基于反馈控制的高阶温度补偿带隙基准电路

提出了一种温度系数可配置的高阶非线性带隙基准补偿技术。利用偏置支路实现闭环负反馈,在提高PSRR的同时,控制电路内部管子的直流工作点对基准电路进行非线性高阶温度补偿。通过优化电路参数设计,进一步改善了温度系数并且提高了整个电路的工艺稳定性。基于CSMC 0.5μm CMOS工艺的仿真结果表明,在-55~125℃温度范围内两种模式基准电压温度系数为1.24×10~(-6)/℃和2.841×10~(-6)/℃,并具有非常好的工艺稳定性。在低频范围内平均电源抑制比达到46.3 d B和70.6 d B以上。     

一种具有大电流驱动能力的低温漂带隙基准电压源

基于XFAB 0.6 μm CMOS工艺,设计了一种具有大电流驱动能力的低温度系数带隙基准电压源。通过设置不同温度系数的电阻的比值,实现带隙基准的2阶曲率补偿。采用新的电路结构,使基准源具有驱动10 mA以上负载电流的能力。经过Hspice仿真验证,常温基准输出电压为2.496 V,-55 ℃~125 ℃温度范围内的温度系数是3.1×10-6/℃;低频时,电源电压抑制比为-77.6 dB;供电电压在4~6 V范围内,基准输出电压的线性调整率为0.005%/V;负载电流在0~10 mA范围内,基准输出电压波动为219 μV,电流源负载调整率为0.022 mV/mA。     

宽温度范围高精度带隙基准电压源的设计

为了满足市场对宽温度范围、高精度带隙基准电压源的需求,本文设计制作了一种新型带隙基准电压电路。设计采用多点曲率补偿技术,在温度较低时采用指数频率补偿,高温时采用亚阈值指数曲率补偿。采用电压-电流转换器对分段补偿电流在输出端进行整合,进而在-55~150℃的温度范围内进行补偿,得到低温度系数的基准电压。设计的电路采用CSMC 0.5μm CMOS工艺验证,结果表明:5V电源电压下,输出1.25V的基准电压;在-55~150℃的温度范围内温度系数为2.5×10~(-6)/℃,在低频时,PSRR为-66dB。带隙基准电压源芯片面积为0.40mm×0.45mm。     

一种低温度系数高电源抑制比带隙基准

提出了一种基于基极电流补偿的具有低温度系数和高电源抑制比的带隙基准电压源结构,通过消除三极管基极电流对基准输出电压温度系数的影响,有效降低了基准的温漂系数,同时通过自偏置电流镜结构和滤波电容提高了基准在全频段的电源抑制比(PSRR)。Cadence中利用TSMC 0.18μm工艺进行的仿真结果表明,在-55~125℃的温度范围内,得到9.1×10~(-6)/℃的温漂系数,低频时的电源抑制比达到-80 d B。     

基于锗硅BiCMOS工艺的射频带隙基准电流源设计

射频电路偏置电流源对噪声的要求越来越高,引进的噪声不容忽视,带隙基准源在保证温漂系数的同时要求有较低的噪声。设计了一款不采用运放结构简单的射频带隙基准源电路,电源电压3.3 V,基准电压V_(REF)为3.14 V,采用PNP双极管和电阻,利用缓冲器负载实现输出DC点和输出摆幅不变,改善了温度系数并且降低了噪声。基于0.18μm SiGeBiCMOS工艺的仿真结果表明,在-55~125℃温度范围内,温漂系数为9.613×10~(-6)/℃;7.5 GHz频率下,100 kHz处噪声为6.164 nV/sqrt(Hz),总输出噪声低至2.08×10~(-6) V。     

一种新型电流模式带隙基准源的设计

提出了一种新型电流模式的带隙基准电压源结构,与传统带隙基准源不同,通过电流模式高阶曲率补偿技术,消除了高阶温度系数对基准电压的影响,得到一个与温度相关性较小的基准电压.电路采用Chartered 0.35μm工艺进行设计,仿真验证结果表明,在-40℃～125℃温度范围内,温度系数为7.25×10-6/℃,基准电压平均值为1.114 V,电源抑制比为-89.28 dB.     

无运放高阶温度补偿的基准电路设计

基于带隙基准源的工作原理以及如何提高温度特性的思想,设计了一种无运算放大器且具有新型高阶温度补偿的带隙基准电路。通过对传统带隙基准电路结构的改进,提出一种新的高阶温度补偿方法。该电路在不使用运放的情况下,分别产生较为精准的正、负温度系数电流,通过共源-共栅电流镜将负温度系数电流降阶,并对其一阶、二阶温度系数进行补偿。电路采用0.18μm CMOS工艺实现,芯片尺寸为240μm×220μm,电源抑制比(PSRR)-64dB。测试结果表明:输出基准电压均值为580.6 mV,在-45~120℃范围内温度系数为7.5×10-6/℃,整个电路的功耗为45μW。     

一种带有分段补偿电路的高阶基准源设计

基于SMIC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种带分段曲率补偿的低温度系数的高阶带隙基准电压源。首先设计了传统一阶带隙基准,温度系数最低可以达到13×10^-6/℃。在传统一阶带隙基准电压源的基础上,加入低功耗的分段补偿电路实现了高阶补偿,在显著降低了温度系数的同时,实现了低功耗,并且可以实现一阶、高阶基准电压的可控制输出。仿真结果显示,在-40～125℃温度范围内,温度系数最低可以达到3.5×10^-6/℃,比一阶基准降低约73%,线性调整率为0.08%,PSRR在1000 Hz可以达到-61 dB,静态电流为4.7μA。高阶基准源电路在实现低温度系数的同时兼顾了较低功耗,在同类型电路中具有明显优势。     

可用于电视系统的带隙基准电压源设计

针对传统一阶温度补偿的CMOS带隙基准电压源的温度特性较差的问题,在此基础上采用高阶温度补偿以改善温度特性,并且在电路中增加了带有负反馈的前调整器,提高了基准电压的电源抑制比.对电路采用SMICO.18CMOS工艺进行仿真,输出电压在温度为-20℃～+58℃范围内有负的温度系数2.34×10-6/℃,在温度为58℃～120℃范围内有正的温度系数为2.21×10-6/℃,在低频时电源抑制比可达116 dB,在10 kHz时也可达到73 dB.     

多路V/I输出的高性能CMOS带隙基准源

在传统CMOS带隙基准源的基础上,采用温度补偿和差分负反馈的方法,提出了一种多路V/I输出的高性能CMOS带隙基准源结构.基于0.5 μm CMOS工艺,进行了设计实现.HSPICE仿真结果表明,该带隙基准源具有较低的温度系数(7.9×10-6/℃,0～100 ℃),电源电压从1.9 V变化到5.5 V,输出仅变化1.8 mV,基准源输出为1.233 V,分压电路产生多路输出,基准电流4 μA,温度系数均小于12×10-6 /℃(-25 ℃～125 ℃).     

一种高电源抑制比带隙基准源

介绍一种基于UMC0.6μmBCD工艺的低温漂高PSRR带隙电路。采用Brokaw带隙基准核结构,针对温度补偿和PSRR问题,通过改进的线性曲率补偿技术,对温度进行补偿;并利用零点技术提高电路的整体PSRR。HSPICE仿真分析表明:电路具有很好的高低频PSRR,在-40℃到125℃的温度范围内引入温度补偿后,温度系数降为3.7×10-6/℃。当电源电压从2.5V变化到5.5V时,带隙基准的输出电压变化约为670μV,最低工作电压仅为2.2V。     

一种分段温度补偿BiCMOS带隙基准源

设计了一种针对基准电压输出非线性的分段温度补偿电压基准源。该电路在基准源工作的低温和高温阶段对输出进行温度补偿,实现低温度系数。利用高增益的两级运算放大器以及增加PMOS管的栅长来提高电路的电源抑制比(PSRR)。在-55℃～125℃范围内,温度系数为2.9×10-6/℃,低频电源抑制比为-71dB。     

一种改进型BiCMOS带隙基准源的仿真设计

依据带隙基准原理,设计了一种基于90 nm BiCMOS工艺的改进型带隙基准源电路.该电路设置运算跨导放大器以实现低压工作,用共源-共栅MOS管提高电路的电源抑制比,并加设了新颖的启动电路.HSPICE仿真结果表明,在低于1.1 V的电源电压下,所设计的电路能稳定地工作,输出稳定的基准电压约为610 mV;在电源电压V_(DD)为1.2 v、温度27℃、频率为10 kHz以下时,电源噪声抑制比约为-45 dB;当温度为-40～120℃时,电路的温度系数约为11 × 10~(-6)℃,因此该基准源具有低工作电压、高电源抑制比、低温度系数等性能优势.     

低温漂高PSRR新型带隙基准电压源的研制

利用带隙电压基准的基本原理,结合自偏置共源共栅电流镜以及适当的启动电路,设计了一种新型基准电压源。获得了一个低温度系数、高电源抑制比的电压基准。通过对输出端添加运算放大器,把带隙基准电路产生的1.2 V电压提高到3.5 V,提高了芯片性能。用Cadence软件和CSMC的0.5μm CMOS工艺进行了仿真,结果表明,当温度在-20～+120℃,温度系数为9.3×10-6/℃,直流时的电源抑制比为-82 dB。该基准电压源能够满足开关电源管理芯片的使用要求,并取得了较好的效果。     

一种高精度CMOS带隙基准电路的设计

采用ASMC0.35μm CMOS工艺设计了低功耗、高电源抑制比(PSRR)、低温漂、输出1V的带隙基准源电路。该设计中,偏置电压采用级联自偏置结构,运放的输出作为驱动的同时也作为自身电流源的驱动,实现了与绝对温度成正比(PTAT)温度补偿。通过对其进行仿真验证,当温度在-40～125℃和电源电压在1.6～5V时,输出基准电压具有3.68×10-6/℃的温度系数,Vref摆动小于0.094mV;在低频时具有-114.6dB的PSRR,其中在1kHz时为-109.3dB,在10kHz时为-90.72dB。     

一种新型无运放CMOS带隙基准电路

介绍了带隙基准原理和常规的带隙基准电路,设计了一种新型无运放带隙基准电路。该电路利用MOS电流镜和负反馈箝位技术,避免了运放的使用,从而消除了运放带隙基准电路中运放的失调电压和电源抑制比等对基准源精度的影响。该新型电路比传统无运放带隙基准电路具有更高的精度和电源抑制比。基于0.18μm标准CMOS工艺,在Cadence Spectre环境下仿真。采用2.5V电源电压,在-40℃～125℃温度范围的温度系数为6.73×10-6/℃,电源抑制比为54.8dB,功耗仅有0.25mW。     

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。     

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%。     

应用于WSN射频前端带隙基准设计

本文给出一种应用于无线传感网（Wireless Sensor Network,WSN）射频前端芯片低压差稳压器（Low Dropout Regulator,LDO）模块,采用SMIC0.18μm MM/RF 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的设计。带隙基准电压源采用输出电压可调结构和高阶温度补偿技术,在Cadence Spectre仿真环境下的仿真结果表明它满足射频前端的系统要求,静态工作电流约为30μA,电源抑制比可达到-72dB,在-40℃至85℃范围内温度系数约为6×10^-6/℃。     

用于开关电源的高精度多基准带隙电压源设计

带隙基准源是开关电源的重要组成部分。在对传统带隙基准源电路进行分析的基础上,结合曲率校正技术、高增益反馈技术和缓冲隔离技术,提出了一款应用于开关电源的高电源抑制比、低温漂系数和多基准输出新型基准源电路。基于0.5μm CMOS工艺,对电路进行仿真。结果表明,在-25℃～150℃范围内和典型(TT)工艺角下,设计的基准源温漂系数小于3×10-6/℃,PSRR为-78dB,可产生3V,1.2V,1V,0.2V四个基准输出电压。