一种工作在亚阈值区的低电压低功耗基准电压电路
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一种全MOS管结构低压低功耗电压基准源的设计张昌璇;解光军【摘要】提出了一种全MOS管结构的低压低功耗电压基准源,他利用一个工作在亚阈值区的MOS管具有负温度特性的栅-源电压与一对工作在亚阈值区的MOS 管所产生的具有正温度特性的电压差进行补偿.电路采用标准的0.6 μmCMOS工艺设计,已成功应用于一个低压差线性稳压器(LDO)中,具有优良的温度稳定性,在-40~+120 ℃范围内能达到37.4 ppm/℃,并可以在供电电压为1.4~5.5 V下工作,其总电流仅为4 μA.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2008(031)001【总页数】3页(P156-158)【关键词】电压基准;亚阈值区;低压低功耗;MOS管【作者】张昌璇;解光军【作者单位】合肥工业大学,微电子与固体电子学院,安徽,合肥,230009;合肥工业大学,微电子与固体电子学院,安徽,合肥,230009【正文语种】中文【中图分类】TN432近几年来,随着无线通信业的高速成长,采用电池供电的模拟或模数混合电子产品得到迅猛发展,尤其是采用CMOS标准工艺的低电压、低功耗模拟电路受到越来越多的重视。
低电压的模拟电路不但能大幅度降低电路功耗,而且能增强电路稳定性。
在电子设计行业内有一种说法:电源电压越低越好。
尽管电源电压并不是决定电路功耗的惟一因素,但其影响居于主导地位。
传统的带隙基准源是根据双极型晶体管的VBE和ΔVBE的温度特性来设计的,在CMOS工艺中采用了寄生的PNP管进行设计,其带隙基准电压为[1]:Vref|T=T0=VG0+VT0(γ-α)(1)其中,Vref是温度为T0时的基准电压,VG0是带隙电压(1.205 V),对于典型值γ=3.2,α=1,Vref=1.262 V[1]。
所以一般的带隙基准电路其基准电压都大于带隙电压,难以实现低压。
本文采用全MOS管结构,所设计的基准电压不再受带隙电压的限制,很容易达到1 V以下,便于为一些低压模拟电路提供基准源,且无需引入放大器,进一步简化了电路,所设计的电压基准源已成功应用于一个手机电源管理的LDO芯片之中。
低功耗带隙基准电压源电路设计蒋本福【摘要】文章提出一种三层self-cascode管子工作在亚阈值区的低功耗带隙基准电压源电路.该电路具有电路结构简单、功耗低、温度系数小、线性度小和面积小等特点.采用CSMC 0.18μm的标准CMOS工艺,华大九天Aether软件验证平台进行仿真.仿真结果表明,在tt工艺角下电路的启动时间为6.64μs,稳定输出的基准电压Vref为567 mV;当温度在-40℃~125℃范围内时,tt工艺角下基准电压Vref的温度系数TC为18.8 ppm/℃;电源电压在1.2 V~1.8 V范围内时,tt工艺角下基准电压Vref的线性度为2620 ppm/V;在10 Hz~1 kHz带宽范围内,tt工艺角下基准电压Vref的电源抑制比(PSRR)为51 dB;版图核心面积为0.00195 mm2.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2017(036)003【总页数】3页(P39-41)【关键词】Aether软件;功耗;温度系数;线性度;面积【作者】蒋本福【作者单位】吉林大学珠海学院,广东珠海519000【正文语种】中文【中图分类】TN432在模拟IC和混合IC中,带隙基准电压是不可缺少的电路模块。
传统的低压、低功耗带隙基准电路是基于垂直双极晶体管,在文献[1-2]中分别提出了多种设计方法。
然而,这些方法都需要几百兆欧姆的电阻实现低功耗运行,占用较大芯片面积,浪费资源。
参考文献[3]也提出了由几个工作在亚阈值区的MOS管组成的电路,虽然保证了低功耗,但是也出现了温度补偿不够等问题。
为了实现低温漂带隙基准电压电路,高阶温度补偿技术[5]必须得到广泛应用,以减小带隙电压的温度系数。
因此本文提出在低功耗的带隙基准基础上增加高阶温度补偿电路来实现低温漂基准电压电路。
电路原理图如图1所示,主要由启动电路[4]、电流产生电路[5]和self-cascode[4-5]自偏置电路三部分组成。
超低功耗亚阈值CMOS电压基准设计姜梅;黎永泉;杨智【摘要】文章提出了一种采用标准CMOS工艺,基于不同阈值器件的阈值差原理实现的超低功耗电压基准电路。
电路实现了213mV的低基准电压输出,在原有亚阈值电路研究的基础上,添加超低功耗运放电路,降低了输出电压的线性调整率。
电路中所有器件都工作在亚阈区,实现了超低功耗,在0.8V工作电压温度190℃时的功耗仅为80nW。
在20至190℃范围内,平均温度系数约为16.5ppm/℃,在0.8到4V工作电压范围内,线性调整率为0.044%/V。
电源抑制比为73dB@100Hz,核心电路版图面积约为0.0144mm2。
【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2015(000)023【总页数】3页(P19-21)【关键词】亚阈值;CMOS电压基准;超低功耗;高电源抑制比【作者】姜梅;黎永泉;杨智【作者单位】深圳大学信息工程学院;深圳大学信息工程学院;深圳大学信息工程学院【正文语种】中文随着物联网以及可穿戴医疗产品市场的发展,对低功耗集成电路设计带来了严峻的挑战。
低功耗设计在便携设备中很受青睐,例如植入式医疗电子产品,个人手机,传感器网络和能量收集系统。
工作在亚阈区的MOS器件可以减少系统的能量消耗,尤其是在电压基准电路中。
但是,工作在亚阈区的MOS器件对工艺角以及环境条件的变化会更加敏感,对于电路设计者来说,设计出良好性能的亚阈电路是一个不小的挑战[1]-[5]。
本文首先介绍了亚阈值电压基准电路的基本原理,并对此做了详细的器件参数特性分析,进而提出了一个具有更低温度系数、更高电源抑制比、低功耗的可用于便携设备系统中的电压基准电路。
由电流偏置和电压偏置两部分组成的基本亚阈值电压基准电路如图1所示。
图中所有器件都工作在亚阈区,其中高阈值器件M1和标准阈值器件M2、M3构成了电流偏置电路,产生一个正温系数的电流IP2,然后此电流被镜像到后级二极管连接的电压偏置电路中,产生了基准电压[5]。
一种低功耗亚阈值CMOS带隙基准电压源
邢小明;李建成;郑礼辉
【期刊名称】《微电子学与计算机》
【年(卷),期】2015(32)10
【摘要】提出了一种新型的低功耗亚阈值型CMOS带隙基准电压电路.该电路在不增加工作电源电压的情况下具有低功耗、低温度系数和高可靠性的优越性能,采用TSMC 0.18μm工艺仿真实现.该设计电路由MOS管、双极型晶体管和电阻组成,并且所有MOS管均工作在亚阈值状态,从而实现了较低的功耗.该带隙基准电压源的工作电压为1.1V,输出电压0.59V,消耗功耗约为68nW,在0.8~3V电压下均能稳定工作.在电源电压为1.1V和-40~80℃的工作温度下,电压基准的温度系数为14.8×10-6/℃,具有优良的温度稳定性.
【总页数】5页(P151-154)
【关键词】低功耗;低温度系数;亚阈值;CMOS
【作者】邢小明;李建成;郑礼辉
【作者单位】国防科技大学电子科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN432
【相关文献】
1.一种低功耗CMOS带隙基准电压源设计 [J], 汤知日;周孝斌;杨若婷
2.一种超低功耗亚阈值型带隙基准电压源的设计 [J], 刘利辉
3.一种低功耗CMOS带隙基准电压源的实现 [J], 冯勇建;胡洪平
4.一种无运放低压低功耗CMOS带隙基准电压源的设计 [J], 杨帆;邓婉玲;黄君凯
5.一种新型的CMOS亚阈值低功耗基准电压源 [J], 孙宇;肖立伊
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一种工作在亚阈区超低功耗带隙基准源的设计
杨盛波;唐宁;覃贤芳
【期刊名称】《电子技术应用》
【年(卷),期】2009(035)002
【摘要】基于RFID标签芯片的低功耗要求,设计了一种超低功耗的带隙基准电压源,电路中的主要MOS管都工作在亚阈值状态.在spectre环境下仿真表明,当电源电压为3 V~7 V,温度在-30℃~+120℃变化时,输出基准电压为1.8 V±0.001 V.电源电压抑制比(PSRR)为69.5 dB,并且电路工作电流维持在1.5 μA~7 μA的范围内.
【总页数】4页(P71-73,77)
【作者】杨盛波;唐宁;覃贤芳
【作者单位】桂林电子科技大学,信息与通信学院,广西,桂林,541004;桂林电子科技大学,信息与通信学院,广西,桂林,541004;桂林电子科技大学,信息与通信学院,广西,桂林,541004
【正文语种】中文
【中图分类】TN432
【相关文献】
1.一种1V电压工作的高精度CMOS带隙基准源 [J], 唐华;肖明;吴玉广
2.一种亚阈型自举带隙基准电压源的设计 [J], 黄世震;刘春炜;林伟
3.一种结构简单的高精确度带隙基准源设计 [J], 张泽伟; 宋树祥; 蒋品群; 庞中秋
4.一种宽温度范围的低温度系数带隙基准源设计 [J], 安景慧;吴晨健
5.CMOS亚阈型带隙电压基准的分析与设计 [J], 吴金;刘桂芝;张麟
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