微电子学, 2022, 52 (4): 562, 网络出版: 2023-01-18  

一种抗总剂量辐射带隙基准电压源

An Anti-TID Radiation Bandgap Voltage Reference
作者单位
中国电子科技集团公司 第二十四研究所, 重庆 400060
摘要
设计了一种标准CMOS工艺下抗总剂量辐射(TID)的带隙基准电压源。分析了传统结构在辐射环境下的固有缺陷。利用二极管正向导通电压受电流影响较小的特性,提高了带隙基准电压源的抗总剂量辐射能力。该基准电压源包含启动电路、基准核和自偏置电路。将基准电压源用于12位100 kS/s采样率A/D转换器的一个单元,进行了流片和测试。结果表明,经总剂量辐射试验后,该基准电压源的输出电压变化较小。在-55 ℃~125 ℃范围内,辐射前的温度系数为1.53×10-5/℃,辐射后的温度系数为1.71×10-5/℃。
Abstract
An anti-TID radiation bandgap voltage reference was designed in a standard CMOS IC process. The intrinsic weakness of traditional bandgap framework in radiation situation was analyzed. The resistance of the bandgap voltage reference to total dose radiation was improved by taking of advantages of the characteristics that the diode positive guide voltage was less affected by current. The bandgap voltage reference consisted of a startup circuit, a BGR core circuit and a self-bias circuit. The bandgap voltage reference was integrated in a 12 bit 100 kS/s sampling rate A/D converter as a unit, and the ADC was fabricated and tested. The results showed that the output voltage of the reference changed little after the total dose radiation test. Under the -55 ℃~125 ℃ temperature range, the temperature drift coefficient was 1.53×10-5/℃ before total dose radiation, and it was 1.71×10-5/℃ after total dose radiation.
参考文献

[1] LIU L X, MU J C, ZHU Z M. A 0.55-V, 28-ppm/℃, 83-nW CMOS sub-BGR with ultralow power curvature compensation [J]. IEEE Trans Circ & Syst I: Regu Pap, 2018, 65(1):95-106.

[2] 王娜, 吴唐政, 谢亮, 等. 一种带曲率补偿的电流模式基准电压源 [J]. 微电子学, 2019, 49(3): 342-345.

[3] 符征裕, 段吉海, 韦胶二, 等. 一种低功耗高PSRR CMOS基准电压源 [J]. 微电子学, 2020, 50(4): 477-481.

[4] DUAN Q Z, ROH J J. A 1.2-V 4.2-ppm/℃ high-order curvature-compensated CMOS bandgap reference [J]. IEEE Trans Circ & Syst I: Regu Pap, 2015, 62(3): 662-670.

[5] 侯德权, 周莉, 陈敏, 等. 一种低功耗曲率补偿带隙基准电压源 [J]. 微电子学, 2019, 49(1): 18-21.

[6] SHRIVASTAVA A, CRAIG K, ROBERTS N E, et al. A 32 nW bandgap reference voltage operational from 0.5 V supply for ultra-low power systems [C]// IEEE ISSCC. San Francisco, CA, USA. 2015: 1-3.

[7] 王鹏. 基于标准CMOS工艺的抗辐射带隙基准电路设计 [J]. 微处理机, 2016, 37(3): 13-16.

[8] 刘智, 杨力宏, 姚和平, 等. 抗辐射加固CMOS基准设计 [J]. 太赫兹科学与电子信息学报, 2017, 15(1): 126-128.

[9] RAZAVI B. 模拟集成电路设计 [M]. 陈贵灿,程军,张瑞智,等译. 西安: 西安交通大学出版社,2017: 462-470.

[10] GABRIEL A R. 集成基准源电路设计 [M]. 黄晓宗, 译. 北京: 科学出版社, 2013: 8-9.

[11] GRAY P R, HURST P J, LEWIS S H, et al. 模拟集成电路的分析与设计 [M]. 张晓林, 译. 北京: 高等教育出版社, 2005: 301-305.

[12] 胡波, 李遥, 曾莉. 一种星用抗辐射加固电压基准源的研制 [C]// 第十届全国抗辐射电子学与电磁脉冲学术年会. 沈阳, 中国. 2009: 30-34.

[13] GROMOV V, ANNEMA A J, KLUIT R, et al. A radiation hard bandgap reference circuit in a standard 0.13 μm CMOS technology [J]. IEEE Trans Nucl Sci, 2007, 54(6): 2727-2733.

胡永菲, 王忠焰, 杨洋, 杜宇彬, 刘虹宏. 一种抗总剂量辐射带隙基准电压源[J]. 微电子学, 2022, 52(4): 562. HU Yongfei, WANG Zhongyan, YANG Yang, DU Yubin, LIU Honghong. An Anti-TID Radiation Bandgap Voltage Reference[J]. Microelectronics, 2022, 52(4): 562.

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!