A ۱۶-level digital trimmable cMOS ۶۵nm bandgap reference with process, voltage, and temperature stability

سال انتشار: 1404
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 5

فایل این مقاله در 10 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_MJEE-19-4_003

تاریخ نمایه سازی: 24 دی 1404

چکیده مقاله:

A ۶۵nm CMOS trimmable bandgap reference (BGR) circuit is developed to deliver stable reference voltages of ۰.۶۵V, with a supply voltage range of ۱.۵V to ۳.۶V. A key contribution is the incorporation of a ۱۶-level ۴-bit digital trimming circuit, allowing fine adjustment of the reference voltage. The trimming circuit employs a decoder and multiplexer structure to select different points along a resistor ladder, enabling post-manufacturing voltage tuning to compensate for process variations. This methodology ensures precise control of the output voltage, improving accuracy and reliability under varying conditions. The design aims to achieve a phase margin greater than ۴۵°, a temperature coefficient below ۲.۵mV, and low current consumption under ۶µA across Process, Voltage & Temperature (PVT) variations. The workflow includes calculating MOSFET and passive component parameters, designing the schematic of a single-stage operational amplifier and the trimmable BGR circuit, followed by pre-layout simulations. The pre-layout results show a DC gain of ۶۰.۸۸dB and a phase margin of ۶۳° for the op-amp. The temperature coefficient for the ۰.۶۵V reference voltage trimmable BGR is ۱.۶۷mV across Process, Voltage & Temperature (PVT), with current consumption remaining below ۶µA. Considering the degraded circuit performance caused by the process & manufacturing deviation, the addition of the trimming circuit significantly enhances the design's adaptability, ensuring it meets the performance targets even in the presence of manufacturing variations which allow us trim the affected output voltage back to desired voltage where in this work we set it at ۰.۶۵V.

نویسندگان

Guo Li. Ng

Collaborative Microelectronics Design Excellence Centre (CEDEC), University Sains Malaysia, Penang ۱۱۹۰۰, Malaysia

Jagadheswaran Rajendran

Collaborative Microelectronics Design Excellence Centre (CEDEC), University Sains Malaysia, Penang ۱۱۹۰۰, Malaysia

Selvakumar Mariappan

Collaborative Microelectronics Design Excellence Centre (CEDEC), University Sains Malaysia, Penang ۱۱۹۰۰, Malaysia

Norhamizah Idros

Collaborative Microelectronics Design Excellence Centre (CEDEC), University Sains Malaysia, Penang ۱۱۹۰۰, Malaysia

Asrulnizam Abdul. Manaf

Collaborative Microelectronics Design Excellence Centre (CEDEC), University Sains Malaysia, Penang ۱۱۹۰۰, Malaysia

Narendra Kumar

Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, University of Malaya, Kuala Lumpur, Malaysia

Arokia Nathan

Darwin College, Cambridge University, Cambridge CB۳ ۹EU, UK.

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • J. Navarro and E. Ishibe, “A simple CMOS bandgap reference ...
  • B. Razavi, “The bandgap reference [A circuit for all seasons],” ...
  • S. Jain, V. K. Kanchetla, and R. Zele, “A sub-۱V, ...
  • H.-Z. Chen, F. Chu, W.-T. Lu, T.-L. Zhang, W.-C. Li, ...
  • G. Zhu, Y. Yang, and Q. Zhang, “A ۴.۶-ppm/°C high-order ...
  • B. Poongan, J. Rajendran, S. Mariappan, A. S. Rawat, N. ...
  • R. Nagulapalli, R. K. Palani, and S. Bhagavatula, “A ۲۴.۴ ...
  • S. A. Hosseini Asl, R. E. Rad, A. Hejazi, Y. ...
  • T. Xingyuan, Z. Zhangming, and Y. Yintang, “A ۲.۸۷ ppm/°C ...
  • J. Wei, L. Luo, S. Ma, F. Ye, and J. ...
  • Z. Zhou, J. Cao, Y. Wang, L. Sun, X. Wang, ...
  • Z. Luo, Y. Lu, M. Huang, J. Jiang, S.-W. Sin, ...
  • B. Zhou, S. Liu, and P. Chiang, “Low-complexity ۰.۵۵-V ۲.۵-μW ...
  • B. Razavi, “The design of a low-voltage bandgap reference [The ...
  • M. Jalalifar, M. Yavari, and F. Raissi, “A novel frequency ...
  • F. Shirani Bidabadi and S. V. Mir-Moghtadaei, “Low power broadband ...
  • A. Daghighi and A. R. Neshat-Niko, “VCO design and simulation ...
  • نمایش کامل مراجع