[發(fā)明專利]具有偏移電壓移除的帶隙參考電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310624671.0
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN103986440B
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 珀?duì)枴W拉夫·帕爾
• 申請（專利權(quán)）人: 豪威科技股份有限公司
• 主分類號: H03K3/011
• 分類號: H03K3/011;H03M1/12;G05F1/577
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11287
• 代理人: 齊楊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體來說帶隙電壓參考電路，且特定來說(但非排他性地)涉及在互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器的讀出電路中所使用的那些帶隙電壓參考電路。

背景技術(shù)

圖像傳感器是普遍存在的。其廣泛用于數(shù)碼靜態(tài)相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、蜂窩式電話、安全攝像機(jī)、醫(yī)療裝置、汽車及其它應(yīng)用中。

許多圖像傳感器具有由若干種因素限制的圖像質(zhì)量。一個(gè)此種因素是圖像傳感器的讀出電路中所包含的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的準(zhǔn)確度。準(zhǔn)確的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器通常需要既準(zhǔn)確又穩(wěn)定的參考電壓。可實(shí)施各種電路來提供參考電壓。一個(gè)此種實(shí)例為帶隙參考電路。

帶隙參考電路廣泛地用于模擬電路中以提供穩(wěn)定、電壓無關(guān)且溫度無關(guān)的參考電壓。帶隙電壓參考電路依據(jù)維持具有正溫度系數(shù)的內(nèi)部電壓源及具有負(fù)溫度系數(shù)的另一內(nèi)部電壓源的原理而操作。通過將所述兩者一起求和，可消除溫度相依性。另外，可使用兩個(gè)內(nèi)部源中的任一者作為溫度傳感器。

顧名思義，由帶隙參考電路產(chǎn)生的電壓用作參考，且特定來說在需要參考電壓的高穩(wěn)定性(例如，如在圖像傳感器中通常需要的那樣)的情況下利用。在典型的帶隙參考電路中，使用運(yùn)算放大器以便改進(jìn)參考電壓的準(zhǔn)確度。然而，運(yùn)算放大器本身并不是理想的，且具有偏移電壓。理想地，運(yùn)算放大器的輸入處的電壓應(yīng)彼此相等，此歸因于放大器的輸入之間的虛擬短路。然而，在特定情況中，偏移電壓Vos幾乎始終存在。此外，偏移電壓Vos在芯片間變化而非一固定值。因此，輸出電壓Vout還由于偏移電壓Vos的分布而在芯片間變化，使得難以補(bǔ)償此變化。

用于補(bǔ)償運(yùn)算放大器中存在的偏移電壓的一些常規(guī)技術(shù)包含“高頻(HF)斬波器技術(shù)”及“自動調(diào)零技術(shù)”。然而，此斬波器穩(wěn)定及自動調(diào)零是基于圖像傳感器的臨界行時(shí)間期間的高頻切換。高頻切換可將高頻電路耦合到帶隙參考輸出中或在共用“接地路徑”中產(chǎn)生高頻電壓。因此，可降低帶隙電壓輸出的準(zhǔn)確度，此可導(dǎo)致帶隙參考電路無法與具有高分辨率模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的圖像傳感器兼容。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種帶隙參考電路，其包括：運(yùn)算跨導(dǎo)放大器(OTA)，其具有反相輸入及非反相輸入；第一開關(guān)，其耦合于所述OTA的所述反相輸入與輸出之間以在所述第一開關(guān)閉合時(shí)提供環(huán)繞所述OTA的負(fù)反饋回路；電容器，其具有耦合到所述反相輸入的第一端，及第二端；第二開關(guān)，其耦合到所述電容器的所述第二端，其中在所述第二開關(guān)閉合時(shí)，所述電容器被充電到實(shí)質(zhì)上等于所述OTA的偏移電壓的電壓；第三開關(guān)，其耦合到所述電容器的所述第二端，其中在所述第三開關(guān)閉合時(shí)，從所述參考電路的輸入回路減去跨越所述電容器的所述電壓以消除所述OTA的所述偏移電壓；第一雙極晶體管，其具有耦合到第一電阻器與所述第三開關(guān)之間的第一節(jié)點(diǎn)的集電極；及第二雙極晶體管，其具有耦合到第二電阻器與所述第二開關(guān)之間的第二節(jié)點(diǎn)的集電極，其中所述OTA的所述非反相輸入耦合到所述第二節(jié)點(diǎn)，其中所述帶隙參考電路將經(jīng)耦合以接收使對成像傳感器中所包含的像素陣列的每一行的讀出同步的第一信號，且其中所述帶隙參考電路經(jīng)配置以響應(yīng)于所述第一信號而在對所述像素陣列的每一行的所述讀出期間刷新所述電壓參考。