度相依的斜率。由于一次项-VEB1X (R4/R3+R4+R5))，该电流13的温度相依斜率与现有技术相比随温度的变化会增加较快。
[0040]如方程式(6)所示，电流13的净温度系数可藉由选择电阻Rl，R3, R4,和R5的阻值和双极性晶体管Q2的电流密度和双极性晶体管Q1的电流密度的比例N来调整。此外，如图3所示，该双极性晶体管Q2的该基极可电气连接至来自该分压电路24的该电压VB1，而该晶体管Q3的该基极可电气连接至该分压电路24的该电压VB3。在此架构中该电流13的净温度系数会较图2中的电路结构来的小。
[0041]为了提供具有零温度系数的稳定输出电压，该能带隙参考电路200”还包含一电阻R2和一双极性晶体管Q4,如图4所示。参考图4,该电流源单元22’是由PM0S晶体管Ml, M2, M3和M4所组成，这些晶体管的栅极是由放大器0P的输出端所驱动。在本实施例中，该PM0S晶体管M4和该PM0S晶体管M3具有相同的尺寸。因此，流过电阻R2的电流14会与电流13相同，且可表示为:
[0042]14 = 13 = VTX lnN/Rl-VEBl XR4/ (Rl X (R3+R4+R5)) (7)
[0043]依上述电路结构，电压VREF可表示为:
[0044]VREF = VEB4+I4XR2 (8)
[0045]其中，VEB4为该双极性晶体管Q4的发射极-基极间电压差。
[0046]将方程式(7)代入方程式(8)中可得:
[0047]VREF = VEB4+VTXlnNXR2/Rl-VEBlXR2XR4/(RlX (R3+R4+R5)) (9)
[0048]因此，适当的选择电阻Rl，R2, R3, R4,和R5的阻值，该能带隙参考电路200”可获得具有零温度系数和对温度的低敏感度的输出电压。
[0049]此外，与现有技术相比，图4的该能带隙参考电路200”可工作在较低的供应电源电压电平。回到方程式(1):
[0050]VOUT = VEB3+VTXlnNXR2/Rl (1)
[0051]从方程式⑴可发现为获得零温度系数，公知的能带隙参考电路的输出电压电平会限制在1.25V。然而，参照方程式(9)，本发明所公开的能带隙参考电路的输出电压电平可减少一比例于VEB1的一电压。在一示例中，如果比例N选择为32，电阻R1，R2，R3，R4，和R5的阻值分别选择为39ΚΩ，225ΚΩ，114ΚΩ，4ΚΩ和84Κ Ω，，则本发明所公开的能带隙参考电路的输出电压电平可低至1.11V左右。因此，在本发明中能带隙参考电路的供应电源电压电平可低至1.35V。
[0052]此外，本发明所公开的能带隙参考电路可有效地减少由于运算放大器的输入偏移所产生的直流偏移量(DC offset) V0So考量图1中的运算放大器OP的输入偏移V0S，方程式⑴将重写为:
[0053]VOUT = VEB3+VTXlnNXR2/Rl+V0SXR2/Rl (10)
[0054]因此，图1中的运算放大器0P的输入偏移V0S会放大R2/R1的比例。参考图2，考量运算放大器0P的输入偏移V0S，方程式(9)将重写为:
[0055]VREF = VEB4+VT X InNX R2/R1-VEB1 X R2 X R4/ (Rl X (R3+R4+R5))
[0056]+V0SXR2/R1 (11)
[0057]由于加入一次项-VEB1XR2XR4/(R1X (R3+R4+R5))至方程式(11)中，藉以获得零温度系数的电压VREF。因此，在本发明中运算放大器0P的输入偏移V0S的放大因子相较现有技术可减少。
[0058]本发明的技术内容及技术特点已公开如上，然而本领域技术人员仍可能基于本发明的教示及公开而作种种不背离本发明精神的替换及修改。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所公开的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修改，并为本发明的权利要求书所涵盖。
【主权项】
1.一种能带隙参考电路，包括: 一第一电流源； 一第二电流源； 一第三电流源； 一运算放大器，电气连接至该第一至第三电流源； 一第一双极性晶体管，其具有电气连接至该第一电流源的一发射极，和具有电气连接至一接地电压的一基极和一集电极； 一分压电路，电气连接于该第一双极性晶体管的该发射极和该基极之间，该分压电路提供比例于该第一双极性晶体管的发射极-基极间电压差的一第一电压和一第二电压；一第二双极性晶体管，其具有用以接收该第一电压的一基极，具有电气连接至该第二电流源的一发射极，具有电气连接至该接地电压的一集电极； 一第三双极性晶体管，其具有用以接收该第二电压的一基极，和具有电气连接至该接地电压的一集电极；以及 一第一电阻，其电气连接于该第三电流源和该第三双极性晶体管的一发射极之间。2.根据权利要求1所述的能带隙参考电路，还包括: 一第四电流源，电气连接至该运算放大器； 一第四双极性晶体管，其具有电气连接至该接地电压的一基极和一集电极；以及 一第二电阻，其电气连接于该第四电流源和该第四双极性晶体管的一发射极之间； 其中，该第四电流源和该第二电阻的一交叉点提供一能带隙参考电压。3.根据权利要求1所述的能带隙参考电路，其中该分压电路包括: 多个电阻，串联连接于该第一双极性晶体管的该发射极和该基极之间，以提供该第一电压和该第二电压； 其中，该第一电压的电压电平高于该第二电压的电压电平。4.根据权利要求1所述的能带隙参考电路，其中该分压电路包括: 多个电阻，串联连接于该第一双极性晶体管的该发射极和该基极之间，以提供该第一电压和该第二电压； 其中，该第一电压的电压电平低于该第二电压的电压电平。5.根据权利要求3所述的能带隙参考电路，其中该分压电路的电阻的阻值和该第一电阻的阻值进行调整以改变该第一电流源、该第二电流源和该第三电流源的电流的温度系数。6.根据权利要求4所述的能带隙参考电路，其中该分压电路的电阻的阻值和该第一电阻的阻值进行调整以改变该第一电流源、该第二电流源和该第三电流源的电流的温度系数。7.根据权利要求2所述的能带隙参考电路，其中该分压电路包括: 多个电阻，串联连接于该第一双极性晶体管的该发射极和该基极之间，以提供该第一电压和该第二电压； 其中，该第一电压的电压电平低于该第二电压的电压电平；且其中该分压电路的电阻的阻值、该第一电阻的阻值和该第二电阻的阻值进行选择以使该能带隙参考电压的电压电平低于一硅能带隙参考电压的电压电平。
【专利摘要】一种能带隙参考电路，包含有第一电流源至第三电流源、一运算放大器、第一至第三双极性晶体管、一分压电路及一第一电阻。该第二双极性晶体管具有接收来自该分压电路的该第一电压的一基极。该第三双极性晶体管具有接收来自该分压电路的该第二电压的一基极。该第一电阻电气连接于该第三电流源和该第三双极性晶体管之间。
【IPC分类】G01F3/20
【公开号】CN105300464
【申请号】CN201410311790
【发明人】粘书瀚
【申请人】晶豪科技股份有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2014年7月2日