刘东来

摘要：本文设计了一种应用于射频能量收集芯片的参考电压输出缓冲器，并利用软件仿真加以验证;并为射频能量收集芯片设计了最大可输出3V的参考缓冲器。采用SMIC 180nm CMOS工艺完成电路设计，核心面积为0.012mm2，spectre仿真结果显示，参考缓冲器的单位增益带宽大于40MHz，直流增益大于78dB，共模抑制大于80dB，电源电压抑制比大于80dB，从而证明所设计的参考电压缓冲器满足应用需求。

关键词：参考电压，参考电压缓冲器，能量收集芯片

引言

近年来，5G通信、智能家居、物联网等领域的便携式电子产品发生了颠覆性的改进，成为我们社会中不可或缺的一部分。而电池作为传统的能量来源，对产品的使用、寿命和成本提出了严格的使用限制，然而，射频能量收集器却可持续不断地为电子设备供电。目前，射频能量已经成为新型能源的研究重点，随着自供电系统的CMOS射频能量收集芯片朝着高速和高精度的方向发展，参考电压的快速稳定成为设计的主要难点。对于单片集成的能量收集芯片，片上参考缓冲器不允许采用大电容稳压，电压波动需要依赖参考缓冲器自身驱动能力来消除。

1、参考电压缓冲器电路设计

所设计的参考电压缓冲器如图 1所示。由于电源电压为3.3V，参考电压为3V，所以采用NMOS管作为输入管。第一级采用折叠共源共栅结构，通过电流的合适分配可以同时提高输入管的跨导和共源共栅结构的输出电阻，达到增益最大化。而且提高输入管的跨导可减小输入失调电压和增大带宽。……