温度补偿30nA CMOS电流源在低 dropout 稳压器中的优化设计

"温度补偿的30nACMOS电流源及在LDO中的应用" 本文主要探讨了一种针对低功耗低压差线性稳压器（LDO）的温度补偿30nA CMOS电流源的设计及其应用。设计的重点在于实现电源电压独立的基准电流，并通过优化温度特性来提升电流源的精度。LDO因其低噪声、低功耗和结构简洁等特性，在便携式电子设备中被广泛应用。 在介绍中，作者指出，为了提高LDO的电源转换效率，需要降低静态工作电流（Iq）和输入输出压差（VDropout）。静态电流通常设定在40至100μA之间，而基准电流一般约为1μA。参考电流源对误差放大器提供偏置电流，是决定LDO静态功耗的关键部分。随着便携式设备对更大输出电流和耐高温性能的需求，设计一个准确且温度稳定的电流源至关重要。 文中提出了一种亚阈值设计方法，以生成与电源电压无关的30nA基准电流。通过利用MOS管的寄生二极管在高温下反向电流的特性，对电流镜像支路进行温度补偿。这一设计在-40至130℃的温度范围内，将30nA基准电流的精度从±115nA提升至±0.19nA，显著提高了温度稳定性。 设计的LDO在上述温度范围内，静态电流降低到4μA，这有助于提升整体系统的能效。作者使用Cadence公司的Spectre软件和CSMC的0.15μm CMOS混合信号模型进行了电路仿真和芯片设计。实际芯片测试结果证实了设计的有效性。 文章的关键词包括30nA基准电流、静态电流、寄生二极管和LDO，表明该研究聚焦于微小电流源的精度控制和温度补偿技术在LDO中的应用。根据中国图书馆分类法，该文属于电子学和通信领域，文献标识码A表示该文为科研论文。 这篇论文展示了如何通过创新的CMOS设计技术实现一种温度补偿的微电流源，以优化LDO的性能，特别是降低其静态功耗和增强高温环境下的稳定性，对于便携式电子设备的电源管理具有重要意义。