一种低功耗亚阈值基准电压源

谢海情; 王昌志; 赵欣领; 曾健平; 李凯; 丁宇航; 谌运政; 刘顺城

doi:10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2026179

湖南大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 53 ›› Issue (04) : 155 -162. DOI: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2026179

一种低功耗亚阈值基准电压源

谢海情, 王昌志, 赵欣领, 曾健平, 李凯, 丁宇航, 谌运政, 刘顺城

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摘要

为降低带隙基准电压源静态功耗电流和芯片面积，通过优化偏置电流产生电路和双输出端启动电路，设计一种低功耗亚阈值基准电压源电路.偏置电流产生电路采用工作在亚阈值区的NMOS管代替三极管，为基准电压输出电路提供nA级的偏置电流，有效降低功耗并减小面积；启动电路采用双输出端结构，在上电过程中为偏置电流产生电路提供额外的充放电通路，消除电路简并点并加速电路启动.基于0.5µm CMOS工艺，完成电路设计与流片测试.结果表明，在电源电压1.8～5 V范围内，基准输出电压为1.145 V，最大线性调整率为0.6×10^-3；在-20～100℃范围内，温度系数为45.6 ppm/℃；在低频下，电源抑制比为-84 dB@10 Hz，在全频段范围内，电源抑制比小于-26 dB；静态电流小于270 nA；版图面积为0.02 mm².该基准电压源芯片具有功耗低、面积小等优势，可广泛应用于低功耗电子设备中.