0.35㎛ CMOS Low-Voltage Low-Power Voltage and Current References

0.35㎛ CMOS 저전압 저전력 기준 전압 및 전류 발생회로

In this paper 2 types of voltage references and a current reference suitable for low-voltage, low-power circuits are proposed and designed with $0.35{\mu}m\;CMOS$ process. MOS transistors operating in weak inversion and bulk-driven technique are utilized to achieve low-voltage and low-power features. The first voltage reference consumes 1.43uA from a supply voltage of 1.2V while it has a reference voltage of 585mV and a TC(Temperature Coefficient) of $6ppm/^{\circ}C$. The second voltage reference consumes 48pW from a supply voltage of 0.3V while having a reference voltage of 172mV and a TC of $26ppm/^{\circ}C$. The current reference consumes 246nA from a supply voltage of 0.75V with a reference current of 32.6nA and a TC of $262ppm/^{\circ}C$. The performances of the designed references have been verified through simulations.

본 논문에서는 저전압, 저전력 회로에 적합한 2가지 유형의 기준전압 발생회로와 1가지 유형의 기준전류 발생회로를 제안하고, $0.35{\mu}m\;CMOS$ 공정을 이용하여 설계하였다. 저전압, 저전력 특성을 얻기 위해 약반전(weak inversion) 영역에서 동작하는 MOS 트랜지스터를 사용하고, bulk-driven 기법을 이용하였다. 첫 번째 기준전압 발생회로는 1.2V의 공급전압에서 1.43uA의 전류를 소비하며, 585mV의 기준전압과 $6ppm/^{\circ}C$의 온도특성을 갖는다. 두 번째 기준전압 발생회로는 0.3V의 공급전압에서 48pW의 전력을 소비하며, 172mV의 기준전압과 $26ppm/^{\circ}C$의 온도특성을 갖는다. 기준전류 발생회로는 0.75V의 공급전압에서 246nA의 전류를 소비하며, 32.6nA의 기준전류와 $262ppm/^{\circ}C$의 온도특성을 갖는다. 모의실험을 통해 설계된 기준회로들의 성능을 검증하였다.