徐 江, 段吉海, 符征裕, 崔 鹏, 黄秀玲

(桂林电子科技大学 广西精密导航技术与应用重点实验室, 广西 桂林 541004)

现如今,物联网(IoT)系统的发展,如小型智能传感器,各种电子检测设备等,需要较长的工作时间,因此在IoT应用中,功耗变成衡量模拟集成电路的性能好坏的一个重要指标。另外集成电路的面积也是需要考虑的,因为它决定了芯片的集成度和成本。基准电压电路是IoT系统中集成电路的重要电路之一,为整个系统提供稳定的电流或电压[1]。带隙基准(BGR)由于具有较低的温漂特性而得到了广泛的应用。

传统带隙基准电路需要使用无源电阻和九个或更多的双极晶体管[2],产生基准电压,这样不管是功耗还是面积都是消耗很大。当带隙基准电路工作在纳米级电流时,需要使用较大的电阻器来产生适当的电压降,从而增加电路的面积。因此,传统的方法在纳瓦级功耗的应用中并不实用,如文献[3]采用正负温漂电流系数相互补偿的方法,功耗较大,且温漂性能不佳。文献[4]采用正负电阻补偿原理,得到基准电压及电流,增加电路面积的同时工艺偏差较大。文献[5]基准电压对电源电压较敏感,功耗较大,温漂性能欠佳。文献[6]采用标准的CMOS工艺实现,但芯片面积较大。

为了解决CMOS技术中功耗和芯片尺寸之间的折中问题,提出了一种具有纳瓦级功耗、高性能和无电阻的亚阈值基准电路。采用基准电压补偿电路单元结构,降低了温漂系数。

1 基准电压源架构

图1为整体电路框图。……