一种CMOS带隙基准源的设计与仿真

分析了传统带隙基准源的基本原理,并在此基础上一款CMOS带隙基准源电路。该电路基于UMC0.18μm CMOS工艺设计,利用cadence软件进行仿真。仿真结果表明,CMOS带隙基准源稳定输出电压1.22V,该电路在温度从-50-100℃进行扫描,其变化率为10.7ppm/℃,电源电压在1.7V-1.9V范围内发生变化时帯隙基准源输出电压变化很小。     

一种新颖的低电压CMOS带隙基准源设计

设计一种新颖的低电压CMOS带隙基准电压源电路.电路采用了适合低电源电压工作的nMOS输入对管折叠共源共栅运算放大器,并提出一种新颖的启动电路.基于SMICO.35μm标准CMOS工艺,Cadence Spectre仿真结果表明:在低于1-V的电源电压下,所设计的电路能稳定工作,输出稳定的基准电压为622mV,最低电源电压为760mV.不高于100KHz的频率范围内,电源噪声抑制比为-75dB.在-20℃到100℃范围内,温度系数20ppm/℃.     

一种高精度基准源电路

基于90 nm CMOS标准工艺,设计了一种低温漂的带隙基准源电路.一种结构新颖的温度曲率校正电路被采用,作为一级温度补偿电路的曲率校正电路.Hspice仿真结果表明:所设计电压源在温度-20℃～+120℃范围内,平均温度系数约为2.2 ppm/℃,获得了一个低压高精度的带隙基准电压源.     

一种低温漂高电源抑制比带隙基准源的设计

在传统的电流模电压基准结构下,基于一阶补偿后的电压基准输出特性,设计了一个简单的高、低温补偿电路,在宽的温度范围内(-50~150℃),显著提高了电压基准的精度。同时,对电路进行简单的改进,输出电压获得了高的电源抑制比。对设计的电路采用TSMC 65 nm CMOS工艺模型进行仿真,在1.5 V的电源电压下,PSRR为-83.6 d B,温度系数为2.27 ppm/℃。     

微功耗CMOS电压基准的设计

本文采用0.18μm标准CMOS工艺,设计了微功耗CMOS电压基准电路。该基准电源电压可低至0.9V,功耗为0.8uA,输出基准电压为0.7V。在-20℃~100℃的温度范围内可获得29ppm/℃的温度系数,在1kHZ和100kHZ可分别获得-34dB和-17dB的电源抑制比。     

一种用于高精度DAC的实用型CMOS带隙基准源

为了满足一种高速、高精度DAC的设计要求。通过带隙基准电压源的基本设计原理,设计了一种实用型的基准电压源,获得了一个快速启动、高稳定性的电压基准电路。基于40 nm的CMOS标准工艺并用cadence软件进行了后仿真,仿真结果表明在室温下,电源电压为2.5 V时输出基准电压为1.184 V;启动时间为0.5μs;消耗功耗为0.185 5 mW;在-15℃~75℃的温度范围内温度漂移系数为8.7×10~(-5)/℃;在低频时电源电压抑制比为-85 dB;绘制版图的面积大小仅为154.799μm×48.656μm。     

一种基于斩波调制的带隙基准电压源

为了消除由于晶体管不匹配产生的随机失调对带隙基准源精度的影响,设计了一种采用斩波调制技术的带隙基准电压源。该方法采用对称性OTA的结构来减小带隙基准电压源的系统失调,并利用带隙基准核心电路中的与绝对温度成正比(PTAT)的电流源为OTA提供自适应偏置,从而较小了整个电路的功耗。通过基于0.35μm CMOS工艺并使用Cadence Spectre工具对电路进行仿真,结果表明:斩波频率为100 Hz时,基准电压在室温(27℃)的输出为1.232 V,该带隙基准的供电电压的范围为1.4~3 V;在电压为3 V时,在-40~125℃温度范围内的温度系数为24.6 ppm/℃。     

一种工作在亚阈值区的CMOS基准电压源设计

提出了一种在低电源电压下工作的CMOS电压基准源,其基准电路采用工作在亚阈值区的nMOS晶体管和自偏置的共源共栅晶体管组合,该电路基准电流产生部分采用两个负反馈回路,确保了基准电流的稳定性.该电路采用标准的0.5 μm CMOS工艺,用Cadence中的Spectre仿真.在fs工艺角下,27℃时基准电压为1.52 V,在120℃范围内(-20℃～100℃)的温度系数可低至31.33 ppm/℃.     

一种低压高精度CMOS带隙基准

设计了一种改进的带隙基准电压源,通过采用分段电流补偿的方法,实现了低压高精度供电。研究基于TSMC 0.35μm CMOS 3V工艺基础,重点考虑主要工作温度区域输出电压随温度变化的精度问题。仿真结果表明,该电路可提供低至500mV的低压,实现了高阶电流补偿,在-40℃～+100℃温度范围内其温漂系数仅为3.7ppm/℃,在芯片主要工作温度范围内,输出基准电压最大偏差小于8μV,低频时电源抑制比为-70dB。     

低功耗带隙基准电压源电路设计

文章提出一种三层self-cascode管子工作在亚阈值区的低功耗带隙基准电压源电路。该电路具有电路结构简单、功耗低、温度系数小、线性度小和面积小等特点。采用CSMC 0.18μm的标准CMOS工艺,华大九天Aether软件验证平台进行仿真。仿真结果表明,在tt工艺角下电路的启动时间为6.64μs,稳定输出的基准电压V_(ref)为567 m V;当温度在-40℃~125℃范围内时,tt工艺角下基准电压V_(ref)的温度系数TC为18.8 ppm/℃;电源电压在1.2 V~1.8 V范围内时,tt工艺角下基准电压V_(ref)的线性度为2 620 ppm/V;在10 Hz~1 k Hz带宽范围内,tt工艺角下基准电压V_(ref)的电源抑制比(PSRR)为51 d B;版图核心面积为0.001 95 mm~2。     

基于电流控制模式的低压、高PSRR基准源

基于可调电流控制模式设计出一种低压、高电源抑制比的带隙基准电压源电路。采用电流控制模式和多反馈环路,提高电路的整体电源抑制比;通过电阻分压的方式,使电路达到低压,同时提供偏压,简化偏置电路。采用0.5μmCMOS N阱工艺,电路可在电源电压为1.5V时正常工作。使用Cadence Spectre进行仿真结果表明,低频时电源抑制比(PSRR)高达107dB。-10℃～125℃温度范围内,平均温度系数约7.17ppm/℃,功耗仅为0.525mW。此电路能有效地抑制制程变异。     

失配电流控制的高阶带隙基准工艺健壮性研究

分析了基于失配电流控制的高阶补偿带隙基准的补偿原理,并研究了工艺偏移对基准电压温度系数的影响。基于失配电流控制的补偿策略具有结构简单、控制精度高,而且可以通过调整失配电流和多晶电阻阻值,使带隙基准具有较低的温度系数,同时具有较强的工艺健壮性。模拟分析表明,在-25℃-125℃温度范围内,在 TT（Typical -Typical）工艺角下,带隙基准的温度系数为4．8ppm /℃,同时在其他工艺角下,带隙基准的温度系数都可控制在9．0ppm /℃以下。通过无锡上华科技（CSMC）0．18μm CMOS 工艺实验验证,采用这种简单失配电流控制的高阶补偿带隙基准,在3V 电源电压下,在-20℃-120℃温度范围内,带隙基准的温度系数最低为6．9ppm /℃。     

一种消除失调电压的低温度系数带隙基准电路

提出了一种利用多晶硅电阻的温度系数补偿负温度系数电压实现低温度系数的带隙基准电路,并且引入由二分频时钟控制的CMOS开关,使产生的失调电压正负交替做周期性变化相互抵消。采用BiCMOS 0.35μm工艺设计。仿真结果表明,此方法能够使MOS管在失配10%的情况下降低97%的失配,温度系数可达5.2 ppm/℃。工作电压为1.5 V～3.3 V、工作温度为-40℃～+70℃且工作在1.8 V常温下时,电路的工作电压为1.144 3 V,总电流为29.13μA,低频处的电源抑制比为-70 dB。     

一种1．03ppm／℃的高阶补偿带隙基准源

在曲率补偿方面。采用一种基于电阻匹配的核心电路结构。采用第二个运放产生一个负温度系数的电流来增强曲率补偿．同时把该负温度系数电流与核心基准源电路产生的正温度系数电流求和得到一个与温度无关的电流给运放提供偏置电流。这将提高运放和基准源的鲁棒性。该电路采用0．35umCMOS工艺实现,典型条件下仿真结果表明,在-40-125℃范围内温度系数为1．03ppm／℃电源电压只需大于1．25V便得到1．205V的稳定输出电压。     

一种低压低功耗的亚阈型CMOS基准电压源

介绍一种低压、低功耗和低温度系数CMOS基准电压源,该基准电压源的核心MOSFET工作在亚阈值区,采用亚阈值型MOSFET低于某个特定偏置点时,具有负温度系数的特点.电路用标准的0.35 μm CMOS工艺设计,在-40℃～+110℃范围的温度系数为262.6 ppm/ ℃时,基准的输出电压为345.36 mV.本文也...     

高精度电流偏置电路的设计

提出了一款应用于RF无线收发芯片的高精度电流偏置电路。综合考虑功耗、面积和失调电压对基准电压的影响,设计了一款符合实际应用的带隙基准电路。并以带隙基准电路作基准电流源的偏置,采用电压电流转换器结构设计了具有高电源电压抑制比（PSRR）的基准电流源。电流镜采用辅助运放的设计方法来提高电流镜的输出阻抗,减小沟道调制效应对输出的基准电流的影响,从而提高输出基准电流的精度。采用0．35μzmCMOS工艺设计芯片版图,版图面积为0．18mm^2。提取寄生参数（PEX）仿真结果表明,该电路在-55℃～＋90℃范围内的温度系数为15．5ppm／℃,室温下基准电压为1．2035V;在低频段电流源的电源抑制比为90dB;在外接电阻从1kΩ～400kΩ变化时,输出基准电流误差范围是0．0001μA。     

一种低压低温漂的CMOS带隙基准源

基于标准0.35umCMOS工艺,采用一级温度补偿电压作为温度曲率校正电压,与传统采用PTAT电压作为温度曲率校正电压相比,获得了一个电路结构简单,性能更好的带隙基准源。使用Hspice进行仿真,仿真结果表明电路可以在-20-100℃范围内,平均温度系数约2ppm/℃,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。     

一种二阶温度补偿的CMOS带隙基准电路

提出了一种可用于标准CMOS工艺下且具有二阶温度补偿电路的带隙基准源。所采用的PTAT2电流电路是利用了饱和区MOSFET的电流特性产生的,具有完全可以与标准CMOS工艺兼容的优点。针对在该工艺和电源电压下传统的启动电路难以启动的问题,引入了一个电阻,使其可以正常启动。基准核心电路中的共源共栅结构和串联BJT管有效地提高了电源抑制比,降低了温度系数。基于TSMC 0.35μm CMOS工艺运用HSPICE软件进行了仿真验证。仿真结果表明,在3.3V供电电压下,输出基准电压为1.2254V,温度系数为2.91×10-6V/℃,低频的电源抑制比高达96dB,启动时间为7μs。