Design methodology of a modular CMOS ultra-low power self-biased current source

Abstract

Neste documento é desenvolvida uma metodologia de projeto de uma fonte de corrente auto polarizada de ultra baixo consumo de potência em tecnologia CMOS. É descrita uma topologia modular implementada com dois MOSFETs auto cascodados (SCMs) e um amplificador operacional. A metodologia proposta está baseada no conceito de ni´veis de inversão e o espaço de projeto do circuito é descrito principalmente em termos das especificações do amplificador operacional e do espelho de corrente PMOS. O circuito foi projetado usando uma tecnologia padrão CMOS de 130 nm. Os resultados das simulações são apresentados neste documento para validar a metodologia de projeto e o desempenho da fonte de corrente, mostrando que o circuito proposto pode operar com uma tensão de alimentação menor de 1 V e com menos de 1%/V na regulação de linha.<br>

Abstract : In this document a design procedure of a CMOS ultra-low-power self-biased current source is developed. A modular topology using two self-cascode MOSFETs (SCMs), a current mirror and an operational amplifier is implemented. The described methodology is based on the concept of inversion level, and the design space of the current source is described mainly in terms of the specifications of the operational amplifier and the PMOS current mirror. The circuit was designed in a 130 nm standard CMOS technology. Simulation results are provided to validate the design methodology and the performance of the current source, showing that the proposed circuit can operate at a supply voltage less than 1 V with less than 1%/V of line regulation.