一种低压分段线性曲率校正CMOS带隙基准源设计-论文.pdf

《一种低压分段线性曲率校正CMOS带隙基准源设计-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第14卷，第9期电子与封装总第l37期Voll4．No9ELECTR0NICS&PACKAGING2014年9月凇糖一种低压分段线性曲率校正CMOS带隙基准源设计陈涛，胡利志，乔明(电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，成都610054)摘要：在传统低压带隙基准的基础上，通过设计与热力学温度成正比的电流(IPTAT)及与热力学温度呈互补关系的电流(ICTAT)，实现节点电流相减，从而产生分段线性电流作为基准源的曲率校正分量，设计了一个性能更佳的曲率校正带隙基准。电路采用低压运放及低压PTAT电流产生模

2、块，工作电压低。Cadence仿真结果显示，在-40-125℃温度范围内，平均温度系数大约3×10℃，最低工作电压在1V左右，可用于低电源电压、高精度的集成芯片。关键词：带隙基准；曲率校正；温度系数中图分类号：TN432文献标识码：A文章编号：1681—1070(2014)09—0036—04DesignofaLowSupplyPiecewiseCurvatureCorrectedCMOSBandgapReferenceCHENTao，HULizhi，QIAOMing(StateKeyLaboratoryof

3、ElectronicThinFilmsandIntegratedDevice，UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina，Chengdu610054，China)Abstract：Basedonthetraditionallowsupplyvoltagebandgapreference，bydesigningcurrentproportionaltoabsolutetemperature(IPTAT)andcurrentcomplementarytoab

4、solutetemperature(ICTAT)whicharesubtractedfromoneanother,apiecewiselinearcurrentisachievedandusedasthecurvaturecorrectioncomponent．Thus，abeRerperformancecurvaturecorrectedbandgapreferenceisproposed．Thecircuitsuselow·-voltageamplifierandlow-—voltageIPTATgene

5、rator,SOtheoperationvoltageislow．SimulationresultswithCadenceindicatethatthebandgapreferencehasanaveragetemperaturecoeficientof3×10℃withinatemperaturerangebetween～40~125℃centigrade．andthepowersupplyisaslowaslV．thecircuitscanbeusedinlowpowersupplyandhigh—pre

6、cisionSOCs．Keywords：bandgapreference；curvaturecorrection；temperaturecoeficient在众多的基准源中，带隙基准源因其高精度、低噪声、引言高电源抑制比、低工作电压等优点而受到人们的青睐。随着片上系统(SOC)的不断发展与电路集成基准源在各种电路系统中均扮演着重要的角色，度的不断提高，以及电池供电便携式设备的不断涌为其他子电路提供稳定的工作点，它的输出信号不随现，传统的带隙基准无论是从工作电压还是精度上都电源电压、温度和瞬态负载的变化而有显著

7、的波动lll。越来越难满足日益复杂的系统需求。针对以上问题，收稿日期：2014．05—08一36第14卷第9期陈涛，胡利志，乔明：一种低压分段线性曲率校正CMOS带隙基准源设计本文设计了一款具有低电源电压、高精度的带隙基准11=12=VBE+(3)源。基于CMOS工艺，在传统低压带隙基准的基础上，采用低压运算放大器，应用MOS管的亚阈值特性及合理设置R、R，与"的值，可以得到零温度系三极管的负温度特性引入分段线性电流，实现了数的电流，通过M的镜像作用有：带隙基准的曲率校正，得到工作电压低至1V、温度=鲁+鲁l

8、n(4)系数低于3×10oC的CMOS带隙基准源。得到的为一阶线性补偿的基准电压。2带隙基准原理与低压带隙基准2．1带隙基准原理带隙基准设计的第一步是找到已被良好表征且几乎不随工艺波动而改变的电压或电流值。传统的带隙基准利用pn结二极管正向电压(双极型晶体管的)和工作在不同电流密度下的双极晶体管基极一发射极电压的差值△实现。具有负温度系数，△具有正温度系数，将这两个具有相反温度系数ss的电压按一定的