超低功耗电压参考电路在便携设备电源效率中的应用

"本文深入探讨了电源效率在便携式设备中的重要性，特别是电压参考电路的设计，这种电路适用于各种应用场景，包括便携式电子、汽车、医疗设备以及对电源抑制比（PSRR）和噪声抗扰度要求高的片上系统（SoC）。电路设计考虑了极低的静态电流（低于250nA）和兼容标准CMOS工艺，确保在广泛的电源电压（1.6V至5.5V）和温度（-40°C至125°C）范围内保持高稳定性。此外，文章还讨论了提高电压参考输入噪声抗扰度的各种方法，以及在片上系统设计中如何处理参考电压源的限制和挑战。" 在便携式设备中，电源效率是一个关键指标，因为这直接影响到设备的电池寿命和整体性能。电源效率的提升意味着设备可以在更低的能耗下运行，从而延长使用时间。本文聚焦于电压参考电路，这是一个核心组件，它为模拟集成电路（IC）提供了稳定的基准电压，对噪声抗扰度至关重要。电压参考电路采用标准CMOS工艺，确保低功耗，其工作静态电流低于250nA，这对于电池供电的设备来说尤其重要。 电路设计不仅考虑了低功耗，还特别关注了在不同环境条件下的稳定性。在低频下，该电压参考能提供90dB的电源抑制比，这意味着它能够有效地抑制电源波动带来的影响。输出电压的变异性控制在0.5%以内，温度系数为15ppm/°C，这确保了在宽温度范围内的高精度。这样的性能是在1.6V至5.5V的电源电压区间内实现的，这涵盖了大部分便携式设备的操作电压范围。 为了增强电压参考的抗噪声能力，文章还提到了多种可能的实现方法，这些方法旨在减少来自高速数字电路、降压转换器或其他片上开关元件的噪声干扰。电压参考源的电源抑制比（PSRR）是衡量其抑制电源噪声能力的关键参数，高PSRR有助于确保电路的稳定性和精确性。 传统的带隙电压参考结构被用作基础，但为了改善PSRR，设计中可能需要结合低压降稳压器（LDO）。LDO的选择和设计要考虑静态电流、直流负载稳压、瞬态响应、去耦电容以及硅芯片面积等因素。在没有外部电容器的情况下，实现全面集成的LDO与带隙电压源的组合，可以进一步提升电源效率和系统的噪声抑制能力。 电源效率优化和噪声抗扰度是便携式设备设计的关键要素，而电压参考电路的设计是实现这些目标的核心。通过采用创新的电路设计和工艺技术，可以构建出适应多种应用环境、具有高PSRR和低功耗的电压参考解决方案，从而提升便携式设备的整体性能和用户满意度。