[發明專利]內部電壓生成器

無效

• 申請號: 200810094332.5
• 申請日: 2008-04-28
• 公開（公告）號: CN101571726A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 王英;鄭暉澤
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社;三星半導體(中國)研究開發有限公司
• 主分類號: G05F1/567
• 分類號: G05F1/567;H03F3/45;H01L27/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司
• 代理人: 郭鴻禧;李云霞

技術領域

本發明涉及一種內部電壓生成器，更具體地講，涉及一種具有溫度自調節作用的內部電壓生成器。

背景技術

在環保意識日益增強的今天，降低功耗已是現代家電、通信領域的重大課題。而隨著工藝技術的提高，現在的芯片已經進入深亞微米級，內部晶體管的工作電壓逐漸下降，在大多數芯片內部都會集成有內部電壓生成器，以將外部電源電壓所提供的較高電壓轉換為內部其他電路所需要的較低電壓，同時實現低功耗的要求。例如，在.18um工藝中，將5.0V外部電壓轉換為2.0V內部工作電壓。

圖1示出現有技術的IC(集成電路)芯片的供電系統100。供電系統100集成有內部電壓生成器110，內部電壓生成器110將IC芯片外部所提供的較高電源電壓VDDA轉換為內部其他電路工作所需的較低電壓VDD，并將其提供給IC裝置120。

現有技術的內部電壓生成器110雖然能夠實現電壓的轉換，但存在如下問題：

(1)芯片制造時，工藝條件的變化引起內部電壓生成器的輸出低電壓偏差；

(2)芯片工作時，由于外界溫度的變化引起內部電壓生成器的輸出低電壓產生偏差。

也就是說，IC芯片所集成的現有技術的電壓生成器存在輸出隨工藝和溫度的變化較大，導致相關電路工作不穩定的問題。在芯片內部通常集成有如ADC(模數轉換電路)之類的模擬電路，內部工作電壓的變化將嚴重影響相關精度以及性能，甚至出現晶體管不能正常工作的現象。

發明內容

本發明的目的旨在提供一種集成溫度檢測電路以及穩壓電路的內部電壓生成器，提高內部工作電壓的穩定性以克服內部電壓生成器的輸出隨工藝和溫度變化較大的問題。

根據本發明的一方面，提供一種內部電壓生成器，所述內部電壓生成器包括：溫度檢測電路，當所述溫度檢測電路檢測到的溫度高于預定高溫閾值時，生成高溫檢測信號，當所述溫度檢測電路檢測到的溫度低于預定低溫閾值時，生成低溫檢測信號；電壓轉換電路，所述電壓轉換電路根據溫度檢測電路所產生的高溫檢測信號或低溫檢測信號，將外部電源電壓轉換為內部工作電壓。

根據本發明的一方面，所述溫度檢測電路包括：溫度靈敏器，根據溫度產生高溫檢測電壓和低溫檢測電壓；高溫檢測信號生成器，當所述高溫檢測電壓低于參考值時產生高溫檢測信號；低溫檢測信號生成器，當所述低溫檢測電壓高于參考值時產生低溫檢測信號。

根據本發明的一方面，所述溫度靈敏器由電流鏡、溫敏二極管以及第一電阻、第二電阻和第三電阻構成，電流鏡的輸出端與第一電阻、第二電阻、第三電阻以及溫敏二極管的正極順次串聯，溫敏二極管的負極接地，第一電阻和第二電阻之間的節點的對地電壓為低溫檢測電壓，第二電阻和第三電阻之間的節點的對地電壓為高溫檢測電壓。

根據本發明的一方面，所述電壓轉換電路包括：參考電壓產生電路，將外部電源電壓轉換為低于內部工作電壓的參考電壓；穩壓電路，通過將參考電壓升壓來生成內部參考電壓，并且當接收到溫度檢測電路所產生的高溫檢測信號時，增大生成的內部參考電壓；當接收到溫度檢測電路所產生的低溫檢測信號時，降低生成的內部參考電壓。

根據本發明的一方面，所述穩壓電路包括：由第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻串聯而形成電阻串、第一開關和第二開關以及具有負反饋結構的差分放大器；所述電阻串經第四電阻連接到差分放大器的負反饋端，所述電阻串經第七電阻接地；第一開關和第二開關分別與第五電阻和第六電阻并聯，并且第一開關和第二開關分別被低溫檢測信號和高溫檢測信號控制而導通；差分放大器的第一輸入端連接到參考電壓，第二輸入端連接到第五電阻和第六電阻之間；所述負反饋結構包括第一PMOS管，第一PMOS管的源極連接到外部電源電壓，柵極連接到與第一輸入端反相的第一輸出端，漏極作為差分放大器的負反饋端。

根據本發明的一方面，所述差分放大器包括：第二PMOS管、第三PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管；第二PMOS管和第三PMOS管的源極共同連接至外部電源電壓VDDA，其柵極共同連接至第二NMOS管的漏極以及第二PMOS管的漏極；第三PMOS管的漏極作為所述第一輸出端連接至第一PMOS的柵極，并同時連接至第一NMOS管的漏極；第一NMOS管的柵極作為所述第一輸入端，第二NMOS管的柵極作為所述第二輸出端；第一NMOS管和第二NMOS管的源極共同連接至第三NMOS管的漏極，第三NMOS管的源極接地，第三NMOS管的柵極連接偏置電壓。