طراحی مرجع ولتاژ با توان مصرفی پایین وPSRR بالا

تقریبا اکثر مدارهای سیگنال آنالوگ امخلوط برای بهبود شرایط کاری زیربلوک های خود به منابع جریان خوبی نیازمند هستند. یک مرجع جریان مناسب بایستی برای عملکرد در محدوده دمایی گسترده از دقت جریان و قابلیت اطمینان بالایی برخوردار باشد. برای کاهش وابستگی دمایی منابع جریان روشهای مختلفی معرفی شده است. در اکثر کارها با افزودن یک جریان با ضریب تغییرات دمایی مثبت( PTAT) به یک جریان با ضریب تغییرات دمایی منفی(CTAT)، مرجع جریان مستقل از تغییرات دما ایجاد می نمایند. در این مقاله یک مرجع جریان با تکنیک ترکیب ساختار ترانزیستورهای اشباع وزیر آستانه ارائه می شود. در این کار ابتدا با هریک از این ساختارها جریانهای PTAT و CTAT تولید و با یکدیگر ترکیب می شود. سپس برای دستیابی به ضریب تغییرات دمایی پایین جریان های خروجی این دو ساختار با ضرایب مناسبی جمع می شود تا یک جریان مرجع برابر با ۱۰۰MA به دست آید. مدار پیشنهادی برای این مرجع جریان در تکنولوژی ۰ . ۱۸umCMOS طراحی و در نرم افزار Cadence رسم و مدار استخراج شده از آن شبیه سازی می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که این مرجع جریان در بازه دمایی ۴۰°C- تا C° ۱۲۰ برای حالت TT (شرایط شبیه سازی در حالت عادی و متداول) دارای ضریب تغییرات دمایی ۳۰۶۸ppm / °C می باشد. علاوه بر این، میانگین ضریب تغییرات دمایی آن برای ۱۰۰۰ بار تکرار مونت کارلو برابر ۴ppm/ °C۱۶۰۳۸ است. همچنین نتایج شبیه سازی نشان می دهد که این مدارنسبت به تغییر یک ولتی ولتاژ تغذیه دارای حساسیت ۲ . ۹ درصد می باشد. ولتاژ دو سر این مرجع جریان در ۹۸ درصد مقدارنامی خود برابر ۳۹۶mV بوده و توان مصرفی این مدار در ولتاژ تغذیه ۱۰۸۷ برابر۳۹ . ۶۷uW است.