差動(dòng)運(yùn)算放大器以及帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種差動(dòng)運(yùn)算放大器W及使用該個(gè)差動(dòng)運(yùn)算放大器的帶隙參考電壓 產(chǎn)生電路，特別有關(guān)一種可降低溫度對(duì)輸入電壓影響的差動(dòng)運(yùn)算放大器W及使用該個(gè)差動(dòng) 運(yùn)算放大器的帶隙參考電壓產(chǎn)生電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 電路設(shè)計(jì)中，通常會(huì)使用一個(gè)參考電壓產(chǎn)生電路來(lái)產(chǎn)生一個(gè)較精準(zhǔn)的參考電壓W 作為其他元件的基準(zhǔn)使用。參考電壓產(chǎn)生電路具有多種形態(tài)，其中較常被使用的是帶隙 化andgap)參考電壓產(chǎn)生電路。該一類電路的內(nèi)部元件會(huì)反應(yīng)于溫度系數(shù)來(lái)調(diào)整其電壓或 電流，使得產(chǎn)生的參考電壓能夠維持在一個(gè)穩(wěn)定的值。
[0003] 帶隙參考電壓產(chǎn)生電路通常會(huì)包含一個(gè)差動(dòng)運(yùn)算放大器來(lái)根據(jù)一個(gè)第一電壓 和第二電壓控制帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的動(dòng)作，該個(gè)第一電壓和第二電壓會(huì)隨著溫度 而有所變化。差動(dòng)運(yùn)算放大器通常會(huì)包含圖1中所示的NM0S陽(yáng)T(Ntypemetaloxide semiconductorfield-effecttransistor,N型金氧半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管）輸入對(duì)或是 PM0S陽(yáng)T(Ptypemetaloxidesemiconductorfield-effecttransistor,P型金氧半導(dǎo)體 場(chǎng)效晶體管）輸入對(duì)來(lái)接收前述的第一電壓Vi和第二電壓V2。因?yàn)榈谝浑妷篤i和第二電 壓V2會(huì)隨著溫度T反向變化。因此若差動(dòng)運(yùn)算放大器運(yùn)作在較低的操作電壓Vdd下且在低 溫下操作時(shí)，PM0SFET輸入對(duì)的PM0SFETP。其汲極和源極間的電壓差Vdsp會(huì)被壓抑（如圖 2所示），因此PM0SFETP?？赡軙?huì)運(yùn)作在線性區(qū)而使得差動(dòng)運(yùn)算放大器具有較小的放大器 增益。反之當(dāng)差動(dòng)運(yùn)算放大器在高溫下操作時(shí)，NM0SFET輸入對(duì)的醒0SFETN。其汲極和源 極間的電壓差Vds會(huì)較小，因此NM0SFETN。可能會(huì)運(yùn)作在線性區(qū)而使得差動(dòng)運(yùn)算放大器具 有較小的放大器增益。
[0004] 在前述情況下，無(wú)論是PM0SFETP。或是NM0SFETN。，若要維持相同的輸出電流，貝U 其(間極和源極間的電壓差）須增加。但若增加，則表示第一電壓Vi和第二電壓V2 的差距Di2也會(huì)產(chǎn)生變化（如圖3所示），該樣也會(huì)連帶影響到帶隙參考電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn) 生的參考電壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明一個(gè)目的是公開一種可降低輸入電壓因?yàn)闇囟榷a(chǎn)生的變化的差動(dòng)運(yùn)算 放大器。
[0006] 本發(fā)明另一個(gè)目標(biāo)是公開一種可降低參考電壓因?yàn)闇囟榷a(chǎn)生的變化的帶隙參 考電壓產(chǎn)生電路。
[0007] 本發(fā)明一實(shí)施例公開了一種差動(dòng)運(yùn)算放大器，包含；電壓調(diào)整模塊，禪接在第一 預(yù)定電壓源與第二預(yù)定電壓源之間，W第一電壓調(diào)整值調(diào)整第一電壓而產(chǎn)生第一調(diào)整后電 壓，并W第二電壓調(diào)整值調(diào)整第二電壓而產(chǎn)生第二調(diào)整后電壓，其中所述第一電壓調(diào)整值 W及所述第二電壓調(diào)整值相對(duì)應(yīng)于溫度而變化；W及差動(dòng)信號(hào)運(yùn)算模塊，禪接在所述第一 預(yù)定電壓源與所述第二預(yù)定電壓源之間，根據(jù)所述第一調(diào)整后電壓w及所述第二調(diào)整后電 壓產(chǎn)生輸出電壓。
[0008] 本發(fā)明一實(shí)施例公開了一種帶隙參考電壓產(chǎn)生電路，其包含電流鏡、差動(dòng)運(yùn)算放 大器、電壓產(chǎn)生模塊W及參考電壓阻抗元件。電流鏡在第一電流輸出端產(chǎn)生一第一電流，在 第二電流輸出端產(chǎn)生第二電流，并于第H電流輸出端產(chǎn)生第H電流，其中所述第二電流映 射自所述第一電流，所述第H電流映射自所述第一電流或所述第二電流。差動(dòng)運(yùn)算放大器 包含一運(yùn)算輸出端；第一運(yùn)算輸入端；第二運(yùn)算輸入端；電壓調(diào)整模塊，禪接在第一預(yù)定電 壓源與第二預(yù)定電壓源之間，在所述第一運(yùn)算輸入端接收第一電壓并W第一電壓調(diào)整值調(diào) 整所述第一電壓而產(chǎn)生第一調(diào)整后電壓，并于所述第二運(yùn)算輸入端接收第二電壓并W第二 電壓調(diào)整值調(diào)整所述第二電壓而產(chǎn)生第二調(diào)整后電壓，其中所述第一電壓調(diào)整值W及所述 第二電壓調(diào)整值相對(duì)應(yīng)于溫度而變化；W及差動(dòng)信號(hào)運(yùn)算模塊，禪接在所述第一預(yù)定電壓 源與所述第二預(yù)定電壓源之間，根據(jù)所述第一調(diào)整后電壓W及所述第二調(diào)整后電壓在所述 運(yùn)算輸出端產(chǎn)生控制電壓。
[0009] 電壓產(chǎn)生模塊根據(jù)所述第一電流在所述第一運(yùn)算輸入端產(chǎn)生第一電壓，并根據(jù)所 述第二電流在所述第二運(yùn)算輸入端產(chǎn)生第二電壓，所述差動(dòng)運(yùn)算放大器根據(jù)所述第一電壓 W及所述第二電壓在所述運(yùn)算輸出端產(chǎn)生所述控制信號(hào)給所述電流鏡來(lái)控制所述第一電 流、所述第二電流W及所述第H電流。參考電壓阻抗元件的第一端接收所述第H電流且其 第二端禪接所述第二預(yù)定電壓源，所述第H電流在所述參考電壓阻抗元件的所述第一端產(chǎn) 生參考電壓。
[0010] 本發(fā)明通過(guò)會(huì)隨溫度變化的調(diào)整量來(lái)調(diào)整第一輸入電壓和第二輸入電壓，使得第 一輸入電壓、第二輸入電壓不會(huì)隨著溫度變化而有太大的差異，進(jìn)而減少差動(dòng)運(yùn)算放大器 中晶體管的VDS被壓抑的程度。該樣一來(lái)，該個(gè)差動(dòng)運(yùn)算放大器可W有較好的表現(xiàn)，且使用 該個(gè)差動(dòng)運(yùn)算放大器的帶隙參考電壓產(chǎn)生電路也可產(chǎn)生較穩(wěn)定的參考電壓。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1繪示了現(xiàn)有技術(shù)的帶隙參考電壓產(chǎn)生電路中的差動(dòng)運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)。
[0012] 圖2繪示了現(xiàn)有技術(shù)的差動(dòng)運(yùn)算放大器的PM0S陽(yáng)TVds與溫度T的關(guān)系示意圖。
[0013] 圖3繪示了現(xiàn)有技術(shù)中第一電壓和第二電壓的差異會(huì)隨溫度變化的示意圖。
[0014] 圖4繪示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的差動(dòng)運(yùn)算放大器的方塊圖。
[0015] 圖5繪示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的差動(dòng)運(yùn)算放大器的電路圖。
[0016] 圖6繪示了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的差動(dòng)運(yùn)算放大器的電路圖。
[0017] 圖7繪示了本發(fā)明的差動(dòng)運(yùn)算放大器其第一電壓和第二電壓的差異與溫度關(guān)系 的示意圖。
[0018] 圖8繪示了使用本發(fā)明的差動(dòng)運(yùn)算放大器的帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的電路圖。
[0019] 圖9繪示了根據(jù)本發(fā)明的帶隙參考電壓產(chǎn)生電路與現(xiàn)有技術(shù)的帶隙參考電壓產(chǎn) 生電路所產(chǎn)生的參考電壓的比較示意圖。
[0020] 其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下：
[0021] 400、600差動(dòng)運(yùn)算放大器
[0022] 401、601電壓調(diào)整模塊
[0023] 403、603差動(dòng)信號(hào)運(yùn)算模塊
[0024]Na-Nc'Ni-NsNMOS陽(yáng)T
[00巧]Pa-Pc、Pi-Ps、P〇、PQ、PKPM0SFET
[0026]Nai、Na2、Na3 原生NM0S陽(yáng)T
[0027] 800帶隙參考電壓產(chǎn)生電路 [002引 801電流鏡
[0029] 0P差動(dòng)運(yùn)算放大器
[0030] 803輸入電壓產(chǎn)生模塊
[0031] 805電壓維持模塊
[0032]Rr參考電壓阻抗元件
[003引Tel第一電流輸出端[0034]T。第二電流輸出端 [00對(duì) 1'。第；電流輸出端
[003引 T0i運(yùn)算輸出端
[0037]Til第一運(yùn)算輸入端 [00測(cè)T。第二運(yùn)算輸入端 [00測(cè)Ri第一阻抗元件
[0040]R2第二阻抗元件
[0041]Rs第H阻抗元件
[0042]Qi第一雙接面晶體管
[0043] Q2第二雙接面晶體管
【具體實(shí)施方式】
[0044] 圖4繪示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的差動(dòng)運(yùn)算放大器400的方塊圖。如圖4所示， 差動(dòng)運(yùn)算放大器400包含了一個(gè)電壓調(diào)整模塊401W及一個(gè)差動(dòng)信號(hào)運(yùn)算模塊403。電壓 調(diào)整模塊401禪接在一個(gè)第一預(yù)定電壓源與一個(gè)第二預(yù)定電壓源之間（Vdd和GND，未繪示 在圖4)，接收一個(gè)第一電壓Vi而根據(jù)一個(gè)第一電壓調(diào)整值產(chǎn)