低功耗CMOS电压基准源的设计.pdfVIP

2008征第 12期总第 275 低功耗CMOS电压基准源的设计 郭丽芳，姚若河，李文冠 (华南理工大学 物理科学与技术学院 广东 广州 510640) 摘 要：给出一低功耗、低温度系数的电压基准源电路的设计。其特点是利用工作在弱反型区晶体管的特性，该电压基 准源采用CSMC 0．5 m，两层P0LY，一层金属的CMOS工艺实现，芯片面积为0．036 75 mm 。测试结果表明：其最大工作 电流不超过380 nA；在2．5～6 V工作电压下，线性调整率为0．025％；4 V输入电压；20～i00℃范围内，平均温度系数为 64 ppm／℃。以更小的面积，更低的功耗实现了电压基准源的性能。 关键词：电压基准源；低功耗；CMOS；POLY 中图分类号：TN710 文献标识码：B 文章编号：1004—373X(2OO8)12—027—04 Design of a Low Power CMOS Voltage Reference GUO Lifang，YAO Ruohe，LI Wenguan (Physics Science＆ Technology College，South China University of Technology，Guangzhou，510640，China) Abstract：An ultra low power，low temperature coefficient voltage reference is described in this paper．The characteristic of the weak inversion MOS transistor is used in this arichitecture．The voltage reference is implemented in CSMC 0．5 m，double POLY，single metal CMOS process，the die size is 0．036 75 mm ．Test results show that：the maximum operation current is less than 380 nA，the line regulation from 2．5～6 V is 0．025 oA，the mean temperature coefficient from 20～100℃ is 64 ppm／~ at 4 V supply voltage．The biggest innovations are smaller die size and lower power consumption than other voltage references． Keywords：bandgap voltage reference；low power；CMOS~POLY 改进，设计了一款最大消耗380 nA电流的电压基准源，大 1 引 言 大减小了面积，且与CMOS工艺兼容，同时提出一种新的 电压基准可以在温度及电源电压变化环境中提供稳 不耗电的启动电路。本文先介绍传统典型带隙基准电路 定的参考电压，被广泛应用于比较器，A／D，D／A转换器， 的原理与功耗组成，提出改进电路结构，并进行分析，最后 信号处理器等集成电路中。目前已有不少Bipolar工艺和 给出基于0．5,urn CMOS工艺模型的仿真结果和测试 CM0S工艺的电压基准应用于实际中，并且获得了很高的 结果。 精度和稳定性。然而随着各种便携式移动通信和计算产 2 传统带隙电压基准源 品的普及，对电池的需求大大加强，但是电池技术发展相 对落后，降低电路的功耗成为