KR100233761B1 - 밴드 갭 기준 회로 - Google Patents
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Abstract
음의 온도계수를 가진 정션 전압 발생을 위해, 밴드 갭 기준 회로는 제1반도체 소자(T)를 구비하며, 본 발명에 따라, 제2반도체 소자(T5)의 주전류 통로 양단의 정션 전압의 측정치를 발생시키는데 적합한 전압 분할기(R3,R4)와, 주 전류 통로와 직렬로 결합된 저항 소자(R1)를 통해 양의 온도계수를 가진 기준 전류를 발생시키는데 적합한 전류원(J1)을 구비한다. 기준 전류는 저항소자(R1) 양단에 양의 온도계수를 가진 보상 전압을 발생기키고, 정션 전압과 보상 전압의 측정치 합은 특정 온도계수를 가진 기준 전압을 만드므로, 전압 분할기(R3,R4)가 있음으로 해서, 기준 전압이 비교적 낮은 공급 전압에서 얻어지는 단위 온도당 0볼트의 온도계수를 가질 수 있게 된다.
Description
제1도는 종래의 밴드-갭 기준 회로를 나타내는 도면.
제2도는 본 발명에 따른 밴드-갭 기준 회로 실시예를 나타내는 도면.
제3도는 본 발명에 따른 밴드-갭 기준 회로의 다른 실시예를 나타내는 도면.
본 발명은, 특정 온도계수를 갖는 기준 전압을 발생하기 위한 밴드-갭(band-gap) 기준 회로로서, 적어도 하나의 접합을 갖고 제1공급 전압 단자와 제2공급 전압 단자간에 결합되어 부온도계수(negative temperature coefficient)를 갖는 접합 전압(junction voltage)을 발생하는 제1반도체 소자와, 상기 제2공급 전압 단자와 출력 단자사이에 결합되어 정온도계수(positive temperature coefficient)를 갖는 기준 전류를 발생하는 전류원과, 상기 출력 단자와 상기 제1공급 전압 단자사이에 결합되어 적어도 일 부분의 기준전류를 전달하는 저항 소자를 구비하는, 상기 밴드 갭 기준 회로에 관한 것이다.
상기 이러한 밴드 갭 기준 회로는 일반적으로 집적 반도체회로에서 기준 전압을 발생하는데 사용되는데, 이 기준 전압은 예를 들어 출력 단자와 제1공급 전압 단자간에서 이용 가능하다.
이러한 밴드 갭 기준 회로에 대해서는, 델프트(네델탄드)에서1982년 3웜 19일자로 발행된 G.C.M. Meijer 씨의 “밴드 갭 기준 및 온도 변환기용 집적 회로 및 부품”이란 명칭의 논문 중 제4.1도로부터 공지되어 있다. 공지의 밴드 갭 기준 회로는 제1트랜지스터로 구성된 제1반도체 소자와, 하나의 저항으로 구성된 저항 소자와, 제2트랜지스터로 구성된 전류원을 구비하며, 제1트랜지스터는 다이오드로써 결합되며, 제1트랜지스터, 저항 및 제2트랜지스터는 제1공급 전압 단자와 제2공급 전압 단자사이에서 직렬 결합되어 있다.
이러한 방법으로 구성 및 결합된 밴드 갭 기준 회로에서, 제1반도체 소자의 접합 양단에서 발생된 접합 전압(junction voltage)은 제1트랜지스터에 의해 발생된 베이스-에미터 전압에 상당하며, 전류원에 의해 발생된 기준 전류는 제2트랜지스터의 주 전류에 상당하며, 이 베이스-에미터 전압은 부온도계수를 가지며, 주 전류는 정온도계수를 갖는다. 제1트랜지스터, 저항 및 제2트랜지스터가 직렬로 결합되어 있으므로, 제2트랜지스터에서 정온도계수를 갖는 적어도 일부의 주전류가 제1트랜지스터 및 저항을 통해 흐르게 된다. 이러한 것에도 불구하고, 제1트랜지스터의 베이스-에미터 전압은 부온도 계수를 유지하고, 저항은 정온도 계수를 갖는 보상 전압을 수신하며, 출력단자와 제1공급 전압 단자간에서 밴드 갭 기준 회로에 의해 발생된 기준 전압은 베이스-에미터 전압 및 보상 전압의 합과 동일하다. 이러한 결과로서, 기준 전압의 온도계수는 베이스-에미터 전압의 부온도계수와 보상 전압의 정온도계수에 의해 정해지며, 상기 정온도계수 및 부온도계수는 밴드갭 기준 회로의 파라미터와 디멘젼에 따라 정해진다.
공지의 밴드 갭 기준 회로의 단점은 필요로 되는 공급 전압이다. 예를 들어, 온도 단위당 거의 0V의 온도계수를 갖는 기준 전압이 요구된다면, 베이스-에미터 전압 및 보상 전압은 주로 베이스-에미터 전압에 포함된 밴드 갭 전압에 의해 정해지면, 밴드 갭 전압은 물리적으로는 일정하며 실리콘의 경우에는 1.205V이다. 결과적으로, 상기 경우에 있어서, 필요로 되는 공급 전압, 즉 보상 전압과 베이스-에미터 전압의 합에 제2트랜지스터의 결과를 더한 것으로서, 적어도 한 포화 전압은 표준 버튼 셀에 의해 공급된 전압(1.2V)보다 크며, 상기 버튼 셀 전압(1.2V)은 예를 들어 보청 회로 등의 비교적 저공급 전압을 필요로 하는 회로 장치에 밴드 갭 기준 회로의 사용을 필요로 하지 않게 한다.
본 발명의 목적은 비교적 저공급 전압의 경우에 있어서, 특히 온도 단위당 거의 0V의 온도계수를 갖는 기준 전압을 발생할 수 있는 밴드 갭 기준 회로를 제공하는데 있다.
본 발명에 의한 밴드-갭 기준 회로에 있어서, 밴드 갭 기준회로는 제1공급 전압 단자와 출력 단자사이에서 저항 소자와 직렬로 연결된 주 전류 경로를 갖는 제2반도체 소자와, 제2반도체 소자의주 전류 경로 양단에 제1반도체 소자의 접합 전압 일부를 공급하기 위해 제2반도체 소자의 주 전류 경로와 병렬로 연결된 출력과 제1반도체 소자와 병렬로 연결된 입력을 갖는 전압 분할기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 밴드 갭 기준 회로에서, 주어진 온도 계수를 갖는 기준 전압은, 부온도계수를 갖는 일부분의 접합 전압과, 저항 소자양단간에서 정온도 계수를 갖는 보상 전압의 합으로 결정되며, 상기 일부의 접합 전압은 단지 제1반도체 소자에 의해 발생된 접합 전압의 특정 부분이 되는데, 이 부분은 전압 분할기에 의해 결정된다.
결과적으로, 온도 단위당 0V의 온도계수를 갖는 기준 전압은, 실례로, 그 공급 전압을 위해, 접합 전압을 발생할 목적으로 제1반도체소자가 실례로, 상기 접합과 직렬로 결합된 저항에 의해 제1공급전압 단자와 제1공급 전압 단자사이에 결합될 수 있는, 비교적 저공급 전압으로 이미 발생될 수 있다.
본 발명에 따른 밴드 갭 기준 회로의 제1실시예에 있어서, 제2반도체 소자는 또한 제1반도체 소자와 제2공급 전압 단자 사이에 위치된 지점에 결합된 제어 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 결과로서, 예를 들어 단극 또는 쌍극 트랜지스터 일 수 있는 제2반도체 소자는 제1반도체 소자에 의해 발생된 접합 전압과 동일한 제어 전압을 수신하여 공급 전압의 증가를 필요로 하지 않는다.
본 발명에 따른 밴드-갭 기준 회로의 제2실시예에 있어서, 전압 분할기는 적어도 2개의 저항의 직렬 배열을 구비하며, 상기 직렬배열은 상기 접합에 병렬로 연결되고, 2개 저항 중 하나는 제2반도체 소자중 주전류 경로에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다. 2개의 저항이 제1반도체 소자의 접합에 병렬로 연결되고, 접합 전압은 2개의 저항을 통해 흐르는 전류로 변환되므로, 상기 전류는 2개 저항 중 하나에서 발생하고, 접합 전압의 일부분으로, 두 저항의 하나에 연결되는 제2반도체 소자의 주전류 경로에서 역시 발생된다.
본 발명에 따른 밴드-갭 기준 회로의 제3실시예는, 상기 제1반도체 소자가 단향성 소자를 구비하며, 상기 소자는 다른 전류원에 의해 제2공급 전압 단자에 연결되는 것을 특징으로 한다. 상기 다른 전류원은 그 양단에 접합 전압을 발생하는 단방향성 소자로 특정 전류를 공급하며, 단지 하나의 포화 전압만이 또 다른 전류원을 통해 요구되며, 상기는 공급 전압의 증가를 요구하지 않는다.
본 발명에 따른 밴드-갭 기준 회로의 제4실시예는, 제1반도체 소자, 전류원 및 다른 전류원이 PTAT 전류원 회로의 부분을 형성하는 것을 특징으로 한다. 이 실시예는 본 발명에 따른 밴드-갭 기준 회로의 매우 밀집한 구성을 이끌어 내며, 상기 실시예는 또한 PTAT 전류원 회로가 각각 베이스, 콜렉터, 에미터를 가지는, 제1, 제2, 제3 및 제4트랜지스터와, 또 다른 저항을 구비하고, 제1트랜지스터의 에미터는 다른 저항에 의해 제1공급 전압에 연결되고, 제1트랜지스터의 베이스는 제1반도체 소자와 제2공급 전압단자 사이에 위치한 지점과, 제2트랜지스터의 베이스에 연결되며, 상기 트랜지스터의 에미터는 제1공급 전압 단자에 연결되고, 제1트랜지스터의 콜렉터는 다른 전류원의 제어 전극과 제3트랜지스터의 콜렉터에 연결되며, 유사하게 제4트랜지스터의 에미터는 제2공급전압 단자에 연결되고 상기 트랜지스터의 베이스는 제4트랜지스터의 베이스 및 콜렉터와 상호 연결되고 제2트랜지스터의 콜렉터에 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 밴드-갭 기준 회로의 제5실시예는 전류원과 저항성 소자가 버퍼 회로에 의해 출력 단자에 연결되는 것을 특징으로 한다. 상기 버퍼 회로의 부가는 밴드-갭 기준 회로의 출력 단자에 연결된 부하의 영향을 감소시킨다. 상시 본 실시예에서, 버퍼 회로는, 전류원과 저항성 소자에 연결된 제1입력, 상기 출력 단자에 연결된 제2입력, 테일 전류원에 의해 제1공급 전압 단자에 연결된 공통단자, 부하 소자에 의해 제2공급 전압 단자에 연결되고 제2공급전압 단자와 출력 단자 사이에 연결된 주전류 경로를 가지는 출력트랜지스터의 제어 전극에 연결된 제1출력 및, 제2공급 전압단자에 연결된 제2출력을 갖는, 차동 쌍을 갖는다.
본 발명에 따른 다른 실시예는 첨부한 도면을 참고로 더욱 자세히 상술한다.
이들 도면에서 동일한 부분은 동일한 참고번호로 되어 있다.
제1도는 종래의 밴드-갭 기준 회로를 도시하며, 상기 회로는 이후에 인용되는 도면 제4,1도에 도시된 것과 대응한다. 상기 회로는, 트랜지스터 T1 에 의해 실현되며 PTAT 전류원 회로(10)의 부분을 형성하는 제1반도체 소자와, 저항 R1의 형태인 저항성 소자 및, 트랜지스터 T2로 구성되며 전류 미러 회로(20)의 부분을 형성하는 전류원을 구비한다. 부가하여, 상기 PTAT 전류원 회로(10)는 트랜지스터 T1, 저항 R2 및 트랜지스터 T3를 구비하고, 반면 전류원회로(20)는 트랜지스터 T2에 부가한 트랜지스터 T4를 구비하며, 트랜지스터 T1, T2, T3 및 T4 각각은 베이스, 콜렉터 및 에미터를 가진다. 상기 트랜지스터 T1은 서로 연결된 베이스 및 콜렉터를 가지며 트랜지스터 T1은 다이오드를 형성한다. 더구나, 상기 트랜지스터 T1의 베이스 및 콜렉터는 저항 R1에 의한 출력 단자와 트랜지스터 T3의 베이스에 연결된다. 상기 트랜지스터를 T1 및 T3의 에미터는 제1공급 전압 단자(1)에 연결되며, 저항 R2는 트랜지스터 T3의 에미터와 공급 전압 단자(1) 및 트랜지스터 T1의 n배만큼 큰 에미터를 가지는 트랜지스터 T3의 에미터를 가지는 트랜지스터 T3의 에미터 사이에 결합된다. 트랜지스터 T2의 베이스와 트랜지스터 T4의 콜렉터 둘 다에 연결되며, 따라서 트랜지스터 T4는 다이오드를 구성한다. 상기 트랜지스터 T2 및 T4의 에미터는 제2공급 전압 단자(2)에 연결되며, 상기 트랜지스터 T2의 에미터는 트랜지스터 T4의 p배만큼 큰 에미터 영역을 가진다. 상기 트랜지스터 T2의 콜렉터는 출력 단자(3)에 연결되며, 트랜지스터 T4의 콜렉터는 트랜지스터 T3의 콜렉터에 연결된다. 트랜지스터 T2의 주전류에 대응한 전류원에 의해 발생된 기준 전류 방법에 의해 구성되고 결합된 밴드-갭 기준 회로에서, 주전류의 일부는 저항 R1과 트랜지스터 T1을 통해 흐르며, 상기 제1반도체 소자의 접합의 양단에 발생된 접합 전압은 주전류에 의해 다이오드 접속 트랜지스터 T1의 베이스와 에미터에 발생된 베이스-에미터 전압에 대응한다. 트랜지스터 T1의 베이스가 트랜지스터 T3의 베이스에 결합되고 그리고 트랜지스터 T1 및 T3의 에미터가 공급 전압 단자 1 및 저항 R2를 통해 결합되어 있으므로, 트랜지스터의 베이스-에미터 전압과 트랜지스터 T3 베이스-에미터 전압간의 차와 같은 전압이 저항 R2 양단에서 구해지는데, 이 저항 R2는 그 결과의 전압을 양의 온도계수를 갖는 PTAT 전류로 변환한다. PTAT 전류는 트랜지스터 T3를 통해 다이오드가 연결된 트랜지스터 T4로부터 취해지는데, 상기 트랜지스터 T4는 트랜지스터 T2와 함께 전류-미러회로(20)를 형성하며, 트랜지스터 T2에서의 주전류는 또한 양의 온도계수를 갖는다. 종래의 밴드 갭 기준회로는 양의 온도계수를 갖는 주전류를 토대로 특정 온도계수를 갖는 기준 전압을 발생시키고, 상기 주전류는 양의 온도계수를 갖는 보상 전압을 저항 R1 양단에 발생시키며, 상기 에미터 전압은 트랜지스터 T1의 베이스-에미터 전압을 토대로 하여, 음의 온도계수를 갖는다.
발생된 기준 전압은 예컨대 출력 단자(3)와 공급 전압 단자(1)사이에서 유효한 바, 보상 전압과 베이스-에미터 전압의 합은 서로 동등하고 그리고 기준 전압의 온도계수는 보상 전압의 양의 온도계수와 베이스-에미터 전압의 음의 온도계수로 결정된다. 양의 온도계수와 음의 온도계수는 밴드 갭 기준 회로의 파라메터 및 크기에 따라 변한다. 종래의 밴드 갭 기준 회로의 결점으로는 공급 전압이 필요로 된다는 점이다.
예컨대, 기준 전압이 온도 단위당 거의 0V의 온도계수를 갖는 경우, 보상 전압과 베이스-에미터 전압의 합은 주로 베이스-에미터전압에 포함되는 밴드 갭 전압에 의해 결정 되는 바,이 밴드 갭 전압은 물리적 상수로서 실리콘의 경우 1.205V이다. 그러므로, 상기 경우에 요구되는 공급 전압 (트랜지스터 T2의 결과로서의 적어도 1인 포화전압 + 보상 전압과 베이스-에미터 전압의 합)은 비교적 낮은 공급 전압을 필요로 하는 일부 회로에서 밴드 갭 기준 회로의 사용을 금하는 표준버튼 셀(1.2V)에 의해 공급되는 전압보다 크다.
보다 상세한 정보를 위한 참고자료로써, 제목이 “Analysis and Design of Analog Integrated Circuits” (Gray 및 R. Meijer가 씀)가 있는데, 여기에는 온도 단위 당 0V의 온도계수를 갖는 기준 전압의 유도 및 계산에 관하여 기술되어 있다.
제2도는 본 발명에 따른 밴드 갭 기준 회로의 실시예를 보인 것이다. 제1반도체 소자 및 저항 소자는 제1도에 보인 바와 같은 식으로 트랜지스터 T1 및 저항 R1으로 구성되는데, 다만 다이오드가 연결된 트렌지스터 T1이 단자(4)와 공급 전압 단자(1)사이에 연결되어있다. 공급 전압 단자(2)와 출력 단자(3)사이에 결합된 전류원은 전류원 J1으로 구성되는데, 이는 양의 온도계수를 갖는 기준 전류 발생의 경우에 공지된 각종 방식으로 구성될 수 있다. 제2반도체 소자는 출력 단자(3)와 공급 전압 단자(1)사이의 저항 R1과 직렬로 결합되며, 베이스가 단자 4에 결합되어 있고 주전류 경로가 저항(1)과 공급 전압 단자(1)사이에 결합되어 있는 트랜지스터 T5로 구성된다. 전압분할기는 단자(4)와 공급 전압 단자(1)사이의 트랜지스터 T1과 병렬로 결합된다. 전압 분할기는 저항 R1과 트랜지스터 T5의 주전류 경로 사이에 위치된 지점과 단자(4)사이에 결합된 저항 R3과, 상기 지점과 공급 전압 단자(1)사이에 결합된 저항 R4를 구비한다. 이 구성의 밴드 갭 기준 회로에서, 제1전류원 J2는 다이오드가 연결된 트랜지스터 T1에 전류를 공급하는데, 그 결과 음의 온도계수를 갖는 베이스 에미터전압이 전압 분할기와 병렬 결합된 트랜지스터 T1의 양단에 나타난다. 전압 분할기와 관계하여, 결과적인 베이스-에미터 전압은 저항 R3 및 저항 R4를 통해 전류를 발생시키며, 베이스-에미터 전압의 일부는 트랜지스터 T5의 주전류 경로와 병렬 결합된 저항 R4 양단에서 발생되며, 트랜지스터 T5는 베이스-에미터 전압에 의해 구동된다. 이 결과로, 상기 일부의 베이스-에미터 전압은 트랜지스터 T5의 주전류 경로 양단에 나타나게 되고, 상기 일부의 베이스-에미터 전압은 전압분할기에 따라 변화될 수 있게 되며, 본 발명에 따라 출력 단자(3)와 공급 전압 단자(1)사이의 기준 전압은 주전류 경로 양단의 일부의 베이스-에미터 전압과 저항 R1을 통하는 양온도계수를 갖는 기준전류의 결과로서 보상 전압의 합으로 표시되며, 기준 전압의 온도계수는 보상 전압의 양의 온도계수 및 상기 일부 베이스-에미트 전압의 음의 온도계수에 따라 변한다. 보상 전압이 기준 전류에 따라 변하고 상기 일부분이 변화하기 때문에, 본 발명에 따라 요구되는 최소공급 전압은 전류원 J2에 트랜지스터 T1 양단의 베이스-에미터 전압을 더한 결과로서 포화 전압으로 결정되며, 그러한 공급 전압에서, 온도단위당 0V의 온도계수를 갖는 기준 전압의 실현이 가능하게 된다.
제3도는 본 발명에 따른 밴드 갭 기준 회로의 또 다른 실시예를 보인 것이다. 이 실시예는 PTAT 전류원 회로(11), 전류 미러 회로(21)및 버퍼 회로(31)가 추가되어 있고 그리고 또 다른 전류원이 베이스가 전류 미러 회로(21)에 연결되어 있고 그리고 주전류 경로가 공급 전압단자(2)와 단자(4) 사이에 결합된 트랜지스터 T6으로 구성된 점에서 제2도에 보인 실시예와 다르다. PTAT 전류원 회로는 트랜지스터 T1으로 구성된 제1반도체 회로, 트랜지스터 T7, 트랜지스터 T8 및 저항 R5을 구비하는데, 이들 트랜지스터는 서로 다른 크기의 에미터 영역을 갖는다. 전류 미러 회로(21)는 트랜지스터 T2로 형성된 전류원, 트랜지스터 T9 및 트랜지스터 T10을 구비하는 바, 이들 트랜지스터 역시 서로 다른 크기의 에미터 영역을 갖는다. 버퍼 회로(31)는 트랜지스터 T11 및 T12 로 형성된 차동 쌍과, 트랜지스터 T13으로 구성된 테일 전류원과, 트랜지스터 T14로 구성되는 부하 소자 및 출력트랜지스터 T15를 구비한다. 본 실시예에서, 이들 트랜지스터 각각은 베이스, 콜렉터 및 에미터를 가지며, 트랜지스터 T1의 베이스는 트랜지스터 T7 및 T8의 베이스에 연결된다. 트랜지스터 T7 및 T8의 에미터 각각은 전압 공급 단자(1)에 연결되며, 레지스터 R5는 트랜지스터 T7의 에미터 및 전압 공급 단자(1)간에 연결된다. 트랜지스터 T2의 베이스는 트랜지스터 T9 및 T10의 베이스에 연결되며, 그 결과 트랜지스터 T10는 다이오드를 형성한다. 트랜지스터 T9 및 T10의 에미터 각각은 전압 공급 단자(2)에 연결되며, 트랜지스터 T9 및 T10 에미터 각각은 전압 공급 단자(2)에 연결되며, 트랜지스터 T9의 콜렉터는 트랜지스터 T6의 베이스 및 트랜지스터의 콜렉터에 연결되고 다이오드 접속된 트랜지스터 T10의 콜렉터는 트랜지스터 T8의 콜렉터에 연결된다. 트랜지스터 T9 및 T10의 베이스 및 에미터 처 럼, 트랜지스터 T14의 베이스 및 에미터는 또한 트랜지스터 T2의 베이스와 전압 공급 단자 각각에 연결된다. 트랜지스터 T11의 베이스는 트랜지스터 T2의 즉 전류 통로 및 레지스터에 연결되고 트랜지스터 T12의 베이스는 출력 단자(3)에 연결되며, 트랜지스터 T11 및 T12의 에미터 각각은 트랜지스터 T13의 콜렉터에 연결되며, 트랜지스터 T13의 베이스 및 에미터는 단자(4) 및 전압 공급 단자(1)각각에 연결된다. 트랜지스터 T11의 콜렉터는 트랜지스터 T14의 콜렉터 및 트랜지스터 T15의 베이스에 연결되며, 트랜지스터 T15의 콜렉터 및 에미터는 전압 공급 단자(2) 및 출력 단자(3) 각각에 연결된다. 트랜지스터 T2의 콜렉터는 전압 공급 단자(2)에 또한 연결된다. 따라서, 연결된 밴드-갭 기준 회로는 양의 온도 계수를 갖는 기준 전류를 발생시키기 위한 전류원을 구비하며, 버퍼 회로(31)는 출력단자(3)에 연결된 부하의 회로에 대한 영향을 감소시킨다. 버퍼 회로(31)에서, 트랜지스터 T11 및 T12는 출력 단자(3) 및 전압 공급단자(1)간의 기준 전압이 레지스터 R1 양단의 보상 전압 및 트랜지스터 T5의 주 전류 경로 양단의 일부의 베이스-에미터 전압의 합과 동일하게 하며, 트랜지스터 T15는 출력 단자(3)에 전류를 공급한다. 트랜지스터 T13 및 T14는 소망의 전류 세팅을 버퍼 회로(31)에 제공하며, 트랜지스터 T13은 트랜지스터 T1, T5, T7, T8과 관계하는 크기이고 트랜지스터 T14는 트랜지스터 T2, T9 및 T10에 관계하는 크기이다. PATT전류원 회로(11)와 전류 미러 회로(21)의 동작설명이 제1도에 참조되어 있으며, 트랜지스터 T7및 T10와 레지스터 R1은 트랜지스터 T3및 T4와 레지스터 R2에 대응하고 트랜지스터 T8 및 T9는 트랜지스터 T3 및 T4와 관계하는 트랜지스터 T7 및 T10에 감소된 부하를 제공한다. 게다가, 트랜지스터 T6은 트랜지스터 T7의 콜렉터에 베이스 전류를 제공하며, 적당한 크기의 베이스 전류 공급은 트랜지스터 T2, T9, T10 및 T14에 의해 제공된 트랜지스터 T8의 콜렉터에 공급하는 베이스 전류와 동일하다. 개선된 균형에 따라서 개선된 성능은 트랜지스터 TR과 트랜지스터 T8 둘 다가 다이오드-접속되지 않음으로서 성취되며, 상기 트랜지스터는 PTAT전류원 회로(11)의 중심을 구성한다. 본 실시예는 본 발명을 따른 밴드-갭 기준 회로를 콤팩트하게 사용한 것이며, PTAT 전류원회로(11)및 전류 미러 회로(21)와 결합하여 사용하면 전압 공급의 변화에 대하여 영향을 받지 않고 버퍼 회로(31)의 존재로 인해 비교적 대출력 전류를 공급할 수 있다. 이점에도 불구하고, 본 실시예는 비교적 저공급 전압에서 이미 동작하며, 상기 공급 전압에서 전압 분할기의 사용으로 인해 온도 당 제로 볼트의 온도계수를 갖는 기준 전압을 얻는 것이 가능하다.
본 발명은 여기에 도시된 실시예만 국한되지 않는다. 당 기술에 숙련된 사람들은 본 발명의 영역 내에서 많은 수정을 인지할 수 있다. 예를 들어, 온도-무관 공급 전압의 경우에, 기준 전압은 출력 단자 및 제2전압 공급 소자 사이에서 테이크-오프된다. 게다가, PATT 전류원회로 및 전류 미러 회로 반도체 소자, 전압 분할기 및 버퍼 회로를 포함하는 전류원은 다양한 방식으로 실현된다는 것을 알 수 있다. 게다가, 본 실시예에서 사용된 트랜지스터와 관계하여, 대향적인 도전성의 트랜지스터 및 또 다른 형의 트랜지스터가 예를 들어 단극 트랜지스터가 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다.
Claims (8)
- 특정 온도계수를 갖는 기준 전압을 발생하기 위한 밴드-갭(band-gap)기준 회로로서, 적어도 하나의 접합을 갖고 제1공급 전압 단자와 제2공급 전압 단자간에 결합되어 부온도계수(negative temperature coefficient)를 갖는 접합 전압(junction voltage)을 발생하는 제1반도체 소자와, 상기 제2공급 전압 단자와 출력 단자사이에 결합되어 정온도계수(positive temperature coefficient)를 갖는 기준 전류를 발생하는 전류원과, 상기 출력 단자와 상기 제1공급 전압 단자사이에 결합되어 적어도 일 부분의 기준전류를 전달하는 저항 소자를 구비하는, 상기 밴드 갭 기준 회로에 있어서, 상기 밴드-갭 기분 회로는, 제1공급 전압 단자와 출력단자사이에서 저항 소자와 직렬로 연결된 주 전류 경로를 갖는 제2반도체 소자와, 제2반도체 소자의 주 전류 경로 양단에 제1반도체소자의 접합 전압 일부를 공급하기 위해 제2반도체 소자의 주 전류경로와 병렬로 연결된 출력과 제1반도체 소자와 병렬로 연결된 입력을 갖는 전압 분할기를 구비하는 것을 특징으로 밴드 갭 기준 회로.
- 제1항에 있어서, 제2반도체 소자는, 제1반도체 소자와 제2공급 전압단자 사이에 위치한 지점에 결합된 제어 전극을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 밴드 갭 기준 회로.
- 제1항에 있어서, 전압 분할기는 적어도 2개 저항의 직렬 배열을 구비하며, 상기 직렬 배열은 접합과 병렬로 결합된 것이며, 2개 저항 중 하나는 제2반도체 소자의 주전류 경로와 병렬로 결합된 것을 특징으로 하는 밴드 갭 기준 회로.
- 제1항에 있어서, 제1반도체 소자는 또 다른 전류원에 의해 제2공급 전압단자에 결합되는 단방향성 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 밴드 갭 기준 회로.
- 제4항에 있어서, 제1반도체 소자, 전류원, 또 다른 전류원은 PTAT 전류원회로의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 밴드 갭 기준 회로.
- 제5항에 있어서, PTAT 전류원 회로는, 각각 베이스, 콜렉터, 에미터를 갖는 제1,제2, 제3, 제4트랜지스터와, 또 다른 저항을 구비하며, 제1트랜지스터의 에미터는 또 다른 저항을 통해 제1공급 전압 단자에 결합되고, 제1트랜지스터의 베이스는 제1반도체 소자와 제2공급전압 단자사이에 위치한 지점과, 제1공급 전압 단자에 그 에미터가 결합된 제2트랜지스터의 베이스에 결합되며, 제1트랜지스터의 콜렉터는 또 다른 전류원의 제어 전극과, 제3트랜지스터의 콜렉터에 결합되고, 제3트랜지스터의 에미터는 제4트랜지스터의 에미터와 마찬가지로 제2공급 전압 단자에 결합되며, 그 베이스는 상호 결합된 제4트랜지스터의 베이스 및 콜렉터와 제2트랜지스터의 콜렉터에 결합되는 것을 특징으로 하는 밴드 갭 기준 회로.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 전류원 및 저항 소자는 버퍼 회로를 통해 출력 단자에 결합되는 것을 특징으로 하는 밴드 갭 기준 회로.
- 제7항에 있어서, 버퍼 회로는 전류원 및 저항 소자에 결합된 제1입력과, 출력단자에 결합된 제2입력과, 테일 전류원에 의해 제1공급 전압단자에 결합된 공통 단자와, 부하 소자를 통해 제2 공급 전압 단자에 결합되고 제2공급 전압 단자와 출력 단자사이에 결합된 주전류 통로를 가진 출력 트랜지스터의 제어 전극에 결합된 제1출력과, 제2공급 전압 단자에 결합된 제2출력을 갖는 차동 쌍을 구비하는 것을 특징으로 하는 밴드 갭 기준 회로.
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