论文总字数：22802字

摘 要

本文基于CMOS工艺设计了UHF RFID标签芯片的稳压电路模块。

首先，本文简单介绍了RFID技术的背景及国内外发展现状；然后详细说明了该标签芯片的背景及国内外发展现状；论文主体主要说明了UHF RFID标签的稳压电路的设计方案，并详细的讨论电路四大部分的工作原理及其设计过程。本课题设计的稳压电路满足指标，在-20-80℃温度范围内，输出的高电压稳定在1.77-1.88V，并且随着温度的升高而不断减小；输出的低电压稳定在1.0-1.01V，并且随着温度的升高而不断增大。这两个输出电压都稳定在课题要求的范围内，并且在典型值上下波动。

本论文设计的UHF RFID标签的稳压电路满足课题指标要求。

关键词：UHF RFID标签，稳压电路，温度，输出电压

Abstract

This paper designs a voltage regulator circuit module in UHF RFID tag chip based on the CMOS process.

First of all, this paper briefly introduces the background of RFID technology and the development status at home and abroad. Then it explains the background of the tag chip and the development status at home and abroad. The main body of the paper mainly explains the design scheme of the voltage regulator circuit of UHF RFID tag, and detailed Discuss the working principle and design process of the four major parts of the circuit. The voltage regulator circuit designed by this subject meets the index. In the temperature range of -20-80 °C, the output high voltage is stable at 1.77-1.88V, and decreases with increasing temperature; the output low voltage is stable at 1.0. -1.01V and keeps increasing as the temperature increases. Both of these output voltages are stable within the range required by the subject and fluctuate above and below typical values.

The voltage regulator circuit of the UHF RFID tag designed in this paper meets the requirements of the subject index.

KEY WORDS: UHF RFID tag, voltage regulator circuit, temperature, output voltage

目 录

第一章 绪论 1

1.1 背景 1

1.2 RFID技术国内外发展现状 2

1.2.1 国外RFID产业发展状况 2

1.2.2 中国RFID产业发展状况 2

1.3 RFID应用及趋势 3

1.4 论文组织结构 4

第二章 UHF RFID标签芯片研究进展及现状 7

2.1背景 7

2.2 RFID标签国内外现状及发展 8

2.2.1 RFID标签国外发展状况 8

2.2.2 RFID标签国内发展状况 9

2.3 标签芯片的结构及功能 10

2.4 RFID标签相关工作流程 11

第三章 UHF RFID标签芯片中的稳压电路设计 13

3.1 设计指标 13

3.2 传统低压差线性稳压器 13

3.3 UHF RFID稳压电路的设计 14

3.3.1 理论依据 14

3.3.2 电路设计方案及分析 16

第四章 UHF RFID稳压电路仿真与分析 25

4.1 低电压输出仿真结果 25

4.2 高电压输出仿真结果 28

第五章 总结与展望 32

5.1 总结 32

5.2 展望 32

参考文献 34

致谢 35

图 目 录

图2.1 RFID标签实物图 8

图2.2 RFID标签芯片的内部结构图 10

图2.3 RFID标签芯片系统工作流程 11

图3.1 LDO基本系统结构图 13

图3.2 UHF RFID标签芯片的稳压电路原理图 17

图3.3 启动电路原理图 18

图3.4 电流基准源电路原理图 19

图3.5 低电压输出稳压电路原理 22

图3.6 高电压输出稳压电路原理图 23

图4.1 输出稳定低电压的温度特性曲线图 25

图4.2 输入电压为2.0 V时的输出低电压曲线图 26

图4.3 输入电压为3.0 V时的输出低电压曲线图 26

图4.4 输入电压为4.0 V时的输出低电压曲线图 27

图4.5 输入电压为5.0 V时的输出低电压曲线图 27

图4.6 输出低电压与负载阻抗的特性曲线图 28

图4.7 输出稳定高电压的温度特性曲线图 28

图4.8 输入电压为2.0 V时的输出高电压曲线图 29

图4.9 输入电压为3.0 V时的输出高电压曲线图 29

图4.10 输入电压为4.0 V时的输出高电压曲线图 30

图4.11 输入电压为5.0 V时的输出高电压曲线图 30

图4.12 输出高电压与负载阻抗的特性曲线图 31

表 目 录

表1.1 RFID发展历程 1

表1.2 2006年RFID标签在全球各类应用中的销量及销售额 3

表2.1 被动式和主动式标签对比 7

表3.1 CMOS工艺各类电阻参数表 21

表4.1 设计指标与实现的电路指标对比 31

绪论

背景

射频识别技术，简称RFID（Radio Frequency Identification）技术，又称无线射频识别。它是通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触的最近几年大多数人使用的电子通讯技术^[4]。

在二十世纪三十年代的英国第一次出现RFID技术这个概念，并且该技术像雷达一样被运用来识别飞机的阵营。

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