RFID(无线射频识别)技术是一种用于自动识别目标和获取目标信息的无线技术,它通过无线电波实现数据的自动识别和信息交换。RFID技术包括被动式和主动式两种,本文研究的是无源RFID标签芯片中所用到的基准源电路。
基准源是电子系统中非常关键的组成部分,它为系统提供了一个恒定的参考值,可以是电压或电流。基准源的稳定性对于系统性能的影响至关重要,特别是在要求低功耗的无源RFID标签芯片中,基准源的功耗和稳定性直接影响到标签芯片的性能和寿命。
提出的基准源设计采用了全MOS管和电阻来实现,这一设计的主要特点是大部分MOS管工作在亚阈值状态。亚阈值是指MOS管的栅极电压低于开启电压时,仍然存在漏极电流的情况。在亚阈值状态工作时,MOS管的功耗会大幅下降,因此基准源可以在极低的功耗下运行。
该基准源电路可以同时产生基准电压和基准电流,具有低功耗的特点,最大工作电流不超过350nA,这对于无源RFID标签芯片来说是一个非常重要的特性。低功耗设计不仅延长了标签芯片的使用寿命,而且对于提高识别距离也具有重要作用。为了达到低功耗设计,该基准源采用了GSMC 0.13μm 1P5M工艺来实现,可以在1.2V的供电电压下工作,电压范围为0.9V到2.5V。
温度系数是衡量基准源性能的另一关键指标,它反映了基准源输出随温度变化的程度。文中提到的基准源在工作温度范围为-45℃到65℃时,电压基准源的温度系数为30.3ppm/℃,电流基准源的温度系数为20.7ppm/℃。这样的温度特性表明,即使在极端温度条件下,基准源输出的稳定性也能得到保证。
为了进一步提高基准源的精确度,设计中加入了校准电路。因为工艺偏差、工作环境温度变化、供电电压波动等因素都可能导致基准源输出与理想值存在偏差。通过配置校准码,可以实现对这些偏差的最小化,从而提高整体系统的性能和可靠性。
该研究得到了国家自然科学基金的资助,这表明了该研究工作的重要性和先进性。这项工作由国防科学技术大学电子科学与工程学院的研究人员完成,不仅对学术界有所贡献,同样对于实际应用也具有较高的价值。