TWI410185B - 參考電壓／電流產生系統之佈局 - Google Patents

參考電壓／電流產生系統之佈局 Download PDF

Info

Publication number
TWI410185B
TWI410185B TW98100064A TW98100064A TWI410185B TW I410185 B TWI410185 B TW I410185B TW 98100064 A TW98100064 A TW 98100064A TW 98100064 A TW98100064 A TW 98100064A TW I410185 B TWI410185 B TW I410185B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
current
circuit
voltage
layout
generating system
Prior art date
Application number
TW98100064A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201028053A (en
Inventor
Yi Chang Lu
Cheng Hung Li
Chung Yui Kuo
Tsung Yu Wu
Original Assignee
Himax Tech Ltd
Univ Nat Taiwan
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 Himax Tech Ltd, Univ Nat Taiwan filed Critical Himax Tech Ltd
Priority to TW98100064A priority Critical patent/TWI410185B/zh
Publication of TW201028053A publication Critical patent/TW201028053A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI410185B publication Critical patent/TWI410185B/zh

Links

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

參考電壓/電流產生系統之佈局
本發明係有關參考電壓/電流產生系統，特別是能階參考(bandgap reference)電路的佈局。
參考電壓(voltage reference)系統係為一種產生不受負載影響之固定電壓的電路。能階參考(bandgap reference,BGR)電路即為參考電壓電路之一種，其產生的固定參考電壓值約相當於矽之電子能階值(大約為1.2伏特)，且所產生的參考電壓幾乎不受溫度的影響。能階參考電路普遍使用於電子系統中，例如液晶顯示器(LCD)的源極驅動器。
第一圖顯示能階參考電路10於傳統混合式類比-數位系統1中的佈局，該系統1還至少包含高壓次系統12及低壓次系統14A及14B。根據第一圖所示之傳統佈局，能階參考電路10基於佈局的對稱性，通常會佈局於低壓次系統14A和14B的中間。
由於積體電路之設計趨向複雜化且尺寸愈來愈大，使得雜訊會影響到能階參考電路10的輸出電壓或電流，因而成為一個不容忽視的議題。第二圖之示意圖顯示雜訊對於系統1當中的能階參考電路10之影響。源自高壓次系統12且鄰近能階參考電路10的雜訊源120會沿著各個方向(120A和120B)而影響能階參考電路10，如圖式中向右影響方向(120A)及向左影響方向(120B)所示。接著，受到影響的能階參考電路10會將摻雜有雜訊之參考電壓/電流經由路徑122A和122B傳送至低壓次系統14A和14B，造成低壓次系統14A和14B功能的失常。
鑑於傳統能階參考電路無法有效地阻擋雜訊的傳送，因此亟需提出一種新穎的能階參考系統及其佈局，用以降低雜訊對於能階參考系統的影響，並防止雜訊進一步的散佈。
鑑於上述，本發明的目的之一為提供一種參考電壓/電流產生系統及其佈局，用以降低雜訊對於參考電壓/電流產生系統的影響。
根據本發明其中一實施例，第一電壓參考電路(例如能階參考電路)及第二電壓參考電路分別佈局於基板的兩側，較佳的情形為分別佈局於靠近基板的兩側邊緣。第一導電電源線電性延伸自第一電壓參考電路的第一參考電壓輸出端，而第二導電電源線則電性延伸自第二電壓參考電路的第二參考電壓輸出端。導電連接線電性耦接於第一導電電源線和第二導電電源線之間。其中，導電連接線的一個節點則用以提供參考電壓。
根據本發明另一實施例，第一電流參考電路(例如能階參考電路)及第二電流參考電路分別佈局於一基板的兩側，較佳的情形為分別佈局於靠近基板的兩側邊緣。第一電流源(例如電流鏡電路)根據第一電流參考電路之第一輸出參考電流以產生第一電流，且第二電流源根據第二電流參考電路之第二輸出參考電流以產生第二電流。其中，第一電流和第二電流相加以提供一參考電流。
第三圖顯示本發明實施例之一的能階參考系統(30A及30B)之佈局，並顯示出低壓次系統34及高壓次系統32。高壓次系統32或基板3上的其他電子元件可能產生雜訊源320。能階參考系統(30A及30B)至少包含二電路30A及30B。第一能階電路30A、第二能階電路30B、高壓次系統32及低壓次系統34共同形成一電子(混合式類比-數位)系統，其佈局於晶片、印刷電路板或封裝(package)的基板3上。本實施例雖以能階參考電路(30A及30B)作為例示，然而本發明同樣可適用於一般的參考電壓/電流產生系統或電路。
在本實施例中，能階參考電路30A和30B具有大致相同的架構。第一能階電路30A和第二能階電路30B分別佈局於基板3的兩側，較佳的情形為分別佈局於靠近基板3的兩側邊緣。根據第三圖所示的佈局，源自高壓次系統32(或其他電子元件)且鄰近能階參考電路(30A和30B)的雜訊源320會沿著方向320A和320B而影響能階參考電路(30A和30B)，如圖式中向左影響方向(320A)及向右影響方向(320B)所示。其中，第一能階參考電路30A受到單一雜訊影響320A，而第二能階參考電路30B則受到另一單一雜訊影響320B。與第二圖的佈局作比較，第二圖之單一能階參考電路10受到至少二雜訊影響(120A和120B)。反觀本實施例中的任何一個能階參考電路(30A或30B)，其受到雜訊的影響遠較第二圖能階參考電路10所受到的雜訊影響來得小。
第四圖顯示本發明實施例之二個能階參考電路30A和30B的連接關係。互相連接之能階參考電路30A和30B共同提供一參考電壓給其他次系統，例如低壓次系統34(第三圖)。在本實施例中，第一金屬(或導電)電源線40A電性延伸自第一能階參考電路30A的參考電壓輸出端，而第二金屬(或導電)電源線40B則電性延伸自第二能階參考電路30B的參考電壓輸出端。第一金屬電源線40A和第二金屬電源線40B相距一距離，並佈局於基板3(第三圖)上。為簡化起見，接地線未顯示於圖式中。
在本實施例中，導電(或金屬)連接線(如圖式中所示的二串聯電阻R1及R2)電性耦接於第一電源線40A(於節點A)和第二電源線(於節點B)之間。節點A及節點B的位置並不限定於圖式中的位置。二電阻(R1、R2)之連接節點C係用以提供參考電壓；例如提供給低壓次系統34(第三圖)或整個系統的其他次系統。藉此，電阻R1和R2可將輸出自二能階參考電路(30A、30B)的二參考電壓予以平均，因而得到平均參考電壓。雖然圖式中以電阻作為例示，但是這些電阻也可以使用其他電子元件來代替，只要其分別具有電阻值R1、R2。再者，電阻R1、R2之值也不一定要相等。
根據第四圖之連接關係，因製造參數變動所造成的第一能階參考電路30A和第二能階參考電路30B之間的失調(mismatch)情形即可藉由第四圖之連接關係而予以降低。詳而言之，假設第一能階參考電路30A因受到雜訊影響會產生變異參考電壓值ΔV1 ，而第二能階參考電路30B因受到雜訊影響會產生變異參考電壓值ΔV2 。第一變異參考電壓值ΔV1 和第二變異參考電壓值ΔV2 會受到串聯電阻R1、R2(或分壓器)予以平均。因此，所得到的平均變異參考電壓值(1/2(ΔV1 +ΔV2 ))即會小於單一能階參考電路10(第二圖)所產生的變異電壓值ΔV0 ，亦即1/2(ΔV1 +ΔV2 )<ΔV0 。根據本實施例，能階參考電路及其佈局可降低雜訊對於能階參考電路30A和30B的影響，且能避免雜訊被進一步散佈。
除了上述的失調(mismatch)情形可藉由串聯電阻R1、R2予以改進之外，第一電源線40A及第二電源線40B的IR壓降(IR drop)情形也同樣可藉由串聯電阻R1、R2予以改進。第五圖顯示第一電源線40A、第二電源線40B及連接節點C上的IR壓降。第一能階參考電路30A產生第一變異參考電壓值ΔV1 ，因而第一電源線40A上的電壓值可以表示成ΔV1 -ΣnRIn ，其中n代表距離參考電壓輸出端的第n個端點。類似的情形，第二能階參考電路30B產生第二變異參考電壓值ΔV2 ，因而第二電源線40B上的電壓值可以表示成ΔV2 -ΣnRIn ，其中n代表距離參考電壓輸出端的第n個端點。因此，位於連接節點C的平均變異電壓可以表示成1/2(ΔV1 +ΔV2 -ΣnRIn )。藉此，串聯電阻R1、R2(或分壓器)即可有效地降低IR壓降問題。
第六圖顯示本發明另一實施例之二個能階參考電路30A和30B的連接關係。互相連接之能階參考電路30A和30B共同提供一參考電流給其他次系統，例如低壓次系統34(第三圖)。在本實施例中，第一電流源60A可以是電流鏡電路(mirror circuit)，其鏡射第一能階參考電路30A之輸出參考電流。本實施例之電流鏡電路60A包含四個串聯之p型金氧半導體(PMOS)電晶體，其面積大約為第一能階參考電路30A之輸出級電晶體面積的一半，用以得到大約一半之輸出參考電流。類似的情形，第二電流源60B可以是電流鏡電路(mirror circuit)，其鏡射第二能階參考電路30B之輸出參考電流。本實施例之電流鏡電路60B包含四個串聯之p型金氧半導體(PMOS)電晶體，其面積大約為第二能階參考電路30B之輸出級電晶體面積的一半，用以得到大約一半之輸出參考電流。第一電流源60A的(第一)輸出電流和第二電流源60B的(第二)輸出電流相加後，共同提供參考電流給其他次系統，例如低壓次系統34(第三圖)。根據本實施例，第一電流源60A和第二電流源60B可降低雜訊及IR壓降對於能階參考電路30A和30B的影響，且能避免雜訊被進一步散佈。
以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。
1．．．混合式類比-數位系統
3．．．基板
10．．．能階參考電路
12．．．高壓次系統
14A、14B．．．低壓次系統
30A．．．第一能階參考電路
30B．．．第二能階參考電路
32．．．高壓次系統
34．．．低壓次系統
40A．．．第一電源線
40B．．．第二電源線
60A．．．第一電流源
60B．．．第二電流源
120．．．雜訊源
120A、120B．．．雜訊影響方向
122A、122B．．．雜訊傳送路徑
320．．．雜訊源
320A、320B．．．雜訊影響方向
R1、R2．．．電阻
A、B、C．．．連接節點
ΔV1 ．．．第一變異參考電壓值
ΔV2 ．．．第二變異參考電壓值
VDD ．．．電源
第一圖顯示傳統能階參考電路的佈局。
第二圖之示意圖顯示雜訊對於系統當中的能階參考電路之影響。
第三圖顯示本發明實施例之一的能階參考電路之佈局。
第四圖顯示本發明實施例之二個能階參考電路的連接關係。
第五圖顯示第一電源線、第二電源線及連接節點上的IR壓降。
第六圖顯示本發明另一實施例之二個能階參考電路的連接關係。
3．．．基板
30A．．．第一能階參考電路
30B．．．第二能階參考電路
32．．．高壓次系統
34．．．低壓次系統
320．．．雜訊源
320A、320B．．．雜訊影響方向

Claims (16)

  1. 一種參考電壓產生系統之佈局，包含至少一第一電壓參考電路及一第二電壓參考電路，其分別佈局於一基板的兩側，於佈局上，該第一電壓參考電路與該第二電壓參考電路受到一電子電路的分隔；一第一導電電源線，其電性延伸自該第一電壓參考電路的第一參考電壓輸出端；一第二導電電源線，其電性延伸自該第二電壓參考電路的第二參考電壓輸出端；及至少一導電連接線，電性耦接於該第一導電電源線和該第二導電電源線之間；其中上述導電連接線的一節點係用以提供一參考電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述參考電壓產生系統之佈局，其中上述之第一電壓參考電路、第二電壓參考電路為能階參考(bandgap reference)電路。
  3. 如申請專利範圍第1項所述參考電壓產生系統之佈局，其中上述之第一電壓參考電路、第二電壓參考電路佈局於晶片、印刷電路板或封裝(package)的該基板上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述參考電壓產生系統之佈局，其中上述第一電壓參考電路、第二電壓參考電路之電路架構大致相同。
  5. 如申請專利範圍第1項所述參考電壓產生系統之佈局，其中上述之第一電壓參考電路、第二電壓參考電路分別佈局於靠近該基板的兩側邊緣。
  6. 如申請專利範圍第1項所述參考電壓產生系統之佈局，其中上述之導電連接線包含一第一電子元件及一第二電子元件，其中該參考電壓節點係位於該第一電子元件、第二電子元件之連接節點。
  7. 如申請專利範圍第6項所述參考電壓產生系統之佈局，其中上述之第一電子元件、第二電子元件具有大致相同的電阻值。
  8. 一種參考電流產生系統之佈局，包含至少一第一電流參考電路及一第二電流參考電路，其分別佈局於一基板的兩側，於佈局上，該第一電流參考電路與該第二電流參考電路受到一電子電路的分隔； 一第一電流源，其根據該第一電流參考電路之第一輸出參考電流以產生一第一電流；及一第二電流源，其根據該第二電流參考電路之第二輸出參考電流以產生一第二電流；其中上述之第一電流和該第二電流相加以提供一參考電流。
  9. 如申請專利範圍第8項所述參考電流產生系統之佈局，其中上述之第一電流參考電路、第二電流參考電路為能階參考(bandgap reference)電路。
  10. 如申請專利範圍第8項所述參考電流產生系統之佈局，其中上述之第一電流參考電路、第二電流參考電路佈局於晶片、印刷電路板或封裝(package)的該基板上。
  11. 如申請專利範圍第8項所述參考電流產生系統之佈局，其中上述第一電流參考電路、第二電流參考電路之電路架構大致相同。
  12. 如申請專利範圍第8項所述參考電流產生系統之佈局，其中上述之第一電流參考電路、第二電流參考電路分別佈局於靠近該基板的兩側邊緣。
  13. 如申請專利範圍第8項所述參考電流產生系統之佈局，其中上述之第一電流源、第二電流源為電流鏡電路(mirror circuit)。
  14. 如申請專利範圍第8項所述參考電流產生系統之佈局，其中上述之第一電流源、第二電流源之電路架構大致相同。
  15. 如申請專利範圍第8項所述參考電流產生系統之佈局，其中上述之第一電流源或第二電流源包含複數個串聯之p型金氧半導體(PMOS)電晶體。
  16. 如申請專利範圍第15項所述參考電流產生系統之佈局，其中上述第一電流源之p型金氧半導體(PMOS)電晶體的面積經調整使得該第一電流大約為該第一電流參考電路之第一輸出參考電流的一半；且上述第二電流源之p型金氧半導體(PMOS)電晶體的面積經調整使得該第二電流大約為該第二電流參考電路之第二輸出參考電流的一半。
TW98100064A 2009-01-05 2009-01-05 參考電壓／電流產生系統之佈局 TWI410185B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW98100064A TWI410185B (zh) 2009-01-05 2009-01-05 參考電壓／電流產生系統之佈局

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW98100064A TWI410185B (zh) 2009-01-05 2009-01-05 參考電壓／電流產生系統之佈局

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201028053A TW201028053A (en) 2010-07-16
TWI410185B true TWI410185B (zh) 2013-09-21

Family

ID=44853389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW98100064A TWI410185B (zh) 2009-01-05 2009-01-05 參考電壓／電流產生系統之佈局

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI410185B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW381206B (en) * 1995-12-11 2000-02-01 Mitsubishi Electric Corp Jp Intermediate potential generating circuit
TWI221950B (en) * 2002-11-06 2004-10-11 Samsung Electronics Co Ltd Apparatus and method to correct a reference voltage

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW381206B (en) * 1995-12-11 2000-02-01 Mitsubishi Electric Corp Jp Intermediate potential generating circuit
TWI221950B (en) * 2002-11-06 2004-10-11 Samsung Electronics Co Ltd Apparatus and method to correct a reference voltage

Also Published As

Publication number Publication date
TW201028053A (en) 2010-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8063623B2 (en) Analog compensation circuit
JP4499696B2 (ja) 基準電流生成装置
JP6981962B2 (ja) レギュレータ回路
JP2008015925A (ja) 基準電圧発生回路
JP6805005B2 (ja) リーク電流補償回路及び半導体装置
US20060022745A1 (en) Semiconductor integrated circuit device
JP2007065831A (ja) 定電流回路
US7154981B2 (en) Termination circuit
JP7265140B2 (ja) 電源制御用半導体装置および出力電圧可変電源装置並びに設計方法
JP2010041013A (ja) 保護回路
US8928396B2 (en) Electronic circuit and semiconductor device
JP6320546B2 (ja) 演算増幅回路
TWI410185B (zh) 參考電壓／電流產生系統之佈局
WO2015114923A1 (ja) 半導体集積回路装置
JP5599993B2 (ja) 半導体装置
JPH08139579A (ja) 電流源及び半導体集積回路装置
JP7176713B2 (ja) 信号レベル変換回路及び表示駆動デバイス
JP4868868B2 (ja) 基準電圧発生回路
TWI516891B (zh) 電壓轉換裝置及其電子系統
JP2013258266A (ja) 半導体装置
US8148971B2 (en) Layout of a reference generating system
JP5175131B2 (ja) 半導体集積回路装置
JP5551731B2 (ja) 非反転バッファ回路
JP2017112518A (ja) 半導体装置
JP2010016052A (ja) 電流供給回路および電圧比較回路

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees