TW201535092A - 基準電壓產生裝置 - Google Patents

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Abstract

提供一種具有平坦的溫度特性的基準電壓產生裝置。 連接成作為電流源發揮功能，具有：流入定電流的第1導電型的空泛型MOS電晶體(5)；和使其二極體連接，且與空泛型MOS電晶體(5)相同為埋入通道且同樣具有溫度特性，且具備根據定電流產生基準電壓的第1導電型的空泛型MOS電晶體(6)。空泛型MOS電晶體(5)與空泛型MOS電晶體(6)的溫度特性相等，因此基準電壓產生裝置之輸出的溫度特性也變得很平坦。

Description

基準電壓產生裝置
本發明是有關一種在半導體積體電路內，產生基準電壓的基準電壓產生裝置。
有關在以往之基準電壓產生裝置所使用的電路採用第4圖做說明。第4圖是基準電壓產生裝置的電路圖。連接成作為電流源功能的空泛型NMOS電晶體(以下稱D型NMOS電晶體)9，是將定電流流入到已二極體連接的增強型NMOS電晶體(以下稱E型NMOS電晶體)10。藉由該定電流，在E型NMOS電晶體10，產生配合各個電晶體的臨限值及尺寸的基準電壓。
首先，將基準電壓產生裝置之基本的構造參照第5圖的示意剖面圖做說明。基準電壓產生裝置，具備：D型NMOS電晶體9及E型NMOS電晶體10。
連接成作為電流源發揮功能的D型NMOS電晶體9，具備埋入通道12，該埋入通道12被配置成在臨限值為空泛領域進行動作，且以汲極17作為電源端子，而閘極電 極13與源極16被連接在基準電壓產生端子。形成這樣的連接，上記的D型NMOS電晶體9即作為定電流源發揮功能。另一方面，上記的D型NMOS電晶體9與被二極體連接的E型NMOS電晶體10，具備表面通道11，該表面通道11配置成在臨限值為增強領域進行動作，且閘極電極13與汲極15被連接在基準電壓產生端子，源極14被連接在接地端子。亦即，上記D型NMOS電晶體9與上記E型NMOS電晶體10為串聯連接。因而，若為等效電路，即為第4圖所示的電路圖。
其次，針對此基準電壓產生裝置的動作參照第3圖做說明。
上述的D型NMOS電晶體9，作為定電流源進行動作，因此作為此例的電晶體特性，例如：以一定間隔施加源極-基板接地之閘極電壓時的汲極電流，成為第3圖的D型NMOS電晶體特性8，臨限值為B，且閘極電壓為0，得到汲極電流。另一方面，上述的E型NMOS電晶體10，同樣作為電晶體特性，例如：以一定間隔施加源極-基板接地之閘極電壓時的汲極電流，會得到第3圖之臨限值為A的E型NMOS電晶體特性7。在此，上述的E型NMOS電晶體10，由於是與作為上述的定電流源的D型NMOS電晶體9二極體連接，因此需要有用來流入上述之D型NMOS電晶體特性8的閘極電壓為0的電流的閘極電壓，此為第3圖的輸出電壓C，成為基準電壓產生裝置的輸出。
在以往技術中，如專利文獻1所示，定電流源的D型NMOS電晶體是藉由埋入通道在空泛領域使其動作，被二極體連接的E型NMOS電晶體是藉由表面通道在增強領域使其動作的方式構成基準電壓產生裝置。在此，有關電晶體特性，尤其是對於第3圖所示的源極-基板接地的閘極電壓之汲極電流特性最為重要。此乃即使電晶體的溫度變化仍會變動的電氣特性。構成基準電壓產生裝置的電晶體的各個溫度特性不同，因此基準電壓產生裝置的溫度特性很難在廣大的溫度範圍形成平坦。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開昭第56-108258號公報
近年隨著電子機器的高精度化，而要求控制該電子機器的IC高精度化。舉例而言，有關IC特別是以電壓檢測器或電壓調整器為代表的電源管理IC，隨著搭載著IC的攜帶型機器的小型化及泛用性，有關周圍溫度環境的變化，特別是IC內部，就算溫度改變，基準電壓產生裝置仍能夠高精度的產生基準電壓，亦即要求基準電壓的溫度特性更為平坦。
本發明是有鑑於上記要求，以提供具有更平坦的溫度 特性的基準電壓產生裝置為課題。
本發明為了解決上記課題，於基準電壓產生裝置中，以作為電流源發揮功能所存在的D型NMOS電晶體和流入該定電流被二極體連接的電晶體具有相同溫度係數的D型NMOS電晶體來構成電路，形成具有更平坦的溫度特性的基準電壓產生裝置。
本發明，於基準電壓產生裝置中，具備溫度係數與D型NMOS電晶體相同的D型NMOS電晶體，會改善基準電壓產生裝置的溫度特性。
1‧‧‧具有臨限值A的第2NMOS電晶體的特性
2‧‧‧具有臨限值B的第1NMOS電晶體的特性
3‧‧‧第1NMOS電晶體的溫度係數的臨限值電壓依存性
4‧‧‧第2NMOS電晶體的溫度係數的臨限值電壓依存性
5‧‧‧具有臨限值A的D型NMOS電晶體
6‧‧‧具有臨限值B的D型NMOS電晶體
7‧‧‧臨限值A的E型NMOS電晶體特性
8‧‧‧臨限值B的D型NMOS電晶體特性
9‧‧‧D型NMOS電晶體
10‧‧‧E型NMOS電晶體
11‧‧‧表面通道
12‧‧‧埋入通道
13‧‧‧閘極電極
14、16‧‧‧源極
15、17‧‧‧汲極
[第1圖]構成本發明之實施例的基準電壓產生裝置的電晶體的示意特性圖。
[第2圖]本發明之實施例的基準電壓產生裝置的示意電路圖。
[第3圖]構成說明以往技術的基準電壓產生裝置的電晶體的示意特性圖。
[第4圖]說明以往技術的基準電壓產生裝置的示意電路圖。
[第5圖]說明以往技術的基準電壓產生裝置的示意 剖面圖。
[用以實施發明之形態]
以下針對本發明之實施例，參照圖面做說明。
首先，參照第1圖(a)說明本發明的特徵。第1圖(a)是將針對皆為第1導電型的D型NMOS電晶體的溫度係數的臨限值之依存性，以有關具有溫度特性3的第1NMOS電晶體和具有溫度特性4的第2NMOS電晶體來描述的示意特性圖。溫度係數，是受注目的物理量規定之溫度範圍的平均變化率，在此，是指臨限值電壓的溫度係數。在此，NMOS電晶體為D型，擴散至通道領域的不純物的導電型為N型，成為埋入通道。第1NMOS電晶體和第2NMOS電晶體，是具有：用來限定臨限值之不純物的種類及深度方向之分布的波形，因幾何性的尺寸不同而有所差異的溫度係數。
並且，基準電壓產生裝置，由例如：具有表示第1圖(a)之溫度係數D的臨限值電壓B的第1NMOS電晶體；和具有臨限值電壓A的第2NMOS電晶體的二個NMOS電晶體所構成。總之就是，以同樣具有溫度係數的二個電晶體來構成基準電壓產生裝置。這是因為由上記構成的基準電壓產生裝置所產生的基準電壓，基本上是根據兩個NMOS電晶體的臨限值之差決定。
進而，調整二個NMOS電晶體的幾何性的尺寸，因而 也能形成兩個NMOS電晶體的臨限值之差。因此，溫度係數相同且以NMOS電晶體來構成基準電壓產生裝置的話，作為臨限值電壓之差的基準電壓，即使溫度變化仍大致為一定。各個具有NMOS電晶體的臨限值電壓A及臨限值電壓B是可調整。例如：可使用離子注入法來調整通道領域的波形，此時所用的不純物，例如：於上述之第1NMOS電晶體中為砷，於第2NMOS電晶體中為磷。
除此之外，在此的電晶體之電氣特性，如第1圖(b)所示，具有臨限值電壓A的第2NMOS電晶體為特性1，具有臨限值電壓B的第1NMOS電晶體為特性2。使用該些的NMOS電晶體的輸出電壓之差，利用上述之第3圖所說明的動作原理，就能得到基準電壓產生裝置的輸出C。
上記情形，基準電壓產生裝置的示意電路圖則如第2圖般，具有臨限值電壓B的第1D型NMOS電晶體5為定電流源，具有臨限值電壓A的第2D型NMOS電晶體6為二極體連接，構成基準電壓產生裝置。
此結果，為本發明特徵，且以具有相同溫度係數的D型NMOS電晶體所構成的基準電壓產生裝置，就能具有平坦的溫度特性。
5‧‧‧具有臨限值A的D型NMOS電晶體
6‧‧‧具有臨限值B的D型NMOS電晶體

Claims (3)

  1. 一種基準電壓產生裝置，具備：流入定電流的第1N型空泛型MOS電晶體；和被二極體連接在前記第1N型空泛型MOS電晶體，臨限值電壓的溫度係數，與前記第1N型空泛型MOS電晶體的臨限值電壓的溫度係數相同，使其依據前記定電流產生基準電壓的第2N型空泛型MOS電晶體。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載的基準電壓產生裝置，其中，與流入定電流的前記第1N型空泛型MOS電晶體的埋入通道不同的不純物會擴散到已被二極體連接的前記第2N型空泛型MOS電晶體的埋入通道。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載的基準電壓產生裝置，其中，前記基準電壓，是前記第1N型空泛型MOS電晶體的臨限值電壓與前記第2N型空泛型MOS電晶體的臨限值電壓之差。
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