[發明專利]帶隙電壓參考

有效

• 申請號: 201811127573.5
• 申請日: 2018-09-26
• 公開（公告）號: CN109557970B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 克拉斯·沃特爾;簡·因格爾斯;亨利·費爾赫芬
• 申請（專利權）人: 恩智浦有限公司
• 主分類號: G05F3/10
• 分類號: G05F3/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 倪斌

一個例子公開了一種電壓參考，包括：具有第一中間帶隙電壓輸出、第二中間帶隙電壓輸出和帶隙電壓參考輸出的帶隙電路核心；具有第一輸入、第二輸入、輸入偏移、輸出和輸入偏移微調的放大器；微調控制器；耦合于所述帶隙電路、所述放大器與所述微調控制器之間的開關矩陣；其中所述開關矩陣具有功能配置和校準配置；其中在所述開關矩陣的所述功能配置中，所述第一中間帶隙電壓輸出耦合到所述放大器的所述第一輸入且所述第二中間帶隙電壓輸出耦合到所述放大器的所述第二輸入；且其中響應于所述開關矩陣的所述校準配置，所述微調控制器經耦合以使用所述輸入偏移微調調節所述放大器的所述輸入偏移。

技術領域

本說明書涉及用于帶隙電壓參考的系統、方法、設備、裝置、制品和指令。

背景技術

帶隙電壓參考理想地為在許多集成電路中用以產生固定參考電壓的溫度、電源和負載非依賴性電壓參考。帶隙電壓參考通常產生約1.25V 的輸出電壓。

帶隙電壓參考監測以不同電流密度操作的兩個p-n結(例如，二極管)之間的電壓差。具有不同大小的兩個二極管之間的電壓差可非常依賴于溫度且表現為VT*ln(比率)且與絕對溫度成比例(proportionalto absolute temperature，ptat)。然而，此ptat電壓接著可用于產生ptat電流，繼而迫使該電流通過二極管。二極管正向電壓在恒定電流下具有負極溫度系數。通過將ptat電流施加到二極管且添加額外ptat電壓(經由R1 和或R2)，可形成具有零溫度系數的帶隙電壓。

發明內容

根據例子實施例，一種電壓參考包括：具有第一中間帶隙電壓輸出、第二中間帶隙電壓輸出和帶隙電壓參考輸出的帶隙電路核心；具有第一輸入、第二輸入、輸入偏移、輸出和輸入偏移微調的放大器；微調控制器；耦合于帶隙電路、放大器與微調控制器之間的開關矩陣；其中開關矩陣具有功能配置和校準配置；其中在開關矩陣的功能配置中，第一中間帶隙電壓輸出耦合到放大器的第一輸入且第二中間帶隙電壓輸出耦合到放大器的第二輸入；且其中響應于開關矩陣的校準配置，微調控制器經耦合以使用輸入偏移微調調節放大器的輸入偏移。

在另一例子實施例中，開關矩陣被配置成在電壓參考的操作期間呈功能配置或校準配置。

在另一例子實施例中，開關矩陣被配置成在功能配置與校準配置之間添加切換之間的延遲。

在另一例子實施例中，響應于開關矩陣的功能配置，微調控制器被配置成使放大器的輸入偏移微調保持固定值。

在另一例子實施例中，在開關矩陣的校準配置中，第一中間帶隙電壓輸出與放大器的第一輸入解耦合，或第二中間帶隙電壓輸出與放大器的第二輸入解耦合。

在另一例子實施例中，微調控制器被配置成使用輸入偏移微調使放大器的輸入偏移最小化。

在另一例子實施例中，進一步包括環境溫度輸入；其中微調控制器被配置成響應于環境溫度輸入上的溫度值將開關矩陣設置為校準配置。

在另一例子實施例中，微調控制器被配置成控制開關矩陣。

在另一例子實施例中，微調控制器被配置成響應于第一時間信號將開關矩陣設置為功能配置且響應于第二時間信號將開關矩陣設置為校準配置。

在另一例子實施例中，放大器為差分放大器；其中在校準配置中，第一與第二輸入與放大器耦合在一起；且其中微調控制器被配置成響應于來自差分放大器的輸出信號改變而停止調節放大器的輸入偏移微調。

在另一例子實施例中，在校準配置中，微調控制器被配置成使放大器的輸入偏移微調斜升。

在另一例子實施例中，進一步包括耦合到帶隙電壓參考輸出的電容器；和耦合于電容器與帶隙電路核心之間的額外開關；其中電容器被配置成將電壓存儲于帶隙電壓參考輸出上；且其中額外開關被配置成在開關矩陣呈校準配置時使帶隙電路核心與帶隙電壓參考輸出隔離。