能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路與使用其的電子系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路與使用其的電子系統(tǒng)。能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路包括三端電流源電路、緩沖器、差動放大電路、反饋電路、第一晶體管、第二晶體管、第三電阻與第四電阻。三端電流源電路用以提高能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的電源抑制比以穩(wěn)定第一電流，并且第一電流用以偏壓差動放大電路。本揭示內(nèi)容通過調(diào)整電阻的阻值以補(bǔ)償參考電壓的溫度曲線。
【專利說明】能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路與使用其的電子系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路，特別是指一種獨(dú)立于系統(tǒng)電壓與溫度的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路。

【背景技術(shù)】
[0002]在高科技不斷的創(chuàng)新改進(jìn)下，消費(fèi)性電子產(chǎn)品已逐漸普及于人們的生活中，尤其各種手持式電子裝置，例如:手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、個人數(shù)碼助理或平板電腦等，因其輕薄短小，可隨身攜帶的特性深受人們的喜愛。然而，手持式電子裝置在使用上須考量電源能量供應(yīng)時間長短的問題，目前多利用如鎳氫電池及鋰電池等電池裝置，加上額外搭配符合電池裝置規(guī)格的充電器使用。
[0003]能帶隙參考電壓源電路的設(shè)計是該領(lǐng)域中眾所周知的，這些電路被設(shè)計以提供一獨(dú)立于電路中溫度變化的電壓標(biāo)準(zhǔn)。能帶隙參考電壓源的參考電壓是一個雙極結(jié)型晶體管(雙極型晶體管)的基極與射極間所發(fā)展的電壓V b e和另外兩個雙極型晶體管的基極一射極電壓V b e之差(AV b e)的函數(shù)。第一個雙極型晶體管的基極一射極電壓V b e具有一個負(fù)的溫度系數(shù)，或者當(dāng)溫度升高時基極一射極電壓V b e將會減少。另外兩個雙極型晶體管的差分電壓AV b e將會具有一個正的溫度系數(shù)，這就意味著當(dāng)溫度升高時該差分基極一射極電壓AV b e也隨之升高。獨(dú)立于能帶隙電壓參考電壓源的溫度的參考電壓通過縮放差分基極一射極電壓AV b e以及求其與第一個雙極型晶體管的基極一射極電壓Vb e的和而得到調(diào)整。然而，一般的參考電壓產(chǎn)生電路通常都可能會遭遇到環(huán)境溫度的改變或系統(tǒng)電壓變異而影響到參考電壓的穩(wěn)定度的相關(guān)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路，用以提供一參考電壓。能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路包括三端電流源電路、緩沖器、差動放大電路、反饋電路、第一晶體管、第二晶體管、第三電阻與第四電阻。三端電流源電路接收系統(tǒng)電壓并且當(dāng)系統(tǒng)電壓的電壓值大于第一門檻值時，則輸出第一電流，其中三端電流源電路用以提高能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的電源抑制比，以穩(wěn)定第一電流。緩沖器電性連接系統(tǒng)電壓與三端電流源電路并且接收三端電流源電路所輸出的第一電壓，其中第一電壓的幅值被緩沖器予以鎖定。差動放大電路電性連接三端電流源電路，所述差動放大電路接收第一輸入電壓、第二輸入電壓與第一電流，并且據(jù)此輸出參考電壓，其中第一電流用以偏壓差動放大電路。反饋電路接收參考電壓并且根據(jù)分壓比值輸出反饋電壓。第一晶體管的集極通過第一電阻電性連接至參考電壓，第一晶體管的基極接收反饋電壓以偏壓在主動區(qū)。第二晶體管的集極通過第二電阻電性連接至參考電壓，第二晶體管的基極接收反饋電壓以偏壓在主動區(qū)。第三電阻的一端連接第一晶體管的射極，其中通過調(diào)整第三電阻的阻值以補(bǔ)償參考電壓的溫度曲線。第四電阻的一端連接第三電阻的另一端與第二晶體管的射極，第四電阻的另一端連接接地電壓。
[0005]在本發(fā)明其中一個實施例中，反饋電壓為參考電壓與分壓比值的乘積。
[0006]在本發(fā)明其中一個實施例中，第一晶體管的射極面積大于第二晶體管的射極面積。
[0007]在本發(fā)明其中一個實施例中，三端電流源電路包括第三晶體管、第四晶體管、第五電阻與第六電阻。第三晶體管的漏極連接系統(tǒng)電壓。第四晶體管的漏極連接第三晶體管的源極。第五電阻的一端連接第四晶體管的源極，第五電阻的另一端連接第三晶體管的柵極。第六電阻的一端連接第五電阻的另一端，第六電阻的另一端連接第四晶體管的柵極。第三晶體管、第四晶體管與第五晶體管為空乏型晶體管。
[0008]在本發(fā)明其中一個實施例中，緩沖器包括第五晶體管。第五晶體管的漏極連接系統(tǒng)電壓，第五晶體管的柵極連接第五電阻的另一端，第五晶體管的源極輸出參考電壓，其中第五晶體管為空乏型晶體管。
[0009]在本發(fā)明其中一個實施例中，差動放大電路包括第六晶體管、第七晶體管與第七電阻。第六晶體管的集極連接第六電阻的另一端以接收第一電流，第六晶體管的基極接收第一輸入電壓。第七晶體管的集極連接第五晶體管的源極，第七晶體管的基極接收第二輸入電壓，第七晶體管的射極連接第六晶體管的射極。第七電阻的一端連接第七晶體管的射極，第七電阻的另一端連接接地電壓。
[0010]在本發(fā)明其中一個實施例中，差動放大電路還包括第八晶體管。第八晶體管的漏極連接第七晶體管的射極，第八晶體管的柵極連接第三電阻的一端，其中第八晶體管為空乏型晶體管，其中第八晶體管與第七電阻形成一電流槽。
[0011]在本發(fā)明其中一個實施例中，差動放大電路還包括第九晶體管。第九晶體管的漏極連接第七晶體管的射極，第九晶體管的柵極連接第七電阻的另一端，第九晶體管的源極連接第七電阻的一端，其中第九晶體管為空乏型晶體管并且第九晶體管與第七電阻形成電流槽。
[0012]在本發(fā)明其中一個實施例中，反饋電路為電阻分壓電路，并且反饋電路包括第八電阻與第九電阻。第八電阻的一端連接第五晶體管的源極，第八電阻的另一端連接至第一及第二晶體管的基極。第九電阻的一端連接第八電阻的另一端，第九電阻的另一端連接接地電壓。分壓比值為第九電阻的阻值除以第八電阻與第九電阻的阻值的總和，并且通過分壓比值的調(diào)整來適應(yīng)性地調(diào)整參考電壓的電壓值。
[0013]本發(fā)明實施例提供一種電子系統(tǒng)，電子系統(tǒng)包括能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路與負(fù)載。能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路包括三端電流源電路、緩沖器、差動放大電路、反饋電路、第一晶體管、第二晶體管、第三電阻與第四電阻。三端電流源電路接收系統(tǒng)電壓并且當(dāng)系統(tǒng)電壓的電壓值大于第一門檻值時，則輸出第一電流，其中三端電流源電路用以提高能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的電源抑制比，以穩(wěn)定第一電流。緩沖器電性連接系統(tǒng)電壓與三端電流源電路并且接收三端電流源電路所輸出的第一電壓，其中第一電壓的幅值被緩沖器予以鎖定。差動放大電路電性連接三端電流源電路，所述差動放大電路接收第一輸入電壓、第二輸入電壓與第一電流，并且據(jù)此輸出參考電壓，其中第一電流用以偏壓差動放大電路。反饋電路接收參考電壓并且根據(jù)分壓比值輸出反饋電壓。第一晶體管的集極通過第一電阻電性連接至參考電壓，第一晶體管的基極接收反饋電壓以偏壓在主動區(qū)。第二晶體管的集極通過第二電阻電性連接至參考電壓，第二晶體管的基極接收反饋電壓以偏壓在主動區(qū)。第三電阻的一端連接第一晶體管的射極，其中通過調(diào)整第三電阻的阻值以補(bǔ)償參考電壓的溫度曲線。第四電阻的一端連接第三電阻的另一端與第二晶體管的射極，第四電阻的另一端連接接地電壓。負(fù)載電性連接能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路以接收參考電壓。
[0014]綜上所述，本發(fā)明實施例所提出的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路與電子系統(tǒng)，通過三端電流源電路與來使得能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路提供一個能獨(dú)立于系統(tǒng)電壓的參考電壓。再者，能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的參考電壓具有良好的溫度效應(yīng)。
[0015]為使能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅用來說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的權(quán)利要求范圍作任何的限制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為根據(jù)本發(fā)明例示性實施例所繪示的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的區(qū)塊示意圖。
[0017]圖2為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例所繪示的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的具體電路示意圖。
[0018]圖3為根據(jù)本發(fā)明的一實施例所繪示的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的具體電路示意圖。
[0019]圖4為根據(jù)本發(fā)明的一實施例所繪示的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的具體電路示意圖。
[0020]圖5為根據(jù)本發(fā)明實施例的參考電壓相對于系統(tǒng)電壓的模擬曲線圖。
[0021]圖6為根據(jù)本發(fā)明實施例的參考電壓相對于負(fù)載電流的模擬曲線圖。
[0022]圖7為根據(jù)本發(fā)明實施例的參考電壓相對于溫度的模擬曲線圖。
[0023]圖8為根據(jù)本發(fā)明實施例的參考電壓的偏移量相對于溫度的模擬曲線圖。
[0024]圖9為根據(jù)本發(fā)明實施例的電子系統(tǒng)的示意圖。
[0025]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0026]100、200、300、400:能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路
[0027]900:電子系統(tǒng)
[0028]910:能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路
[0029]920:負(fù)載
[0030]110:三端電流源電路
[0031]120:緩沖器
[0032]130:差動放大電路
[0033]140:反饋電路
[0034]GND:接地電壓
[0035]Q1:第一晶體管
[0036]Q2:第二晶體管
[0037]Q3:第三晶體管
[0038]Q4:第四晶體管
[0039]Q5:第五晶體管
[0040]Q6:第六晶體管
[0041]Q7:第七晶體管
[0042]Q8:第八晶體管
[0043]Q9:第九晶體管
[0044]R1:第一電阻
[0045]R2:第二電阻
[0046]R3:第三電阻
[0047]R4:第四電阻
[0048]R5:第五電阻
[0049]R6:第六電阻
[0050]R7:第七電阻
[0051]R8:第八電阻
[0052]R9:第九電阻
[0053]1:第一電流
[0054]V1:第一電壓
[0055]VIN1:第一輸入電壓
[0056]VIN2:第二輸入電壓
[0057]VF:反饋電壓
[0058]VSS:系統(tǒng)電壓
[0059]VREF:參考電壓

【具體實施方式】
[0060]在下文將參看隨附圖式更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發(fā)明概念可能以許多不同形式來體現(xiàn)，且不應(yīng)解釋為限于本文中所闡述的例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發(fā)明將為詳盡且完整，且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明概念的范疇。在諸圖式中，可為了清楚而夸示層及區(qū)的大小及相對大小。類似數(shù)字始終指示類似元件。
[0061]應(yīng)理解，雖然本文中可能使用術(shù)語第一、第二、第三等來描述各種元件，但此等元件不應(yīng)受此等術(shù)語限制。此等術(shù)語乃用以區(qū)分一元件與另一元件。因此，下文論述的第一元件可稱為第二元件而不偏離本發(fā)明概念的教示。如本文中所使用，術(shù)語“及/或”包括相關(guān)聯(lián)的列出項目中的任一者及一或多者的所有組合。
[0062]〔能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的實施例〕
[0063]請參照圖1，圖1為根據(jù)本發(fā)明例示性實施例所繪示的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的區(qū)塊示意圖。如圖1所示，能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路100包括三端電流源電路110、緩沖器120、差動放大電路130、反饋電路140、第一晶體管Q1、第二晶體管Q2、第三電阻R3與第四電阻R4。三端電流源電路110電性連接系統(tǒng)電壓VSS。緩沖器120電性連接系統(tǒng)電壓VSS與三端電流源電路110。差動放大電路130電性連接三端電流源電路110。反饋電路140電性連接差動放大電路130與緩沖器120。第一晶體管Q1的集極通過第一電阻R1電性連接至參考電壓VREF，并且第一晶體管Q1的基極電性連接反饋電路140。第二晶體管Q2的集極通過第二電阻R2電性連接至參考電壓VREF，并且第二晶體管Q2的基極電性連接反饋電路140。第三電阻R3的一端電性連接第一晶體管Q1的射極。第四電阻R4的一端電性連接第三電阻R3的另一端與第二晶體管Q2的射極。
[0064]關(guān)于三端電流源電路110，三端電流源電路110用以接收系統(tǒng)電壓VSS并且當(dāng)系統(tǒng)電壓VSS的電壓值大于第一門檻值(例如一工作電壓下限值)時，則三端電流源電路110會輸出第一電流I。再者，三端電流源電路110用以提高能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路100的電源抑制比(Power Supply Reject1n Rat1, PSRR),以穩(wěn)定第一電流I。此外，三端電流源電路110會輸出一第一電壓VI至緩沖器120。在一實施例中，當(dāng)系統(tǒng)電壓VSS的電壓值大于3.2伏特時，三端電流源電路110所產(chǎn)生的電流I會開始進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，并且在系統(tǒng)電壓VSS為3.2伏特至4.2伏特之間都能夠提供穩(wěn)流至差動放大電路130，以使得差動放大電路130與其輸出的參考電壓VREF不隨著系統(tǒng)電壓VSS的變異而產(chǎn)生大幅的變化。
[0065]關(guān)于緩沖器120，緩沖器120用以接收三端電流源電路110所輸出的第一電壓VI，并且作為輸出電流的驅(qū)動器(driver)。此外，通過緩沖器來將第一電壓VI的幅值予以鎖定。
[0066]關(guān)于差動放大電路130,差動放大電路130接收第一輸入電壓VIN1、第二輸入電壓VIN2與第一電流I，并且據(jù)此操作在主動區(qū)(active reg1n)，其中第一電流I為用以偏壓所述差動放大電路130。
[0067]關(guān)于反饋電路140，反饋電路140具有一分壓比值，用以接收參考電壓VREF并且根據(jù)分壓比值來輸出反饋電壓VF，其中反饋電壓VF為參考電壓VREF與分壓比值的乘積。
[0068]關(guān)于第一晶體管Q1、第二晶體管Q2、第三電阻R3與第四電阻R4，其中第一晶體管Q1、第二晶體管Q2用以接收反饋電路140所產(chǎn)生的反饋電壓VF以偏壓在主動區(qū)(activereg1n)。此外，在一環(huán)境溫度范圍內(nèi)(例如攝氏負(fù)55度?攝氏125度)，通過第一晶體管Q1、第二晶體管Q2、第三電阻R3與第四電阻R4來使得能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路100所產(chǎn)生的參考電壓VREF為接近或等于零溫度系數(shù)的電壓，并且通過調(diào)整第三電阻R3的阻值以補(bǔ)償參考電壓VREF的溫度曲線。
[0069]在本實施例中，第一晶體管Q1的射極面積大于第二晶體管Q2的射極面積，并且在一例示性實施例，第一晶體管Q1的射極面積為第二晶體管Q2的射極面積的八倍，以使得能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路100的效能更為優(yōu)良，但并不以此為限。
[0070]為了更詳細(xì)地說明本發(fā)明所述的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路100的運(yùn)作流程，以下將舉多個實施例中至少的一來作更進(jìn)一步的說明。
[0071]在接下來的多個實施例中，將描述不同于上述圖1實施例的部分，且其余省略部分與上述圖1實施例的部分相同。此外，為說明便利起見，相似的參考數(shù)字或標(biāo)號指示相似的元件。
[0072]〔能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的另一實施例〕
[0073]請參照圖2，圖2為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例所繪示的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的具體電路示意圖。與上述圖1實施例不同的是，在圖2實施例的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路200，三端電流源電路110包括第三晶體管Q3、第四晶體管Q4、第五電阻R5與第六電阻R6。緩沖器120包括第五晶體管Q5。差動放大電路130包括第六晶體管Q6、第七晶體管Q7、第八晶體管Q8與第七電阻R7。反饋電路140包括第八電阻R8與第九電阻R9，且反饋電路140為電阻分壓電路。
[0074]第三晶體管Q3的漏極電性連接系統(tǒng)電壓VSS。第四晶體管Q4的漏極電性連接第三晶體管Q3的源極。第五電阻R5的一端電性連接第四晶體管Q4的源極，第五電阻R5的另一端電性連接第三晶體管Q3的柵極。第六電阻R6的一端電性連接第五電阻R5的另一端，第六電阻R6的另一端電性連接第四晶體管Q4的柵極。須說明的是，在本實施中的第三晶體管Q3、第四晶體管Q4與第五晶體管Q5為一空乏型晶體管。第五晶體管Q5的漏極電性連接系統(tǒng)電壓VSS，第五晶體管Q5的柵極電性連接第五電阻R5的另一端，并且第五晶體管Q5的源極輸出參考電壓VREF，其中在本實施例中，第五晶體管Q5為空乏型晶體管。第六晶體管Q6的集極電性連接第六電阻R6的另一端以接收第一電流I，并且第六晶體管Q6的基極接收第一輸入電壓VIN1。第七晶體管Q7的集極電性連接第五晶體管Q5的源極，第七晶體管Q7的基極接收第二輸入電壓VIN2，第七晶體管Q7的射極連接第六晶體管Q6的射極。第八晶體管Q8的漏極電性連接第七晶體管Q7的射極，第八晶體管Q8的柵極電性連接第三電阻R3的一端，第八晶體管Q8的源極電性連接第七電阻R7的一端。第七電阻R7的一端電性連接第八晶體管Q8的源極，并且第七電阻R7的另一端電性連接接地電壓GND，其中第八晶體管Q8為空乏型晶體管并且第八晶體管Q8與第七電阻R7形成一電流槽(currentsink)。第八電阻R8的一端電性連接至第五晶體管Q5的源極，第八電阻R8的另一端電性連接至第一及第二晶體管Q1、Q2的基極。第九電阻R9的一端電性連接第八電阻R8的另一端，并且第九電阻R9的另一端連接接地電壓GND。
[0075]接下來要教示的，是進(jìn)一步說明能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路200的工作原理。
[0076]本揭示內(nèi)容的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路200不需要任何的啟動電路(start-upcircuit),而只是通過具有電源抑制能力的三端電流源電路110來提供穩(wěn)定的電流I。進(jìn)一步來說，當(dāng)系統(tǒng)電壓VSS大于第一門檻值時，例如3.2伏特(在本實施例中)，則能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路200會通過第三晶體管Q3、第四晶體管Q4、第五電阻R5與第六電阻R6的組態(tài)，來提供穩(wěn)定的第一電流，其中值得注意的是，第三及第四晶體管Q3、Q4都是空乏型晶體管，并且在本實施例中，第三及第四晶體管Q3、Q4為假型高速電子移動晶體管(Pseudo-morphic High Electron Mobility Transistor, PHEMT)。在一實施例中，由于能夠提供良好的電壓脈動抑制，因此當(dāng)系統(tǒng)電壓VSS在3.2伏特至4.2伏特之間，能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路200能夠使得參考電壓VREF具有良好的電源供應(yīng)抑制比。
[0077]接下來，第六晶體管Q6與第七晶體管Q7會分別接收第一及第二輸入電壓VIN1、VIN2，并且接收來自于三端電流源電路110所傳送的第一電流I,據(jù)此以使整個差動放大電路130進(jìn)入到主動區(qū)(active reg1n),其中在本實施例中，第八晶體管Q8與第七電阻R7被組態(tài)為一電流槽(current sink)。此外，第八電阻R8與第九電阻R9所組態(tài)而成的反饋電路140會檢測且接收參考電壓VREF，并且根據(jù)分壓比值與參考電壓VREF的電壓值的乘積來產(chǎn)生一反饋電壓VF，其中分壓比值為第九電阻R9的阻值除以第八電阻R8與該第九電阻R9的阻值的總和。值得注意的是，本揭示內(nèi)容能夠通過分壓比值的調(diào)整來適應(yīng)性地調(diào)整參考電壓VREF的電壓值。接著，在本實施例中，第一晶體管Q1與第二晶體管Q2會接收反饋電壓VF并且據(jù)此進(jìn)入主動區(qū)。在本實施例中，第一晶體管Q1、第二晶體管Q2、第三電阻R3與第四電阻R4會為反饋電壓VF與參考電壓VREF提供良好的溫度補(bǔ)償效應(yīng)，并且能夠進(jìn)一步地通過調(diào)整第三電阻R3的阻值來補(bǔ)償參考電壓的溫度曲線。在一實施例中，在攝氏負(fù)25度至攝氏125度之間的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路200，其參考電壓VREF為具有接近或等于零溫度系數(shù)的特性。簡單來說，本揭示內(nèi)容的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路200所產(chǎn)生的參考電壓VREF具有良好的溫度效應(yīng)與電源抑制比(PSRR)。
[0078]為了更詳細(xì)地說明本發(fā)明所述的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路200的運(yùn)作流程，以下將舉多個實施例中至少之一來作更進(jìn)一步的說明。
[0079]在接下來的多個實施例中，將描述不同于上述圖2實施例的部分，且其余省略部分與上述圖2實施例的部分相同。此外，為說明便利起見，相似的參考數(shù)字或標(biāo)號指示相似的元件。
[0080]〔能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的一實施例〕
[0081]請同時參照圖2與圖3，圖3為根據(jù)本發(fā)明的一實施例所繪示的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的具體電路示意圖。與上述圖2不同的是，在本實施例的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路300中，差動放大電路130的電流槽具有另一電路組態(tài)，即第九晶體管與第七電阻形成一電流槽，并且第九晶體管為空乏型晶體管，且如圖3所示，第九晶體管Q9的柵極連接至接地電壓GND，其余細(xì)節(jié)與上述圖2實施例相同，在此不再贅述。請同時參照圖2與圖4，圖4為根據(jù)本發(fā)明的一實施例所繪示的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的具體電路示意圖。相較于圖2實施例，圖4中的差動放大電路130可以不需要第八晶體管Q8，亦即差動放大電路130的電流槽(current sink)只需要第七電阻R7即可，其余細(xì)節(jié)與上述圖2實施例相同，在此不再贅述。
[0082]接下來，要進(jìn)一步說明圖2實施例的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路200的各種模擬曲線圖，藉此以驗證本揭示內(nèi)容的優(yōu)良功效。請同時參照圖2，圖5?圖8，圖5為根據(jù)本發(fā)明實施例的參考電壓相對于系統(tǒng)電壓的模擬曲線圖。圖6為根據(jù)本發(fā)明實施例的參考電壓相對于負(fù)載電流的模擬曲線圖。圖7為根據(jù)本發(fā)明實施例的參考電壓相對于溫度的模擬曲線圖。圖8為根據(jù)本發(fā)明實施例的參考電壓的偏移量相對于溫度的模擬曲線圖。在PSRR方面，如圖5所示，橫軸表示系統(tǒng)電壓(單位為伏特)并且縱軸表示參考電壓(單位為伏特)，當(dāng)系統(tǒng)電壓VSS在3.2伏特至4.2伏特之間變動時，參考電壓VREF僅有0.1毫伏特(mV)的變化，因此能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路200具有良好的電壓脈動抑制。另外，如圖6所示，橫軸表示負(fù)載電流(單位為毫安培)并且縱軸表示參考電壓(單位為伏特)，當(dāng)負(fù)載電流從1毫安培變化至10毫安培時，參考電壓僅有0.08毫伏特的變化。接下來，在溫度補(bǔ)償效應(yīng)方面，如圖7所示，橫軸表示溫度(單位為攝氏)并且縱軸表示參考電壓(單位為伏特)。在本揭示內(nèi)容中，能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路200在環(huán)境溫度于攝氏負(fù)55度?攝氏125度之間變化時，參考電壓VREF的電壓值僅有±0.085毫伏特(mV)的變化。從另一觀點(diǎn)來看，如圖8所示，橫軸表示溫度(單位為攝氏)并且縱軸表示參考電壓的偏移量(單位為百分比)，當(dāng)環(huán)境溫度在攝氏負(fù)55度?攝氏125度之間變化時，參考電壓VREF的偏移量僅有±0.003%的變化。因此，本揭示內(nèi)容的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路200在溫度效應(yīng)方面具有相當(dāng)優(yōu)良的效能。
[0083]〔電子系統(tǒng)的一實施例〕
[0084]請參照圖9，圖9為根據(jù)本發(fā)明實施例的電子系統(tǒng)的示意圖。電子系統(tǒng)900包括能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路910與連接至能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路910的負(fù)載920。能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路910可以是上述實施例中的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路100、200、300與400的其中之一，且用以提供一參考電壓VREF至負(fù)載920或下一級電路。電子系統(tǒng)900可以是各種類型的電子裝置內(nèi)的系統(tǒng)，電子裝置可以是例如手持裝置或行動裝置等。
[0085]〔實施例的可能功效〕
[0086]綜上所述，本發(fā)明實施例所提出的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路與電子系統(tǒng)，通過三端電流源電路與來使得能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路提供一個能獨(dú)立于系統(tǒng)電壓的參考電壓。再者，能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的參考電壓具有良好的溫度效應(yīng)。
[0087]在本揭示內(nèi)容多個實施例中至少一實施例，能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路在面對負(fù)載電阻的變化下(對應(yīng)至不同的輸出電流)能夠提供穩(wěn)定的的參考電壓。
[0088]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，其并非用以局限本發(fā)明的專利權(quán)利要求范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路，用以提供一參考電壓，其特征在于，該能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路包括: 一三端電流源電路，接收一系統(tǒng)電壓并且當(dāng)該系統(tǒng)電壓的電壓值大于一第一門濫值時，則輸出一第一電流，其中該三端電流源電路用以提高該能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的電源抑制比，以穩(wěn)定該第一電流； 一緩沖器，電性連接該系統(tǒng)電壓與該三端電流源電路并且接收該三端電流源電路所輸出的一第一電壓，其中該第一電壓的幅值被該緩沖器予以鎖定； 一差動放大電路，電性連接該三端電流源電路，該差動放大電路接收一第一輸入電壓、一第二輸入電壓與該第一電流，并且據(jù)此輸出該參考電壓，其中該第一電流用以偏壓該差動放大電路； 一反饋電路，接收該參考電壓并且根據(jù)一分壓比值輸出一反饋電壓； 一第一晶體管，其集極通過一第一電阻電性連接至該參考電壓，其基極接收該反饋電壓以偏壓在一王動區(qū)； 一第二晶體管，其集極通過一第二電阻電性連接至該參考電壓，其基極接收該反饋電壓以偏壓在該王動區(qū)； 一第三電阻，其一端連接該第一晶體管的射極，其中通過調(diào)整該第三電阻的阻值以補(bǔ)償該參考電壓的溫度曲線；以及 一第四電阻，其一端連接該第三電阻的另一端與該第二晶體管的射極，其另一端連接一接地電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路，其中該反饋電壓為該參考電壓與該分壓比值的乘積。
3.如權(quán)利要求1所述的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路，其中該第一晶體管的射極面積大于該第二晶體管的射極面積。
4.如權(quán)利要求1所述的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路，其中該三端電流源電路包括: 一第三晶體管，其漏極連接該系統(tǒng)電壓； 一第四晶體管，其漏極連接該第三晶體管的源極； 一第五電阻，其一端連接該第四晶體管的源極，其另一端連接該第三晶體管的柵極；以及 一第六電阻，其一端連接該第五電阻的另一端，其另一端連接該第四晶體管的柵極， 其中該第三晶體管與該第四晶體管為一空乏型晶體管。
5.如權(quán)利要求4所述的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路，其中該緩沖器包括: 一第五晶體管，其漏極連接該系統(tǒng)電壓，其柵極連接該第五電阻的另一端，其源極輸出該參考電壓， 其中該第五晶體管為該空乏型晶體管。
6.如權(quán)利要求5所述的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路，其中該差動放大電路包括: 一第六晶體管，其集極連接該第六電阻的另一端以接收該第一電流，其基極接收該第一輸入電壓； 一第七晶體管，其集極連接該第五晶體管的源極，其基極接收該第二輸入電壓，其射極連接該第六晶體管的射極；以及 一第七電阻，其一端連接該第七晶體管的射極，其另一端連接該接地電壓。
7.如權(quán)利要求6所述的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路，其中該差動放大電路還包括: 一第八晶體管，其漏極連接該第七晶體管的射極，其柵極連接該第三電阻的一端，其源極連接該第七電阻的一端，其中該第八晶體管為該空乏型晶體管并且該第八晶體管與該第七電阻形成一電流槽。
8.如權(quán)利要求6所述的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路，其中該差動放大電路還包括: 一第九晶體管，其漏極連接該第七晶體管的射極，其柵極連接該第七電阻的另一端，其源極連接該第七電阻的一端，其中該第九晶體管為該空乏型晶體管并且該第九晶體管與該第七電阻形成一電流槽。
9.如權(quán)利要求6所述的能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路，其中該反饋電路為一電阻分壓電路，并且該反饋電路包括: 一第八電阻，其一端連接該第五晶體管的源極，其另一端連接至該第一及該第二晶體管的基極；以及 一第九電阻，其一端連接該第八電阻的另一端，其另一端連接該接地電壓， 其中該分壓比值為該第九電阻的阻值除以該第八電阻與該第九電阻的阻值的總和，并且通過該分壓比值的調(diào)整來適應(yīng)性地調(diào)整該參考電壓的電壓值。
10.一種電子系統(tǒng)，其特征在于，該電子系統(tǒng)包括: 一能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路，用以提供一參考電壓，該能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路包括: 一三端電流源電路，接收一系統(tǒng)電壓并且當(dāng)該系統(tǒng)電壓的電壓值大于一第一門濫值時，則輸出一第一電流，其中該三端電流源電路用以提高該能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的電源抑制比，以穩(wěn)定該第一電流； 一緩沖器，電性連接該系統(tǒng)電壓與該三端電流源電路并且接收該三端電流源電路所輸出的一第一電壓，其中該第一電壓的幅值被該緩沖器予以鎖定； 一差動放大電路，電性連接該三端電流源電路，該差動放大電路接收一第一輸入電壓、一第二輸入電壓與該第一電流，并且據(jù)此輸出該參考電壓，其中該第一電流用以偏壓該差動放大電路； 一反饋電路，接收該參考電壓并且根據(jù)一分壓比值輸出一回授電壓； 一第一晶體管，其集極通過一第一電阻電性連接至該參考電壓，其基極接收該反饋電壓以偏壓在一王動區(qū)； 一第二晶體管，其集極通過一第二電阻電性連接至該參考電壓，其基極接收該反饋電壓以偏壓在該王動區(qū)； 一第三電阻，其一端連接該第一晶體管的射極，其中通過調(diào)整該第三電阻的阻值以補(bǔ)償該參考電壓的溫度曲線；以及 一第四電阻，其一端連接該第三電阻的另一端與該第二晶體管的射極，其另一端連接一接地電壓；以及 一負(fù)載，電性連接該能帶隙參考電壓產(chǎn)生電路以接收該參考電壓。
【文檔編號】G05F1/567GK104345765SQ201310337445
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月5日
【發(fā)明者】丁兆明 申請人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司