参考电压电路制造技术

一种参考电压电路，包括：具有第一输入端、第二输入端和输出端的放大器；第一ｐｎｐ双载子晶体管；第一电阻，其一端连接至第一ｐｎｐ双载子晶体管的射极，另一端连接至放大器的第一输入端；第二电阻，两端分别连接至放大器的两端；第五电阻；数个第二ｐｎｐ双载子晶体管，且这些第二ｐｎｐ双载子晶体管的基极和集极接地，射极则电性连接至第五电阻的一端；第三电阻，其一端电性连接至放大器的第二输入端，另一端则电性连接至第五电阻的另一端；以及第四电阻，一端连接至放大器的第二输入端，另一端连接至放大器的输出端；由于放大器的两个输入端的电压被适当提高，高温时放大器中的ＮＭＯＳ晶体管便能轻易被驱动，使本参考电压电路能于高温时提供准确的参考电压。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Voltage reference circuit

A reference voltage circuit, including: a first input terminal, a second input end and the output end of the amplifier; the first PNP bipolar transistor; a first resistor, one end connected to the first PNP bipolar transistor emitter, the other end is connected to the first input amplifier; the second ends are respectively connected to both ends of the resistance. Amplifier; fifth resistance; a number of second PNP bipolar transistor, and the second PNP bipolar transistor base and collector grounded emitter is electrically connected to the fifth end of resistance; third resistance, which is electrically connected to the amplifier input end of second, the other end is electrically connected at the other end of the fifth resistor; and fourth resistors, second input end is connected to one end of the amplifier and the other end is connected to the output end of the amplifier; the amplifier two The voltage at each input is appropriately increased, and the NMOS transistor in the amplifier can be easily driven at high temperatures so that the reference voltage circuit can provide an accurate reference voltage at high temperatures. \ue5cf

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是有关于一种参考电压电路，特别是有关于在次微米半导体集成电路中，于高工作温度中提供低准位参考电压的一种能隙参考电路。参考电压是电子电路或电子系统中不可或缺的角色，稳定的参考电压一般具有两种特性，一为对温度的高稳定性(即参考电压随温度变化的漂移极小)，另一则为对电源电压变化的高抵抗力。能隙参考电压电路以其对温度及电源电压变化的高稳定性，广泛地应用在模拟/数字转换器、数字/模拟转换器、电压整流器等电子系统上。一般的能隙参考电压电路，是利用一个正比于绝对温度的电路来补偿双载子晶体管基射极的负温度系数。请参考附图说明图1，其所绘示为习知能隙参考电路的电路示意图。于能隙参考电路100中，是利用自放大器102的输出端回授至放大器102的两个输入端所建立的回授回路(FeedbackLoop)，驱动放大器102进行运作。透过如图1所示的电路布置，跨在二极管104的电压108和跨在二极管106的电压110之间的电压差将被放大，得到参考电压112。如图1所示，当电阻114等于电阻116，且电流120等于电流122时，放大器102输出的参考电压112可以方程式(1)来表示VOUT＝ΔVBE×(R2/R1)+VBE(1)其中VOUT为参考电压112，ΔVBE＝VBE1-VBE2，即跨在二极管104的电压108和跨在二极管106的电压110之间的电压差，R1为电阻118，R2则为电阻114，而VBE＝VBE1，即VBE等于跨在二极管104的电压108。借由方程式(1)对参考电压112的描述，可得知参考电压112是由ΔVBE乘以增益G(由R2/R1组成)，再加上二极管104的电压108所构成。请参考图2，其所绘示为另一习知能隙参考电路的电路示意图。图2的能隙参考电路200中，NMOS晶体管204、NMOS晶体管206、PMOS晶体管208、PMOS晶体管210、PMOS晶体管212和偏压电流源228构成放大器202。pnp双载子晶体管(pnp BJT)240的集基极连接至接地，N个pnp双载子晶体管242的集基极亦连接至接地。而pnp双载子晶体管240的射极是电性连接至放大器202的第一输入端214，N个pnp双载子晶体管242的射极是同时电性连接至放大器202的第二输入端216，因此pnp双载子晶体管240和N个pnp双载子晶体管242，均可视为如图1所示的二极管结构。因此，图2的能隙参考电路200的电路运作与图1的能隙参考电路100十分相似。假设pnp双载子晶体管240和pnp双载子晶体管242的相关设计参数相等且互相匹配，及假设电阻222等于电阻224，由于电阻222和电阻224皆连接至放大器202的输出端218，因此电流244和电流246的大小相等。再根据放大器的特性，可得知V1＝V2，其中V1为放大器202的第一输入端214的输入电压，V2为放大器202的第二输入端216的输入电压。由此可推知V2＝I2×R6+VBE2＝V1＝VBE1故I2＝ΔVBE/R6＝(VBE1-VBE2)/R6＝I1而且因pnp双载子晶体管240和pnp双载子晶体管242在主动操作区中工作，所以其射极电流约等于其集极电流，使得I1＝IS1×exp(VBE1/Vt)及I2＝N×IS2×exp(VBE2/Vt)所以ΔVBE＝VBE1-VBE2＝Vt×(N)得出I2＝(Vt×(N))/R6＝I1最后参考电压220可根据方程式(2)求得VOUT＝ΔVBE×(R5/R6)+VBE＝Vt×(N)×(R5/R6)+VBE(2)或VOUT＝I2×R5+VBE＝Vt×(N)×(R5/R6)+VBE(2)其中VOUT为参考电压220，R5为电阻224，R6则为电阻226，Vt为热电压(Thermal Voltage)，为自然对数，而VBE1和VBE2分别为pnp BJT 240的基射极电位差252及pnp BJT 242的基射极电位差254，VBE则等于VBE1，I1和I2分别为电流244和电流246，IS1和IS2分别为pnp BJT 240的饱和电流及pnp BJT 242的饱和电流，由于pnp BJT 240和pnp BJT 242的相关设计参数皆相等，故IS1＝IS2。过往的电子系统或电子电路大都采用较高的电压作为工作电压(如约3.3伏特)，然而随着半导体制程技术的快速发展，电子器材的工作电压都往下调降至约1.25伏特或以下，较低的工作电压可使电路或电子系统耗费的功率减少，令工作温度降低，并可延长利用电池供电的电子产品的工作时间。虽然较低的工作电压可使电子电路耗费的功率减少，令工作温度降低，但在次微米半导体制程中却难以利用单一电源来产生出准确的低工作电压(低参考电压)，解决方法通常是采用由约1.2伏特的核心电压，搭配约2.5伏特或约3.3伏特的外围电压组成之双电源供应，提供电源予能隙参考电路，产生低参考电压。在图2中，NMOS晶体管204、NMOS晶体管206、PMOS晶体管208、PMOS晶体管210和PMOS晶体管212皆为具有厚闸极氧化层的组件，且其工作电压Vdd约为2.5伏特或约3.3伏特。当NMOS晶体管和PMOS晶体管的工作电压Vdd约为2.5伏特时，其启始电压约为0.56伏特；当NMOS晶体管和PMOS晶体管的工作电压Vdd约为3.3伏特时，其启始电压约为0.62伏特。然而，在高温时pnp双载子晶体管的基射极电压只是约0.56伏特，使得NMOS晶体管204和NMOS晶体管206于高温时未能被pnp双载子晶体管的基射极电压驱动，因为当NMOS晶体管的工作电压Vdd约为3.3伏特时，pnp双载子晶体管的基射极电压(高温时约为0.56伏特)远低于NMOS晶体管的启始电压(约0.62伏特)。当NMOS晶体管的工作电压Vdd约为2.5伏特时，pnp双载子晶体管的基射极电压(如上所述，高温时约为0.56伏特)仅等于NMOS晶体管的启始电压(约0.56伏特)。此外，由于高温时pnp双载子晶体管的基射极电压相对较低，但在较差制程条件(Worse ProcessCondition)时，NMOS晶体管的启始电压却较大，因此NMOS晶体管204和NMOS晶体管206便更难以被驱动，能隙参考电路200便不能动作。本专利技术的主要目的为提供了一种参考电压电路，特别是有关于在次微米半导体集成电路中，于高工作温度中提供低准位参考电压的一种能隙参考电路，借适当的电路设置，可提高能隙参考电路中放大器的两个输入端的电压准位，达到高温中仍能轻易驱动MOS晶体管的目的。根据以上所述的目的，本专利技术提供了一种参考电压电路，至少包括具有第一输入端、第二输入端和输出端的放大器；第一pnp双载子晶体管，且此第一pnp双载子晶体管的基极和集极接地；第一电阻，且此第一电阻的一端连接至第一pnp双载子晶体管的射极，另一端连接至放大器的第一输入端；第二电阻，其电阻值为第一电阻的((1/a)-1)倍，且此第二电阻的一端连接至放大器的第一输入端，另一端连接至放大器的输出端；第五电阻；复数个第二pnp双载子晶体管，且这些第二pnp双载子晶体管的基极和集极接地，射极则电性连接至第五电阻的一端；第三电阻，第三电阻的一端电性连接至放大器的第二输入端，另一端则电性连接至第五电阻的另一端；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种参考电压电路，可产生与温度无关的参考电压值，该参考电压电路至少包括： 一放大器，具有一第一输入端、一第二输入端和一输出端； 一第一ｐｎｐ双载子晶体管，且该第一ｐｎｐ双载子晶体管的一基极和一集极接地； 一第一电阻，且该第一电阻的一端电性连接至该第一ｐｎｐ双载子晶体管的一射极，该第一电阻的另一端电性连接至该放大器的该第一输入端； 一第二电阻，该第二电阻的电阻值为该第一电阻的电阻值的（（１／ａ）－１）倍，且该第二电阻的一端电性连接至该放大器的该第一输入端，该第二电阻的另一端电性连接至该放大器的该输出端，其中ａ为介于０和１之间的一数值； 一第五电阻； 复数个第二ｐｎｐ双载子晶体管，且该第二ｐｎｐ双载子晶体管的复数个基极和复数个集极接地，该第二ｐｎｐ双载子晶体管的复数个射极则电性连接至该第五电阻的一端； 一第三电阻，该第三电阻的一端电性连接至该放大器的该第二输入端，该第三电阻的另一端则电性连接至该第五电阻的另一端；以及 一第四电阻，该第四电阻的电阻值为该第三电阻的电阻值的（（１／ａ）－１）倍，且该第四电阻的一端电性连接至该放大器的该第二输入端，该第四电阻的另一端电性连接至该放大器的该输出端，其中ａ为介于０和１之间的一数值。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭政雄，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]