Abstract:

In modernen drahtlosen Systemen sind niedriger Stromverbrauch und das Betreiben bei niedriger Spannung (Low Voltage Operation) von entscheidender Bedeutung. Dabei ist für viele elektronische Anwendungen eine genaue Spannungs- bzw. Stromreferenz notwendig. Aus diesem Grund werden an eine Referenzquelle hohe Anforderungen bezüglich ihrer Temperatur- und Langzeitstabilität gestellt, was gleichzeitig schwierig mit den \dqLow-Power\dq Anforderungen zu vereinbaren ist. Besonders für die auf passiven Transpondern basierenden RFID-Systeme, bei denen die Energieversorgung der Schaltung aus dem Hochfrequenzträgersignal gewonnen wird, stellt die Erzeugung einer genauen Spannungsreferenz ein Problem dar. Vor allem die Spannungsstabilität und die Unabhängigkeit von Temperatur- und Prozessschwankungen bereiten große Schwierigkeiten. In diesem Artikel wird das Design einer CMOS Bandgap Strom- und Spannungsreferenz, realisiert in einer 0,25µm CMOS-Prozess-Technologie, mit 2,5 V Versorgungsspannung vorgestellt. Die entwickelte Schaltung hat eine Stromaufnahme von 50µA bei einer Genauigkeit von 1\% im Temperaturbereich von -40°C bis 125°C. Ein Testchip wurde in die Fertigung eingespeist. Ausgehend von einem Überblick über bekannte Realisierungen von Bandgap-Schaltugen wird die Besonderheit der neu entwickelten Low-Power Schaltung vergleichend gegenübergestellt.