CN101329586B - 参考电压发生器及其提供多个参考电压的方法 - Google Patents

Abstract

一种参考电压发生器及其提供多个参考电压的方法。参考电压发生器包括电压调节器、带隙电压电路和放大电路。具有一输入结点的电压调节器耦合到外部电源，产生调节电压源。带隙电压电路包括第一和第二电阻及第一和第二晶体管。第一电阻耦合到第一晶体管。第二晶体管耦合到第一电阻、第一晶体管和调节电压源，第一和第二晶体管的基极-发射极电压之间产生电压差。第二电阻耦合到第一电阻和第一晶体管，响应电压差而产生第一预设电压。放大电路耦合到带隙电压电路的第一晶体管，接受第一放大信号，产生放大了的信号以调制调节电压源。本发明可产生多个具有高电源抑制比的输出参考电压，在使用相同电源的情况下，能提供更大的电压余量。

Description

参考电压发生器及其提供多个参考电压的方法

技术领域

本发明涉及参考电压发生器，尤其涉及提供具有高电源抑制比的多个参考电压的参考电压发生器及其方法。

背景技术

参考电路产生的参考电压在许多半导体应用中被采用，包括数字和模拟设备。保持这些半导体应用的精确性直接取决于参考电压的稳定性。高性能数字或模拟器件需要不受温度变化、电源变化和噪声影响的稳定参考电压。例如，模拟信号转变为数字信号和数字信号转变为模拟信号的精确性直接取决于内部参考的精确性，该内部参考通常是可以承受电源变化、噪声和温度变化的参考电压。

对于内部参考电压的通常解决方法是带隙参考电压电路或带隙电路。理想的带隙参考电压电路提供预设的输出电压，该输出电压基本上不随温度变化而变化。通过将一个具有负温度系数的正向偏置PN结电压加上两个具有正温度系数的正向偏置基极-发射极PN结之间的电压差，产生带隙参考电压。

例如，美国专利第5,512,817号揭示了一个带隙参考电压电路，如图1所示。参照图1，带隙参考电压电路包括电流源、产生输出带隙电压V_BG的带隙参考电压提供电路100、高增益放大电路120和由场效应晶体管(FET)142组成的电压调节器。带隙参考电压提供电路100几乎没有电源抑制比(Power SupplyRejection Ratio，PSRR)，其中电源抑制比定义为外部电源V_DD的变化量与带隙电压V_BG的变化量的比值。电流源耦合到电源V_DD且包括场效应晶体管138，140和144。电源V_DD通过FET 138向结点N_r提供电压V_r，该电压V_r等于V_DD减去FET 138的压降。带隙参考电压提供电路100包括FET 102，104和106，晶体管108和110，电阻112和114。为了提高整个电路的电源抑制比，带隙参考电压提供电路100产生的电压信号由高增益放大电路120放大，该高增益放大电路120包括FET 122，124，126，128，130，132，134，136和电容121。该高增益放大电路120采用共源共栅结构电路。

美国专利第5,512,817号揭示的带隙参考电压电路需要采用高电压电源和占用大芯片面积。图1所示的电路采用了共源共栅结构电路以在高放大能力下提高PSRR和消除V_DD的波动。不利的是，共源共栅结构电路必须与电源和地之间的其他参考电路元件相串联。所以，这种共源共栅结构减少了电路中可用的电压余量。

现有技术的另一种方法是向带隙电路提供预调节电压。然而，与该预调节电压相关的电路需要消耗更多的功率和芯片面积，并且增加了电路的复杂性。

此外，为了产生多个输出参考电压，带隙电路的输出电压通常需要由放大器缓冲，以提供电压至分压器而产生多个输出参考电压。图2为一个典型电路，该电路包括单位增益电压缓冲器250和电阻分压负载252。电阻分压负载252耦合于输出带隙电压V_BG的结点260和公共结点GNDA之间，且包括电阻254，256和258。由于带隙电压由单位增益电压缓冲器250缓冲，缓冲器250的输出电压等于输入带隙电压，但输出电流驱动能力更强。所以，如图2所示，在结点262和264产生多个输出参考电压V_REF2和V_REF3。

在一些应用中，需要输出高于带隙电压的参考电压。为满足该需要，如图3所示，可以采用另一种典型电路，该电路包括电压缓冲器350和分压器352。采用电压缓冲器350，电阻320和电阻322放大带隙电压V_BG以获得高于带隙电压的电压。如图3所示，分压器352包括电阻354，356和358，用以在结点360，362和364产生多个参考电压V_REF1，V_REF2和V_REF3。然而，电压缓冲会消耗更多的功率和芯片面积。

图1所示的带隙参考电压电路的另一个缺点是高增益放大电路的输入参考偏置电压V_OS的影响。该影响由下式给出：

$V_{\mathrm{BG}}=V_{\mathrm{BE}110}+N\frac{R_{114}}{R_{112}}\ln \left[M(N+1)\right]V_T-N\frac{R_{114}}{R_{112}}{V}_{\mathrm{OS}}...\left(1\right)$

其中，V_T是热电压，M是晶体管108发射区面积和晶体管110发射区面积的比值，N是FET106发射区面积和FET104发射区面积的比值，且V_BE110是晶体管110的基极-发射极电压。如式(1)所示，输入参考偏置电压V_OS被放大，因此将误差引入至带隙电压V_BG。更重要的是，输入参考偏置电压V_OS随着温度变化而变化，且提高了输出电压的温度系数。为降低输入参考偏置电压的影响，高增益放大器需要在仔细选择的拓扑结构中加入大设备以减少偏置。因此，对芯片面积的需要进一步加大。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种参考电压发生器及其提供多个参考电压的方法，可以减少功率消耗和节省芯片面积。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种参考电压发生器，用以提供一个预设参考电压。该参考电压发生器包括带隙电压电路、耦合到外部电源以产生调节电压源的电压调节器、多个电阻和放大电路。带隙电压电路包括耦合到所述调节电压源的第一晶体管、耦合到所述第一晶体管的第一电阻、第二晶体管和第二电阻。第二晶体管耦合到第一电阻、第一晶体管和调节电压源，以在第一晶体管的基极-发射极电压和第二晶体管的基极-发射极电压之间产生电压差。第二电阻耦合到第一电阻和第一晶体管，用以响应所述电压差而产生预设参考电压。所述多个电阻耦合到所述调节电压源和所述预设参考电压之间，以产生至少一个高于所述预设参考电压的参考电压。放大电路耦合到带隙电压电路的第二晶体管，用于接受第一放大信号，以响应第一放大信号而产生一放大了的信号，所述放大了的信号被传送至所述电压调节器的输入结点，用以调节所述调节电压源。

本发明所述的参考电压发生器，所述带隙电压电路还包括：电流镜，其耦合到所述调节电压源以向所述第一晶体管提供第一电流和向所述第二晶体管提供第二电流。

本发明所述的参考电压发生器，所述放大电路是差分放大电路。

本发明所述的参考电压发生器，所述差分放大电路还耦合到所述第一晶体管，用于接受第二放大信号，以响应所述第一放大信号和第二放大信号而产生所述放大了的信号。

本发明所述的参考电压发生器，还包括：电压源型电流镜，其耦合到所述外部电源和所述电压调节器，以响应所述电压源型电流镜的输出而产生所述电压调节器的所述调节电压源。

本发明所述的参考电压发生器，所述电压源型电流镜是自偏置的。

本发明所述的参考电压发生器，所述带隙电压电路还包括：第三电阻，其耦合到所述第一晶体管和所述第二晶体管，以补偿所述第一晶体管和所述第二晶体管的基极电流的影响。

本发明所述的参考电压发生器，还包括：多个电阻，其耦合于所述预设参考电压和参考地之间，以产生至少一个低于所述预设参考电压的参考电压。

本发明所述的参考电压发生器，还包括：输出所述预设参考电压的输出结点；以及串联耦合在所述输出结点与所述电压调节器的所述输入结点之间的补偿电容和补偿电阻。

本发明还提供了一种参考电压发生器。该参考电压发生器包括耦合到外部电源以产生调节电压的电压调节电路、带隙参考电压电路、放大电路和第一分压器。带隙参考电压电路耦合到所述电压调节电路，以接受所述调节电压并且产生第一参考电压。放大电路耦合到所述带隙参考电压电路和所述电压调节电路以稳定所述调节电压。第一分压器耦合到所述调节电压和所述第一参考电压之间，以产生高于所述第一参考电压的第二参考电压。

本发明所述的参考电压发生器，所述第一分压器包括串联连接的两电阻，以在所述两电阻之间的结点处产生所述第二参考电压。

本发明所述的参考电压发生器，还包括：第二分压器，其耦合到所述第一参考电压和参考地之间，以产生低于所述第一参考电压的第三参考电压。

本发明所述的参考电压发生器，所述第二分压器包括串联连接的两电阻，以在所述两电阻之间的结点处产生所述第三参考电压。

本发明所述的参考电压发生器，所述带隙参考电压电路包括：第一晶体管，其耦合到所述调节电压；第一电阻，其耦合到所述第一晶体管；第二晶体管，其耦合到所述第一电阻、所述第一晶体管和所述调节电压，以在所述第一晶体管的基极-发射极电压和所述第二晶体管的基极-发射极电压之间产生电压差；以及第二电阻，其耦合到所述第一电阻和所述第一晶体管，以响应所述电压差而产生所述第一参考电压。

本发明所述的参考电压发生器，所述放大电路是差分放大器，其包括耦合到所述第一晶体管和所述第二晶体管的两输入端。

本发明所述的参考电压发生器，所述带隙参考电压电路包括：电流镜，其耦合到所述调节电压，以向所述第一晶体管提供第一电流和向所述第二晶体管提供第二电流。

本发明所述的参考电压发生器，还包括：电压源型电流镜，其耦合到所述外部电源，用于产生流经所述电压调节电路的电流，以产生所述调节电压。

本发明还提供了一种提供多个参考电压的方法。该方法包括：调节外部电源以产生调节电压；通过耦合到所述调节电压的带隙电压电路产生第一参考电压；通过耦合于所述调节电压和所述第一参考电压之间的分压器产生第二参考电压；放大一来自所述带隙电压电路的信号以产生一调节信号；以及响应于所述调节信号而反馈控制所述调节电压。

与现有技术相比，本发明不需采用会消耗更多功率和芯片面积的电压缓冲与共源共栅结构就可以产生多个具有高电源抑制比的输出参考电压，且由于不采用共源共栅结构，在使用相同电源的情况下，本发明能提供更大的电压余量。

附图说明

图1是现有技术的带隙参考电压电路原理图。

图2是用于产生等于图1中的带隙电压的多个输出电压，但输出电流驱动能力更强的电路原理图。

图3是用于产生高于图1中的带隙电压的多个输出电压的电路原理图。

图4是本发明第一实施例的参考电压发生器的原理图。

图5是本发明第二实施例的参考电压发生器的原理图。

图6是本发明第三实施例的参考电压发生器的原理图。

图7是本发明第四实施例的参考电压发生器的原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，以使本发明的特性和优点更为明显。

以下将对本发明的实施例给出详细的说明，本发明具有高电源抑制比的低功率带隙参考电压电路能不使用任何缓冲器即产生多个参考电压。虽然本发明将结合实施例进行阐述，但应理解为这并非意指将本发明限定于这些实施例。相反，本发明旨在涵盖由权利要求书所界定的本发明精神和范围内所定义的各种可选项、可修改项和等同项。

此外，在以下对本发明的详细描述中，为了提供针对本发明的完全的理解，阐明了大量的具体细节。然而，本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外的一些实例中，对于大家熟知的方案、流程、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

图4为本发明第一实施例的参考电压发生器400。该参考电压发生器400包括电压源型电流镜494、电压调节器496、放大电路492、带隙参考电压电路490、电阻420，422，424，426、补偿电容411和补偿电阻412。

外部电源V_DD耦合到电压源型电流镜494，以向该电流镜494提供电源。该电压源型电流镜494包括电流源446，场效应晶体管(FET)442和444。FET442和444相互耦合组成电流镜，且FET 444耦合到电压调节器496，以在结点460产生调节电压源V_REG，且将带隙电压电路490与外部电源V_DD隔离。电流源446向电流镜提供偏置电流。带隙电压电路490与外部电源V_DD的隔离可以减少其对外部电源V_DD的变化和噪声的敏感性，所以，带隙参考电压电路490的电源抑制比(Power Supply RejectionRatio；PSRR)性能得到改善。

带隙参考电压电路490由包括FET 404和406、晶体管408和410、电阻414，416和418的电流环组成。大体上匹配的FET 404和406耦合成电流镜，以各自向结点472，474提供电流IDS1，IDS2。因此，为获得带隙电压，电流IDS1，IDS2大致相等，这点将在以下详细介绍。电流IDS1流经晶体管408和电阻416，而电流IDS2流经晶体管410，且电流IDS1和电流IDS2一同流经电阻418。晶体管410的基极-发射极电压V_BE410和晶体管408的基极-发射极电压V_BE408之间的电压差ΔV_BE等于电阻416两端的电压V_R416。因此，电压V_R416和电压差ΔV_BE由下式给出：

V_R416＝ΔV_BE＝V_Tln(Q_B408/Q_V410).................................(2)

其中，Q_B408是晶体管408发射区的面积，Q_B410是晶体管410发射区的面积，V_T是热电压，其由下式给出：

V_T＝k·T/q......................................................(3)

其中，k是波尔兹曼系数，T是在开尔文下的温度，q是一个电子的电量。

由常数M代表Q_B408和Q_B410的比值，因此，电阻416两端的电压V_R416还可以由下式给出：

V_R416＝ΔV_BE＝V_Tln(M)..........................................(4)

注意热电压V_T与绝对温度成正比，也就是说，其具有正线性温度系数。因此，电压V_R416也与绝对温度成正比。

因为流经电阻416的电流IDS1与电压V_R416成正比，所以电流IDS1也取决于绝对温度。如上述提到的，FET404和406组成的电流镜能保证电流IDS1和电流IDS2大致相等。所以，电流IDS1和电流IDS2为与绝对温度成正比(Proportional-To-Absolute-Temperature；PTAT)的电流，由下式给出：

IDS1＝IDS2＝V_R416/R₄₁₆＝V_Tln(M)/R₄₁₆........................(5)

其中，R₄₁₆是电阻416的阻值。

如上述提到的，电流IDS1和IDS2一同流经电阻418以产生电压，因此，流经电阻418的电流是电流IDS1或IDS2的两倍。因此，电阻418两端的电压由下式给出：

$V_{R418}=2\frac{R_{418}}{R_{416}}{V}_T\ln \left(M\right)...\left(6\right)$

其中，R₄₁₈是电阻418的阻值。电压V_R418也取决于绝对温度。结点464的带隙参考电压V_BG等于电阻418两端的电压V_R418加上晶体管410的基极-发射极电压V_BE410，V_BE410是正向偏置PN结电压，V_BG由下式给出：

$V_{\mathrm{BG}}=2\frac{R_{418}}{R_{416}}{V}_T\ln \left(M\right)+V_{\mathrm{BE}410}...\left(7\right)$

在式(7)中，需要注意的是，电阻R₄₁₈和R₄₁₆的温度系数通过除法可以抵消。所以，带隙电压V_BG的温度系数只取决于热电压V_T和电压V_BE410。换句话说，带隙电压V_BG由正温度系数的热电压V_T和负温度系数的PN结电压V_BE410相加而得到。

本领域的技术人员将知道，该带隙电路是Brokaw带隙参考电路，其是集成电路领域广泛使用的参考电压电路。

通过将在以下更详细介绍的反馈机制，电源电压V_DD的波动或变化不会导致输出带隙电压V_BG的波动。该反馈机制包括放大电路492，其控制或调制电压调节器496，从而控制或调制调节电压V_REG。

电压调节器496包括FET452、电阻454和输入结点476。该电压调节器496的输入结点476耦合到放大电路492的输出结点。FET 452的源极耦合到结点460，且FET 452的栅极耦合到输入结点476。因此，响应于来自放大电路492的放大了的电压信号，FET 452从输出结点460提供一个漏电流至地。补偿电容411和补偿电阻412用于控制开环的交越频率(crossover frequency)，且稳定闭环响应。

根据本发明的一个实施例，放大电路492是差分放大器，其包括FET 432，434，436和438。FET 432和434相互耦合组成差分对，以检测FET 404和406漏极之间的电压差。此外，在一个实施例中，选择FET 432和434的发射区面积大体上与FET 404和406的发射区面积相等。FET 436和438相互耦合组成电流镜，其作为有源负载，因此，FET 436的漏电流镜像FET 434的漏电流。所以，FET 404和406漏极之间的电压差信号被放大。因此，一个差分输入，单端输出增益级得以实现。放大电路492耦合到FET 404和406的漏极，换句话说，带隙电压电路490和放大电路492共用相同的输入级。

本领域的技术人员将知道，在另一个实施例中，还可以使用单端输入。在该实施例中，结点472和474中的一个耦合到FET404和406的漏极中的一个，其他结点耦合到地。

为了提供反馈环并且获得多个输出参考电压，采用多个电阻420，422，424和426。如图4所示的本发明的第一实施例的参考电压发生器400，电阻420和电阻422串联耦合，以将输出结点460耦合到输出结点464。电阻424和电阻426串联耦合，以将输出结点464耦合到地。通过电阻420，422，424和426，调节电压V_REG可以进一步得到稳定。该调节电压V_REG高于带隙电压V_BG。电阻420和422构成分压器，且在电阻420和电阻422之间的结点462，可以获得高于带隙电压V_BG的参考电压V_REF2。相似的，在电阻424和电阻426之间的结点466处可以获得低于带隙电压V_BG的参考电压V_REF1。

因此，不需任何电压缓冲器，就可以产生多个输出参考电压。没有电压缓冲器，整个电路的功率消耗将不会显著增加。FET 432，434，404和406的典型阈值电压V_th是1.0V，带隙电压电路490的最小工作电压约是2.0V。实际上，在电源V_DD电压极低的情况下，例如2.3V，带隙电压电路490就能够工作。相比较于现有技术的共源共栅结构，在使用相同电源的情况下，本发明能提供更大的电压余量。

此外，因为结点464的带隙电压V_BG耦合到调节电压V_REG，所以该调节电压V_REG由下式给出：

$V_{\mathrm{REG}}=\frac{R_{420}+R_{422}+R_{424}+R_{426}}{R_{424}+R_{426}}\·V_{\mathrm{BG}}...\left(8\right)$

其中，R₄₂₀，R₄₂₂，R₄₂₄和R₄₂₆分别是电阻420，422，424和426的阻值。在该实施例中，结点460的调节电压V_REG可作为稳定的参考电压，其不受温度和电源变化的影响。

通过加入电阻，晶体管408和410的基极电流流经电阻420和422。该电流会使带隙参考电压V_BG增加，为使晶体管410的基极电流回到正常值，加入电阻414进行补偿。

在运行中，若结点460的电压变化了ΔV_REG，例如，由电源V_DD的波动或其他原因引起的，该电压变化ΔV_REG会直接导致结点464的晶体管410的基极电压V_BG的变化，因此结点474的电压也发生变化。由FET 432，434，436和438组成的放大电路492放大结点474的电压变化并提供给耦合到FET 452栅极的结点476，以改变或补偿结点460的电压。

结点460的电压变化ΔV_REG对晶体管410基极电压V_BG所产生的影响，由下式给出：

$\mathrm{\Δ}{V}_{\mathrm{BG}}=\frac{R_{424}+R_{426}}{R_{420}+R_{422}+R_{424}+R_{426}}\·\mathrm{\Δ}{V}_{\mathrm{REG}}...\left(9\right)$

其中，ΔV_REG是结点460的电压变化量，且ΔV_BG是结点464的晶体管410的基极电压的变化量。通过晶体管410和FET 406，放大结点464的电压变化量ΔV_BG。因此，结点474的电压变化ΔV_INP，由下式给出：

ΔV_INP＝-ΔV_BG·A_bgr.............................................(10)

其中A_bgr是带隙电压电路490的增益，且由下式给出：

A_bgr＝g_{m_410}·R_INP.............................................(11)

其中，g_{m_410}是晶体管410的跨导；R_INP是结点474的寄生电阻值。因此，结点474的电压变化ΔV_INP，由下式给出：

$\mathrm{\Δ}{V}_{\mathrm{INP}}=-\frac{R_{424}+R_{426}}{R_{420}+R_{422}+R_{424}+R_{426}}\·\mathrm{\Δ}{V}_{\mathrm{REG}}\·g_{m\_410}\·R_{\mathrm{INP}}...\left(12\right)$

正如以上描述的，结点474的电压变化ΔV_INP由放大电路492放大。所以，结点476的电压变化ΔV_AMPOUT由下式给出：

ΔV_AMPOUT＝ΔV_INP·A_amp.............................................(13)

其中，A_amp是放大电路492的增益，且由下式给出：

A_amp＝g_{m_432}·R_AMP................................................(14)

其中，g_{m_432}是FET 432的跨导；R_AMP是结点476的寄生电阻值。将式(12)，(13)和(14)相互代换，结点476的电压变化ΔV_AMPOUT由下式给出：

$\mathrm{\Δ}{V}_{\mathrm{AMPOUT}}=-\frac{R_{424}+R_{426}}{R_{420}+R_{422}+R_{424}+R_{426}}\·\mathrm{\Δ}{V}_{\mathrm{REG}}\·g_{m\_410}\·R_{\mathrm{INP}}\·g_{m\_432}\·R_{\mathrm{AMP}}...\left(15\right)$

假设电压调节器496作为源极跟随器，其增益约为1，整个电路的环增益LG由下式给出：

$\mathrm{LG}=\mathrm{\Δ}{V}_{\mathrm{AMPOUT}}/\mathrm{\Δ}{V}_{\mathrm{REG}}=-\frac{R_{424}+R_{426}}{R_{420}+R_{422}+R_{424}+R_{426}}\·g_{m\_410}\·R_{\mathrm{INP}}\·g_{m\_432}\·R_{\mathrm{AMP}}...\left(16\right)$

实际上，该环增益为60db至80db，表明结点460的电压变化由环增益快速且大幅度的衰减。所以，本发明对结点460，462，464和466的电压V_REG，V_REF2，V_BG和V_REF1的变化提供了高抑制，该变化由电源V_DD或其他电源的波动引起。由式(15)可以得出，环增益主要来自于带隙电压电路490的增益A_bgr和放大电路492的增益A_amp。因为带隙电压电路490为整个环增益贡献了一部分增益，通常为30db至40db，所以放大电路492就足以使整个电路获得高的环增益。所以，可以避免采用会显著增加功率消耗的共源共栅结构。因此，根据本发明的实施例，能够减小芯片面积。

此外，本领域的技术人员将知道，放大电路492的输入参考偏置电压的误差是可以忽略不计的。所以，不需要在高增益的放大器中加入大设备以使偏置电压最小化。

图5为本发明第二实施例的参考电压发生器500。参考电压发生器500与图4的参考电压发生器400相似。为清楚起见，不再对它们的相似元件进行详细描述。参考电压发生器500包括电压源型电流镜594、电压调节器596、放大电路592、带隙电压电路590、电阻520，522，524，526、补偿电容511和补偿电阻512。在该实施例中，电压源型电流镜594包括FET 546，其耦合到放大电路592中FET 536和FET 538的基极，以向电流镜提供偏置电流，该电流镜由电压源型电流镜594的FET 542和FET 544组成，且FET 546是自偏置的。

图6为本发明第三实施例参考电压发生器600。参考电压发生器600与图4的参考电压发生器400相似。为清楚起见，不再对它们的相似元件进行详细描述。参考电压发生器600包括电压源型电流镜694、电压调节器696、放大电路692、带隙电压电路690、电阻620，622，624，626、补偿电容611和补偿电阻612。与图4的电压发生器400相比，在电压调节器696中使用N型FET 652。补偿电容611和补偿电阻612串联耦合在N型FET652的栅极和输出调节V_REG的结点660之间。补偿电容611和补偿电阻612用于控制开环交越频率，且稳定闭环响应。

图7为本发明第四实施例的参考电压发生器700。参考电压发生器700与图5的参考电压发生器500相似。为清楚起见，不再对它们的相似元件进行详细描述。参考电压发生器700包括电压源型电流镜794、电压调节器796、放大电路792、带隙电压电路790、电阻720，722，724，726、补偿电容711和补偿电阻712。与图5的参考电压发生器500相似，电压源型电流镜794包括自偏置的FET 746，其耦合到FET 736和FET 738的基极，以向电流镜提供偏置电流，该电流镜由电压源型电流镜794的FET 742和FET 744组成。电压调节器796采用N型FET752。补偿电容711和补偿电阻712串联耦合在N型FET752的栅极和输出调节电压V_REG的结点760之间。

上文具体实施方式和附图仅为本发明的常用实施例。显然，在不脱离后附权利要求书所界定的本发明精神和保护范围的前提下可以有各种增补、修改和替换。例如，尽管图4所示的参考电压发生器400采用的是P沟道FET和PNP双极型晶体管，本领域的技术人员将知道，可以用N沟道FET替换P沟道FET，且可以用NPN双极型晶体管替换PNP双极型晶体管。此外，尽管所示的是传统的电流镜，本领域的技术人员将知道，还可以采用其他类型的电流镜，例如，Wilson电流镜。本领域技术人员应该理解，本发明在实际应用中可根据具体的环境和工作要求在不背离发明准则的前提下在形式、结构、布局、比例、材料、元素、组件及其它方面有所变化。因此，在此披露的实施例仅用于说明而非限制，本发明的范围由权利要求书及其合法等同物界定，而不限于此前的描述。

Claims (18)

1.一种参考电压发生器，用以提供一个预设参考电压，其特征在于，该参考电压发生器包括：

电压调节器，其耦合到外部电源以产生调节电压源，所述电压调节器包括输入结点；

带隙电压电路，所述带隙电压电路包括：

第一晶体管，其耦合到所述调节电压源；

第一电阻，其耦合到所述第一晶体管；

第二晶体管，其耦合到所述第一电阻、所述第一晶体管和所述调节电压源，以在所述第一晶体管的基极-发射极电压和所述第二晶体管的基极-发射极电压之间产生电压差；以及

第二电阻，其耦合到所述第一电阻和所述第一晶体管，用以响应所述电压差而产生所述预设参考电压；

多个电阻，其耦合到所述调节电压源和所述预设参考电压之间，以产生至少一个高于所述预设参考电压的参考电压；以及

放大电路，其耦合到所述带隙电压电路的所述第二晶体管，用于接受第一放大信号，以响应所述第一放大信号而产生一放大了的信号，所述放大了的信号传送至所述电压调节器的所述输入结点，用以调节所述调节电压源。

2.根据权利要求1所述的参考电压发生器，其特征在于，所述带隙电压电路还包括：

电流镜，其耦合到所述调节电压源以向所述第一晶体管提供第一电流和向所述第二晶体管提供第二电流。

3.根据权利要求1所述的参考电压发生器，其特征在于，所述放大电路是差分放大电路。

4.根据权利要求3所述的参考电压发生器，其特征在于，所述差分放大电路还耦合到所述第一晶体管，用于接受第二放大信号，以响应所述第一放大信号和第二放大信号而产生所述放大了的信号。

5.根据权利要求1所述的参考电压发生器，其特征在于，还包括：

电压源型电流镜，其耦合到所述外部电源和所述电压调节器，以响应所述电压源型电流镜的输出而产生所述电压调节器的所述调节电压源。

6.根据权利要求5所述的参考电压发生器，其特征在于，所述电压源型电流镜是自偏置的。

7.根据权利要求1所述的参考电压发生器，其特征在于，所述带隙电压电路还包括：

第三电阻，其耦合到所述第一晶体管和所述第二晶体管，以补偿所述第一晶体管和所述第二晶体管的基极电流的影响。

8.根据权利要求1所述的参考电压发生器，其特征在于，还包括：

多个电阻，其耦合于所述预设参考电压和参考地之间，以产生至少一个低于所述预设参考电压的参考电压。

9.根据权利要求1所述的参考电压发生器，其特征在于，还包括：

输出所述预设参考电压的输出结点；以及

串联耦合在所述输出结点与所述电压调节器的所述输入结点之间的补偿电容和补偿电阻。

10.一种参考电压发生器，其特征在于，包括：

电压调节电路，其耦合到外部电源，以产生调节电压；

带隙参考电压电路，其耦合到所述电压调节电路，以接受所述调节电压，并且产生第一参考电压；

放大电路，其耦合到所述带隙参考电压电路和所述电压调节电路以稳定所述调节电压；以及

第一分压器，其耦合到所述调节电压和所述第一参考电压之间，以产生高于所述第一参考电压的第二参考电压。

11.根据权利要求10所述的参考电压发生器，其特征在于，所述第一分压器包括串联连接的两电阻，以在所述两电阻之间的结点处产生所述第二参考电压。

12.根据权利要求10所述的参考电压发生器，其特征在于，还包括：

第二分压器，其耦合到所述第一参考电压和参考地之间，以产生低于所述第一参考电压的第三参考电压。

13.根据权利要求12所述的参考电压发生器，其特征在于，所述第二分压器包括串联连接的两电阻，以在所述两电阻之间的结点处产生所述第三参考电压。

14.根据权利要求10所述的参考电压发生器，其特征在于，所述带隙参考电压电路包括：

第一晶体管，其耦合到所述调节电压；

第一电阻，其耦合到所述第一晶体管；

第二晶体管，其耦合到所述第一电阻、所述第一晶体管和所述调节电压，以在所述第一晶体管的基极-发射极电压和所述第二晶体管的基极-发射极电压之间产生电压差；以及

第二电阻，其耦合到所述第一电阻和所述第一晶体管，以响应所述电压差而产生所述第一参考电压。

15.根据权利要求14所述的参考电压发生器，其特征在于，所述放大电路是差分放大器，其包括耦合到所述第一晶体管和所述第二晶体管的两输入端。

16.根据权利要求14所述的参考电压发生器，其特征在于，所述带隙参考电压电路包括：

电流镜，其耦合到所述调节电压，以向所述第一晶体管提供第一电流和向所述第二晶体管提供第二电流。

17.根据权利要求10所述的参考电压发生器，其特征在于，还包括：

电压源型电流镜，其耦合到所述外部电源，用于产生流经所述电压调节电路的电流，以产生所述调节电压。

18.一种提供多个参考电压的方法，其特征在于，所述方法包括：

调节外部电源以产生调节电压；

通过耦合到所述调节电压的带隙电压电路，产生第一参考电压；

通过耦合于所述调节电压和所述第一参考电压之间的分压器，产生第二参考电压；

放大一来自所述带隙电压电路的信号，以产生一调节信号；以及

响应于所述调节信号，反馈控制所述调节电压。

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