专利名称：电压检测方法及电压检测电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种电压检测方法及电压检测电路，尤其涉及ー种可降低成本的电压检测方法及电压检测电路。
背景技术：
因应半导体特性的缘故，在许多应用上，电流源的输出电流需设计成具有温度系数(即随环境温度变化而变化)，以补偿不同电路非理想因素的温度效应。请參考图1，其为现有一电压检测电路10的示意图。电压检测电路10用来检测一电压源Vdd,并通过一比较器(Comparator) 13的输出电压Vqut来进行电压检测。如图I所示，当连接于比较器13的正端的比较电压Va大于连接于负端的參考电压VBe吋，比较器13输出高电压。当连接于比较器13的正端的比较电压Va小于连接于负端的參考电压VBe吋，比较器13输出低电压。当连接于比较器13的正端的比较电压Va等于连接于负端的參考电 压VBe吋，电压源Vdd即为电压检测电路10所设计的检测电压VDD,drt。其中，參考电压VBe系通过ー带差參考产生器(Bandgap Reference Generator) 11产生,带差參考产生器11包含有一晶体管(transistor) 110、一电流源I1及ー电阻RBe。晶体管110可为双载子接面晶体管(bipolar junction transistor, BJT),用来输出电压Vbe(即双载子接面晶体管的基极至射极的电压差)。值得注意的是，由于双载子接面晶体管的物理特性，电压Vbe为ー负温度系数电压。电流源I1输出的电流为正温度系数，因此电流源I1流经电阻Rbc时，会在电阻Rbc两端形成一正温度系数的电压差AV，将AV与Vbe相加，并调整两者的温度系数，使AV的温度系数绝对值等于Vbe的温度系数绝对值，则可得到与温度无关的參考电压VBe。另ー方面，比较电压Va是通过ー电阻串(即电阻R2、R3)对电压源Vdd进行分压而产生。如图I所示，比较电压Va是根据以下公式得到
Va =八3 Vdd- (I)
パ R2 +R3 DD根据上述，当比较电压Va等于參考电压VBe吋，电压源Vdd即为此电压检测电路所设计的检测电压VDD, drt，VDD, det可根据以下公式得到
P\
Va = Vbg ^Va =J^Vddm =Vbg ^Vddm =VbgU +_ (2)此外，电压检测电路10的总电流消耗与总电阻可由以下的表达式得出
Vbg=Vb^I1Rbg ^ JiJbo--BE ^— (3)
「 I T-T^T - ^bg ~^ΒΕ , ^ DDRtOtal, old — RbG+R2+R3_ (5)另请參考图2，如图所示，比较电压Va与參考电压VBe可分别连接至比较器23的负端及正端。此时，当比较电压Va大于參考电压VBe时，比较器23输出低电压。当比较电压Va小于參考电压VBe时，比较器23输出高电压。当比较电压Va等于參考电压VBe时，电压源Vdd即为所电压检测电路20所设计的检测电压VDD,drt (其与图I的检测电压VDD,drt相同)。然而，根据上述，传统带差參考产生器11若欲产生与温度无关的电压来进行电压检测，需另使用ー电阻(即电阻RBe)产生正温度系数的电压差λ V，以平衡晶体管110所产生的负温度系数电压Vbe，藉以产生与温度无关的參考电压ソ吣此种方式不仅增加电压检测电路10的电阻值，更造成布局面积的耗费及芯片成本的提高。有鉴于此，现有技术实有改进的必要。
发明内容
因此，本发明提供一种可降低一电压检测电路的电阻值的电压检测方法及电压检 测电路，以降低芯片成本。根据本发明的ー个方面，提供ー种电压检测方法，用来检测ー电压源。电压检测方法包含有产生相关于该电压源的一第一负温度系数的一第一电压；产生与该第一负温度系数相同且相关于该电压源的一第二负温度系数的一第二电压；以及通过ー比较器连接该第一电压及该第二电压，用以根据该第一电压与该第二电压的电压差、该第一负温度系数与该第二负温度系数相同的关系，产生与温度无关的一检测结果电压，以进行电压检測。根据本发明的另一方面，提供ー种电压检测电路，用来检测ー电压源。电压检测电路包含有ー參考电压单元，用来产生相关于该电压源的一第一负温度系数的一第一电压；一比较电压单兀，用来产生与该第一负温度系数相同且相关于该电压源的一第二负温度系数的一第二电压；以及ー比较器，电连接于该第一电压与该第二电压，用来根据该第一电压与该第二电压的电压差及该第一负温度系数与第二负温度系数相同的关系，产生与温度无关的ー检测结果电压，以进行电压检測。根据本发明的另一方面，提供ー种电压检测方法，用来检测ー电压源。电压检测方法包含有产生相关于该电压源的一第一正温度系数的一第一电压；产生与该第一正温度系数相同且相关于该电压源的一第二正温度系数的一第二电压；以及通过ー比较器连接该第一电压及该第二电压，用以根据该第一电压与该第二电压的电压差、该第一正温度系数与该第二正温度系数相同的关系，产生与温度无关的ー检测结果电压，以进行电压检测。
图I 2为现有电压检测电路的示意图。图3为本发明实施例一电压检测流程的示意图。图4 5为本发明实施例电压检测电路的示意图。其中，附图标记说明如下10、20、40、50电压检测电路30电压检测流程300、310、320、330、340步骤
13、23、404、504比较器11,21带差參考产生器110、220晶体管400、500參考电压单元402,502比较电压单元Vdd电压源Vout输出电压VA, Vx比较电压
I1, I2电流源Δ V电压差R2、R3、R4、R5、Rbg电阻VBG, Vbe參考电压
具体实施例方式请參考图3，图3为本发明实施例一电压检测流程30的示意图。电压检测流程30用来检测ー电压源，并包含有以下步骤步骤300:开始。步骤310 :产生相关于电压源的第一温度系数的ー比较电压。步骤320 :产生与第一温度系数相同且相关于电压源的第二温度系数的一參考电压。步骤330 :通过比较器连接比较电压及參考电压，用以根据比较电压与參考电压的电压差、第一温度系数与第二温度系数相同的关系，产生与温度无关的检测结果电压。步骤340:结束。根据电压检测流程30，本发明实施例利用比较电压与參考电压具有相同温度系数的关系，使比较器进行比较电压与參考电压的比较时，比较器会输出与温度无关的检测结果电压，藉以达到与温度无关的电压检测目的。换句话说，当比较器计算正、负端的电压差时(即进行比较电压与參考电压的比较时)，由于比较电压与參考电压具有相同的温度系数，比较器的正、负端的压差会互补抵销温度的影响，因此比较器会输出与温度无关的检测结果电压，以进行电压检測。值得注意的是，在此所述的温度系数为正温度系数或负温度系数，而非温度系数为零的温度系数。关于电压检测流程30的实现，本领域的技术人员当可以软件或硬件方式实现。举例来说，请參考图4，图4为本发明实施例一电压检测电路40的示意图。电压检测电路40包含一參考电压单元400、一比较电压单元402及一比较器404。參考电压单元400可为ー双载子接面晶体管，用来产生负温度系数的參考电压VBE(即基极至射极的电压差)。比较电压单元402包含有一电流源I2及电阻R4、R5。电流源I2用来输出正温度系数的电流，并与电阻R4、R5并联，用来对电压源Vdd进行分压，以产生负温度系数的比较电压Vx。在此实施例中，比较电压Vx与參考电压Vbe分别连接于比较器404的正端与负端，用来对电压源Vdd进行电压检测，并通过比较器404输出检测结果电压V。#当比较器404的正端(比较电压Vx)与负端(參考电压Vbe)之间的电压差大于零时，比较器404所输出的检测结果电压Vtot为高电压。当比较器404正端与负端之间的电压差小于零时，比较器404所输出的检测结果电压し为低电压。当比较器404正端与负端之间的电压差为零吋，电压源Vdd即为电压检测电路40所设计的检测电压VDD, det。简单来说，电压检测电路40利用正温度系数的电流源，将其与电阻串并联，以产生ー负温度系数的比较电压，将此比较电压与具有相同负温度系数的參考电压(如通过參考电压単元400所产生)分别接至比较器的正、负端，使比较器输出与温度无关的检测结果电压，以达成与温度无关的电压检测目的。详细说明可參考上述电压检测流程30，在此不再赘述。值得注意的是，相较于现有技术，本发明不需使用额外的电阻(如图I所示的电阻Rbg)来产生正温度系数的电压差，用来平衡晶体管(如图I所示的晶体管110)所产生的负温度系数的电压，以产生与温度无关的參考电压。因此，本发明实施例可降低传统电压检测电路的电阻值，进而降低芯片成本。此外，电压检测电路40的运作方式可根据以下表达式得知，并请配合參考图1，详细说明如下。在图I中，比较器的正、负端的电压差值Vconp可根据以下公式得到
权利要求
1.一种电压检测方法，用来检测一电压源，该电压检测方法包含有 产生相关于该电压源的一第一负温度系数的一第一电压； 产生与该第一负温度系数相同且相关于该电压源的一第二负温度系数的一第二电压；以及 通过一比较器连接该第一电压及该第二电压，用以根据该第一电压与该第二电压的电压差、该第一负温度系数与该第二负温度系数相同的关系，产生与温度无关的一检测结果电压，以进行电压检测。
2.如权利要求I所述的电压检测方法，其特征在于，通过该比较器连接该第一电压及该第二电压，用以根据该第一电压与该第二电压的电压差、该第一负温度系数与该第二负温度系数相同的关系，产生与温度无关的该检测结果电压，以进行电压检测的步骤包含有 通过该比较器的一第一端及一第二端分别连接该第一电压及该第二电压；以及利用该比较器的该第一端与该第二端之间的电压差，以及该第一负温度系数与该第二负温度系数相同的关系，使该比较器产生与温度无关的该检测结果电压。
3.如权利要求2所述的电压检测方法，其特征在于，利用该比较器的该第一端与该第二端之间的电压差，以及该第一负温度系数与该第二负系数相同的关系，使该比较器产生与温度无关的该检测结果电压的步骤包含有 当该第一端与第二端之间的该电压差大于零时，该检测结果电压为高电压；以及 当该第一端与第二端之间的该电压差小于零时，该检测结果电压为低电压。
4.一种电压检测电路，用来检测一电压源，该电压检测电路包含有 一参考电压单元，用来产生相关于该电压源的一第一负温度系数的一第一电压； 一比较电压单元，用来产生与该第一负温度系数相同且相关于该电压源的一第二负温度系数的一第二电压；以及 一比较器，连接该第一电压与该第二电压，用来根据该第一电压与该第二电压的电压差及该第一负温度系数与第二负温度系数相同的关系，产生与温度无关的一检测结果电压，以进行电压检测。
5.如权利要求4所述的电压检测电路，其特征在于，该比较器包含有 一第一端，用来连接该第一电压； 一第二端，用来连接该第二电压；以及 一输出端，用来输出该检测结果电压，其中，当该第一端与第二端之间的该电压差大于零时，该输出电压为高电压；当该第一端与第二端之间的该电压差小于零时，该输出电压为低电压。
6.如权利要求4所述的电压检测电路，其特征在于，该参考电压单元为一晶体管，用以产生负温度系数的该第一电压，以及该第一电压为该晶体管的基极与射极之间的电压差。
7.如权利要求4所述的电压检测电路，其特征在于，该比较电压单元包含有 一电流源，用来输出一正温度系数的电流；以及 至少一电阻，并联于该电流源，用来对该电压源进行分压，以产生负温度系数的该第二电压。
8.一种电压检测方法，用来检测一电压源，该电压检测方法包含有产生相关于该电压源的一第一正温度系数的一第一电压； 产生与该第一正温度系数相同且相关于该电压源的一第二正温度系数的一第二电压；以及 通过一比较器连接该第一电压及该第二电压，用以根据该第一电压与该第二电压的电压差、该第一正温度系数与该第二正温度系数相同的关系，产生与温度无关的一检测结果电压，以进行电压检测。
9.如权利要求8所述的电压检测方法，其特征在于，通过该比较器连接该第一电压及该第二电压，用以根据该第一电压与该第二电压的电压差、该第一正温度系数与该第二正温度系数相同的关系，产生与温度无关的该检测结果电压，以进行电压检测的步骤包含有 通过该比较器的一第一端及一第二端分别连接该第一电压及该第二电压；以及利用该比较器的该第一端与该第二端之间的电压差，以及该第一正温度系数与该第二正温度系数相同的关系，使该比较器产生与温度无关的该检测结果电压。
10.如权利要求9所述的电压检测方法，其特征在于，利用该比较器的该第一端与该第二端之间的电压差，以及该第一正温度系数与该第二正系数相同的关系，使该比较器产生与温度无关的该检测结果电压的步骤包含有 当该第一端与第二端之间的该电压差大于零时，该检测结果电压为高电压；以及 当该第一端与第二端之间的该电压差小于零时，该检测结果电压为低电压。
全文摘要
本发明公开了一种电压检测方法，用来检测一电压源，包含有产生相关于该电压源的一第一负温度系数的一第一电压；产生与该第一负温度系数相同且相关于该电压源的一第二负温度系数的一第二电压；以及通过一比较器连接该第一电压及该第二电压，用以根据该第一电压与该第二电压的电压差、该第一负温度系数与该第二负温度系数相同的关系，产生与温度无关的一检测结果电压，以进行电压检测。
文档编号G01R19/165GK102830271SQ20111016093
公开日2012年12月19日 申请日期2011年6月15日 优先权日2011年6月15日
发明者陈政宏 申请人:联咏科技股份有限公司