设计.在1.8V的电源电压条件下,基准输出电压为0.801 V,温度系数在-40℃-125℃范围内可达到2.7ppm/℃,电源电压从1.5V变化到3.3V的情况下,带隙基准的输入电压调整率为1.2mV/V.