参考电压产生器及产生方法技术

本发明专利技术公开了参考电压产生器及产生方法，其中所述参考电压产生器包括：带隙参考电路，用于根据至少一个双极结型晶体管的至少一个基极‑发射极电压产生参考电压；以及负电压产生器，用于产生负电压；其中，所述至少一个双极结型晶体管的至少一个基极用于接收从所述产生的负电压中获取的基极电压。本发明专利技术可应用在低电源电压环境下。

【技术实现步骤摘要】
参考电压产生器及产生方法
本专利技术涉及电子
，尤其涉及参考电压产生器及产生方法。
技术介绍
参考电压对信号处理电路的性能和准确性具有重要影响。例如，带隙(bandgap)参考电路用于各种各样的应用中以提供不受温度影响的电压。由于低功耗的要求，低电压操作为移动设备中的重要设计事项。因此，当移动设备使用带隙参考电路为所述移动设备的信号处理电路提供参考电压，带隙参考电路需要在低电源环境下正常运行。不管怎样，由于半导体制程技术正在发展以减小导线宽度，最大允许的电源电压也随之减小。通常，传统的带隙参考电路依靠双极结型晶体管的基极-发射极电压产生不受温度影响的电压。因此，传统的带隙参考电路的电源电压主要受限于基极-发射极电压(例如，0.7V)。最终导致，传统的带隙参考电路不适用于具有低电源电压的应用。
技术实现思路
本专利技术提供参考电压产生器及参考电压产生方法，可应用在低电源电压环境下。本专利技术提供的参考电压产生器，可包括：带隙参考电路，用于根据至少一个双极结型晶体管的至少一个基极-发射极电压产生参考电压；以及负电压产生器，用于产生负电压；其中，所述至少一个双极结型晶体管的至少一个基极用于接收从所述产生的负电压中获取的基极电压。本专利技术提供的参考电压产生方法，可包括：根据至少一个双极结型晶体管的至少一个基极-发射极电压产生参考电压；产生负电压；以及从所述产生的负电压中获取的基极电压提供给所述至少一个双极结型晶体管的至少一个基极。根据上述描述，本专利技术提供的参考电压产生器及产生方法，在根据至少一个双极结型晶体管的至少一个基极-发射极电压产生参考电压的过程中，产生负电压；以及从所述产生的负电压中获取的基极电压提供给所述至少一个双极结型晶体管的至少一个基极，由此可产生电压值比较低的参考电压。最终使本专利技术提供的参考电压产生器及产生方法可应用在低电源电压环境下。【附图说明】本专利技术可通过阅读随后的细节描述和参考附图所举的实施例被更全面地理解，其中：图1示出依据本专利技术的一个实施例的第一参考电压产生器。图2依据本专利技术的一个实施例示出负电压产生器。图3示出对图2中的开关S11-S14的控制顺序。图4根据本专利技术的一个实施例示出第二参考电压产生器。图5根据本专利技术的一个实施例示出制程追踪电路。图6示出对图5所示的开关S21-S24的控制顺序。图7根据本专利技术的一个实施例示出第三参考电压产生器。图8依据本专利技术的一个实施例示出第四参考电压产生器。【具体实施方式】在说明书及后续的权利要求当中使用了某些术语来指称特定的组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名称来称呼同一个组件。本文件并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在接下来的说明书及权利要求中，术语“包含”及“包括”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限制于”。此外，“耦接”一词在此包含直接及间接的电性连接手段。因此，如果一个装置耦接于另一个装置，则代表该一个装置可直接电性连接于该另一个装置，或通过其它装置或连接手段间接地电性连接至该另一个装置。图1示出依据本专利技术的一个实施例的第一参考电压产生器。参考电压产生器100可用于提供至少一个输出电压给应用设备(例如，热敏组件)。如图1所示，参考电压产生器100包括带隙参考电路102和负电压产生器104。在本实施例中，带隙参考电路102包括运算放大器OP；一对双极结型晶体管(BJTs)Q1，Q2；一对金属氧化物半导体晶体管MP1，MP2；电容器C；以及多个电阻器R1，R2，R3，R4，R5。一对双极结型晶体管Q1，Q2为即插即用(Plug-and-Play，PNP)晶体管，金属氧化物半导体晶体管MP1，MP2为P沟道金属氧化物半导体晶体管(P-channelmetal-oxide-semiconductor，PMOS)。根据双极结型晶体管Q1，Q2的基极-发射极电压在PMOS晶体管MP2的漏极产生参考电压VREF。需要注意的是，根据电阻器的电阻值的设定不同，参考电压VREF可为不受温度影响的电压和依赖于温度的电压。进一步，图1中所示的带隙参考电路102的电路结构仅作为举例。在本专利技术的一些实施例中，带隙参考电路102可修改为使用其他的带隙参考设计，例如，可根据至少一个双极结型晶体管的至少一个基极-发射极电压产生参考电压的设计。这仍然属于本专利技术的保护范围。由于本专利技术的焦点不在带隙参考电路102的电路配置上，因此，为简化起见，后续的描述将省略带隙参考电路的电路配置。在本实施例中，通过公共电压(commonvoltage)偏置双极结型晶体管Q1和Q2的基极端。当所述公共电压固定为接地电压(也即，0V)，带隙参考电路102的电源电压VDD由Vbe+Vds限定，其中，Vbe(～0.7V)为PNP晶体管(例如，Q1)的基极-发射极电压，Vds(～0.15V)为金属氧化物晶体管(例如，MP1)的漏极-源极饱和电压。因此，电源电压VDD需要超过0.85V，也即，VDDVbe+Vds＝0.7V+0.15V＝0.85V。换言之，当双极结型晶体管Q1和Q2的基极-发射极电压由接地电压设置，带隙参考电路102不能用于电源电压低于0.85V的低电源应用中。例如，使用高级制程制造的集成电路的核心电源(VDD)可低至0.55V。当带隙参考电路102的双极结型晶体管Q1和Q2的基极-发射极电压由接地电压设置，使用这样的带隙参考电路不能产生不受温度影响的电压。因此，本专利技术提供的参考电压产生器100，包括带隙参考电路102和负电压产生器104，以解决所述低电源电压的情形(VDD＝～0.55V)。在本实施例中，负电压产生器104用于产生负电压NV使双极结型晶体管Q1和Q2偏置一负基极电压。相同的理念可应用至带隙参考电路102所使用的不同的带隙参考设计中，以便带隙参考电路中的至少一个双极结型晶体管的至少一个基极端从负电压NV接收偏置电压。例如，负电压NV可直接提供给所述至少一个双极结型晶体管的至少一个基极端。在本实施例中，带隙参考电压102配置为包括双极结型晶体管Q1和Q2，且双极结型晶体管Q1和Q2的基极连接至公共电压。因此，双极结型晶体管Q1和Q2的基极均接收负电压产生器104设置的所述公共电压。由于双极结型晶体管Q1和Q2通过负基极电压(例如，负电压NV)偏置，因此相应地，发射极电压VBE’具有较低的电压电平，其中，VBE’＝NV+Vbe。例如，假设发射极-基极电压Vbe为0.7V，负电压NV为-0.35V，则发射极电压VBE’等于0.35V。电源电压VDD由VBE’+Vds限定。例如，VDD>VBE’+Vds＝0.35V+0.15V＝0.5V。使用这种方法后，提供的参考电压产生器100可在低电源电压环境(VDD＝～0.55V)下正常运行。图2依据本专利技术的一个实施例示出负电压产生器。图1中示出的负电压产生器104可使用图2中所示的负电压产生器200实现。在本实施例中，负电压产生器200使用充电泵来依据一个高电压(例如，电源电压VDD)产生一个低电压(例如，负电压NV)。如图2所示，负电压产生器200包括电阻器R11，多个电容器C11，C12，以及多个开关S11，S12，S13，S14。开关S11耦接于电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种参考电压产生器，其特征在于，包括：带隙参考电路，用于根据至少一个双极结型晶体管的至少一个基极‑发射极电压产生参考电压；以及负电压产生器，用于产生负电压；其中，所述至少一个双极结型晶体管的至少一个基极用于接收从所述产生的负电压中获取的基极电压。

【技术特征摘要】
2015.12.03 US 62/262,387;2016.11.01 US 15/340,9711.一种参考电压产生器，其特征在于，包括：带隙参考电路，用于根据至少一个双极结型晶体管的至少一个基极-发射极电压产生参考电压；以及负电压产生器，用于产生负电压；其中，所述至少一个双极结型晶体管的至少一个基极用于接收从所述产生的负电压中获取的基极电压。2.如权利要求1所述的参考电压产生器，其特征在于，将所述负电压提供给所述至少一个双极结型晶体管的所述至少一个基极。3.如权利要求1所述的参考电压产生器，其特征在于，所述负电压产生器包括充电泵电路。4.如权利要求3所述的参考电压产生器，其特征在于，所述充电泵电路包括：第一电容器，包括第一端和第二端；第一开关，耦接于第一电压和所述第一电容器的所述第一端之间；第二开关，耦接于所述第一电容器的所述第一端和第二电压之间；第三开关，耦接于所述第一电容器的所述第二端和所述第二电压之间；电阻器，包括第一端和第二端；第四开关，耦接于所述第一电容器的所述第二端和所述电阻器的所述第一端之间；以及第二电容器，耦接于所述电阻器的所述第二端和所述第二电压之间；其中，所述负电压产生于所述电阻器的所述第二端上，且在第一时间段，所述第一开关和所述第三开关闭合，所述第二开关和所述第四开关断开；在第二时间段，所述第一开关和所述第三开关断开，所述第二开关和所述第四开关闭合。5.如权利要求1所述的参考电压产生器，其特征在于，还包括：制程追踪电路，用于从所述负电压产生器接收所述负电压，从所述带隙参考电路接收选择的电压，并根据所述负电压和所述选择的电压产生不受制程影响的电压。6.如权利要求5所述的参考电压产生器，其特征在于，所述选择的电压为所述参考电压。7.如权利要求5所述的参考电压产生器，其特征在于，所述选择的电压为所述至少一个双极结型晶体管的至少一个发射极电压。8.如权利要求5所述的参考电压产生器，其特征在于，所述制程追踪电路包括：运算放大器，包括第一输入输入节点、第二输入节点以及输出节点，其中，所述第一输入节点用于接收所述选择的电压，所述第二输入节点耦接于所述输出节点，且所述运算放大器根据所述选择的电压在所述输出节点产生放大器输出电压；分压器，耦接于所述放大器输出电压和所述负电压之间，用于根据所述放大器输出电压和所述负电压产生分压电压；以及不受制程影响的电压产生器，用于根据所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：林大新，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71