电压参考电路及其工作方法技术

本发明专利技术公开了一种电压参考电路及其工作方法，电压参考电路利用一对MOSFET之间的临界电压差，电压参考电路位于一电源及一接地点之间，用以产生一参考电压。电压参考电路包含一第一电流镜、一第二电流镜、一电流源、一放大器和一回授电路，该第一电流镜包括一第一NMOS晶体管及一第二NMOS晶体管，其中第一NMOS晶体管的临界电压不等于第二NMOS晶体管的临界电压，该第二电流镜具有一第一PMOS晶体管、一第二PMOS晶体管及一第三PMOS晶体管，该第一PMOS晶体管、该第二PMOS晶体管及该第三PMOS晶体管均与电源耦接，该放大器包括一第一输入端及一第二输入端，该第一输入端和该第二输入端分别电性连接至第一NMOS晶体管的汲极及第二NMOS晶体管的汲极，该回授电路与放大器的输出端连接。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，电压参考电路利用一对MOSFET之间的临界电压差，电压参考电路位于一电源及一接地点之间，用以产生一参考电压。电压参考电路包含一第一电流镜、一第二电流镜、一电流源、一放大器和一回授电路，该第一电流镜包括一第一NMOS晶体管及一第二NMOS晶体管，其中第一NMOS晶体管的临界电压不等于第二NMOS晶体管的临界电压，该第二电流镜具有一第一PMOS晶体管、一第二PMOS晶体管及一第三PMOS晶体管，该第一PMOS晶体管、该第二PMOS晶体管及该第三PMOS晶体管均与电源耦接，该放大器包括一第一输入端及一第二输入端，该第一输入端和该第二输入端分别电性连接至第一NMOS晶体管的汲极及第二NMOS晶体管的汲极，该回授电路与放大器的输出端连接。【专利说明】
本专利技术涉及一种电压参考电路，尤其涉及一种高精确度的电压参考电路。
技术介绍
电压参考电路是一种结合半导体器件、集成电路(IC)及其他应用类型电路元件的电路，电压参考电路可以分为不同的类别，包括(a)能隙参考电路、(b)基于MOSFET晶体管临界电压差的电路、(c)MOSFET临界电压及迀移率补偿电路、(d)电流模式电路及(e)MOSFETbeta乘法器网络。图1为一种现有技术中的电路100，其具有接地点(如VSS)101及负电源供应器VCC102。11型通道MOSFET器件Tl 110、T2 120作为参考MOS晶体管，晶体管Τ3 130具有一 η型掺杂的MOSFET闸极结构，N型信道MOSFET Τ2 120也具有很长的一条MOSFET通道。MOSFET Τ3 130的电流是“镜射”通过两个MOSFET器件Τ4 140、M0SFET器件T5 150所构成的电流镜，电流镜包括P型通道的MOSFET器件Τ4 140和MOSFET器件Τ5 150，以自行调整至对应交叉点的MOSFET器件Tl 110及MOSFET器件Τ3 130的特性值，MOSFET器件Τ7 170、M0SFET器件T8 180、MOSFET器件T9 190建立一第二电流镜网络，用于启动电路，当电源供应被接通，η型通道MOSFET器件Τ6 160的传导电流由电容器C 103的正极闸极电压提供，多晶硅二极管D 104放电通过电容器C 103并切断η型通道MOSFET器件Τ6 160，此电路正常工作时，电源供应电压会超过VCOl.5V。现有技术需要六个MOSFET Tl 110、M0SFET T2 120、M0SFET T5 150、MOSFET Τ7 170、M0SFET Τ8 180、M0SFET T9 190，为了得到高精确度的输出电压，这些器件必须精确的匹配，为了实现高精确度的匹配特性，晶体管一定要很大，以降低半导体制造的变化(如黄光微影及蚀刻的变化，整个芯片线宽变化(across chip linewidth variat1n，ACLV)及材质的变化)。此外，由于每一汲极电压的压差而导致的参考电压差，晶体管Tl110、T2 120具有临界电压变化及不匹配，在这些实际情况中，影响实现具有高精确度的电压参考电路的因素是晶体管的数量、晶体管的实际尺寸、芯片面积及成本。美国专利7，564，225以Moraveji等人描述一电压参考电路，利用ρ+闸极及η+闸极之间的功率差产生一预先确定的参考电压，此外，预先确定的参考电压可使用具有不同功率的闸极材料进行预备调整。美国专利7，727，833以Dix描述了具有相同参考电压的多个PMOS晶体管组成的运算放大器，每一 PMOS晶体管具有不同的闸极参杂浓度，两个临界电压之间的差值与建立的参考电压相等，两个PMOS晶体管被配置为一差动对。美国专利8，264，214以Ratnakumar等人展示出一具有一对半导体器件的低电压参考电路，每一个半导体器件可以具有η型半导体区域。在先前发表的一篇文章“MOS Voltage Reference Base on Polysilicon GateWork Funct1n Difference，”，IEEE期刊中的固态电路，卷SC-15、第三期、1980年6月，该文章讨论了电压参考电路中的MOSFET的闸极功率函数的差异。在先前发表一篇文章“CMOS Voltage Reference Based on Gate Work Funct1nDifferences in Poly-Si Controlled by Conductivity Type and ImpurityConcentrat1n，”，IEEE期刊中的固态电路，卷38编号6、2003年6月，该文章分析了电压参考电路的电导率及杂质浓度的差别。在上述现有技术的实施例中，为了改善低电压参考电路，采用了各种替代性解决方案。本专利技术针对上述问题提供一种解决方案，以解决现有电压参考电路的缺点。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种电压参考电路，其能够降低现有电压参考电路的成本。本专利技术的主要目的在于提供一种电压参考电路，其能够降低现有电压参考电路的尺寸。本专利技术的主要目的在于提供一种电压参考电路，其能够提高现有电压参考电路的精确度。本专利技术的主要目的在于提供一种电压参考电路，其在电源供应电压中的依赖性较小。本专利技术的另一目的在于提供一种电压参考电路，其能够提尚电路的精确度以维持汲极电压的匹配。本专利技术的另一目的在于提供一种电压参考电路，其能够提高精确度，即使源极电压节点及源极电压不匹配仍以能够维持汲极电压的匹配。本专利技术的另一目的在于提供一种电压参考电路，其具有较少的晶体管。本专利技术的另一目的在于提供一种电压参考电路，其具有较少的晶体管并能够改善匹配。本专利技术的另一目的在于提供一种电压参考电路，其具有较少的晶体管及仍然能够维持高精确度。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种电压参考电路，该电压参考电路位于一电源与一接地点之间，用于产生一参考电压，其包含:一第一电流镜，其包括一第一匪OS晶体管及一第二NMOS晶体管，其中该第一NMOS晶体管的临界电压不等于该第二 NMOS晶体管的临界电压；一第二电流镜，其包括一第一 PMOS晶体管、一第二 PMOS晶体管及一第三PMOS晶体管，该第一 PMOS晶体管、该第二 PMOS晶体管及该第三PMOS晶体管均与该电源耦接，其中该第一 PMOS晶体管耦接至该第二 PMOS晶体管的闸极及该第三PMOS晶体管，该第二 PMOS晶体管的汲极与该第三PMOS晶体管的汲极耦接至该第一 WOS晶体管的汲极及该第二 WOS晶体管的汲极；—电流源，其用于提供电流至该第二电流镜；—放大器，其包括一第一输入端及一第二输入端，该第一输入端和该第二输入端分别电性连接至该第一 NMOS晶体管的汲极和该第二 NMOS晶体管的汲极;及—回授电路，其与该放大器的输出端连接。为了达到上述目的，本专利技术还提供了一种电压参考电路的工作方法，其包含下列步骤:提供一电压参考电路，该电压参考电路包含一具有一临界电压差的第一MOSFET电流镜、一第二 MOSFET电流镜、一放大器及一回授电路；根据具有一临界电压差的该第一MOSFET电流镜建立一汲极电压差；输送具有临界电压差的该第一 MOSFET电流镜的MOSFET汲极电压至该放大器的输入端；该放大器产生一输出信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压参考电路，该电压参考电路位于一电源与一接地点之间，用于产生一参考电压，其特征在于，包含：一第一电流镜，其包括一第一NMOS晶体管及一第二NMOS晶体管，其中该第一NMOS晶体管的临界电压不等于该第二NMOS晶体管的临界电压；一第二电流镜，其包括一第一PMOS晶体管、一第二PMOS晶体管及一第三PMOS晶体管，该第一PMOS晶体管、该第二PMOS晶体管及该第三PMOS晶体管均与该电源耦接，其中该第一PMOS晶体管耦接至该第二PMOS晶体管的闸极及该第三PMOS晶体管，该第二PMOS晶体管的汲极与该第三PMOS晶体管的汲极耦接至该第一NMOS晶体管的汲极及该第二NMOS晶体管的汲极；一电流源，其用于提供电流至该第二电流镜；一放大器，其包括一第一输入端及一第二输入端，该第一输入端和该第二输入端分别电性连接至该第一NMOS晶体管的汲极和该第二NMOS晶体管的汲极；及一回授电路，其与该放大器的输出端连接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：进谷本，
申请(专利权)人：代罗半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB