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一种低温度系数低能耗的带隙基准源设计

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简介：
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。

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  • 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。
     
  • 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。
     
  • 一种6.4 ppm/℃低功耗带隙基准的设计
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    本设计提出了一种新型低功耗带隙基准电路，实现了6.4 ppm/℃的温度系数，在保持高精度的同时大幅降低了能耗。 我们设计了一款低功耗带隙基准，在温度超过某一阈值后引入渐变阻抗以改善温漂性能，并对传统带有运放的带隙结构进行了改进。仿真结果显示，该设计在5V电源供电下总体功耗为1.2 μW，在-40 ℃至150℃的工作范围内，温漂系数仅为6.40 ppm/℃。
     
  • 电源技术中的低温度漂移和低功耗带隙基准源设计
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    本研究专注于开发一种在电源技术中具有重要应用价值的电路——低温度漂移与低功耗特性兼备的带隙基准源，致力于提升电子设备的稳定性和能效。 0 引言 便携式电子产品在市场上的份额越来越大，对低电压、低功耗基准电压源的需求也随之增加，这使得带隙基准的设计要求显著提高。带隙基准广泛应用于数模转换器、存储器以及开关电源等混合信号电路中。基准源的稳定性对于整个系统的内部电源产生和输出电压调整具有直接且至关重要的影响。此外，理想的基准电压应能够克服制造工艺偏差、系统内部电源电压的变化及外界温度的影响。 传统的一阶补偿方法通常可以实现约10 ppm/℃的温度系数，而近年来发展起来的一些成熟的补偿技术包括二阶温度补偿、分段线性补偿和指数温度补偿等。这些新方法虽然提高了性能，但电路结构相对复杂。
     
  • 高性能低温度漂移的带隙基准源设计
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    本研究专注于开发一种高性能、低温度漂移特性的带隙基准源。通过优化电路结构和材料选择，显著提升了基准电压的稳定性和精度，适用于高精度测量与控制领域。 本段落设计并实现了一种新型的高PSRR（电源抑制比）且低TC（温度系数）带隙基准源，并着重研究了其在高频下的PSRR性能，在宽频范围内实现了高性能指标。采用0.35 μm BiCMOS工艺进行仿真，结果显示：当频率为1 Hz时，PSRR达到-108.5 dB；而当频率升至15 MHz时，仍能保持良好的抑制效果达-58.9 dB。此外，通过二次温漂补偿电路的应用，在常温条件下输出参考电压稳定在1.183 V，并且在整个温度范围（从-40 ℃到95 ℃）内实现了仅为1.5 ppm/℃的低温漂系数。
     
  • 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。
     
  • 一种低能耗高PSRR的基准电压源设计
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    本研究提出了一种新型低能耗、高性能电源抑制比（PSRR）的基准电压源设计方案。通过优化电路结构和参数配置，在降低功耗的同时提升了系统的稳定性和抗干扰能力，适用于多种电子设备中对电源噪声敏感的应用场景。 本段落分析并介绍了一种低功耗基准电压源电路的设计方案。该电路的最大功耗小于1μW，并具有21 ppm/℃的温度系数。由于其结构简单且易于集成，此电路已被应用于电池充电保护芯片中。
     
  • 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。
     
  • 低功耗带隙基准电压源电路的設計
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    本项目专注于设计一种低功耗的带隙基准电压源电路，致力于提高其稳定性和温度系数，适用于各种集成电路中。 本段落提出了一种三层self-cascode管子工作在亚阈值区的低功耗带隙基准电压源电路。该电路具有结构简单、功耗低、温度系数小、线性度好以及面积紧凑等特点。采用CSMC 0.18 μm标准CMOS工艺，并利用华大九天Aether软件验证平台进行仿真。 仿真的结果显示，在tt工艺角条件下，电路的启动时间为6.64微秒，稳定输出基准电压Vref为567毫伏；当温度范围在-40℃到125℃之间时，tt工艺角下基准电压Vref的温度系数TC为18.8 ppm/°C。电源电压从1.2 V变化至1.8 V范围内时，tt工艺角下的线性度为2620 ppm/V；在频率范围从10 Hz到1 kHz内，tt工艺角下基准电压Vref的电源抑制比(PSRR)达到51 dB；版图核心面积仅为0.00195平方毫米。