基于阈值电压差原理的CMOS电压基准源

设计了一种新型的纯MOS结构电压基准源,提出了一个基于简单偏置电路的电流相加电路,利用该电路中具有与电源电压无关且与环境温度成反比特性的和式电流,改善了PMOS和NMOS阈值电压差电路输出电压的温度性能,提高了电压基准源的精度。     

高精度、低功耗带隙基准源及其电流源设计

提出一种适用于红外焦平面阵列传感器的高精度BiCMOS电压基准和电流基准设计方案。该方案采用新型电压基准输出级降低Brokaw带隙基准源中的厄尔利效应使电流镜电流完全匹配,同时减小电压基准的输出阻抗;接着利用共源共栅结构的偏置电流提高带隙基准的电源抑制PSR(Power Supply Rejection)特性;最后通过4个MOSFET管将基准电压和电阻电压钳制相等,进而得到一个高精度、低温度系数的电流基准;而以单个二极管连接的MOSFET作为电流基准启动电路的方式,可更进一步降低电路复杂性。系统采用CSMC 0.5μm BiCMOS工艺,利用Cadence Spectre工具对电路进行仿真。结果表明,在电源电压5 V,-40℃到125℃温度范围内,基准电压和基准电流的温度系数分别为13×10-6/℃和31×10-6/℃,输出电流波动低于0.5%,整体电路的PSR为-86.83 dB,解决了恒定跨导基准源精度低的缺陷,符合红外焦平面阵列对基准源高精度、高PSR和低功耗的要求。     

一种新型的低温度系数基准电流源

针对目前集成电路中对高精度基准电流模块的高度需求,通过采用曲率补偿技术,设计了一种低温度系数(TC)的电流基准源;电路基于0.6um BiCMOS工艺,采用独特的设计方法,很好地利用了NPN、PNPBJT的温度特性;通过Hspice仿真和测试结果表明,在-45～85℃的温度范围内,该电路输出的基准电流温度系数为84.4ppm/℃。     

基于PT100的高精度温度测量电路的设计

普通四线制恒流源驱动测温系统受温度电流漂移等影响,温度测量准确率很低,很难超过0.1℃量级.基于PT100设计了一种改进的恒流源驱动四线制高精度温度测量电路,通过采样温度稳定系数高的高精密电阻的电压和铂电阻电压的比值,消除了恒流源由于温度漂移等因素影响的电流变化,使得输出电压比值与铂电阻成良好的线性关系.利用LTC2492A/D转换器对信号进行采样,将信号传送给ATMEGA32单片机,单片机进行数据处理并保存和显示数据.实验测试结果表明,该电路温度测量的精度和稳定性均可以达到5‰之内,与理论值一致.     

红外焦平面阵列传感器中带隙基准源的设计

本文提出一种适用于红外焦平面阵列传感器的高精度BiCMOS电压基准和电流基准设计方案。该方案采用新型电压基准输出级降低Brokaw带隙基准源中的厄尔利效应使电流镜电流完全匹配,同时减小电压基准的输出阻抗;接着利用共源共栅结构的偏置电流提高带隙基准的电源抑制（Power Supply Rejection,PSR）特性;最后通过四个MOSFET管将基准电压和电阻电压钳制相等,进而得到一个高精度、低温度系数的电流基准;而以单个二极管连接的MOSFET作为电流基准启动电路的方式,可更进一步降低电路复杂性。系统采用CSMC 0.5um BiCMOS工艺,利用Cadence Spectre工具对电路进行仿真。结果表明,在电源电压5V,-40°C到125°C温度范围内,基准电压和基准电流的温度系数分别为13.11ppm/°C和31.18ppm/°C,输出电流波动低于0.5%,整体电路的PSR为-86.83dB,解决了恒定跨导基准源精度低的缺陷,符合红外焦平面阵列对基准源高精度、高PSR和低功耗的要求。     

高精度分段线性补偿基准电压源

介绍了一种新型电压基准电路,基于分段线性补偿方式设计了一种高精度基准电压源.利用与温度成正比的电流(IPTAT)和与温度成反比的电流(ICTAT)做差,从而获得用于基准电压源曲率补偿的分段线性电流.将电路整个工作温度区间分为两段,利用分段线性电流完成补偿,且增加三极管基极电流补偿技术,最终得到高精度的基准输出电压.仿真...     

一种新型的nA量级CMOS基准电流源

设计了一种新型的、不随电源电压变化的、温度系数很小的nA量级CMOS基准电流源,并分析了该电路的工作原理。该基准电流源不需要使用电阻,大大节省了芯片的面积。基于TSMC 0.18μmCMOS厚栅工艺,使用Spectre对电路进行了仿真。仿真结果表明,在输出基准电流为46 nA的情况下,该电路的温度系数为24.33 ppm/℃,输出电流变化率仅为0.028 9%/V,电源抑制比(PSRR)最高可达-85 dB,电路消耗的电流小于200 nA。     

脉宽调制程控恒流源的设计

介绍了程控恒流源电路的设计。该程控恒流源电路的原理是由单片机片内定时器输出的脉宽调制信号产生可控的电压输出,并用该电压控制恒流源产生可控电流,通过单片机的键盘接口对输出电流进行设定,从而实现输出电流的连续调节与电流的动态测量,采用该程控恒流源电路进行了气敏元件烧结、老化装备设计,保证了气敏元件的产品质量。     

一种精密程控恒流源设计

针对在测量领域中,如何得到高质量的恒流源,介绍了一种精密程控恒流源的电路设计与系统误差分析.采用单片机控制,通过与电压电流转换电路相结合得到恒流源,可以根据需要以实现电流可预置、可连续调整的功能.电路采用了低噪声、低漂移集成运算放大器,有利于提高输出电流指标.该精密恒流源具有自动化程度高、测量准确度及分辨率高、性能稳定、使用灵活方便、带负载能力强等特点,稳定度可达5×10-5.     

一种用于无源RFID标签芯片的可校准低功耗基准源

提出一种应用于RFID芯片的低功耗、可校准基准源电路。设计采用了全MOS管以及电阻来实现,大部分管子都工作在亚阈值状态,同时可以产生基准电压和基准电流。该基准源采用了GSMC 0.13 μm 1P5M工艺来实现,其最大工作电流不超过350 nA,供电电压为1.2 V,并且在0.9 V~2.5 V电压下均可工作。在-45℃~65℃的工作温度下,电压基准源的温度系数为30.3 ppm/℃,电流基准源的温度系数为20.7 ppm/℃。     

半导体激光器大电流脉冲恒流源的设计

设计的半导体脉冲恒流源,以高共模抑制比、低温漂的运算放大器和大功率MOSFET功率器件为主体,配以单片机控制技术与高精度D/A芯片结合,完成对二极管电流脉宽和大小的设定。同时还介绍了串联VICOR模块可调稳压源,并且根据半导体激光二极管的特性,设计了多种保护电路,极大地提高了半导体激光器电源的可靠性。本电源具有电压调节范围宽、峰值电流精度高、良好的稳定性和高低温环境适应性等特点。     

同基准16路电流型测温电路设计与应用

在许多实际的应用系统中,需要同时测量多点温度,为了解决多支路测温需要相同参考标准的问题,保证各路参数具有可比性;巧妙地设计同基准A/D转换电路,运用低导通电阻模拟开关构建矩阵开关进行分时切换各支路,有效地解决了多支路同基准测量问题;结合实际应用确定A/D转换器输入电路滤波电容大小与开关切换延时的关系;利用台阶电阻使A/D转换器的输入端的“零”电平得到抬升,偏离A/D转换器非线性段,解决了微小信号输入的测量精度;对于温度测量普遍使用的铂电阻传感器,利用模拟开关实现了铂电阻传感器静态下预热电流与测量状态下工作电流的电路转换,保证电路的信号稳定起到很好作用;在实际的应用系统中,检定数据和使用效果表明,同基准16路电流型测温电路具有高稳定度、高精度特点,适用于各种相参测量系统中使用。     

串联动力电池组单体电池电压检测新方法

在比较各种电池组电压测量方法的基础上,提出了一种由开关阵列、差分放大电路和绝对值电路组成的新的测量方法。相对于目前的电压测量电路具有电路简单、测量精度高等优点。文蕈详细分析了电路的工作原理,并给出了实验数据。     

一种新型智能化模拟信号采集板卡的设计

为实现模拟信号采集的智能性及通用性,开发了以C8051F005型单片机为控制核心的智能化模拟信号采集板卡。采用程控自校准技术,内建高精度标准参考源,解决了使用过程中的时漂、温漂问题;采用幅值自适应技术控制信号调理电路的输出,充分使用ADC的转换范围,提高了信号转换精度;数据计算机与各板卡之间通过以太网依据Modbus协议实现了点对多点的数据传输。成型板卡具有100 kS/s的采样速率和12 bit的采样分辨率,已在飞行控制半物理仿真系统中得到成功应用。     

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/℃。     

一种低功耗高精度的NB-IoT温度采集系统设计

针对目前工业应用中对精度和功耗的要求,设计了一款以低功耗、高性能的PIC18F24K22单片机为处理器,以PT100为温度传感器,以高精度的AD7794为A/D转换器,利用NB-IoT通信模块进行无线传输的温度采集系统.设计中PT100采用四线制消除来自连接导线的压降误差,使用精密电阻法为AD7794转换电路提供参考电压,消除了恒流源漂移电流误差,同时减小了参考电压精度对测量结果的影响.设计了高精度的电阻值-温度值的变换关系式,有效地减少了转换误差.测试结果表明,温度的测量精度高于0.04 ℃,并且在实际的应用环境中具有出色的稳定性.     

基于BiCMOS工艺可修调的高精度低温度系数带隙基准源设计

设计了一种利用电阻比值校正一阶温度系数带隙基准电路的非线性温度特性来实现低温度系数的高精度低温度系数带隙基准源;同时设置了修调电路提高基准电压的输出精度.该带隙基准源采用0.8μm BiCMOS(Bipolar-CMOS)工艺进行流片,带隙基准电路所占面积大小为0.04 mm2.测试结果表明:在5 V电源电压下,在温度-40℃～125℃范围内,基准电压的温度系数为1.2×10-5/℃,基准电流的温度系数为3.77×10-4/℃;电源电压在4.0 V～7.0 V之间变化时,基准电压的变化量为0.4 mV,电源调整率为0.13 mV/V;基准电流的变化量为变化量约为0.02μA,电源调整率为6.7 nA/V.     

用于Buck型电源芯片的电流检测电路

电流检测是采用电流模式PWM控制方案的DC-DC变换器中最重要的技术之一。分析了目前电流检测电路的优点和不足,基于TSMC0.18μm工艺,设计了一款高精度的电流检测电路,该电路不需要运算放大器,从而简化了电路结构,降低了设计的复杂度,而且有很好的线性度,其采样率不会随着温度和输入电压的改变而改变,实现了高精度的检测。     

高压带电体温度检测装置

针对传统高压带电体测温方法存在的难以实现电气绝缘、精度低等问题,介绍了一种新型高压带电体温度检测装置的设计方案。该装置采用传统接触式测温方式下的温度传感器采集温度信号,采用可调电流源+感生电源方式实现供电,各感生电源与可调电流源通过高压线连接,不同测温点的感生电源之间没有电气连接,且采用光纤传输温度信号,从而很好地实现了电气绝缘。实验结果表明,该装置的感生电源电压稳定,测温精度高,抗干扰能力强。     

一种基于MEMS传感器基准电流源设计

基于微机电系统传感器工作原理,提出了一种应用于MEMS传感器系统的低温度系数和高电源抑制比基准电流源设计方案。在研究传统Widlar型基准电流源结构基础上,运用BJT小信号模型分析,得出通过增大反馈环路增益来提高PSRR的结论。