提出一种标准CMOS工艺结构的低压、低功耗电压基准源,工作电压为5~10 V。利用饱和态MOS管的等效电阻特性,对PTAT基准电流进行动态电流反馈补偿,设计了一种输出电压为1.3 V的带隙基准电路。使输出基准电压温度系数在-25~+120℃范围的温度系数为7.427 ppm/℃,在27℃时电源电压抑制比达82 dB。该基准源的芯片版图面积为0.022 mm2,适用于低压差线性稳压器等领域。 《一种新型高精度CMOS带隙基准源的设计》 带隙基准源是模拟集成电路中的重要组成部分,它为系统提供一个稳定的电压参考,对于诸如数模转换器、模数转换器等电子设备的精度至关重要。本文章介绍了一种采用标准CMOS工艺的新型低压、低功耗电压基准源,其工作电压范围为5~10V,设计目标是实现1.3V的输出电压,同时具有优良的温度稳定性和电源电压抑制比。 该设计巧妙地利用了饱和态MOS管的等效电阻特性,对比例于绝对温度(PTAT)的基准电流进行动态电流反馈补偿。这一方法能够有效减少因温度变化导致的输出电压波动。在-25~+120℃的温度范围内,输出基准电压的温度系数仅为7.427 ppm/℃,意味着其对环境温度变化的敏感度极低,极大地提高了基准源的稳定性。 文章提到了在27℃时,电源电压抑制比高达82 dB,这表明该基准源对于电源电压的变化具有极高的免疫力,确保了在各种电源条件下的输出精度。此外,电路的芯片版图面积仅为0.022 mm2,这使得该设计非常适合在空间有限的低压差线性稳压器等应用场景中使用。 带隙基准源的基本原理在于通过组合正温度系数和负温度系数的电压,以抵消温度对输出电压的影响。负温度系数的电压主要来自双极晶体管的基极-发射极电压(VBE),而正温度系数的电压则通过不同电流密度下两个晶体管的基极-发射极电压差得到。通过精心设计,将这两部分电压加权相加,可以得到一个近似温度独立的基准电压。 文章提出的电路结构包含了带隙核心电路、反馈补偿电路和启动电路。带隙核心电路利用饱和状态MOS管复制基准电流,通过双极晶体管Q1和Q2的不同电流密度实现PTAT效应。反馈补偿电路则是对PTAT基准电流进行动态调整,以优化温度特性。启动电路则确保基准源在系统启动时能正确工作。 总体来说,该设计创新地利用CMOS工艺实现了高精度、低功耗的带隙基准源,优化了温度系数和电源电压抑制比,同时考虑了电路的小型化,为嵌入式系统和低电压应用提供了理想的解决方案。这一成果不仅提升了基准源的性能,也为未来集成电路设计提供了新的思路。
1
零功率电阻值 RT(Ω) RT指在规定温度 T 时,采用引起电阻值变化相对于总的测量误差来说可以忽略不计的测量功率测得的电阻值。 电阻值和温度变化的关系式为: RT = RN expB(1/T – 1/TN) RT :在温度 T ( K )时的 NTC 热敏电阻阻值。RN :在额定温度 TN ( K )时的 NTC 热敏电阻阻值。T :规定温度( K )。B : NTC 热敏电阻的材料常数,又叫热敏指数。exp :以自然数 e 为底的指数( e = 2.71828 …)。 该关系式是经验公式,只在额定温度 TN 或额定电阻阻值 RN 的有限范围内才具有一定的精确度,因为材料常数 B 本身也是温度 T 的函数。 额定零功率电阻值 R25 (Ω) 根据国标规定,额定零功率电阻值是 NTC 热敏电阻在基准温度 25 ℃ 时测得的电阻值 R25,这个电阻值就是 NTC 热敏电阻的标称电阻值。通常所说 NTC 热敏电阻多少阻值,亦指该值。 材料常数(热敏指数) B 值( K ) B 值被定义为: RT1 :温度 T1 ( K )时的零功率电阻值。RT2 :温度 T2
2025-08-18 22:31:36 66KB 负温度系数 热敏电阻
1
mos管是金属(metal)—氧化物(oxid)—半导体(semiconductor)场效应晶体管,或者称是金属—绝缘体(insulator)—半导体。MOS管的source和drain是可以对调的,他们都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下,这个两个区是一样的,即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的。   功率MOS管的导通电阻具有正温度系数,能够自动均流,因此可以并联工作。从MOSFET数据表的传输特性可以看到,25℃和175℃的VGS电压与ID电流值有一个交点,此交点的VGS为转折电压。在VGS转折电压以下的部分,RDS(ON)为负温度系数;而在VGS
2024-03-14 18:47:03 222KB 电源技术
1
摘要:发光二极管尚需克服其发光效?问题在于:现阶段的光能效?仅能达到15%, 而85%皆转为热?, LED光源的应用, 仍需搭配散热机构, ?散热功能设计?当, 对于发光二极管本身,将造成严重的破坏情形。   概   述   发光二极管, 具有无污染, 低耗能, 寿命长, 操作反应快等优点, 随着欧盟即将在2007?禁止目前广泛使用的含汞?属光源, LED 将成为下一世代光源发展的主轴。LED随温度变化, 亮度不断提升, LED的散热技术也一直在提升, 1992年一颗LED的热阻抗为360℃/W, 之后降至125℃/W、75℃/W、15℃/W, 而今已是到了每颗6?10℃/W的地步, 简单
1
电压基准是LDO线性稳压器的核心部分,它的精度直接影响到输出电压的精度。本文针对低功耗LDO线性稳压器一方面有较低的静态电流的要求,另一方面又有较高的精度要求,提出了一种简单实用的电压基准电路。本电路采用TSMC 0.18 μm混合信号CMOS工艺,仿真结果显示,输出基准电压为1.213 V,静态电流为538 nA,在-55~125 ℃温度范围内,温度系数仅为10.58 ppm/℃,低频时的电源抑制比为-85 dB。
1
温度系数(PTC)温度传感器行业调研
2022-02-23 18:04:13 368KB 行业分析
1
行业分类-电子-一种低温度系数基准源电路.zip
2021-09-13 09:01:34 229KB
行业分类-设备装置-具有大电阻温度系数的薄膜以及其制造方法.zip
温度系数热敏电阻对半导体桥电爆性能影响.pdf
2021-08-29 18:11:26 315KB 半导体 导体技术 导体研究 参考文献
行业资料-电子功用-半导体器件温度系数建模方法以及电路设计方法.pdf.zip