П.А. Кондратович1, Ю.Э. Корчагин2, А.В. Тучин3, К.Д. Титов4

1–4 Воронежский государственный университет (г. Воронеж, Россия)
1 pkondr@mail.ru, kondratovich.pa@gmail.com, 2 korchagin@phys.vsu.ru, 3 24in@mail.ru, 4 titovkd@bk.ru

Постановка проблемы. В настоящее время типовым блоком для построения большинства цифровых и аналоговых систем по-прежнему остаются источники опорного напряжения (ИОН). Необходимо создать новый источник опорного напряжения, способный работать в широком диапазоне напряжений.

Цель. Разработать калибруемый малошумящий источник опорного напряжения.

Результаты. Представлен новый источник опорного напряжения с возможностью коррекции номинала опорного напряжения и температурного коэффициента, способный работать в широком диапазоне напряжений питания от 2,5 до 5,5 В и токе питания менее 100 мкА, обладающий низким уровнем фликкер-шумов, с среднеквадратичным отклонением менее 4 мкВ в полосе 0,01–25 Гц. Отмечено, что после тримминга ИОН имеет температурный коэффициент менее 5 ррm/℃ в температурном диапазоне от −60 до +150°С. Установлено, что опорное напряжение составляет 1,25 В с возможностью подстройки с шагом 2–3 мВ в диапазоне 1,24–1,26 В. Данный ИОН выполнен по технологии КМОП 180 нм.

Практическая значимость. На основании полученных результатов установлено, что в некоторых приложениях, таких как аналогово-цифровые (АЦП) и цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), точность и шумовые характеристики ИОН оказывают значительное влияние на производительность всей системы.

Кондратович П.А., Корчагин Ю.Э., Тучин А.В., Титов К.Д. Калибруемый источник опорного напряжения с пониженным уровнем фликкер-шумов // Нанотехнологии: разработка, применение – XXI век. 2025. Т. 17. № 1. С. 35–44. DOI: https://doi.org/ 10.18127/ j22250980-202501-04

1. Razavi B. Design of Analog CMOS Integrated Circuits. Second Edition. Published by McGraw-Hill Education. 2 Penn Plaza. New York. 2017.
2. Hilbiber D. A New Semiconductor Voltage Standard. ISSCC Dig. of Tech. Papers. P. 32–33. February 1964.
3. Gunawan M., Meijer G., Huijsing J.H. A curvature-corrected lowvoltage bandgap reference. IEEE Journal of Solid-state Circuits. 1993.
4. Kapil Jainwal, Mukul Sarkar, Kushal Shahz Analysis and validation of low-frequency noise reduction in MOSFET circuits using variable duty cycle switched biasing. IEEE Journal of the Electron Devices Society. P. 420–431. February 2018.
5. Guang Ge, Cheng Zhang, Gian Hoogzaad, Kofi A. A. Makinwa A Single-Trim CMOS Bandgap Reference With a Inaccuracy of 0.15% From 40°C to 125°C. IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC). March 2010.
6. Herbst S. A Low-Noise Bandgap Voltage Reference Employing Dynamic Element Matching. Massachusetts Institute of Technology. September 2011.
7. Johan F. Witte, Kofi A. A. Makinwa, Johan H. Huijsing. Dynamic Offset Compensated CMOS Amplifiers 2009.
8. Патент на изобретение № 2813175. Малошумящий источник опорного напряжения. Заявка № 2023115241.