CN105388960B - 带隙基准电压电路 - Google Patents

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Abstract

本发明降低带隙基准电压的误差。带隙基准电压电路包括：运算放大器；第1二极管，其阳极与运算放大器的同相输入端子电连接，阴极接地；第1电阻，其一端与运算放大器的输出端子电连接，另一端与第1二极管的阳极电连接；第2电阻，其一端与运算放大器的输出端子电连接，另一端与运算放大器的反相输入端子电连接；第3电阻，其一端与运算放大器的反相输入端子电连接；及第2二极管，其阳极与第3电阻的另一端电连接，阴极接地，用于将运算放大器的同相输入端子和第1二极管的阳极电连接的第1布线的一端、及用于将第1电阻和第1二极管的阳极电连接的第2布线的一端分别连接到层叠在第1二极管的阳极上的连接端子，从运算放大器的输出端子输出带隙基准电压。

Description

带隙基准电压电路
技术领域
本发明涉及带隙基准电压电路。
背景技术
作为生成温度依赖性较低的基准电压的电路，已知有带隙基准电压电路(例如专利文献1)。
图4是表示带隙基准电压电路的一般结构的图。带隙基准电压电路400包含运算放大器110、电阻120～122、及二极管130、131。
电阻120的一端与运算放大器110的输出端子电连接，另一端与运算放大器110的同相输入端子电连接。电阻121的一端与运算放大器110的输出端子电连接，另一端与运算放大器110的反相输入端子电连接。二极管130的阳极与运算放大器110的同相输入端子电连接，阴极接地。电阻122的一端与运算放大器110的反相输入端子电连接，另一端与二极管131的阳极电连接。二极管131的阴极接地。另外，二极管131的尺寸为二极管130的尺寸的m倍。
在带隙基准电压电路400中，从运算放大器110的输出端子输出带隙基准电压VBG。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2013-191095号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
从带隙基准电压电路400输出的带隙基准电压VBG可如下那样计算。
根据运算放大器110的同相输入端子与反相输入端子之间的虚短路，在同相输入端子的电压VA与反相输入端子的电压VB之间，下式(1)的关系成立。
VA＝VB···(1)
二极管的正向电压VF由下式(2)表示。
VF＝VT×ln(I/IS+1)···(2)
这里，VT为热电压kT/q(k为波尔兹曼常数，T为绝对温度，q为元电荷)，I为正向电流，IS为反向饱和电流。
另外，反向饱和电流IS与正向饱和电流I相比非常小，因此，式(2)近似为下式(3)。
VF＝VT×ln(I/IS)···(3)
若设电阻120～122的电阻值为R1～R3，A点(电阻120与二极管130的连接点)与二极管130的阳极之间的布线所产生的寄生电阻的电阻值为RP，二极管130、131的正向电流为IA、IB，则根据式(1)及(3)，可得到下式(4)。
RP×IA+VT×ln(IA/IS)＝R3×IB+VT×ln(IB/mIS)···(4)
这里，若设R1＝R2，则IA＝IB，因此，在式(4)中将IA及IB置换为I，从而得到下式(5)。
I＝1/(R3+RP)×VT×ln(m)···(5)
此外，带隙基准电压VBG由下式(6)表示。
VBG＝R2×I+R3×I+VT×ln(I/mIS)···(6)
通过将式(5)代入到式(6)的I，带隙基准电压VBG由下式(7)表示。
VBG＝(R2+R3)/(R3+RP)×VT×ln(m)+VT×ln(1/(mIS×(R3-RP))×VT×ln(m))···(7)
如式(7)所示，带隙基准电压VBG受到寄生电阻的电阻值RP的影响。图5是表示寄生电阻的电阻值RP与带隙基准电压VBG之间的关系的一例的图。在图5所示的示例中，带隙基准电压VBG的设计值为1.23V。若设寄生电阻的电阻值RP约为40Ω，则带隙基准电压VBG约为1.25V。即，带隙基准电压VBG偏离设计值约20mV。
本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于，降低带隙基准电压的误差。
解决技术问题的技术方案
本发明的一个侧面所涉及的带隙基准电压电路包括：运算放大器；第1二极管，该第1二极管的阳极与运算放大器的同相输入端子电连接，阴极接地；第1电阻，该第1电阻的一端与运算放大器的输出端子电连接，另一端与第1二极管的阳极电连接；第2电阻，该第2电阻的一端与运算放大器的输出端子电连接，另一端与运算放大器的反相输入端子电连接；第3电阻，该第3电阻的一端与运算放大器的反相输入端子电连接；及第2二极管，该第2二极管的阳极与第3电阻的另一端电连接，阴极接地，用于将运算放大器的同相输入端子和第1二极管的阳极电连接的第1布线的一端、及用于将第1电阻和第1二极管的阳极电连接的第2布线的一端分别连接到层叠在第1二极管的阳极上的连接端子，从运算放大器的输出端子输出带隙基准电压。
发明效果
根据本发明，能降低带隙基准电压的误差。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的带隙基准电压电路的结构的图。
图2是表示图1所示的带隙基准电压电路的简要布局的一例的图。
图3是表示简要布局的比较例的图。
图4是表示带隙基准电压电路的一般结构的图。
图5是表示寄生电阻的电阻值RP与带隙基准电压VBG之间的关系的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。图1是表示本发明的一实施方式的带隙基准电压电路的结构的图。带隙基准电压电路100包含运算放大器110、电阻120(第1电阻)、电阻121(第2电阻)、电阻122(第3电阻)、二极管130(第1二极管)及二极管(第2二极管)131。带隙基准电压电路100的结构要素及电连接与带隙基准电压电路400相同，因此，省略说明。
如图1所示，在带隙基准电压电路100中，二极管130的阳极连接端子X和运算放大器110的同相输入端子的连接端子Y由布线140连接。此外，二极管130的阳极连接端子X和电阻120的连接端子Z由布线150连接。
图2是表示图1所示的带隙基准电压电路100的简要布局的一例的图。图2中示出配置二极管130、131的区域200、配置运算放大器110的区域210、及配置电阻120～122的区域220。此外，图2中示出层叠在二极管130的阳极上的连接端子X、层叠在运算放大器110的同相输入端子上的连接端子Y、及层叠在电阻120的一端上的连接端子Z。如上所述，用于将运算放大器110的同相输入端子和二极管130的阳极电连接的布线140的一端连接到二极管130的阳极的连接端子X。用于将电阻120和二极管130的阳极电连接的布线150的一端连接到二极管130的阳极的连接端子X。另外，连接端子X配置在二极管130的阳极的正上方。
通过如图1及图2所示那样设置布线140、150，能使A点(电阻120与二极管130的连接点)与二极管130的阳极间的布线长度较短。因此，能使寄生电阻的电阻值RP较小。
图3是表示简要布局的比较例的图。在图3所示的示例中，二极管130的阳极连接端子X和运算放大器110的同相输入端子的连接端子Y由布线300连接。此外，运算放大器110的同相输入端子的连接端子Y和电阻120的连接端子Z由布线310连接。在此情况下，与图2所示的布局相比，A点(电阻120与二极管130的连接点)与二极管130的阳极间的布线长度变长。因此，寄生电阻的电阻值RP较大。
以上对本实施方式进行了说明。根据本实施方式，如图1及图2所示，用于将运算放大器110的同相输入端子和二极管130的阳极电连接的布线140的一端、及用于将电阻120和二极管130的阳极电连接的布线150的一端分别连接到层叠在二极管130的阳极上的连接端子X。根据这种结构，与图3所例示的布局的情况相比，能减小由A点(电阻120与二极管130的连接点)与二极管130的阳极间的布线所产生的寄生电阻的电阻值RP。例如，在图3所示的布局的情况下，寄生电阻的电阻值RP为数十欧姆左右，与此相对，在图2所示的布局的情况下，寄生电阻的电阻值RP可为数百毫欧姆左右。由此，能降低带隙基准电压VBG的误差。
另外，在图2所示的布局中，二极管130的连接端子X配置在二极管130的阳极的正上方，但连接端子X的位置并不限于此。例如，连接端子X也可以配置在二极管130的阳极的非正上方的附近。
此外，本实施方式用于方便理解本发明，而并不用于限定并解释本发明。在不脱离本发明的思想的前提下，可以对本发明进行变更/改良，并且本发明的等同发明也包含在本发明内。
标号说明
100、400 带隙基准电压电路
110 运算放大器
120～122 电阻
130、131 二极管
140、150 布线

Claims (3)

1.一种带隙基准电压电路，其特征在于，包括：
运算放大器；
第1二极管，该第1二极管的阳极与所述运算放大器的同相输入端子电连接，阴极接地；
第1电阻，该第1电阻的一端与所述运算放大器的输出端子电连接，另一端与所述第1二极管的阳极电连接；
第2电阻，该第2电阻的一端与所述运算放大器的输出端子电连接，另一端与所述运算放大器的反相输入端子电连接；
第3电阻，该第3电阻的一端与所述运算放大器的反相输入端子电连接；及
第2二极管，该第2二极管的阳极与所述第3电阻的另一端电连接，阴极接地，
用于将所述运算放大器的同相输入端子和所述第1二极管的阳极电连接的第1布线的一端、及用于将所述第1电阻和所述第1二极管的阳极电连接的第2布线的一端分别连接到层叠在所述第1二极管的阳极上的连接端子，
从所述运算放大器的输出端子输出带隙基准电压。
2.如权利要求1所述的带隙基准电压电路，其特征在于，
所述第1二极管的所述连接端子配置在所述第1二极管的阳极附近。
3.如权利要求2所述的带隙基准电压电路，其特征在于，
所述第1二极管的所述连接端子配置在所述第1二极管的阳极的正上方。
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