TWI724312B - 能隙電壓參考電路 - Google Patents
能隙電壓參考電路 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI724312B TWI724312B TW107123382A TW107123382A TWI724312B TW I724312 B TWI724312 B TW I724312B TW 107123382 A TW107123382 A TW 107123382A TW 107123382 A TW107123382 A TW 107123382A TW I724312 B TWI724312 B TW I724312B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- transistor
- voltage
- terminal
- coupled
- circuit
- Prior art date
Links
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/45—Differential amplifiers
- H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
- G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
- G05F1/563—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices including two stages of regulation at least one of which is output level responsive, e.g. coarse and fine regulation
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
- G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
- G05F1/561—Voltage to current converters
-
- 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
- G05F3/30—Regulators using the difference between the base-emitter voltages of two bipolar transistors operating at different current densities
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L5/00—Automatic control of voltage, current, or power
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
一種用以產生能隙參考電壓的能隙電壓參考電路，其包括能隙電流產生電路、差動對電路以及翻轉電壓追隨器。能隙電流產生電路用以將能隙參考電壓轉換為能隙電流，並根據能隙電流產生第一電壓及第二電壓。差動對電路耦接能隙電流產生電路以接收第一電壓及第二電壓，用以降低第一電壓與第二電壓之間的電壓差，並產生第三電壓。翻轉電壓追隨器耦接差動對電路以接收第三電壓，並據以產生能隙參考電壓。
Description
本發明是有關於一種電壓產生電路，且特別是有關於一種能隙電壓參考電路。
數位類比轉換器(DAC)、類比數位轉換器(ADC)或是低壓差穩壓器(Low-dropout regulator，LDO)通常需要至少一穩定的參考電壓。此參考電壓須在每次電源啟動時能穩定地再生，且此參考電壓須儘量不受製程差異，操作溫度變化，與電源變異等影響。
能隙電壓參考電路可用於提供上述參考電壓，因此在許多超大型積體電路系統中，能隙電壓參考電路扮演著重要角色，其可決定系統整體的穩定度與精確度。一般的能隙電壓參考電路通常採用兩級放大的電路架構，並搭配米勒電容來進行頻率補償。然而，此種能隙電壓參考電路的啟動速度通常較慢。除此之外，一般的能隙電壓參考電路的驅動能力亦不足，致使其應用受限。因此，如何提升能隙電壓參考電路的啟動速度及驅動能力，乃是本領域技術人員所面臨的重大課題之一。
有鑑於此，本發明提供一種能隙電壓參考電路，用以產生能隙參考電壓。能隙電壓參考電路包括能隙電流產生電路、差動對電路以及翻轉電壓追隨器。能隙電流產生電路用以將能隙參考電壓轉換為能隙電流，並根據能隙電流產生第一電壓及第二電壓。差動對電路耦接能隙電流產生電路以接收第一電壓及第二電壓，用以降低第一電壓與第二電壓之間的電壓差，並產生第三電壓。翻轉電壓追隨器耦接差動對電路以接收第三電壓，並據以產生能隙參考電壓。
為讓本發明的上述特徵能更明顯易懂，將於下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明。
為了使本發明內容可以被更容易明瞭，以下特舉實施例做為本發明確實能夠據以實施的範例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟，係代表相同或類似部件。
以下請參照圖1，圖1是依照本發明一實施例所繪示的能隙電壓參考電路的方塊示意圖。能隙電壓參考電路100用以產生能隙參考電壓VBG。能隙電壓參考電路100包括能隙電流產生電路120、差動對電路140以及翻轉電壓追隨器(flipped voltage follower，FVF) 160，但本發明不限於此。能隙電流產生電路120用以將能隙參考電壓VBG轉換為能隙電流，並根據此能隙電流產生第一電壓V1及第二電壓V2。差動對電路140耦接能隙電流產生電路120以接收第一電壓V1及第二電壓V2，用以降低第一電壓V1與第二電壓V2之間的電壓差，並產生第三電壓V3。翻轉電壓追隨器160耦接差動對電路140以接收第三電壓V3，並據以產生能隙參考電壓VBG。特別的是，由於翻轉電壓追隨器160的輸入端的等效電容小，因此可使差動對電路140輸出端的等效極點的頻率朝向高頻移動，以增加能隙電壓參考電路100的啟動速度或反應速度。除此之外，翻轉電壓追隨器160做為能隙電壓參考電路100的輸出級，可有效增加能隙參考電壓VBG的驅動能力。
以下請參照圖2，圖2是依照本發明一實施例所繪示的能隙電流產生電路的電路架構示意圖。能隙電流產生電路120包括第一電晶體Q1、第二電晶體Q2、第一電阻R1、第二電阻R2以及第三電阻R3，但本發明不限於此。第一電晶體Q1的第一端及控制端耦接參考電壓端VSS。第一電阻R1的第一端接收能隙參考電壓VBG，且第一電阻R1的第二端耦接第一電晶體Q1的第二端以輸出第一電壓V1。第二電晶體Q2的第一端及控制端耦接參考電壓端VSS。第二電阻R2的第一端接收能隙參考電壓VBG。第三電阻R3的第一端耦接第二電阻R2的第二端以輸出第二電壓V2，且第三電阻R2的第二端耦接第二電晶體Q2的第二端。在本發明的一實施例中，第二電晶體Q2實際上由N個第一電晶體Q1並聯連接所構成，其中N例如可為8或25等正整數。
在本發明的一實施例中，第一電晶體Q1及第二電晶體Q2中的每一者可為雙載子接面電晶體(bipolar junction transistor, BJT)，其中第一電晶體Q1及第二電晶體Q2中的每一者的第一端為雙載子接面電晶體的集極端，第一電晶體Q1及第二電晶體Q2中的每一者的控制端為該雙載子接面電晶體的基極端，且第一電晶體Q1及第二電晶體Q2中的每一者的第二端為雙載子接面電晶體的射極端，但本發明不限於此。在本發明的一實施例中，參考電壓端VSS可例如是接地電壓端或共同電壓端，但本發明不限於此。但為了方便說明，以下將以第一電晶體Q1及第二電晶體Q2為雙載子接面電晶體，以及參考電壓端VSS為接地電壓端來說明能隙電流產生電路120的運作。
請合併參照圖1及圖2，若流經第一電晶體Q1以及第二電晶體Q2的電流均為I，基於差動對電路140的增益可讓第一電壓V1驅近於第二電壓V2，則可推導出電流I如式(1)所示，且可推導出能隙參考電壓VBG如式(2)所示，其中VEB1為第一電晶體Q1的射極-基極電壓、VEB2為第二電晶體Q2的射極-基極電壓。
由於射極-基極電壓VEB1為負溫度係數，且
為正溫度係數，因此藉由適當地調整第一電阻R1及第三電阻R3的電阻值，可讓能隙參考電壓VBG不受溫度影響而為零溫度係數的電壓。
以下請參照圖3，圖3是依照本發明一實施例所繪示的差動對電路的示意圖。差動對電路140可包括運算放大器142。運算放大器142的非反相輸入端接收第一電壓V1，運算放大器142的反相輸入端接收第二電壓V2，且運算放大器142的輸出端輸出第三電壓V3。運算放大器142可將第一電壓V1與第二電壓V2的電壓差放大以產生第三電壓V3。
在本發明的一實施例中，如圖4所示，運算放大器142可包括偏壓電阻R4、第一輸入電晶體M41、第二輸入電晶體M42、第一負載電晶體L41以及第二負載電晶體L42。偏壓電阻R4的第一端耦接操作電壓端VDD。第一輸入電晶體M41的第一端耦接偏壓電阻R4的第二端。第一輸入電晶體M41的控制端接收第一電壓V1。第二輸入電晶體M42的第一端耦接偏壓電阻R4的第二端。第二輸入電晶體M42的控制端接收第二電壓V2。第一負載電晶體L41的第一端耦接參考電壓端VSS。第一負載電晶體L41的控制端與第二端相耦接並耦接第一輸入電晶體M41的第二端。第二負載電晶體L42的第一端耦接參考電壓端VSS。第二負載電晶體L42的控制端耦接第一負載電晶體L41的控制端。第二負載電晶體L42的第二端耦接第二輸入電晶體M42的第二端以輸出第三電壓V3。
在本發明的一實施例中，第一輸入電晶體M41及第二輸入電晶體M42中的每一者可為P型金氧半場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)，其中第一輸入電晶體M41及第二輸入電晶體M42中的每一者的第一端為P型金氧半場效電晶體的源極端，第一輸入電晶體M41及第二輸入電晶體M42中的每一者的控制端為P型金氧半場效電晶體的閘極端，且第一輸入電晶體M41及第二輸入電晶體M42中的每一者的第二端為P型金氧半場效電晶體的汲極端。另外，第一負載電晶體L41及第二負載電晶體L42中的每一者可為N型金氧半場效電晶體，其中第一負載電晶體L41及第二負載電晶體L42中的每一者的第一端為N型金氧半場效電晶體的源極端，第一負載電晶體L41及第二負載電晶體L42中的每一者的控制端為N型金氧半場效電晶體的閘極端，且第一負載電晶體L41及第二負載電晶體L42中的每一者的第二端為N型金氧半場效電晶體的汲極端。
以下請參照圖5，圖5是依照本發明一實施例所繪示的翻轉電壓追隨器的電路架構示意圖。翻轉電壓追隨器260可包括電流源電路262、第一電晶體MP1以及第二電晶體MP2，但本發明不限於此。電流源電路262的第一端耦接參考電壓端VSS。第一電晶體MP1的第一端與電流源電路262的第二端相耦接以提供第四電壓VA。第一電晶體MP1的控制端耦接圖1的差動對電路140以接收第三電壓V3。第二電晶體MP2的第二端耦接操作電壓端VDD。第二電晶體MP2的控制端耦接電流源電路262的第二端以接收第四電壓VA。第二電晶體MP2的第一端與第一電晶體MP1的第二端相耦接以輸出能隙參考電壓VBG。
在本發明的一實施例中，電流源電路262可包括電阻R6。電阻R6耦接在第一電晶體MP1的第一端與參考電壓端VSS之間。
在本發明的一實施例中，第一電晶體MP1及第二電晶體MP2可為P型金氧半場效電晶體，其中第一電晶體MP1及第二電晶體MP2中的每一者的第一端為P型金氧半場效電晶體的汲極端，第一電晶體MP1及第二電晶體MP2中的每一者的控制端為P型金氧半場效電晶體的閘極端，且第一電晶體MP1及第二電晶體MP2中的每一者的第二端為P型金氧半場效電晶體的源極端。
在本發明的一實施例中，第二電晶體MP2的尺寸大於第一電晶體MP1的尺寸。在本發明的另一實施例中，第二電晶體MP2的尺寸為第一電晶體MP1的尺寸的20倍至100倍，但本發明並不以此為限。可以理解的是，由於第一電晶體MP1的尺寸小，且翻轉電壓追隨器260的輸入端與輸出端之間未設置米勒電容，因此翻轉電壓追隨器260的輸入端的等效電容小，如此一來，可使圖1的差動對電路140輸出端的等效極點的頻率朝向高頻移動，以增加圖1的能隙電壓參考電路100的啟動速度或反應速度。除此之外，由於第二電晶體MP2的尺寸大而可提供較大的驅動電流，故可增加能隙參考電壓VBG的驅動能力，致使能隙電壓參考電路100可應用在有快速充放電需求的電路設計上。以下說明翻轉電壓追隨器260的整體運作。
當能隙參考電壓VBG過低時(例如能隙參考電壓VBG與第三電壓V3的壓差小於第一電晶體MP1的臨界電壓值時)，第一電晶體MP1會被截止而導致第四電壓VA下降。第四電壓VA下降會導致第二電晶體MP2被導通而自操作電壓端VDD引入電流，以讓能隙參考電壓VBG回升至預設的電壓值。
類似地，當能隙參考電壓VBG過高時(例如能隙參考電壓VBG與第三電壓V3的壓差大於第一電晶體MP1的臨界電壓值時)，第一電晶體MP1會被導通而導致第四電壓VA上升。第四電壓VA上升會導致第二電晶體MP2被截止而停止自操作電壓端VDD引入電流，以讓能隙參考電壓VBG降至預設的電壓值。
在某些高壓的應用中，操作電壓端VDD的電壓可能為高電壓，而第四電壓VA為相對較低的電壓，如此一來，可能會導致第二電晶體MP2的第二端與控制端之間的壓差過大而導致第二電晶體MP2無法被關斷，甚至承受不了高壓差而發生崩潰。基此，請參照圖6，圖6是依照本發明另一實施例所繪示的翻轉電壓追隨器的電路架構示意圖。翻轉電壓追隨器360可包括電流源電路362、第一電晶體MP1、第二電晶體MP2以及電壓調整電路364，但本發明不限於此。圖6的電流源電路362、第一電晶體MP1以及第二電晶體MP2的實施方式分別類似於圖5的電流源電路262、第一電晶體MP1以及第二電晶體MP2，故可參酌上述圖5的相關說明，在此不再贅述。
電壓調整電路364耦接在電流源電路362的第二端與第二電晶體MP2的控制端之間，用以根據第四電壓VA產生並輸出控制電壓VG至第二電晶體MP2的控制端。更進一步來說，相較於圖5的第二電晶體MP2是直接受控於第四電壓VA，圖6的第二電晶體MP2是受控於控制電壓VG，其中控制電壓VG高於第四電壓VA。可以理解的是，藉由圖6的電壓調整電路364的設計，可避免圖6的第二電晶體MP2的第二端與控制端之間的壓差過大而導致第二電晶體MP2無法被關斷或導致第二電晶體MP2崩潰。
在本發明的一實施例中，電壓調整電路364可包括第三電晶體MN1以及第四電晶體MP3。第三電晶體MN1的控制端耦接偏壓電壓端VBIAS以接收偏壓電壓，例如是固定的偏壓電壓。第三電晶體MN1的第二端耦接電流源電路362的第二端以接收第四電壓VA。第四電晶體MP3的第二端耦接操作電壓端VDD。第四電晶體MP3的控制端與第一端相耦接，並耦接第二電晶體MP2的控制端及第三電晶體MN1的第一端以輸出控制電壓VG。
在本發明的一實施例中，第三電晶體MN1可為N型金氧半場效電晶體，其中第三電晶體MN1的第一端為N型金氧半場效電晶體的汲極端，第三電晶體MN1的控制端為N型金氧半場效電晶體的閘極端，且第三電晶體MN1的第二端為N型金氧半場效電晶體的源極端。另外，第四電晶體MP3可為P型金氧半場效電晶體，其中第四電晶體MP3的第一端為P型金氧半場效電晶體的汲極端，第四電晶體MP3的控制端為P型金氧半場效電晶體的閘極端，且第四電晶體MP3的第二端為P型金氧半場效電晶體的源極端。以下說明翻轉電壓追隨器360的整體運作。
當能隙參考電壓VBG過低時(例如能隙參考電壓VBG與第三電壓V3的壓差小於第一電晶體MP1的臨界電壓值時)，第一電晶體MP1會被截止而導致第四電壓VA下降。第四電壓VA下降會導致第三電晶體MN1被導通，致使控制電壓VG降低而導通第二電晶體MP2。第二電晶體MP2導通後可自操作電壓端VDD引入電流，以讓能隙參考電壓VBG回升至預設的電壓值。
類似地，當能隙參考電壓VBG過高時(例如能隙參考電壓VBG與第三電壓V3的壓差大於第一電晶體MP1的臨界電壓值時)，第一電晶體MP1會被導通而導致第四電壓VA上升。第四電壓VA上升會導致第三電晶體MN1被截止，致使控制電壓VG上升而關斷第二電晶體MP2。第二電晶體MP2被關斷後停止自操作電壓端VDD引入電流，以讓能隙參考電壓VBG降至預設的電壓值。
以下請參照圖7，圖7是依照本發明又一實施例所繪示的翻轉電壓追隨器的電路架構示意圖。翻轉電壓追隨器360’可包括電流源電路362、第一電晶體MP1、第二電晶體MP2以及電壓調整電路364’，但本發明不限於此。圖7的電流源電路362、第一電晶體MP1、第二電晶體MP2以及電壓調整電路364’分別類似於圖6的電流源電路362、第一電晶體MP1、第二電晶體MP2以及電壓調整電路364，兩者的差異在於圖7的電壓調整電路364’採用電阻RP3來替代圖6的第四電晶體MP3。
詳細來說，圖7的電壓調整電路364’包括第三電晶體MN1及電阻RP3，其中圖7的第三電晶體MN1類似於圖6的第三電晶體MN1，而電阻RP3的第一端耦接操作電壓端VDD，且電阻RP3的第二端耦接第二電晶體MP2的控制端及第三電晶體MN1的第一端以輸出控制電壓VG。關於翻轉電壓追隨器360’的的實施細節及運作可參考上述圖6的翻轉電壓追隨器360的相關說明，在此不再贅述。
綜上所述，本發明提供一種能隙電壓參考電路，其不僅啟動速度快，且具有較高的輸出驅動能力。本發明實施例所提出的能隙電壓參考電路採用翻轉電壓追隨器來做為輸出級，由於翻轉電壓追隨器的輸入端的等效電容小，因此可讓差動對電路輸出端的等效極點的頻率朝向高頻移動，以增加能隙電壓參考電路的啟動速度或反應速度。除此之外，翻轉電壓追隨器還可有效增加能隙參考電壓的驅動能力，致使本發明實施例的能隙電壓參考電路可應用在有快速充放電需求的電路設計上。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧能隙電壓參考電路120‧‧‧能隙電流產生電路140‧‧‧差動對電路142‧‧‧運算放大器160、260、360、360’‧‧‧翻轉電壓追隨器262、362‧‧‧電流源電路364、364’‧‧‧電壓調整電路I‧‧‧電流L41‧‧‧第一負載電晶體L42‧‧‧第二負載電晶體M41‧‧‧第一輸入電晶體M42‧‧‧第二輸入電晶體MN1‧‧‧第三電晶體MP1、Q1‧‧‧第一電晶體MP2、Q2‧‧‧第二電晶體MP3‧‧‧第四電晶體R1‧‧‧第一電阻R2‧‧‧第二電阻R3‧‧‧第三電阻R4‧‧‧偏壓電阻R6、RP3‧‧‧電阻V1‧‧‧第一電壓V2‧‧‧第二電壓V3‧‧‧第三電壓VA‧‧‧第四電壓VBG‧‧‧能隙參考電壓VBIAS‧‧‧偏壓電壓端VDD‧‧‧操作電壓端VG‧‧‧控制電壓VSS‧‧‧參考電壓端
圖1是依照本發明一實施例所繪示的能隙電壓參考電路的方塊示意圖。 圖2是依照本發明一實施例所繪示的能隙電流產生電路的電路架構示意圖。 圖3是依照本發明一實施例所繪示的差動對電路的示意圖。 圖4是依照本發明一實施例所繪示的運算放大器的電路架構示意圖。 圖5是依照本發明一實施例所繪示的翻轉電壓追隨器的電路架構示意圖。 圖6是依照本發明另一實施例所繪示的翻轉電壓追隨器的電路架構示意圖。 圖7是依照本發明又一實施例所繪示的翻轉電壓追隨器的電路架構示意圖。
100‧‧‧能隙電壓參考電路
120‧‧‧能隙電流產生電路
140‧‧‧差動對電路
160‧‧‧翻轉電壓追隨器
V1‧‧‧第一電壓
V2‧‧‧第二電壓
V3‧‧‧第三電壓
VBG‧‧‧能隙參考電壓
Claims (17)
- 一種能隙電壓參考電路，用以產生一能隙參考電壓，包括：一能隙電流產生電路，用以將該能隙參考電壓轉換為一能隙電流，並根據該能隙電流產生一第一電壓及一第二電壓；一差動對電路，耦接該能隙電流產生電路以接收該第一電壓及該第二電壓，用以降低該第一電壓與該第二電壓之間的一電壓差，並產生一第三電壓；以及一翻轉電壓追隨器(flipped voltage follower)，耦接該差動對電路以接收該第三電壓，並據以產生該能隙參考電壓，其中該翻轉電壓追隨器包括：一電流源電路，該電流源電路的第一端耦接一參考電壓端；一第一電晶體，該第一電晶體的第一端與該電流源電路的第二端相耦接以提供一第四電壓，且該第一電晶體的控制端耦接該差動對電路以接收該第三電壓；以及一第二電晶體，該第二電晶體的第二端耦接一操作電壓端，該第二電晶體的控制端接收該第四電壓以及關聯於該第四電壓的一控制電壓的其中之一，且該第二電晶體的第一端與該第一電晶體的第二端相耦接以輸出該能隙參考電壓。
- 如申請專利範圍第1項所述的能隙電壓參考電路，其中該翻轉電壓追隨器更增加該能隙參考電壓的驅動能力。
- 如申請專利範圍第1項所述的能隙電壓參考電路，其中：該第二電晶體的控制端耦接該電流源電路的該第二端以接收該第四電壓。
- 如申請專利範圍第3項所述的能隙電壓參考電路，其中：該第一電晶體及該第二電晶體中的每一者為P型金氧半場效電晶體，該第一電晶體及該第二電晶體中的每一者的該第一端為該P型金氧半場效電晶體的汲極端，該第一電晶體及該第二電晶體中的每一者的該控制端為該P型金氧半場效電晶體的閘極端，且該第一電晶體及該第二電晶體中的每一者的該第二端為該P型金氧半場效電晶體的源極端。
- 如申請專利範圍第1項所述的能隙電壓參考電路，其中該翻轉電壓追隨器還包括：一電壓調整電路，耦接在該電流源電路的該第二端與該第二電晶體的控制端之間，用以根據該第四電壓產生並輸出該控制電壓至該第二電晶體的該控制端。
- 如申請專利範圍第5項所述的能隙電壓參考電路，其中該控制電壓高於該第四電壓。
- 如申請專利範圍第5項所述的能隙電壓參考電路，其中該電壓調整電路包括：一第三電晶體，該第三電晶體的控制端耦接一偏壓電壓端，且該第三電晶體的第二端耦接該電流源電路的該第二端以接收該第四電壓；以及 一第四電晶體，該第四電晶體的第二端耦接該操作電壓端，該第四電晶體的控制端與第一端相耦接並耦接該第二電晶體的該控制端及該第三電晶體的第一端以輸出該控制電壓。
- 如申請專利範圍第7項所述的能隙電壓參考電路，其中：該第一電晶體、該第二電晶體及該第四電晶體中的每一者為P型金氧半場效電晶體，該第一電晶體、該第二電晶體及該第四電晶體中的每一者的該第一端為該P型金氧半場效電晶體的汲極端，該第一電晶體、該第二電晶體及該第四電晶體中的每一者的該控制端為該P型金氧半場效電晶體的閘極端，且該第一電晶體、該第二電晶體及該第四電晶體中的每一者的該第二端為該P型金氧半場效電晶體的源極端；以及該第三電晶體為N型金氧半場效電晶體，該第三電晶體的該第一端為該N型金氧半場效電晶體的汲極端，該第三電晶體的該控制端為該N型金氧半場效電晶體的閘極端，且該第三電晶體的該第二端為該N型金氧半場效電晶體的源極端。
- 如申請專利範圍第5項所述的能隙電壓參考電路，其中該電壓調整電路包括：一第三電晶體，該第三電晶體的控制端耦接一偏壓電壓端，且該第三電晶體的第二端耦接該電流源電路的該第二端以接收該第四電壓；以及一電阻，該電阻的第一端耦接該操作電壓端，且該電阻的第二端耦接該第二電晶體的該控制端及該第三電晶體的第一端以輸 出該控制電壓。
- 如申請專利範圍第5項所述的能隙電壓參考電路，其中該電流源電路包括：一電阻，耦接在該第一電晶體的該第一端與該參考電壓端之間。
- 如申請專利範圍第5項所述的能隙電壓參考電路，其中該第二電晶體的尺寸大於該第一電晶體的尺寸。
- 如申請專利範圍第5項所述的能隙電壓參考電路，其中該第二電晶體的尺寸為該第一電晶體的尺寸的20倍至100倍。
- 如申請專利範圍第1項所述的能隙電壓參考電路，其中該能隙電流產生電路包括：一第一電晶體，該第一電晶體的第一端及控制端耦接一參考電壓端；一第二電晶體，該第二電晶體的第一端及控制端耦接該參考電壓端；一第一電阻，該第一電阻的第一端接收該能隙參考電壓，且該第一電阻的第二端耦接該第一電晶體的第二端以輸出該第一電壓；一第二電阻，該第二電阻的第一端接收該能隙參考電壓；以及一第三電阻，該第三電阻的第一端耦接該第二電阻的第二端以輸出該第二電壓，且該第三電阻的第二端耦接該第二電晶體的 第二端。
- 如申請專利範圍第13項所述的能隙電壓參考電路，其中：該第一電晶體及該第二電晶體中的每一者為雙載子接面電晶體，該第一電晶體及該第二電晶體中的每一者的該第一端為該雙載子接面電晶體的集極端，該第一電晶體及該第二電晶體中的每一者的該控制端為該雙載子接面電晶體的基極端，且該第一電晶體及該第二電晶體中的每一者的該第二端為該雙載子接面電晶體的射極端。
- 如申請專利範圍第1項所述的能隙電壓參考電路，其中該差動對電路包括：一運算放大器，該運算放大器的非反相輸入端接收該第一電壓，該運算放大器的反相輸入端接收該第二電壓，且該運算放大器的輸出端輸出該第三電壓。
- 如申請專利範圍第15項所述的能隙電壓參考電路，其中該運算放大器包括：一偏壓電阻，該偏壓電阻的第一端耦接一操作電壓端；一第一輸入電晶體，該第一輸入電晶體的第一端耦接該偏壓電阻的第二端，且該第一輸入電晶體的控制端接收該第一電壓；一第二輸入電晶體，該第二輸入電晶體的第一端耦接該偏壓電阻的該第二端，且該第二輸入電晶體的控制端接收該第二電壓；一第一負載電晶體，該第一負載電晶體的第一端耦接一參考 電壓端，且該第一負載電晶體的控制端與第二端相耦接並耦接該第一輸入電晶體的第二端；以及一第二負載電晶體，該第二負載電晶體的第一端耦接該參考電壓端，且該第二負載電晶體的控制端耦接該第一負載電晶體的該控制端，且該第二負載電晶體的第二端耦接該第二輸入電晶體的第二端以輸出該第三電壓。
- 如申請專利範圍第16項所述的能隙電壓參考電路，其中：該第一輸入電晶體及該第二輸入電晶體中的每一者為P型金氧半場效電晶體，該第一輸入電晶體及該第二輸入電晶體中的每一者的該第一端為該P型金氧半場效電晶體的源極端，該第一輸入電晶體及該第二輸入電晶體中的每一者的該控制端為該P型金氧半場效電晶體的閘極端，且該第一輸入電晶體及該第二輸入電晶體中的每一者的該第二端為該P型金氧半場效電晶體的汲極端；以及該第一負載電晶體及該第二負載電晶體中的每一者為N型金氧半場效電晶體，該第一負載電晶體及該第二負載電晶體中的每一者的該第一端為該N型金氧半場效電晶體的源極端，該第一負載電晶體及該第二負載電晶體中的每一者的該控制端為該N型金氧半場效電晶體的閘極端，且該第一負載電晶體及該第二負載電晶體中的每一者的該第二端為該N型金氧半場效電晶體的汲極端。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW107123382A TWI724312B (zh) | 2018-07-05 | 2018-07-05 | 能隙電壓參考電路 |
| CN201811097300.0A CN110690864B (zh) | 2018-07-05 | 2018-09-17 | 能隙电压参考电路 |
| US16/170,060 US10551864B2 (en) | 2018-07-05 | 2018-10-25 | Bandgap voltage reference circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW107123382A TWI724312B (zh) | 2018-07-05 | 2018-07-05 | 能隙電壓參考電路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202006497A TW202006497A (zh) | 2020-02-01 |
| TWI724312B true TWI724312B (zh) | 2021-04-11 |
Family
ID=69102599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW107123382A TWI724312B (zh) | 2018-07-05 | 2018-07-05 | 能隙電壓參考電路 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10551864B2 (zh) |
| CN (1) | CN110690864B (zh) |
| TW (1) | TWI724312B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11290094B2 (en) * | 2019-11-20 | 2022-03-29 | Mediatek Singapore Pte. Ltd. | High-linearity input buffer |
| US11146262B1 (en) * | 2020-07-16 | 2021-10-12 | Xilinx, Inc. | Low-noise reference voltage generator |
| CN112650345B (zh) * | 2020-12-23 | 2022-05-17 | 杭州晶华微电子股份有限公司 | 半导体装置 |
| CN114094962B (zh) * | 2021-11-23 | 2023-08-29 | 广州慧智微电子股份有限公司 | 一种电压电流转换电路、射频功率放大器和电子系统 |
| TWI792977B (zh) * | 2022-04-11 | 2023-02-11 | 立錡科技股份有限公司 | 具有高次溫度補償功能的參考訊號產生電路 |
| CN115756051A (zh) * | 2022-11-11 | 2023-03-07 | 集益威半导体(上海)有限公司 | 具有公共栅极阶段反馈的翻转电压跟随器 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090058392A1 (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Reference voltage circuit |
| US20110037451A1 (en) * | 2009-08-14 | 2011-02-17 | Fujitsu Semiconductor Limited | Bandgap voltage reference circuit |
| TWI548209B (zh) * | 2013-12-27 | 2016-09-01 | 慧榮科技股份有限公司 | 差動運算放大器以及帶隙參考電壓產生電路 |
| TWI581086B (zh) * | 2011-12-15 | 2017-05-01 | Sii Semiconductor Corp | A reference current generating circuit and a reference voltage generating circuit |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI260772B (en) * | 2003-05-27 | 2006-08-21 | Analog Integrations Corp | Reference voltage circuit with low energy gap |
| US7382180B2 (en) * | 2006-04-19 | 2008-06-03 | Ememory Technology Inc. | Reference voltage source and current source circuits |
| TWI509382B (zh) * | 2013-05-17 | 2015-11-21 | Upi Semiconductor Corp | 能隙電壓參考電路 |
-
2018
- 2018-07-05 TW TW107123382A patent/TWI724312B/zh active
- 2018-09-17 CN CN201811097300.0A patent/CN110690864B/zh active Active
- 2018-10-25 US US16/170,060 patent/US10551864B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090058392A1 (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Reference voltage circuit |
| US20110037451A1 (en) * | 2009-08-14 | 2011-02-17 | Fujitsu Semiconductor Limited | Bandgap voltage reference circuit |
| TWI581086B (zh) * | 2011-12-15 | 2017-05-01 | Sii Semiconductor Corp | A reference current generating circuit and a reference voltage generating circuit |
| TWI548209B (zh) * | 2013-12-27 | 2016-09-01 | 慧榮科技股份有限公司 | 差動運算放大器以及帶隙參考電壓產生電路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US10551864B2 (en) | 2020-02-04 |
| TW202006497A (zh) | 2020-02-01 |
| CN110690864B (zh) | 2024-08-30 |
| CN110690864A (zh) | 2020-01-14 |
| US20200012308A1 (en) | 2020-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI724312B (zh) | 能隙電壓參考電路 | |
| CN108803761B (zh) | 一种含有高阶温度补偿的ldo电路 | |
| CN105700601B (zh) | 一种ldo线性稳压器 | |
| US9081404B2 (en) | Voltage regulator having input stage and current mirror | |
| CN108599728B (zh) | 一种具有限流和钳位功能的误差放大器 | |
| TWI476557B (zh) | 低壓降電壓調節器及其方法 | |
| CN207488871U (zh) | 一种采用新型缓冲器的cmos低压差线性稳压器 | |
| CN108646841B (zh) | 一种线性稳压电路 | |
| JP2004062374A (ja) | ボルテージ・レギュレータ | |
| CN113050750B (zh) | 一种能够实现宽输入范围和快速稳态的低压差线性稳压器 | |
| WO2020156588A1 (zh) | 电压基准源电路及低功耗电源系统 | |
| US9323264B2 (en) | Voltage regulator apparatus with sensing modules and related operating method thereof | |
| CN108055014B (zh) | 差动运算放大器以及带隙参考电压产生电路 | |
| US11947373B2 (en) | Electronic device including a low dropout (LDO) regulator | |
| JP6306439B2 (ja) | シリーズレギュレータ回路 | |
| JP2017184122A (ja) | 差動増幅器 | |
| TWI720305B (zh) | 電壓產生電路 | |
| CN215576341U (zh) | 一种稳压源电路 | |
| CN110320953B (zh) | 一种输出电压可调的基准电压源 | |
| WO2021073305A1 (zh) | 高电源抑制比的低压差线性稳压器 | |
| CN108549448B (zh) | 一种带瞬态增强的带隙基准电路 | |
| TW202246934A (zh) | 電壓調節器 | |
| CN109683655B (zh) | 瞬态增强的ldo电路 | |
| CN116225135B (zh) | 一种低压差线性稳压器 | |
| TWI847536B (zh) | 低壓差穩壓器及其運作方法 |