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

Abstract

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 تأمین‌کننده‌ی 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 ترانزیستورهای MOSFET، از خازن بزرگ برای حذف اغتشاشات خارجی و بهینه ‌سازی 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 2/1 ولت می‌باشد. همچنین اندازه‌ی قدر مطلق نسبت رد منبع تغذیه و چگالی طیفی توان نویز خروجی مدار در فرکانس 100 هرتز به ترتیب برابر dB 94/109 و nv/√Hz 072/3 بدست آمده است. در بازه‌ی دمایی ℃ 40- تا ℃120، تغییرات دمایی ولتاژ خروجی برابر ppm/℃ 3/28 به‌دست آمده‌است.از این مرجع ولتاژ می‌توان در دستگاهها و تجهیزات الکترونیکی و مخابراتی استفاده کرد.