Uma referência de tensão CMOS baseada na tensão threshold em ultra-baixa tensão e ultra baixa potência.

Abstract

Esse trabalho apresenta uma nova e simples topologia de referência de tensão threshold, a qual é análoga a uma referência de tensão bandgap. Esse circuito possui a vantagem de operar com uma tensão de alimentação menor do que 1V; além do limite imposto pela tensão de banda proibida (tensão bandgap). A tensão de referência é baseada na tensão de limiar (tensão threshold) de um transistor nMOS em inversão fraca. A tensão de alimentação dos novos processos CMOS 0,13μm e/ou 90nm já é menor do que a tensão bandgap do silício; fato que nunca irá ocorrer com a tensão threshold do transistor MOS. A referência de tensão threshold pode ser utilizada em aplicações típicas de referências de tensão ou mesmo no rastreamento da tensão threshold aplicada na polarização adaptativa de circuitos, por ser uma estrutura que tende a ser insensível a variação na temperatura e na tensão de alimentação. O circuito foi fabricado utilizando o processo CMOS TSMC 0,35μm padrão, gerando uma referência de tensão de 741mV para a tensão de alimentação de 950mV com um consumo de apenas 390nW. O circuito apresenta uma regulação de linha de 25mV/V para uma tensão de alimentação de até 3V e uma variação de 39ppm/°C na tensão de referência para uma faixa de variação na temperatura de – 20°C a + 80°C.