超低功耗：便携设备中高精度电压参考电路

"本文探讨了便携式设备中电源效率的重要性，特别关注电压参考电路的设计。这种电路适用于各种便携式设备、汽车、医疗设备和高电源抑制比（PSRR）要求严格的片上系统（SoC）。电路具备极低的工作静态电流（低于250nA），并兼容标准CMOS工艺，能在宽电源电压范围（1.6V至5.5V）内保持高效，并具有良好的温度稳定性（温度系数15ppm/°C）和噪声抗扰度。" 在便携式电子设备中，电源效率是关键因素，因为它直接影响设备的电池寿命和整体性能。为了提高效率，电路设计者必须关注电源管理组件，尤其是电压参考电路。电压参考电路是一种提供恒定电压基准的元件，对模拟电路的精确性和稳定性至关重要。在本文中，讨论了一种优化设计的电压参考电路，它具有极低的静态电流，这意味着即使在待机状态下，它也不会消耗过多能量，这对于延长电池寿命极其有利。 该电路采用了标准CMOS工艺，确保了与现代集成电路工艺的兼容性，从而降低了制造成本。此外，其在低频下的电源抑制比（PSRR）达到90dB，意味着它能够有效地抑制电源噪声，这对于那些需要在嘈杂环境中保持稳定性能的系统（如片上系统SoC）尤为重要。高PSRR能够降低来自高速数字电路、降压转换器或其他片上开关元件的噪声影响。 电路的输出电压变化具有0.5%的标准偏差，确保了在广泛的温度范围内（-40°C至125°C）的高精度。温度系数仅为15ppm/°C，这意味着电压输出不会因为温度变化而显著波动。这些特性使得该电压参考电路适用于对温度敏感的应用，如医疗设备。 文章还强调了在选择片上系统技术时，电压参考模块应具有足够的灵活性以适应不同的工艺条件。考虑到电池供电的SoC，电压参考源需要在大电源电压范围内表现出良好的线性稳压性能，并且需要低静态电源电流以节省能源。此外，高PSRR在抑制噪声的同时，也有助于保持信号质量，这对于便携式电子设备的性能至关重要。 为了实现这些目标，文章可能还涵盖了带隙电压参考结构的基本原理，以及如何通过设计改进来提升电源抑制比。这可能涉及到在低压降稳压器（LDO）后放置带隙电压源，以优化噪声抑制和静态电流效率。尽管未提供详细的设计方法，但可以推断文章会讨论不同类型的线性稳压器拓扑和它们在实现低静态电流、高负载稳压和瞬态响应方面的优缺点，以及如何在有限的硅芯片面积内实现全面集成的LDO解决方案。 本文深入探讨了便携式设备中电源效率提升的关键技术，特别是通过优化电压参考电路来实现高效率、高稳定性及噪声抑制。这样的研究对于推动便携式电子设备的发展，尤其是对于那些在苛刻环境下运行的设备，如汽车和医疗设备，具有重要意义。