TW521493B - Reference voltage circuit - Google Patents

Reference voltage circuit Download PDF

Info

Publication number
TW521493B
TW521493B TW091102500A TW91102500A TW521493B TW 521493 B TW521493 B TW 521493B TW 091102500 A TW091102500 A TW 091102500A TW 91102500 A TW91102500 A TW 91102500A TW 521493 B TW521493 B TW 521493B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
transistor
semiconductor transistor
circuit
reference voltage
source
Prior art date
Application number
TW091102500A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsuo Fukui
Original Assignee
Seiko Instr Inc
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 Seiko Instr Inc filed Critical Seiko Instr Inc
Application granted granted Critical
Publication of TW521493B publication Critical patent/TW521493B/zh

Links

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
    • G05F3/262—Current mirrors using field-effect transistors only
    • 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)
  • Amplifiers (AREA)

Description

521493 A7 B7
五、發明説明（D 發明領域： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係有關於半導體積體電路的參考電壓電路。 習用技術說明= 圖3顯示的電路係爲傳統的參考電壓電路，也就是，該 電路包括一 η通道空乏型MOS電晶體的恆電流電路170，其 源極和閘極接地；Ρ通道增強型MOS電晶體150和151所形 成之電流鏡電路，用以從電晶體170所輸入之電流產生及輸 出鏡射電流；以及η通道增強型MOS電晶體160，其閘極和 汲極互連，用以自電流鏡電路的輸出電流產生參考電壓 Vref 〇 在電晶體150和151是相同大小之情況裡，電晶體170的 汲極電流ID(170)相同於電晶體160的汲極電流ID(160)，而 且電晶體160的閘極至源極電壓VGS(160)變成參考電壓Vref 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 爲使參考電壓Vref變成預定的電壓，所有的電晶體必 須在飽和狀態操作。當工作於飽和狀態裡的電晶體Π0的最 小汲極-源極電壓爲VDSAT( 170)，以及電晶體150的汲極·源 極電壓爲VDS(150)，最小的電源電壓Vdd(min)，參考電壓 Vref變成由下列各項方程式所獲得的預定電壓：
Vdd(min) = VDS AT( 170) + VDS( 1 50) ⑴ 當電晶體170的臨限値爲Vt( 170)，操作於飽和狀態之空 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 521493 A7 B7_ _ 五、發明説明（% 乏型MOS電晶體的最小汲極-源極電壓VDSAT(170)由下列 各項方程式獲得： VDSAT(170) = Vt(170) (2) 正常而言，Vt(170)約是-0.4V，而VDS(150)大約是1.0V ，由式（1)，由下式獲得：
Vdd(min) = -0.4V+ 1.0V = 1.4V (3) 在圖3顯示的傳統參考電壓電路中，在低的電源源電壓 的情況中會有問題，電路運作變成不穩定，而且預定的參 考電壓Vref不能被產生。 如果在低電源嘗試獲得預定的參考電壓Vref，必需增 力口 η通道空乏型MOS電晶體的臨限値（使絕對數値接近零 )，或者增加Ρ通道增強型MOS電晶體的臨限値（使絕對 數値接近零），然而，如果如此做，運作變成不可能在高 溫或低溫運作。 發明槪沭： 就以上描述而產生本發明，而且本發明之目的乃藉由 變更電路結構使能夠運作於低電源。 爲了解決問題’依照本發明設計出一種電路結構，使 得甚至在比習知技藝更低的電源下獲得預定的參考電壓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） " -5- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
521493 A7 B7 五、發明説明（含
Vref 〇 藉由採用本發明之結構，可以於半導體積體電路中提 供高準確度參考電壓產生器，其能穩定地運作於低電源供 應電壓。 本發明提供一種電路結樽，其中甚至在比習知技藝更 低的電源供應電壓下獲得預定的參考電壓Vref。 圖式之簡單說明= 圖1顯示根據本發明 之電路圖； 圖2顯示根據本發明 之電路圖；以及 圖3顯示傳統參考電壓電路之電路圖 第一具體實施例之參考電壓電路 具體實施例之參考電壓電路 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 元件主要符號說明： 100 、 101 、 102 、 103 、 104 110 、 111 、 160 120 、 121 、 170 150 、 151 200 201 P通道增強型MOS電晶體 η通道增強型MOS電晶體 η通道空乏型MOS電晶體 Ρ通道增強型MOS電晶體 参考電壓電路 啓動電路 較佳賓施例說明： 在下列描述中’本發明的具體實施例將參考圖式而描 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -6- 521493 A7 B7 五、發明説明（4 述。 圖1顯示根據本發明之第一具體實施例之參考電壓電路 之電路圖。此電路包含一 η通道空乏型（depletion type)金氧 半導體（MOS)電晶體120之恆電流電路，其源極與閘極接地 ;一 η通道增強型（enhancement type)金氧半導體電晶體110 之源極接地放大電路，用以輸出一參考電壓Vref ; — η通 道增強型金氧半導體電晶體111，其閘極連接該參考電壓 Vref ;以及一電流鏡電路，具有ρ通道增強型金氧半導體電 晶體100、101、102，用以自電晶體111所輸入之電流產生及 輸出一鏡射電流（mirrored current)。 電晶體100之汲極電流ID(100)相等於恆電流電晶體120 之汲極電流ID( 120)。於電晶體1〇〇與電晶體1〇2之大小相同 之例子裏，由於電晶體100與電晶體102形成電流鏡電路， 電晶體100之汲極電流ID(IOO)變成相等於電晶體1〇2之汲極 電流ID(102);進一步，由於電晶體111之汲極電流ID(111) 相等於電晶體102之汲極電流ID( 102)，最後，汲極電流 ID(120)相等於汲極電流ID(111)。於是，類似於圖3之習知 電路，電晶體111之閘極-源極電壓VGS(lll)成爲參考電壓 Vref 〇 爲使參考電壓Vref成爲一預定電壓，所有電晶體運作 於飽和區。當電晶體1 20運作於飽和區之最小汲極-源極電壓 爲VDSAT(12〇)且電晶體110之臨限電壓爲vt(110)時，爲使 電晶體1 20運作於飽和區，以下關係需要滿足： VDSAT(120) < Vt(110) ⑷ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) C· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 521493 A7 B7 五、發明説明（3 當電晶體120之臨限電壓爲Vt(120)時，通道空乏型金氧 半導體電晶體1 20運作於飽和區之最小汲極-源極電壓爲 VDSAT(120)係由以下方程式獲得： VDSAT(120) < Vt(120) (5) 因此，由方程式（4)、（5)，爲使電晶體120運作於飽和 區，以下關係需要滿足：
Vt(120) < Vt(110) (6) 正常來說，Vt(120)約爲-0.4V，Vt(110)約爲 0.6V。 當電晶體100運作於飽和區之最小汲極-源極電壓爲 VDSAT(IOO)且電晶體110之閘極-源極電壓爲VGS(llO)時， 使參考電壓Vref成爲預定電壓之一最小電源電壓Vdd(min) ，係由以下方程式獲得：
Vdd(min) = VDSAT(IOO) + VGS(llO) (7) 正常來說，由於方程式 VDSAT(100) = 0.2V，且 VGS(110) = Vt(110) + 0.4V = 0.6V + 0.4V=1.0V 係被建立，由方程 式（7)，Vdd(min)係由以下方程式獲得：
Vdd(min) = 0.2V + 1.0V = 1.2V 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) C· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8- 521493 A7 B7 五、發明説明（合 而且，應注意到此電路操作於較習知電路更低之電源 供應電壓。 在圖1之第一較佳具體實施例中，。爲了避免此缺陷， 於一第二較佳具體實施例之參考電壓電路之中，加入一個 如圖2所示之啓動電路（starting circuit)。 圖2所示之電路11包含於圖1所解釋之參考電壓電路200 以及啓動電路201。啓動電路201包含η通道空乏型金氧半 導體電晶體121之恆電流源電路，其源極與閘極接地，以及 Ρ通道增強型金氧半導體電晶體103、104 ;而電晶體103、 102形成電流鏡電路。 由於在電源供應開始之後，電晶體101馬上處於停止 (OFF)狀態，電晶體102之汲極電流ID(102)爲0。由於電晶體 103、102形成電流鏡電路，電晶體103之汲極電流ID(103)亦 爲0。 另一方面，由於電晶體1 2 1係爲恆電流源電路，電晶體 104之閘極電壓變成0。因此，電晶體104變成導通以增加電 晶體111之閘極電壓，而電晶體111變成導通，參考電壓電 路200開始運作，並輸出參考電壓Vref。 於電晶體1 02、1 03爲相同大小之情形中，因爲藉由電 晶體102、103之電流鏡電路，電晶體111之汲極電流變成相 同於電晶體103之汲極電流，當電晶體111充分導通時，電 晶體103之汲極電流亦增加。當電晶體103之汲極電流超過 恆電流源電路之電晶體121之汲極電流時，電晶體104之閘 極電壓變成相同於電源供應電壓Vdd，電晶體104被關閉， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） " -9 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 521493 A7 B7 五、發明説明（7) 以及將啓動電路201切離參考電壓電路200。 如上所述，即使於電源供應電壓非常緩慢增加之情形 中，確保可獲得參考電壓Vref。 本發明之參考電壓電路可產生高精確度參考電壓，其 甚至在半導體積體電路中於低電源供應電壓下穩定地運作 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -10-

Claims (1)

  1. 521493 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍， 1. 一種參考電壓電路，包括： 一第~導電型之第一空乏型金氧半導體電晶體之一第 一恒電流源’該空乏型金氧半導體電晶體之源極與閘極接 地； ~第一導電型之第一增強型金氧半導體電晶體之一源 極接地放大電路，其與該第一金氧半導體電晶體相連接； 一第一導電型之第二增強型金氧半導體電晶體，源極 接地放大電路之一輸出連接至其一閘極；以及 一第二導電型之第三增強型金氧半導體電晶體，用以 自該第二金氧半導體電晶體所輸入之一電流產生以及輸出 一鏡射電流。 2. 如申請專利範圍第i項之參考電壓電路，更包括·· 一第一導電型之第二空乏型金氧半導體電晶體之一第 二恆電流源，其源極與閘極連接至該參考電壓電路；以及 一第二導電型之增強型金氧半導體電晶體，連接至該 第二空乏型金氧半導體電晶體， 其中，該第二導電型之增強型金氧半導體電晶體以及 該第三增強型金氧半導體電晶體形成一電流電路。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 -
TW091102500A 2001-02-15 2002-02-08 Reference voltage circuit TW521493B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001039082A JP4714353B2 (ja) 2001-02-15 2001-02-15 基準電圧回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW521493B true TW521493B (en) 2003-02-21

Family

ID=18901947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW091102500A TW521493B (en) 2001-02-15 2002-02-08 Reference voltage circuit

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6677810B2 (zh)
JP (1) JP4714353B2 (zh)
KR (1) KR100848740B1 (zh)
CN (1) CN1196265C (zh)
HK (1) HK1050086B (zh)
TW (1) TW521493B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI502305B (zh) * 2009-09-25 2015-10-01 Seiko Instr Inc Reference voltage circuit

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006121448A (ja) * 2004-10-22 2006-05-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電流源回路
US7551021B2 (en) 2005-06-22 2009-06-23 Qualcomm Incorporated Low-leakage current sources and active circuits
US7755419B2 (en) * 2006-01-17 2010-07-13 Cypress Semiconductor Corporation Low power beta multiplier start-up circuit and method
US7830200B2 (en) * 2006-01-17 2010-11-09 Cypress Semiconductor Corporation High voltage tolerant bias circuit with low voltage transistors
US7605642B2 (en) * 2007-12-06 2009-10-20 Lsi Corporation Generic voltage tolerant low power startup circuit and applications thereof
WO2010048872A1 (zh) * 2008-10-27 2010-05-06 广州南科集成电子有限公司 Led灯具及其控制电路
KR101015543B1 (ko) 2009-06-29 2011-02-16 광운대학교 산학협력단 기준전압발생기 회로
JP6100931B1 (ja) * 2016-01-12 2017-03-22 トレックス・セミコンダクター株式会社 基準電圧発生回路
JP6805049B2 (ja) * 2017-03-31 2020-12-23 エイブリック株式会社 基準電圧発生装置
CN107450653B (zh) * 2017-08-31 2019-03-15 电子科技大学 电压前馈电流产生电路
JP7154102B2 (ja) * 2018-10-24 2022-10-17 エイブリック株式会社 基準電圧回路及びパワーオンリセット回路
CN111463744B (zh) * 2020-04-10 2024-08-09 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种具备迟滞效应的自恢复欠电压保护电路
CN114489227B (zh) * 2021-09-06 2023-03-07 上海芯圣电子股份有限公司 一种芯片内的启动电路

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8702011A (nl) * 1987-08-28 1989-03-16 Philips Nv Startschakeling voor een stabilisatieschakeling.
JPH0727422B2 (ja) * 1988-12-27 1995-03-29 日本電気株式会社 基準電圧発生回路
JP3318363B2 (ja) * 1992-09-02 2002-08-26 株式会社日立製作所 基準電圧発生回路
JP3322357B2 (ja) * 1992-09-25 2002-09-09 株式会社リコー 定電圧発生回路
JPH07106869A (ja) * 1993-09-30 1995-04-21 Nec Corp 定電流回路
JP2734964B2 (ja) * 1993-12-28 1998-04-02 日本電気株式会社 基準電流回路および基準電圧回路
JP2835299B2 (ja) * 1995-07-25 1998-12-14 東光株式会社 自励式ｄｃ−ｄｃコンバータ
JP3531129B2 (ja) * 1995-07-20 2004-05-24 株式会社ルネサステクノロジ 電源回路
JP3586073B2 (ja) * 1997-07-29 2004-11-10 株式会社東芝 基準電圧発生回路
JP3454693B2 (ja) * 1997-10-31 2003-10-06 セイコーインスツルメンツ株式会社 半導体集積回路
JP3519958B2 (ja) * 1998-10-07 2004-04-19 株式会社リコー 基準電圧発生回路
KR100318448B1 (ko) * 1998-12-30 2002-02-19 박종섭 반도체소자의기준전압발생회로
KR100353815B1 (en) * 2000-12-26 2002-09-28 Hynix Semiconductor Inc Bandgap reference voltage generator
KR100400304B1 (ko) * 2000-12-27 2003-10-01 주식회사 하이닉스반도체 커런트 미러형의 밴드갭 기준전압 발생장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI502305B (zh) * 2009-09-25 2015-10-01 Seiko Instr Inc Reference voltage circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002244749A (ja) 2002-08-30
CN1196265C (zh) 2005-04-06
JP4714353B2 (ja) 2011-06-29
US6677810B2 (en) 2004-01-13
HK1050086B (zh) 2005-11-25
US20020109542A1 (en) 2002-08-15
HK1050086A1 (en) 2003-06-06
CN1371173A (zh) 2002-09-25
KR100848740B1 (ko) 2008-07-25
KR20020067665A (ko) 2002-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW521493B (en) Reference voltage circuit
US7453318B2 (en) Operational amplifier for outputting high voltage output signal
TW437167B (en) Constant gate drive MOS analog switch
WO2018133374A1 (zh) 电流镜电路以及电流镜电路的驱动方法
JP2008015875A (ja) 電源回路
TW201805754A (zh) 寬電源範圍精準啓動電流源
JP2007188245A (ja) 基準電圧発生回路および半導体集積装置
JP2008211707A (ja) 入力回路
JP4477373B2 (ja) 定電流回路
TW486868B (en) Circuit of input stage in Schmidt trigger
JP2012063848A (ja) 定電流回路
US7994846B2 (en) Method and mechanism to reduce current variation in a current reference branch circuit
JP7522176B2 (ja) 定電流回路
US6979983B2 (en) Voltage regulator
JP2007311846A (ja) 発振回路
US20170033687A1 (en) Low Power Voltage Regulator
JP2007257104A (ja) シリーズレギュレータ
US9024682B2 (en) Proportional-to-supply analog current generator
CN113054620A (zh) 一种低功耗芯片的欠压保护电路
JP6672067B2 (ja) 安定化電源回路
TW200300527A (en) Current generator circuit for high-voltage applications
EP4286977A1 (en) Fast-transient buffer
TWM408885U (en) signal generating circuit
TW559858B (en) Power supply standby circuit of low threshold MOS transistor
US10571946B2 (en) Constant voltage output circuit

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees