一种采用串联差分结构的CMOS电压参考电路，其核心由两阶段堆叠的二极管连接的MOSFET组成

《IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers》：A CMOS Voltage Reference Featuring a Tandem Differential Structure With Two-Stage Stacked Diode-Connected MOSFETs Core

提出一种采用两阶段自偏置堆叠二极管连接MOS晶体管（SDMT）的CMOS电压参考电路，通过级联差分结构（TDS）补偿工艺、电压和温度（PVT）漂移。电路在0.18μm CMOS工艺下占用0.0048mm2，实测温度系数67ppm/°C（-40°C~140°C），线敏感性0.009%/V，电源抑制比-83dB@100Hz，1%稳态时间0.28ms，平均参考电压294mV。

　　

摘要：

本文提出了一种基于CMOS技术的电压参考源（CVR），该参考源采用两级自偏置堆叠二极管连接的MOS晶体管（SDMTs），并通过串联差分结构（TDS）主动补偿工艺、电压和温度（PVT）变化。SDMTs的核心部分由新型伪共源电流镜进行偏置，从而有效抑制电源变化的影响，并生成两个参考电压。TDS由两个串联的NMOS晶体管组成，作为输出级，对这些电压进行差分处理并补偿最终的参考电压以应对PVT变化。因此，最终参考电压相对于PVT变化的偏差显著降低。所提出的CVR采用0.18微米CMOS工艺制造，总面积为0.0048平方微米。7个芯片的测试结果表明，该设计在-40°C至140°C的温度范围内无需 trimming 网络即可实现平均温度系数为67 ppm/°C的性能。线性灵敏度和电源抑制比为0.009%/V（电源范围为1.3V至2.5V），在100 Hz时的抑制比为-83 dB。1%的稳定时间仅需0.28毫秒。平均参考电压为294 mV。