具有微调电路的带隙参考电路制造技术

一种带隙参考电路包括第一电流发生器，所述第一电流发生器具有用于生成随温度成比例地变化的第一电流的第一双极晶体管和第二双极晶体管。第二电流发生器包括用于生成与温度成反比变化的第二电流的场效应晶体管。微调电路包括：第三双极晶体管，其大小设定成匹配所述第一双极晶体管；第三电流发生器，其具有第二场效应晶体管，所述第二场效应晶体管耦合到所述第三双极晶体管的集电极和基极以基于所述第三双极晶体管的基极电流生成第三电流；以及微调控制电路，其被配置成基于微调控制信号通过将所述第三电流添加到所述第二电流或从所述第二电流减去所述第三电流来修改所述第二电流。通过对所述第一电流和修改后的第二电流求和来生成带隙参考电流。流求和来生成带隙参考电流。流求和来生成带隙参考电流。

【技术实现步骤摘要】
具有微调电路的带隙参考电路


[0001]本公开大体上涉及集成电路，且更具体地说，涉及具有微调电路以生成电压或电流参考的带隙参考电路。

技术介绍

[0002]带隙参考电路用于产生恒定参考电压或参考电流。常规带隙参考电路使用运算放大器，所述运算放大器被配置成强制其输入相等，由此使得电流相等或使得某些电压相等。常规带隙参考电路可生成带隙参考电压，然后将所述带隙参考电压转换成电流。举例来说，现有带隙参考电路通常将组合与绝对温度成正比(PTAT)的第一电流和与绝对温度成反比或互补(CTAT)的第二电流，以形成施加到输出电阻器以生成参考电压的参考或偏置电流。最流行的带隙电路采用Brokaw、Widlar或Kuijk拓扑结构，所述拓扑结构通过因子K(接近10)乘以PTAT电压(ΔV
BE
)来补偿跨越双极晶体管的基极
‑
发射极电压产生的CTAT电压(V
BE
)，以得到接近1.2V(硅的间隙电压)的与温度无关的电压参考。另外，存在通过CTAT电压(V
BE
)的比率补偿PTAT电压(ΔV
BE
)以提供120mV的子带隙参考电压的子带隙参考电路，所述子带隙参考电压可被放大以生成更高电压。
[0003]举例来说，常规带隙参考电压电路包括用于生成PTAT电流的第一BiCMOS电路、用于生成CTAT电流的第二BiCMOS电路，以及用于通过对CTAT电流和PTAT电流求和来生成偏置电流的第三电路。然而，此类常规带隙参考电压电路的实施需要大量电路组件，包括可能导致所生成参考电流产生误差的双极晶体管。如从上文所见，现有带隙参考电路解决方案在实际水平下极其困难，这是由于生成准确带隙参考电流和电压的挑战，特别是因为电路组件的数目增加了大小、成本、误差和电路复杂性。

技术实现思路

[0004]以下为本专利技术的各种实施例。
[0005]在一个实施例中，一种带隙参考电路包括：第一电流发生器，所述第一电流发生器具有第一电路分支和第二电路分支，所述第一电路分支和所述第二电路分支分别具有用于在第一电阻器处生成第一电流的具有不同大小调整参考值的第一双极晶体管和第二双极晶体管，其中第一电流随温度成比例地变化；第二电流发生器，所述第二电流发生器具有第三电路分支，所述第三电路分支具有用于在第二电阻器处生成第二电流的第一场效应晶体管，其中第二电流与温度成反比变化；微调电路；以及第三电路。微调电路包括：第四电路分支，所述第四电路分支具有第三双极晶体管，所述第三双极晶体管的大小设定成匹配第一双极晶体管；第三电流发生器，所述第三电流发生器具有第二场效应晶体管，所述第二场效应晶体管耦合到第三双极晶体管的集电极和基极且被配置成基于第三双极晶体管的基极电流生成第三电流；以及微调控制电路，所述微调控制电路被配置成基于第一微调控制信号通过将第三电流添加到第二电流或从第二电流减去第三电流来修改所述第二电流。第三电路被配置成基于第一电流和修改后的第二电流的总和而生成带隙参考电流。在一个方
面，第三电路包括输出分支求和电路，所述输出分支求和电路具有用于分别镜像第一电流和修改后的第二电流的第五电路分支和第六电路分支，其中输出分支求和电路组合来自第五电路分支和第六电路分支的电流以在输出节点处生成带隙参考电流和带隙参考电压。在另一方面，第三双极晶体管的基极电流匹配第一双极晶体管的基极电流。在另一方面，第二场效应晶体管具有耦合到第三双极晶体管的集电极的栅极电极和耦合到第三双极晶体管的基极的源极电极。在另一方面，第三电流发生器包括第一电流镜，所述第一电流镜具有耦合到第二场效应晶体管的漏极的输入和用以提供相当于第三双极晶体管的基极电流某一分率的第一镜像电流的输出。在又一方面，第三电流发生器包括第二电流镜，所述第二电流镜具有经耦合以从第一电流镜接收第一镜像电流的输入和用以提供第二镜像电流的输出。在又另一方面，当第一微调控制信号具有第一值时，提供第一镜像电流作为添加到第二电流的第三电流，并且当第一微调控制信号具有第二值时，提供第二镜像电流作为从第二电流减去的第三电流。在又另一方面，第一电流镜包括：第三场效应晶体管，所述第三场效应晶体管具有耦合到第二场效应晶体管的漏极的漏极电极和栅极电极，以及可选晶体管集合，其中基于第二微调控制信号来选择可选晶体管集合中的一个或多个，其中选定的一个或多个可选晶体管中的每一个具有耦合到第三场效应晶体管的栅极电极的栅极电极和耦合到第一电流镜的输出的源极电极，其中第三双极晶体管的基极电流的分率是基于可选晶体管集合中被选择的晶体管数量。在又另一方面，可选晶体管集合中的每个可选晶体管经由对应开关耦合到第一电流镜的输出，所述对应开关基于第二微调控制信号被设置成闭合或断开。在另一另外方面，微调控制电路包括耦合在第一电流镜的输出与第二电流镜的输入之间的第一开关、耦合在第一场效应晶体管的漏极与第二电流镜的输出之间的第二开关，以及耦合在第一电流镜的输出与第一场效应晶体管的漏极之间的第三开关。在又一方面，当第一微调控制信号具有第一值时，断开第一开关和第二开关，且闭合第三开关，并且当第一微调控制信号具有第二值时，闭合第一开关和第二开关，且断开第三开关。在另一另外方面，第一镜像电流具有等于第二镜像电流的量值的量值。
[0006]在另一实施例中，一种带隙参考电路包括：第一电流发生器，所述第一电流发生器具有第一电路分支和第二电路分支，所述第一电路分支和所述第二电路分支分别具有用于在第一电阻器处生成第一电流的具有不同大小调整参考值的第一双极晶体管和第二双极晶体管，其中第一电流随温度成比例地变化；第二电流发生器，所述第二电流发生器具有第三电路分支，所述第三电路分支具有用于在第二电阻器处生成第二电流的第一场效应晶体管，其中第二电流与温度成反比变化；微调电路；以及第三电路。微调电路包括：第四电路分支，所述第四电路分支具有第三双极晶体管，所述第三双极晶体管的大小设定成匹配第一双极晶体管；第二场效应晶体管，所述第二场效应晶体管耦合到第三双极晶体管的集电极和基极；第一电流镜，所述第一电流镜具有耦合到第二场效应晶体管的漏极的输入和用以提供相当于第三双极晶体管的基极电流某一分率的第一镜像电流的输出；以及第二电流镜，所述第二电流镜具有经耦合以接收第一镜像电流的输入和用以提供第二镜像电流的输出；以及微调控制电路，所述微调控制电路被配置成通过在第一微调控制信号具有第一值时将第一镜像电流添加到第二电流或在第一微调控制信号具有第二值时从第二电流减去第二镜像电流来修改所述第二电流。第三电路被配置成基于第一电流和修改后的第二电流的总和而生成带隙参考电流。在另一实施例的一个方面，第一双极晶体管和第三双极晶体
管的大小设定成匹配，使得第三双极晶体管的基极电流匹配第一双极晶体管的基极电流。在另一方面，第二场效应晶体管具有耦合到第三双极晶体管的集电极的栅极电极和耦合到第三双极晶体管的基极的源极电极。在又一方面，微调电路包括耦合在第一电流镜的输出与第二电流镜的输入之间的第一开关、耦合在第一场效应晶体管的漏极与第二电流镜的输出之间的第二开关，以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带隙参考电路，其特征在于，包括：第一电流发生器，所述第一电流发生器包括第一电路分支和第二电路分支，所述第一电路分支和所述第二电路分支分别包括用于在第一电阻器处生成第一电流的具有不同大小调整参考值的第一双极晶体管和第二双极晶体管，其中所述第一电流随温度成比例地变化；第二电流发生器，所述第二电流发生器包括第三电路分支，所述第三电路分支包括用于在第二电阻器处生成第二电流的第一场效应晶体管，其中所述第二电流与温度成反比变化；微调电路，所述微调电路包括：第四电路分支，所述第四电路分支包括第三双极晶体管，所述第三双极晶体管的大小设定成匹配所述第一双极晶体管；第三电流发生器，所述第三电流发生器包括第二场效应晶体管，所述第二场效应晶体管耦合到所述第三双极晶体管的集电极和基极且被配置成基于所述第三双极晶体管的基极电流生成第三电流，和微调控制电路，所述微调控制电路被配置成基于第一微调控制信号通过将所述第三电流添加到所述第二电流或从所述第二电流减去所述第三电流来修改所述第二电流；以及第三电路，所述第三电路被配置成基于所述第一电流和修改后的第二电流的总和而生成带隙参考电流。2.根据权利要求1所述的带隙参考电路，其特征在于，所述第三电路包括输出分支求和电路，所述输出分支求和电路包括用于分别镜像所述第一电流和修改后的第二电流的第五电路分支和第六电路分支，其中所述输出分支求和电路组合来自所述第五电路分支和所述第六电路分支的电流以在输出节点处生成所述带隙参考电流和带隙参考电压。3.根据权利要求1或2所述的带隙参考电路，其特征在于，所述第三双极晶体管的所述基极电流匹配所述第一双极晶体管的基极电流。4.根据在前的任一项权利要求所述的带隙参考电路，其特征在于，所述第二场效应晶体管具有耦合到所述第三双极晶体管的所述集电极的栅极电极和耦合到所述第三双极晶体管的所述基极的源极电极。5.根据权利要求4所述的带隙参考电路，其特征在于，所述第三电流发生器包括第一电流镜，所述第一电流镜具有耦合到所述第二场效应晶体管的漏极的输入和用以提供相当于所述第三双极晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪尧姆，
申请(专利权)人：恩智浦美国有限公司，
类型：发明
国别省市：