带隙电压参考Band gap voltage reference 工作台benchtop supply
交叉频率crossover frequency 纹波电流current ripple 逐周期Cycle by Cycle 周期跳步cycle skipping 死区时间Dead Time 核心温度DIE Temperature
，无效，禁用，关断Disable 主极点dominant pole 主极点
，有效，启用Enable
额定值ESD Rating ESD 评估板Evaluation Board
超过下面的规格使用可能引起永久的设备损害或设备故障。建议不要工作在电特性表规定的参数范围以外。Exceeding the specifications below may result in permanent damage to the device, or device malfunction. Operation outside of the parameters specified in the Electrical Characteristics section is not implied.
品质因数figure of merit 续流二极管Freewheel diode 满负载Full load 栅极驱动gate drive 栅极驱动级gate drive stage 图gerber plot Gerber
接地层ground plane 电感单位（亨利）Henry 人体模式Human Body Model 滞回Hysteresis 涌入电流inrush current 反相Inverting
抖动jittery 结点Junction 无铅Lead Free 电平移动level-shift
电源">电源调整率Line regulation 负载调整率load regulation 批号Lot Number 低压差Low Dropout 密勒Miller 节点node 非反相
Non-Inverting 新颖的novel 关断状态off state 电源">电源工作电压Operating supply voltage
输出驱动级out drive stage 异相Out of Phase 产品型号Part Number 开关节点Phase Node 便携式电子设备portable electronics 掉电power down 电源">电源正常Power Good 功率地Power Groud 节电模式Power Save Mode 上电Power up 下拉pull down 上拉pull up 逐脉冲Pulse by Pulse 推挽转换器push pull converter 斜降ramp down 斜升ramp up 冗余二极管redundant diode 电阻分压器resistive divider 纹波电流ripple current 上升沿rising edge 检测电阻sense resistor 序列电源">电源Sequenced Power Supplys 直通，同时导通shoot-through 杂散电感stray inductances 子电路sub-circuit 电信Telecom 热性能信息Thermal Information 阈值Threshold 振荡电阻timing resistor 线路，走线，引线Trace 传递函数Transfer function 跳变点Trip Point 跳变点
欠压锁定Under Voltage Lock Out (UVLO) 电压参考Voltage Reference 伏秒积voltage-second product 零极点频率补偿zero-pole frequency compensation
拍频beat frequency 单击电路one shots 缩放scaling 等效串联电阻ESR 地电位Ground 平衡带隙trimmed bandgap 压差dropout voltage 大容量电容large bulk capacitance 断路器circuit breaker 电荷泵charge pump 过冲overshoot
元件设备三绕组变压器：three-column transformer ThrClnTrans
双绕组变压器：double-column transformer DblClmnTrans 电容器：Capacitor 并联电容器：shunt capacitor
电抗器：Reactor 母线：Busbar 输电线：TransmissionLine 发电厂：power plant 断路器：Breaker 刀闸(隔离开关)：Isolator 分接头：tap 电动机：motor {{分页}}
状态参数
有功：active power 无功：reactive power 电流：current 容量：capacity 电压：voltage 档位：tap position 有功损耗：reactive loss 无功损耗：active loss 功率因数：power-factor 功率：power 功角：power-angle 电压等级：voltage grade 空载损耗：no-load loss
铁损：iron loss
铜损：copper loss
空载电流：no-load current
阻抗：impedance 正序阻抗：positive sequence impedance
负序阻抗：negative sequence impedance 零序阻抗：zero sequence impedance 电阻：resistor 电抗：reactance 电导：conductance 电纳：susceptance
无功负载：reactive load 或者QLoad 有功负载: active load PLoad
高压: high voltage 低压：low voltage 中压：middle voltage
电力系统power system 发电机generator
电压voltage 电流current 母线bus
变压器transformer
升压变压器step-up transformer
高压侧high side 输电系统power transmission system
输电线transmission line 固定串联电容补偿fixed series capacitor compensation
稳定stability 电压稳定voltage stability 电厂power plant 能量输送power transfer 交流AC 装机容量installed capacity 电网power system
落点drop point 开关站switch station
双回同杆并架double-circuit lines on the same tower
变电站transformer substation高抗high voltage shunt reactor
故障fault 调节regulation 三相故障three phase fault 故障切除时间fault clearing time 切机generator triping 高顶值high limited value
强行励磁reinforced excitation 线路补偿器LDC(line drop compensation)
机端generator terminal 静态static (state) 动态dynamic (state)
机端电压控制AVR 电抗reactance 电阻resistance
有功（功率）active power 无功（功率）reactive power
功率因数power factor 无功电流reactive current
额定rating 变比ratio 电压互感器PT 分接头tap 下降率droop rate
保护断路器circuit breaker
电阻：resistance 电抗：reactance 阻抗：impedance 电导：conductance
电纳：susceptance
电容: capacitance
电源">电源专业词汇（二）
propeller 螺旋桨switchgear 配电装置dispersion 差量
alignment 定位elastomer 合成橡胶corollary 必然的结果
rabbet 插槽vent 通风孔subtle 敏感的
gearbox 变速箱plate 电镀crucial 决定性的
flexible 柔性的technics 工艺ultimate 最终的
resilience 弹性vendor 自动售货机partition 分类
rigid 刚性的prototype 样机diagram 特性曲线
interfere 干涉compatible 兼容的simulation 模拟
clutch 离合器refinement 精加工fixture 夹具
torque 扭矩responsive 敏感的tensile 拉伸
cushion 减震器rib 肋strength 强度
packing 包装metallized 金属化stress 应力
mitigate 减轻trade off 折衷方案yield 屈伸
line shaft 中间轴matrix 母体inherent 固有的
spindle 主轴aperture 孔径conformance 适应性
axle 心轴turbulence 扰动specification 规范
semipermanent 半永久性的enclosure 机壳specialization 规范化bolt 螺栓oscillation 振幅calling 职业
nut 螺母anneal 退火vitalize 激发{{分页}}
screw 螺丝polymer 聚合体revelation 揭示
fastner 紧固件bind 凝固dissemination 分发
rivit 铆钉mount 支架booster 推进器
hub 轴套distortion 变形contractual 契约的
coaxial 同心的module 模块verdict 裁决
crank 曲柄slide 滑块malfunction 故障
inertia 惰性medium 介质allegedly 假定
active 活性的dissipation 损耗controversy 辩论
lubrication 润滑assembly 总装dictate 支配
graphite 石墨encapsulate 封装incumbent 义不容辞的derivative 派生物adhesive 粘合剂validation 使生效contaminate 沾染turbine 涡轮procurement 收购
asperity 粗糙bearing 支撑架mortality 失败率
metalworking 金属加工isostatic 均衡的shed light on 阐明viscous 粘稠的osculate 接触adversely 有害的
grinding 研磨i mperative 强制的consistency 连续性
corrosin 侵蚀lattice 晶格fitness 适应性
flush 冲洗fracture 断裂warrant 保证
inhibitor 防腐剂diffusivity 扩散率turning 车工
dispersant 分散剂vice versa 反之亦然ways 导轨
deteriorate 降低tribological 摩擦的hybrid 混合物
neutralize 平衡screen 屏蔽ID=inside diameter
pulley 滑轮exclusion 隔绝OD=outside diameter
hydraulic 液压的insulation 绝缘reciprocate 往复运动
delicate 精密的elaborate 加工dress 精整
dampen 阻尼incontrovertible 无可争议的by and large 大体上pivotal 中枢的luminous 发光的plastic 塑胶
utilitarian 功利主义out of round 失园organic 有机的
grass root 基层premature 过早的film 薄膜
state-of-the -art 技术发展水平guard 防护罩polyester 聚酯blade 托板permeate 渗入epoxy 环氧的
carrier 载体spillage 溢出polypropylene 聚丙烯
chuck 卡盘erosion 浸蚀photoconductive 光敏的
infeed 横向进给routine 程序miniaturization 小型化
lapping 抛光postprocess 后置处理asynchronism 异步
milling 洗削solder-bump 焊点synchronization 同步
speciality 专业grid 栅格respond 响应
stroke 行程impedance 阻抗feedback 反馈
attachment 备件approximately 大约aberrance 畸变
tapered 楔形的purported 据说steady 稳态的
casting 铸件consumable 消费品dynamic 动态的
index 换档inductance 电感transient 瞬态的
stop 挡块capacitance 电容coordinate 坐标
contour 轮廓resistance 电容curve 曲线
machine center 加工中心audion 三极管diagram 特性曲线diode 二极管history 关系曲线
potentiometer 电位器transistor 晶体管gradient 斜率
know-how 实践知识choker 扼流圈parabola 抛物线
potted 封装的filter 滤波器root 根
mechatronics 机电一体化transformer 变压器eigenvalue 特征值stem from 起源于fuse 保险丝function 函数
rule-based 基于规则的annular core 磁环vector 向量consolidation 巩固radiator 散热器reciprocal 倒数
energize 激发regulator 稳压器virtual value 有效值synchronous 同时发生bobbin 骨架square root 平方根
socket 插孔tape 胶带cube 立方
polarity 极性ceramic capacitor 瓷片电容integral 积分armature 电枢electrolytic C 电解电容differential 微分installment 分期付款self-tapping screw 自攻螺丝hisgram 直方图lobe 凸起footprint 封装ratio 比率
plunge 钻入resin 松香grade down 成比例降低
servo 伺服机构solderability 可焊性proportion 比例
dedicated 专用的shock 机械冲击inverse ratio 反比interpolation 插补endurance 耐久性direct ratio 正比compensation 校正initial value 初始值plus 加
upload 加载flashing 飞弧subtract 减
overload 过载canned 千篇一律的multiply 乘
lightload 轻载lot 抽签divide 除
stagger 交错排列parallel 并联impedance 阻抗
traverse 横向in series 串联damp 阻尼
longitudinal 纵向的equivalent 等效的reactance 电抗
latitudinal 横向的terminal 终端admittance 导纳
restrain 约束creep 蠕动susceptance 电纳square 平方Hyperlink 超级连接spring 触发memo 备忘录wastage 损耗
presentation 陈述principle 原理
binder 打包planer 刨床
source program 源程序Client-Server Model客户机server 服务器table 表query 查询
form 表单report 报表macro 宏module 模块field 字段record 记录
电源">电源专业词汇（三）
printed circuit 印制电路
printed wiring 印制线路
printed board 印制板
printed circuit board 印制板电路
printed wiring board 印制线路板
printed component 印制元件
printed contact 印制接点
printed board assembly 印制板装配
board 板
rigid printed board 刚性印制板
flexible printed circuit 挠性印制电路
flexible printed wiring 挠性印制线路
flush printed board 齐平印制板
metal core printed board 金属芯印制板
metal base printed board 金属基印制板
mulit-wiring printed board 多重布线印制板
molded circuit board 模塑电路板
discrete wiring board 散线印制板
micro wire board 微线印制板
buile-up printed board 积层印制板
surface laminar circuit 表面层合电路板
B2it printed board 埋入凸块连印制板
chip on board 载芯片板
buried resistance board 埋电阻板
mother board 母板
daughter board 子板
backplane 背板
bare board 裸板
copper-invar-copper board 键盘板夹心板
dynamic flex board 动态挠性板
static flex board 静态挠性板
break-away planel 可断拼板
cable 电缆
flexible flat cable (FFC) 挠性扁平电缆
membrane switch 薄膜开关
hybrid circuit 混合电路
thick film 厚膜
thick film circuit 厚膜电路
thin film 薄膜
thin film hybrid circuit 薄膜混合电路interconnection 互连
conductor trace line 导线
flush conductor 齐平导线
transmission line 传输线
crossover 跨交
edge-board contact 板边插头
stiffener 增强板
substrate 基底
real estate 基板面
conductor side 导线面
component side 元件面
solder side 焊接面
printing 印制
grid 网格
pattern 图形
conductive pattern 导电图形
non-conductive pattern 非导电图形legend 字符
mark 标志
base material 基材
laminate 层压板
metal-clad bade material 覆金属箔基材copper-clad laminate (CCL) 覆铜箔层压板composite laminate 复合层压板
thin laminate 薄层压板
basis material 基体材料
prepreg 预浸材料
bonding sheet 粘结片
preimpregnated bonding sheer 预浸粘结片epoxy glass substrate 环氧玻璃基板
mass lamination panel 预制内层覆箔板core material 内层芯板
bonding layer 粘结层
film adhesive 粘结膜
unsupported adhesive film 无支撑胶粘剂膜cover layer (cover lay) 覆盖层
stiffener material 增强板材
copper-clad surface 铜箔面
foil removal surface 去铜箔面
unclad laminate surface 层压板面
base film surface 基膜面
adhesive faec 胶粘剂面
plate finish 原始光洁面
matt finish 粗面
length wise direction 纵向
cross wise direction 模向
cut to size panel 剪切板
ultra thin laminate 超薄型层压板
A-stage resin A阶树脂
B-stage resin B阶树脂
C-stage resin C阶树脂
epoxy resin 环氧树脂
phenolic resin 酚醛树脂
polyester resin 聚酯树脂
polyimide resin 聚酰亚胺树脂
bismaleimide-triazine resin 双马来酰亚胺三嗪树脂acrylic resin 丙烯酸树脂
melamine formaldehyde resin 三聚氰胺甲醛树脂polyfunctional epoxy resin 多官能环氧树脂brominated epoxy resin 溴化环氧树脂
epoxy novolac 环氧酚醛
fluroresin 氟树脂
silicone resin 硅树脂
silane 硅烷polymer 聚合物
amorphous polymer 无定形聚合物
crystalline polamer 结晶现象
dimorphism 双晶现象
copolymer 共聚物
synthetic 合成树脂
thermosetting resin 热固性树脂
thermoplastic resin 热塑性树脂
photosensitive resin 感光性树脂
epoxy value 环氧值
dicyandiamide 双氰胺
binder 粘结剂
adesive 胶粘剂
curing agent 固化剂
flame retardant 阻燃剂
opaquer 遮光剂
plasticizers 增塑剂
unsatuiated polyester 不饱和聚酯
polyester 聚酯薄膜
polyimide film (PI) 聚酰亚胺薄膜polytetrafluoetylene (PTFE) 聚四氟乙烯reinforcing material 增强材料
glass fiber 玻璃纤维
E-glass fibre E玻璃纤维
D-glass fibre D玻璃纤维
S-glass fibre S玻璃纤维
glass fabric 玻璃布
non-woven fabric 非织布
glass mats 玻璃纤维垫
yarn 纱线{{分页}}
filament 单丝
strand 绞股
weft yarn 纬纱
warp yarn 经纱
denier 但尼尔
warp-wise 经向
thread count 织物经纬密度
weave structure 织物组织
plain structure 平纹组织
grey fabric 坏布
woven scrim 稀松织物
bow of weave 弓纬
end missing 断经
mis-picks 缺纬
bias 纬斜
crease 折痕
waviness 云织
fish eye 鱼眼
feather length 毛圈长
mark 厚薄段
split 裂缝
twist of yarn 捻度
size content 浸润剂含量
size residue 浸润剂残留量
finish level 处理剂含量
size 浸润剂
couplint agent 偶联剂
finished fabric 处理织物
polyarmide fiber 聚酰胺纤维
aromatic polyamide paper 聚芳酰胺纤维纸breaking length 断裂长
height of capillary rise 吸水高度
wet strength retention 湿强度保留率
whitenness 白度ceramics 陶瓷conductive foil 导电箔
copper foil 铜箔
rolled copper foil 压延铜箔
annealed copper foil 退火铜箔
thin copper foil 薄铜箔
adhesive coated foil 涂胶铜箔
resin coated copper foil 涂胶脂铜箔composite metallic material 复合金属箔carrier foil 载体箔
invar 殷瓦
foil profile 箔（剖面）轮廓
shiny side 光面
matte side 粗糙面
treated side 处理面
stain proofing 防锈处理
double treated foil 双面处理铜箔shematic diagram 原理图
logic diagram 逻辑图
printed wire layout 印制线路布设
master drawing 布设总图
computer aided drawing 计算机辅助制图computer controlled display 计算机控制显示placement 布局
routing 布线
layout 布图设计
rerouting 重布
simulation 模拟
logic simulation 逻辑模拟
circit simulation 电路模拟
timing simulation 时序模拟modularization 模块化
layout effeciency 布线完成率
MDF databse 机器描述格式数据库
design database 设计数据库
design origin 设计原点
optimization (design) 优化（设计）predominant axis 供设计优化坐标轴
table origin 表格原点
mirroring 镜像
drive file 驱动文件
intermediate file 中间文件
manufacturing documentation 制造文件queue support database 队列支撑数据库
component positioning 元件安置graphics dispaly 图形显示
scaling factor 比例因子
scan filling 扫描填充
rectangle filling 矩形填充
region filling 填充域
physical design 实体设计
logic design 逻辑设计
logic circuit 逻辑电路
hierarchical design 层次设计
top-down design 自顶向下设计
bottom-up design 自底向上设计
net 线网
digitzing 数字化
design rule checking 设计规则检查
router (CAD) 走（布）线器
net list 网络表
subnet 子线网
objective function 目标函数
post design processing (PDP) 设计后处理interactive drawing design 交互式制图设计cost metrix 费用矩阵
engineering drawing 工程图
block diagram 方块框图
moze 迷宫
component density 元件密度
traveling salesman problem 回售货员问题degrees freedom 自由度
out going degree 入度
incoming degree 出度
manhatton distance 曼哈顿距离euclidean distance 欧几里德距离
network 网络
array 阵列
segment 段
logic 逻辑
logic design automation 逻辑设计自动化separated time 分线
separated layer 分层
definite sequence 定顺序
conduction (track) 导线（通道）conductor width 导线（体）宽度conductor spacing 导线距离
conductor layer 导线层
conductor line/space 导线宽度/间距conductor layer No.1 第一导线层
round pad 圆形盘
square pad 方形盘
diamond pad 菱形盘
oblong pad 长方形焊盘
bullet pad 子弹形盘
teardrop pad 泪滴盘
snowman pad 雪人盘
V-shaped pad V形盘
annular pad 环形盘
non-circular pad 非圆形盘
isolation pad 隔离盘
monfunctional pad 非功能连接盘
offset land 偏置连接盘
back-bard land 腹（背）裸盘
anchoring spaur 盘址
land pattern 连接盘图形
land grid array 连接盘网格阵列
annular ring 孔环
component hole 元件孔
mounting hole 安装孔
supported hole 支撑孔
unsupported hole 非支撑孔
via 导通孔
plated through hole (PTH) 镀通孔access hole 余隙孔
blind via (hole) 盲孔
buried via hole 埋孔
buried blind via 埋,盲孔
any layer inner via hole 任意层内部导通孔all drilled hole 全部钻孔
toaling hole 定位孔
landless hole 无连接盘孔
interstitial hole 中间孔
landless via hole 无连接盘导通孔
pilot hole 引导孔
terminal clearomee hole 端接全隙孔dimensioned hole 准尺寸孔
via-in-pad 在连接盘中导通孔
hole location 孔位
hole density 孔密度
hole pattern 孔图
drill drawing 钻孔图
assembly drawing 装配图
datum referan 参考基准
Inverter may refer to
Inverter (electrical), a device that converts direct current to alternating current Inverter (air conditioning), an air conditioner that can continuously regulate its output by altering the compressor speed in response to cooling demand Uninterruptible power supply, which often are based on an electrical inverter Inverter (logic gate), a logic gate also called a NOT gate
Inverter (electrical)
An inverter is an electrical device that converts direct current (DC) to alternating current (AC); the converted AC can be at any required voltage and frequency with the use of appropriate transformers, switching, and control circuits.
Static inverters have no moving parts and are used in a wide range of applications, from small switching power supplies in computers, to large electric utility high-voltage direct current applications that transport bulk power. Inverters are commonly used to supply AC power from DC sources such as solar panels or batteries.
The electrical inverter is a high-power electronic oscillator. It is so named because early mechanical AC to DC converters were made to work in reverse, and thus were "inverted", to convert DC to AC.
The inverter performs the opposite function of a rectifier.
Applications
DC power source utilization
An inverter converts the DC electricity from sources such as batteries, solar panels, or fuel cells to AC electricity. The electricity can be at any required voltage; in particular it can operate AC equipment designed for mains operation, or rectified to produce DC at any desired voltage.
Grid tie inverters can feed energy back into the distribution network because they produce alternating current with the same wave shape and frequency as supplied by the distribution system. They can also switch off automatically in the event of a blackout.
Micro-inverters convert direct current from individual solar panels into alternating current for the electric grid.
Uninterruptible power supplies
An uninterruptible power supply (UPS) uses batteries and an inverter to supply AC power when main power is not available. When main power is restored, a rectifier is used to supply DC power to recharge the batteries.
Induction heating
Inverters convert low frequency main AC power to a higher frequency for use in induction heating. To do this, AC power is first rectified to provide DC power. The inverter then changes the DC power to high frequency AC power.
[edit] HVDC power transmission
With HVDC power transmission, AC power is rectified and high voltage DC power is transmitted to another location. At the receiving location, an inverter in a static inverter plant converts the power back to AC.
[edit] Variable-frequency drives
Main article: variable-frequency drive
A variable-frequency drive controls the operating speed of an AC motor by controlling the frequency and voltage of the power supplied to the motor. An inverter provides the controlled power. In most cases, the variable-frequency drive includes a rectifier so that DC power for the inverter can be provided from main AC power. Since an inverter is the key component, variable-frequency drives are sometimes called inverter drives or just inverters.
[edit] Electric vehicle drives
Adjustable speed motor control inverters are currently used to power the traction motors in some electric and diesel-electric rail vehicles as well as some battery electric vehicles and hybrid electric highway vehicles such as the Toyota Prius. Various improvements in inverter technology are being developed specifically for electric vehicle applications.[2] In vehicles with regenerative braking, the inverter also takes power from the motor (now acting as a generator) and stores it in the batteries.
[edit] Air conditioning
Main article: Inverter (air conditioning)
An air conditioner bearing the inverter tag uses a variable-frequency drive to control the speed of the motor and thus the compressor.
[edit] The general case
A transformer allows AC power to be converted to any desired voltage, but at the same frequency. Inverters, plus rectifiers for DC, can be designed to convert from any voltage, AC or DC, to any other voltage, also AC or DC, at any desired frequency. The output power can never exceed the input power, but efficiencies can be high, with a small proportion of the power dissipated as waste heat.
Warnings
Some low power inverters have a warning not to use conventional fluorescent lighting. This is due to the power correction capacitor connected in parallel with the lamp. Removing the capacitor will fix the problem. What may not be known is that in dual lamp fittings the capacitor may be connected in series with the second lamp, thus removing the problem as well as the stroboscopic effect caused by the mains frequency.
Basic designs
In one simple inverter circuit, DC power is connected to a transformer through the centre tap of the primary winding. A switch is rapidly switched back and forth to allow current to flow back to the DC source following two alternate paths through one end of the primary winding and then the other. The alternation of the direction of current in the primary winding of the transformer produces alternating current (AC) in the secondary circuit.
The electromechanical version of the switching device includes two stationary contacts and a spring supported moving contact. The spring holds the movable contact against one of the stationary contacts and an electromagnet pulls the movable contact to the opposite stationary contact. The current in the electromagnet is interrupted by the action of the switch so that the switch continually switches rapidly back and forth. This type of electromechanical inverter switch, called a vibrator or buzzer, was once used in vacuum tube automobile radios. A similar mechanism has been used in door bells, buzzers and tattoo guns.
As they became available with adequate power ratings, transistors and various other types of semiconductor switches have been incorporated into inverter circuit designs.
[edit] Output waveforms
The switch in the simple inverter described above, when not coupled to an output transformer, produces a square voltage waveform due to its simple off and on nature as opposed to the sinusoidal waveform that is the usual waveform of an AC power supply. Using Fourier analysis, periodic waveforms
are represented as the sum of an infinite series of sine waves. The sine wave that has the same frequency as the original waveform is called the fundamental component. The other sine waves, called harmonics, that are included in the series have frequencies that are integral multiples of the fundamental frequency.
The quality of the inverter output waveform can be expressed by using the Fourier analysis data to calculate the total harmonic distortion (THD). The total harmonic distortion is the square root of the sum of the squares of the harmonic voltages divided by the fundamental voltage:
The quality of output waveform that is needed from an inverter depends on the characteristics of the connected load. Some loads need a nearly perfect sine wave voltage supply in order to work properly. Other loads may work quite well with a square wave voltage.
[edit] Advanced designs
H-bridge inverter circuit with transistor switches and antiparallel diodesThere are many different power circuit topologies and control strategies used in inverter designs. Different design approaches address various issues that may be more or less important depending on the way that the inverter is intended to be used.
The issue of waveform quality can be addressed in many ways. Capacitors and inductors can be used to filter the waveform. If the design includes a transformer, filtering can be applied to the primary or the secondary side of the transformer or to both sides. Low-pass filters are applied to allow the fundamental component of the waveform to pass to the output while limiting the passage of the harmonic components. If the inverter is designed to provide power at a fixed frequency, a resonant filter can be used. For an adjustable frequency inverter, the filter must be tuned to a frequency that is above the maximum fundamental frequency.
Since most loads contain inductance, feedback rectifiers or antiparallel diodes are often connected across each semiconductor switch to provide a path for the peak inductive load current when the switch is turned off. The antiparallel diodes are somewhat similar to the freewheeling diodes used in AC/DC converter circuits.
Fourier analysis reveals that a waveform, like a square wave, that is antisymmetrical about the 180 degree point contains only odd harmonics, the 3rd, 5th, 7th etc. Waveforms that have steps of certain widths and heights eliminate or “cancel” additional harmonics. For example, by inserting a
zero-voltage step between the positive and negative sections of the
square-wave, all of the harmonics that are divisible by three can be eliminated. That leaves only the 5th, 7th, 11th, 13th etc. The required width of the steps is one third of the period for each of the positive and negative steps and one sixth of the period for each of the zero-voltage steps.
Changing the square wave as described above is an example of pulse-width modulation (PWM). Modulating, or regulating the width of a square-wave pulse is often used as a method of regulating or adjusting an inverter's output voltage. When voltage control is not required, a fixed pulse width can be selected to reduce or eliminate selected harmonics. Harmonic elimination techniques are generally applied to the lowest harmonics because filtering is more effective at high frequencies than at low frequencies. Multiple pulse-width or carrier based PWM control schemes produce waveforms that are composed of many narrow pulses. The frequency represented by the number of narrow pulses per second is called the switching frequency or carrier frequency. These control schemes are often used in variable-frequency motor control inverters because they allow a wide range of output voltage and frequency adjustment while also improving the quality of the waveform.
Multilevel inverters provide another approach to harmonic cancellation. Multilevel inverters provide an output waveform that exhibits multiple steps at several voltage levels. For example, it is possible to produce a more sinusoidal wave by having split-rail direct current inputs at two voltages, or positive and negative inputs with a central ground. By connecting the inverter output terminals in sequence between the positive rail and ground, the positive rail and the negative rail, the ground rail and the negative rail, then both to the ground rail, a stepped waveform is generated at the inverter output. This is an example of a three level inverter: the two voltages and ground.[3]
[edit] Three phase inverters
3-phase inverter with wye connected loadThree-phase inverters are used for variable-frequency drive applications and for high power applications such as HVDC power transmission. A basic three-phase inverter consists of three single-phase inverter switches each connected to one of the three load terminals. For the most basic control scheme, the operation of the three switches is coordinated so that one switch operates at each 60 degree point of
the fundamental output waveform. This creates a line-to-line output waveform that has six steps. The six-step waveform has a zero-voltage step between the positive and negative sections of the square-wave such that the harmonics that are multiples of three are eliminated as described above. When
carrier-based PWM techniques are applied to six-step waveforms, the basic overall shape, or envelope, of the waveform is retained so that the 3rd harmonic and its multiples are cancelled.
3-phase inverter switching circuit showing 6-step switching sequence and waveform of voltage between terminals A and CTo construct inverters with higher power ratings, two six-step three-phase inverters can be connected in parallel for a higher current rating or in series for a higher voltage rating. In either case, the output waveforms are phase shifted to obtain a 12-step waveform. If additional inverters are combined, an 18-step inverter is obtained with three inverters etc. Although inverters are usually combined for the purpose of achieving increased voltage or current ratings, the quality of the waveform is improved as well.
哈尔滨理工大学 软件学院 课程设计报告 课程大三学年设计 题目带隙基准电压源设计 专业集成电路设计与集成系统班级集成10-2 班 学生唐贝贝 学号1014020227 指导老师董长春 2013年6月28日
目录 一.课程设计题目描述和要求………………………………………… 二.课程设计报告内容………………………………………………… 2.1课程设计的计算过程…………………………………………. 2.2带隙电压基准的基本原理……………………………………. 2.3指标的仿真验证结果…………………………………………. 2.4 网表文件……………………………………………………… 三.心得体会……………………………………………………………四．参考书目………………………………………………………….
一．课程设计题目描述和要求1.1电路原理图： (1).带隙基准电路 (2).放大器电路
1.2设计指标 放大器：开环增益：大于70dB 相位裕量：大于60度 失调电压：小于1mV 带隙基准电路：温度系数小于10ppm/C ? 1.3要求 1>手工计算出每个晶体管的宽长比。通过仿真验证设计是否正确，是否满足指标的要求，保证每个晶体管的正常工作状态。 2>使用Hspice 工具得到电路相关参数仿真结果，包括：幅频和相频特性（低频增益，相位裕度，失调电压）等。 3>每个学生应该独立完成电路设计，设计指标比较开放，如果出现雷同按不及格处理。 4>完成课程设计报告的同时需要提交仿真文件，包括所有仿真电路的网表，仿真结果。 5>相关问题参考教材第六章，仿真问题请查看HSPICE 手册。 二. 课程设计报告内容 由于原电路中增加了两个BJT 管，所以Vref 需要再加上一个Vbe ，导致最后结果为(ln )8.6M n β??≈，最后Vref 大概为1.2V ，且电路具有较大的电流，可以驱动较大的负载。 2.1课程设计的计算过程 1> M8，M9，M10，M11，M12，M13宽长比的计算 设Im8=Im9=20uA (W/L)8=(W/L)9=20uA 为了满足调零电阻的匹配要求，必须有Vgs13=Vgs6 ->因此还必须满足(W/L)13=(Im8/I6)*(W/L)6 即(W/L)13/(W/L)6=(W/L)9/(W/L)7 取(W/L)13=27 取(W/L)10=(W/L)11=(W/L)13=27 因为偏置电路存在整反馈，环路增益经计算可得为1/(gm13*Rb)，若使环路
电压、电位、电动势及其参考方向 1.电压的一般含义 金属导体中有许许多多的自由电子，在没有外加电场作用时，这些自由电子的运动时无规则的，则不能形成电流。要使自由电子作有规则的运动必须要有外加电场，电场力使自由电子作有规则的定向运动而形成电流。电场力移动电荷就对电荷做了功。它所释放出来的能量转化为其他形式的能量。为了衡量电场力对电荷做功的能力，引入电压这个物理量。 电压的定义为：电场力把单位正电荷从电路中的a 点移到b 点做的功称为a 、b 两点之间电压。电压通常用U 表示。 设正电荷Q 由a 点移至b 点电场力做的功为ab W 则 Q W U ab ab = （1-3） 式中 ab W ——电场力所做的功，单位为焦耳，J ； Q ——被移动正电荷的电量，单位为库仑，C ； ab U ——电路中a 、b 两点间的电压，单位为伏特，V 。 它的大小可以这样理解：如果1库仑正电荷从一点移到另一点所做的功为1J ，则该两点的电压为1V 。 电压的单位有：伏特（V ）、千伏（kV ）、毫伏（mV ）、微伏（μV ）。它们之间的关系为： 3110kV V =， 3110mV V -=， 6110V V μ-= 与电流一样，把大小、方向不随时间变化的电压称为恒定电压或直流电压，用大写字母“U ”表示；把实际方向随时间变化的电压称为交表电压，用小写字母“u ”表示。 2.电位 在电路中可取任一点为参考点，如选择0点为参考点，则由某点a 到参考点0的电压u a0，称为a 点的电位，用Va 表示。电位参考点可以任意选取，一般选择大地、设备外壳或接地点作为参考点并规定参考点电位为零。在一个电路中，一旦参考点确定后，电路中其余各点的电位也就确定了。电位的SI 单位也是伏特。 电压和电位的关系为：a 、b 两点之间的电压等于a 、b 两点之间的电位差，即 ab a b U V V =- （1-4） 由式（1-4）可知，如果ab U >0，当Q >0时ab W >0，电场力做正功，电荷减少能量。所以正电荷由a 点移到b 点，即减少能量，则a 点为高电位，b 点为低电位；反之，如果增加或获得能量，则a 点为低电位，b 点为高电位。正电荷在电路中移动时，电能的增或减反映电位的升高或降低，即电压升或电压降。
0 引言 基准电压是集成电路设计中的一个重要部分，特别是在高精度电压比较器、数据采集系统以及A／D和 D／A转换器等中，基准电压随温度和电源电压波动而产生的变化将直接影响到整个系统的性能。因此，在高精度的应用场合，拥有一个具有低温度系数、高电源电压抑制的基准电压是整个系统设计的前提。传统带隙基准由于仅对晶体管基一射极电压进行一阶的温度补偿，忽略了曲率系数的影响，产生的基准电压和温度仍然有较大的相干性，所以输出电压温度特性一般在20 ppm／℃以上，无法满足高精度的需要。 基于以上的要求，在此设计一种适合高精度应用场合的基准电压源。在传统带隙基准的基础上利用工作在亚阈值区MOS管电流的指数特性，提出一种新型二阶曲率补偿方法。同时，为了尽可能减少电源电压波动对基准电压的影响，在设计中除了对带隙电路的镜相电流源采用cascode结构外还增加了高增益反馈回路。在此，对电路原理进行了详细的阐述，并针对版图设计中应该的注意问题进行了说明，最后给出了后仿真结果。 l 电路设计 1．1 传统带隙基准分析 通常带隙基准电压是通过PTAT电压和CTAT电压相加来获得的。由于双极型晶体管的基一射极电压Vbe呈负温度系数，而偏置在相同电流下不同面积的双极型晶体管的基一射极电压之差呈正温度系数，在两者温度系数相同的情况下将二者相加就得到一个与温度无关的基准电压。 传统带隙电路结构如图1所示，其中Q2的发射极面积为Q1和Q3的m倍，流过Q1～Q3的电流相等，运算放大器工作在反馈状态，以A，B两点为输入，驱动Q1和Q2的电流源，使A，B两点稳定在近似相等的电压上。
假设流过Q1的电流为J，有： 由于式(5)中的第一项具有负温度系数，第二项具有正温度系数，通过调整m值使两项具有大小相同而方向相反的温度系数，从而得到一个与温度无关的电压。理想情况下，输出电压与电源无关。 然而，标准工艺下晶体管基一射极电压Vbe随温度的变化并非是纯线性的，而且由于器件的非理想性，输出电压也会受到电源电压波动的影响。其中，曲线随温度的变化主要取决于Vbe自身特性、集电极电流和电路中运放的失调电压，Vbe
带隙基准设计实例-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
带隙基准电路的设计 基准电压源是集成电路中一个重要的单元模块。目前,基准电压源被广泛应用在高精度比较器、A/ D 和D/ A 转换器、动态随机存取存储器等集成电路中。它产生的基准电压精度、温度稳定性和抗噪声干扰能力直接影响到芯片,甚至整个控制系统的性能。因此,设计一个高性能的基准电压源具有十分重要的意义。自1971 年Robert Widla 提出带隙基准电压源技术以后,由于带隙基准电压源电路具有相对其他类型基准电压源的低温度系数、低电源电压,以及可以与标准CMOS 工艺兼容的特点,所以在模拟集成电路中很快得到广泛研究和应用。 带隙基准是一种几乎不依赖于温度和电源的基准技术,本设计主要在传统电路的基础上设计一种零温度系数基准电路。 一 设计指标： 1、 温度系数：ref F V TC V T ?=? 2、 电压系数：ref F dd V VC V V ?=? 二 带隙基准电路结构：
三 性能指标分析 如果将两个具有相反温度系数（TCs ）的量以适合的权重相加，那么结果就会显示出零温度系数。在零温度系数下，会产生一个对温度变化保持恒定的量V REF 。 V REF = a 1V BE + a 2V T ㏑(n) 其中, V REF 为基准电压, V BE 为双极型三极管的基极-发射极正偏电压, V T 为热电压。对于a 1和a 2的选择，因为室温下/ 1.5m /BE T V V K ??≈-,然而/0.087m /T V T V K ??≈+,所以我们可以选择令a 1=1,选择a 2lnn 使得2(ln )(0.087/) 1.5/n mV K mV K α=,也就是2ln 17.2n α≈，表明零温度系数的基准为： 17.2 1.25REF BE T V V V V ≈+≈ 对于带隙基准电路的分析，主要是在Cadence 环境下进行瞬态分析、dc 扫描分析。 1、瞬态分析 电源电压Vdd=5v 时，Vref ≈，下图为瞬态分析图。 2.电压系数的计算： 下图为基准电压Vref 随电源电压Vdd 变化dc 分析扫描。 扫描电压范围为：3到6v ，基准电压Vref 为，保持基本不变。
带隙基准源电路与版图设计
论文题目：带隙基准源电路与版图设计 摘要 基准电压源具有相对较高的精度和稳定度，它的温度稳定性以及抗噪性能影响着整个系统的精度和性能。模拟电路使用基准源，或者是为了得到与电源无关的偏置，或者为了得到与温度无关的偏置，其性能好坏直接影响电路的性能稳定，可见基准源是子电路不可或缺的一部分，因此性能优良的基准源是一切电子系统设计最基本和最关键的要求之一，而集成电路版图是为了实现集成电路设计的输出。本文的主要目的是用BiCMOS工艺设计出基准源电路的版图并对其进行验证。 本文首先介绍了基准电压源的背景发展趋势及研究意义，然后简单介绍了基准电压源电路的结构及工作原理。接着主要介绍了版图的设计，验证工具及对设计的版图进行验证。 本设计采用40V的0.5u BiCMOS工艺库设计并绘制版图。仿真结果表明，设计的基准电压源温度变化为-40℃~~85℃，输出电压为2.5V及1.25V。最后对用Diva 验证工具对版图进行了DRC和LVS验证，并通过验证，表明本次设计的版图符合要求。 关键字：BiCMOS，基准电压源，温度系数，版图
Subject: Research and Layout Design Of Bandgap Reference Specialty: Microelectronics Name: Zhong Ting (Signature)＿＿＿＿Instructor: Liu Shulin (Signature)＿＿＿＿ ABSTRACT The reference voltage source with relatively high precision and stability, temperature stability and noise immunity affect the accuracy and performance of the entire system. Analog circuit using the reference source, or in order to get the bias has nothing to do with power, or in order to be independent of temperature, bias, and its performance directly affects the performance and stability of the circuit shows that the reference source is an integral part of the sub-circuit, excellent reference source is the design of all electronic systems the most basic and critical requirements of one of the IC layout in order to achieve the output of integrated circuit design. The main purpose of this paper is the territory of the reference circuit and BiCMOS process to be verified. This paper first introduces the background of the trends and significance of the reference voltage source, and then briefly introduced the structure and working principle of the voltage reference circuit. Then introduces the layout design and verification tools to verify the design of the territory. This design uses a 40V 0.5u BiCMOS process database design and draw the layout.The simulation results show that the design of voltage reference temperature of -40 °C ~ ~ 85 °C, the output voltage of 2.5V and 1.25V. Finally, the Diva verification tool on the territory of the DRC and LVS verification, and validated, show that the territory of the design meet the requirements. I
带隙基准电路的设计 基准电压源是集成电路中一个重要的单元模块。目前,基准电压源被广泛应用在高精度比较器、A/ D 和D/ A 转换器、动态随机存取存储器等集成电路中。它产生的基准电压精度、温度稳定性和抗噪声干扰能力直接影响到芯片,甚至整个控制系统的性能。因此,设计一个高性能的基准电压源具有十分重要的意义。自1971 年Robert Widla 提出带隙基准电压源技术以后,由于带隙基准电压源电路具有相对其他类型基准电压源的低温度系数、低电源电压,以及可以与标准CMOS 工艺兼容的特点,所以在模拟集成电路中很快得到广泛研究和应用。 带隙基准是一种几乎不依赖于温度和电源的基准技术,本设计主要在传统电路的基础上设计一种零温度系数基准电路。 一 设计指标： 1、温度系数：ref F V TC V T ?=? 2、电压系数：ref F dd V VC V V ?= ? 二 带隙基准电路结构：
三 性能指标分析 如果将两个具有相反温度系数（TCs ）的量以适合的权重相加，那么结果就会显示出零温度系数。在零温度系数下，会产生一个对温度变化保持恒定的量V REF 。 V REF = a 1V BE + a 2V T ㏑(n) 其中, V REF 为基准电压, V BE 为双极型三极管的基极-发射极正偏电压, V T 为热电压。对于a 1和a 2的选择，因为室温下/ 1.5m /BE T V V K ??≈-,然而/0.087m /T V T V K ??≈+,所以我们可以选择令a 1=1,选择a 2lnn 使得2(ln )(0.087/) 1.5/n mV K mV K α=,也就是 2ln 17.2n α≈，表明零温度系数的基准为： 17.2 1.25REF BE T V V V V ≈+≈ 对于带隙基准电路的分析，主要是在Cadence 环境下进行瞬态分析、dc 扫描分析。 1、瞬态分析 电源电压Vdd=5v 时，Vref ≈，下图为瞬态分析图。 2.电压系数的计算： 下图为基准电压Vref 随电源电压Vdd 变化dc 分析扫描。 扫描电压范围为：3到6v ，基准电压Vref 为，保持基本不变。
低电压带隙基准电压源设计 基准电压是数模混合电路设计中一个不可缺少的参数，而带隙基准电压源又是产生这个电压的最广泛的解决方案。在大量手持设备应用的今天，低功耗的设计已成为现今电路设计的一大趋势。随着CMOS 工艺尺寸的下降，数字电路的功耗和面积会显著下降，但电源电压的下降对模拟电路的设计提出新的挑战。传统的带隙基准电压源结构不再适应电源电压的要求，所以，新的低电压设计方案应运而生。本文采用一种低电压带隙基准结构。在TSMC0．13μmCMOS工艺条件下完成，包括核心电路、运算放大器、偏置及启动电路的设计，并用Cadence Spectre对电路进行了仿真验证。 1 传统带隙基准电压源的工作原理 传统带隙基准电压源的工作原理是利用两个温度系数相抵消来产生一个零温度系数的直流电压。图1所示是传统的带隙基准电压源的核心部分的结构。其中双极型晶体管Q2的面积是Q1的n倍。 假设运算放大器的增益足够高，在忽略电路失调的情况下，其输入端的电平近似相等，则有： VBE1=VBE2+IR1 (1)
其中，VBE具有负温度系数，VT具有正温度系数，这样，通过调节n和R2/R1，就可以使Vref得到一个零温度系数的值。一般在室温下，有： 但在0．13μm的CMOS工艺下，低电压MOS管的供电电压在1．2 V左右，因此，传统的带隙基准电压源结构已不再适用。 2 低电源带隙基准电压源的工作原理 低电源电压下的带隙基准电压源的核心思想与传统结构的带隙基准相同，也是借助工艺参数随温度变化的特性来产生正负两种温度系数的电压，从而达到零温度系数的目的。图2所示是低电压下带隙基准电压源的核心部分电路，包括基准电压产生部分和启动电路部分。
带隙电压基准源的设计与分析 摘要介绍了基准源的发展和基本工作原理以及目前较常用的带隙基准源电路结构。设计了一种基于Banba结构的基准源电路，重点对自启动电路及放大电路部分进行了分析，得到并分析了输出电压与温度的关系。文中对带隙电压基准源的设计与分析，可以为电压基准源相关的设计人员提供参考。可以为串联型稳压电路、A／D和D／A转化器提供基准电压，也是大多数传感器的稳压供电电源或激励源。 基准源广泛应用于各种模拟集成电路、数模混合信号集成电路和系统集成芯片中，其精度和稳定性直接决定整个系统的精度。在模／数转换器(ADC)、数／模转换器(DAC)、动态存储器(DRAM)等集成电路设计中，低温度系数、高电源抑制比(PSRR)的基准源设计十分关键。 在集成电路工艺发展早期，基准源主要采用齐纳基准源实现，如图1(a)所示。它利用了齐纳二极管被反向击穿时两端的电压。由于半导体表面的沾污等封装原因，齐纳二极管噪声严重且不稳定。之后人们把齐纳结移动到表面以下，支撑掩埋型齐纳基准源，噪声和稳定性有较大改观，如图1(b)所示。其缺点：首先齐纳二极管正常工作电压在6～8 V，不能应用于低电压电路；并且高精度的齐纳二极管对工艺要求严格、造价相对较高。 1971年，Widlar首次提出带隙基准结构。它利用VBE的正温度系数和△VBE的负温度系数特性，两者相加可得零温度系数。相比齐纳基准源，Widlar型带隙基准源具有更低的输出电压，更小的噪声，更好的稳定性。接下来的1973年和1974年，Kujik和Brokaw分别提出了改进带隙基准结构。新的结构中将运算放大器用于电压钳位，提高了基准输出电压的精度。 以上经典结构奠定了带隙基准理论的基础。文中介绍带隙基准源的基本原理及其基本结构，设计了一种基于Banba结构的带隙基准源，相对于Banba结构，增加了自启动电路模块及放大电路模块，使其可以自动进入正常工作状态并增加其稳定性。 1 带隙基准源工作原理 由于带隙电压基准源能够实现高电源抑制比和低温度系数，是目前各种基准电压源电路中性能最佳的基准源电路。 为得到与温度无关的电压源，其基本思路是将具有负温度系数的双极晶体管的基极-发射极电压VBE与具有正温度系数的双极晶体管VBE的差值△VBE以不同权重相加，使△VBE 的温度系数刚好抵消VBE的温度系数，得到一个与温度无关的基准电压。图2为一个基本的CMOS带隙基准源结构电路。
论文题目：带隙基准源电路与版图设计 摘要 基准电压源具有相对较高的精度和稳定度，它的温度稳定性以及抗噪性能影响着整个系统的精度和性能。模拟电路使用基准源，或者是为了得到与电源无关的偏置，或者为了得到与温度无关的偏置，其性能好坏直接影响电路的性能稳定，可见基准源是子电路不可或缺的一部分，因此性能优良的基准源是一切电子系统设计最基本和最关键的要求之一，而集成电路版图是为了实现集成电路设计的输出。本文的主要目的是用BiCMOS工艺设计出基准源电路的版图并对其进行验证。 本文首先介绍了基准电压源的背景发展趋势及研究意义，然后简单介绍了基准电压源电路的结构及工作原理。接着主要介绍了版图的设计，验证工具及对设计的版图进行验证。 本设计采用40V的0.5u BiCMOS工艺库设计并绘制版图。仿真结果表明，设计的基准电压源温度变化为-40℃~~85℃，输出电压为2.5V及1.25V。最后对用Diva 验证工具对版图进行了DRC和LVS验证，并通过验证，表明本次设计的版图符合要求。 关键字：BiCMOS，基准电压源，温度系数，版图 I
Subject: Research and Layout Design Of Bandgap Reference Specialty: Microelectronics Name: Zhong Ting (Signature)＿＿＿＿Instructor: Liu Shulin (Signature)＿＿＿＿ ABSTRACT The reference voltage source with relatively high precision and stability, temperature stability and noise immunity affect the accuracy and performance of the entire system. Analog circuit using the reference source, or in order to get the bias has nothing to do with power, or in order to be independent of temperature, bias, and its performance directly affects the performance and stability of the circuit shows that the reference source is an integral part of the sub-circuit, excellent reference source is the design of all electronic systems the most basic and critical requirements of one of the IC layout in order to achieve the output of integrated circuit design. The main purpose of this paper is the territory of the reference circuit and BiCMOS process to be verified. This paper first introduces the background of the trends and significance of the reference voltage source, and then briefly introduced the structure and working principle of the voltage reference circuit. Then introduces the layout design and verification tools to verify the design of the territory. This design uses a 40V 0.5u BiCMOS process database design and draw the layout.The simulation results show that the design of voltage reference temperature of -40 ° C ~ ~ 85 ° C, the output voltage of 2.5V and 1.25V. Finally, the Diva verification tool on the territory of the DRC and LVS verification, and validated, show that the territory of the design meet the requirements. Keywords: BiCMOS，band gap , temperature coefficient, layout II
基于BiCMOS工艺的带隙基准电压源设计 叶鹏1，2，文光俊1,2，蔡竟业1, 王永平2 (1.电子科技大学 通信与信息工程学院，四川 成都 610054) (2.广州润芯信息技术有限公司，广东 广州 510663 ) 摘要：电压基准是模拟集成电路的重要单元模块，本文在0.35um BiCMOS工艺下设计了一个带隙基准电压源。仿真结果表明，该基准源电路在典型情况下输出电压为1.16302V，在-45℃～105℃范围内，其温度系数为3.6ppm/℃，在在电源电压为3V～3.6V范围内，参考电压从.16295V～1.16308V，变化了130uV，电源电压调整率为0.0186%/V。 关键字：带隙基准电压源；温度系数；电源电压调整率；BiCMOS 中图分类号 TN782 文献标识码 A A Veference Voltage Circuit Design on BiCMOS Technology YE Peng1,2,WEN Guang-jun1,2,CAI Jing-ye1,WANG Yong-ping2 (1 School of Communication and Information Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu Sichuan 610054) (2 Guangzhou Runxin Information Technology Co. LTD, Guangzhou Guangdong 510663) Abstract：voltage reference is a critical module in analog integrated circuit.this paper design a bandgap voltage reference,the simulation result demonstrate that the output voltage is 1.16302V in typical,the temperature coefficience is 3.6ppm/℃when temperature from -45℃ to 105℃,the reference voltage is from 1.16295V to 1.16308V when power voltage 3V～3.6V,the vary Is 130uV, Keywords: bandgap voltage source;temperature coefficience;Line Sensitivity;BiCMOS 1引言 设计基准电路的目的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。基准源在模拟和混合集成电路中应用非常广泛，比如数据转换电路和稳压电路中。[1]在通常情况下，理想的基准电路是与温度、工艺参数以及电源电压无关的，但是实际中各种因素的影响不可避免，那么就要尽量减少各种不确定因素的影响。在设计时除了考虑温度、电源和工艺的不确定性以外，基准电路的其他一些参数也是十分关键的，如输出阻抗、输出噪声、功耗和版图面积。本文在分析了带隙基准电路原理的基础上，设计了一个低温度系数、低电源电压调整率的基准电压源。 2带隙基准电压源的原理
带隙基准源 基本指标：共模抑制比（高）；开环增益（）；失调电压（低）；压摆率（）；随温度变化率/系数（低）；温漂（低）；功耗（低）；相位裕度，理想相位裕度60°； 温度系数TC(temperature coefficient)：指温度变化引起的输出电压的变化，一般用ppm/℃来表示。温度系数反映基准源在整个工作温度范围内输出电压最大值与最小值相对正常输出时的变化，对于一阶补偿的带隙基准源电路而言，温度系数一般在几十ppm/℃，经过二阶或高阶的非线性补偿的电路，温度系数可以达到几个ppm/℃以下。目前常用的高阶温度补偿技术包括：二阶曲线补偿技术[10]，指数曲线补偿技术，线形化V BE的技术[11]，基于电阻比值的温度系数的曲线补偿方法等。 线性调整率：用来描述直流情况下电源电压波动对基准电压的影响程度。调整率越小，基准输出电压越稳定。它是基准电压的直流特性参数，与瞬时状态无关。 电源抑制比：表示电源电压在小信号情况下的变化量与基准的变化量之比。亦即等于差分放大倍数与由于Vdd变化引起的放大倍数之比，表达式为A V （Vdd=0）/A V dd（Vin=0），它是基准电压的交流特性参数。 噪声：基准输出电压中的噪声通常包括宽带热噪声和窄带l / f 噪声。宽带噪声可以应用RC滤波器等电路有效的过滤清除。而l / f 噪声是基准源内在固有的噪声，不能被滤除，一般在0.1到10Hz范围内发挥作用。对高精度系统，低频的l / f 噪声的影响是一个重要的参数。 建立时间：指电源上电后，基准源输出达到正常值所需的时间。
表4-1电压基准源设计指标 设计指标描述最小值典型值最大值单位工作温度-40 27 85 ℃工作电压 4.5 5 5.5 V 输出电压 1.24/2.48 1.25/2.50 1.26/2.52 V 输出电流 2 mA 温度系数30 ppm/℃电源纹波抑制比(2MHz) -20 -30 -50 dB 采用自举输入还有以下优点:1)消除了Q1和Q2管的厄尔利效应不对称对K CMR的影响,同时,Q1,2的基极电压和Q5,6的基极电压将随输入共模电压变化,形成共模反馈,所以,K CMR得以大大提高;2)V CB1,2≈0,能有效地消除集-基反向漏电流I CBO对I B的有害干扰;3)由于基极电流很小,所以,该电路有很高的输入阻抗。
~ 带隙基准电路的设计 基准电压源是集成电路中一个重要的单元模块。目前,基准电压源被广泛应用在高精度比较器、A/ D 和D/ A 转换器、动态随机存取存储器等集成电路中。它产生的基准电压精度、温度稳定性和抗噪声干扰能力直接影响到芯片,甚至整个控制系统的性能。因此,设计一个高性能的基准电压源具有十分重要的意义。自1971 年Robert Widla 提出带隙基准电压源技术以后,由于带隙基准电压源电路具有相对其他类型基准电压源的低温度系数、低电源电压,以及可以与标准CMOS 工艺兼容的特点,所以在模拟集成电路中很快得到广泛研究和应用。 带隙基准是一种几乎不依赖于温度和电源的基准技术,本设计主要在传统电路的基础上设计一种零温度系数基准电路。 一 设计指标： 1、温度系数：ref F V TC V T ?=? 2、电压系数：ref F dd V VC V V ?= ? 二 带隙基准电路结构：
{ 三 性能指标分析 如果将两个具有相反温度系数（TCs ）的量以适合的权重相加，那么结果就会显示出零温度系数。在零温度系数下，会产生一个对温度变化保持恒定的量V REF 。 V REF = a 1V BE + a 2V T ㏑(n) 其中, V REF 为基准电压, V BE 为双极型三极管的基极-发射极正偏电压, V T 为热电压。对于a 1和a 2的选择，因为室温下/ 1.5m /BE T V V K ??≈-,然而/0.087m /T V T V K ??≈+,所以我们可以选择令a 1=1,选择a 2lnn 使得2(ln )(0.087/) 1.5/n mV K mV K α=,也就是 2ln 17.2n α≈，表明零温度系数的基准为： 17.2 1.25REF BE T V V V V ≈+≈ 对于带隙基准电路的分析，主要是在Cadence 环境下进行瞬态分析、dc 扫描分析。 1、瞬态分析 电源电压Vdd=5v 时，Vref ≈，下图为瞬态分析图。 !
一种高精度的CMOS 带隙基准电压源 黄晓敏,沈绪榜,邹雪城,蒋 湘 (华中科技大学图像识别与人工智能研究所,湖北省武汉市430074) 【摘 要】 设计了一种采用0.25μm CMOS 工艺的高精度带隙基准电压源。该电路结构新颖, 性能优异,其温度系数可达3×10-6/℃,电源抑制比可达75dB 。还增加了提高电源抑制比电路、启动电路和省功耗电路,以保证电路工作点正常、性能优良,并使电路的静态功耗较小。 关键词:CMOS ,带隙,基准电压源中图分类号:TN492 收稿日期:2003208211;修回日期:2003210211 0 引 言 基准电压源广泛应用于A/D 和D/A 转换器、数 据采集系统、电压调节器以及各种测量设备,其精度和稳定性直接决定了整个系统的精度。电压基准源有基于正向V BE 的电压基准、基于齐纳二极管反向击穿特性的电压基准、带隙电压基准等多种。其中,带隙电压基准具有低温度系数、高电源抑制比、低基准电压以及长期稳定性等优点,因而得到广泛应用。 本文提出了一种结构比较新颖的基准电压源电路,具有较低的温度系数和较高的电源抑制比。此外,还增加了提高电源抑制比电路、启动电路和省功耗电路,以保证电路工作点正常、性能优良,并使电路的静态功耗较小。 1 电路结构 1.1 带隙基准原理 由于双极型晶体管的基极2发射极电压V BE 呈负温度系数,而两个双极型晶体管工作在不同的工作电流时,它们的基极2发射极电压差ΔV BE 正比于绝对温度。故取: V REF =V BE +K ΔV BE (1)将式(1)对温度微分,并代入V BE 和ΔV BE 的温度系数,就可以求得合适的K 值。理论上,V REF 的温度系 数可以为0,并且V REF 几乎不受电源电压变化的影响。所以,V REF 的温度系数很小,同时也有较好的电源抑制比。1.2 带隙基准压的核心电路如图1所示的功耗控制开关,当CTR 为低电平时,M12导通,M13关闭,则N 3点电位为高,M5关 闭,差分放大器尾电流为0,差分放大器没有工作,整个电路也没有工作,处于省功耗状态;当CTR 为高电平时,M12关闭,M13导通,则M11～M16组成的偏置电路为N 3点提供合适的偏置电压V N 3,使得差分放大器以及整个电路正常工作。M1～M5组成差分放大器,M6和M9组成共源放大器,差分放大器输出端接到M6的栅上,则M1～M6以及M9组成二级运放,电容C0为补偿电容。同时,M9进行电流映射,使流过双极型晶体管Q1、Q2和Q3的电流相等。Q1和Q2支路上的N 1、N 2点反馈到差分放大器的差分输入端,形成负反馈;运放增益较大时,电路处于深度负反馈,当电路平衡时,节点N 1、N 2点电位相等 。 图1 带隙基准电压源核心电路 设流过Q2和Q2和Q3的电流都为I ,则有: V BE2=V BE1+IR 1 (2) 得到: I = V BE2-V BE1 R 1 (3) 设Q1发射区面积是Q2的M 倍,则 V BE1=k T q ln I M I s (4)V BE2= k T q ln I I s (5) 将式(4)、式(5)代入式(3),则 ? 31?第30卷第3期2004年3月 电子工程师 EL ECTRON IC EN GIN EER Vol.30No.3 Mar.2004
摘要：电压基准源简单、稳定的基准电压，作为电路设计的一个关键因素，电压基准源的选择需要考虑多方面的问题并作出折衷。本文讨论了不同类型的电压基准源以及它们的关键特性和设计中需要考虑的问题，如精确度、受温度的影响程度、电流驱动能力、功率消耗、稳定性、噪声和成本。 几乎在所有先进的电子产品中都可以找到电压基准源，它们可能是独立的、也可能集成在具有更多功能的器件中。例如： 在数据转换器中，基准源提供了一个绝对电压，与输入电压进行比较以确定适当的数字输出。在电压调节器中，基准源提供了一个已知的电压值，用它与输出作比较，得到一个用于调节输出电压的反馈。在电压检测器中，基准源被当作一个设置触发点的门限。 要求什么样的指标取决于具体应用，本文讨论不同类型的电压基准源、它们的关键指标和设计过程中要综合考虑的问题。为设计人员提供了选择最佳电压基准源的信息。 理想情况 理想的电压基准源应该具有完美的初始精度，并且在负载电流、温度和时间变化时电压保持稳定不变。实际应用中，设计人员必须在初始电压精度、电压温漂、迟滞以及供出/吸入电流的能力、静态电流(即功率消耗)、长期稳定性、噪声和成本等指标中进行权衡与折衷。 基准源的类型 两种常见的基准源是齐纳和带隙基准源。齐纳基准源通常采用两端并联拓扑；带隙基准源通常采用三端串连拓扑。 齐纳二极管和并联拓扑 齐纳二极管优化工作在反偏击穿区域，因为击穿电压相对比较稳定，可以通过一定的反向电流驱动产生稳定的基准源。 齐纳基准源的最大好处是可以得到很宽的电压范围，2V到200V。它们还具有很宽范围的功率，从几个毫瓦到几瓦。
齐纳二极管的主要缺点是精确度达不到高精度应用的要求，而且，很难胜任低功耗应用的要求。例如：BZX84C2V7LT1，它的击穿电压，即标称基准电压是2.5V，在2.3V至2.7V之间变化，即精确度为±8%，这只适合低精度应用。 齐纳基准源的另一个问题是它的输出阻抗。上例中器件的内部阻抗为5mA时100Ω和1mA时600Ω。非零阻抗将导致基准电压随负载电流的变化而发生变化。选择低输出阻抗的齐纳基准源将减小这一效应。 埋入型齐纳二极管是一种比常规齐纳二极管更稳定的特殊齐纳二极管，这是因为采用了植入硅表面以下的结构。 作为另一种选择，可以用有源电路仿真齐纳二极管。这种电路可以显著改善传统齐纳器件的缺点。MAX6330就是一个这样的电路。负载电流在10 0μA至50mA范围变化时，具有1.5% (最大)的初始精度。此类IC的典型应用如图1所示。 图1.
带隙基准电压源的基 本原理
电子知识 2015年10月23日 深圳华强北华强集团2号楼7楼 电池管理系统能实时监控电池状态，延长电池续航时间、避免电池过充过放的情况出现，在电子产品中起着至关重要的作用。特别是可穿戴设备的兴起对电池管理系统提出新的挑战，此次“消费电子电池管理系统技术论坛”，我们将邀请业界领先的半导体厂商、方案设计商与终端产品制造商，共探消费电子电池管理系统市场发展趋势及创新技术，助力设计/研发工程师显著改进电池管理系统，进而从技术的层面为业界解决电子产品的电池续航问题。 立即报名>> IBIS模型是一种基于V/I曲线对I/O BUFFER快速准确建模方法，是反映芯片驱动和接收电气特性一种国际标准，它提供一种标准文件格式来记录如驱动源输出阻抗、上升/下降时间及输入负载等参数，非常适合做振荡和串扰等高频效应计算与仿真。 IBIS本身只是一种文件格式，它说明在一标准IBIS文件中如何记录一个芯片驱动器和接收器不同参数，但并不说明这些被记录参数如何使用，这些参数需要由使用IBIS模型仿真工具来读取。欲使用IBIS进行实际仿真，需要先完成四件工作：获取有关芯片驱动器和接收器原始信息源；获取一种将原始数据转换为IBIS格式方法；提供用于仿真可被计算机识别布局布线信息；提供一种能够读取IBIS和布局布线格式并能够进行分析计算软件工具。 IBIS模型优点可以概括为：在I/O非线性方面能够提供准确模型，同时考虑了封装寄生参数与ESD结构；提供比结
构化方法更快仿真速度；可用于系统板级或多板信号完整性分析仿真。可用IBIS模型分析信号完整性问题包括：串扰、反射、振荡、上冲、下冲、不匹配阻抗、传输线分析、拓扑结构分析。IBIS尤其能够对高速振荡和串扰进行准确精细仿真，它可用于检测最坏情况上升时间条件下信号行为及一些用物理测试无法解决情况；模型可以免费从半导体厂商处获取，用户无需对模型付额外开销；兼容工业界广泛仿真平台。 IBIS模型核由一个包含电流、电压和时序方面信息列表组成。IBIS模型仿真速度比SPICE快很多，而精度只是稍有下降。非会聚是SPICE模型和仿真器一个问题，而在IBIS仿真中消除了这个问题。实际上，所有EDA供应商现在都支持IBIS模型，并且它们都很简便易用。大多数器件IBIS模型均可从互联网上免费获得。可以在同一个板上仿真几个不同厂商推出器件。 IBIS模型是一种基于V/I曲线对I/O BUFFER快速准确建模方法，是反映芯片驱动和接收电气特性一种国际标准，它提供一种标准文件格式来记录如驱动源输出阻抗、上升/下降时间及输入负载等参数，非常适合做振荡和串扰等高频效应计算与仿真。 IBIS本身只是一种文件格式，它说明在一标准IBIS文件中如何记录一个芯片驱动器和接收器不同参数，但并不说明这些被记录参数如何使用，这些参数需要由使用IBIS模型仿真工具来读取。欲使用IBIS进行实际仿真，需要先完成四件工作：获取有关芯片驱动器和接收器原始信息源；获取一种将原始数据转换为IBIS格式方法；提供用于仿真可被计算机识别布局布线信息；提供一种能够读取IBIS和布局布线格式并能够进行分析计算软件工具。
1.2 电流和电压的参考方向
1.电流及其参考方向
（1）电流：带电粒子有规则的定向运动。 （2）电流强度: 描述带电粒子定向移动的强弱,
大小等于单位时间通过某一截面的电荷（电量）。
“电流强度”简称“电流”，记为“ i ”或者“I ” 。
交流 电流
直流
方向随时间变化 方向不随时间变化
Δq dq
i lim
大小随时间变化
Δ0 Δt dt
Δq q 大小不随时间变化 I
Δt t 第 1 页
电流强度单位: A（安培） kA，mA，A
电荷单位: C（库伦）
1个电子的电荷是 1.602×1019C
1C的电荷相当于 1/1.602×1019=6.24×1018个电子
dq i
dt
dq idt
电流强度的其他单位: C/s（库伦/秒） 1A=1C/s
电荷的其他单位: As或mAh 1As=1C 1mAh=3.6C
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例如：充电电池上标有：2700mAh ，这个指的是电池的容量。 分析：2700mAh=2700 10-3 3600=9720C
如给电流是10mA的负载供电 理想情况下可连续使用：2700mAh/10mA=270h
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关于电流和电荷的单位
安培是国际基本单位，库仑是导出单位。 安培定义：在真空中相距1m的2根无限长平行导线通以相等的 恒定电流，当每米导线上所受作用力为210-7N时，各导线上 的电流为 1A。
按发现的时间“先电荷”,后“电流”
按单位定义“先安培”,“后库伦”
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