A Low-Power Differential Current Reference with Process-Insensitive Temperature Compensation

Abstract

Current reference is widely used in many circuit systeMaster to provide a stable dc value for other environmental changes. Environmental changes in the circuit system are process, supply voltage, and temperature variations. For example, when designing an oscillator or in a regulator, use a stable current to create a stable output. If the generated reference current which become the source of the analog circuit is not stable, the analog circuit using this current will be unstable and eventually the final output also becomes unstable. Therefore, this study aiMaster to produce stable dc currents which is robust to PVT variation without multi-point trimmin that costs more.

This work proposed a low-power current reference made by the ratio of a compensation voltage and a resistance whose temperature coefficients (TC) are insensitive to process variations. And using some techniques, as a result, we can produce robust currents with PVT variations, obviating the need for expensive multi-point trimming.

The proposed current reference is implemented in 0.18-μm CMOS technology and consumes 0.65-μW from a 1.1-V supply at a temperature coefficient of 31.84 ppm/˚C between -40˚C and 125˚C with a 1-point trimming. Over a supply range between 1.1 and 3.3 V, the line-sensitivity is 0.097 %/V.|이 논문의 CMOS 전류 기준원은 어떠한 환경적인 변화에도 안정적인 DC 값을 제공하기 위해 많은 회로 시스템에서 널리 사용된다. 회로 시스템의 환경 변화는 프로세스, 전원 전압 및 온도 변화이다. 예를 들어, 발진기를 설계하거나 레귤레이터를 설계할 때 안정적인 전류를 사용하여 안정적인 출력을 생성해야 한다. 아날로그 회로의 소스가 되는 생성된 기준 전류가 안정적이지 않으면, 이 전류를 사용하는 아날로그 회로는 불안정할 것이고 최종적으로는 우리가 원하는 출력도 불안정해질 것이다. 따라서 이 연구는 더 많은 비용을 들이는 multi-point trimming 없이 PVT 변화에 견고한 안정된 직류 전류를 생산하는 것을 목표로 한다.

이 연구는 보상 전압과 온도 계수 (TC)가 공정 변동에 둔감 한 저항의 비율로 이루어진 저전력 전류 기준을 제안했다. 결과적으로 일부 테크닉을 사용하여 PVT 변형을 사용하여 견고한 전류를 생성할 수 있으므로 값비싼 multi-point trimming이 필요하지 않는다.

제안된 전류 기준원은 0.18 μm CMOS 기술로 구현되었으며, -40 ˚C~125 ˚C 사이의 온도 계수 31.84 ppm/˚C에서 1.1 V 전원으로 0.65 μW를 소비하며 1-point trimming을 제공한다. 1.1~3.3 V 공급 범위에서 0.097 %/V 의 line sensitivity를 가진다.