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一种基于斩波调制的低压高精度CMOS带隙基准源

1引言随着微电子技术和应用的不断快速发展,系统芯片(SOC)设计要求将越来越庞大规模的数模混合电路集成到单片A SIC上。元器件尺寸日趋微小精细,集成电路的电源电压越来越低,对电路的精度要求也越来越高,无论是在模拟电路还是数模混合电路中,低温度系数、低功耗的基准源(R eference)设计都是十分关键的[1,2]。由于电源电压的降低,晶体管不匹配引起的随机误差对低压基准源的精度影响变得很大。这种由于集成电路工艺引起的本征误差是不可能完全消除的[2]。但是一方面可以通过版图的改进加以抑制,例如对尺寸较大的MOSFET采用“叉指”结构;另一方面可以通过特殊的电路结构对这种不匹配加以抑制,从而提高电路精度[3]。本文设计了用电流反馈、电阻二次分压和一级温度补偿(基准源对温度的微分在室温下为零)技术实现的低压CMOS带隙电压基准电路。为了抑制器件失配对基准源精度的影响,负反馈放大器采用了斩波二级差分运放。最后实现了基于0.25μmCO...  (本文共6页) 阅读全文>>

《电子技术应用》2018年12期
电子技术应用

带隙基准源单粒子敏感性分析

0引言随着集成电路特征尺寸的不断减小,单粒子效应越来越成为影响空间集成电路工作状态的主要因素,单粒子瞬态(Single Event Transient,SET)已经成为集成电路软错误的主要来源[1]。目前模拟集成电路的精度越来越高,速度越来越快,即使微小的电压扰动也会对模拟电路造成非常大的影响,进而造成整个系统的失常。模拟电路对于单粒子效应引入的噪声和扰动十分敏感,在模拟集成电路中SET效应是所有单粒子效应中最需要进行加固消减的[2]。在模拟集成电路中,带隙基准源结构被用来为电路提供一个与温度无关的偏置电压,是模拟集成电路的基本模块之一。在常见的如LDO电路、PLL电路及数模转换电路中,广泛应用了带隙基准源设计。分析带隙基准源的单粒子敏感特性,对模拟集成电路加固具有重要意义。本文通过采用单粒子瞬态脉冲电流模型对一款常规带隙基准源电路进行了敏感节点分析,对于带隙基准源中使用的PNP双极管进行了三维建模并且仿真验证了其单粒子敏感特性...  (本文共4页) 阅读全文>>

《科技视界》2016年16期
科技视界

带有自偏置功能的高性能带隙基准源电路

1介绍模拟电路中广泛地包含电压基准(reference voltage)和电流基准(current reference)。在数/模转换器、模/数转换器等电路中,基准电压的精度直接决定着这些电路的性能。这种基准应该与电源和工艺参数的关系很小,但是与温度的关系是确定的。在大多数应用中,所要求的温度关系通常分为与绝对温度成正比(PTAT)和与温度无关2种。而目前主流的基准源都是采用后者,即与温度无关。本设计就是设计一个不受温度影响的输出精度高的基准源。2基本原理由于大多数工艺参数和温度有关,因此,和温度无关,即和工艺无关。利用PN结二极管的基极-发射结正向电压,具有负温度系数;而不同电流密度下的二个PN结二极管的基极-发射极正向电压之差,具有正温度系数;将两个具有正温度系数和负温度系数的量加权相加,则得到量显示零温度系数。输出电压公式为:VREF=VBE+KVT(1)3负温度系数电压的产生双极晶体管的基极-发射极电压具有负温度系数,或...  (本文共2页) 阅读全文>>

《科技信息》2012年01期
科技信息

一种带隙基准源设计研究

0引言为电子系统提供电压和电流偏置的基准源在芯片中的地位非常重要,一些电子系统,如模数转换器中基准源的性能指标直接影响整个芯片的最终性能。随着集成电路工艺的发展,设计出一种随温度变化小,具有好的电源抑制比的基准源已经成为集成电路设计中的一个热点[1-2]。针对以上情况,论文提出了一种可以修整(Trimming)的基准源的设计,经过trimming以后,在提供1.313V基准电压的情况下,在-50℃到130℃的温度范围,电压偏差为2mV。1带隙基准原理带隙基准电压源的基本原理是:利用双极性晶体管的基极-发射极电压VBE(具有负温度系数)与它们的差值VBE(具有正温度系数)进行相互补偿,从而达到电路的温度系数为零的目的。对于双极性晶体管,设饱和电流为IS,集电极电流为IC,基极-发射极电压VBE,Eg为硅的带隙能量,T为绝对温度,则得到IC,,,IS有如下公式[3]:IS=bT4+mexp-EgkT(1)Ic=ISexpVBEVT(...  (本文共2页) 阅读全文>>

《电子器件》2009年05期
电子器件

一种高精度自偏置带隙基准源设计

基准就是建立一个与电源和工艺无关、具有确定温度特性的直流电压或电流。基准电压源是一个重要的模拟单元,在数字和模拟电路的DRAMS、flash、稳压器和模数转换器等方面有着广泛的应用[1]。集成电路中,常用的基准源有掩膜齐纳基准源、XFET基准源和带隙基准源三种[2]。由于片上系统的迅速发展以及集成化程度的不断提高,系统要求模拟集成模块能够兼容标准CMOS工艺,同时随着系统稳定性等方面越来越高的要求,对基准源性能也提出了高的要求。在以上三种基准源中带隙基准源具有比较明显的优势,它能够很好得兼容CMOS工艺,并且可以工作在低电压下,温度系数和PSRR也能满足大部分系统的要求,因此带隙基准源在集成电路中的运用越来越广泛[2]。一个理想的带隙基准源应该不随温度、电源和工艺等其他任何条件的影响,但在实际电路中是做不到这点的,只有通过对电路结构的改进、改善版图布局设计以及对工艺的改进等方面来进一步提高基准电压源的稳定性[3]。本文采用一级补...  (本文共4页) 阅读全文>>

《半导体学报》2008年01期
半导体学报

一个电压接近1V10ppm/℃带曲率补偿的CMOS带隙基准源(英文)

1IntroductionSince introduced in1970s by Widlar[1]and Bro-kaw[2],the bandgap reference is widely used in analogand mixed-mode integrated circuits,such as data con-verters and DC-DC power converters.In the CMOSbandgap reference design,low voltage and high preci-sion are two i mportant design criteria.Because of thecommon mode input voltage of the operational trans-conductance amplifier(OTA)and the bandgap voltageof si...  (本文共5页) 阅读全文>>