发明名称 电压参考电路
摘要 一电压参考电路包括正温度系数电流产生器、负温度系数电流产生器、以及第一电阻。在正温度系数电流产生器内,有两电晶体操作在弱反转区,且第二电阻串接在两电晶体的闸极之间。第二电阻利用操作在弱反转区的电晶体近似双载子电晶体的特性,产生一正温度系数电流。负温度系数电流产生器,藉由负温度系数电压压降在第三电阻上,产生一负温度系数电流。正温度系数电流与负温度系数电流一同流经第一电阻,进而产生稳定的参考电压。
申请公布号 TWI294997 申请公布日期 2008.03.21
申请号 TW095108703 申请日期 2006.03.15
申请人 智原科技股份有限公司 发明人 王为善;张坤山;陈美秀
分类号 G05F3/16(2006.01) 主分类号 G05F3/16(2006.01)
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1;萧锡清 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1
主权项 1.一种电压参考电路,包括: 一正温度系数电流镜,用于产生一正温度系数电流 ; 一负温度系数电流镜,耦接于该正温度系数电流镜 ,用于产生一负温度系数电流; 一温度无关电流源,用于产生一温度无关电流; 一第一电阻,该正温度系数电流流经该第一电阻; 一第一电晶体,耦接于该正温度系数电流镜与该第 一电阻; 一第二电晶体,耦接于该正温度系数电流镜、该第 一电阻与该第一电晶体; 一第三电晶体,耦接于该温度无关电流源,以产生 一负温度系数电压;以及 一第二电阻,耦接于该正温度系数电流镜与该负温 度系数电流镜,该正温度系数电流与该负温度系数 电流流经该第二电阻,一参考电压从该第二电阻输 出; 其中,该负温度系数电流镜回应于该第三电晶体之 该负温度系数电压而产生该负温度系数电流。 2.如申请专利范围第1项所述之电压参考电路,其中 该正温度系数电流镜包括: 一第四电晶体,具有:连接于一电源端之一第四源 极;一第四闸极;以及一第四汲极; 一第五电晶体,具有:连接于该电源端之一第五源 极;连接于该第四电晶体之该第四闸极之一第五闸 极;以及一第五汲极; 一第六电晶体,具有:连接于该电源端之一第六源 极;连接于该第四电晶体之该第四闸极之一第六闸 极;以及连接于该第一电阻之一第六汲极;以及 一第七电晶体,具有:连接于该电源端之一第七源 极;连接于该第四电晶体之该第四闸极之一第七闸 极;以及连接于该第二电阻之一第七汲极。 3.如申请专利范围第2项所述之电压参考电路,其中 该负温度系数电流镜包括: 一第八电晶体,具有:连接于该电源端之一第八源 极;一第八闸极;以及连接于该第七电晶体之该第 七汲极之一第八汲极;以及 一第九电晶体,具有:连接于该电源端之一第九源 极;连接于该第八电晶体之该第八闸极之一第九闸 极;以及一第九汲极。 4.如申请专利范围第3项所述之电压参考电路,更包 括一第一操作放大器,具有:连接于该第五电晶体 之该第五汲极之一第一正输入端;连接于该第四电 晶体之该第四汲极之一第一负输入端;以及连接于 该第四、第五、第六与第七电晶体之该第四、第 五、第六与第七闸极之一第一输出端,其中该第一 正输入端与该第一负输入端之电压相等。 5.如申请专利范围第4项所述之电压参考电路,其中 该第一电晶体包括:一第一源极;耦接于该第一电 阻之一第一闸极;以及接地之一第一汲极。 6.如申请专利范围第5项所述之电压参考电路,其中 该第二电晶体包括:一第二源极;耦接于该第一电 阻之一第二闸极;以及接地之一第二汲极,其中该 第一电阻耦接于该第一电晶体之该第一闸极与该 第二电晶体之该第二闸极之间。 7.如申请专利范围第6项所述之电压参考电路,其中 该第三电晶体,具有:耦接于该温度无关电流源之 一第三源极,以及接地之一第三闸极与一第三汲极 ,该第三电晶体之一闸极-源极电压为一负温度系 数电压。 8.如申请专利范围第7项所述之电压参考电路,更包 括: 一第三电阻,耦接于该第四电晶体之该第四汲极与 该第一电晶体之该第一源极之间;以及 一第四电阻,耦接于该第五电晶体之该第五汲极与 该第二电晶体之该第二源极之间。 9.如申请专利范围第8项所述之电压参考电路,更包 括: 一第五电阻,耦接于该第一电晶体之该第一源极与 该接地端之间;以及 一第六电阻,耦接于该第二电晶体之该第二源极与 该接地端之间。 10.如申请专利范围第9项所述之电压参考电路,更 包括一第七电阻,耦接于该第九电晶体之该第九汲 极与该接地端之间,该负温度系数电流流经该第七 电阻。 11.如申请专利范围第10项所述之电压参考电路,更 包括一第二操作放大器,具有:耦接于该第九电晶 体之该第九汲极之一第二正输入端;耦接于该温度 无关电流源之一第二负输入端;以及耦接于该第八 电晶体之该第八闸极与该第九电晶体之该第九闸 极之一第二输出端;该第二正输入端之电压为该负 温度系数电压。 12.一种电压参考电路,包括: 一正温度系数电流镜,用于产生一正温度系数电流 ; 一负温度系数电流产生器,耦接于该正温度系数电 流镜,用于产生一负温度系数电流、一温度无关电 流与一负温度系数电压; 一第一电阻,该正温度系数电流流经该第一电阻; 一第一电晶体,耦接于该正温度系数电流镜与该第 一电阻; 一第二电晶体,耦接于该正温度系数电流镜、该第 一电阻与该第一电晶体;以及 一第二电阻,耦接于该正温度系数电流镜与该负温 度系数电流产生器,该正温度系数电流与该负温度 系数电流流经该第二电阻,一参考电压从该第二电 阻输出; 其中,该负温度系数电流产生器回应于该负温度系 数电压而产生该负温度系数电流。 13.如申请专利范围第12项所述之电压参考电路,其 中该负温度系数电流产生器包括: 一负温度系数电流镜,耦接于该正温度系数电流镜 ,用于产生该负温度系数电流; 一温度无关电流源,耦接于该负温度系数电流镜, 用于产生该温度无关电流;以及 一第三电晶体,耦接于该温度无关电流源,以产生 该负温度系数电压。 14.如申请专利范围第13项所述之电压参考电路,其 中该正温度系数电流镜包括: 一第四电晶体,具有:连接于一电源端之一第四源 极;一第四闸极;以及一第四汲极; 一第五电晶体,具有:连接于该电源端之一第五源 极;连接于该第四电晶体之该第四闸极之一第五闸 极;以及一第五汲极; 一第六电晶体,具有:连接于该电源端之一第六源 极;连接于该第四电晶体之该第四闸极之一第六闸 极;以及连接于该第一电阻之一第六汲极;以及 一第七电晶体,具有:连接于该电源端之一第七源 极;连接于该第四电晶体之该第四闸极之一第七闸 极;以及连接于该第二电阻之一第七汲极。 15.如申请专利范围第14项所述之电压参考电路,其 中该负温度系数电流镜包括: 一第八电晶体,具有:连接于该电源端之一第八源 极;一第八闸极;以及连接于该第七电晶体之该第 七汲极之一第八汲极;以及 一第九电晶体,具有:连接于该电源端之一第九源 极;连接于该第八电晶体之该第八闸极之一第九闸 极;以及一第九汲极。 16.如申请专利范围第15项所述之电压参考电路,更 包括一第一操作放大器,具有:连接于该第五电晶 体之该第五汲极之一第一正输入端;连接于该第四 电晶体之该第四汲极之一第一负输入端;以及连接 于该第四、第五、第六与第七电晶体之该第四、 第五、第六与第七闸极之一第一输出端,其中该第 一正输入端与该第一负输入端之电压相等。 17.如申请专利范围第16项所述之电压参考电路,其 中该第一电晶体包括:一第一源极;耦接于该第一 电阻之一第一闸极;以及接地之一第一汲极。 18.如申请专利范围第17项所述之电压参考电路,其 中该第二电晶体包括:一第二源极;耦接于该第一 电阻之一第二闸极;以及接地之一第二汲极,其中 该第一电阻耦接于该第一电晶体之该第一闸极与 该第二电晶体之该第二闸极之间。 19.如申请专利范围第18项所述之电压参考电路,其 中该第三电晶体,具有:耦接于该温度无关电流源 之一第三源极,以及接地之一第三闸极与一第三汲 极,该第三电晶体之一闸极-源极电压为一负温度 系数电压。 20.如申请专利范围第19项所述之电压参考电路,更 包括: 一第三电阻,耦接于该第四电晶体之该第四汲极与 该第一电晶体之该第一源极之间;以及 一第四电阻,耦接于该第五电晶体之该第五汲极与 该第二电晶体之该第二源极之间。 21.如申请专利范围第20项所述之电压参考电路,更 包括: 一第五电阻,耦接于该第一电晶体之该第一源极与 该接地端之间;以及 一第六电阻,耦接于该第二电晶体之该第二源极与 该接地端之间。 22.如申请专利范围第21项所述之电压参考电路,更 包括一第七电阻,耦接于该第九电晶体之该第九汲 极与该接地端之间,该负温度系数电流流经该第七 电阻。 23.如申请专利范围第22项所述之电压参考电路,更 包括一第二操作放大器,具有:耦接于该第九电晶 体之该第九汲极之一第二正输入端;耦接于该温度 无关电流源之一第二负输入端;以及耦接于该第八 电晶体之该第八闸极与该第九电晶体之该第九闸 极之一第二输出端;该第二正输入端之电压为该负 温度系数电压。 图式简单说明: 图1为半导体制程技术相关参数的曲线图。 图2为传统电压参考电路之电路图。 图3为根据本发明一实施例的电压参考电路之电路 图。 图4~图8为根据本实施例的电压参考电路之电路特 性曲线图。
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