TWI720610B - 帶隙參考電壓產生電路 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種帶隙參考電壓產生電路，包含一參考電壓產生電路、一電流產生電路、一分流電路以及一第一連接路徑切換電路。參考電壓產生電路係在其第一與第二電流輸入端形成一參考電壓。電流產生電路之第一與第二輸入端係分別連接至第一與第二電流輸入端。電流產生電路係產生一第一電流，用以偏壓參考電壓產生電路。分流電路具有一電流輸入端、一第一電流輸出端以及一第二電流輸出端。第一連接路徑切換電路用以切換電流產生電路之第一輸入端以及第二輸入端與分流電路之第一電流輸入端以及第二電流輸入端之間的連接路徑。

Description

帶隙參考電壓產生電路
本發明係有關於一種帶隙參考電壓產生電路，特別是有關於一種可避免電阻誤差的存在造成參考電壓受溫度影響的帶隙參考電壓產生電路。
請參閱第1圖，其顯示習知的帶隙參考電壓產生電路之簡易電路圖。如第1圖所示，習知的帶隙參考電壓產生電路包含至少兩個雙載子接面電晶體Q1與Q2、PMOS電晶體M1、多個電阻R1A、R1B、R2與R3以及一運算放大器OP。 電阻R3電性連接於PMOS電晶體M1以及電阻R1A之間，電阻R1A以及電阻R1B之一端電性連接電阻R3，而電阻R1A以及電阻R1B之另一端分別電性連接運算放大器OP之負輸入端以及正輸入端。電阻R2電性連接於電阻R1B以及雙載子接面電晶體Q2之射極之間。
雙載子接面電晶體Q1與Q2為PNP雙載子接面電晶體，而且雙載子接面電晶體Q2的射極面積是PNP雙載子接面電晶體Q1的複數倍，所以PNP雙載子接面電晶體Q2的基射極電壓VBE2不同於PNP雙載子接面電晶體Q1的基射極電壓VBE1。
回饋機制使得運算放大器OP的兩個輸入端之電壓保持相等。當電阻R1A的電阻值等於電阻R1B，使得流過PNP雙載子接面電晶體Q1和Q2的電流相 等。由於PNP雙載子接面電晶體Q2的射極面積是PNP雙載子接面電晶體Q1的數倍，所以PNP雙載子接面電晶體Q2的基射電壓VBE2不同於PNP雙載子接面電晶體Q1的基射電壓VBE1，PNP雙載子接面電晶體Q1的基射電壓VBE1減去PNP雙載子接面電晶體Q2的基射電壓VBE2為△VBE，而參考電壓VOUT的計算如以下方程式(1)所示。
由於正向導通的基射電壓VBE1有負的溫度係數，即
Figure 108132659-A0305-02-0004-33
為負值， 而△VBE是正的溫度係數，即
Figure 108132659-A0305-02-0004-34
為正值。因此，為了獲得與溫度無關的參考電 壓VOUT，即
Figure 108132659-A0305-02-0004-36
，可調節參數
Figure 108132659-A0305-02-0004-35
，如以下方程式(2)(3)所示。
Figure 108132659-A0305-02-0004-8
Figure 108132659-A0305-02-0004-9
Figure 108132659-A0305-02-0004-10
但是實際上，即使有精確控制，電阻R1A與電阻R1B的電阻值還是會有誤差存在，造成習知的帶隙參考電壓產生電路不能有效地輸出與溫度無關的參考電壓VOUT。以下將說明上述電阻誤差對參考電壓VOUT與溫度相關性的影響。
假設電阻誤差為ε，如方程式(4)所示，而流向電阻R1A與電阻R1B的電流分別為I1以及I2，流經電阻R3的電流為I3。根據方程式(6)與(7)，可推導出參考電壓VOUT與電阻誤差ε的關係，而方程式(8)表示參考電壓VOUT與溫度相關性。
R 1A =R 1(1+ε),R 1B =R 1.........方程式(4)
Figure 108132659-A0305-02-0004-11
Figure 108132659-A0305-02-0005-12
Figure 108132659-A0305-02-0005-14
Figure 108132659-A0305-02-0005-15
Figure 108132659-A0305-02-0005-16
因此，如果仍根據方程式(3)來調節電阻參數，則參考電壓VOUT仍受溫度影響，而方程式(9)表示參考電壓VOUT受溫度的影響與電阻誤差ε有關。
本發明之一目的在於提供一種帶隙參考電壓產生電路，以避免電阻誤差的存在造成帶隙參考電壓產生電路之參考電壓受溫度影響。
根據一實施例，本發明提供一種帶隙參考電壓產生電路，包含一參考電壓產生電路、一電流產生電路、一分流電路、一第一連接路徑切換電路以及一控制電路。參考電壓產生電路具有一第一電流輸入端以及一第二電流輸入端，且參考電壓產生電路係分別在第一電流輸入端以及第二電流輸入端形成一參考電壓。電流產生電路具有一第一輸入端以及一第二輸入端，而第一輸入端以及第二輸入端係分別電性連接至第一電流輸入端以及第二電流輸入端。電流產生電路係產生一第一電流，用以偏壓參考電壓產生電路。分流電路具有一電流輸入端、一第一電流輸出端以及一第二電流輸出端。電流輸入端係接收第一電流，其中分流電路之電流輸入端之電壓係作為帶隙參考電壓產生電路之一輸出電壓。第一連接路徑切換電路電性連接於電流產生電路與分流電路之間， 且用以切換電流產生電路之第一輸入端以及第二輸入端與分流電路之第一電流輸入端以及第二電流輸入端之間的連接路徑。控制電路產生一第一控制訊號以週期性地控制第一連接路徑切換電路之切換操作。
根據一實施例，分流電路可包含一第一電阻、一第二電阻以及一第三電阻。第一電阻之一端係電性連接電流產生電路而另一端係電性連接第二電阻以及第三電阻之一端，而第二電阻以及第三電阻之另一端係電性連接第一連接路徑切換電路。
根據一實施例，參考電壓產生電路包含一第一雙載子接面電晶體、一第二雙載子接面電晶體以及一第四電阻。第一雙載子接面電晶體之射極係電性連接第一連接路徑切換電路，第一雙載子接面電晶體之基極與集極彼此電性連接，第二雙載子接面電晶體之射極係電性連接第四電阻之一端，第二雙載子接面電晶體之基極與集極係電性連接第一雙載子接面電晶體之基極，第四電阻之另一端係電性連接第一連接路徑切換電路。第二雙載子接面電晶體之射極面積係為第一雙載子接面電晶體之射極面積的複數倍。
根據一實施例，第一連接路徑切換電路包含一第一開關、一第二開關、一第三開關以及一第四開關。第一開關以及第二開關之一端係電性連接分流電路之第一電流輸出端，而第一開關以及第二開關之另一端係分別電性連接參考電壓產生電路之第一電流輸入端以及第二電流輸入端，第三開關以及第四開關之一端係電性連接分流電路之第二電流輸出端，而第三開關以及第四開關之另一端係分別電性連接參考電壓產生電路之第一電流輸入端以及第二電流輸入端。
根據一實施例，電流產生電路包含一第一運算放大器、一訊號濾波器以及一MOS電晶體。第一運算放大器之一第一輸入端係作為電流產生電路之第一輸入端，第一運算放大器之一第二輸入端係作為電流產生電路之第二輸 入端，第一運算放大器之一輸出端係電性連接訊號濾波器之一輸入端，訊號濾波器之一輸出端係電性連接MOS電晶體之閘極，MOS電晶體之源極係接收一供應電壓，而MOS電晶體之汲極係輸出第一電流。
根據一實施例，電流產生電路包含一第二運算放大器、一訊號濾波器以及一MOS電晶體。第二運算放大器之一第一輸入端係作為電流產生電路之第一輸入端，第二運算放大器之一第二輸入端係作為電流產生電路之第二輸入端，第二運算放大器之一輸出端係電性連接訊號濾波器之一輸入端，訊號濾波器之一輸出端係電性連接MOS電晶體之閘極，MOS電晶體之源極係接收一供應電壓，而MOS電晶體之汲極係輸出第一電流。帶隙參考電壓產生電路更包含一第二連接路徑切換電路，電性連接於電流產生電路與第一連接路徑切換電路之間，且用以切換電流產生電路之第二運算放大器之兩個輸入端與第一連接路徑切換電路之二個輸出端之間的連接路徑。第二運算放大器之二輸入端之極性係為可互換。
根據一實施例，控制電路係產生一第二控制訊號以週期性地控制第二連接路徑切換電路之切換操作以及互換第二運算放大器之二輸入端之極性。
根據一實施例，本發明提供一種帶隙參考電壓產生電路，其包含一參考電壓產生電路、一電流產生電路、一分流電路、一連接路徑切換電路以及一控制電路。參考電壓產生電路具有一第一電流輸入端以及一第二電流輸入端，參考電壓產生電路係分別在第一電流輸入端以及第二電流輸入端形成一參考電壓。電流產生電路具有一第一輸入端以及一第二輸入端，第一輸入端以及第二輸入端係分別電性連接至第一電流輸入端以及第二電流輸入端，電流產生電路係用以產生一第一電流，用以偏壓參考電壓產生電路。電流產生電路包含一運算放大器、一訊號濾波器以及一MOS電晶體。運算放大器之一第一輸入端 係作為電流產生電路之第一輸入端，運算放大器之一第二輸入端係作為電流產生電路之第二輸入端，運算放大器之一輸出端係電性連接訊號濾波器之一輸入端，且運算放大器之二輸入端之極性係為可互換，訊號濾波器之一輸出端係電性連接MOS電晶體之閘極，MOS電晶體之源極係接收一供應電壓，而MOS電晶體之汲極係輸出第一電流。分流電路具有一電流輸入端、一第一電流輸出端以及一第二電流輸出端，電流輸入端係接收第一電流。分流電路之電流輸入端之電壓係作為帶隙參考電壓產生電路之一輸出電壓。連接路徑切換電路電性連接於電流產生電路與參考電壓產生電路之間，且用以切換電流產生電路之第一輸入端以及第二輸入端與參考電壓產生電路之第一電流輸入端以及第二電流輸入端之間的連接路徑。控制電路係產生一第一控制訊號以週期性地控制連接路徑切換電路之切換操作，以及一第二控制訊號以週期性地互換運算放大器之該二輸入端之極性。
根據一實施例，分流電路包含一第一電阻、一第二電阻以及一第三電阻。第一電阻之一端係電性連接電流產生電路而另一端係電性連接第二電阻以及該第三電阻之一端，而第二電阻以及第三電阻之另一端係電性連接連接路徑切換電路。
根據一實施例，連接路徑切換電路包含一第一開關、一第二開關、一第三開關以及一第四開關。第一開關以及第二開關之一端係電性連接電流產生電路之第一輸入端，而第一開關以及第二開關之另一端係分別電性連接參考電壓產生電路之第一電流輸入端以及第二電流輸入端，第三開關以及第四開關之一端係電性連接電流產生電路之第二輸入端，而第三開關以及第四開關之另一端係分別電性連接參考電壓產生電路之第一電流輸入端以及第二電流輸入端。
10:電流產生電路
101:第一輸入端
102:第二輸入端
20、21:分流電路
201:第一電流輸出端
202:第二電流輸出端
203:電流輸入端
31:第一連接路徑切換電路
32:第二連接路徑切換電路
33:第三連接路徑切換電路
40、41:參考電壓產生電路
401:第一電流輸入端
402:第二電流輸入端
50:控制電路
501:第一控制訊號
501a:第一控制訊號的反相訊號
502:第二控制訊號
502a:第二控制訊號的反相訊號
503:第三控制訊號
NF:凹口濾波器
C:電容
IB1:第一電流
OP、OP1、OP2:運算放大器
R1A、R1B、R2、R3:電阻
S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12:開關
Q1:第一雙載子接面電晶體
Q2:第二雙載子接面電晶體
M1:PMOS電晶體
第1圖係為習知的帶隙參考電壓產生電路之示意電路圖。
第2圖係為本發明之一帶隙參考電壓產生電路之方塊圖。
第3圖係為本發明之一帶隙參考電壓產生電路之第一實施例之示意電路圖。
第4A與4B圖係為本發明之一帶隙參考電壓產生電路之第一實施例之不同操作狀態的示意電路圖。
第5圖係為本發明之一帶隙參考電壓產生電路之第二實施例之示意電路圖。
第6A至6D圖係為本發明之一帶隙參考電壓產生電路之第二實施例之不同操作狀態的示意電路圖。
第7圖係為本發明之一帶隙參考電壓產生電路之第二實施例之控制訊號時序圖。
第8圖係為本發明之一帶隙參考電壓產生電路之第三實施例之示意電路圖。
第9A與9D圖係為本發明之一帶隙參考電壓產生電路之第三實施例之不同操作狀態的示意電路圖。
以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發明之實施方式，藉此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題並達成技術功效的實現過程能充分理解並據以實施。
請參閱第2圖，其係為本發明之一帶隙參考電壓產生電路之方塊圖。如第2圖所示，帶隙參考電壓產生電路可包含一電流產生電路10、一分流電路20、一第一連接路徑切換電路31以及一參考電壓產生電路40。
參考電壓產生電路40係具有第一電流輸入端401以及第二電流輸入端402，且參考電壓產生電路40分別在該第一電流輸入端401以及該第二電流輸入端402形成一參考電壓。在一實施例中，參考電壓產生電路40可包含一第一雙載子接面電晶體以及一第二雙載子接面電晶體，且第二雙載子接面電晶體之射極面積係為第一雙載子接面電晶體之射極面積的複數倍，其細節將於以下段落說明。
電流產生電路10係具有一第一輸入端以及101以及一第二輸入端102，第一輸入端101以及第二輸入端102係分別電性連接至第一電流輸入端401以及第二電流輸入端402，以接收參考電壓。電流產生電路10係產生並輸出一第一電流IB1，第一電流IB1可經過分流電路20與第一連接路徑切換電路31而流入參考電壓產生電路40，以偏壓參考電壓產生電路40。
分流電路20具有一電流輸入端203、一第一電流輸出端201以及一第二電流輸出端202，電流輸入端203係接收第一電流IB1，且電流輸入端203之電壓係作為帶隙參考電壓產生電路之一輸出電壓。從第一電流輸出端201以及第二電流輸出端202流出的電流符合一預設比例，例如從第一電流輸出端201的電流等於從第二電流輸出端202流出的電流。
在一實施例中，分流電路20可包含一第一電阻、一第二電阻以及一第三電阻，第一電阻之一端係電性連接電流產生電路10，而第一電阻之另一端係電性連接第二電阻以及第三電阻之一端，而第二電阻以及第三電阻之另一端係電性連接第一連接路徑切換電路31。在一較佳實施例中，第二電阻以及第 三電阻具有大致相同的電阻值，使得流經第二電阻的電流與流經第三電阻的電流大致相同。
第一連接路徑切換電路31係電性連接於電流產生電路10與分流電路20之間，且用以切換電流產生電路10之第一輸入端101以及第二輸入端102與分流電路20之第一電流輸出端201以及第二電流輸出端202之間的連接路徑。
在一實施例中，第一連接路徑切換電路31可包含一第一開關、一第二開關、一第三開關以及一第四開關，第一開關以及第二開關之一端係電性連接分流電路20之第一電流輸出端201，而第一開關以及第二開關之另一端係分別電性連接參考電壓產生電路40之第一電流輸入端401以及第二電流輸入端402，第三開關以及第四開關之一端係電性連接分流電路20之第二電流輸出端202，而第三開關以及第四開關之另一端係分別電性連接參考電壓產生電路40之第一電流輸入端401以及第二電流輸入端402。
控制電路50係產生一第一控制訊號501以週期性地控制第一連接路徑切換電路31之切換操作。例如，第一控制訊號501可週期性地控制上述第一開關、第二開關、第三開關以及第四開關，當第一開關以及第四開關導通時，第二開關以及第三開關關閉；當第二開關以及第三開關導通時，第一開關以及第四開關關閉。
理想上，從第一電流輸出端201以及第二電流輸出端202流出的電流必須符合一預設比例，例如從第一電流輸出端201的電流等於從第二電流輸出端202流出的電流，藉此消除參考電壓VOUT與溫度相關性。分流電路20會配置兩個電阻來分別控制從第一電流輸出端201以及第二電流輸出端202流出的電流，並設定兩個電阻的電阻值使得從第一電流輸出端201以及第二電流輸出端202流出的電流符合預設比例。但是，在實際應用，即使再怎麼精準控制電阻的電阻 值，上述兩個電阻的電阻值仍會有些微差異ε。上述內容說明，兩個電阻之電阻值之間的些微差異ε會影響參考電壓VOUT與溫度相關性。
由於第一連接路徑切換電路31週期性地切換電流產生電路10之第一輸入端101以及第二輸入端102與分流電路20之第一電流輸出端201以及第二電流輸出端202之間的連接路徑，因此電流產生電路10之第一輸入端101會週期性地電性連接到分流電路20之不同電阻，同時電流產生電路10之第二輸入端102也會週期性地電性連接到分流電路20之不同電阻，因此可有效降低分流電路20之多個電阻之間的電阻值差異對參考電壓VOUT與溫度相關性的影響。
請參閱第3圖、以及第4A與4B圖，其分別為本發明之一帶隙參考電壓產生電路之第一實施例之示意電路圖、以及本發明之一帶隙參考電壓產生電路之第一實施例之不同操作狀態的示意電路圖。
如第3圖所示，帶隙參考電壓產生電路之第一實施例可包含一參考電壓產生電路41、電流產生電路、一分流電路21、一第一連接路徑切換電路31。參考電壓產生電路41包含一第一雙載子接面電晶體Q1、一第二雙載子接面電晶體Q2以及一電阻R2。第一雙載子接面電晶體Q1之射極係電性連接電流產生電路，以接收電流產生電路產生的電流。第一雙載子接面電晶體Q1之基極與集極彼此電性連接且接地。第二雙載子接面電晶體Q2之射極係電性連接電阻R2之一端，第二雙載子接面電晶體Q2之基極與集極係電性連接第一雙載子接面電晶體Q1之基極。電阻R2之另一端係電性連接第一連接路徑切換電路31。第二雙載子接面電晶體Q2之射極面積係為第一雙載子接面電晶體Q1之射極面積的複數倍。
電流產生電路包含一運算放大器OP1、一訊號濾波器、一PMOS電晶體M1以及一電容C。在此實施例中，訊號濾波器係以凹口濾波器(notch filter)NF來實現，但本發明不以此為限制。電容C電性連接PMOS電晶體M1。運算放大 器OP1之一正輸入端係電性連接電阻R2之一端，例如節點ND2，而負輸入端係電性連接第一雙載子接面電晶體Q1之射極，例如節點ND1。運算放大器OP1之一輸出端係電性連接凹口濾波器NF之一輸入端，而凹口濾波器NF之一輸出端係電性連接PMOS電晶體M1之閘極。電容C電性連接PMOS電晶體M1之源極以及閘極。 PMOS電晶體M1之源極係接收一供應電壓VDD，而PMOS電晶體M1之汲極係輸出第一電流IB1。
凹口濾波器NF可根據第三控制訊號503對運算放大器OP1之輸出訊號進行濾波。第一控制訊號501的頻率與第三控制訊號503的頻率呈偶數倍關係，在一較佳實施例中，第一控制訊號501的頻率以及與第三控制訊號503的頻率的比例為2：1。
分流電路21包含電阻R3、R1A以及R1B，電阻R3之一端係電性連接PMOS電晶體M1之汲極，而電阻R3之另一端係電性連接電阻R1A以及R1B之一端。
第一連接路徑切換電路31包含一開關S1、一開關S2、一開關S3以及一開關S4。開關S1以及S2之一端係電性連接分流電路21之電阻R1A之另一端，而開關S1以及S2之另一端係分別電性連接節點ND2以及ND1，開關S3以及S4之一端係電性連接分流電路21之電阻R1B之另一端，而開關S3以及S4之另一端係分別電性連接節點ND2以及ND1。
開關S1以及S4係同步操作，而開關S2以及S3係同步操作，而且開關S1以及S4係與開關S2以及S3相反操作。換句話說，當開關S1以及S4導通時，開關S2以及S3關閉，如第4A圖所示；當開關S1以及S4關閉時，開關S2以及S3導通，如第4B圖所示。
第一連接路徑切換電路31接收一第一控制訊號501，而開關S1、S2、S3以及S4根據第一控制訊號501進行操作。實際應用時，第一連接路徑切換電路31可使用一反相器以產生第一控制訊號501的反相訊號501a，第一控制訊號 501用以控制開關S1與S4，而反相訊號501a用以控制開關S2與S3；或者，第一控制訊號501係為一訊號組，包含兩個互為反相的控制訊號。
如上所述，當第一連接路徑切換電路31週期性切換連接路徑時，運算放大器OP1之一正輸入端係週期性地依序電性連接到電阻R1A與R1B，同樣地，運算放大器OP1之一負輸入端係週期性地依序電性連接到電阻R1B與R1A，藉此可有效降低分流電路20之電阻R1A與R1B之間的電阻值差異對帶隙參考電壓產生電路之輸出電壓VOUT與溫度相關性的影響。
請參閱第5圖、第6A至6D圖、以及第7圖，其分別為本發明之一帶隙參考電壓產生電路之第二實施例之示意電路圖、本發明之一帶隙參考電壓產生電路之第二實施例之不同操作狀態的示意電路圖、以及本發明之一帶隙參考電壓產生電路之第二實施例之控制訊號時序圖。
理想上，運算放大器之兩個輸入端之間的電壓差應為0V，但是在實際應用，運算放大器之兩個輸入端之間仍存在不為0V的電壓差。為了消除運算放大器之兩個輸入端之間的電壓差，運算放大器可週期性地切換兩個輸入端的極性，而帶隙參考電壓產生電路之第二實施例係使用此種運算放大器。
第二實施例與第一實施例不同之處在於第二實施例更包含第二連接路徑切換電路32，而且電流產生電路所包含的運算放大器OP2之兩個輸入端的極性可以互換。
第二連接路徑切換電路32係電性連接於電流產生電路10與第一連接路徑切換電路31之間，且用以切換電流產生電路10之運算放大器OP2之兩個輸入端與第一連接路徑切換電路31之二個輸出端(即節點ND3與ND4)之間的連接路徑。
第二連接路徑切換電路32可包含開關S5、S6、S7與S8，開關S5與S6之一端係電性連接運算放大器OP2之第一輸入端，而開關S5與S6之另一端係 分別電性連接第一連接路徑切換電路31之二個輸出端，即節點ND3與ND4。開關S7與S8之一端係電性連接運算放大器OP2之第二輸入端，而開關S7與S8之另一端係分別電性連接第一連接路徑切換電路31之二個輸出端，即節點ND3與ND4。
開關S5以及S8係同步操作，而開關S6以及S7係同步操作，而且開關S5以及S8係與開關S6以及S7相反操作。換句話說，當開關S5以及S8導通時，開關S6以及S7關閉，如第6A與6B圖所示；當開關S5以及S8關閉時，開關S6以及S7導通，如第6C與6D圖所示。
第二連接路徑切換電路32係接收一第二控制訊號502，而開關S5、S6、S7以及S8根據第二控制訊號502進行操作，而第二控制訊號502可包含兩個訊號，用以分別控制開關S5與S8、以及開關S6與S7；或者，第二連接路徑切換電路32可包含一反相器，用以產生第二控制訊號502之反相訊號502a，第二控制訊號502用以控制開關S5與S8，而第二控制訊號502之反相訊號502a用以控制開關S6與S7；同樣的機制也可適用於第一控制訊號501，第一控制訊號501用以控制開關S1與S4，而第一控制訊號501之反相訊號501a用以控制開關S2與S3，如第7圖所示。
此外，運算放大器OP2之兩個輸入端的極性可根據第二控制訊號502而互換，例如，在第6A與6B圖中，運算放大器OP2的第一輸入端為正輸入端而第二輸入端為負輸入端；在第6C與6D圖中，運算放大器OP2的第一輸入端為負輸入端而第二輸入端為正輸入端。第一控制訊號501的頻率、第二控制訊號502的頻率以及與第三控制訊號503的頻率呈偶數倍關係，例如，第一控制訊號501的頻率與第二控制訊號502的頻率的比例為1：2或是2：1；在一較佳實施例中，第一控制訊號501的頻率、第二控制訊號502的頻率以及第三控制訊號503的頻率為4：2：1，如第7圖所示。換句話說，每次運算放大器OP2之兩個輸入端的極性互換後，運算放大器OP2之每一個輸入端都會依序電性連接分流電路21的電阻R1A與 R1B，藉由週期性地進行上述操作，可有效降低分流電路20之電阻R1A與R1B之間的電阻值差異對參考電壓VOUT與溫度相關性的影響。
第8圖、以及第9A與9B圖，其分別為本發明之一帶隙參考電壓產生電路之第三實施例之示意電路圖、以及本發明之一帶隙參考電壓產生電路之第三實施例之不同操作狀態的示意電路圖。
第三實施例與上述實施例不同之處在於第三實施例之連接路徑切換電路33係電性連接於電流產生電路與參考電壓產生電路41之間，而且電流產生電路所包含之運算放大器OP2之兩個輸入端的極性可以互換。
連接路徑切換電路33可根據第一控制訊號501切換電流產生電路之兩個輸入端與參考電壓產生電路41之兩個電流輸入端之間的連接路徑。運算放大器OP2可根據一第二控制訊號502以互換其二輸入端之極性，第二控制訊號502之頻率與第一控制訊號501成偶數倍關係，在一較佳實施例中，第一控制訊號501的頻率、第二控制訊號502的頻率以及與第三控制訊號503的頻率為4：2：1。
連接路徑切換電路33包含開關S9、S10、S11以及S12。開關S9以及S10之一端係電性連接運算放大器OP2之第一輸入端，即節點ND6，而開關S9以及S10之另一端係分別電性連接雙載子接面電晶體Q1之射極以及電阻R2，開關S11以及S12之一端係電性連接運算放大器OP2之第二輸入端，即節點ND5，開關S11以及S12之另一端係分別電性連接雙載子接面電晶體Q1之射極以及電阻R2。
開關S9以及S12係同步操作，而開關S10以及S11係同步操作，而且開關S9以及S12係與開關S10以及S11相反操作。換句話說，當開關S9以及S12導通時，開關S10以及S11關閉，如第9A與9B圖所示；當開關S9以及S12關閉時，開關S10以及S11導通，如第9C與9D圖所示。在實際應用時，連接路徑切換電路 33可使用一反相器以產生第二控制訊號502的反相訊號，第二控制訊號502用以控制開關S9與S12，而第二控制訊號502的反相訊號用以控制開關S10與S11。
在一較佳實施例中，第一控制訊號501的頻率以及第二控制訊號502的頻率之比例為2：1，換句話說，每次運算放大器OP2之兩個輸入端的極性互換後，運算放大器OP2之每一個輸入端都會依序電性連接雙載子接面電晶體Q1之射極以及電阻R2，因此電阻R1A與R1B之間的電阻值差異造成的影響可週期性地施加上運算放大器OP2之兩個輸入端。藉此，可有效降低分流電路21之電阻R1A與R1B之間的電阻值差異對參考電壓VOUT與溫度相關性的影響。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
10:電流產生電路
101:第一輸入端
102:第二輸入端
20:分流電路
201:第一電流輸出端
202:第二電流輸出端
203:電流輸入端
31:第一連接路徑切換電路
40:參考電壓產生電路
401:第一電流輸入端
402:第二電流輸入端
50:控制電路
501:第一控制訊號
IB1:第一電流

Claims (10)

  1. 一種帶隙參考電壓產生電路，包含：一參考電壓產生電路，具有一第一電流輸入端以及一第二電流輸入端，該參考電壓產生電路係分別在該第一電流輸入端以及該第二電流輸入端形成一參考電壓；一電流產生電路，具有一第一輸入端以及一第二輸入端，該第一輸入端以及該第二輸入端係分別電性連接至該第一電流輸入端以及該第二電流輸入端，該電流產生電路係用以產生一第一電流，用以偏壓該參考電壓產生電路；一分流電路(current divider circuit)，具有一電流輸入端、一第一電流輸出端以及一第二電流輸出端，該電流輸入端係接收該第一電流，其中該分流電路之該電流輸入端之電壓係作為該帶隙參考電壓產生電路之一輸出電壓；以及一第一連接路徑切換電路，電性連接於該電流產生電路與該分流電路之間，且用以切換該電流產生電路之該第一輸入端以及該第二輸入端與該分流電路之該第一電流輸入端以及該第二電流輸入端之間的連接路徑；以及一控制電路，係產生一第一控制訊號以週期性地控制該第一連接路徑切換電路之切換操作。
  2. 如請求項1所述之帶隙參考電壓產生電路，其中該分流電路包含一第一電阻、一第二電阻以及一第三電阻，該第一電阻之一端係電性連接該電流產生電路而另一端係電性連接該第二電阻以及該第三電阻之一端，而該第二電阻以及該第三電阻之另一端係電性連接該第一連接路徑切換電路。
  3. 如請求項1所述之帶隙參考電壓產生電路，其中該參考電壓產生電路包含一第一雙載子接面電晶體、一第二雙載子接面電晶體以及一第四電阻，該第一雙載子接面電晶體之射極係電性連接該第一連接路徑切換電路，該第一雙載子接面電晶體之基極與集極彼此電性連接，該第二雙載子接面電晶體之射極係電性連接該第四電阻之一端，該第二雙載子接面電晶體之基極與集極係電性連接該第一雙載子接面電晶體之該基極，該第四電阻之另一端係電性連接該第一連接路徑切換電路，其中該第二雙載子接面電晶體之射極面積係為該第一雙載子接面電晶體之射極面積的複數倍。
  4. 如請求項1所述之帶隙參考電壓產生電路，其中該第一連接路徑切換電路包含一第一開關、一第二開關、一第三開關以及一第四開關，該第一開關以及該第二開關之一端係電性連接該分流電路之該第一電流輸出端，而該第一開關以及該第二開關之另一端係分別電性連接該參考電壓產生電路之該第一電流輸入端以及該第二電流輸入端，該第三開關以及該第四開關之一端係電性連接該分流電路之該第二電流輸出端，而該第三開關以及該第四開關之另一端係分別電性連接該參考電壓產生電路之該第一電流輸入端以及該第二電流輸入端。
  5. 如請求項1所述之帶隙參考電壓產生電路，其中該電流產生電路包含一第一運算放大器、一訊號濾波器、以及一MOS電晶體，該第一運算放大器之一第一輸入端係作為該電流產生電路之該第一輸入端，該第一運算放大器之一第二輸入端係作為該電流產生電路之該第二輸入端，該第一運算放大器之一輸出端係電性連接該訊號濾波器之一輸入端，該訊號濾波器之一輸出端係電性連接該MOS電晶體之閘極，該MOS電晶體之源極係接收一供應電壓，而該MOS電晶體之汲極係輸出該第一電流。
  6. 如請求項1所述之帶隙參考電壓產生電路，其中該電流產生 電路包含一第二運算放大器、一訊號濾波器、以及一MOS電晶體，該第二運算放大器之一第一輸入端係作為該電流產生電路之該第一輸入端，該第二運算放大器之一第二輸入端係作為該電流產生電路之該第二輸入端，該第二運算放大器之一輸出端係電性連接該訊號濾波器之一輸入端，該訊號濾波器之一輸出端係電性連接該MOS電晶體之閘極，該MOS電晶體之源極係接收一供應電壓，而該MOS電晶體之汲極係輸出該第一電流；其中該帶隙參考電壓產生電路更包含一第二連接路徑切換電路，電性連接於該電流產生電路與該第一連接路徑切換電路之間，且用以切換該電流產生電路之該第二運算放大器之兩個輸入端與該第一連接路徑切換電路之二個輸出端之間的連接路徑；其中該第二運算放大器之二輸入端之極性係為可互換。
  7. 如請求項6所述之帶隙參考電壓產生電路，其中該控制電路係產生一第二控制訊號以週期性地控制該第二連接路徑切換電路之切換操作以及互換該第二運算放大器之該二輸入端之極性。
  8. 一種帶隙參考電壓產生電路，包含：一參考電壓產生電路，具有一第一電流輸入端以及一第二電流輸入端，該參考電壓產生電路係分別在該第一電流輸入端以及該第二電流輸入端形成一參考電壓；一電流產生電路，具有一第一輸入端以及一第二輸入端，該第一輸入端以及該第二輸入端係分別電性連接至該第一電流輸入端以及該第二電流輸入端，該電流產生電路係用以產生一第一電流，用以偏壓該參考電壓產生電路，其中該電流產生電路包含一運算放大器、一訊號濾波器以及一 MOS電晶體，該運算放大器之一第一輸入端係作為該電流產生電路之該第一輸入端，該運算放大器之一第二輸入端係作為該電流產生電路之該第二輸入端，該運算放大器之一輸出端係電性連接該訊號濾波器之一輸入端，且該運算放大器之二輸入端之極性係為可互換，該訊號濾波器之一輸出端係電性連接該MOS電晶體之閘極，該MOS電晶體之源極係接收一供應電壓，而該MOS電晶體之汲極係輸出該第一電流；一分流電路，具有一電流輸入端、一第一電流輸出端以及一第二電流輸出端，該電流輸入端係接收該第一電流，其中該分流電路之該電流輸入端之電壓係作為該帶隙參考電壓產生電路之一輸出電壓；以及一連接路徑切換電路，電性連接於該電流產生電路與該參考電壓產生電路之間，且用以切換該電流產生電路之該第一輸入端以及該第二輸入端與該參考電壓產生電路之該第一電流輸入端以及該第二電流輸入端之間的連接路徑；一控制電路，係產生一第一控制訊號以週期性地控制該連接路徑切換電路之切換操作，以及一第二控制訊號以週期性地互換該運算放大器之該二輸入端之極性。
  9. 如請求項8所述之帶隙參考電壓產生電路，其中該分流電路包含一第一電阻、一第二電阻以及一第三電阻，該第一電阻之一端係電性連接該電流產生電路而另一端係電性連接該第二電阻以及該第三電阻之一端，而該第二電阻以及該第三電阻之另一端係電性連接該連接路徑切換電路。
  10. 如請求項8所述之帶隙參考電壓產生電路，其中該連接路徑切換電路包含一第一開關、一第二開關、一第三開關以及一第四開關，該第一開關以及該第二開關之一端係電性連接該電流產生電路之該第一輸入端，而該第一開關以及該第二開關之另一端係分別電性連接該參考電壓產生電路之該第一電流輸入端以及該第二電流輸入端，該第三開關以及該第四開關之一端係電性連接該電流產生電路之該第二輸入端，而該第三開關以及該第四開關之另一端係分別電性連接該參考電壓產生電路之該第一電流輸入端以及該第二電流輸入端。
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