一种低压低功耗的亚阈型CMOS基准电压源

刘宇，王丹

(西南交通大学信息科学与技术学院，四川成都610031)

传统的带隙基准电压源以其良好的温度稳定性和电源抑制特性被广泛应用于A/D转换器、D/A转换器、开关电源以及存储器的数模混合信号集成电路中，其性能好坏直接影响整个电路功能的实现。随着数据转换精度的不断提高，传统带隙基准源的精度已很难满足电路设计的需要。有很多关于设计基准源的文献使用成本较高的工艺，例如BiCMOS工艺。还有一些文献是把具有温度依赖的对数项进行泰勒展开，然后对二阶项甚至高阶项进行补偿，但是这种方法不能全部抵消掉所有高阶项，因此设计的基准源精度很有限。

随着CMOS工艺的不断发展，低电压和低功耗越来越重要。为了满足不断降低的电压和功耗的要求，本文提出了一种新型的CMOS亚阈型基准电压源的设计方法。将MOSFET管偏置在亚阈值工作区已成为一个重要的低压、低功耗设计方法。CMOS亚阈型基准电压源电路设计的关键，是把需要的MOSFET管偏置在可以控制的亚阈工作区，产生一个具有负温度系数的电压，然后与正温度系数的电压进行适当权重的相加，得到一个零温度系数的电压基准。

1 亚阈型基准电压源的工作原理

经典的带隙基准电压源，其工作原理在于利用PN结电压的负温度系数，与不同电流密度下PN结电压差的正温度系数相互补偿，最后得到一个具有零温度系数的电压基准。而亚阈值型基准电压源的工作原理则不同。……