第４期 唐卫斌．李英：ＲＦＩＤ芯片电源产生电路的优化设计 ３３ 的ＰＭＯＳ管，电压过高时，通过它放掉电流．Ｍ２７是栅漏相连的ＰＭＯＳ在这里做有源电阻，Ｍ２４和Ｍ２５一 起组成线性分压电路，取Ｍ３１漏极处Ａ点的电压值Ｖ 作为反向器的输入，其稳压原理是：当从天线接 收下来的信号电压比较高时，经过整流后的电压也比较高，这时线形分压电路的各分压点的电压也随 之升高．当电压升高到某个值的时候，反向器发生翻转，输出低电压，这时ＰＭＯＳ管Ｍ３２导通，放掉电流， 使电源电压保持在一个稳定的值．其中，Ｃ６是滤波电容，Ｒ０为等效负载． 该电路由整流电路和稳压电路两部分组成，通过分析和仿真，表明这个电路基本可以实现产生电 源的功能，但是却存在下面两个问题： （１）整流电路的连接方式容易诱发闩锁效应导致电路失效； （２）在ｌ／ｘｓ无载波时间内下降严重，仅为２．５Ｖ．为此我们对该电路进行了优化改进． １．２对整流电路的分析与改进 为了提高能量利用率，一般采用全波整流电路，其好处是，电路中的每个二极管能承受的反向电压 相对较￣［２－３１．本文采用栅源相连的ＭＯＳ管作为二极管 。组成桥式全波整流电路．但在一般ＣＭＯＳ工艺 中，整流桥导致天线两端产生了高于电源ＶＣＣ的最高电位和低于电源ＧＮＤ的最低电位，所以ＭＯＳ器 件源、漏电位低于衬底电位ＧＮＤ或高于ｎ阱电位ＶＣＣ，使寄生ＰＮＰＮ管导通，诱发闩锁效应导致电路 失效同． 为此我们对整流电路作出如下改进：增加Ｍ２７和Ｍ３３两个ＮＭＯＳ管。为Ｍ２５和Ｍ２６提供衬底偏 置；增加ＭＩ，Ｍ２１两个ＰＭＯＳ管，为Ｍ２２和Ｍ２３提供衬底偏置，如图２所示．这样，当ｐａｄ—ａ为高电平， ｐａｄｂ为低电平时 ２７截止Ｍ３３导ｉ瞪 点处为电路中的最低电平；当ｐａｄ＿ａ为低电平￣ｏａｄ＿ｂ为高电平时 ２７ 导通，Ｍ３３截止，Ｂ点处仍然是电路中的最低电平，给四个ＮＭＯＳ管提供衬底偏置；当ｐａｄ．ａ为高电平， ｐａｄｂ为低电平时，Ｍ１导通，Ｍ２１截止，Ｃ点处为电路中的最高电平；当ｐａｄ＿ａ为低电平，ｐａｄ＿ｂ为高电平 时，Ｍ１截止，Ｍ２１导通。Ｃ点处仍然为电路中的最高电平，为四个ＰＭＯＳ管提供了衬底偏置，这样就有效 地消除了闩锁效应旧． ｐａｄａ ｐａｄｂ 图２改进后的整流电路 １．３对稳压电路的分析与改进 在对整流电路进行改进后，分析稳压电路，原电路在输入无载波时，滤波电容上储存的电荷有很大 部分流向整流电路，导致电源电压下降严重．这里，我们利用二极管的单向导电性，在输入有载波时使 电流从整流电路流向稳压电路，给滤波电容充电，在输入无载波情况下，滤波电容上储存的电荷不能流 向整流电路，减少能量损失．改进后的电路如图３所示：我们在整流电路和稳压电路之间加了一个栅漏 相连的ＮＭＯＳ管Ｍ３８作为二极管来使用，利用它的单向导电性减小输入无载波时的漏电流．如果没有 Ｍ３８，滤波电容Ｃ２的正极和整流电路的Ｄ点直接相连，在输入无载波时，ｐａｄａ和ｐａｄ＿ｂ都是低电平，而 Ｄ点是高电平ＰＭＯＳ管Ｍ２２和Ｍ２３都将导通，ｃ２上存储的电荷通过导通的Ｍ２２和Ｍ２３大量流走，使 Ｃ２两端的电压急剧下降．正常工作时，整流电路的输出端接滤波电容Ｃ０，而且Ｃ０两端之间的电压值可 维普资讯 http://www.cqvip.com
商洛学院学报 ２ｏｏ７年１２月 以达到４．４Ｖ以上，Ｍ３８一直导通给Ｃ２充电，若Ｃ２上电压值高于３．５Ｖ，Ｍ４５导通放电，这和原电路一致． 当ＡＳＫ信号的负脉冲到来时，Ｏｕｔ＿ｐ电压降低，Ｍ３８截止，Ｃ２上存储的电荷只通过负载电阻Ｒ１流走，所 以Ｃ２上的电压下降缓慢，这样就可以得到一个比较稳定的电源电压． ▲ 一ｒ＿＝ 一一 一一 一一 一 Ｉ’ Ｍ３８ Ｉ ３ ｜＿１ ｌ ０Ｃ０ Ｉ Ｉ ｌ Ｉ一一 ｌ ０叫ｆ－ Ｊ。Ｍ５ Ｍ衡 卜＿—＿ｌ Ｉ＿一 Ｉ ｌ ●一 ｌ ‘１ Ｍ４ ｌ ｌ ｌ ｌ ０Ｃ２● Ｒ１ 。ｒ＿￣Ｍ６ 卜１ －－－·一 ＜Ｊ ｌ Ｉ ｌ Ｉ ＩＩ一 ’ＩＬ二 ０ｕｔ ▲ 圳—■■■ｔ｜ ｌ ；一 二＝二＝＝＝＝＝ 参考文献： 【１】李军．射频标签芯片模拟电路部分优化设计【Ｄ】．西安电子科技大学硕士论文集，２Ｏｏ４：１３＿２５． ［２］王光春，李向宏．智能电子标签芯片ＢＬ７５Ｒ０２的设计［Ｊ］．电子技术，２００４，３１（１）：８－９． ［３１马纪丰，陈伟元，宫俊．一种应用于射频卡的集成稳压电路的设计【Ｊ］．半导体技术，２００３，２８（２）：４８－４９，５７．（下转第８６页） 维普资讯 http://www.cqvip.com
商洛学院学报 ２０ｏ７年１２月 不准做评价性的解释，尤其是自我评价，不准出 【４］黄金火，马晓龙．资源型城镇旅游发展模式与对策研究 现引文或参考文献，不准分段，不准缺项，提高高 西北大学学报：自然科学版２Ｏ０５，３５（６）：８１１－８１４． 校学报学术论文摘要的质量。 【５］李贵安．纳米粒子与染料超分子结构复合材料的设计及 其吸收红移机理【Ｉ】．陕西师范大学学报：自然科学版， 参考文献： ２００６，３４（１）：３２－３５． 【６］全国高等学校文科学报研究会冲国高等学校社会科学 【１１新闻出版总署科技发展司，］新闻出版总署图书出版管 学报编排规范［Ｅ聃Ｌ］．【２００６—１２－０３］．ｈｔｔｐ：Ｃｗｗｗ．ａｈｎｕ． 理司，中国标准出版社．作者编辑常用标准及规范－．２版Ⅱｌ 北京：中国标准出版社，２００３：３４９－３５０． ｅｄｕ．ｃｎ，ｊｏｕｒｎａｌ／ｇｕｉ１．ｈｔｍ． 【７】中国高等学校自然科学学报研究会．中国高等学校自然 【２】辞海编辑委员会．辞海【Ｍ］．上海：上海辞书出版社，２００２． 科学学报编排规范［ＥＢｏＬ］．（２００４－０７）［２００６—１２－０３］． 【３】中国学术期刊（光盘版）检索与评价数据规范［ＥＢ，ＯＬ］． ｈｔｔｐ＇／／ｇｔｉｓｈｍａｎ．ｂｏｋｅｅ．ｅｏｍ／ｖｉｅｗｄｉａｒｙ．１ １７５６１７０．ｈｔｍ１． （２００６－１０－ｏ１）［２０Ｏ６—１２０—０３】．ｈｔｔｐ－／Ａｖｗｗ．ｊｏｕｒｎａ１．ｔｚｃ． ｅｄｕ．ｃｒｙ ａｉ．ｈｔｍ． （责任编辑：张国春） Ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ Ｐａｐｅｒ＇ｓ Ａｂｓｔｒａｃｔ ｉｎ Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｊｏｕｒｎａｌｓ ＮＩＵ Ｈｕａｉ－ｇａｎｇ （Ｅｄｉｔｏｒｉａｌ Ｂｏａｒｄ ｏｆ Ｗｅｉｎａｎ Ｔｅａｃｈｅｒｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｅｉｎａｎ ｓｈａａｎｘｉ ７１４０００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｗｉｔｈ ｓｔａｔｅ＂ｓ ｎｏｒｍｓ ａｂｏｕｔ ｐａｐｅｒ＇ｓ ａｂｓｔｒａｃｔ ａｆｔｅｒ ｒｅａｄｉｎｇ ｖｏｌｕｍｅｓ ｏｆ ｊｏｕｒｎａｌｓ，ｍａｎｙ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｒｅ ｆｏｕｎｄ ｉｎ ｐａｐｅｒ＇ｓ ａｂｓｔｒａｃｔ，ｓｕｃｈ ａｓ ｄｉｓａｇｒｅｅｍｅｎｔ ｉｎ ｇｒａｍｍａｔｉｃａｌ ｐｅｒｓｏｎｓ，ｑｕｏｔａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｉｎｃｌｕｄｅｄ，ｍａｉｎ ｐｏｉｎｔｓ ｉｎｓｔｅａｄ，ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｂｔｉｔｌｅｓ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｒ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ，ｂｅｉｎｇ ｌａｃｋ ｏｆ ｃｒｅａｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｓｈｏｒｔ ｏｆ ｆａｃｔｏｒｓ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅ ｔｈｅ ｗｒｉｔｉｎｇ ｏｆ ｐａｐｅｒ＇ｓ ａｂｓｔｒａｃｔ，ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ＇ｓ ｒｅａｄａｂｉｌｉｙｔ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒｓ ｓｕｇｇｅｓｔｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄ ａｂｓｔｒａｃｔ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｐａｉｄ ｍｏｒｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｔｏ，ｈａｖｅ ｂｅｔｔｅｒ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｄｉｔｏｒｓ ａｎｄ ｗｒｉｔｅｒｓ，ｃｏｎｔａｉｎ ｃｒｅａｔｉｖｉｔｙ，ａｎｄ ｒｅｆｌｅｃｔ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ａｂｓｔｒａｃｔ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｗｅｌｌ－ｋｎｉｔ，ｌｏｇｉｃａｌ，ｐｏｉｎｔ－ｓｔｅｒｓｓｅｄ，ｉｎｆｏｒｍａｔｉｖｅ ａｎｄ ｃｏｎｃｉｓｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐａｐｅｒ＇ｓ ａｂｓｔｒａｃｔ；ｐｒｏｂｌｅｍｓ；ａｎａｌｙｓｉｓ；ｏｂｊｅｃｔ；ｃｏｎｃｉｓｅｎｅｓｓ；ｎｏｒｎｌ （上接第３４页） 【４］拉扎维，陈贵灿．模拟ＣＯＭＳ集成电路设 Ｍ】．西安交通大学出版社，２００３：４５． 【５】朱正涌．半导体集成电路 】．清华大学出版社，２００１：４２－４４． 【６］周晓光，王晓华．射频识别（ｆｔｎＤ）技术原理与应用实例 】．人民邮电出版社，２００６：１２． 【７】周润德．超大规模集成电路与系统导论【Ｍ】．电子工业出版社，２００３：２１１． 【８】马庆容，俞军，张纲．国内ＲＦＩＤ应用及产业研究【Ｊ】．中国集成电路２００６，９０（１１）：１１－２７． （责任编辑：张国春） ０ｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ０ｆ ｔｈｅ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉ０ｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ ０ｆ ＲＦＩＩ）Ｃｈｉｐ ＴＡＮＧ Ｗｅｉ—ｂｉｎ．ＬＩ Ｙｉｎｇ （Ｄｅｐｔ．ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｓｈａｎｇｌｕｏ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｌｕｏ，Ｓｈａａｎｘｉ ７２６０００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍ Ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｃｎｓ ｏｆ ｅａｓｙ ｌａｔｃｈ－ｕｐ ｅｆｆｅｃｔ ａｎｄ ｕｎｓｔｅａｄｙ ｏｕｔｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｎ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｎ＇ＲＦＩＤ ｃｈｉｐ．Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｃｕｓｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅｓｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｌａｔｃｈ ｕｐ ｅｆｆｅｃｔ ｈａｓ ｗｅｌｌ ｂｅｅｎ ｒｅｓｏｌｖｅｄ．ｈＴｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｄｅｓｉｎｇ ｉｓ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｗｉｔｈ ０．６ｐ，ｍ ＣＭＯＳ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｒｅｓｕｌｔ ｈＴｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ｂｙ Ｈｓｐｉｃｅ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｎｅｗ ｃｉｒｃｕｉｔ ｃａｎ ｓｕｐｐｌｙ ａ ｓｔｅａｄｙ ｖｏｌｔａｇｅ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ Ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｏｒｉｉｇｎａｌ ｃｉｒｃｕｉｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＲＦＩＤ；Ｖｏｌｔａｇｅ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ Ｐｏｗｅｒ；Ｈｓｐｉｃｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
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