طراحی و شبیه ‌سازی مدار مرجع ولتاژ با Psrr بالا و نویز کم

در این مقاله طراحی و تحلیل یک مدار پیشنهادی مرجع ولتاژ bandgap با استفاده از تکنیک‌های مداری برای حذف اثر دمایی و منبع تغذیه بر روی ولتاژ خروجی ارائه شده است. در این مقاله با اعمال تکنیک‌های مداری همانند مدار تامین‌کننده‌ی جریان بیس برای مستقل شدن ولتاژ خروجی از پروسه‌ی ساخت و همچنین بکارگیری خازن بزرگ و آینه‌های جریان کسکود خود بایاس با سوئینگ بالا، نسبت رد منبع تغذیه بدون تاثیر بر چگالی طیفی توان، بهبود می‌یابد. نحوه عملکرد مدار پیشنهادی بر این اساس است که از آینه‌های جریان کسکود خود بایاس برای کاهش وابستگی به منبع تغذیه و حذف ولتاژ بایاس استفاده شده است. همچنین از دو ولتاژ بیس‌امیتر به صورت سری برای کاهش اثر عدم تطابق ترانزیستورهایmosfet، از خازن بزرگ برای حذف اغتشاشات خارجی و بهینه‌‌سازی ابعاد ترانزیستورها برای کاهش چگالی طیفی توان نویز خروجی در تحقق آن بکار گرفته شده است. مدار پیشنهادی توسط نرم ‌افزار ads شبیه ‌سازی شده و ولتاژ خروجی مدار مرجع حدود 1/2 ولت می‌باشد. همچنین اندازه‌ی قدر مطلق نسبت رد منبع تغذیه و چگالی طیفی توان نویز خروجی مدار در فرکانس 100 هرتز به ترتیب برابر 109/94db و 3/072nv/√hzبدست آمده است. در بازه‌ی دمایی ℃ 40- تا ℃120، تغییرات دمایی ولتاژ خروجی برابر ℃/ppm 28/3 به‌دست آمده‌است.از این مرجع ولتاژ می‌توان در دستگاهها و تجهیزات الکترونیکی و مخابراتی استفاده کرد.

Design and simulation of Bandgap voltage reference with high PSRR and Low noise

In this paper design and analysis of bandgap voltage reference with CMOS transistor for elimination of temperature and source voltage effect is presented. In this paper, by applying techniques such as the base current provider circuit to independent the output voltage from the fabrication process, as well as using a large capacitor and self bias cascade current mirrors with high swing, the power supply rejection ratio, without affecting the spectral density power, improves. In this design self bias cascade current mirror with high swing is used for decreasing the effect of bias voltage on the output voltage. Two baseemitter voltage with series structure is used for compensation of transistors mismatches, also it used circuits for base current compensation for designing of output voltage independent from the production process, and large capacity for removing external interference. Simulation result of designed bandgap voltage reference with ADS achieves output voltage of 1.236V; PSRR and output power spectral density at frequency of 100HZ obtained 109.94 dB and 3.072 nv/√HZ, respectively. Also, the output voltage temperature coefficient is 28.3 ppm/℃ at 40 ℃ to 120 ℃.