Abstract
This paper presents a new curvature-compensated CMOS bandgap reference topology with a high power supply reject ratio (PSRR). A dual-differential input amplifier (DDIA) is used to generate a complementary to absolute temperature voltage. This voltage and the DDIA are then used to fine-tune its curvature compensation. Experimental characterization of the bandgap reference circuit implemented on a 0.5 µm CMOS process yielded a bandgap reference voltage with a temperature coefficient (TC) of 4.1 ppm/°C across the temperature range of −40 to 125 °C. A PSRR of 82 dB was also realized with a high output load current driving ability without the use of an external buffer amplifier
چکیده
این مقاله به معرفی فناوری جدیدی برای باند هوایی مرجع CMOS با انحنای جبران شده می‌پردازد که دارای نسبت حذف منبع تغذیه (PSRR) ی بالا می‌باشد. یک تقویت‌کننده با دو ورودی دیفرانسیلی (DDIA) به منظور تولید ولتاژ دمای مطلق مکمل، مورد استفاده قرار گرفته است. این ولتاژ و DDIA سپس برای تنظیم جبران سازی انحنا مورد استفاده قرار گرفته‌اند. مشخصه‌های عملی مدار مرجع باند هوای در یک پروسه CMOS 0.5 μm پیاده‌سازی شده و ولتاژ مرجع باند هوایی با ضریب دمایی (TC) برابر 4.1 ppm/oC در محدود دمایی -40 تا 125 oC به دست آمده است. PSRR نیز برابر 82 dB به دست آمده و جریان بار خروجی بالا سبب شده است که قابلیت این مدار بدون استفاده از تقویت‌کننده بافر خارجی، بهبود یابد.
1-مقدمه
مقادیر مرجع ولتاژ باند هوایی دقیق (BGR) نقش مهمی را در بسیاری از مدارها و کاربرد آن‌ها از مدارهای آنالوگ گرفته تا مدارهای دیجیتال در مود مختلط، نظیر مبدل‌های A/D، DRAM ها، مبدل‌های قدرت و مدارهای کنترل‌کننده حافظه فلش ایفا می‌کنند که به واسطه دقت بالا و امپدانس دمایی آن‌ها می‌باشد. عملکرد این مدارهای BGR به ضریب دمایی (TC)، نسبت حذف منبع تغذیه (PSRR)، محدوده دمایی (TR)، دقت و مصرف توانشان بستگی دارد. از این رو، ولتاژ مرجع لازم برای آن‌ها باید بر اساس ولتاژ تغذیه و تغییرات دما، تنظیم گردد. مدارهای BGR قدیمی که از تحقیقات Widler و Brokaw الهام گرفته شده‌اند، مدارهای جبران سازی شده دمایی مرتبه اول هستند. ضریب‌های دمایی این مدارهای جبران سازی شده در محدوده 20-100 ppm/oC قرار می‌گیرد. به منظور پوشش محدوده TC، روش‌های متعددی برای جبران سازی دمای مرتبه بالا پیشنهاد شده است...