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一种低温度系数的带隙基准电压源设计

张瑛;王剑;周洪敏

【摘要】基准电压源是集成电路系统中的重要组成部分,其性能直接影响系统的稳定性和鲁棒性。温度系数是基准电压源的重要性能指标之一,而高阶温度补偿技术是降低基准源温度系数的有效方法。基于标准0.18μmCMOS工艺,设计了一种低温度系数的带隙基准电压源,采用电流模结构的带隙基准电路实现了低电源电压工作,并通过VBE线性化补偿技术实现了在低压下的高阶温度补偿。所设计的CMOS带隙基准电压源在-40~125℃的范围内,温度系数为6.855ppm/℃,低频时电源电压抑制比达到了-95dB,而电源电压在0.6~1.8V范围内变化时线性调整率仅为0.2%。仿真实验结果表明,该电路结构能够有效提升带隙基准电压源的温度性能。%Thereferencevoltagesourceisanimportantpartoftheintegratedcircuitsystem,andithasadirectimpactonthestabilityandrobustnessofthesystem.Thetemperaturecoefficientisoneoftheimportantperformancesofthereferencevoltagesource,andthehigh-ordertemperaturecompensationtechnologyisaneffectivewaytoreducethetemperaturecoefficient.Abandgapvoltagereferencewithalowtemperaturecoefficientisdesignedbasedonstandard0.18μmComplementaryMetalOxideSemiconductor(CMOS)process.Thecurrentmodestructureisusedtomakethecircuitworkingunderthelowpowersupplyvoltage,andthelinearcompensationtechnologyisappliedtocompletethehighordertemperaturecompensation.Thedesignedvoltagereferencegivesagoodlowtemperaturecoefficientof6.855ppm/℃inthetemperaturerangefrom-40to125degree,andprovidesagoodPowerSupplyRejectionRatio(PSRR)of-95dBinthelowfrequencyband.Thevoltagelinearregulationofthebandgapvoltagereferenceisonly0.2%whilethesupplyvoltagechangesfrom0.6Vto1.8V.Thesimulationresultsshowthatthecircuitstructurecanimprovethetemperatureperformanceofthebandgaprefer-encevoltagesourceeffectively.

【期刊名称】《计算机技术与发展》

【年(卷),期】2016(000)002

【总页数】5页(P150-153,160)

【关键词】带隙基准;温度系数;电流模;电源电压抑制比

【作者】张瑛;王剑;周洪敏

【作者单位】南京邮电大学电子科学与工程学院，江苏南京210046;南京邮电大学电子科学与工程学院，江苏南京210046;南京邮电大学电子科学与工程学院，江苏南京210046

【正文语种】中文

【中图分类】TN47

基准电压源作为集成电路系统中的重要组成部分，其性能直接影响系统的稳定性和鲁棒性。基准电压源可分为电流模带隙基准电压源[1-3]和电压模带隙基准电压源。与电压模带隙基准电压源相比，电流模带隙基准电压源的输出范围不再固定，而是可以根据系统需求进行调整，同时能够满足低压系统的工作要求。

随着便携式、穿戴式等应用系统对低压低功耗的要求不断提高，使得带隙基准电路的工作电压也越来越低，譬如DavidC.W.N