Un referencial de voltaje de bandgap CMOS de bajo consumo para voltajes de suministro de hasta 0.5 V
Autores: Ria, Andrea; Catania, Alessandro; Bruschi, Paolo; Piotto, Massimo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un referencial de voltaje de bandgap CMOS de bajo consumo para voltajes de suministro de hasta 0.5 V
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Referencia de voltaje
Interfaces de sensor
Núcleo de bandgap CMOS
MOSFETs
Capacitor conmutado
Sensibilidad a la temperatura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Se requiere estrictamente una referencia de voltaje para interfaces de sensores que necesitan realizar adquisición de datos no ratiométrica. En este trabajo se presenta una referencia de voltaje capaz de funcionar con voltajes de suministro de hasta 0.5 V. La referencia de voltaje se basó en un núcleo clásico de bandgap CMOS, modificado adecuadamente para ser compatible con MOSFETs de umbral bajo o cero. Las ventajas del circuito propuesto se ilustran con análisis teóricos y son respaldadas por simulaciones numéricas. El núcleo se combinó con un integrador tipo inversor de capacitor conmutado propuesto recientemente, implementando técnicas de cancelación de offset y reducción de ruido de baja frecuencia. Se presentan resultados experimentales realizados en un prototipo diseñado y fabricado utilizando un proceso CMOS comercial de 0.18 um. El prototipo produce un voltaje de referencia de 220 mV con una sensibilidad a la temperatura de 45 ppm/ degreesC en un rango de temperatura de 10-50 degreesC. La referencia de voltaje propuesta puede usarse para suministrar corrientes de hasta 100 uA con un consumo de corriente en reposo de solo 630 nA.
Descripción
Se requiere estrictamente una referencia de voltaje para interfaces de sensores que necesitan realizar adquisición de datos no ratiométrica. En este trabajo se presenta una referencia de voltaje capaz de funcionar con voltajes de suministro de hasta 0.5 V. La referencia de voltaje se basó en un núcleo clásico de bandgap CMOS, modificado adecuadamente para ser compatible con MOSFETs de umbral bajo o cero. Las ventajas del circuito propuesto se ilustran con análisis teóricos y son respaldadas por simulaciones numéricas. El núcleo se combinó con un integrador tipo inversor de capacitor conmutado propuesto recientemente, implementando técnicas de cancelación de offset y reducción de ruido de baja frecuencia. Se presentan resultados experimentales realizados en un prototipo diseñado y fabricado utilizando un proceso CMOS comercial de 0.18 um. El prototipo produce un voltaje de referencia de 220 mV con una sensibilidad a la temperatura de 45 ppm/ degreesC en un rango de temperatura de 10-50 degreesC. La referencia de voltaje propuesta puede usarse para suministrar corrientes de hasta 100 uA con un consumo de corriente en reposo de solo 630 nA.