用于流水线ADC中的带隙基准的研究

传统的BGR(band gap reference circuit)的输出电压等于二极管的导通电压VBE和△VBE之和,输出电压Vref等于1.25V,这种结构限制了适用于低电压低功耗应用.文章介绍了一种新型的CMOS带隙基准源的基本原理--基于电流模式带隙基准源(Current Mode BGR),这种电压源可以使输出电压ref正比于两个电流之和.这两个电流分别正比于VBE和△VBE,通过调整电阻比值,理论上可以得0～VDD的之间的任何值.本电路在smic 0.18μm工艺下实现,为高精度的ADC提供一个精准的参考电压.     

一种新颖的高性能带隙基准的设计与分析

提出了一种新颖的分段线性补偿带隙基准,该补偿技术通过巧妙地运用带隙输出电压与三极管开启电压VBE的关系来实现.电路设计中,考虑了基准电压的电源抑制特性、线性调整率、电路的稳定性、功耗、芯片面积等各方面的因素,使得该电路很适合工程应用.全电路由BiCMOS工艺实现,并通过HSPICE仿真.结果表明,基准输出电压约1.169 V,有效温度系数仅为2.1×10-6/℃;室温下,电源抑制比为63 dB@1 kHz,功耗70μW(3 V电源).     

一种低压低温度系数带隙基准电路设计

介绍了一种工作在3.3 V电压下,适合于标准CMOS工艺的新型带隙基准电路.由于传统的带隙基准电路是利用三极管的短接电压VBE与热电压VT和kT/q乘积的和产生的.因此其VREF大约为1.25 V,这就限制了低于1 V的带隙输出电压.而新型带隙基准电路的输出电压大约为695 mV,并可方便地减小或者增大.新型电路的输出电压在190℃的温度范围内的变化值只有1.5 mV,它的温度系数大约只有8 ppm/℃.     

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.     

一种带有温漂修调的二阶曲率补偿基准源电路

提出了一种带有温漂修调电路的二阶曲率补偿带隙基准电压源。采用VBE线性化补偿原理,通过在特定支路上产生二阶正温度系数电流来补偿VBE的二阶负温度系数项,从而大大提高了基准电压的温漂特性。另外,设计了电阻修调电路,简化了修调方式,降低了设计难度和设计成本,并且保证了基准电压的高精度。电路基于TSMC 0.18μm BCD工艺设计,使用Cadence Spectre对电路进行仿真验证,仿真结果表明,在3.3 V电源电压下,基准输出电压约为1.22 V,在-55～125℃温度范围内,温度系数为3.02×10~(-6)/℃,低频时电源电压抑制比为-51.21 dB。     

一种结构新颖的CMOS带隙基准源

为了简化可变参考电压电路结构,并且降低该参考电压的温度系数,讨论了一种输出可调节的CMOS带隙基准电路。该电路在传统带隙基准电路的基础上增加了一个运算放大器。可以通过调整电阻值来分别调节电流与VBE和VT的比例关系,从而得到任意输出电压的带隙基准源。此外,为了使带隙基准电路能够正常工作,设计了启动电路。通过仔细设计版图和增加电路结构,提高了电路的性能。HSPICE模拟和测试结果表明,所设计的电路具有较高的电源抑制比和良好的温度特性。     

一种高电源抑制比的带隙基准电压源的设计

提出一种采用Bi CMOS工艺的低功耗、高电源抑制比、低温度系数的带隙基准电压源(BGR)设计。该模块基本原理是利用具有正温度系数的热电压VT和具有负温度系数的双极型晶体管VBE叠加产生与温度和电源电压无关的基准电压VREF。该设计中带隙基准电压在25℃时,为1.242 V左右。温度从-40~120℃变化时,带隙基准电压变化10 m V,可以计算出温度系数为60×10-6℃-1。     

一种高电源抑制的基准源的设计

本文针对传统基准电压的低PSR以及低输出电压的问题,通过采用LDO与带隙基准的混合设计,并且采用BCD工艺,得到了一种可以输出较高参考电压的高PSR(电源抑制)带隙基准。此带隙基准的1.186 V输出电压在低频时PSR为-145 dB,在0～1 GHz频带内,最高PSR为-36 dB。在-50～150℃内,1.186 V基准的温漂为7.5 ppm/℃。     

一种新型CMOS带隙基准电压源

传统带隙基准源电路采用PNP型三极管来产生ΔVbe,此结构使运放输入失调电压直接影响输出电压的精度。文章在对传统CMOS带隙电压基准源电路原理的分析基础上,提出了一种综合了一阶温度补偿和双极型带隙基准电路结构优点的高性能带隙基准电压源。采用NPN型三极管产生ΔVbe,消除了运放失调电压影响。该电路结构简洁,电源抑制比高。整个电路采用SMIC 0.18μmCMOS工艺实现。通过Cadence模拟软件进行仿真,带隙基准的输出电压为1.24V,在-40℃~120℃温度范围内其温度系数为30×10-6/℃,电源抑制比(PSRR)为-88 dB,电压拉偏特性为31.2×10-6/V。     

两种新型CMOS带隙基准电路

文章介绍了两种CMOS带隙基准电路.它们在传统带隙基准电路的基础上,采用了低压共源共栅电流镜提供偏置电流,降低了功耗,减小了沟道长度调制效应带来的误差并使电路可以工作在较低的电源电压下;采用运放的输出作为共源共栅电流镜的偏置电压,使基准电压不受电源电压变化的影响.其中一种电路,还通过两个串联二极管的原理提高△VBE,从而减小了运放失调的影响.仿真结果表明,在工艺偏差、电源电压变化±10%以及温度在-20至125℃范围内变化的情况下,两种CMOS带隙基准的输出电压分别是1.228+0.003V和1.215±0.003V,温度系数仅为33.7ppm/℃和34.1ppm/℃;在电源电压分别大于2V和2.8V时,电源电压的变化对这两种基准的输出电压几乎没有影响;在33v电源电压下两个电路的功耗分别小于0.1mW和0.34mW.     

带2阶温度补偿的多输出带隙基准电压源

基于传统带隙基准的原理,通过优化电路结构,消除双极晶体管基极．发射极电压中的非线性项,设计了一种带2阶补偿的多输出带隙基准电压源。整个电路采用CSMC0．5μmCMOS工艺模型进行仿真。Spectre仿真结果表明,在-55～125℃的温度范围内,带隙基准电压源的温度系数为3．1ppm／℃,在5V电源电压下,输出基准电压为1．2994V;带隙基准电压源的电源抑制比在低频时为84．5dB;在5v电源电压下,可以同时输出0—5V多个基准电压。     

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...     

一种高PSR CMOS带隙基准电路设计

为了降低芯片电路功耗,电源电压需要不断的减小,这将导致电源噪声对基准电压产生严重影响。为此针对这一问题进行相关研究,采用SMIC 0.18μm工艺,设计出一种低功耗、低温度系数的高PSR带隙基准电压源。仿真结果表明,该设计带隙基准源的PSR在50 kHz与100 kHz分别为-65.13 dB和-53.85 dB;在2⁶ V电源电压下,工作电流为30μA,温度系数为30.38 ppm/℃,电压调整率为71.47μV/V。该带隙基准适用于在低功耗高PSR性能需求的LDOs电路中应用。     

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。     

一种高精度低电源电压带隙基准源的设计

设计了一种可在低电源电压下工作,具有较高电源电压抑制比、低温度系数和低功耗的带隙基准电压源。电路基于对具有正负温度系数的两路电流加权求和的原理,对传统电路做出了改进。采用UMC 0.25 μmCMOS工艺模型,使用Hspice进行模拟,设计的基准源输出电压为900 mV,电源电压可降低到1.1 V,温度系数为8.1×10^-6/℃。     

基于温度补偿的无运放低压带隙基准源设计

设计了一种带温度补偿的无运放低压带隙基准电路。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0.5μmCMOS N阱工艺条件下,采用spectre进行模拟验证。仿真结果表明,在3.3V条件下,在-20～100℃范围内,带隙基准电压源和基准电流源的温度系数分别为35.6ppm/℃和37.8ppm/℃,直流时的电源抑制比为-68dB,基准源电路的供电电压范围为2.2～4.5V。     

一种三端可调电压基准设计

文章提出了一种基于传统带隙基准电压源,具有良好热稳定性的三端可调分流电压片外基准源,利用内部2.5V的基准电压,使用分压电阻对输出形成深度负反馈,使输出电压可以稳定在2.5V～30V宽范围内调节。用4μm 45V Bipolar工艺,利用Cadence Spectre工具来仿真,在宽范围负载电流条件下,输出电压连续可调,并且具有很好的温度特性。     

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.     

低于1×10-6/℃的低压CMOS带隙基准电流源

提出了一种新颖的CMOS带隙基准电流源的二阶曲率补偿技术,通过增加一个运算跨导放大器(OTA),使带隙基准参考电路的电流特性与理论分析相符合,实现低温度系数(TC)的参考电流。该电路采用SMIC0.13μm标准CMOS工艺,可在1.2 V的电源电压下工作,有效面积为0.045 mm2。仿真结果表明,在-40～85℃温度范围内参考电流的温度系数为0.5×10-6/℃;当电源电压为1.1 V时,电路依然可以正常工作,电源电压调整率为1 mV/V。