基于MOSFET ZTC工作点的高阶曲率补偿电压基准

工作在饱和区的MOSFET存在零温度系数(ZTC)特定工作点,基于这一特性设计实现了一款具有低温度系数的电压基准芯片。所设计的电路利用ZTC工作点的温度系数接近于0这一特点,辅以高阶曲率补偿电路,实现极低温度系数的输出电压。此外,针对ZTC工作点对工艺偏差的敏感性,根据蒙特卡洛仿真结果,专门设计了熔丝修调电路,以保证电路的输出结果具有较高工艺稳定性。该电路在CSMC 0.18μm CMOS工艺平台进行了流片验证,芯片面积为0.0025 mm²。结果表明该芯片在室温时能够稳定输出475.5 mV电压,在-40~125℃内,温度系数达到1.8×10^-6/℃,在10 kHz时电源抑制比达到-68.7 dB。     

带有曲率补偿的高精度带隙基准电压源设计

设计了一种带有曲率补偿的高精度帯隙基准电压源电路,通过在特定支路上产生二阶正温度系数的电流补偿V BE的二阶负温度系数项来实现曲率补偿,从而得到更低温度系数的基准电压。同时设计了一种高效的启动电路,在电路上电时保证电路正常启动,电路正常工作后启动电路停止工作。该设计基于CSMC 0.5μm CMOS工艺,在3.3 V电源电压下,输出基准电压800 mV,采用Cadence公司Spectre软件进行仿真和实验测试,结果表明,温度为-50~150℃,基准电压的温度系数为2.4×10-6/℃,电源电压为2.5~4.5 V,电压调整率为0.08%/V。该基准电压源已成功应用在DC/DC转换器中,并取得了良好的应用效果。     

一种高精度曲率补偿带隙基准电路

设计了一种高精度高阶补偿的带隙基准参考电压电路,通过Buck氏电压转移单元和与 温度无关的电流对VBE进行高阶补偿.测试表明,温度在-45℃～125℃时,温度系数为5.9X 10-6V/℃,在3.5～5.5 V之间的电压调整率为0.4 mV/V.采用低压共源共栅电流镜结构,以减少对电源电压的依赖,消除了精度与余度之间的矛盾.     

一种阵列式版图布局的低温度系数CMOS带隙基准电压源

设计了一款低温度系数的自偏置CMOS带隙基准电压源电路,分析了输出基准电压与关键器件的温度依存关系,实现了低温度系数的电压输出。后端物理设计采用多指栅晶体管阵列结构进行对称式版图布局,以压缩版图面积。基于65 nm/3.3 V CMOS RF器件模型,在Cadence IC设计平台进行原理图和电路版图设计,并对输出参考电压的精度、温度系数、电源抑制比(PSRR)和功耗特性进行了仿真分析和对比。结果表明,在3.3 V电源和27℃室温条件下,输出基准电压的平均值为765.7 mV,功耗为0.75μW;在温度为-55~125℃时,温度系数为6.85×10~(-6)/℃。此外,输出基准电压受电源纹波的影响较小,1 kHz时的PSRR为-65.3 dB。     

一种具有高电源抑制比的带隙基准电压源

根据带隙基准电压源理论,在传统CMOS带隙电压源电路结构的基础上,采用曲率补偿技术,对一阶温度补偿电路进行高阶补偿,获得了一种结构简单,电源抑制比和温度系数等性能都较好的带隙电压基准源.该电路采用CSMC 0.5 μm标准CMOS工艺实现,用Spectre进行仿真.结果表明,在3.3 V电源电压下,在-30 ℃～125 ℃范围内,温度系数为3.2×10-6 /℃;在27 ℃下,10 Hz时电源抑制比(PSRR)高达118 dB,1 kHz时(PSRR)达到86 dB.     

一种高精度高阶曲率补偿型带隙基准电压源

设计了一种利用三极管的反向饱和电流来实现高阶曲率补偿的、具有极低温度系数的BiCMOS带隙基准电压源.通过增加由一个三极管和若干电阻形成的高阶曲率补偿电路来获得更小的温度漂移.电路采用0.8μm BiCMOS工艺实现,在5 V工作电压条件下的仿真结果表明.在-20+120℃的温度范围内输出电压的温度系数为5 ppm/℃,与一阶补偿相比温度系数减小了90%.该电路结构简单实用,功耗较小.     

一种高性能带隙基准源的设计与分析

提出了一种采用0.6ΜM 1P1M(单层POLY,单层METAL)CMOS工艺的高性能带隙基准电压源电路(BGR)设计。该电路能够在电压范围[4.0 V,6.0 V]内稳定工作,实现了一阶PTAT(与绝对温度成比例)温度补偿,并具有较好的电源抑制比和较低的温度系数,应用在热释电红外传感器专用控制芯片之中。HSPICE模拟和芯片测试结果表明,其电源抑制比可达到65 DB,在0℃~70℃范围内精度可达到23×10-6/℃,当VDD为5 V时功耗仅为158.694 5ΜW。     

一种高精度二阶温度补偿带隙基准电路设计

基于通过负温度系数电压控制工作于亚阈值区MOS管栅压产生随温度变化的补偿电流原理,采用中芯国际0.18μm CMOS工艺,设计了一款高精度二阶温度补偿带隙基准电压源。测试结果表明,当电源电压大于1.6V时,电路能够产生稳定的1.21V输出电压;在电源电压为1.6~3.4V,-20~135℃温度范围内,最小温度系数为2×10-6/℃,最大温度系数为3.2×10-6/℃;当电源电压在1.6~3.4V之间变化时,输出电压偏差为0.6mV,电源调整率为0.34mV/V;在1.8V电源电压下,电源抑制比为69dB,因此能够适应于高精度基准源。     

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.     

一种新型高精度曲率补偿的带隙基准源

采用2个双端差分输入放大器(DDIA),设计了一种新型高精度曲率补偿的带隙基准源。其中一个DDIA产生PTAT电流,得到1阶补偿的基准电压,另一个DDIA产生与温度非线性相关的补偿电压,对基准电压的温度曲线进行曲率补偿,得到高阶温度补偿的参考电压。该电路基于SMIC 0.18 μm标准CMOS工艺,仿真结果表明:在3.3 V电源电压下,基准输出电压为1.171 9 V;在-40 ℃～125 ℃的温度范围内,温度系数为1.48×10-6/℃;低频率时,电源抑制比(PSRR)为-66 dB。电源电压在2.5～4 V范围内,线性调整率为0.6 mV/V。     

一种应用于TCXO的带隙基准源设计

采用CSMC 0.35μm混合工艺设计了一种应用于温度补偿晶体振荡器(TCXO)的低功耗带隙基准电压源和电压转换电路.可提供可调的多种参考电压,同时设计了启动与逻辑控制电路,确保基准电路能正常工作并降低功耗.Cadence Spectre仿真结果显示,采用3 V的电源电压,在-40℃～85℃范围内温度系数为14.5 ppm/℃,电源电压大干2.2 V即可正常启动,在正常工作情况下,基准功耗小于10μW,低频电源抑制比为83.2 dB.     

一种带高阶补偿的低温漂基准电压源

在0.18 μm标准CMOS工艺下,设计了一种低温漂基准电压源。该基准电压源由启动电路、带隙基准核电路、偏置电路、高阶补偿电路四部分构成。通过在低温段进行2阶补偿、在高温段进行高阶补偿,使得基准电压源输出在设计标准下趋于稳定。仿真结果表明,当电源电压为1.8 V、温度范围为-25 ℃~125 ℃时,该基准电压源的温度系数为3.12 ×10–6/℃。     

应用于便携式ECG的低耗能高精度带隙基准电路设计

为满足便携心电监测设备中低功耗的应用要求,设计一种应用于便携式心电监测芯片的具有低功耗和高精度特性的带隙基准电路。通过采用工作于亚阈值区域的CMOS晶体管,电路取得了超低功耗。并采用高阶温度曲线补偿技术,提高了电路输出基准电压的精准度。电路采用标准CMOS 180 nm工艺设计,仿真结果表明,在-40～100℃的温度范围内输出基准电压为1.16 V,温度系数约为3.3 ppm/℃,在1.3 V电源电压下功耗为6.2μW。     

带2阶补偿的CMOS带隙基准电压源

基于CSMC 0.5μm CMOS工艺,设计了一种具有低温度系数、带2阶补偿的带隙基准电压源.在传统放大器反馈结构带隙基准源的基础上,利用MOS器件的“饱和电流与过驱动电压成平方关系”产生2阶补偿量,对传统的带隙基准进行高阶补偿.具有电路实现简单,容易添加到传统带隙基准电路的优点.仿真结果表明,设计的基准电压源在5V电源电压下功耗为860 μW,最低工作电压为1.24 V,在-50℃～125℃的温度范围内获得了1.42×10-5/℃的温度系数,低频时的电源抑制比达到-86.3 dB.     

一种应用于14位Pipeline ADC的带隙电压基准源

这里设计了一款与标准CMOS工艺兼容的基准电压源,该电路应用了高阶曲率补偿,具有很高的温度稳定性.采用0.35 μm BSIM 3V3 CMOS工艺,使用Cadence Spectre软件仿真得出:输出电压1.174 V,在-40～+100 ℃范围内,温度系数仅2 ppm/℃,最大功耗不超过110 μW,最低工作电压1.6 V,可应用于14位Pipeline ADC中.     

一种可修调的高精度低温漂带隙基准电压源

设计了一种可修调的高精度、低温漂、高电源电压抑制比的高阶温度补偿带隙基准电压源。在Brokaw型带隙基准电路结构的基础上,采用多晶硅电阻负温度系数补偿技术,可实现2阶曲率温度补偿,减小了基准电压的温漂;设计了电阻修调网络,保证了基准电压的高精度。电路基于标准双极工艺进行设计和制造,测试结果表明:在－55 ℃~125 ℃温度范围内,15 V电源电压下,基准源输出电压为2.5(1±0.24%) V,温度系数为1.2×10－5/℃,低频时的电源电压抑制比为－102 dB,静态电流为1 mA,重载时输出电流能力为10 mA。     

曲率补偿低温漂带隙基准电压源设计

设计了一种曲率补偿低温漂带隙基准电压源。采用放大器钳位的传统实现方式,在电路中加入两种不同的分段曲率补偿电路,低温阶段,设计节点电流相减产生一段负温度系数补偿电流,高温阶段,控制晶体三极管导通产生一段正温度系数补偿电流,实现了对基准电压曲率补偿,同时采用共源共栅结构以提高电路的电源抑制比。在0.18μm的TSMC工艺下,使用Cadence Spectre对电路进行仿真,仿真结果表明,在3.3 V的电源电压下,基准输出电压为1.241 V,在–40~+125℃范围内,基准电压的温度系数为3.02×10–6/℃,低频时电源抑制比(PSRR)低于–57 d B。     

一种新颖的低温漂高电源抑制比带隙基准源

介绍了一种基于0.6 μm BiCMOS工艺的高阶曲率补偿、高电源抑制比的带隙基准源。利用三极管电流增益的温度特性来实现低温度系数,并且不需要额外的电路。采用一种新颖的电压预调整器来实现高电源抑制比。结果表明,该带隙基准源在-40 ℃~120 ℃内的温度系数为2.83×10-6/℃,在低频、100 kHz、1 MHz处的电源抑制比分别为-127 、-98、-67 dB。最低工作电压为1.8 V,在1.8~3 V电源电压范围内的线性调整率为4×10-5/V,功耗为57 μW。     

采用电阻补偿的高PSRR基准电压源设计

与传统的带隙基准电路完全使用p-n结达到高次温度补偿不同,提出利用标准CMOS工艺下不同电阻的不同温度系数,实现温度的高次补偿,大大减小了电路的复杂性和功耗.同时,通过增加电源电压耦合电路,提高电源抑制比,并在输出级利用低压差电压DC转换电路,实现电压转换,提供可调的多种参考电压.该电路采用Chartered 0.35 μm CMOS 工艺实现,采用3.3 V电源电压,在-40～100 ℃范围内,达到低于6 ppm/℃的温度系数,在1 kHz和27 ℃下,电源抑制比达到82 dB.     

闭环曲率补偿的低电源电压带隙基准源的设计

这篇文章提出了一种低电源电压高温度稳定性的带隙基准源.这种基准源主要思路是将输出基准电压反馈回曲率补偿回路,从而建立了一个闭环反馈回路.在这个闭环回路中,一方面,输出电压的温度系数越低,补偿电路就可以产生更准确地补偿电流,从而更加完全的抵消掉具有温度依赖的对数项;另一方面,如果补偿电路将对数项抵消得更彻底,输出电压的温度系数就会更低,这就形成了一种静态的正反馈.因而通过不断的调节补偿电阻,可以完全抵消掉对数项,实现高温度稳定性的基准源.同时利用电平移位技术为基准源设计了一个适合低电压工作的运算放大器.基于标准的0.18μmCMOS工艺设计了一种基准源电路.仿真结果表明这种基准源可以工作在电源电压从0.8V到1.8V,输出基准电压Vref的电压偏差只有0.87mV/V,在-20到80度温度范围内,Vref的温度系数为0.63ppm/oC.