低压CMOS带隙基准电压源:低功耗设计与应用
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更新于2024-09-02
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本文主要探讨了电源技术中的一种关键元件——低压CMOS带隙基准电压源的设计。随着微电子技术的进步,对低功耗、低电压电路的需求日益增长,特别是在电池供电系统中,电源电压要求降至3V以下。传统的带隙基准电压源设计中,输出电压普遍固定在1.25V,这限制了在低电源电压环境下的应用。两个主要挑战是:一是如何在低电压下保持稳定的输出;二是共集电极的寄生BJT和运算放大器的共模输入电压问题,影响了PTAT电流环路的设计。
为解决这些问题,文章首先回顾了传统的带隙电压源原理,其中双极性晶体管(BJT)的基极-发射极电压(VBE)具有负温度系数,而热电压VT有正温度系数,这两者通过适当的组合可以形成稳定的基准电压。然而,传统设计在低电压条件下的实现面临困难。
本文创新性地提出了一个低成本且性能优越的低压CMOS带隙基准电压源设计。该电路采用了电流反馈和一级温度补偿技术,允许基准电压源在更低的电源电压下稳定工作。电路的详细设计包括分析了基本结构、电路原理图以及实际仿真过程,使用的是CSMC0.5μm DoublePolyMixProcess工艺进行验证。
作者通过理论分析和仿真结果,展示了新设计的低压带隙基准电压源在性能和成本效益方面的优势。这种新型电路不仅能够适应现代电子设备对低功耗、低电压的需求,而且还能有效克服传统设计中的局限,为电源管理、数据转换器等应用提供了更佳解决方案。整个设计过程不仅体现了对基础原理的深入理解,也展现了创新设计和实际应用的结合。
2020-10-21 上传
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