[發(fā)明專利]帶隙基準(zhǔn)電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110180378.4
• 申請日: 2021-02-09
• 公開（公告）號: CN113296569B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·卡努恩
• 申請（專利權(quán)）人: 半導(dǎo)體組件工業(yè)公司
• 主分類號: G05F1/567
• 分類號: G05F1/567
• 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: 彭曉文

本發(fā)明題為“帶隙基準(zhǔn)電路”。所公開的帶隙電路被配置為提供也可調(diào)節(jié)的溫度穩(wěn)定基準(zhǔn)電流和/或電壓。可通過由源極退化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提供的電流鏡的改善匹配來促進(jìn)該穩(wěn)定性。源極退化可減少隨機(jī)失配而不需要增加電流鏡的尺寸或復(fù)雜性，并且可有利于電流鏡在弱反轉(zhuǎn)條件下的操作，在該弱反轉(zhuǎn)條件下，隨機(jī)失配可能是最嚴(yán)重的。此外，可調(diào)節(jié)源極退化以調(diào)節(jié)所生成的基準(zhǔn)電流和/或電壓的水平和/或溫度系數(shù)。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2020年9月17日提交的美國專利申請?zhí)?6/948,415的優(yōu)先權(quán)，該申請要求于2020年2月21日提交的美國臨時專利申請?zhí)?2/979,468的權(quán)益。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及微電子電路，并且更具體地，涉及一種用于生成與溫度無關(guān)的電壓或電流的帶隙基準(zhǔn)電路。

背景技術(shù)

帶隙基準(zhǔn)電路是集成電路/系統(tǒng)中的可生成不隨溫度顯著變化的電壓和/或電流的功能塊。換句話講，帶隙基準(zhǔn)可具有在一定溫度范圍(例如，0℃至60℃)內(nèi)相對平坦的溫度系數(shù)(TC)。可通過將與絕對溫度成比例的電流源和與絕對溫度互補(bǔ)的電流源求和來生成相對平坦的溫度系數(shù)。換句話講，比例電流源和互補(bǔ)電流源的溫度依賴性可抵消以產(chǎn)生對溫度相對不敏感的基準(zhǔn)電流。與絕對溫度成比例的電流源和與絕對溫度互補(bǔ)的電流源也可用來生成對溫度相對不敏感的基準(zhǔn)電壓。

發(fā)明內(nèi)容

在至少一個方面，本公開總體描述了用于生成基準(zhǔn)電流的方法。該方法包括生成與絕對溫度成比例(即，PTAT)電流以及生成與絕對溫度互補(bǔ)(即，CTAT)電流。該方法還包括使用具有源極退化的PTAT電流鏡來生成PTAT電流的第一副本，以及使用具有源極退化的CTAT電流鏡來生成CTAT電流的第一副本。該方法還包括將PTAT電流的第一副本與CTAT電流的第一副本求和，以獲得具有第一溫度系數(shù)的第一基準(zhǔn)電流。

在可能的實(shí)施方式中，該方法還包括調(diào)節(jié)PTAT電流鏡和/或CTAT電流鏡的源極生成，以獲得具有第二溫度系數(shù)的第二基準(zhǔn)電流。PTAT電流鏡和CTAT電流鏡可處于共源共柵配置。

在另一個可能的實(shí)施方式中，該方法還包括使用第一基準(zhǔn)電流來生成第一基準(zhǔn)電壓。例如，該方法可包括將第一基準(zhǔn)電流輸入到第一輸出電阻器以獲得第一基準(zhǔn)電壓。

在另一個方面，本公開總體描述了一種帶隙基準(zhǔn)電路。帶隙基準(zhǔn)電路包括電流發(fā)生器，該電流發(fā)生器被配置為生成PTAT電流和CTAT電流。帶隙基準(zhǔn)電路還包括具有源極退化的PTAT電流鏡。具有源極退化的PTAT電流鏡耦接到電流發(fā)生器，并且被配置為生成PTAT電流的至少一個副本。具有源極退化的CTAT電流鏡耦接到電流發(fā)生器，并且被配置為生成CTAT電流的至少一個副本。帶隙基準(zhǔn)電路還包括至少一個輸出端。該至少一個輸出端中的每個輸出端被配置為將PTAT電流的至少一個副本中的一個副本與CTAT電流的至少一個副本中的一個副本組合以生成基準(zhǔn)電流。

在可能的實(shí)施方式中，具有源極退化的PTAT電流鏡包括PTAT電流鏡輸入晶體管和至少一個PTAT電流鏡輸出晶體管，該P(yáng)TAT電流鏡輸出晶體管為P型金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)晶體管。此外，具有源極退化的CTAT電流鏡包括CTAT電流鏡輸入晶體管和至少一個CTAT電流鏡輸出晶體管，該CTAT電流鏡輸出晶體管為PMOS晶體管。至少一個PTAT電流鏡輸出晶體管和至少一個CTAT電流鏡輸出晶體管可各自耦接到可調(diào)節(jié)的對應(yīng)源極退化電阻器。對源極退化電阻器的調(diào)節(jié)可控制基準(zhǔn)電流的水平或可控制基準(zhǔn)電流的溫度系數(shù)。基準(zhǔn)電流可耦接到輸出電阻器以生成基準(zhǔn)電壓，并且可調(diào)節(jié)輸出電阻器以改變該基準(zhǔn)電壓的水平。