一种基于电容充放电的低功耗时钟发生器

基于SMIC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种基于电容充放电的新型低功耗时钟发生器。为了减小温度变化引起的频率波动,设计了负温度系数偏置电路。采用了传统的占空比调节电路,可调节振荡波形的占空比。仿真结果显示,在3.3 V电源电压下,该振荡器可以稳定输出7.16 MHz频率的信号,相位噪声为-104.4 dBc/Hz,系统功耗为1.411 mW,其中环形振荡器功耗为0.811 mW。在-40℃～110℃温度变化范围内,振荡器的频率变化为7.116～7.191 MHz,容差在1.05%以内。同其他时钟发生器相比,该电路具有结构简单、功耗低,以及在宽温度范围内具有较高的频率稳定性等显著特点,能够满足芯片的工作要求,为芯片提供稳定时钟。     

一种带温度补偿的高精度片上RC振荡器

介绍了一款带有高阶温度补偿和数字修调功能的高精度片上RC振荡器。由于采用了2阶温度补偿方案,该时钟振荡器在较宽的温度范围内实现了振荡频率的高稳定性。由于采用电流数字修调技术,因此减小了工艺漂移对输出中心频率的影响。另外,应用误差放大器及共源共栅结构提高了电源抑制特性,从而使振荡器精度得到显著提高。电路基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺设计。仿真结果显示,在温度范围为-40 ℃～125 ℃,电源电压波动为±10%,及不同的工艺角下,振荡器输出中心频率均为5 MHz,精度保持在±0.25%以内。同其他相似片上振荡器相比,在同样的温度变化、电压波动及工艺漂移的情况下,其频率稳定性显著提高。     

高精度振荡器及峰值固定斜坡补偿电路设计

设计了一款具有充放电电容的高性能振荡器。该振荡器基于0.5μm BCD工艺库,利用Cadence和Hspice软件,在芯片系统典型应用环境下仿真,得到的内同步振荡频率为500kHz,外部EN同步振荡频率为200kHz到2MHz;在3~5.5V电源电压下及-40~125℃温度范围内,振荡器的频率偏移在±3%以内,内部时钟CLK占空比偏移在±4%以内,补偿电压峰值偏移在±8%以内。该振荡器性能良好,已成功应用于一款DC/DC降压开关电源芯片。     

一种具有高阶温度补偿的高精度RC振荡器设计

基于当前一些高集成度高精度应用领域时钟信号大量需求的目的，介绍了一种具有高阶温度补偿的高精度RC振荡器。文中所设计的电流源电路采用了3阶温度补偿的方法，可以有效降低电路对温度变化的敏感性，利用具有超低温度系数的电流对电容进行充放电，实现在较宽的温度范围内振荡器频率的高稳定性。仿真结果表明：在电源电压范围为2.5 V～5.5 V，温度范围为-40℃～125℃，及不同的工艺角下，输出频率精度保持在±0.25%以内。该RC振荡器具有高精度的输出频率，能够作为一些数模混合电路的时钟信号。     

一种基于频差自校准的高精度RC振荡器

提出了一种基于频差自校准的高精度RC振荡器。通过对PTAT高频环形振荡器时钟计数,得到RC振荡器和参考时钟的计数偏差。数字自校准电路通过电阻阵列校准参考电压,减小计数偏差,进而得到稳定的振荡频率。参考时钟仅在工作前校准,实际工作中不需要额外的参考时钟。该RC振荡器采用CSMC 0.18 μm工艺,工作电压为1.8 V。仿真结果表明,该电路可以产生2 MHz的稳定振荡频率,整个系统的功耗为48.4 μW,启动时间小于15 μs。在-40~125 ℃温度范围内,振荡频率变化率小于±0.2%。在1.70~1.98 V供电电压范围内,振荡频率变化率小于±0.25%/V。     

一种适用于BUCK型DC-DC芯片振荡器电路设计

基于0.5μm UMC工艺库,设计了一款高性能振荡器,在电路的设计中加入延迟电路以改变输出频率的占空比,同时加入分频电路使得频率的输出更加多样化以满足不同的频率需求。利用Cadence和Hspice软件进行电路设计与仿真。结果显示,在系统典型应用环境下该振荡器内同步振荡频率为1.1 MHz;当温度在–40~+125℃变化时,输出频率随温度的变化率仅为4.5%;当电源电压在3.0~5.5 V变化时,输出频率的变化率仅为3.6%。该振荡器的性能良好,已成功应用于一款DC/DC降压电源管理芯片之中。     

一种高精度高稳定性的片内振荡电路设计

作为系统时钟源,振荡电路的频率特性会影响芯片工作性能。为提高片内振荡器输出时钟的精度及稳定性,设计一种基于RC结构的振荡电路。该振荡电路采用带隙基准产生电容充电电流及基准电压,通过调整镜像管比例进行频率粗调校正,通过调整基准电压大小和温度系数以实现频率细调校正及温度特性校正。电路基于55 nm CMOS工艺设计实现,仿真结果表明,典型条件下电路工作输出为30 MHz,50%占空比时钟,在1.6～5.5 V、-40～125℃工作范围内,振荡频率偏移位0.6%以内,中心校准精度为0.5%,可作为片内高精度时钟源或参考时钟。     

一种用于电子标签的低功耗高精度时钟电路设计

设计了一种适合射频电子标签的高精度时钟产生电路,在分析影响输出频率稳定性各因素的基础上,针对标签电路低功耗宽工作环境的要求,提出一种全CMOS结构带隙基准做偏置的电流受限型环形振荡器.全MOS自偏置PTAT迁移率和阈值电压互补偿带隙基准源的设计,使时钟电路受电源电压和温度的影响极小.全电路采用TSMC 0.18 μm CMOS工艺实现.HSpice仿真结果表明:电源电压为1.2～2 V,温度从-10～ 70 ℃变化时,带隙基准温度系数和电源电压抑制比分别为12 ppm/℃和59 dB,时钟稳定度在±2.5%以内,电路平均功耗仅为4 μw.     

一种基于BCD工艺的高性能振荡器的设计

设计了一种基于UMC 0.6μm BCD工艺,中心频率为1 MHz,占空比为90%的振荡器电路.该电路作为DC-DC电源芯片的核心模块之一,采用迟滞和恒流源充放电技术,实现了高精度和高稳定性,具有良好的可移植性.HSPICE仿真结果表明:在2.5～6 V的电源电压和-40℃～125℃的温度范围内,其振荡频率和占空比的偏差分别为±7%和3.1%.     

一种基于斩波拓扑的高精度RC振荡器

设计了一种采用0.18μm CMOS工艺制作的基于斩波拓扑的高精度RC振荡器。该结构对比较器失调有较好的抑制效果,并补偿了比较器传输延时对输出时钟频率的影响,达到了较好的温度特性。同时使用LDO对振荡器的主体电路供电,有效抑制了电源电压波动对输出频率的影响。另外该振荡器使用电容修调网络,减小了工艺漂移对中心频率的影响。仿真结果表明,所设计的振荡器在不同工艺角下均可以通过修调将频率校准至典型值2 MHz。在-40～125℃的温度范围内,输出频率的波动仅为0.87%。在3～6 V的电源电压范围,输出频率的波动仅为0.21%。与同类型的片上RC振荡器相比,该电路对温度、电源电压和工艺的漂移有更好的抑制作用。     

一种高精度带隙基准电压源电路设计

针对传统CMOS带隙电压基准源电路电源电压较高,基准电压输出范围有限等问题,通过增加启动电路,并采用共源共栅结构的PTAT电流产生电路,设计了一种高精度、低温漂、与电源无关的具有稳定电压输出特性的带隙电压源.基于0.5μm高压BiCMOS工艺对电路进行了仿真,结果表明,在-40℃～85℃范围内,该带隙基准电路的温度系数为7ppm/℃,室温下的带隙基准电压为1.215 V.     

一种带曲率补偿的高精度带隙电压基准源

本文提出了一种带运放失调电压补偿结构和分压式二阶曲率补偿结构的低温度系数带隙基准电路。设计目标为对便携设备提供0.8V的电压。基于华虹CZ6H工艺在CADENCE软件TT模型下仿真,仿真结果表明,带隙基准电压源在-40℃-120℃温度范围内温度系数仅为1.77×10-6/℃,电源抑制比(PRSS)在低频下为86.9dB。在3V-6V的电源电压工作范围内,输出电压摆幅为0.171mV。     

New Curvature-Compensated CMOS Bandgap Voltage Reference

A novel curvature-compensated CMOS bandgap voltage reference is presented. The reference utilizes two first order temperature compensations generated from the nonlinearity of the finite current gain β of vertical pnp bipolar transistor. The proposed circuit, designed in a standard 0.18 μm CMOS process, achieves a good temperature coefficient of 2.44 ppm/℃ with temperature range from --40℃ to 85 ℃, and about 4 mV supply voltage variation in the range from 1.4 V to 2.4 V. With a 1.8 V supply voltage, the power supply rejection ratio is -56dB at 10MHz.     

一种高精度低温漂带隙基准源设计

基于TSMC40nmCMOS工艺设计了一种高精度带隙基准电路。采用Spectre工具仿真,结果表明,带隙基准输出电压在温度为-40—125℃的范围内具有10×10^-6／℃的温度系数,在电源电压在1．5-5．5V变化时,基准输出电压随电源电压变化仅为0．42mV,变化率为0．23mv／V,采用共源共栅电流镜后,带隙基准在低频下的电源电压抑制比为-72dB。     

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。     

一种低功耗低温度系数基准电压源的设计

基于0.35μm CMOS工艺,设计一种不带电阻的低功耗基准电压源,该基准源工作电压范围1.2 V~3.6 V.在3.6 V和室温时测量最大的电源电流为130 nA.在-20℃~100℃温度范围内,该基准电压温度系数为7.5×10-6/℃.在1.2 V~3.6 V电源电压范围内,线灵敏度为40×10-6/V,且在100 Hz时电源抑制比为-50 dB.该基准电压源适合在一些例如移动设备、植入式医疗设备和智能传感器网络等节能集成电路上应用.     

低功耗低温漂高PSR带隙基准电压源的设计

在专用医学微弱信号放大电路中,需要非常精准的电压源,为此,提出了一种新型的带隙基准电压源,采用低温补偿和高温补偿相结合的温度补偿方式,输出带隙基准电压为1.109 V,在-40~125℃范围内的温度系数为0.445~0.604 ppm/℃。同时采用了预稳压器来提高电路的PSR(电源抑制),使得PSR在10 Hz时为-127.5 dB,在100 kHz时达到-63 dB。文中设计的电路静态电流只有10μA,消耗的功耗在36μW左右。该带隙基准电路还有不随工艺变化的特点,工艺差别使输出电压最大产生61.5μV的变化。     

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/℃.     

一种新型的分段曲率补偿带隙基准源设计

针对传统的带隙基准源曲率补偿效果较差的问题,采用两路跨导放大器设计了一种新型的分段曲率补偿的带隙基准源。其中一路跨导放大器比较三极管的发射极-基极电压VEB和一个粗略的基准电压,在低温段产生随温度升高近似成指数减小的电流;另一路跨导放大器比较VEB和另一个粗略的基准电压,在高温段产生随温度升高近似成指数增大的电流,对传统的电流型带隙基准源进行精确的分段曲率补偿。基于TSMC 0. 18μm CMOS工艺,对电路进行设计和仿真。仿真结果表明,3. 3 V电源电压时,在-40^+150℃温度范围内,温度系数为1. 84×10^-6/℃,低频时的电源抑制比为-98. 3 d B,线性调整率为0. 0047%。     

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.