. 一种互补于绝对溫度的CTAT单元，所述单元包括： 具有集电极、基极和发射极的第一双极型晶体管， 禪合到所述第一双极晶体管的集电极的CTAT电压发生器，W使用CTAT电压偏压集电 极，并补偿所述第一双极晶体管的初期效果。2. 如权利要求1所述的CTAT单元，其中，所述CTAT电压发生器包括所述单元的第二双极 型晶体管，所述第二双极型晶体管禪合到所述第一双极晶体管的集电极，使得所述第一双 极晶体管的集电极使用设及所述第二双极晶体管的基极发射极电压的电压进行偏压。3. 如权利要求2所述的CTAT单元包括电流镜，所述电流镜在所述第一双极晶体管的集 电极提供的电阻镜像由所述第二双极晶体管产生的电流，W使用设及所述第二双极晶体管 的基极发射极电压的电压偏压所述第一双极晶体管的集电极。4. 如权利要求3所述的CTAT单元，包括第一放大器和第二放大器，所述第二放大器的输 入禪合到所述第二双极型晶体管，W及所述第一放大器的输入和输出禪合到所述第一双极 晶体管。5. 如权利要求4所述的CTAT单元，其中，所述第二放大器和电流镜被配置W反射跨第一 电阻rl的所述第二双极晶体管的基极发射极电压，经由第二电阻器r2禪合的第一放大器的 输出，到第一双极晶体管的基极，并且其中，所述第一和第二电阻器的值被相对于彼此之间 缩放，根据如下提供前向和反向初期效果之间的关系：其中： Vaf是第二双极晶体管的直接初期效果电压;和 Vbf是第二双极晶体管的反向初期效果电压； 使得所述第一双极晶体管的基极-发射极电压的初期效果完全消除。6. 如权利要求5所述的电路，其中，所述第二双极晶体管的集电极-基极结被偏压，使得 与所述第二双极晶体管qn2相关的直接初期效果用于补偿同一晶体管的反向初期效果。7. 成正比于绝对溫度PTAT单元，所述单元包括： 第一双极晶体管和第二双极晶体管，第一双极型晶体管被配置成使用比第二双极晶体 管更高的集电极电流密度进行操作，每个所述第一双极晶体管和第二双极晶体管具有基 极、集电极和发射极； 第一偏流源，禪合到每个所述第一双极晶体管和第二双极晶体管的集电极； 第二偏流源提供具有成正比于绝对溫度的形式的电流，并禪合到第一电阻器，W产生 正比于所述第一电阻器的绝对溫度电压降，在晶体管上的电压降可操作地被转换为第一双 极晶体管的集电极基极电压； 其中，所述第二双极型晶体管被二极管连接，W便不受到直接初期效果的影响，和所述 第一双极晶体管具有来自每个直接初期效果和反向初期效果的贡献，第一和第二双极晶体 管被彼此禪接W可操作地生成不受初期效果影响的基极发射极电压差。8. 如权利要求7所述的PTAT单元： 第一放大器和第二放大器，第一放大器的输入端被禪合到所述第一双极晶体管，第二 放大器的输入和输出禪合到第二双极晶体管； 电流镜，配置成向每个所述第一双极晶体管和第二双极晶体管的集电极提供所述第一 偏压电流;和 其中，第一双极晶体管被配置W具有与绝对溫度PTAT成正比的形式的集电极基极电 压，和第二双极晶体管被配置成W零集电极基极电压进行操作。9. 如权利要求8所述的PTAT单元，其中： 所述第一放大器的非反相节点禪合到所述第一双极晶体管的集电极，和所述第一放大 器的输出通过第一电阻禪合到所述第一双极性晶体管的基极;和 所述第二放大器的非反相节点禪合到所述第二双极型晶体管。10. 如权利要求9所述的PTAT单元，其中： 所述第一放大器设置有在其输入节点的相同电位，使得跨接在第一电阻器的PTAT电压 降被转换为所述第一双极晶体管的集电极-基极电压。11. 如权利要求8所述的PTAT单元，其中，所述第二放大器被禪合到所述第二双极型晶 体管和可操作地偏压所述第二双极晶体管W使用零集电极-基极电压进行操作。12. 如权利要求7所述的PTAT单元经配置，使得所述第一双极晶体管的基极和第二双极 晶体管的基极之间的电压差随着绝对溫度是线性的，所述第一双极晶体管的集电极基极电 压被由下列关系确定：其中： VCBO是第一双极晶体管的集电极基极电压； Vaf是第二双极晶体管的正向初期效果电压； Var是第二双极晶体管的反向初期效果电压;和 C对应于在溫度To的第二双极晶体管的基极-发射极电压差。13. -种电压基准电路，包括互补于绝对溫度的CTAT单元和成正比于绝对溫度的PTAT 单元，所述电路被配置成组合所述CTAT单元的输出和所述PTAT单元的输出，W产生对溫度 变化一阶不敏感的电压参考，并且其中： 所述CTAT单元包括具有集电极、基极和发射极的第一双极晶体管，CTAT电压发生器禪 合到所述第一双极晶体管的集电极，W使用CTAT电压偏压集电极并补偿所述第一双极型晶 体管的初期效果;和 所述PTAT单元包括： 第Ξ双极晶体管和第四双极型晶体管，第Ξ双极型晶体管配置成使用比第四双极型晶 体管更高集电极电流密度进行操作，每个所述第Ξ双极晶体管和第四双极晶体管具有基 极、集电极和发射极； 第一偏压电流源禪合到每个第Ξ双极晶体管和第四双极型晶体管的集电极； 第二偏流源提供具有成正比于绝对溫度的形式的电流，并禪合到第一电阻器，W产生 正比于所述第一电阻器的绝对溫度电压降，在晶体管上的电压降可操作地被转换为第一双 极晶体管的集电极基极电压;和 其中，所述第二双极型晶体管被二极管连接，W便不受到直接初期效果的影响，和所述 第一双极晶体管具有来自每个直接初期效果和反向初期效果的贡献，第一和第二双极晶体 管被彼此禪接w可操作地生成不受初期效果影响的基极发射极电压差。14. 一种产生正比于绝对溫度的输出的方法，所述方法包括： 提供第一双极晶体管和第二双极晶体管，所述第一双极型晶体管配置成使用比所述第 二双极晶体管更高集电极电流密度进行操作，每个所述第一双极晶体管和第二双极晶体管 具有基极、集电极和发射极； 提供第一偏压电流源，禪合到每个所述第一双极晶体管和第二双极晶体管的集电极； 提供第二偏压电流源，提供具有成正比于绝对溫度的形式的电流，并禪合到第一电阻 器，W产生正比于所述第一电阻器的绝对溫度电压降，在晶体管上的电压降可操作地被转 换为第一双极晶体管的集电极-基极电压； 二极管连接第二双极型晶体管，使得它不会受到直接初期效果的影响，和第一双极晶 体管具有从每个直接初期效果和反向初期效果的贡献，W及 禪合第一和第二双极晶体管到彼此，W可操作地产生不受初期效果影响的基极发射极 电压差。15. 如权利要求14所述的方法，包括:提供第一放大器和第二放大器，和禪合所述第一 放大器的输入到第一双极晶体管，W及第二放大器的输入和输出到第二双极型晶体管； 使用电流镜，W提供第一偏压电流到每个所述第一双极晶体管和第二双极晶体管的集 电极;和 配置所述第一双极晶体管W具有形式正比于绝对溫度PTAT的集电极基极电压，和第二 双极晶体管W零集电极基极电压进行操作。16. 如权利要求15所述的方法，包括使用第二放大器W可操作地偏压所述第二双极晶 体管W使用零集电极-基极电压操作。17. -种产生输出的方法，其具有互补于绝对溫度CTAT的形式，所述方法包括提供： 具有集电极、基极和发射极的第一双极型晶体管， 提供禪合到所述第一双极晶体管的集电极的CTAT电压发生器，W使用CTAT电压偏压集 电极和补偿所述第一双极晶体管的初期效果。18. 如权利要求17所述的方法，其中，所述CTAT电压发生器包括所述单元的第二双极型 晶体管，该方法包括:禪合所述第二双极晶体管到所述第一双极晶体管的集电极，使得第一 双极晶体管的集电极使用设及所述第二双极晶体管的基极发射极电压的电压进行偏压。19. 如权利要求18所述的方法，包括提供电流镜，W在第一双极晶体管的集电极提供的 电阻镜像由所述第二双极晶体管产生的电流，用于使用设及第二双极晶体管的发射极电压 的电压偏压所述第一双极晶体管的集电极。20. 如权利要求19所述的方法，包括提供第一放大器和第二放大器，所述第二放大器的 输入被禪合到所述第二双极型晶体管，和第一放大器的输入和输出禪合到所述第一双极晶 体管。
【专利摘要】本发明涉及补偿初期效果的电路和方法。初期效果本质上存在于双极结晶体管(BJT)。描述的是互补于绝对温度(CTAT)和正比于绝对温度(PTAT)的单元，减少否则将出现和初期效果相关的误差。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105574228
【申请号】CN201510730850
【发明人】S·玛林卡
【申请人】亚德诺半导体集团
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年11月2日
【公告号】DE102015118467A1, US20160126935