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一种基于横向PNP管的低失调CMOS带隙基准源

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微电子学与计算机 2007年第7期24卷 156-159页

作者：蔡伟陆铁军王宗民北京微电子技术研究所北京10076

基于横向寄生PNP管，提出了一种新颖结构的低失调CMOS带腺基准源。该带隙能够降低运放失调电压和镜像电流对基准电压的影响．提高带腺抗工艺失调的能力。仿真结果表明，基准电压为1．2280V，在—40℃～125℃．典型偏差小于2．7mV，温度... 详细信息

基于横向寄生PNP管，提出了一种新颖结构的低失调CMOS带腺基准源。该带隙能够降低运放失调电压和镜像电流对基准电压的影响．提高带腺抗工艺失调的能力。仿真结果表明，基准电压为1．2280V，在—40℃～125℃．典型偏差小于2．7mV，温度系数为13．9ppm／℃。该带腺具有较好的工艺稳定性，在各工艺角情况下，失调电压小于±25．3mV．比传统带腺相对精度提高了3．3倍。最后，基于0．35μm CMOS工艺实现了该电压基准源。

关键词：带隙基准横向PNP管失调电压电流失配

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一种带曲率补偿的高精度带隙基准源设计

微电子学 2015年第2期45卷 221-224页

作者：张龙冯全源王丹西南交通大学微电子研究所成都610031

基于OKI 0.5μm BCD工艺,设计了一种带曲率补偿的低温漂带隙基准源。采用Brokaw带隙基准核心结构,引入一个高阶效应的电流,对基准进行补偿。结合基准核心电路产生的无温度系数电压,利用简单的电路实现基准电流源的产生。仿真结果表明,在... 详细信息

基于OKI 0.5μm BCD工艺,设计了一种带曲率补偿的低温漂带隙基准源。采用Brokaw带隙基准核心结构,引入一个高阶效应的电流,对基准进行补偿。结合基准核心电路产生的无温度系数电压,利用简单的电路实现基准电流源的产生。仿真结果表明,在4.5V供电电压下,-40℃~150℃温度范围内,基准电压的波动范围为1.1755~1.17625 V,温漂为3.9×10-6/℃,基准电流为3.635μA,输出基准电流波动仅为2.2nA,精度较高,低频时电路电源抑制比为-76dB。

关键词：带隙基准曲率补偿高精度

0.13μm BiCMOS工艺带隙基准和LDO集成电路设计

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0.13μm BiCMOS工艺带隙基准和LDO集成电路设计

作者：彭俊杰东南大学

学位级别：硕士

随着半导体产业的发展,片上系统的应用范围越来越广。电源模块电路是片上系统中十分重要的模块,带隙基准电路和低压差线性稳压器在其中承担很重要的角色,广泛应用到各种电路中。带隙基准电路提供一个与工艺、电压和温度无关的基准电压,... 详细信息

随着半导体产业的发展,片上系统的应用范围越来越广。电源模块电路是片上系统中十分重要的模块,带隙基准电路和低压差线性稳压器在其中承担很重要的角色,广泛应用到各种电路中。带隙基准电路提供一个与工艺、电压和温度无关的基准电压,而低压差稳压器LDO在这个基准电压的基础上,输出电压值更大的稳定电压,同时带有很强的电流驱动能力。本课题采用IHP 0.13μm BiCMOS工艺进行光接收机前端电路中的带隙基准电路和LDO电路的设计。本文先介绍了带隙基准电压源和低压差线性稳压器LDO的设计原理和性能指标。然后,先后完成带隙基准电压源和LDO的原理图设计,并进行前仿真,确保仿真结果满足指标要求。最后,介绍模拟电路的版图设计的基本原则,针对带隙基准电压源和LDO的版图设计分别提出注意事项,并提取版图的寄生参数、进行后仿真,将前后仿真的结果与指标要求进行对比与分析。最终确保带隙基准电压源和LDO的性能满足预设的指标要求。后仿真结果显示:带隙基准电压源的输出基准电压的温度系数约为19ppm/℃,在低频处的电源电压抑制比PSRR约为-70.22dB,线性调整率约为0.22%,满足性能指标要求;低压差线性稳压器LDO所消耗的静态电流约为112.6μA,负载调整率约为7.17%,线性调整率约为0.02%,低频时的电源电压抑制比PSRR约为-74.09dB,满足性能指标要求。

关键词：带隙基准 LDO 电源管理温度系数电源电压抑制比

带过温保护功能的高精度带隙基准电压电路设计

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带过温保护功能的高精度带隙基准电压电路设计

作者：李树镇西南交通大学

学位级别：硕士

带隙基准电压源是电源管理芯片系统中是不可缺少的一部分,在模数转换器、数模转换器、片上系统和线性稳压器等中得到大量应用。近些年来,随着数字集成电路的迅速发展,在功能上可以代替一些模拟电路模块,然而连续信号和模拟信号必须通过... 详细信息

带隙基准电压源是电源管理芯片系统中是不可缺少的一部分,在模数转换器、数模转换器、片上系统和线性稳压器等中得到大量应用。近些年来,随着数字集成电路的迅速发展,在功能上可以代替一些模拟电路模块,然而连续信号和模拟信号必须通过模拟集成电路来实现。由于温度的变化、电源噪声和负载波动等外界因素的变化,不会影响基准电压的准确性,可以为系统提供高性能高质量的参考电压,其精度对系统的性能有直接的影响,因此对基准电压源性能的优化改进显得尤其重要,高精度、低功耗和低温漂的基准电压成为当前研究的主要方向。现代电子设备芯片中通常包含有过温保护模块,为了限制芯片的温度和功耗。由于电路长时间工作在重载情况下,会导致芯片的电流增加,直接导致环境温度的变化。如果芯片的散热性不佳,热量会不断积累,使芯片的温度急剧上升,最终将芯片内部的电路烧毁,为了保护芯片必须要限制芯片的温度。本文首先介绍了带隙基准电压的背景和研究意义,以及未来发展方向,然后在理论上对带隙基准电压源的基本原理进行了分析,并对常见的几种基准结构进行分析和对比,包括Kuijk、Widlar、Brokaw和Banba等带隙基准,并且针对传统的带隙基准电压的温度系数高等缺点,设计了一种分段曲率补偿的结构,分别在低温和高温阶段对基准电压的温度曲率进行补偿,降低基准电压的温度系数,达到设计的要求,同时也考虑到整体电路功耗,以较少的电流消耗为代价大幅提高了其精度,整体提升电路的性能,然后介绍了过温保护电路的基本原理,针对传统过温保护电路稳定性差的缺点,本文采用温度系数不同的电流进行比较,产生过温保护信号,提升过温保护电路的稳定性。本文基于0.18μmBCD工艺,采用Hspice软件仿真,结果表明,电源电压在2.5V至5V的之间变化可以产生1.237V的带隙基准电压,线性调整率为0.0357%,电源电压为 5V 时,电源抑制比(Power Supply Rejection Ratio,PSRR)为 68.8dB,静态电流功耗低至4.41μA,温度在-40°C至150°C的范围内,基准电压的温度系数为2.84ppm。过温保护电路在电源电压为5V时,温度的上升和下降门限分别为150°C和135.8°C,并且电源电压在2.5V至5V的范围内温度的迟滞量变化为1.61°C。仿真结果表明,基准电压的温度系数经过曲率补偿后大大降低,并且电路具有较低的工作电流,表现出优良的性能,满足了基准源的低功耗和低温漂的设计要求;过温保护电路在电源电压波动时,其温度阈值和迟滞量具有较强的的稳定性。

关键词：带隙基准曲率补偿高精度低功耗过温保护

基于40nm工艺的CMOS带隙基准源研究与设计

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基于40nm工艺的CMOS带隙基准源研究与设计

作者：李帅人华南理工大学

学位级别：硕士

带隙基准源是模拟电路中一个重要的模块，广泛应用于模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)、低压差线性稳压器(LDO)等模拟和数模混合集成电路中，其性能好坏直接影响着整个电路系统性能的优劣。近年来，随着集成电路的特征尺寸不断减小，... 详细信息

带隙基准源是模拟电路中一个重要的模块，广泛应用于模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)、低压差线性稳压器(LDO)等模拟和数模混合集成电路中，其性能好坏直接影响着整个电路系统性能的优劣。近年来，随着集成电路的特征尺寸不断减小，电源电压不断下降，对基准源的要求不断提高，因此对CMOS工艺的带隙基准源进行研究具有重要的现实意义和实用价值。本文基于TSMC40G CMOS工艺设计了一个电流求和结构的带隙基准电压源，并利用spectre仿真工具对电路进行仿真和验证。由于采用电流模求和结构，输出电压任意可调，不受1.25V限制。本论文首先设计了一个单级折叠共源共栅运算放大器，并对带隙基准源进行了一阶温度补偿。在-40°C-125°C温度范围内，基准输出电压的温度系数约为14ppm/°C，低频下电源电压抑制比(PSRR)为-61dB。由于采用单级折叠共源共栅运算放大器的带隙基准源PSRR特性不是很好，又设计了采用两级折叠共源共栅运算放大器的带隙基准源，PSRR得到提高，低频下为-81dB。在此基础上，采用V线性化技术对带隙基准源进行高阶温度补偿，得到较好的温度系数，在-40°C-125°C温度范围内为2.6ppm/°C。又通过引入减法器，使带隙基准的PSRR进一步优化，低频下为-101dB。对在版图设计过程中的各种影响进行分析之后，设计了带隙基准源的版图，并通过DRC、LVS验证，然后进行了后仿真。为了降低运算放大器的输入失调，提高带隙基准源的精度，设计了采用斩波稳定技术的带隙基准电路，仿真结果表明，采用斩波稳定技术后带隙基准输出电压的精度提高了76倍。

关键词：带隙基准温度系数高阶补偿电源电压抑制比斩波稳定

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低电压、电流模型带隙基准参考电路的设计

低电压、电流模型带隙基准参考电路的设计

作者：贝卡（Dondi Rebecca Cornelius）北京理工大学

学位级别：硕士

带隙基准电路是模拟电路中的一个十分重要的组成部分,尤其在模数转换电路中,输入电压需要和若干参考电压进行比较,以判断对应的数字值。带隙基准电路同时也应用于DRAM/Flash存储器、电源电路、直流偏置电压和数模转换器(DAC)中。本文设... 详细信息

带隙基准电路是模拟电路中的一个十分重要的组成部分,尤其在模数转换电路中,输入电压需要和若干参考电压进行比较,以判断对应的数字值。带隙基准电路同时也应用于DRAM/Flash存储器、电源电路、直流偏置电压和数模转换器(DAC)中。本文设计了一个不受温度和电源电压影响的高鲁棒性、低压、电流模式的CMOS带隙基准参考源。电路工作的结温度为0～100摄氏度,输入电压为0.8～1.8V,可以提供稳定的0.6V电压输出。电路使用UMC 180nm CMOS工艺实现,并使用Cadence软件进行了仿真验证。所设计的电路由折叠式共源共栅运算放大器(OPA)、电流镜、启动电路和偏置电路组成。根据电路仿真的结果,可以得到电路的温度系数为20ppm/℃。当在较低的输入电压下工作时,电路的功耗很小。第一章和第二章介绍了带隙基准电路的背景和别人所做的研究成果,以及减小电源电压的几种方法。第三章、第四章介绍了电路的详细结构、设计实现和仿真结果。

关键词：带隙基准温度系数低电压高鲁棒电流模

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用模型参数优化法改进带隙基准的温度

微电子学与计算机 2008年第4期25卷 205-208页

作者：李晓宁刘文平西安微电子技术研究所陕西西安710054

以GP模型理论和工艺数据为基础,提出了模型中关键温度参数XTB和XTI的优化方法.以典型的带隙基准电路为例,经Hspice仿真分析表明,在-55～125℃范围内带隙基准的温度特性得到较好的改善.

关键词： GP模型 XTB XTI 带隙基准温度特性

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一种高精度低温度系数带隙基准源

电子器件 2017年第5期40卷 1065-1067页

作者：王文建浙江商业职业技术学院应用工程学院杭州310053

通过相同材料电阻的比值来抵消带隙基准源的一阶温度系数来达到低温度系数,同时还设计了修调电路进一步提高基准电压的精度。采用0.8μm BiCMOS 9V工艺流片,带隙基准源面积为0.035 mm^2。结果表明:在-40℃~125℃范围内,基准电压的温度... 详细信息

通过相同材料电阻的比值来抵消带隙基准源的一阶温度系数来达到低温度系数,同时还设计了修调电路进一步提高基准电压的精度。采用0.8μm BiCMOS 9V工艺流片,带隙基准源面积为0.035 mm^2。结果表明:在-40℃~125℃范围内,基准电压的温度系数为11×10^(-6)/℃;电源电压在4.5 V^9.0 V范围内变化时,基准电压的变化量为0.4 m V,电源调整率为0.09 m V/V。

关键词：温度系数修调电路带隙基准电源调整率

基于体驱动技术的低压CMOS带隙基准电路设计

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2007年第4期30卷 416-419页

作者：王炜王晓娟刘涛合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽合肥230009

为满足低电源电压设备对精密电压基准的需求,文章设计了一款低压CMOS带隙基准电路。该电路的放大器使用体驱动技术,提高了输入电压共模范围;基准电路采用电阻分压结构,通过调节电阻之间的比值获得所需要的基准电压;并采用TSMC 0.35μm C... 详细信息

为满足低电源电压设备对精密电压基准的需求,文章设计了一款低压CMOS带隙基准电路。该电路的放大器使用体驱动技术,提高了输入电压共模范围;基准电路采用电阻分压结构,通过调节电阻之间的比值获得所需要的基准电压;并采用TSMC 0.35μm CMOS工艺模型对电路进行了仿真,电源电压工作在1 V,输出电压在550 mV左右,在-40-120℃范围内温度漂移大约为19×10-6℃。

关键词：带隙基准体驱动技术电阻分压