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关于低温度系数CMOS带隙基准电压源的研究

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简介：
本研究聚焦于设计与优化低温度系数的CMOS带隙基准电压源，旨在提升其稳定性和精度，适用于集成电路中的各种应用需求。 为了满足深亚微米级集成电路对低温漂、低功耗电源电压的需求，提出了一种采用0.25 μm N阱CMOS工艺并结合一阶温度补偿技术设计的CMOS带隙基准电压源。该设计方案的核心部分由双极晶体管构成，实现了VBE和VT的线性叠加，从而获得近似零温度系数的输出电压。T-SPICE软件仿真结果显示，在3.3 V的工作电压下，当环境温度在－20至70 ℃范围内变化时，此设计所得到的输出电压具有10×10^-6/℃的温度漂移，并且其标准偏差较小。

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  • 关于低温度系数CMOS带隙基准电压源的研究
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    本研究聚焦于设计与优化低温度系数的CMOS带隙基准电压源，旨在提升其稳定性和精度，适用于集成电路中的各种应用需求。 为了满足深亚微米级集成电路对低温漂、低功耗电源电压的需求，提出了一种采用0.25 μm N阱CMOS工艺并结合一阶温度补偿技术设计的CMOS带隙基准电压源。该设计方案的核心部分由双极晶体管构成，实现了VBE和VT的线性叠加，从而获得近似零温度系数的输出电压。T-SPICE软件仿真结果显示，在3.3 V的工作电压下，当环境温度在－20至70 ℃范围内变化时，此设计所得到的输出电压具有10×10^-6/℃的温度漂移，并且其标准偏差较小。
     
  • 低功耗CMOS带隙基准电压源设计
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    本项目专注于低功耗CMOS工艺下的带隙基准电压源设计，旨在实现高精度、低功耗与小面积集成，适用于各类集成电路中。 本段落首先分析了传统的带隙电压源原理，并提出了一种成本较低但性能较高的低压带隙基准电压源设计方案。通过采用电流反馈技术和一级温度补偿技术设计了适用于低电压环境的CMOS带隙基准电路，确保其能够在相对较低的工作电压下正常运行。文中详细介绍了该设计方案的基本原理和仿真结果分析。基于CSMC 0.5μm Double Poly Mix工艺流程进行了电路仿真，并获得了理想的结果。
     
  • 关于带隙基准电压源电路的设计研究
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    本论文深入探讨了带隙基准电压源电路设计的关键技术，分析了不同结构和参数对性能的影响，并提出了一种优化方案以提升精度与稳定性。 在模拟集成电路设计领域，带隙基准电压源电路是一个至关重要的组成部分，它能够提供精确的参考电压以满足高精度及高速度的需求。本段落提出了一种基于自偏压电流源与MOS管电流镜技术的新颖设计方案，在不使用运算放大器的情况下仍能实现高度准确的输出电压，并在-20至+80℃温度范围内保持3×10^-6/℃的温漂系数。 文章的核心贡献在于开发出一种能够提供高精度基准电压并同时满足模拟电路对速度和低噪声要求的设计方案。通过结合自偏压电流源与MOS管电流镜技术，该设计不仅提升了输出电压的精确度，还克服了传统带隙基准电压源在运算放大器限制下的不足。 文中首先回顾了传统的带隙基准电压源结构及其局限性，并进一步阐述了新设计方案的具体实现方式。通过采用自偏压电流源电路并利用MOS管电流镜技术来补偿三极管基极电流，实现了精确的镜像电流输出。这一设计能够确保在宽广温度范围内提供稳定且准确的参考电压。 综上所述，本段落提出的设计方案为模拟集成电路提供了有效的高精度基准电压解决方案，不仅满足了高速和低噪声的需求，还具备广泛的适用性，在数据转换器、滤波器等应用中具有显著优势。
     
  • 一种低温度系数低能耗的简化带隙基准电压源设计
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    本研究提出了一种创新性的简化带隙基准电压源设计方案，在低功耗条件下实现温度系数显著降低，提升电路性能稳定性。 本段落介绍了一种低温漂低功耗带隙基准电压源的设计方法，在模拟电路设计中提供一个稳定的参考电压，以确保整个电路的正常运行。该设计方案采用不受电源影响的串联电流镜作为偏置，并利用PTAT（正温度系数）电压和基极发射极电压之间的负向温度特性来构建零温漂特性的电压量。此方法避免了使用运算放大器，结构简单且原理清晰，适合初学者在短时间内理解和掌握。 实验结果表明，在0～70℃的范围内，该设计具有16.4 ppm/℃的低温度系数，并且当供电电压在5至6伏之间变化时能够达到57.7 dB的电源抑制比。此外，总输出噪声为140.3 μV，功耗仅为300.6 μW。
     
  • 关于带隙基准电压源的设计及仿真研究
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    本论文聚焦于带隙基准电压源设计与仿真的深入探讨，分析了其工作原理，并通过电路模拟验证设计方案的有效性。 设计了一款基于0.18μm CMOS工艺的带隙基准电压源，并在Hspice环境下进行了仿真。仿真的结果显示，在温度从-25℃到80℃变化的情况下，温度系数为9.14×10^-6 ℃；当电源电压在3～5 V之间波动时，输出电压保持在1 250±43 mV范围内，符合设计要求。
     
  • 一种低温度系数低能耗的带隙基准源设计
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    本文介绍了一种创新性的带隙基准源设计方案，该方案在保证性能的前提下实现了更低的工作功耗和更小的温度影响系数。通过优化电路结构与参数选择，新方法显著提升了电子设备的稳定性和能效表现。 本段落设计了一种低温漂低功耗且无需trim的基准电压源，并采用低压共源共栅电流镜来减少输出电压对电源电压的影响。测试结果表明：电路在2 V电源电压下即可正常工作，输出基准电压为1.326 65 V；温度范围从-40℃到+85℃时，温漂系数仅为2.563 ppm/°C；当电源电压为3.3 V时，功耗低至2.81 μW。该电路适用于移动电子设备的应用场景。
     
  • 低压带隙基准电压源的设计方法
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    本文探讨了低压环境下设计高效能带隙基准电压源的方法，旨在提高电路性能和稳定性。 本段落提出了一种在低电压供电条件下设计带隙基准电压源电路的方法。通过改进传统的带隙基准电路，该电路能够在600毫伏的输出基准电压下保持零温度系数的要求。
     
  • 关于带隙基准电压源的设计与调整方法的研究
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    本研究探讨了带隙基准电压源的设计原理及其关键参数的优化策略，并提出了一种有效的调整方法以提高其性能稳定性。 传统的带隙基准的温度系数通常在20至100 ppm/°C之间，难以达到高精度的要求。本设计使用Cadence、Hspice等工具对传统基准源电路进行改进，并最终采用放大器反馈方式的Brokaw结构，在经过修调后可以获得低于4.5 ppm/°C的温度系数以及在工业级温度范围内的误差小于±0.1%的2.5V高精度带隙基准电压源。基于上海华虹NEC公司的BCD180工艺，该设计已在Cadence环境下通过了仿真验证。 此外，我们还研究了一种适用于大规模生产的基准源温度特性修调方法，并利用控制变量法分析影响基准源温度特性和精度的参数，从而找到了基本的修调规律。
     
  • 高性能CMOS带隙基准电压源电路设计
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    本研究专注于高性能CMOS带隙基准电压源的设计与优化，致力于提升其温度稳定性、功耗效率及输出精度，在集成电路领域具有重要应用价值。 设计了一种应用于集成稳压器的高精度带隙基准电压源电路。采用共源共栅电流镜结构以及精度调节技术，有效提高了电压基准的温度稳定性和输出电压精度。通过Hynix 0.5 μm CMOS工艺仿真验证，在25 ℃时，温度系数几乎为零，电源电压变化导致的基准电压波动小于0.1 mV；在-40～125 ℃范围内，基准电压最大变化量为4.8 mV，满足设计指标要求。