TWI756849B - 定電流電路及半導體裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種定電流電路，供給經溫度補償的定電流。本發明的定電流電路（100）包含BGR電路（110）、溫度依存電流生成部（120）、基準電流生成部（130）以及輸出電流生成部（140）來構成。BGR電路（110）生成電壓依存性少的基準電壓（VBGR ）。溫度依存電流生成部（120）生成正的溫度係數的溫度依存電流。基準電流生成部（130）利用基準電壓（VBGR ）及溫度依存電流來生成經溫度補償的基準電流（IREF ）。輸出電流生成部（140）根據由基準電流生成部（130）所生成的基準電流（IREF ）來生成輸出電流。

Description

定電流電路及半導體裝置
本發明涉及一種供給定電流的定電流電路，且特別涉及一種可用作半導體裝置等的定電流源的定電流電路。
從以前以來，已知有將電流鏡電路用於定電流電路者，例如在專利文獻1中公開有此種定電流電路。另外，例如在專利文獻2中公開有一種不依存於電源電壓而輸出固定的電流的定電流電路。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2005-234890號公報 [專利文獻2]日本專利特開2013-97751號公報 [發明所要解決的問題]
圖1中表示現有的定電流電路的構成。如此圖所示，定電流電路10包含運算放大器OP，P通道金屬氧化物半導體（P-channel Metal Oxide Semiconductor，PMOS）電晶體Q1、PMOS電晶體Q2，可變電阻RT ，在運算放大器OP的非反相輸入端子（＋）輸入有基準電壓VREF ，在反相輸入端子（-）通過負反饋輸入有節點N的電壓VN 。PMOS電晶體Q1與可變電阻RT 在電源電壓VDD與接地（GND）之間串聯連接，電晶體Q1的閘極與運算放大器OP的輸出連接。可變電阻RT 的電阻值對應於電路元件的偏差等而得到微調（trimming）。另外，PMOS電晶體Q2的閘極與運算放大器OP的輸出連接，以與電晶體Q1構成電流鏡電路。運算放大器OP以使節點N的電壓VN 變成與基準電壓VREF 相等（VN ＝VREF ）的方式控制電晶體Q1的閘極電壓。即，運算放大器OP作為單位增益緩衝器（unity gain buffer）發揮功能。其結果，在電晶體Q1中流動的基準電流由IREF ＝VREF /RT 表示，基準電流IREF 變成不依存於電源電壓的變動的定電流。另外，電晶體Q2生成與在電晶體Q1中流動的電流IREF 對應的輸出電流IMIRROR ，所述電流被供給至負載。
在類比電路的設計中，定電流電路或定電流源的溫度依存性可能在電路設計中經常成為問題。例如，振盪器為了決定振盪的迴圈時間（週期）而包含延遲電路，但延遲電路有時為了避免由電源電壓的變動等所引起的延遲時間的電壓依存性而使用定電流電路。但是，若從定電流電路供給的定電流具有溫度依存性，則延遲電路相對於溫度產生延遲時間的變動，振盪器的迴圈時間根據溫度而變化。例如，在如圖1所示的定電流電路10的情況下，通過高濃度地摻雜有雜質的導電性多晶矽層或N＋的擴散區域或者金屬等來構成可變電阻RT ，由此電阻值具有正的溫度係數（伴隨溫度的上升，電阻變高，相反地伴隨溫度的下降，電阻變低），因此基準電流IREF 具有負的溫度係數，被複製的輸出電流IMIRROR 也具有負的溫度係數，被供給至負載的電流根據溫度而變化。
本發明是解決此種現有的問題者，其目的在於提供一種供給經溫度補償的定電流的定電流電路。 [解決問題的技術手段]
本發明的定電流電路包括：基準電壓生成部，生成基準電壓；基準電流生成部，生成不依存於電源電壓的基準電流；以及溫度依存電流生成部，生成具有正的溫度係數的溫度依存電流；基準電流生成部包含根據基準電壓來生成負的溫度係數的基準電流的第一電路及根據溫度依存電流來生成正的溫度係數的基準電流的第二電路，基準電流生成部對負的溫度係數的基準電流與正的溫度係數的基準電流進行合計，由此生成基準電流。
在本發明的定電流電路的一實施方式中，第一電路包含以在輸出節點生成基準電壓的方式運行的單位增益緩衝器及連接在輸出節點與接地之間的第一路徑的電阻，在第一路徑生成負的溫度係數的基準電流，第二電路包含與第一路徑為並聯關係的第二路徑，在第二路徑生成正的溫度係數的基準電流，基準電流通過在第一路徑中流動的負的溫度係數的基準電流與在第二路徑中流動的正的溫度係數的基準電流的合計來生成。在本發明的定電流電路的一實施方式中，單位增益緩衝器是包含輸入基準電壓的反相輸入端子及與輸出節點短路的非反相輸入端子的運算放大器，第二電路包含在第二路徑生成正的溫度係數的基準電流的N通道金屬氧化物半導體（N-channel Metal Oxide Semiconductor，NMOS）型的第一電晶體。在本發明的定電流電路的一實施方式中，第一電路包含調整負的溫度係數的基準電流的大小的第一調整電路。在本發明的定電流電路的一實施方式中，第一調整電路調整第一路徑上的電阻的電阻值。在本發明的定電流電路的一實施方式中，第二電路包含調整正的溫度係數的基準電流的大小的第二調整電路。在本發明的定電流電路的一實施方式中，第二調整電路調整在第一電晶體中流動的汲極電流。在本發明的定電流電路的一實施方式中，溫度依存電流生成部包含流動溫度依存電流的NMOS型的第二電晶體，第一電晶體與第二電晶體構成電流鏡電路。在本發明的定電流電路的一實施方式中，第二調整電路調整電流鏡電路的鏡比（mirror ratio）。在本發明的定電流電路的一實施方式中，第一調整電路及第二調整電路以使基準電流的溫度係數變成零的方式，調整負的溫度係數的基準電流及正的溫度係數的基準電流。在本發明的定電流電路的一實施方式中，第一調整電路及第二調整電路以使基準電流的溫度係數變成正或負的方式，調整負的溫度係數的基準電流及正的溫度係數的基準電流。在本發明的定電流電路的一實施方式中，基準電壓生成部包含帶隙基準電路（bandgap reference circuit），溫度依存電流生成部與帶隙基準電路連接，溫度依存電流生成部根據用於在帶隙基準電路中生成基準電壓的帶隙基準電流，生成溫度依存電流。在本發明的定電流電路的一實施方式中，帶隙基準電路包含生成帶隙基準電流的PMOS型的第三電晶體，溫度依存電流生成部包含與第三電晶體構成電流鏡電路的PMOS型的第四電晶體。 [發明的效果]
根據本發明，生成不依存於電源電壓的基準電流的基準電流生成部對負的溫度係數的基準電流與正的溫度係數的基準電流進行合計，由此生成基準電流，因此可生成經溫度補償的基準電流。
繼而，參照圖式對本發明的實施方式進行詳細說明。本發明的定電流電路可用於快閃記憶體、動態儲存裝置器（動態隨機存取記憶體（Dynamic Random Access Memory，DRAM））、靜態記憶體（靜態隨機存取記憶體（Static Random Access Memory，SRAM））、電阻變化型記憶體（可變電阻式隨機存取記憶體（Resistive Random Access Memory，RRAM））、磁記憶體（磁性隨機存取記憶體（Magnetic Random Access Memory，MRAM））等存儲裝置，或邏輯、信號處理等的半導體裝置。 [實施例]
繼而，參照圖式對本發明的實施例的定電流電路進行說明。圖2是表示本實施例的定電流電路的構成的框圖，圖3是表示定電流電路的電路構成的圖。本實施例的定電流電路100包含帶隙基準電路（以下，BGR電路）110、溫度依存電流生成部120、基準電流生成部130以及輸出電流生成部140來構成，帶隙基準電路110生成對於電源電壓的變動或溫度變化的依存性少的基準電壓VBGR ，溫度依存電流生成部120生成具有正的溫度係數的溫度依存電流，基準電流生成部130利用基準電壓VBGR 及溫度依存電流來生成經溫度補償的基準電流（或定電流）IREF ，輸出電流生成部140根據由基準電流生成部130所生成的基準電流IREF 來生成輸出電流。
BGR電路110利用作為半導體材料的矽的物性的帶隙電壓，生成對於溫度或電源電壓的變動依存性少的穩定的基準電壓VBGR 。如圖3所示，BGR電路110在電源電壓VDD與GND間包含第一電流路徑及第二電流路徑，第一電流路徑包含經串聯連接的PMOS電晶體Q10、電阻R1、二極體D1，第二電流路徑包含經串聯連接的PMOS電晶體Q11（構成與電晶體Q10相同）、電阻R2（電阻值與電阻R1相同）、電阻Rf、二極體D2。BGR電路110進而包含運算放大器112，所述運算放大器112使非反相輸入端子（+）與電阻R1和二極體D1的連接節點N1連接，使反相輸入端子（-）與電阻R2和電阻Rf的連接節點N2連接，使輸出端子與電晶體Q10、電晶體Q11的閘極共同連接。
二極體D1與二極體D2的面積比或經並聯連接的個數比為1比N（N為大於1的數），二極體D1的電流密度為二極體D2的N倍。此處，例示二極體D1、二極體D2，但也可以是連接有二極體的雙極電晶體來代替二極體D1、二極體D2。
運算放大器112以使節點N1的電壓Vf1與節點N2的電壓變成相等的方式，控制電晶體Q10、電晶體Q11的閘極電壓，由此，電流IB 經由電晶體Q10而流過第一電流路徑，與第一電流路徑相同的電流IB 經由電晶體Q11而流過第二電流路徑。
雖然相同的電流IB 流過二極體D1與二極體D2，但由於兩者的面積比為1比N，因此下式（1）成立。
Figure 02_image001
Vf1為二極體D1的端子電壓（節點N1的電壓），Vf2為二極體D2的端子電壓，k為玻爾茲曼常數（Boltzmann constant），T為絕對溫度，q為電子的電荷量。
另外，流入電阻Rf的電流IB 由下式（2）表示。
Figure 02_image003
依存於溫度的因數為T/Rf，一般而言，電流IB 具有正的溫度係數。
基準電壓VBGR 可從第二電流路徑生成，在圖3的例子中，基準電壓VBGR 從電阻R2的經選擇的分接頭位置上的電阻R2'生成，其由下式（3）表示。 VBGR =Vf1+IB R2'…(3)
由BGR電路110所生成的基準電壓VBGR 是電壓依存性及溫度依存性少的電壓，如圖3所示，所述基準電壓VBGR 被輸入基準電流生成部130的運算放大器OP的非反相輸入端子（+）。基準電流生成部130包含運算放大器OP、PMOS電晶體Q1、可變電阻RNP 及NMOS電晶體QTC 來構成。運算放大器OP、電晶體Q1及可變電阻RNP 與圖1中所示的定電流電路10同樣地發揮功能，即，運算放大器OP以使節點N的電壓VN 變成與基準電壓VBGR 相等的方式控制電晶體Q1的運行，在電晶體Q1中流動的基準電流IREF 由IREF ＝VBGR /RNP 表示，且是不依存於電源電壓的變動的定電流。
節點N對運算放大器的反相輸入端子（-）進行負反饋，在節點N並聯連接兩個電流路徑。其中一個電流路徑在節點N與GND之間包含電阻RNP ，生成負的溫度係數的基準電流IREFN ，另一個電流路徑在節點N與GND之間包含NMOS電晶體QTC ，生成正的溫度係數的基準電流IREFP 。即，基準電流IREF 變成對在與節點N連接的兩個電流路徑中流動的負的溫度係數的基準電流IREFN 及正的溫度係數的基準電流IREFP 進行合計所得的電流。
電阻RNP 例如包含高濃度地摻雜有雜質的導電性多晶矽層、N＋的擴散區域或金屬等，具有正的溫度係數。因此，在電阻RNP 中流動的電流IREFN 具有負的溫度係數。所述電阻RNP 可通過微調來調整電阻值，由此可調整在電阻RNP 中流動的負的溫度係數的基準電流IREFN 的大小（電流值）。電阻RNP 的微調方法任意，例如如圖4的（A）所示，在RNP 的多個分接頭間分別連接開關SW1、開關SW2～開關SWn，將經選擇的開關SW1～開關SWn開啟，使電阻RNP 的一部分短路，由此調整電阻值。各開關SW1～開關SWn的控制例如可通過搭載定電流電路的半導體裝置的控制器來進行。
電晶體QTC 根據由溫度依存電流生成部120所生成的溫度依存電流，生成正的溫度係數的基準電流IREFP 。例如，如圖3所示，電晶體QTC 與溫度依存電流生成部120的NMOS電晶體Q21構成電流鏡電路，從在電晶體Q21中流動的正的溫度係數的溫度依存電流IB 生成正的溫度係數的基準電流IREFP 。
溫度依存電流生成部120生成正的溫度係數的溫度依存電流，並將其提供至基準電流生成部130。溫度依存電流生成部120可通過其自身的電路來生成溫度依存電流，或者也可以如圖3所示，利用用於在BGR電路110中生成基準電壓VBGR 的電流IB 來生成溫度依存電流。在圖3的例子中，溫度依存電流生成部120在電源電壓VDD與GND之間包含電流路徑，所述電流路徑包含經串聯連接的PMOS電晶體Q20與NMOS電晶體Q21。電晶體Q20的構成與電晶體Q10、電晶體Q11相同，電晶體Q20的閘極與運算放大器112的輸出連接，電晶體Q20與電晶體Q10、電晶體Q11一同構成電流鏡電路。由此，經由電晶體Q20而在電流路徑生成電流IB 。
另外，電晶體Q21的閘極與汲極連接、且與電晶體QTC 的閘極連接，電晶體Q21與電晶體QTC 構成電流鏡電路。當經由電晶體Q20而流動電流IB 時，電晶體Q21導通，在電晶體QTC 中也流動與電流鏡比例對應的正的溫度係數的基準電流IREFP 。如式（2）所示電流IB 具有正的溫度係數，因此基準電流IREFP 也具有正的溫度係數。
基準電流IREFP 的大小可通過對與電流IB 的電流鏡比例進行微調來調整。微調方法任意，例如如圖4的（B）所示，電晶體QTC 包含經並聯連接的n個電晶體QTC1 ～QTCn ，在所述各電晶體串聯連接開關SW1～開關SWn，將經選擇的開關SW1～開關SWn開啟，由此使經選擇的電晶體QTC1 ～電晶體QTCn 運行。即，經導通的電晶體的汲極電流的合計變成基準電流IREFP 。各開關SW1～開關SWn的控制例如可通過搭載定電流電路的半導體裝置的控制器來進行。
在基準電流生成部130中生成的基準電流IREF 的大小是對在電晶體QTC 中流動的正的溫度係數的基準電流IREFP 及在電阻RNP 中流動的負的溫度係數的基準電流IREFN 進行合計所得者，通過對正的溫度係數的基準電流IREFP 與負的溫度係數的基準電流IREFN 的比適當地進行微調，可將基準電流IREF 的溫度係數調整成零。用於實現基準電流IREF 的溫度係數為零的基準電流IREFP 與基準電流IREFN 的最合適的比可通過在兩個或其以上的不同的溫度條件下對電流進行微調而發現。
輸出電流生成部140根據由基準電流生成部130所生成的經溫度補償的基準電流IREF ，生成供給至負載的輸出電流IMIRROR 。例如，如圖3所示，輸出電流生成部140包含與基準電流生成部130的電晶體Q1構成電流鏡的電晶體Q2，根據基準電流IREF 來生成經溫度補償的輸出電流IMIRROR 。另外，在一個形態中，在電晶體Q2與電源電壓VDD之間包含另一個PMOS電晶體Q3，在電晶體Q3的閘極施加有用於啟用輸出電流生成部140的信號EN。當啟用信號EN已被驅動成低電平時，輸出電流生成部140將輸出電流IMIRROR 供給至負載。另外，啟用信號EN例如可通過搭載定電流電路的半導體裝置的控制器來進行。
在所述實施例中，溫度依存電流生成部120從BGR電路110的電流IB 生成正的溫度係數的溫度依存電流IB ，但未必需要利用BGR電路110。即，溫度依存電流生成部120也可以獨立於BGR電路110而生成具有正的溫度係數的溫度依存電流，並將所述溫度依存電流供給至基準電流生成部130。
另外，在所述實施例中，表示了基準電流生成部130生成溫度係數為零的基準電流IREF 的例子，但其為一例。例如，在要求正的溫度係數的基準電流或負的溫度係數的基準電流的情況下，基準電流生成部130也可以通過適當地調整具有正的溫度係數的基準電流IREFP 與具有負的溫度係數的基準電流IREFN 的比，而生成經溫度補償的正的溫度係數的基準電流IREF 、或負的溫度係數的基準電流IREF 。
對本發明的優選的實施方式進行了詳述，但本發明並不限定於特定的實施方式，可在權利要求書中記載的本發明的主旨的範圍內進行各種變形及變更。
10、100:定電流電路 110:BGR電路 112、OP:運算放大器 120:溫度依存電流生成部 130:基準電流生成部 140:輸出電流生成部 D1、D2:二極體 EN:啟用信號 IB :電流 IMIRROR :輸出電流 IREF 、IREFN 、IREFP :基準電流（定電流） N:節點 N1、N2:連接節點（節點） Q1、Q2、Q3、Q10、Q11、Q20:PMOS電晶體 Q21、QTC :NMOS電晶體 QTC1 ～QTCn :電晶體 R1、R2、Rf:電阻 RT 、RNP :可變電阻 SW1～SWn:開關 VBGR 、VREF :基準電壓 VDD:電源電壓 Vf1:電壓（端子電壓） Vf2:端子電壓 VN :電壓
圖1是表示現有的定電流電路的構成的圖。 圖2是表示本發明的實施例的定電流電路的構成的框圖。 圖3是表示本發明的實施例的定電流電路的構成的圖。 圖4的（A）是表示電阻的微調例的圖，圖4的（B）是表示電流鏡比例的微調例的圖。
100:定電流電路
110:BGR電路
120:溫度依存電流生成部
130:基準電流生成部
140:輸出電流生成部
IB :電流
VBGR :基準電壓

Claims (14)

  1. 一種定電流電路，包括：基準電壓生成部，生成基準電壓；基準電流生成部，生成不依存於電源電壓的基準電流；以及溫度依存電流生成部，生成具有正的溫度係數的溫度依存電流；所述基準電流生成部包含根據所述基準電壓來生成負的溫度係數的基準電流的第一電路及根據所述溫度依存電流來生成正的溫度係數的基準電流的第二電路，其中，所述第一電路包含以在所述基準電流生成部的輸出節點生成所述基準電壓的方式運行的單位增益緩衝器，所述單位增益緩衝器包含輸入所述基準電壓的非反相輸入端子以及與所述輸出節點短路的反相輸入端子的運算放大器，其中所述輸出節點與接地之間存在第一路徑與第二路徑，所述負的溫度係數的基準電流與所述正的溫度係數的基準電流分別生成於所述第一路徑與所述第二路徑，其中，所述基準電流生成部對所述負的溫度係數的基準電流與所述正的溫度係數的基準電流進行合計，由此生成所述基準電流。
  2. 如請求項1所述的定電流電路，其中所述第一電路還包含連接在所述輸出節點與接地之間的所述第一路徑的電阻，在所述第一路徑生成所述負的溫度係數的基準電流， 所述第二電路包含與所述第一路徑為並聯關係的所述第二路徑，在所述第二路徑生成所述正的溫度係數的基準電流，所述基準電流通過在所述第一路徑中流動的負的溫度係數的基準電流與在所述第二路徑中流動的正的溫度係數的基準電流的合計來生成。
  3. 如請求項2所述的定電流電路，其中所述第二電路包含在所述第二路徑生成所述正的溫度係數的基準電流的N通道金屬氧化物半導體型的第一電晶體。
  4. 如請求項1至3中任一項所述的定電流電路，其中所述第一電路包含調整所述負的溫度係數的基準電流的大小的第一調整電路。
  5. 如請求項4所述的定電流電路，其中所述第一調整電路調整所述第一路徑上的電阻的電阻值。
  6. 如請求項1至3中任一項所述的定電流電路，其中所述第二電路包含調整所述正的溫度係數的基準電流的大小的第二調整電路。
  7. 如請求項6所述的定電流電路，其中所述第二調整電路調整在所述第一電晶體中流動的汲極電流。
  8. 如請求項3所述的定電流電路，其中所述溫度依存電流生成部包含流動所述溫度依存電流的N通道金屬氧化物半導體型的第二電晶體，所述第一電晶體與所述第二電晶體構成電流鏡電路。
  9. 如請求項8所述的定電流電路，其中所述第二調整電路調整所述電流鏡電路的鏡比。
  10. 如請求項6所述的定電流電路，其中所述第一調整電路及所述第二調整電路以使所述基準電流的溫度係數變成零的方式，調整所述負的溫度係數的基準電流及所述正的溫度係數的基準電流。
  11. 如請求項6所述的定電流電路，其中所述第一調整電路及所述第二調整電路以使所述基準電流的溫度係數變成正或負的方式，調整所述負的溫度係數的基準電流及所述正的溫度係數的基準電流。
  12. 如請求項1所述的定電流電路，其中所述基準電壓生成部包含帶隙基準電路，所述溫度依存電流生成部與所述帶隙基準電路連接，所述溫度依存電流生成部根據用於在所述帶隙基準電路中生成所述基準電壓的帶隙基準電流，生成所述溫度依存電流。
  13. 如請求項12所述的定電流電路，其中所述帶隙基準電路包含生成所述帶隙基準電流的P通道金屬氧化物半導體型的第三電晶體，所述溫度依存電流生成部包含與所述第三電晶體構成電流鏡電路的P通道金屬氧化物半導體型的第四電晶體。
  14. 一種半導體裝置，包括如請求項1至13中任一項所述的定電流電路。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI719809B (zh) * 2020-01-20 2021-02-21 瑞昱半導體股份有限公司 溫度感測電路
JP7292339B2 (ja) 2021-09-14 2023-06-16 ウィンボンド エレクトロニクス コーポレーション 温度補償回路およびこれを用いた半導体集積回路
TWI802200B (zh) * 2022-01-04 2023-05-11 新加坡商光寶科技新加坡私人有限公司 電流驅動電路
TWI831526B (zh) * 2022-12-16 2024-02-01 天鈺科技股份有限公司 帶差參考電路和同時產生參考電壓及參考電流的方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005234890A (ja) * 2004-02-19 2005-09-02 Sanyo Electric Co Ltd 定電流回路
TW201011494A (en) * 2008-09-08 2010-03-16 Faraday Tech Corp Rrecision voltage and current reference circuit
TW201013362A (en) * 2008-09-29 2010-04-01 Sanyo Electric Co Constant current circuit
TW201104381A (en) * 2009-07-21 2011-02-01 Univ Nat Taipei Technology A proportional to absolute temperature current and voltage of bandgap reference with start-up circuit
TW201209541A (en) * 2010-08-18 2012-03-01 Novatek Microelectronics Corp Bandgap reference circuit and bandgap reference current source
TW201303548A (zh) * 2011-07-07 2013-01-16 Novatek Microelectronics Corp 溫度係數電流觸發產生器及溫度係數電流觸發產生模組
JP2013097751A (ja) * 2011-11-07 2013-05-20 Yamaha Corp 定電流回路
TW201539171A (zh) * 2014-04-03 2015-10-16 Himax Tech Ltd 溫度非相關之整合電壓源與電流源
TW201612671A (en) * 2014-09-30 2016-04-01 Taiwan Semiconductor Mfg Co Ltd Current reference circuits
WO2017015850A1 (en) * 2015-07-28 2017-02-02 Micron Technology, Inc. Apparatuses and methods for providing constant current
TW201804278A (zh) * 2016-07-20 2018-02-01 晶豪科技股份有限公司 能隙參考電路

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0934566A (ja) * 1995-07-17 1997-02-07 Olympus Optical Co Ltd 電流源回路
US6087820A (en) 1999-03-09 2000-07-11 Siemens Aktiengesellschaft Current source
JP2004015423A (ja) * 2002-06-06 2004-01-15 Mitsubishi Electric Corp 定電流発生回路
JP4522299B2 (ja) * 2005-03-29 2010-08-11 富士通セミコンダクター株式会社 定電流回路
KR100695436B1 (ko) 2006-04-13 2007-03-16 주식회사 하이닉스반도체 직렬 입/출력 인터페이스를 가진 멀티 포트 메모리 소자 및그의 동작 모드 제어방법
US7495505B2 (en) 2006-07-18 2009-02-24 Faraday Technology Corp. Low supply voltage band-gap reference circuit and negative temperature coefficient current generation unit thereof and method for supplying band-gap reference current
CN101630532B (zh) * 2008-07-17 2012-07-11 上海华虹Nec电子有限公司 用于电可擦除可编程只读存储器的灵敏放大器及实现方法
US8878511B2 (en) 2010-02-04 2014-11-04 Semiconductor Components Industries, Llc Current-mode programmable reference circuits and methods therefor
CN102591398B (zh) * 2012-03-09 2014-02-26 钜泉光电科技(上海)股份有限公司 一种带有非线性温度补偿的多路输出带隙基准电路
US10073477B2 (en) * 2014-08-25 2018-09-11 Micron Technology, Inc. Apparatuses and methods for temperature independent current generations
US10763832B2 (en) * 2017-12-22 2020-09-01 Texas Instruments Incorporated Precision oscillators that use imprecise components
US10429879B1 (en) * 2018-12-04 2019-10-01 Nxp Usa, Inc. Bandgap reference voltage circuitry

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005234890A (ja) * 2004-02-19 2005-09-02 Sanyo Electric Co Ltd 定電流回路
TW201011494A (en) * 2008-09-08 2010-03-16 Faraday Tech Corp Rrecision voltage and current reference circuit
TW201013362A (en) * 2008-09-29 2010-04-01 Sanyo Electric Co Constant current circuit
TW201104381A (en) * 2009-07-21 2011-02-01 Univ Nat Taipei Technology A proportional to absolute temperature current and voltage of bandgap reference with start-up circuit
TW201209541A (en) * 2010-08-18 2012-03-01 Novatek Microelectronics Corp Bandgap reference circuit and bandgap reference current source
TW201303548A (zh) * 2011-07-07 2013-01-16 Novatek Microelectronics Corp 溫度係數電流觸發產生器及溫度係數電流觸發產生模組
JP2013097751A (ja) * 2011-11-07 2013-05-20 Yamaha Corp 定電流回路
TW201539171A (zh) * 2014-04-03 2015-10-16 Himax Tech Ltd 溫度非相關之整合電壓源與電流源
TW201612671A (en) * 2014-09-30 2016-04-01 Taiwan Semiconductor Mfg Co Ltd Current reference circuits
WO2017015850A1 (en) * 2015-07-28 2017-02-02 Micron Technology, Inc. Apparatuses and methods for providing constant current
TW201804278A (zh) * 2016-07-20 2018-02-01 晶豪科技股份有限公司 能隙參考電路

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