專利名稱：趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種電壓與電流產(chǎn)生器，尤指一種趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器。
背景技術(shù)：
模擬電路應(yīng)用中常需要一個(gè)能夠不受電源電壓以及溫度變化影響的穩(wěn)定參考電壓，以提升整體電路的良率、可靠度及精確度，此電路稱之為“帶隙參考電壓電路 (Bandgap ReferenceCircuit) ”，它提供一參考電壓以利于監(jiān)督電源或是其他電路的操作正確性等等，是一應(yīng)用極為廣泛且重要的電路。帶隙產(chǎn)生的電壓應(yīng)與溫度無關(guān)， 這個(gè)電壓是通過這樣的方式產(chǎn)生的在一個(gè)隨溫度上升而下降的電壓(complementary to absolutetemperature, CTAT)上加一個(gè)隨帶隙電路元件的溫度上升而升高的電壓 (proportional to absolute temperature，PTAT)。CTAT 電壓是通過對正偏的雙載流子晶體管的基極-發(fā)射極進(jìn)行分接產(chǎn)生的，而PTAT電壓則利用兩個(gè)雙載流子晶體管的基極-發(fā)射極電壓差產(chǎn)生。這兩個(gè)雙載流子晶體管雖然流過的總電流相等，但二者的基極-發(fā)射極電壓大小不同。模擬電路廣泛地使用了電壓和電流參考電路，這樣的參考電路顯示了與供應(yīng)電源和制程參數(shù)相關(guān)性低，且和溫度無關(guān)。參考電壓提供一個(gè)電壓電平給電路內(nèi)其他功能電路使用，如穩(wěn)壓器(Regulator)的輸出電壓電平、電池充電器的開與關(guān)等，都是由參考電壓源或參考電流源所提供及決定。溫度會在不同程度上影響二極管、電阻、電容器和晶體管等電子元件。而混合信號設(shè)計(jì)越來越需要在內(nèi)部功率密度不均勻的芯片上進(jìn)行高速、低電壓和高復(fù)雜性的設(shè)計(jì)，這會大幅增加芯片的溫度梯度。因此設(shè)計(jì)師必須考慮溫度梯度對整顆芯片造成的影響。模擬設(shè)計(jì)對僅有攝氏幾度的溫差都可能特別敏感。為避免性能降低和參數(shù)失效，這類電路的布線必須嚴(yán)格遵守電路的對稱特性，了解溫度分布情況也因此變得更加重要。但目前的零溫度系數(shù)的電壓與電流的技術(shù)，因?yàn)闆]有將電阻的溫度效應(yīng)納入考慮，使得參考電壓仍和溫度相關(guān)，影響參考電壓的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一實(shí)施例揭露一種趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器。該電壓與電流產(chǎn)生器包括一功率放大器、一第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管、一第一 PNP型雙載流子晶體管、一第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管、一組第二 PNP型雙載流子晶體管、一負(fù)溫度系數(shù)電阻、一正溫度系數(shù)電阻、一第一零溫度系數(shù)組合電阻、一第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管及一第二零溫度系數(shù)組合電阻。該第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，耦接于該功率放大器的一輸出端；該第一 PNP型雙載流子晶體管，包括一射極，該射極耦接于該功率放大器的一負(fù)輸入端及該第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一漏極；該第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，耦接于該功率放大器的該輸出端；該組第二 PNP型雙載流子晶體管的每一第二 PNP型雙載流子晶體管包括一射極，該每一第二 PNP型雙載流子晶體管的射極耦接于該功率放大器的一正輸入端及該第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一漏極；該負(fù)溫度系數(shù)電阻，耦接于該功率放大器的該正輸入端及該每一第二 PNP型雙載流子晶體管的該射極之間；該正溫度系數(shù)電阻，耦接于該功率放大器的該正輸入端及該每一第二 PNP型雙載流子晶體管的該射極之間；該第一零溫度系數(shù)組合電阻，耦接于該功率放大器的該正輸入端； 該第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，耦接于該功率放大器的該輸出端；以及該第二零溫度系數(shù)組合電阻，耦接于該第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一漏極。本發(fā)明所述的趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器，另包括一第三零溫度系數(shù)組合電阻，該第三零溫度系數(shù)組合電阻耦接于該第一P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的該漏極；其中該第三零溫度系數(shù)組合電阻耦接于該第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的該漏極及一地端之間；其中該第三零溫度系數(shù)組合電阻包括一正溫度系數(shù)電阻及一負(fù)溫度系數(shù)電阻。本發(fā)明所述的趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器，該第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一源極、該第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一源極及該第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一源極耦接于一電源端，該第一 PNP型雙載流子晶體管的一集極及該每一第二 PNP型雙載流子晶體管的一集極耦接于一地端，該第一零溫度系數(shù)組合電阻耦接于該第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的該漏極及該地端之間，及該第二零溫度系數(shù)組合電阻耦接于該第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的該漏極及該地端之間。本發(fā)明所述的趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器，該第一零溫度系數(shù)組合電阻包括一正溫度系數(shù)電阻及一負(fù)溫度系數(shù)電阻；其中該第二零溫度系數(shù)組合電阻包括一正溫度系數(shù)電阻及一負(fù)溫度系數(shù)電阻。本發(fā)明所述的趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器，其中該正溫度系數(shù)電阻及該負(fù)溫度系數(shù)電阻形成一零溫度系數(shù)組合電阻。本發(fā)明的另一實(shí)施例揭露一種趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器。該電壓與電流產(chǎn)生器包括一功率放大器、一第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管、一第一 NPN型雙載流子晶體管、一第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管、一組第二 NPN型雙載流子晶體管、一負(fù)溫度系數(shù)電阻、一正溫度系數(shù)電阻、一第一零溫度系數(shù)組合電阻、一第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管及一第二零溫度系數(shù)組合電阻。該第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，耦接于該功率放大器的一輸出端；該第一 NPN型雙載流子晶體管，包括一集極，該集極耦接于該功率放大器的一負(fù)輸入端及該第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一漏極；該第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，耦接于該功率放大器的該輸出端；該組第二 NPN型雙載流子晶體管的每一第二 NPN型雙載流子晶體管包括一集極，該每一第二 NPN型雙載流子晶體管的集極耦接于該功率放大器的一正輸入端及該第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一漏極；該負(fù)溫度系數(shù)電阻，耦接于該功率放大器的該正輸入端及該每一第二 NPN型雙載流子晶體管的該集極之間；該正溫度系數(shù)電阻，耦接于該功率放大器的該正輸入端及該每一第二 NPN型雙載流子晶體管的該集極之間；該第一零溫度系數(shù)組合電阻，耦接于該功率放大器的該正輸入端；該第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，耦接于該功率放大器的該輸出端；以及該第二零溫度系數(shù)組合電阻，耦接于該第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一漏極。本發(fā)明所述的趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器，另包括一第三零溫度系數(shù)組合電阻，該第三零溫度系數(shù)組合電阻耦接于該第一P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的該漏極；其中該第三零溫度系數(shù)組合電阻耦接于該第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的該漏極及一地端之間；其中該第三零溫度系數(shù)組合電阻包括一正溫度系數(shù)電阻及一負(fù)溫度系數(shù)電阻。 本發(fā)明所述的趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器，該第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一源極、該第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一源極及該第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一源極耦接于一電源端，該第一 NPN型雙載流子晶體管的一射極及該每一第二 NPN型雙載流子晶體管的一射極耦接于一地端，該第一零溫度系數(shù)組合電阻耦接于該第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的該漏極及該地端之間，及該第二零溫度系數(shù)組合電阻耦接于該第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的該漏極及該地端之間。本發(fā)明所述的趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器，該第一零溫度系數(shù)組合電阻包括一正溫度系數(shù)電阻及一負(fù)溫度系數(shù)電阻；其中該第二零溫度系數(shù)組合電阻包括一正溫度系數(shù)電阻及一負(fù)溫度系數(shù)電阻。本發(fā)明所述的趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器，其中該正溫度系數(shù)電阻及該負(fù)溫度系數(shù)電阻形成一零溫度系數(shù)組合電阻。本發(fā)明利用負(fù)溫度系數(shù)電阻和正溫度系數(shù)電阻組合出接近零溫度系數(shù)的電阻，將溫度效應(yīng)對帶隙參考電壓電路的影響降至很小，以及可產(chǎn)生任意電位的帶隙參考電壓和零溫度系數(shù)的參考電流。


圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例揭露一種趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器的示意圖。圖2是本發(fā)明的另一實(shí)施例揭露一種趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器的示意圖。
具體實(shí)施例方式請參照圖1，圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例，揭露一種趨近零溫度系數(shù)的電壓產(chǎn)生器10 的示意圖。電壓產(chǎn)生器10包括一第一P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管101、一第二P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管102、一第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管103、一功率放大器104、一第三零溫度系數(shù)組合電阻105、一第一零溫度系數(shù)組合電阻106、一第二零溫度系數(shù)組合電阻107、一負(fù)溫度系數(shù)電阻108、一正溫度系數(shù)電阻109、一第一 PNP型雙載流子晶體管110 及一組第二 PNP型雙載流子晶體管111。第一零溫度系數(shù)組合電阻106包括一正溫度系數(shù)電阻1062及一負(fù)溫度系數(shù)電阻1061 ；第二零溫度系數(shù)組合電阻107包括一正溫度系數(shù)電阻1072及一負(fù)溫度系數(shù)電阻1071 ；第三零溫度系數(shù)組合電阻105包括一正溫度系數(shù)電阻 1052及一負(fù)溫度系數(shù)電阻1051。而第一零溫度系數(shù)組合電阻106阻值為LXR，第二零溫度系數(shù)組合電阻107阻值為NXR，第三零溫度系數(shù)組合電阻105阻值為LXR，負(fù)溫度系數(shù)電阻108和正溫度系數(shù)電阻109結(jié)合后的阻值為R。一組第二 PNP型雙載流子晶體管111是由K個(gè)第一 PNP型雙載流子晶體管110并聯(lián)而成，而K彡1。請參照圖1，功率放大器104若處于正常運(yùn)作范圍內(nèi)則兩輸入端電壓會相等，也就是說正輸入端電壓Vl會等于負(fù)輸入端電壓V2，因此可由式(1)導(dǎo)出PTAT電流Iptat
權(quán)利要求
1.一種趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器，其特征在于，包括 一功率放大器；一第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，耦接于該功率放大器的一輸出端； 一第一 PNP型雙載流子晶體管，包括一射極，該射極耦接于該功率放大器的一負(fù)輸入端及該第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一漏極；一第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，耦接于該功率放大器的該輸出端； 一組第二 PNP型雙載流子晶體管，該組第二 PNP型雙載流子晶體管的每一第二 PNP型雙載流子晶體管包括一射極，該每一第二 PNP型雙載流子晶體管的射極耦接于該功率放大器的一正輸入端及該第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一漏極；一負(fù)溫度系數(shù)電阻，耦接于該功率放大器的該正輸入端及該每一第二 PNP型雙載流子晶體管的該射極之間；一第一零溫度系數(shù)組合電阻，耦接于該功率放大器的該正輸入端；一第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，耦接于該功率放大器的該輸出端；以及一第二零溫度系數(shù)組合電阻，耦接于該第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一漏極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器，其特征在于，另包括一第三零溫度系數(shù)組合電阻，該第三零溫度系數(shù)組合電阻耦接于該第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的該漏極；其中該第三零溫度系數(shù)組合電阻耦接于該第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的該漏極及一地端之間；其中該第三零溫度系數(shù)組合電阻包括一正溫度系數(shù)電阻及一負(fù)溫度系數(shù)電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器，其特征在于，該第一P 型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一源極、該第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一源極及該第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一源極耦接于一電源端，該第一 PNP型雙載流子晶體管的一集極及該每一第二 PNP型雙載流子晶體管的一集極耦接于一地端，該第一零溫度系數(shù)組合電阻耦接于該第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的該漏極及該地端之間，及該第二零溫度系數(shù)組合電阻耦接于該第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的該漏極及該地端之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器，其特征在于，該第一零溫度系數(shù)組合電阻包括一正溫度系數(shù)電阻及一負(fù)溫度系數(shù)電阻；其中該第二零溫度系數(shù)組合電阻包括一正溫度系數(shù)電阻及一負(fù)溫度系數(shù)電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器，其特征在于，另包括一正溫度系數(shù)電阻，該正溫度系數(shù)電阻耦接于該功率放大器的該正輸入端及該每一第二 PNP型雙載流子晶體管的該射極之間；其中該正溫度系數(shù)電阻及該負(fù)溫度系數(shù)電阻形成一零溫度系數(shù)組合電阻。
6.一種趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器，其特征在于，包括 一功率放大器；一第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，耦接于該功率放大器的一輸出端； 一第一 NPN型雙載流子晶體管，包括一集極，該集極耦接于該功率放大器的一負(fù)輸入端及該第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一漏極；一第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，耦接于該功率放大器的該輸出端； 一組第二 NPN型雙載流子晶體管，該組第二 NPN型雙載流子晶體管的每一第二 NPN型雙載流子晶體管包括一集極，該每一第二 NPN型雙載流子晶體管的集極耦接于該功率放大器的一正輸入端及該第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一漏極；一負(fù)溫度系數(shù)電阻，耦接于該功率放大器的該正輸入端及該每一第二 NPN型雙載流子晶體管的該集極之間；一第一零溫度系數(shù)組合電阻，耦接于該功率放大器的該正輸入端；一第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，耦接于該功率放大器的該輸出端；以及一第二零溫度系數(shù)組合電阻，耦接于該第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一漏極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器，其特征在于，另包括一第三零溫度系數(shù)組合電阻，該第三零溫度系數(shù)組合電阻耦接于該第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的該漏極；其中該第三零溫度系數(shù)組合電阻耦接于該第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的該漏極及一地端之間；其中該第三零溫度系數(shù)組合電阻包括一正溫度系數(shù)電阻及一負(fù)溫度系數(shù)電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器，其特征在于，該第一P 型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一源極、該第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一源極及該第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一源極耦接于一電源端，該第一 NPN型雙載流子晶體管的一射極及該每一第二 NPN型雙載流子晶體管的一射極耦接于一地端，該第一零溫度系數(shù)組合電阻耦接于該第二P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的該漏極及該地端之間，及該第二零溫度系數(shù)組合電阻耦接于該第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的該漏極及該地端之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器，其特征在于，該第一零溫度系數(shù)組合電阻包括一正溫度系數(shù)電阻及一負(fù)溫度系數(shù)電阻；其中該第二零溫度系數(shù)組合電阻包括一正溫度系數(shù)電阻及一負(fù)溫度系數(shù)電阻。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器，其特征在于，另包括一正溫度系數(shù)電阻，該正溫度系數(shù)電阻耦接于該功率放大器的該正輸入端及該每一第二 NPN型雙載流子晶體管的該集極之間；其中該正溫度系數(shù)電阻及該負(fù)溫度系數(shù)電阻形成一零溫度系數(shù)組合電阻。
全文摘要
本發(fā)明提供一種趨近零溫度系數(shù)的電壓與電流產(chǎn)生器，借以提供一受溫度影響較低的電壓或電流。本發(fā)明的電壓與電流產(chǎn)生器利用混合適當(dāng)比例的具有負(fù)溫度系數(shù)的高電阻系數(shù)的電阻，以及具有正溫度系數(shù)的低電阻系數(shù)的電阻，借以產(chǎn)生與溫度無關(guān)的組合電阻，來設(shè)計(jì)出接近零溫度系數(shù)的電壓與電流的產(chǎn)生電路。本發(fā)明利用負(fù)溫度系數(shù)電阻和正溫度系數(shù)電阻組合出接近零溫度系數(shù)的電阻，將溫度效應(yīng)對帶隙參考電壓電路的影響降至很小以及可產(chǎn)生任意電位的帶隙參考電壓和零溫度系數(shù)的參考電流。
文檔編號G05F3/30GK102253683SQ20101018287
公開日2011年11月23日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者黃俊仁 申請人:普誠科技股份有限公司