1V电压下高精度CMOS带隙基准电路设计与特性

本文主要探讨了一种创新的1V电压工作的高精度CMOS带隙基准源的设计和实现。研究者唐华、肖明和吴玉广基于标准的1μm CMOS工艺，针对低电源电压环境，提出了一种自偏置PTAT电流产生电路和特别设计的低电压、高增益运算放大器。这些技术的结合使得带隙基准电路能够在1V供电条件下稳定工作。 设计的核心在于解决传统的带隙基准电路在1V电压下面临的挑战。首先，通过自偏置机制，解决了PTAT电流生成电路在低电压下的问题，确保了电路能在1V的工作电压范围内正常运行。这种自偏置设计能够有效利用工艺中的特性，减少了对外部偏置的依赖，提高了电路的灵活性和电源效率。 其次，为了实现高精度，文章强调了低电源、高增益的运算放大器的选择。这一步对于保持带隙基准电路的温度稳定性至关重要，因为运算放大器的性能直接影响到基准电压的温度系数。在1V电源电压下，经过仿真，该电路在-20℃至120℃的宽温范围内，温度系数达到了惊人的13×10^-6，这意味着基准电压的变化非常小，有利于提升整个系统的精度。 此外，电源抑制比也被作为衡量电路的重要性能指标之一。文章指出，设计的带隙基准电路在低频电源条件下表现出卓越的抑制效果，达到了-90dB的优异数值。这表明电路能够有效地滤除电源噪声，提高信号质量，确保在各种电源环境下都能提供稳定的基准电压。 本文提出的1V电压工作的高精度CMOS带隙基准源设计，不仅克服了传统电路在低电压环境下的局限，还兼顾了温度稳定性、电源抑制和与标准CMOS工艺的兼容性，具有很高的实用价值，为低功耗、高性能的集成电路设计提供了新的解决方案。在未来，随着电子设备对低功耗和小型化的追求，这类带隙基准源技术有望在更广泛的领域得到广泛应用。