هذا شيانغ فو

(كلية تشوهاى من جامعة جيلين، وتشوهاى 519000)

: تقدم هذه الورقة ثلاث طبقات عملية cascode الذاتي للأنبوب في السلطة دون عتبة دائرة المنطقة فجوة الحزمة الجهد إشارة منخفضة. الدائرة لديها تكوين بسيط الدائرة، وانخفاض استهلاك الطاقة، ومعامل صغيرة في درجة الحرارة، ومساحة صغيرة الخصائص الخطي أصغر. باستخدام CSMC 0.18 ميكرون عملية CMOS القياسية، HES الأثير منصة التحقق برنامج لمحاكاة. وتشير نتائج المحاكاة أنه في الوقت عملية ترينيداد وتوباغو الزاوية تبدأ الدائرة هي 6.64 ميكروثانية، والجهد مستقرة الناتج إشارة VREF هو 567 فولت، وعندما تكون درجة الحرارة في حدود -40 ~ 125 ، معامل درجة الحرارة ترينيداد وتوباغو من الجهد إشارة VREF في الزاوية عملية وTC 18.8 جزء في المليون / ؛ امدادات التيار الكهربائي 1.2 V ~ ضمن نطاق 1.8 V، ترينيداد وتوباغو الخطي من جهد المرجع VREF في الزاوية العملية 2620 جزء في المليون / V، في غضون 10 هرتز عرض النطاق الترددي ~ 1 كيلو هرتز، الزاوية عملية ترينيداد وتوباغو المرجع الجهد VREF نسبة الرفض امدادات الطاقة (PSRR) من 51 ديسيبل، منطقة تخطيط الأساسية هي 0.00195 MM2.

: برنامج الأثير؛ السلطة؛ درجة الحرارة معامل، الخطية، منطقة

: كود TN432 الوثيقة: ADOI: 10.19358 / j.issn.1674-7720.2017.03.012

شكل الاقتباس: فو جيانغ هذا المنخفضة للقوة الفرقة الفجوة إشارة الجهد تصميم الدوائر مصدر [J] ITS APPLICATIONS، 2017،36 (3): 39-41.

0 مقدمة

في التناظرية IC IC والهجين، وجود فجوة الفرقة وحدة الدائرة إشارة الجهد أمر لا غنى عنه. التقليدية منخفضة الجهد، ويستند الطاقة المنخفضة الفرقة الفجوة الدائرة إشارة على الترانزستور ثنائي القطب العمودي في الأدب [12] في مختلف التصاميم ويقترح الأسلوب. ومع ذلك، وهذه الأساليب تتطلب عدة مئات من أوم المقاومة لتحقيق عملية منخفضة الطاقة، وتحتل مساحة شريحة كبيرة، ومضيعة للموارد. إشارة [3] اقترح أيضا من قبل العديد من الدوائر العاملة في المنطقة دون العتبي من أنابيب MOS، على الرغم من أن لضمان انخفاض استهلاك الطاقة، ولكن كانت هناك مشاكل مثل التعويض درجة الحرارة غير كافية. من أجل تحقيق انخفاض درجة حرارة الانجراف فجوة الدائرة إشارة الجهد، ودرجة الحرارة تعويض ذات الترتيب العالي [5] وقد استخدمت على نطاق واسع للحد من معامل درجة الحرارة من الجهد فجوة نطاقها. وهكذا في إشارة ذات فجوة الحزمة المقترحة على أساس الزيادة في الطاقة المنخفضة عالية لكي دائرة التعويض درجة الحرارة لتحقيق درجة حرارة الانجراف الدائرة إشارة الجهد المنخفض.

الدائرة الهيكل 1

مخطط الرسم البياني هو مبين في الشكل (1)، وتتكون أساسا الدائرة بدءا من [4]، والدوائر الحالية توليد [5] وselfcascode [45] من دائرة التحيز من ثلاثة أجزاء. حيث NM0 ~ NM6 هي العمل سبعة المنطقة NMOS الترانزستور دون العتبي، ومرآة الحالية PM1 ~ PM5 خمسة PMOS الترانزستورات هي في التشبع. دارة بدءا PM0، PM6، PM7، NM7 وتكوين NM8، عندما تعمل الدائرة سيوفر الحالية ابتداء، على حلبة تدخل الدولة التشغيل العادي. بعد انتاج التيار الكهربائي العادي من الدائرة، وتقدم VREF من قبل المنطقة الخطية ردود الفعل حتى NM7 دخول، بحيث NM8، يتم تشغيل PM6 خارج، يتم تشغيل الدائرة بداية من لتقليل استهلاك الطاقة. تتكون الدائرة توليد الحالية Q0، PM1، PM2، NM3 وNM6، حيث NM3 هو، NM6 ديك W نفس / L، مثل VGSN3 = = VGSN6 VE / 2، لتشكيل Q0 تأثير لقط. من خلال تعديل NM3، NM6 على W / L، يمكن أن تنتج تيار مستقرة نا. Selfcascode من قبل دائرة التحيز الذاتي NM0 ~ NM3، NM1 ~ NM4، وتكوين NM2 ~ NM5، مع هذا التكوين يمكن أن تنتج PTAT الجهد VPTAT [5]. لأن VGSN6 [1] لديه خصائص درجة الحرارة سلبي، وVPTAT VGSN6 قد تولد مستقلة درجة الحرارة المرجعية الجهد VREF.

حيث VDSN على NMOS استنزاف المصادر الجهد، VGSN على NMOS بوابة المصدر الجهد، VE هو الجهد باعث من الأقطاب قاعدة BJT، S هو نسبة العرض إلى نسبة طول الترانزستور MOS، T الجهد الحراري، ن هو معامل دون العتبي.

منذ الجهد باعث قاعدة BJT VE جود ارتفاع في درجة الحرارة أجل معامل، وبالتالي استخدام 1 Q1Q3 Q2Q4 جزء تكوين دائرة التعويض الهائل من FIG. [5]. حيث تتدفق من خلال Q3، جامع تيار Q4 هو المبلغ مع درجة الحرارة أعلى درجة حرارة أجل الاعتماد، التيار إلى محطة الانتاج من مصدر مرجعي فجوة الحزمة قد تكون ذات الترتيب العالي التعويض درجة الحرارة فجوة الحزمة المرجعية.

2 نتائج محاكاة الدوائر

تستخدم محاكاة CSMC 0.18 ميكرون عملية CMOS القياسية، HES الأثير منصة التحقق البرمجيات، ومجموعة متنوعة من المحاكاة والتحليل على النحو التالي.

محاكاة الدوائر وتحليل البداية في مختلف زوايا عملية 2.1

محاكاة عابرة، والوقت لتأسيس الجهد إشارة مستقرة يتم الحصول VREF، كما هو مبين في الشكل.

يظهر FIG 2 أنه في وقت البدء أو أقل الدائرة في زوايا عملية مختلفة.

السلطة محاكاة الدوائر والتحليل تحت مختلف الزوايا عملية 2.2

3، والتيار الكلي في كل الدوائر العملية الزاوية هم: وما يليها 1.45 أمبير، ترينيداد وتوباغو 319.45 غ، SS 67،28 غ.

منذ في زوايا عملية مختلفة، الترانزستورات MOS وجود الفولتية عتبة مختلفة، وBJT وجود مختلف بدوره على الجهد، لذلك هذا الجزء من العمل في منطقة التشبع من الأنبوب المنطقة دون عتبة في زوايا العملية وما يليها، وبالتالي زيادة المرجع الحالي، حيث في جميع أنحاء عملية SS أنبوب مرآة الحالية في متوسط المنطقة دون العتبي.

وهكذا، فإن مجموع الدوائر الحالية، وهناك أشكال مختلفة في زوايا عملية مختلفة، سيكون لها بعض التأثير على معامل درجة الحرارة وفقا لذلك.

خصائص درجة الحرارة من الدائرة تحت مختلف الزوايا عملية منحنيات 2.3 محاكاة وتحليل

منحنى 2.3.1 محاكاة وتحليل درجة حرارة سمة من جهد المرجع VREF

منحنى درجة الحرارة سمة من إشارة الجهد VREF هو مبين في الشكل (4)، ونتائج المحاكاة وعلى وجه التحديد كما يلي:

(1) درجة الحرارة في حدود -40 ~ 125 ، معامل درجة الحرارة من الجهد إشارة VREF في الزاوية عملية ترينيداد وتوباغو هو 18.8 جزء في المليون / .

(2) عند درجة حرارة تتراوح بين 20 ~ 50 ، معامل درجة الحرارة من الجهد إشارة VREF في الزاوية عملية ترينيداد وتوباغو هو 4.0 جزء في المليون / .

2.3.2 في مختلف امدادات التيار الكهربائي خصائص درجة الحرارة VREF إشارة الجهد

5، والجهد امدادات الطاقة في حدود 1 V ~ 3 V، ويتم تحليل نتائج المحاكاة محددة مسح المعلمة على النحو التالي: عندما الجهد امدادات الطاقة هو 1.2 V ~ 2.8 V، عند درجة حرارة في حدود -40 ~ 125 ، عملية ترينيداد وتوباغو معامل درجة الحرارة من الجهد إشارة VREF في لTC زاوية بين 18 ~ 21 جزء في المليون / .

الخطي من الجهد إشارة على مختلف زوايا عملية 2،4 محاكاة وتحليل

6 ضمن 0.2 V ~ 4 V امدادات التيار الكهربائي، والجهد المرجع VREF 3 تشرين عملية ركن من أركان منحنى الجهد مصدر الطاقة هو مبين في الشكل.

وتظهر يفصل محاكاة وتحليل النتائج في الجدول 1. الجدول 1 الدائرة امدادات التيار الكهربائي ومدى الجهد إشارة لعملية خطية مجموعة تعمل من الجهد الخطي العرض / V إشارة الجهد /(ppm/V)ff1.15~3.602870tt1.00 ~ 3.252620ss0.95 ~ 3.002570

الدائرة امدادات الطاقة تحت مختلف الزوايا عملية نسبة الرفض 2.5 محاكاة وتحليل

كما هو مبين في الشكل 7، تردد نطاق التردد المنخفض، والجهد المرجع VREF في ثلاث زوايا معالجة أكبر PSRR من 50 ديسيبل.

وتظهر نتائج المحاكاة التفصيلية والتحليل في الجدول 2، الجدول 3. الجدول 2 تحت زوايا عملية مختلفة يتضح من الجدول 2، الجدول 3، في حدود 10 هرتز ~ 1 كيلو هرتز، والجهد المرجع VREF PSRR على ثلاثة أركان العملية حوالي -51 ديسيبل.

يظهر أن 7، عندما تردد 10 كيلوهرتز، في زوايا وما يليها عملية ترينيداد وتوباغو ولا تزال تواجه المرجع الجهد VREF و-49 ديسيبل إلى -50 ديسيبل PSRR. 3 تخطيط

تخطيط التصميم العام هو موضح في الشكل 8.

4 خاتمة

هذا التصميم من CMOS فجوة الحزمة المرجعية الجهد المنخفض الجهد، وانخفاض استهلاك الطاقة على أساس التعويض درجة الحرارة. باستخدام MOS تعمل في المنطقة دون العتبي على أدنى مستوى القيادة الجهد، صغيرة الخصائص التشبع الحالية لا يمكن أن يتحقق ضمن نطاق الإدخال خفض امدادات التيار الكهربائي، والحد من مستوى استهلاك الطاقة لNW فجوة الحزمة المرجعية تصميم الدوائر. وفي الوقت نفسه، زيادة في مرحلة الانتاج دائرة التعويض درجة الحرارة، والقدرة على تعزيز دائرة التعويض درجة الحرارة. هذه الدائرة أيضا تكوين بسيط الدائرة، وانخفاض استهلاك الطاقة، والخطي جيدة، ومعامل درجة الحرارة، PSRR هو أفضل، وحتى منطقة رقاقة صغيرة.

مراجع

[1] أوينو K، HIROSE T، ASAI T، وآخرون al.A 300 شمال غرب، و 15 صفحة في الدقيقة / ، والدوائر المكمل 20 صفحة في الدقيقة / V الجهد إشارة تتألف من الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة دون العتبي [J]. SolidStateCircuits، IEEE مجلة 2009، 44 (7): 20472054.

[2] لى يونغتشيوان، جيانغ مي. Ultralow CMOS قوة متعددة إشارة الجهد مع 3.9 جزء في المليون / temperatutre معامل [C]. ICCEIW 2015.

. [3] تشن Xinbi، تشانغ تشينغ، والأجهزة الدقيقة يونغ [M] بكين: الصناعة الالكترونية برس، 2011.

[4] SAINT C، SAINT J. متكاملة تصميم قناع الدائرة [M] تشو روند، الذهب Shenmei، بكين: مطبعة جامعة تسينغهوا، 2006.

.. [5] آلان هاستينغز الفن التمثيلي تخطيط الدوائر (الطبعة الثانية) [M] تشانغ، ترجم بكين: الصناعة الالكترونية برس، 2011.