一种高性能CMOS基准电流源的设计

采用温度补偿技术设计了一种高性能的CMOS基准电流源电路,该电路采用N阱CMOS工艺实现.通过Cadence Spectres仿真和测试的结果表明,在-40～85℃的温度范围内,该电路输出基准电流的温度系数小于40ppm/℃,基准电流对电源电压的灵敏度小于0.1％.在3.3V电源电压下功耗仅为1.3mW,属于低温漂、低功耗的基准电流源.     

几种典型的电流源结构和高精度基准电流源的设计

本文介绍并分析了几种典型的电流源结构,并设计了一种具有良好稳定性和高精度的CMOS基准电流源.在高精度的基准电流源电路中使用了带隙电路,使电路获得一个不受电源电压、温度和工艺参数影响的基准电压,然后通过电压-电流转换电路获得稳定的基准电流.HSPICE的仿真结果表明:当温度从-55℃到125℃变化时,电流输出仅变化了0.004.     

一种低温度系数的全CMOS基准电流源

基于传统基准电流源结构,增加了一条负反馈支路,将片上电阻的温度系数、晶体管载流子的温度系数与晶体管阈值电压的温度系数相互抵消,实现了基准电流源的温度补偿。测试结果表明,该基准电流源在1.1 V的电源电压下能正常工作。在1.2 V工作电压下,该基准电流源的静态电流仅为26 μA,输出平均电流为10.36 μA;当工作温度从-40 ℃到85 ℃变化时,电流的温度系数仅为3.79 ×10-4/℃。该电路采用55 nm CMOS工艺,其芯片面积为4 488 μm²,满足低功耗低成本的要求。     

一种高精度电流型CMOS带隙基准电压源设计

基于CSMC 0.5μm标准CMOS工艺,设计了一种高精度电流型CMOS带隙基准电压源。仿真结果表明,温度在-40℃~125℃范围内,基准输出电压的温度系数为1.3×10-5/℃;电源电压在3.3~5 V之间变化时,基准输出电压变化为0.076 mV,电源抑制比PSRR为-89 dB。同时,该电路包含修调电路,可在不同工艺角下进行校正,具有温度系数低、电源抑制比高、精度高等特点。     

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.     

高性能CMOS带隙基准电压源及电流源的设计

介绍了一种高性能CMOS带隙基准电压源及电流源电路,基准电压源使用两个二极管串联结构来减小运放失调影响结果的系数,同时采用大尺寸器件减小运放的失调;采用共源共栅电流镜提供偏置电流来减小沟道长度调制效应带来的影响;在此基准电压源的基础上,利用正温度系数电流与负温度系数电流求和补偿的方法,设计了一种基准电流源。使用CSMC公司0.5μm CMOS工艺模型,利用Spectre工具对其仿真,结果显示:电源电压为5 V,在-40～85℃的温度范围内,基准电压源温度系数为20.4×10-6/℃,直流电源抑制比为1.9 mV/V,电流源温度系数为27.3×10-6/℃,电源抑制比为57 dB。     

一种高电源抑制比、高阶温度补偿CMOS带隙基准源

本文提出一种高电源抑制比、高阶温度补偿CMOS带隙基准电压源。该基准源的核心电路结构由传统的Brokaw带隙基准源和一个减法器构成。文中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。该电路采用0.35umCMOS工艺实现,仿真结果表明PSRR在1kHz时达到88dB,-40-125℃的范围内温度系数为1.03ppm/℃。     

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。     

温度补偿的30nA CMOS电流源及在LDO中的应用

设计了一种新型的用于低功耗LDO线性稳压器的CMOS高精度参考电流源.通过亚阈值设计方法得到30nA与电源电压无关的基准电流.利用MOS管寄生二极管反向电流的高温特性,对各支路的镜像电流进行了温度补偿,在-40～130℃范围内的30nA的基准电流精度从±1.5nA提高到±0.9nA.用这种参考电流源设计的LDO的静态电流在-40～130℃范围时减小到4μA.用Cadence公司的Spectre软件以及CSMC的0.5μm CMOS混合信号模型对电路进行了仿真与芯片设计.芯片测试结果验证了以上设计.     

温度补偿的30nA CMOS电流源及在LDO中的应用

设计了一种新型的用于低功耗LDO线性稳压器的CMOS高精度参考电流源.通过亚阈值设计方法得到30nA与电源电压无关的基准电流.利用MOS管寄生二极管反向电流的高温特性,对各支路的镜像电流进行了温度补偿,在-40～130℃范围内的30nA的基准电流精度从±1.5nA提高到±0.9nA.用这种参考电流源设计的LDO的静态电流在-40～130℃范围时减小到4μA.用Cadence公司的Spectre软件以及CSMC的0.5μm CMOS混合信号模型对电路进行了仿真与芯片设计.芯片测试结果验证了以上设计.     

新型电流控制电流传输器

提出了一种新型电流控制电流传输器(CCCII)电路。该CCCII电路由跨导线性环电路和双极性Wilson电流镜构成。为实现该新型CCCII电路,还提出了双端输出的双极型Wilson电流镜。该CCCII电路具有输出阻抗高、电压及电流传输精度高、易于实现、便于集成等优点。文中分析了电路的工作原理,给出了实验结果,验证了电路的正确性。     

有限流保护功能的霍尔电流传感器

简单介绍了闭环式霍尔电流传感器的工作原理,在其基础上提出了一种限流保护电路,使得霍尔电流传感器原边电流过载时输出电流钳位,保障其满足3倍甚至更高倍过载要求,并通过了试验验证。     

基于复合管改进型电流镜的CCCⅡ电路

提出了一种新型的电流控制第二代电流传输器电路。该电路由6个复合管改进型电流镜和1个跨导线性环组成,该电路的电流传输精度远高于基于基本电流镜和级联电流镜实现的电流控制第二代电流传输器(CCCII)的电流传输精度。对电路原理进行了分析,并进行了硬件实验,实验结果表明频率在0～1.3MHz范围内能很好地满足CCCII的电流和电压特性关系,从而证明提出的电路是正确的。     

Nonlinear Average Current Control UsingPartial Current Measurement

This paper presents a nonlinear average current control method that regulates the true average of the inductor current by using the switch current as the feedback signal. The method is simple, requires no compensator design, and is very insensitive to switching noise. It combines the advantages of both peak current and linear average current control while overcoming their limitations. It can be used in both buck- and boost-derived topologies for a variety of applications requiring precise control of the input or output current, including battery charging using buck-derived topologies and power conditioning for solar and fuel cells using boost-derived topologies. Numerical simulation and experimental measurement results are presented along with theoretical development and analysis to demonstrate the operation principle and performance of the control method. Performance and general control characteristics of the method are also compared with existing linear average current control by using an averaged model. Switch current sensing methods for use with the control are also reviewed.      

基于复合管改进型电流镜的CCCII电路

提出了一种新型的电流控制第二代电流传输器电路。该电路由6个复合营改进型电流镜和1个跨导线性环组成．该电路的电流传输精度远高于基于基本电流镜和级联电流镜实现的电流控制第二代电流传输器（CCCII）的电流传输精度。对电路原理进行了分析，并进行了硬件实验，实验结果表明频率在0-1．3MHz范围内能很好地满足CCCII的电流和电压特性关系，从而证明提出的电路是正确的。     

一种带补偿的电流采样电路

采用0.35 μm CMOS工艺,设计了一种电流采样电路。分析了传统senseFET电流采样电路中采样速度与采样范围之间的制约关系。提出了一种带有采样电流补偿的电流采样电路,通过注入补偿电流,加快了采样电路环路响应速度,同时拓展了电流采样下限。该电流采样电路被用于10 MHz开关频率的电流模Buck变换器中。仿真结果显示,所提出的电流采样电路在全负载范围内实现了精确快速的电感电流采样功能。     

直流交流辨

首先指出现行电路原理教材中对直流和交流存在不同的定义,然后用3个例子说明现行定义的不足.在讨论字面含义和工程定义的优劣之后,给出了适合在电路原理课程中讲授直流和交流概念的方法.     

限流二极管扩流电路

简介 　　限流二极管(CLD)或称电流调节二极管(CRD),比基于晶体管的传统电流源更为简单,因此有着明显的优势.然而,限流二极管的应用也有明显的局限性.原因之一是目前的限流二极管产品提供的最大电流仅15mA,而功率最大仅为1瓦.……     

Natural Current Balancing of Multicell Current Source Converters

This paper explores the issue of balancing the intermediate inductor currents of a multilevel current source inverter (CSI). The paper begins by identifying that single-phase multicell CSIs and flying capacitor voltage source inverters (FCVSIs) form a topological dual pair. This allows the established understanding of the natural balance process of the FCVSI intermediate capacitor voltages to suggest that the intermediate inductor currents of the CSI should also settle to their target balance values when phase-shifted carrier (PSC) pulse width modulation (PWM) is used. This concept is confirmed by full switched simulations. Next, an analytic model is developed to explore the dynamic response and robustness of the balancing process, using a double Fourier series representation of the converter switching signals to linearise a nonlinear transient circuit model. The model is verified against simulations, and predicts that the resistance of the intermediate inductors can perturb the steady state balancing point. The model further predicts that the resistance of the inductance must be small compared to the load resistance to minimize this effect. Results obtained on a five-level experimental CSI precisely match the theoretical model and hence support these conclusions.