0.35㎛ CMOS Low-Voltage Current/Voltage Reference Circuits with Curvature Compensation

곡률보상 기능을 갖는 0.35㎛ CMOS 저전압 기준전류/전압 발생회로

This paper presents curvature-compensated reference circuits operating under low-voltage condition and achieving low-power consumption with $0.35-{\mu}m$ standard CMOS process. The proposed circuit can operate under less than 1-V supply voltage by using MOS transistors operating in weak-inversion region. The simulation results shows a low temperature coefficient by using the proposed curvature compensation technique. It generates a graph-shape temperature characteristic that looks like a sine curve, not a bell-shape characteristic presented in other published BGRs without curvature compensation. The proposed circuits operate with 0.9-V supply voltage. First, the voltage reference circuit consumes 176nW power and the temperature coefficient is $26.4ppm/^{\circ}C$. The current reference circuit is designed to operate with 194.3nW power consumption and $13.3ppm/^{\circ}C$ temperature coefficient.

본 논문에서는 $0.35-{\mu}m$ standard CMOS 공정에서 낮은 전력을 소모하면서 낮은 전원전압에서 동작하는 곡률보상 기능을 갖는 기준전류/전압 발생 회로를 제안한다. 제안된 회로는 weak-inversion 영역에서 동작하는 MOS 트랜지스터들을 사용함으로써 1V 이하 전원전압에서 동작할 수 있다. 시뮬레이션 결과는 제안되는 곡률보상 기술을 사용하여 기존의 곡률보상 기능이 없는 BGR 회로들처럼 종 모양이 아닌 사인 곡선과 같은 모양을 나타내 작은 TC 값을 보여준다. 제안된 회로들은 모두 0.9V의 전원전압에서 동작한다. 먼저, 기준전압 발생 회로는 176nW 전력을 소모하며, 온도 계수는 $26.4ppm/^{\circ}C$이다. 기준전류 발생 회로는 194.3nW 전력을 소모하며, 온도 계수는 $13.3ppm/^{\circ}C$이다.