طراحی مرجع ولتاژ زیر یک ولت قابل کاشت در بدن با دقت ppm/میکرومتر15 با استفاده از ترانزیستورهای ذاتی(native)

در این مقاله با توجه به افزایش نیاز به مراجع ولتاژ با توان مصرفی و ولتاژ تغذیه پایین به خصوص در تجهیزات پزشکی، یک مرجع ولتاژ، با استفاده از اختلاف ولتاژ آستانه(vth) یک ترانزیستور ذاتی(native) و یک ترانزیستور معمولی اثر میدان(fet) ارائه شده است. پس از شبیه سازی با استفاده از تکنولوژی 0.18، مقدار ضریب دمایی ppm℃15 و مقدار حساسیت خط %/v0.98 بدست آمد. حداقل ولتاژ تغذیه برای این مدار 0.7 و توان مصرفی در دمای اتاق 700 نانو وات و ولتاژ خروجی 370 میلی آمپر است که این مرجع را برای تجهیزات نانو آمپری مناسب می سازد. در انتها برای بی اثر کردن تغییرات پروسه یک روش برای تنظیم دیجیتال این نوع مراجعولتاژ ارائه شده است.

Sub 1-V, 15ppm/Micro implantable voltage reference design using native transistor

Voltage references are crucial part of every circuit, providing a fixed voltage regardless of environmental parameters and device loading. Among several approaches proposed for designing voltage references, bandgap voltage references are the most common, but the bandgap voltage reference is bipolar in nature and does not show good stability when the supply voltage is small. Thus according to the increasing need for voltage references with low power consumption and low power supply, a voltage reference using threshold voltage difference between a native and a typical MOSFET transistor is proposed in this work. Using simulation for 0.18 CMOS technology, temperature coefficient and line sensitivity was measured 15ppm/ deg;Cand0.98%/V respectively. The simulation is done to find the Sensitivity of output voltage to temperature and supply voltage in different biases. Minimum voltage supply for this work is 0.7 v and power consumption at room temperature is 700 nanowatt that make this voltage reference suitable for low power, low voltage circuits, for example nanowatt medical applications. At the end to minimize process variations a digital trimming after process is proposed, where transistors are turned on by controlling signals to have different length and width after fabrication process and different output voltages is simulated by having control switches on or off.