چکیده
این مقاله منبع بندگپ و مدارات sub-BGR برای LSIهای نانووات را نشان می‌دهد. مدارات شامل یک مدار جریان مرجع نانوآمپری، یک ترانزیستور دوقطبی و ژنراتورهای ولتاژ متناسب با دمای خالص می‌باشند. مدارات پیشنهادی از استفاده از مقاومت‌ها اجتناب کرده و شامل تنها MOSFET و یک ترانزیستور دوقطبی است. به دلیل اینکه مدار sub-BGR ولتاژ خروجی ترانزیستور دوقطبی را بدون استفاده از مقاومت تقسیم می‌کند، می‌تواند با منبع زیر 1ولت کار کند. نتایج تجربی به دست آمده در تکنولوژی CMOS 0.18 میکرومتر نشان می‌دهند که مدار BGRمی‌تواند ولتاژ مرجع 1.09ولت و مدار sub-BGR ولتاژ مرجع 0.548 را تولید کند. اتلاف توان مدارات BGR و sub-BGR به ترتیب 100 و 52.5 نانووات می‌باشد.
1. مقدمه
انتظار می‌رود که پیشرفت LSIهای نانووات منجر به گسترش نسل بعدی اپلیکیشن‌هایی با قابلیت نظارت توان، مثل وسیله‌های پزشکی مرتبط با عمر و کمک کننده به زندگی، سنسورهای محیطی و شبکه سنسورهای بی‌سیم شود. ما نیاز داریم که LSIهایی طراحی کنیم که با اتلاف توان بسیار پایین کار کنند زیرا آن‌ها باید برای مدت طولانی با منبع انرژی کمتر از حد ایده‌آل که از میکروباتری‌ها یا از انرژی طبیعی محیطی گرفته می‌شوند، عمل کنند. برای پیشرفت چنین LSIهایی، ما در ابتدا باید مدارات ولتاژ مرجع را توسعه دهیم زیرا از جمله مدارات سازنده آنالوگی پایه‌ای هستند. در اینجا مدارت ولتاژ مرج مقاوم به تغییرات پروسه، ولتاژ و دما را که می‌تواند در ده‌ها نانووات یا کمتر عمل کند، توصیف می‌کنیم.
مدارات BGR به طور گسترده در LSIهای مردن استفاده می‌شوند تا ولتاژ مرجع را درون چیپ‌ها تولید کنند. ولتاژ تولید شده برای پردازش سیگنال آنالوگ متنوعی استفاده می‌شود. با وجود اینکه BGRهای مختلفی توسعه داده شده‌اند، اتلاف توان اکثر آن‌ها از توان نانووات بشتر بوده و کاهش آن چشمگیر نبوده است. یکی از دلایل آن استفاده از مقاومت‌هاست. مقاومت‌ها در اکثر مدارات مرجع برای تولید جریان و یا ولتاژ برای کنترل ویژگی‌های دمایی ولتاژ مرجع خروجی استفاده می‌شود. وقتی از یک مقدار میانه برای مقاومت استفاده می‌شود جریان کافی برای مقاومت‌ها نیاز بوده و لذا اتلاف توان نمی‌تواند کاهش یابد. در صورتی که برای کاهش جریان مقاومت بزرگتر در نظر گرفته شود مساحت سطح سیلیکون افزایش می‌یابد.
این مقاله در نشریه آی تریپل ای منتشر شده و ترجمه آن با عنوان مدارهای مرجع در سایت ای ترجمه به صورت رایگان قابل دانلود می باشد. جهت دانلود رایگان مقاله فارسی و انگلیسی روی عنوان فارسی (آبی رنگ) کلیک نمایید.
منبع:
