能带隙参考电路及其双输出自我参考稳压器的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种能带隙参考电路，包括有一双输出自我参考稳压器以及一参考产生电路。该双输出自我参考稳压器包括有一自偏压转导运算放大器，用来借由其一输入对的双极性接面晶体管的面积差产生一第一正温度系数电流对该输入对进行偏压，并产生一正温度系数控制电压与一负温度系数控制电压；以及一回授电压放大器，用来放大该负温度系数控制电压，并输出一参考电压予该输入对进行回授，以产生一第一负温度系数电流。该参考产生电路用来根据该正温度系数控制电压与该负温度系数控制电压，产生一加总电压或一加总电流。
【专利说明】能带隙参考电路及其双输出自我参考稳压器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种能带隙参考电路及其双输出自我参考稳压器，尤指一种具有低系统电压及低布局面积的能带隙参考电路及其双输出自我参考稳压器。
【背景技术】
[0002]现今数字产品的发展，出现了大量手持装置的应用。此类产品为降低耗电而会使用较低的系统电压，在此应用下的电路若需要产生不随温度改变的参考电压，则需要使用可以适用于低系统电压操作并同时提供低参考电压的能带隙参考电路(BandgapReference Circuit)。
[0003]举例来说，请参考图1，图1为公知技术中一能带隙参考电路10的示意图。如图1所示，在能带隙参考电路10中，借由一转导运算放大器100 (operationaltransconductance amplifier, OTA)的负回授在转导运算放大器100的正负输入端形成虚短路(virtual short),可使转导运算放大器100的正负输入端输入电压VIN+与VIN_相等(VIN+=VIN-=VBE2)，再利用具有特定面积比例1:K的双极性接面晶体管Q2及Ql的面积差所造成的基射极电压差的差值Vbe2-Vbei及阻值为R的一电阻R (即电阻R的跨压为VBE2-VBE1)，可产生一正温度芊数电流ID，如式(I)所示:
【权利要求】
1.一种能带隙参考电路，其特征在于，包括有: 一双输出自我参考稳压器，包括有: 一自偏压转导运算放大器，用来借由其一输入对的双极性接面晶体管的面积差产生一第一正温度系数电流对该输入对进行偏压，并产生一正温度系数控制电压与一负温度系数控制电压；以及 一回授电压放大器，用来放大该负温度系数控制电压，并输出一参考电压予该输入对进行回授，以产生一第一负温度系数电流； 以及 一参考产生电路，用来根据该正温度系数控制电压与该负温度系数控制电压，产生一加总电压或一加总电流。
2.如权利要求1所述的能带隙参考电路，其特征在于，该参考产生电路包括有: 至少一转导放大器，用来将该正温度系数控制电压与该负温度系数控制电压，转化为至少一第二正温度系数电流与至少一第二负温度系数电流。
3.如权利要求2所述的能带隙参考电路，其特征在于，该至少一转导放大器将该至少一第二正温度系数电流与该至少一第二负温度系数电流中至少两者加总产生该加总电流，该加总电流具有一特定温度系数或一零温度系数。
4.如权利要求2所述的能带隙参考电路，其特征在于，还包括有: 一第一电阻，用来根据该至少一第二正温度系数电流与该至少一第二负温度系数电流中至少两者的合，产生该加总电压，该加总电压具有一特定温度系数或一零温度系数。
5.如权利要求1所述的能带隙参考电路，其特征在于，该自偏压转导运算放大器包括有: 一第一双极性接面晶体管，包括有一射极、一基极以及一集极，该射极耦接于一地端；一第二双极性接面晶体管，其面积为该第一双极性接面晶体管的一特定倍数，与该第一双极性接面晶体管形成该输入对，包括有一射极、 一基极以及一集极，该基极耦接于该第一双极性接面晶体管的该基极；以及 一第二电阻，其一端耦接于该第二双极性接面晶体管的该射极，另一端耦接于该地端; 其中，该第一正温度系数电流流经该第二电阻。
6.如权利要求5所述的能带隙参考电路，其特征在于，该自偏压转导运算放大器还包括有: 一第一电流镜，包括有: 一第一晶体管，包括有一闸极、一汲极及一源极，该闸极耦接于该汲极，该汲极耦接于该第一双极性接面晶体管的该集极；以及 一第二晶体管，包括有一闸极、一汲极及一源极，该闸极耦接于该第一晶体管的该闸极，该汲极耦接于该第二双极性接面晶体管的该集极。
7.如权利要求5所述的能带隙参考电路，其特征在于，该第一晶体管的一源闸极电压差为该正温度系数控制电压，而该自偏压转导运算放大器的一系统电压与一输出电压的差为该负温度系数控制电压。
8.如权利要求5所述的能带隙参考电路，其特征在于，该自偏压转导运算放大器具有一折迭串接式架构。
9.如权利要求1所述的能带隙参考电路，其特征在于，该回授电压放大器包括有: 一第三晶体管，包括有一闸极、一汲极及一源极，该闸极用来接收该负温度系数控制电压；以及 一第三电阻，其一端耦接于该第三晶体管的该汲极，另一端耦接于一地端； 其中，该第三晶体管的该汲极与该第三电阻的该端耦接于该输入对并输出该参考电压予该输入对，该第一负温度系数电流流经该第三电阻。
10.如权利要求1所述的能带隙参考电路，其特征在于，该回授电压放大器包括有: 一第二电流镜，包括有: 一第四晶体管，包括有一闸极、一汲极及一源极，该闸极耦接于该汲极；以及 一第五晶体管，包括有一闸极、一汲极及一源极，该闸极耦接于该第四晶体管的该闸极； 一第六晶体管，包括有一闸极、一汲极及一源极，该闸极用来接收该负温度系数控制电压，该汲极耦接于该第四晶体管的该汲极，该源极耦接于一地端；以及 一第四电阻 ，其一端耦接于该第五晶体管的该汲极，另一端耦接于该地端； 其中，该第五晶体管的该汲极与该第三电阻的该端耦接于该输入对并输出该参考电压予该输入对，该第一负温度系数电流流经该第四电阻。
11.如权利要求2所述的能带隙参考电路，其特征在于，该至少一转导放大器中一第一转导放大器包括有: 一第七晶体管，包括有一闸极、一汲极及一源极，该闸极用来接收该正温度系数控制电压或该负温度系数控制电压，该汲极用来输出一第二正温度系数电流或一第二负温度系数电流。
12.如权利要求2所述的能带隙参考电路，其特征在于，该至少一转导放大器中一第二转导放大器包括有: 一第八晶体管，包括有一闸极、一汲极及一源极，该闸极用来接收该负温度系数控制电压；以及 一第九晶体管，与该自偏压转导运算放大器的一折迭串接式架构中一第十晶体管形成一第三电流镜，包括有一闸极、一汲极及一源极，该闸极耦接于该第十晶体管的一闸极，该汲极耦接于该第八晶体管的该汲极； 其中，该第八晶体管的该汲极所输出的一电流减去流经该第九晶体管的一电流为一第二正温度系数电流或一第二负温度系数电流。
13.一种双输出自我参考稳压器，用于一能带隙参考电路中，其特征在于，包括有: 一自偏压转导运算放大器，用来借由其一输入对的双极性接面晶体管的面积差产生一第一正温度系数电流予该输入对进行偏压，并产生一正温度系数控制电压与一负温度系数控制电压；以及 一回授电压放大器，用来放大该负温度系数控制电压，并输出一参考电压对该输入对进行回授，以产生一第一负温度系数电流。
14.如权利要求13所述的双输出自我参考稳压器，其特征在于，该自偏压转导运算放大器包括有:一第一双极性接面晶体管，包括有一射极、一基极以及一集极，该射极耦接于一地端；一第二双极性接面晶体管，其面积为该第一双极性接面晶体管的一特定倍数，与该第一双极性接面晶体管形成该输入对，包括有一射极、一基极以及一集极，该基极耦接于该第一双极性接面晶体管的该基极；以及 一第二电阻，其一端耦接于该第二双极性接面晶体管的该射极，另一端耦接于该地端; 其中，该第一正温度系数电流流经该第二电阻。
15.如权利要求14所述的双输出自我参考稳压器，其特征在于，该自偏压转导运算放大器还包括有: 一第一电流镜，包括有: 一第一晶体管，包括有一闸极、一汲极及一源极，该闸极耦接于该汲极，该汲极耦接于该第一双极性接面晶体管的该集极；以及 一第二晶体管，包括 有一闸极、一汲极及一源极，该闸极耦接于该第一晶体管的该闸极，该汲极耦接于该第二双极性接面晶体管的该集极。
16.如权利要求14所述的双输出自我参考稳压器,其特征在于,该第一晶体管的一源闸极电压差为该正温度系数控制电压，而该自偏压转导运算放大器的一系统电压与一输出电压的差为该负温度系数控制电压。
17.如权利要求14所述的双输出自我参考稳压器，其特征在于，该自偏压转导运算放大器具有一折迭串接式架构。
18.如权利要求13所述的双输出自我参考稳压器，其特征在于，该回授电压放大器包括有: 一第三晶体管，包括有一闸极、一汲极及一源极，该闸极用来接收该负温度系数控制电压；以及 一第三电阻，其一端耦接于该第三晶体管的该汲极，另一端耦接于一地端； 其中，该第三晶体管的该汲极与该第三电阻的该端耦接于该输入对并输出该参考电压予该输入对，该第一负温度系数电流流经该第三电阻。
19.如权利要求13所述的双输出自我参考稳压器，其特征在于，该回授电压放大器包括有: 一第二电流镜，包括有: 一第四晶体管，包括有一闸极、一汲极及一源极，该闸极耦接于该汲极；以及 一第五晶体管，包括有一闸极、一汲极及一源极，该闸极耦接于该第四晶体管的该闸极； 一第六晶体管，包括有一闸极、一汲极及一源极，该闸极用来接收该负温度系数控制电压，该汲极耦接于该第四晶体管的该汲极，该源极耦接于一地端；以及 一第四电阻，其一端耦接于该第五晶体管的该汲极，另一端耦接于该地端； 其中，该第五晶体管的该汲极与该第三电阻的该端耦接于该输入对并输出该参考电压予该输入对，该第一负温度系数电流流经该第四电阻。
【文档编号】G05F1/567GK103677055SQ201210357756
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月24日 优先权日:2012年9月24日
【发明者】胡敏弘, 黄秋皇, 吴振聪 申请人:联咏科技股份有限公司