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JSSC 2007第7期Other0.35μm CMOSBandgap Reference

A Sub-1-V , 10 ppm/ C, Nanopower V oltage

一种在0.9至4V电源电压下工作的极低功耗电压基准发生器,最大电流70nA,温度系数10ppm。
0.9-4V, 70nA, 10ppm/°C, PSRR <-53dB@100Hz, <-42dB@10MHz
低功耗电压基准温度补偿纳米功耗CMOS
创新点1:完美抑制迁移率的温度依赖性(方法创新)。通过创新的电路设计,完全消除了载流子迁移率随温度变化的影响,实现了10 ppm/°C的超低温度系数,显著提升了电压基准的温度稳定性。
创新点2:补偿沟道长度调制效应对温度系数的影响(电路创新)。采用独特的补偿技术,有效抵消了MOSFET沟道长度调制效应引起的温度漂移,进一步降低了温度系数至10 ppm/°C,突破了传统基准电压源的性能限制。
创新点3:无体效应设计(结构创新)。通过优化器件布局和偏置条件,彻底消除了体效应对电压基准的影响,确保了在0.9-4V宽电源电压范围内的稳定工作,同时将最大工作电流控制在70nA的超低水平。
创新点4:超高电源抑制比(性能创新)。在不使用滤波电容的情况下,实现了100Hz时<-53dB、10MHz时<-42dB的电源抑制比,显著提升了抗电源噪声能力,适用于高噪声环境下的精密应用。
Abstract
An extreme low power voltage reference generator operating with a supply voltage ranging from 0.9 to 4 V has been implemented in AMS 0.35- m CMOS process. The maximum supply current measured at the maximum supply voltage and at 80 C is 70 nA. A temperature coefficient of 10 ppm Ci s achieved as the combined effect of 1) a perfect suppression of the temperature dependence of mobility; 2) the compensation of the channel length modulation effect on the temperature coefficient; and 3) the absence of the body effect. The power supply rejection ratio without any filtering capacitor at 100 Hz and 10 MHz is lower than 53 and 42 dB, respectively. The occupied chip area is 0.045 mm/50.