低电压CMOS高精度电流采样电路设计与分析

本文主要探讨了"适用于低电压供电的CMOS高精度电流采样电路"这一研究主题，由作者王浩、马卓和邝继顺共同完成，他们分别来自湖南大学计算机与通信学院和国防科学技术大学计算机学院。论文的核心目标是设计一种新型的电流采样电路，旨在满足便携式移动设备对电源管理芯片在低电压供电下高集成度、高精度和低功耗的需求。 电路的关键创新在于采用无运放结构，这显著减少了电路的功耗和设计复杂性。无运放设计降低了外部元器件的依赖，使得电路更加简洁，同时也提高了电路的工作效率。通过利用简单的开关，电路实现了高速采样，能够在DC/DC变换器负载电流变化范围广（60mA到1300mA）且温度波动（-25℃～100℃）的情况下，保持高精度采样，采样精度高达91.1%，甚至在极端条件下也能达到99.1%。 论文首先介绍了当前背景下，低电压供电下的电源管理芯片面临的挑战，特别是电流采样技术的重要性，特别是在DC/DC转换器的环路控制和功率管过流保护中的应用。传统电流采样技术如直接串联采样电阻虽然简单，但会带来功率损失和效率降低的问题，而RDS（ Drain-to-Source）采样则利用MOS管的线性特性来间接测量电流，尽管有其优点，但仍然存在损耗。 本文作者在深入分析现有技术的基础上，提出了一种基于TSMC 0.35um CMOS工艺的新型电流采样电路设计。这种电路在低至3V的供电条件下仍能稳定工作，具有高电源电压抑制比，从而实现了高精度和低功耗的双重优势。这项研究对于推动低电压环境下电源管理技术的进步，以及提升便携设备的能效和性能具有重要意义。