用于输出信号的装置及方法

用于输出信号的装置及方法
【专利摘要】本发明涉及用于输出信号的装置及方法，用于输出信号的装置包括：参考信号生成单元，输出具有正温度系数的第一温度系数信号及具有负温度系数的第二温度系数信号；以及输出单元，基于第一温度系数信号及第二温度系数信号来输出具有多个温度系数的输出信号。
【专利说明】用于输出信号的装置及方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年9月11日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2012-0100678号的优先权，该公开通过弓I用结合于此。
【技术领域】
[0003]本发明涉及用于输出具有多个温度系数的信号的装置及方法。
【背景技术】
[0004]通常，在电路和装置的设计中，确保温度、电源电压、加工变化等的稳定性是必不可少的，这不仅为了确保电路和装置的性能，而且还为了确保成品率。尤其是，在稳定的电路及装置的设计中，确保偏置电路的稳定运行是非常重要的，这直接影响电路和装置的性倉泛。
[0005]在电路和装置的其他部件中，晶体管具有根据温度的改变而改变的特性，因此，需要偏置电路针对该改变进行补偿。在晶体管的根据温度的改变而改变的特性中，最显着的改变是阈值电压和迁移率。对于MOS晶体管，如果改变了阈值电压和迁移率，则改变了它的跨导。通常，当温度升高时跨导降低，并且因此，需要偏置电路来对降低的跨导进行补偿。
[0006]在现有技术中，作为对这样的温度相关特性中的改变进行补偿的方法，存在着使用带隙基准电路以产生稳定的偏置电流或电压的已知技术。带隙基准电路中所包括的绝对温度比例(PTAT)电路，具有对绝对温度的正温度系数，使得当温度升高时偏置电流或电压增加。另外，带隙基准电路中所包括的绝对温度补偿(CTAT)电路，具有对绝对温度的负温度系数，使得当温度升高时偏置电流或电压降低。通过应用那些正温度系数电路和负温度系数电路，在有限范围内可实现温度补偿。
[0007]然而，在根据现有技术的带隙基准电路中应用的那些正温度系数电路和负温度系数电路具有不变量(即，正温度系数或负温度系数)，他们在被应用至具有各种温度相关特性的电路时具有局限。
[0008]S卩，由于电路和装置也包括诸如电阻器的无源元件，所以除MOS晶体管外，需要具有可变温度系数的温度补偿电路，来对这样的无源元件的温度相关特性中的微小变化进行补偿。此外，由于不同电路具有温度补偿所需的不同的偏置电路温度系数，所以需要输出具有不同温度系数的信号的装置。
[0009][相关技术文献]
[0010](专利文献I)日本专利公开第2010-048628号
【发明内容】

[0011]本发明的一个方面提供了用于输出具有多个温度系数的信号的装置及方法。
[0012]根据本发明的一个方面，提供了一种用于输出信号的装置，该装置包括:参考信号生成单元，输出具有正温度系数的第一温度系数信号及具有负温度系数的第二温度系数信号；以及输出单元，基于该第一温度系数信号及该第二温度系数信号来输出具有多个温度系数的输出信号。
[0013]该输出单元可包括:第一参考信号调整单元，调整该第一温度系数信号的梯度；以及第二参考信号调整单元，调整该第二温度系数信号的梯度。
[0014]该输出单元可包括:PCTAT信号生成单元，基于该第一温度系数信号及该第二温度系数信号来输出具有正温度系数和负温度系数的第三温度系数信号。
[0015]该PCTAT信号生成单元可将该第一温度系数信号与该第二温度系数信号进行比较，并输出较小者。
[0016]该PCTAT信号生成单元可包括:偏置电压接收单元，通过该第一温度系数信号及该第二温度系数信号而被施加偏置电压；用于该偏置电压接收单元的电流镜单元；以及PCTAT信号输出单元，通过该电流镜单元输出第三温度系数信号。
[0017]该偏置电压接收单元可包括具有连接至电源电压的源极端子的第一 M0SFET，以及连接至第三MOSFET漏极的第七MOSFET ;并且该电流镜单元可包括具有连接至该源极端子的电源电压的源极端子的第四M0SFET，以及连接至该第四MOSFET漏极的第八MOSFET ;并且该PCTAT信号输出单元形成于该第四MOSFET漏极和该第八MOSFET漏极中的至少一个中。
[0018]该PCTAT信号生成单元可包括:具有连接至电源电压的源极的第一 MOSFET到第四MOSFET ;各自连接至第一 MOSFET到第四MOSFET的漏极端子的第五MOSFET到第八MOSFET ;连接至第五MOSFET漏极端子并输出具有正温度系数电流的第一电流源；连接至第六MOSFET漏极的第一电阻器；连接至第七MOSFET漏极端子并输出具有负温度系数电流的第二电流源；以及连接至第八MOSFET漏极端子的第二电阻器，其中，第一 MOSFET及第二MOSFET的栅极端子连接至第一 MOSFET的漏极，第三MOSFET和第四MOSFET的栅极端子连接至第三MOSFET的漏极，而第五MOSFET到第八MOSFET的栅极端子连接至第五MOSFET的漏极。
[0019]该输出单元可包括基于第一温度系数到第三温度系数中的至少一个而获取具有多个温度系数的输出信号的信号合成单元。
[0020]该信号合成单元可包括:第一输入端子，接收第一温度系数到第三温度系数中的至少一个；第二输入端子，接收第一温度系数到第三温度系数中的至少一个；以及放大器，经由缓冲器元件及第三电阻器使该放大器的正输入端子连接至该第一输入端子并使该放大器的负输入端子连接至该第二输入端子，其中该放大器的输出端子经由第四电阻器而连接至该放大器的负输入端子。
[0021]根据本发明的另一方面，提供了一种用于输出信号的方法，包括:输出具有正温度系数的第一温度系数信号以及具有负温度系数的第二温度系数信号；并基于第一温度系数信号及第二温度系数信号而输出具有多个温度系数的输出信号。
[0022]该输出信号的输出可包括:调整第一温度系数信号的梯度，以及调整第二温度系数信号的梯度。
[0023]该输出信号的输出可包括:基于第一温度系数信号和第二温度系数信号，输出具有正温度系数以及负温度系数的第三温度系数信号。
[0024]该输出信号的输出可包括:基于第一温度系数到第三温度系数中的至少一个来获取具有多个温度系数的信号。【专利附图】

【附图说明】
[0025]通过以下结合附图进行的详细描述，将更清楚地理解本发明的以上及其他方面、特征和其他优点，其中:
[0026]图1是根据本发明实施方式的用于输出信号的装置的框图；
[0027]图2是带隙基准电路的示例的电路图；
[0028]图3A和图3B是分别示出了第一温度系数信号和第二温度系数信号的曲线图；
[0029]图4A到图4C是示出了具有多个温度系数的温度系数信号的曲线图；
[0030]图5A和图5B是示出了温度系数信号的梯度调整的曲线图；
[0031]图6是示出了 PCTAT信号生成单元的操作的曲线图；
[0032]图7是PCTAT信号生成电路的示例的电路图；
[0033]图8是示出了信号合成单元的示例的电路图。
【具体实施方式】
[0034]在下文中，将参照附图来详细描述本发明的实施方式。然而，本发明可以以多种不同的形式来实施，并且不应被解释为限于本文中阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式将使得本公开彻底和完整，并将对本领域中的技术人员充分传达本发明的范围。遍及附图的相同或相似的参考标记将用于指代相同或相似的元件。
[0035]图1是根据本发明的实施方式的用于输出信号的装置的框图。
[0036]装置可包括参考信号生成单元100及用于输出输出信号的输出单元200。
[0037]参考信号生成单元100可输出具有正温度系数和负温度系数的信号。
[0038]在下文中，具有正温度系数的信号被定义为第一温度系数信号，而具有负温度系数的信号被定义为第二温度系数信号。
[0039]第一温度系数信号及第二温度系数信号可以是电流值或电压值。
[0040]可将典型的带隙基准电路用作参考信号生成单元100。
[0041]图2是带隙基准电路的示例的电路图。
[0042]带隙基准电路可包括连接至电源电压VDD的带隙基准电压强制单元10。带隙基准电压强制单元10可强制恒定的基准电压值而无论温度怎样变化。
[0043]在带隙基准电压强制单元10的一个端子和地电压之间，可设置第一二极管D1。
[0044]此外，电阻器Rp可连接至带隙基准电压强制单元10的另一端子。另外，第二二极管D2可连接至电阻器Rp的一个端子。
[0045]这里，如果第一二极管Dl和第二二极管D2的比率是1:N，那么，PTAT电流Iptat可.^.1；T IiIlXi
轰示为
【权利要求】
1.一种用于输出信号的装置，包括: 参考信号生成单元，输出具有正温度系数的第一温度系数信号及具有负温度系数的第二温度系数信号；以及 输出单元，基于所述第一温度系数信号和所述第二温度系数信号来输出具有多个温度系数的输出信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述输出单元包括:第一参考信号调整单元，调整所述第一温度系数信号的梯度；以及第二参考信号调整单元，调整所述第二温度系数信号的梯度。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述输出单元包括绝对温度比例补偿信号生成单元，所述绝对温度比例补偿信号生成单元基于所述第一温度系数信号和所述第二温度系数信号来输出具有正温度系数和负温度系数的第三温度系数信号。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述绝对温度比例补偿信号生成单元将所述第一温度系数信号与所述第二温度系数信号进行比较，并输出较小者。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述绝对温度比例补偿信号生成单元包括: 偏置电压接收单元，通过所述第一温度系数信号及所述第二温度系数信号而被施加偏置电压； 电流镜单元，用于所述偏置电压接收单元；以及 绝对温度比例补偿信号输出单元，通过所述电流镜单元输出第三温度系数信号。`
6.根据权利要求5所述的装置，其中: 所述偏置电压接收单元包括 第一 MOSFET，具有连接至电源电压的源极端子，以及 第七MOSFET，连接至第三MOSFET的漏极；并且 所述电流镜单元包括 第四M0SFET，具有连接至所述电源电压的源极端子的源极端子，以及 第八M0SFET，连接至所述第四MOSFET的漏极；并且 其中，所述绝对温度比例补偿信号输出单元在所述第四MOSFET的漏极和所述第八MOSFET的漏极之一中形成。
7.根据权利要求4所述的装置，其中，所述绝对温度比例补偿信号生成单元包括: 第一 MOSFET到第四M0SFET，具有连接至电源电压的源极； 第五MOSFET到第八M0SFET，各自连接至所述第一 MOSFET到所述第四MOSFET的漏极端子; 第一电流源，连接至所述第五MOSFET的漏极端子并输出具有正温度系数的电流； 第一电阻器，连接至第六MOSFET的漏极； 第二电流源，连接至第七MOSFET的漏极端子并输出具有负温度系数的电流；以及 第二电阻器，连接至所述第八MOSFET的漏极端子， 其中，所述第一 MOSFET及所述第二 MOSFET的栅极端子连接至所述第一 MOSFET的漏极，所述第三MOSFET和所述第四MOSFET的栅极端子连接至所述第三MOSFET的漏极，并且所述第五MOSFET到所述第八MOSFET的栅极端子连接至所述第五MOSFET的漏极。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述输出单元包括信号合成单元，所述信号合成单元基于所述第一温度系数到所述第三温度系数中的至少一个来获取具有多个温度系数的输出信号。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述信号合成单元包括: 第一输入端子，接收所述第一温度系数到所述第三温度系数中的至少一个； 第二输入端子，接收所述第一温度系数到所述第三温度系数中的至少一个；以及放大器，经由缓冲器元件及第三电阻器使所述放大器的正输入端子连接至所述第一输入端子并使所述放大器的负输入端子连接至所述第二输入端子， 其中所述放大器的输出端子经由第四电阻器连接至所述放大器的负输入端子。
10.一种用于输出信号的方法，包括: 输出具有正温度系数的第一温度系数信号以及具有负温度系数的第二温度系数信号；以及 基于所述第一温度系数信号和所述第二温度系数信号输出具有多个温度系数的输出信号。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,输出所述输出信号包括: 调整所述第一温度系数信号的梯度；以及 调整所述第二温度系数信号的梯度。
12.根据权利要求11 所述的方法,其中,输出所述输出信号包括:基于所述第一温度系数信号和所述第二温度系数信号来输出具有正温度系数和负温度系数的第三温度系数信号。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,输出所述输出信号包括:基于所述第一温度系数到所述第三温度系数来获取所述输出信号。
【文档编号】G05F3/24GK103677070SQ201310317048
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年7月25日 优先权日:2012年9月11日
【发明者】方诚晚 申请人:三星电机株式会社