跨电阻器施加受控电压的温度补偿参考电压生成器制造技术

公开了一种用于生成温度补偿参考电压的装置和方法。该装置通过以下操作来生成基本相等的温度补偿电流：(通过负反馈)控制跨这些电流分别流经的分开电阻器的电压。通过对与绝对温度互补的(CTAT)电流(ICTAT)和与绝对温度成比例的(PTAT)电流(IPTAT)进行组合(例如，求和)来生成两个温度补偿电流。通过将另一温度补偿电流配置成流经输出电阻器来产生参考电压VREF。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】跨电阻器施加受控电压的温度补偿参考电压生成器相关申请的交叉引用本申请要求于2015年12月15日向美国专利商标局提交的非临时申请No.14/970,265的优先权和权益，其全部内容通过援引纳入于此。背景领域本公开的各方面一般涉及生成温度补偿参考电压，尤其涉及通过跨电阻器施加受控电压来生成温度补偿电流的温度补偿参考电压生成器。
技术介绍
带隙参考电压源生成在所定义的(非常宽的)温度范围上基本恒定的参考电压VREF。在分立电路或集成电路(IC)应用中，参考电压VREF被用于许多应用中，例如用于电压调节，其中基于参考电压来调节电源电压。所生成的带隙参考电压通常约为1.2伏，因为电压源基于硅在零(0)开尔文度的1.22eV带隙。由于带隙参考电压VREF大约为1.2伏，因此带隙参考电压源需要大于1.2伏的电源电压(诸如1.4伏的电源电压)以容适例如用于偏置带隙参考电压的场效应晶体管(FET)的200毫伏(mV)漏源电压Vds。当前，由于IC中所使用的FET的大小持续减小以及对降低功耗的进一步需求，因此许多电路以低于1.2伏的带隙电压的电源电压来操作。响应于这种需求，带隙参考电压源已被设计成以低于1.2伏的电源电压来操作。概述以下给出对一个或多个实施例的简化概述以提供对此类实施例的基本理解。此概述不是所有构想到的实施例的详尽综览，并且既非旨在标识所有实施例的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有实施例的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个实施例的一些概念以作为稍后给出的更加具体的说明之序。本公开的一方面涉及一种被配置成生成温度补偿参考电压的装置。所述装置包括第一组电阻器和第二组电阻器；电流生成器，其被配置成生成通过第一组一个或多个电阻器的第一温度补偿电流，其中基于所述第一温度补偿电流跨所述第一组一个或多个电阻器生成第一电压；控制电路，其被配置成跨第二组一个或多个电阻器生成第二电压，其中所述第二电压基于所述第一电压，并且其中基于所述第二电压通过所述第二组电阻器生成第二温度补偿电流；以及第三组一个或多个电阻器，所述第二温度补偿电流流经所述第三组一个或多个电阻器，其中所述温度补偿参考电压是基于所述第二温度补偿电流跨所述第三组一个或多个电阻器生成的。本公开的另一方面涉及一种用于生成温度补偿参考电压的方法。所述方法包括：生成通过第一组一个或多个电阻器的第一温度补偿电流，其中基于所述第一温度补偿电流跨所述第一组一个或多个电阻器生成第一电压；跨第二组一个或多个电阻器生成第二电压，其中所述第二电压基于所述第一电压，并且其中基于所述第二电压通过所述第二组电阻器生成第二温度补偿电流；以及使所述第二温度补偿电流通过第三组一个或多个电阻器，其中所述温度补偿参考电压是跨所述第三组一个或多个电阻器生成的。本公开的另一方面涉及一种被配置成生成温度补偿参考电压的装备。所述装备包括：用于生成通过第一组一个或多个电阻器的第一温度补偿电流的装置，其中基于所述第一温度补偿电流跨所述第一组一个或多个电阻器生成第一电压；用于跨第二组一个或多个电阻器生成第二电压的装置，其中所述第二电压基于所述第一电压，并且其中基于所述第二电压通过所述第二组电阻器生成第二温度补偿电流；以及用于使所述第二温度补偿电流通过第三组一个或多个电阻器的装置，其中所述温度补偿参考电压是跨所述第三组一个或多个电阻器生成的。为了实现前述以及相关目的，一个或多个实施例包括随后完整描述的以及在权利要求书中具体指出的特征。以下说明和所附插图详细阐述了这一个或多个实施例的某些解说性方面。但是，这些方面仅仅是指示了可采用各个实施例的原理的各种方式中的若干种，并且所描述的实施例旨在涵盖所有此类方面及其等效方案。附图简述图1解说根据本公开的一方面的用于生成温度补偿参考电压的示例性装置的示意图。图2解说根据本公开的另一方面的用于生成温度补偿参考电压的另一示例性装置的示意图。图3解说根据本公开的另一方面的用于生成温度补偿参考电压的又一示例性装置的示意图。图4解说根据本公开的另一方面的用于生成温度补偿参考电压的又一示例性装置的示意图。图5解说根据本公开的另一方面的用于生成温度补偿参考电压的示例性方法的流程图。详细描述以下结合附图阐述的详细描述旨在作为各种配置的描述，而无意表示可实践本文中所描述的概念的仅有配置。本详细描述包括具体细节以便提供对各种概念的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践这些概念。在一些实例中，以框图形式示出了众所周知的结构和组件以避免湮没此类概念。图1解说根据本公开的一方面的用于生成温度补偿参考电压VREF的示例性装置100的示意图。装置100包括用于生成与绝对温度互补的(CTAT)电流ICTAT(例如，负温度系数电流)的子电路110。子电路110包括场效应晶体管(FET)M1、电阻器R4、以及二极管D1。FETM1(其可以用p沟道金属氧化物半导体(PMOS)FET来实现)与电阻器R4和二极管D1的并联耦合相串联地耦合在第一电压轨(例如，Vdd)与第二电压轨(例如，接地)之间。用作电流源的FETM1被配置成生成电流I1，该电流I1在电阻器R4与二极管D1之间被拆分。跨二极管D1形成的电压VA具有负温度系数，例如，CTAT电压。电压VA还跨电阻器R4。由此，通过电阻器R4形成ICTAT电流。装置100包括用于生成与绝对温度成比例的(PTAT)电流的子电路120。子电路120包括电阻器R5和R6、N个并联二极管D21至D2N的二极管组125、运算放大器(OpAmp)130、以及FETM2。FETM2、电阻器R5和二极管组125串联耦合在Vdd与接地之间。FETM2(其可以用PMOSFET来实现)还与电阻器R6串联耦合在Vdd与接地之间。OpAmp130包括被配置成接收跨二极管D1的电压VA的负输入端子、被配置成接收跨电阻器R5和二极管组125的串联连接的电压VB的正输入端子、以及耦合到FETM1和M2的栅极的输出端子。通过负反馈控制，OpAmp130经由FETM1和M2的相应栅极电压来控制通过FETM1和M2的电流I1和I2，以使得电压VB基于电压VA(例如，彼此基本相等，VB＝VA)。由于FETM1和M2被配置成具有相同的大小并且它们的栅极耦合在一起以形成电流镜，因此电流I1和I2也基本相同。由于电压VA和VB相同，并且电阻器R4和R6被配置成具有基本相同的电阻，因此通过电阻器R6的电流也是ICTAT电流，例如，与通过电阻器R4的电流ICTAT基本相同。因此，通过二极管D1的电流与通过二极管组125的N个并联二极管D21至D2N的组合电流基本相同。二极管组125的二极管D21和D2N各自被配置成与二极管D1基本相同。由此，由于通过二极管D1的同一电流在二极管组125的N个二极管之间被拆分，因此通过二极管组125中的每个二极管的电流密度是通过二极管D1的电流密度的1/N。由于电流密度的不同，二极管组125产生与跨二极管D1的CTAT电压不同的CTAT电压。结果，跨电阻器R5产生具有正温度系数的电压(例如，PTAT电压)。这产生通过电阻器R5的电流IPTAT。由FETM2产生的电流I2是电流IPTAT和ICTAT的组合(例如，总和)。由此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：第一组一个或多个电阻器；第二组一个或多个电阻器；电流生成器，其被配置成生成通过所述第一组一个或多个电阻器的第一温度补偿电流，其中基于所述第一温度补偿电流跨所述第一组一个或多个电阻器生成第一电压；第一控制电路，其被配置成跨所述第二组一个或多个电阻器生成第二电压，其中所述第二电压基于所述第一电压，并且其中基于所述第二电压通过所述第二组电阻器生成第二温度补偿电流；以及第三组一个或多个电阻器，所述第二温度补偿电流流经所述第三组一个或多个电阻器，其中基于所述第二温度补偿电流跨所述第三组一个或多个电阻器生成温度补偿参考电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.15 US 14/970,2651.一种装置，包括：第一组一个或多个电阻器；第二组一个或多个电阻器；电流生成器，其被配置成生成通过所述第一组一个或多个电阻器的第一温度补偿电流，其中基于所述第一温度补偿电流跨所述第一组一个或多个电阻器生成第一电压；第一控制电路，其被配置成跨所述第二组一个或多个电阻器生成第二电压，其中所述第二电压基于所述第一电压，并且其中基于所述第二电压通过所述第二组电阻器生成第二温度补偿电流；以及第三组一个或多个电阻器，所述第二温度补偿电流流经所述第三组一个或多个电阻器，其中基于所述第二温度补偿电流跨所述第三组一个或多个电阻器生成温度补偿参考电压。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电流生成器包括：与绝对温度互补的(CTAT)电流生成器，其被配置成生成CTAT电流；以及与绝对温度成比例的(PTAT)电流生成器，其被配置成生成PTAT电流，其中所述第一温度补偿电流包括所述CTAT电流和所述PTAT电流的组合。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述CTAT电流生成器包括：第一器件，其被配置成生成第一CTAT电压；以及第四组一个或多个电阻器，其中跨所述第四组一个或多个电阻器施加所述第一CTAT电压以生成所述CTAT电流。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一器件包括二极管或二极管式连接的晶体管。5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述PTAT电流生成器包括：第二器件，其被配置成生成第二CTAT电压；以及第五组一个或多个电阻器，其被配置成跨所述第五组一个或多个电阻器接收基于第三电压与所述第二CTAT电压之差的PTAT电压，其中所述第三电压基于所述第一CTAT电压。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二器件包括并联耦合的多个二极管或者并联耦合的多个二极管式连接的晶体管。7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述电流生成器进一步包括第二控制电路，所述第二控制电路被配置成基于所述第一CTAT电压来生成所述第三电压。8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二控制电路包括：第一运算放大器，其包括：被配置成接收所述第一CTAT电压的第一输入端；被配置成接收所述第三电压的第二输入端；被配置成基于所述第一CTAT电压和所述第三电压来生成控制信号的输出端；第一晶体管，所述第一晶体管包括被配置成接收所述控制信号的控制端子，其中所述第一晶体管耦合在第一电压轨与第一节点之间；以及耦合在所述第一节点与所述第一运算放大器的第一输入端之间的第六组一个或多个电阻器；其中所述第一组一个或多个电阻器耦合在所述第一节点与所述第一运算放大器的第二输入端之间；其中第七组一个或多个电阻器耦合在所述第一运算放大器的第二输入端与第二电压轨之间。9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一控制电路包括：耦合在所述第二组电阻器与所述第三组电阻器之间的第二晶体管；以及第二运算放大器，所述第二运算放大器包括第一输入端、第二输入端、以及输出端，所述第二运算放大器的第一输入端耦合到所述第一运算放大器的第二输入端，所述第二运算放大器的第二输入端耦合到所述第二组电阻器与所述第二晶体管之间的第二节点，所述第二运算放大器的输出端耦合到所述第二晶体管的控制端子。10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一控制电路包括：耦合在所述第二组电阻器与所述第三组电阻器之间的晶体管；以及运算放大器，所述运算放大器包括耦合到所述第一组电阻器的第一输入端、耦合到所述第二组电阻器与所述晶体管之间的节点的第二输入端、以及耦合到所述晶体管的控制端子的输出端。11.一种方法，包括：生成通过第一组一个或多个电阻器的第一温度补偿电流，其中基于所述第一温度补偿电流跨所述第一组一个或多个电阻器生成第一电压；跨第二组一个或多个电阻器生成第二电压，其中所述第二电压基于所述第一电压，并且其中基于所述第二电压通过所述第二组电阻器生成第二温度补偿电流；以及使所述第二温度补偿电流通过第三组一个或多个电阻器，其中基于所述第二温度补偿电流跨所述第三组一个或多个电阻器生成温度补偿参考电压。12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，生成所述第一温度补偿电流包括：生成与绝对温度互补的(CTAT)电流；生成与绝对温度成比例的(PTAT)电流；以及将所述CTAT电流与所述PTAT电流组合以生成所述第一温度补偿电流。13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，生成所述CTAT电流包括：生成第一CTAT电压；以及跨第四组一个或多个电阻器施加所述第一CTAT...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·M·拉斯姆斯，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US