发明名称 具有低成本低功率消耗快速起始电路之能带隙电压产生器
摘要 一种具有低成本低功率消耗快速起始电路之能带隙电压产生器,该起始电路用以将能带隙电压产生器驱入正常工作状态。此起始电路包含一个P型金氧半场效电晶体或一个N型金氧半场效电晶体。若在起始时,能带隙电压产生器处于关闭状态,此电晶体因为在其闸极至源极间存在一大电压差,所以会有电流流经该电晶体,电晶体于是被打开。此电流会将能带隙电压产生器中两个电晶体之汲极电压拉至相等电位,进而使整个能带隙电压产生器电路系统进入正常工作状态。此时,输出电压即为矽之能带隙电压。
申请公布号 TW583526 申请公布日期 2004.04.11
申请号 TW091119060 申请日期 2002.08.22
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 洪浩乔
分类号 G05F3/16 主分类号 G05F3/16
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种能够产生参考电压的能带隙电压产生器,该电压产生器至少包含:第一电流镜,耦合至该第一电流镜之一输入电流,用以在该第一电流镜之第一输出点产生第一输出电流,及用以在该第一电流镜之第二输出点产生第二输出电流,其中上述该第一电流镜之该第二输出点耦合至该能带隙电压产生器的一输出点,用以在该能带隙电压产生器的该输出点产生该参考电压,其中该输出点经由一第一电网路耦合至一第一电位;第二电流镜,包含第一点、第二点、第三点及第四点,其中该第一点耦合至该第一输出点,并耦合至该第一输出电流用以产生该第二电流镜之一输入电流,该输入电流流经该第一点至该第二点,并以该输入电流利用第二电流镜之电流镜关系产生该第二电流镜之一输出电流,该输出电流流经该第三点至该第四点,其中该第二点经由一第二电网路耦合至该第一电位,且第四点经由一第三电网路耦合至该第一电位;及一起始电路,包含一第一压控电流源,具有两个端点,其中该第一压控电流源之一端点耦合至一第二电位,该第一压控电流源之另一端点则耦合至该第三点,且其中该第一压控电流源由该第一点及该第三点之间的一电压差控制,以产生一导通电流,以将该第一点及该第三点电压拉至近乎相等,其中该第二电位等于该第一电位。2.如申请专利范围第1项所述之能带隙电压产生器,其中上述之该第一电网路包含一电阻与一串联的二极体,该第二电网路包含一电阻与一串联的二极体,且该第三电网路包含一二极体,其中该第二电网路之该二极体之面积大于该第三电网路之该二极体。3.如申请专利范围第1项所述之能带隙电压产生器,其中上述之该第二电网路包含一二极体,且该第三电网路包含一电阻与一串联的二极体,其中该第二电网路之该二极体之面积小于该第三电网路之该二极体。4.如申请专利范围第1项所述之能带隙电压产生器,其中上述之该第一压控电流源至少包含一第一金氧半场效电晶体,为一P型金氧半场效电晶体,其中该第一金氧半场效电晶体具有一汲极、一源极及一闸极,其中该第一金氧半场效电晶体之该闸极耦合至该第一点,该第一金氧半场效电晶体之该汲极即为该第一压控电流源之该端点,且该第一金氧半场效电晶体之该源极即为该压控电源装置之该另一端点。5.如申请专利范围第4项所述之能带隙电压产生器,其中上述之该起始电路更至少包含一第二压控电流源,具有两个端点,其中该第二压控电流源的一端点耦合至一第三电位,该第二压控电流源的另一端点则耦合至该第一金氧半场效电晶体之该汲极,且其中该第二压控电流源由一可变电压源和该第三电位控制,以导通该导通电流,使流经该第二压控电流源至该第三电位。6.如申请专利范围第5项所述之能带隙电压产生器,其中上述之该第二压控电流源至少包含一第七金氧半场效电晶体,为一N型金氧半场效电晶体,具有一闸极、一汲极及一源极,其中该第七金氧半场效电晶体之该闸极耦合至该可变电压源,该金氧半场效电晶体之该汲极为该第二压控电流源之该另一端点,且该金氧半场效电晶体之该源极为该第二压控电流源之该端点。7.如申请专利范围第1项所述之能带隙电压产生器,其中上述之该第一电流镜至少包含:一第二金氧半场效电晶体,为一P型金氧半场效电晶体,具有一汲极、一源极及一闸极,其中该第二金氧半场效电晶体之该闸极耦合至该第一压控电流源之该另一端点,该第二金氧半场效电晶体之该汲极耦合至该第一点,且该第二金氧半场效电晶体之该源极耦合至一第四电位,其中该第四电位大于该第一电位及第二电位;一第三金氧半场效电晶体,为一P型金氧半场效电晶体,具有一汲极、一源极及一闸极,其中该第三金氧半场效电晶体之该闸极及该汲极耦合至该第二金氧半场效电晶体之该闸极,该第一压控电流源之该另一端点,及该第三点,且该第二金氧半场效电晶体之该源极耦合至该第四电位;及一第四金氧半场效电晶体,为一P型金氧半场效电晶体,具有一汲极、一源极及一闸极,其中该第四金氧半场效电晶体之该闸极耦合至该第三金氧半场效电晶体之该汲极,该第四金氧半场效电晶体之该汲极耦合至该能带隙电压产生器之该输出点,且该第四金氧半场效电晶体之该源极耦合至该第四电位。8.如申请专利范围第1项所述之能带隙电压产生器,其中上述之该第二电流镜至少包含:一第五金氧半场效电晶体,为一N型金氧半场效电晶体,具有一汲极、一源极及一闸极,其中该第五金氧半场效电晶体之该汲极即为该第三点,且该第五金氧半场效电晶体之该源极即为该第四点;及一第六金氧半场效电晶体,为一N型金氧半场效电晶体,具有一汲极、一源极及一闸极,其中该第六金氧半场效电晶体之该闸极及该汲极即为该第一点,且该第六金氧半场效电晶体之该源极即为该第二点。9.一种能够产生参考电压的能带隙电压产生器,该电压产生器至少包含:第一电流镜,耦合至该第一电流镜之一输入电流,用以在该第一电流镜之第一输出点产生第一输出电流,及用以在该第一电流镜之第二输出点产生第二输出电流,其中上述该第一电流镜之该第二输出点耦合至该能带隙电压产生器的一输出点,用以在该能带隙电压产生器的该输出点产生该参考电压,其中该能带隙电压产生器的该输出点经由一第一电网路耦合至一第一电位;第二电流镜,包含第一点、第二点、第三点及第四点,其中上述该第一点耦合至该第一电流镜之该第一输出点,并耦合至该第一电流镜之该第一输出电流用以产生该第二电流镜之一输入电流,该输入电流流经该第一点至该第二点,并以此电流利用第二电流镜关系产生该第二电流镜之一输出电流,该输出电流流经该第三点至该第四点,其中该第二点经由一第二电网路耦合至该第一电位,且该第四点经由一第三电网路耦合至该第一电位;及一起始电路,包含一第一压控电流源,具有两个端点,其中该第一压控电流源之一端点耦合至该第一点,该第一压控电流源之另一端点则耦合至一第二电位,且其中该第一受控电流源由一该第一点及该第三点之电压差控制,用以产生一导通电流,用以将该第一点之电压及该第三点之电压拉至极近相等。10.如申请专利范围第9项所述之能带隙电压产生器,其中上述之该第一电网路包含一电阻与一串联的二极体,该第二电网路包含一电阻与一串联的二极体,且该第三电网路包含一二极体,其中该第二电网路之该二极体之面积大于该第三电网路之该二极体。11.如申请专利范围第9项所述之能带隙电压产生器,其中上述之该第二电网路包含一二极体,且该第三电网路包含一电阻与一串联的二极体,其中该第二电网路之该二极体之面积小于该第三电网路之该二极体。12.如申请专利范围第9项所述之能带隙电压产生器,其中上述之该第一压控电流源至少包含一第一金氧半场效电晶体,为一N型含氧半场效电晶体,具有一汲极、一源极及一闸极,其中该第一金氧半场效电晶体之该闸极耦合至该第三点,该第一金氧半场效电晶体之该汲极即为该第一压控电流源之该另一端点,且该第一金氧半场效电晶体之该源极即为该第一点。13.如申请专利范围第12项所述之能带隙电压产生器,其中上述之该起始电路更至少包含一第二压控电流源,具有两个端点,其中该第一电流源的一端点耦合至该第三电位,该第二压控电流源的另一端点则耦合至该第一金氧半场效电晶体之该源极,且上述该第二压控电流源由一可变电压和该第一金氧半场效电晶体之该源极之电压差控制,以产生该导通电流,由该第二压控电流源流制该第三电位。14.如申请专利范围第13项所述之能带隙电压产生器,其中上述之该第二压控电流源包含一第七金氧半场效电晶体,为一P型金氧半场效电晶体,具有一闸极、一汲极及一源极,其中该第七金氧半场效电晶体之该闸极耦合至该可变电压源,该第七金氧半场效电晶体之该汲极为该第二压控电流源之该端点,且该第七金氧半场效电晶体之该源极为该第二压控电流源之该另一端点。15.如申请专利范围第9项所述之能带隙电压产生器,其中上述之该第一电流镜至少包含:一第二金氧半场效电晶体,为一P型金氧半场效电晶体,具有一汲极、一源极及一闸极,其中该第二金氧半场效电晶体之该闸极耦合至该第一受控电流源的之该另一端点,该第二金氧半场效电晶体之该汲极耦合至该第一点,且该第二金氧半场效电晶体之该源极耦合至一第四电位,其中该第四电位大于该第一电位与该第二电位;一第三金氧半场效电晶体,为一P型金氧半场效电晶体,具有一汲极、一源极及一闸极,其中该第三金氧半场效电晶体之该闸极及该汲极耦合至该第二金氧半场效电晶体之该闸极,及该第三点,且该第三金氧半场效电晶体之该源极耦合至该第四电位;及一第四金氧半场效电晶体,为一P型金氧半场效电晶体,具有一汲极、一源极及一闸极,其中该第四金氧半场效电晶体之该闸极耦合至该第三金氧半场效电晶体之该汲极,该第四金氧半场效电晶体之该汲极耦合至该能带隙电压产生器之该输出点,且该第四金氧半场效电晶体之该源极耦合至该第四电位。16.如申请专利范围第10项所述之能带隙电压产生器,其中上述之该第二电流镜至少包含:一第五金氧半场效电晶体,为一N型金氧半场效电晶体,具有一汲极、一源极及一闸极,其中该第五金氧半场效电晶体之该汲极即为该第三点,且该第五金氧半场效电晶体之该源极即为该第四点;及一第六金氧半场效电晶体,为一N型金氧半场效电晶体,具有一汲极、一源极及一闸极,其中该第六金氧半场效电晶体之该闸极及该汲极即为该第一点,且该第二金氧半场效电晶体之该源极即为该第二点。17.如申请专利范围第9项所述之能带隙电压产生器,其中上述之该第二电位大于一该第二点及一该第二点及该第一金氧半场效电晶体之间的电压差。18.一种用以提供能带隙电压产生器产生参考电位的方法,该能带隙电压产生器包含能带隙电压产生电路及起始电路,该方法至少包含以下步骤:提供该能带隙电压产生电路一第一电位;产生一导通电流,使拉低能带隙电压产生电路内第一点之电压,并拉高能带隙电压产生电路内第二点之电压;及输出该参考电压,当该第一点和该第二点电压差小于一临界电压之时,其中上述之该临界电压为一金氧半场效电晶体之临界电压。19.如申请专利范围第18项所述之方法,其中上述之该导通电流系由该第一点和该第二点电压差产生,并流过该起始电路,其中上述之该起始电路至少包含一第一金氧半场效电晶体,该第一金氧半场效电晶体具有闸极、汲极和源极。20.如申请专利范围第18项所述之方法,其中上述之第一金氧半场效电晶体若为P型金氧半场效电晶体时,该第一金氧半场效电晶体之该闸极耦合至该第一点,该第一金氧半场效电晶体之该汲极耦合至该第二电位,而该第一金氧半场效电晶体之该源极耦合至一第一电流镜。21.如申请专利范围第18项所述之方法,其中上述之第一金氧半场效电晶体若为N型含氧半场效电晶体时,该第一金氧半场效电晶体之该闸极耦合至该第一点,该第一金氧半场效电晶体之该汲极耦合至该第一电位,而该第一金氧半场效电晶体之该源极耦合至该第二点。22.如申请专利范围第21项所述之方法,其中上述之该第一电位大于该第二电位。图式简单说明:第1图为传统之能带隙电压产生器。第2图为一习知技术中,利用起始电路将能带隙电压产生器驱入正常工作状态之电路图。第3图为本发明所提出之具P型金氧半场效电晶体之起始电路及能带隙电压产生电路之连接电路图。第4图为本发明所提出之具N型金氧半场效电晶体之起始电路及能带隙电压产生电路之连接电路图。第5图为本发明另一较佳实施例所提出之起始电路与能带隙电压产生电路之连接电路图,该图将一N型金氧半场效电晶体加在第3图上。第6图为本发明另一较佳实施例所提出之起始电路与能带隙电压产生电路之连接电路图,该图将一P型金氧半场效电晶体加在第4图上。
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