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。     

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。     

一种利用门电路实现可靠启动的基准电流源

为了解决电流和模式的基准电路的潜在启动失败问题以及使电路更加低功耗、低复杂度、高稳定性,提出了一种利用数字门电路实现可靠启动的CMOS带隙基准电流源。Spectre仿真表明,在1.8 V电源电压下,功耗为180μW,电路输出20μA参考电流,温度系数为11.9 ppm,线性度为1 054 ppm/V,输出噪声电压为0.1 mV,电源抑制比为-42 dB。采用TSMC0.18μm CMOS工艺流片。测试结果表明,电路能在15.4μs内实现可靠启动,输出参考电压稳定在1.28 V,其温度系数为89 ppm。该基准电流源已经成功地应用于工业自动化无线传感网(WIA)节点芯片的频率综合器中,并取得良好的应用效果。     

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.     

一种用于LDO的低功耗带隙基准电压源

设计了一种应用于低压差线性稳压器(LDO)的低功耗带隙基准电压源电路。一方面,通过将电路中运放的输入对管偏置在亚阈值区,大大降低了运放的功耗;另一方面,采用零功耗的启动电路,进一步降低了整体电路的功耗。该基准电压源采用旺宏0.35μm CMOS工艺流片,经测试,基准输出电压的温度系数为33 ppm/℃,总电流消耗仅为12μA。     

一种新型低功耗电流模式CMOS带隙基准设计

为了降低传统带隙基准源的功耗和面积,提出了一种新型基于电流模式高阶曲率修正的带隙基准电压源电路。通过改进的电流模式曲率校正方法实现高阶温度补偿,并且通过集电极电流差生成绝对温度成正比（PTAT）电流,而不是发射极面积差,因此所需电阻以及双极型晶体管（BJT）数量更少。采用标准0.35μm CMOS技术对提出电路进行了具体实现。测量结果显示,温度在-40～130°C之间时,电路温度系数为6.85 ppm/°C,且能产生508.5mV的基准电压。该带隙基准可在电源电压降至1.8 V的情况下工作,在100Hz时,测量所得的电路电源抑制为-65.2dB。在0.1-10 Hz频率范围内,噪声电压均方根输出为3.75 μV。相比其他类似电路,当供电电源为3.3V时,提出电路的整体静态电流消耗仅为9.8μA,面积仅为0.09 mm2。     

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.     

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。     

高电源抑制比带隙基准电压源的设计

提出一种采用0.25 μm 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.设计中,采用了共源共栅电流镜结构,运放的输出作为驱动的同时也作为自身电流源的驱动,并且实现了与绝对温度成正比(PTAT)温度补偿.使用Hspice对其进行仿真,在中芯国际标准0.25 μm CMOS工艺下,当温度变化范围在-25～125℃和电源电压变化范围为4.5～5.5 V时,输出基准电压具有9.3×10-6 V/℃的温度特性,Vref摆动小于0.12 mV,在低频时具有85 dB以上的电源电压抑制比(PSRR),整个电路消耗电源电流仅为20μA.     

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。     

一种低功耗宽带低噪声放大器

设计了一种应用于无线传感网的低功耗宽带低噪声放大器。通过使用电容交叉耦合的共栅放大器结构来提高增益,同时实现宽带输入阻抗匹配。运用PMOS和NMOS层叠结构实现电流复用,降低了功耗。该低噪声放大器采用0.18 μm SMIC CMOS工艺设计。后仿真结果表明,该放大器在1.8 V电源供电下的功耗仅为0.712 mW,在3 dB带宽0.043~1.493 GHz范围内的峰值增益为20.44 dB,最小噪声系数为4.024 dB,输入3阶交调点为-3.73 dBm。     

一种低功耗双频段低噪声放大器

基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺,设计并实现了一种双频段低噪声放大器(DB-LNA)。在输入级中,采用了2个LC并联谐振网络串联结构,结合PMOS管的源极负反馈电感,实现了DB-LNA在双频段的输入阻抗匹配。在放大级中,采用CMOS互补共源放大结构和电流复用技术,在提高系统增益的同时,实现了DB-LNA的低功耗。在输出级中,采用NMOS晶体管作电流源的源跟随器,对信号电压进行缓冲,实现了输出阻抗匹配。利用ADS进行仿真验证,结果表明,该低噪声放大器在1.9 GHz和2.4 GHz 2个工作频段下,其增益(S₂₁)分别为26.69 dB和20.12 dB;输入回波损耗(S₁₁)分别为-15.45 dB和-15.38 dB;输出回波损耗(S₂₂)分别为-16.73 dB和-20.63 dB;噪声系数(NF)分别为2.02 dB和1.77 dB;在3.5 V的工作电压下,静态功耗仅有9.24 mW。     

一种低压低功耗有源电感

提出了一种低压低功耗有源电感(LVLPAI)。它由新型正跨导器、负跨导器以及电平转换模块构成。其中,电平转换模块与新型正跨导器的输入端和负跨导器的输出端连接,同时,新型正跨导器采用了PMOS晶体管,并将栅极和衬底短接,最终使得有源电感可在低压下工作,且在不同频率下具有低的功耗。基于0.18 μm RF CMOS工艺进行性能验证,并与传统AI进行对比。结果表明,LVLPAI和传统AI比较,在1.5 GHz、2.7 GHz、4.4 GHz这三个频率处分别取得三个电感值3 326 nH、1 403 nH、782 nH的条件下,前者和后者的工作电压分别为0.8 V、1 V、1.2 V和1.5 V、1.6 V和1.7 V,分别下降了46.7%、37.5%、29.4%;功耗分别为0.08 mW、0.25 mW、0.53 mW和0.14 mW、0.31 mW、0.62 mW,分别下降了42.9%、19.4%、14.5%。     

低压、低功耗SOI电路的进展

最近 IBM公司在利用 SOI(Silicon- on- insulator)技术制作计算机中央处理器 (CPU)方面取得了突破性的进展 ,该消息轰动了全世界。SOI电路最突出的优点是能够实现低驱动电压、低功耗。文中介绍了市场对低压、低功耗电路的需求 ,分析了 SOI低压、低功耗电路的工作原理 ,综述了当前国际上 SOI低压、低功耗电路的发展现状。     

一种低抖动低杂散的亚采样锁相环

设计了一个5.156 25 GHz低抖动、低杂散的亚采样锁相环,使用正交压控振荡器产生4路等相位间隔时钟。分析了电荷泵的杂散理论,使用差分缓冲器和互补开关对实现了低杂散。使用Dummy采样器和隔断缓冲器,进一步减小了压控振荡器对杂散的恶化。该亚采样锁相环在40 nm CMOS工艺下实现,在1.1 V的供电电压下,功耗为7.55 mW;在156.25 MHz频偏处,杂散为-81.66 dBc;亚采样锁相环输出时钟的相位噪声在10 kHz~100 MHz区间内积分,得到均方根抖动为0.26 ps。     

Low Voltage Low Power Single Ended Operational Transconductance Amplifier for Low Frequency Applications

Wireless Personal Communications - This paper presents the designing of a low voltage low power single ended operational transconductance amplifier (OTA) for low frequency application. The designed...     

70MHz低噪声低失真调相器

本文介绍了一种低噪声低失真相位调制器的设计方法，对电路进行了具体的分析和设计，给出了主要技术指标的实验结果。     

低压低功耗Sigma-Delta调制器综述

在低供电电压下,Sigma-Delta调制器因信号摆幅的限制很难达到较高的精度和线性度。工作在低压弱反型区的MOS管限制了电路的速度、增益和MOS开关的性能。总结了近年来低压、低功耗Sigma-Delta调制器的研究成果。在Sigma-Delta调制器的结构与电路设计方面,介绍了离散和连续时间调制器在低压下面临的问题及解决方案。     

低延迟低电压电流比较器

设计了一种基于改进共源共栅电流镜的CMOS电流比较器,该比较器在1 V电压且电压误差±10%的状态下都正常工作,同时改进后的结构能够在低电压下取得较低的比较延迟。电路的输入级将输入的电流信号转化为电压信号,电平移位级的引入使该结构能够正常工作在不同的工艺角和温度下,然后通过放大器和反相器得到轨对轨输出电压。基于SMIC 0.18μm CMOS工艺进行了版图设计,并使用SPECTRE软件在不同工艺角、温度和电源电压下对电路进行了仿真。结果表明,该电路在TT工艺角下的比较精度为100 nA,平均功耗为85.53μW,延迟为2.55 ns,适合应用于高精度、低功耗电流型集成电路中。