CN112068634A - 参考电压产生装置 - Google Patents

参考电压产生装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112068634A
CN112068634A CN201910501534.5A CN201910501534A CN112068634A CN 112068634 A CN112068634 A CN 112068634A CN 201910501534 A CN201910501534 A CN 201910501534A CN 112068634 A CN112068634 A CN 112068634A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
reference voltage
generating
circuit
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910501534.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112068634B (zh
Inventor
陈力辅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Realtek Semiconductor Corp
Original Assignee
Realtek Semiconductor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Realtek Semiconductor Corp filed Critical Realtek Semiconductor Corp
Priority to CN201910501534.5A priority Critical patent/CN112068634B/zh
Publication of CN112068634A publication Critical patent/CN112068634A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112068634B publication Critical patent/CN112068634B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02—Regulating voltage or current
    • G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/26—Current mirrors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

本公开是一种参考电压产生装置包含一带隙参考电压产生电路、一电压控制电流源、一电流镜电路、一输入电压产生电路以及一电压控制电压源。该带隙参考电压产生电路用来产生一带隙参考电压。该电压控制电流源用来依据该带隙参考电压产生一参考电流。该电流镜电路用来依据该参考电流产生一镜射电流。该输入电压产生电路用来依据该镜射电流决定一输入电压。该电压控制电压源用来依据该输入电压产生一参考电压。据上所述，该参考电压是通过电压至电流转换以及电压至电压转换而产生，因此该镜射电流可以相当准确而不受该参考电压的影响，从而该参考电压也能相当准确。

Description

参考电压产生装置
技术领域
本发明涉及电压产生装置，尤其涉及参考电压产生装置。
背景技术
当电路需要参考电压时，目前的参考电压产生装置会通过下述方式来产生参考电压：将带隙参考电压(band gap reference voltage)电路所产生的无温度系数带隙参考电压除以一固定电阻，以得到相关于该固定电阻的温度系数的参考电流；令电流镜(currentmirror)电路依据该参考电流产生合适的镜射电流；以及令该镜射电流流经与该固定电阻同形态的参考电阻，以得到与该参考电阻的温度系数无关的参考电压。上述方式不但可以避免不同电路的接地电位(例如：该固定电阻所耦接的接地电位与该参考电阻所耦接的接地电位)的差异所造成的误差，亦可得到与电阻的温度系数无关的参考电压。
然而，上述的参考电压产生装置中，若依据该镜射电流与该参考电阻所产生的该参考电压过高，该过高的参考电压可能会影响该电流镜电路中该镜射电流所流过的金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)的漏极至源极电压|VDS|，从而影响该金属氧化物半导体场效晶体管的工作点，影响该镜射电流准确性，进而影响该参考电压的准确性。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种参考电压产生装置，以避免现有技术的问题。
本发明的参考电压产生装置的一实施例包含一带隙参考电压产生电路、一电压控制电流源、一电流镜电路、一输入电压产生电路以及一电压控制电压源。该带隙参考电压产生电路用来产生一带隙参考电压。该电压控制电流源用来依据该带隙参考电压产生一参考电流。该电流镜电路用来依据该参考电流产生一镜射电流。该输入电压产生电路用来依据该镜射电流决定一输入电压。该电压控制电压源用来依据该输入电压产生一参考电压。据上所述，该参考电压是通过电压至电流转换以及电压至电压转换而产生，因此该镜射电流可以相当准确而不受该参考电压的影响，从而该参考电压也能相当准确。
有关本发明的特征、实作与技术效果，兹配合附图作优选实施例详细说明如下。
附图说明
图1显示本发明的参考电压产生装置的一实施例；
图2显示图1的电流镜电路130的一实施例；
图3显示图1的电压控制电压源150的一实施例；
图4显示图3的参考电压输出电路320的一实施例；以及
图5显示图5的反馈电路的一实施例。
符号说明
100 参考电压产生装置
110 带隙参考电压产生电路
120 电压控制电流源
130 电流镜电路
140 输入电压产生电路
150 电压控制电压源
GND1、GND2、GND3 接地端
VBG 带隙参考电压
IREF 参考电流
VDD1 第一工作电压端
IMR 镜射电流
VIN 输入电压
VDD2 第二工作电压端
VREF 参考电压
210 第一PMOS晶体管
220 第二PMOS晶体管
310 放大器
320 参考电压输出电路
VFB 反馈电压
VOUT 输出电压
410 输出晶体管
420 反馈电路
510 可调电阻电路
512 可调电阻电路的第一部分
514 可调电阻电路的第二部分
具体实施方式
本发明的公开内容包含参考电压产生装置。本发明的参考电压产生装置能够避免该参考电压产生装置所产生的参考电压影响该参考电压产生装置的工作区间，从而确保该参考电压的准确性。
图1显示本发明的参考电压产生装置的一实施例。图1的参考电压产生装置100包含一带隙参考电压(band gap reference voltage)产生电路110、一电压控制电流源(voltage control current source,VCIS)120、一电流镜电路130、一输入电压产生电路140以及一电压控制电压源(voltage control voltage source,VCVS)150。
请参阅图1。带隙参考电压产生电路110耦接于电压控制电流源120与一第一接地端GND1之间，用来输出一带隙参考电压VBG给电压控制电流源120；由于带隙参考电压产生电路110本身可为已知或自行开发的电路，其细节在此省略。电压控制电流源120耦接于电流镜电路130与该第一接地端GND1之间，用来依据该带隙参考电压VBG产生一参考电流IREF；由于电压控制电流源120本身可为已知或自行开发的电路(例如：将该带隙参考电压VBG除以一固定电阻的电路)，其细节在此省略。电流镜电路130耦接于一第一工作电压端VDD1与电压控制电流源120之间，并耦接于该第一工作电压端VDD1与输入电压产生电路140之间，电流镜电路130用来依据该参考电流IREF产生一镜射电流IMR；电流镜电路130的一实作范例说明于后。输入电压产生电路140耦接于电流镜电路130与一第二接地端GND2之间，用来依据该镜射电流IMR决定一输入电压VIN；本实施例中，输入电压产生电路140为电阻，该输入电压VIN等于或近似于该镜射电流IMR乘以输入电压产生电路140的电阻值，且输入电压产生电路140是一固定电阻或一可调电阻，可使构成电流镜电路130的至少两个晶体管的漏极至源极电压VDS相同或相仿；在实施为可能的前提下，输入电压产生电路140可以是电阻以外的电路。电压控制电压源150耦接于一第二工作电压端VDD2与一第三接地端GND3之间，用来依据该输入电压VIN产生一参考电压VREF；电压控制电压源150的一实作范例说明于后。值得注意的是，上述第一工作电压端VDD1与上述第二工作电压端VDD2的电压可相同或不同，上述接地端GND1、GND2与GND3的任意两个的电压可相同或不同。
请参阅图1。于一实作范例中，参考电压产生装置100位于同一电源领域(powerdomain)，该第一工作电压端VDD1与该第二工作电压端VDD2的电压相同，所述接地端GND1、GND2与GND3的任意两个的电压可相同或不同。于另一实作范例中，带隙参考电压产生电路110、电压控制电流源120、电流镜电路130以及输入电压产生电路140位于一第一电源领域，电压控制电压源150位于一第二电源领域，因此，相较于现有技术的参考电压会受限于电流镜电路所属的电源领域的最大工作电压，本实作范例的电压控制电压源150所产生的参考电压VREF可不受限于该第一电源领域的最大工作电压；举例而言，该第一工作电压端VDD1的电压(例如：2.5V)为该第一电源领域的最大工作电压，该第二工作电压端VDD2的电压(例如：3.3V)为该第二电源领域的最大工作电压，该第一工作电压端VDD1的电压小于该第二工作电压端VDD2的电压，因此该参考电压VREF在不超过该第二工作电压端VDD2的电压的前提下，可以大于该第一工作电压端VDD1的电压(例如：2.5V<VREF≤3.3V)，从而参考电压产生装置100可提供该较高的参考电压给有需要的电路。值得注意的是，该第一电源领域的最小工作电压(例如：接地端GND1或GND2的电压)可等于或不等于该第二电源领域的最小工作电压(例如：接地端GND3的电压)。
图2显示图1的电流镜电路130的一实施例。如图2所示，电流镜电路130包含一第一PMOS晶体管210与一第二PMOS晶体管220。第一PMOS晶体管210耦接于该第一工作电压端VDD1与电压控制电流源120之间，第二PMOS晶体管220耦接于该第一工作电压端VDD1与输入电压产生电路140之间，第一PMOS晶体管210的栅极、第二PMOS晶体管220的栅极以及第一PMOS晶体管210的漏极耦接在一起。在输入电压产生电路140的电阻值被适当地设定的情形下，第一PMOS晶体管210的漏极至源极电压VDS1与第二PMOS晶体管220的漏极至源极电压VDS2可相等或相近，从而该参考电流IREF与该镜射电流IMR会按第一PMOS晶体管210与第二PMOS晶体管220的尺寸比例而成比例(例如：当第一PMOS晶体管210与第二PMOS晶体管220的尺寸相同时，IREF＝IMR)，使得该输入电压VIN及该参考电压VREF均准确地为所需要的电压。值得注意的是，本领域技术人员知道电流镜电路130能够以NMOS晶体管来实现，也能够在上述情形下依据本发明的公开推导出如何适当地调整参考电压产生装置100的架构，因此，类似的说明在此省略。另值得注意的是，在实施为可能的前提下，其它已知或自行开发的电流镜电路也可作为电流镜电路130。
图3显示图1的电压控制电压源150的一实施例。如图3所示，电压控制电压源150包含一放大器(例如：误差放大器)310以及一参考电压输出电路320。放大器310包含一正输入端、一负输入端与一输出端，该正输入端用来接收该输入电压VIN，该负输入端用来接收一反馈电压VFB，该输出端用来输出一输出电压VOUT。参考电压输出电路320用来依据该输出电压VOUT以及一反馈比β产生该参考电压VREF与该反馈电压VFB，其中该反馈电压VFB等于或近似于该参考电压VREF乘以该反馈比β(亦即VFB＝VREF×β或VFB≈VREF×β)；更详细地说，基于放大器310的虚拟短路的特性，该反馈电压VFB会趋近该输入电压VIN，因此，在该输入电压VIN固定的情形下，当该反馈比β愈小，该参考电压VREF愈大，当该反馈比β愈大，该参考电压VREF愈小。
图4显示图3的参考电压输出电路320的一实施例。如图4所示，参考电压输出电路320包含一输出晶体管410以及一反馈电路420。输出晶体管410耦接于前述第二工作电压端VDD2与反馈电路420之间，用来依据该输出电压VOUT决定输出晶体管410的导通状态，更详细地说，若该输出晶体管410为一PMOS晶体管，当该输入电压VIN大于该反馈电压VFB，该输出电压VOUT为正电压，晶体管410不导通，从而该参考电压VREF会经由反馈电路420被放电而被拉低；当该输入电压VIN小于该反馈电压VFB，该输出电压VOUT为负电压，晶体管410导通，从而该参考电压VREF会因该第二工作电压端VDD2的电压而被拉高。反馈电路420耦接于输出晶体管410与前述第二接地端GND3之间，并耦接放大器310的负输入端，反馈电路420用来依据该输出晶体管410的导通状态与该反馈比β，产生该参考电压VREF与该反馈电压VFB；于一实作范例中，反馈电路420是一可调电阻电路包括一第一电阻与一第二电阻(例如：图5的可调电阻电路510的第一部分512与第二部分514)，该第一电阻与该第二电阻的电阻值比例决定该反馈比。
值得注意的是，在实施为可能的前提下，其它可已知或自行开发的电压控制电压源也可作为图1的电压控制电压源150。另外，在实施为可能的前提下，本技术领域技术人员可选择性地实施前述任一实施例中部分或全部技术特征，或选择性地实施前述多个实施例中部分或全部技术特征的组合，借此增加本发明实施时的弹性。
综上所述，本发明的参考电压产生装置通过电压至电流转换以及电压至电压转换来避免该参考电压产生装置所产生的参考电压影响到该参考电压产生装置的工作区间，从而确保该参考电压的准确性；另外，本发明的参考电压产生装置可运行于多个电源领域，以增加设定该参考电压的弹性。
虽然本发明的实施例如上所述，然而所述实施例并非用来限定本发明，本技术领域技术人员可依据本发明的明示或隐含的内容对本发明的技术特征施以变化，凡此种种变化均可能属于本发明所寻求的专利保护范围，换言之，本发明的专利保护范围须视本说明书的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种参考电压产生装置，包含：
一带隙参考电压产生电路，用来产生一带隙参考电压；
一电压控制电流源，用来依据该带隙参考电压产生一参考电流；
一电流镜电路，用来依据该参考电流产生一镜射电流；
一输入电压产生电路，用来依据该镜射电流决定一输入电压；以及
一电压控制电压源，用来依据该输入电压产生一参考电压。
2.如权利要求1所述的参考电压产生装置，其中该带隙参考电压产生电路、该电压控制电流源、该电流镜电路以及该输入电压产生电路位于一第一电源领域，该电压控制电压源位于一第二电源领域。
3.如权利要求2所述的参考电压产生装置，其中该第一电源领域的最大工作电压小于该第二电源领域的最大工作电压。
4.如权利要求3所述的参考电压产生装置，其中该参考电压大于该第一电源领域的最大工作电压。
5.如权利要求1所述的参考电压产生装置，其中该输入电压产生电路的电阻值是可调的。
6.如权利要求5所述的参考电压产生装置，其中该电流镜电路包含一第一PMOS晶体管与一第二PMOS晶体管，该参考电流流过第一PMOS晶体管，该镜射电流流过该第二PMOS晶体管，该第一PMOS晶体管与该第二PMOS晶体管的漏极至源极电压相同。
7.如权利要求1所述的参考电压产生装置，其中该电压控制电压源包含：
一放大器，包含一正输入端、一负输入端与一输出端，该正输入端用来接收该输入电压，该负输入端用来接收一反馈电压，该输出端用来输出一输出电压；以及
一参考电压输出电路，用来依据该输出电压以及一反馈比产生该参考电压与该反馈电压。
8.如权利要求7所述的参考电压产生装置，其中该反馈电压等于该参考电压乘以该反馈比。
9.如权利要求7所述的参考电压产生装置，其中该参考电压输出电路包含：
一输出晶体管，用来依据该输出电压决定该输出晶体管的导通状态；以及
一反馈电路，用来依据该输出晶体管的导通状态与该反馈比，产生该参考电压与该反馈电压。
10.如权利要求9所述的参考电压产生装置，其中该输出晶体管耦接于一最大工作电压端与该反馈电路之间，以及该反馈电路耦接于该输出晶体管与一接地端之间。
CN201910501534.5A 2019-06-11 2019-06-11 参考电压产生装置 Active CN112068634B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910501534.5A CN112068634B (zh) 2019-06-11 2019-06-11 参考电压产生装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910501534.5A CN112068634B (zh) 2019-06-11 2019-06-11 参考电压产生装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112068634A true CN112068634A (zh) 2020-12-11
CN112068634B CN112068634B (zh) 2022-08-30

Family

ID=73658552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910501534.5A Active CN112068634B (zh) 2019-06-11 2019-06-11 参考电压产生装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112068634B (zh)

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1202039A (zh) * 1997-03-18 1998-12-16 摩托罗拉公司 带隙参考电路和方法
US6788131B1 (en) * 2003-05-15 2004-09-07 Feature Integration Technology Inc. Bandgap circuit for generating a reference voltage
US7286002B1 (en) * 2003-12-05 2007-10-23 Cypress Semiconductor Corporation Circuit and method for startup of a band-gap reference circuit
CN101127525A (zh) * 2007-09-07 2008-02-20 华为技术有限公司 一种偏置电路以及压控振荡器
CN101382812A (zh) * 2007-09-03 2009-03-11 晶镁电子股份有限公司 参考电压电路
CN102053198A (zh) * 2009-10-28 2011-05-11 凹凸电子（武汉）有限公司 电压检测电路、方法及电子系统
CN102419609A (zh) * 2010-09-27 2012-04-18 联咏科技股份有限公司 参考电压与参考电流产生电路及方法
CN103995554A (zh) * 2013-02-19 2014-08-20 创杰科技股份有限公司 电压产生器
CN104298298A (zh) * 2013-07-16 2015-01-21 新唐科技股份有限公司 参考电压产生电路
CN104679095A (zh) * 2015-02-15 2015-06-03 格科微电子（上海）有限公司 电流源及其阵列、读出电路及其控制方法、放大电路
CN104750157A (zh) * 2013-12-27 2015-07-01 慧荣科技股份有限公司 带隙参考电压产生电路
WO2016015523A1 (zh) * 2014-07-30 2016-02-04 国家电网公司 一种具有低失调电压高psrr的带隙基准源
TW201612673A (en) * 2014-09-30 2016-04-01 Taiwan Semiconductor Mfg Co Ltd Device and method for generating bandgap reference voltage
JP2016057962A (ja) * 2014-09-11 2016-04-21 株式会社デンソー 基準電圧回路及び電源回路
CN107015593A (zh) * 2016-01-27 2017-08-04 三美电机株式会社 调节器用半导体集成电路
CN107272818A (zh) * 2017-06-27 2017-10-20 福建省福芯电子科技有限公司 一种高压带隙基准电路结构
US10061340B1 (en) * 2018-01-24 2018-08-28 Invecas, Inc. Bandgap reference voltage generator
US20190025867A1 (en) * 2017-07-19 2019-01-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Terminal device including reference voltage circuit

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1202039A (zh) * 1997-03-18 1998-12-16 摩托罗拉公司 带隙参考电路和方法
US6788131B1 (en) * 2003-05-15 2004-09-07 Feature Integration Technology Inc. Bandgap circuit for generating a reference voltage
US7286002B1 (en) * 2003-12-05 2007-10-23 Cypress Semiconductor Corporation Circuit and method for startup of a band-gap reference circuit
CN101382812A (zh) * 2007-09-03 2009-03-11 晶镁电子股份有限公司 参考电压电路
CN101127525A (zh) * 2007-09-07 2008-02-20 华为技术有限公司 一种偏置电路以及压控振荡器
CN102053198A (zh) * 2009-10-28 2011-05-11 凹凸电子（武汉）有限公司 电压检测电路、方法及电子系统
CN102419609A (zh) * 2010-09-27 2012-04-18 联咏科技股份有限公司 参考电压与参考电流产生电路及方法
CN103995554A (zh) * 2013-02-19 2014-08-20 创杰科技股份有限公司 电压产生器
CN104298298A (zh) * 2013-07-16 2015-01-21 新唐科技股份有限公司 参考电压产生电路
CN104750157A (zh) * 2013-12-27 2015-07-01 慧荣科技股份有限公司 带隙参考电压产生电路
TWI521326B (zh) * 2013-12-27 2016-02-11 慧榮科技股份有限公司 帶隙參考電壓產生電路
WO2016015523A1 (zh) * 2014-07-30 2016-02-04 国家电网公司 一种具有低失调电压高psrr的带隙基准源
JP2016057962A (ja) * 2014-09-11 2016-04-21 株式会社デンソー 基準電圧回路及び電源回路
TW201612673A (en) * 2014-09-30 2016-04-01 Taiwan Semiconductor Mfg Co Ltd Device and method for generating bandgap reference voltage
CN105892541A (zh) * 2014-09-30 2016-08-24 台湾积体电路制造股份有限公司 带隙电路和相关方法
CN104679095A (zh) * 2015-02-15 2015-06-03 格科微电子（上海）有限公司 电流源及其阵列、读出电路及其控制方法、放大电路
CN107015593A (zh) * 2016-01-27 2017-08-04 三美电机株式会社 调节器用半导体集成电路
CN107272818A (zh) * 2017-06-27 2017-10-20 福建省福芯电子科技有限公司 一种高压带隙基准电路结构
US20190025867A1 (en) * 2017-07-19 2019-01-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Terminal device including reference voltage circuit
US10061340B1 (en) * 2018-01-24 2018-08-28 Invecas, Inc. Bandgap reference voltage generator

Also Published As

Publication number Publication date
CN112068634B (zh) 2022-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3806742A (en) Mos voltage reference circuit
TWI459173B (zh) 參考電壓產生電路及參考電壓產生方法
US20230229186A1 (en) Bandgap reference circuit
CN109213248B (zh) 负电源控制电路以及电源装置
JP4703406B2 (ja) 基準電圧発生回路および半導体集積装置
CN108055014B (zh) 差动运算放大器以及带隙参考电压产生电路
CN108549455B (zh) 一种具有宽输入范围的降压电路
JP2019004556A (ja) 電流調節回路、それを用いた電源管理回路
CN112068634B (zh) 参考电压产生装置
TWI700571B (zh) 參考電壓產生裝置
CN113434005B (zh) 一种可控电阻电路
EP2806329A2 (en) Circuit for voltage regulation
CN111580437B (zh) 一种使能控制电路及电子设备
CN108919875B (zh) 使能产生电路及其使能控制方法
KR101089896B1 (ko) 저전압 강하 레귤레이터
CN112305291A (zh) 电压监视电路
CN108628379B (zh) 偏压电路
JP6672067B2 (ja) 安定化電源回路
CN111555741B (zh) 上电清除电路
CN111273723B (zh) 一种基准电流源、基准电流的生成方法和电子设备
KR20010026709A (ko) 기준 전압 발생 회로
CN114578887B (zh) 自适应电源电压钳位电路
CN114629449B (zh) 运算放大器
CN111258364B (zh) 过热保护电路以及具备该过热保护电路的半导体装置
US10634712B2 (en) Current sensing circuit for sensing current flowing through load switch

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant