[發明專利]低電壓能隙參考電路

有效

• 申請號: 201310021390.6
• 申請日: 2013-01-21
• 公開（公告）號: CN103885519A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 張竟宏;郭圳龍;吳清堂;吳忠政;鄭仲皓
• 申請（專利權）人: 硅成積體電路股份有限公司
• 主分類號: G05F1/567
• 分類號: G05F1/567
• 代理公司: 北京華夏博通專利事務所(普通合伙) 11264
• 代理人: 劉俊

技術領域

本發明涉及一種低電壓能隙參考電路，尤其是具有小于輸入電源的單一穩定操作點，并提供小于輸入電源的參考電壓。

背景技術

一般高功能電子電路的正常操作需要不受輸入電源、負載程度、溫度影響的參考電壓，比如當作比較器的輸入信號，藉以判斷內部或外部特定電氣信號大小。參考電壓通常是由具復雜結構的參考電路而實現，以降低并阻隔輸入電源、負載程度、溫度的影響。

在現有技術中，業者已開發出許多能防止輸入電源及負載影響的參考電路，但是對于溫度的影響，一般是利用差訊運算放大器，配合多個電阻及多個二極管，組合成同時具有正溫度系數及負溫度系數的電路，尤其是正溫度系數及負溫度系數的大小被設計成相互抵消，因此，可消除或大幅降低溫度的影響，亦即整體參考電路的一階或二階溫度系數為零。

如圖1所示的現有技術能隙參考電路，其中能隙參考電路包括差訊運算放大器OP、金氧半場效晶體管P、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一二極管D1及第二二極管D2，可在金氧半場效晶體管P的汲極產生參考電壓Vref而輸出，其中第二二極管D2是由多個電氣特性相同于第一二極管D1的二極管經并聯連接而實現。

具體而言，差訊運算放大器OP的輸出端連接金氧半場效晶體管P的閘極，金氧半場效晶體管P的源極連接輸入電源Vcc，第一電阻R1串接在金氧半場效晶體管P的汲極以及第一二極管D1的正端之間，第二電阻R2及第三電阻R3串接結合而進一步連接至金氧半場效晶體管P的汲極以及第二二極管D2的正端之間。尤其是，第一二極管D1的正端進一步連接至差訊運算放大器OP的反相輸入端，而第二電阻R2及第三電阻R3的串接點進一步連接至差訊運算放大器OP的非反相輸入端，藉以提供回授控制路徑。

圖1現有技術能隙參考電路的詳細操作分析如下。

首先，依據方程式(1)所示的二極管的電流－電壓特性方程式：

I=Is·(eq·Vfk·T-1)]]>

≅Is·eq·Vfk·TVf>>k·Tq---(1)]]>

其中q:一個電子的電量(1.6×10^-19C)

K:波次曼常數(1.38×10^-23J/K)

T:絕對溫度

Is:逆向飽和電流

Vf：熱電壓