專利名稱：電流生成電路及使用它的基準(zhǔn)電壓電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電流生成電路。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體集成電路中，在無(wú)論電源電壓變動(dòng)或溫度變動(dòng)如何都生成一定的電壓的目的下，采用帶隙基準(zhǔn)電壓電路(也稱為帶隙基準(zhǔn)(BGR)電路(band gap reference circuit))。在專利文獻(xiàn)1中，公開了一例BGR電路。專利文獻(xiàn)1中記載的BGR電路，能夠?qū)τ陔娫措妷汉蜏囟壬煞€(wěn)定的基準(zhǔn)電壓 Vref，但溫度系數(shù)δ Vref/δ T不完全為零，有因用途而不充分的情況。[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)1]特開平5-088767號(hào)公報(bào)[非專利文獻(xiàn) 1] PAUL R. GRAY, PAUL J. HURST, STEPHEN H. LEWIS, ROBERT G. MEYER、 ANALYSIS AND DESING OF ANALOG INTEGRATED CIRCUIT 4th Edition,JOHN WILEY & SONS， INC. pp. 229-33
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題本發(fā)明人研究了有關(guān)這樣的帶隙基準(zhǔn)電路的溫度依賴性的結(jié)果，完成了認(rèn)識(shí)以下課題。帶隙基準(zhǔn)電路的輸出電壓的溫度依賴性為向上凸(碗形)，其電壓電平以常溫 25 30°C作為峰值(peak)，在比其高溫和低溫時(shí)下降。這里，如果能夠生成在常溫中為平坦的，在高溫和/或低溫中增加的電流，則使用這種電流，能夠改善帶隙基準(zhǔn)電路的溫度特性。本發(fā)明鑒于這樣的課題而完成，其一形態(tài)的例示性的目的之一在于，提供可生成具有溫度依賴性的電流的電流生成電路。用于解決課題的方案本發(fā)明的一形態(tài)涉及電流生成電路。該電流生成電路包括生成具有正的溫度特性的第1電流的第1電流源；生成第2電流的第2電流源；補(bǔ)償用晶體管，其為NPN型雙極晶體管，設(shè)置在第2電流的路徑上；以及將補(bǔ)償用晶體管的基極電流乘以第1系數(shù)倍而生成第3電流的第1電流鏡電路，該電流生成電路輸出與第1電流和第3電流之差成比例的第 4電流。根據(jù)該形態(tài)，在某一溫度以下具有一定電平(level)，在比某一溫度高時(shí)，可以生成隨著溫度增大的電流。第1電流鏡電路也可以將補(bǔ)償用晶體管的基極電流乘以第2系數(shù)倍而生成第5電流。電流生成電路也可以輸出與第4電流和第5電流之差成比例的第6電流，取代輸出第4電流。根據(jù)該形態(tài)，以某一溫度取最小值，可以生成隨著溫度偏離該最小值而增大的電流。第1電流源也可以包括第1集電極電阻和第1晶體管，依次串聯(lián)地設(shè)置在第1固定電壓端子和第2固定電壓端子之間，第1晶體管為NPN型雙極晶體管，其基極-發(fā)射極間進(jìn)行了連接；第2晶體管，其為NPN型雙極晶體管，其基極與第1晶體管的基極連接；以及第 1發(fā)射極電阻，其為多晶硅電阻，設(shè)置在第2晶體管的發(fā)射極和第2固定電壓端子之間。第 1電流源也可以將流過(guò)第2晶體管的電流作為第1電流輸出。多晶硅電阻具有正的溫度特性。因此，根據(jù)該第1電流源，可以生成具有正的溫度特性的第1電流。第2電流源也可以包括第2集電極電阻、第3晶體管及二極管，依次串聯(lián)地設(shè)置在第1固定電壓端子和第2固定電壓端子之間，第3晶體管為NPN型雙極晶體管，其基極-發(fā)射極間進(jìn)行了連接；第4晶體管，其為NPN型雙極晶體管，其基極與第3晶體管的基極連接；以及第2發(fā)射極電阻，其為多晶硅電阻，設(shè)置在第4晶體管的發(fā)射極和第2固定電壓端子之間。第2電流源也可以將流過(guò)第4晶體管的電流作為第2電流輸出。根據(jù)該第2電流源，通過(guò)二極管可以抵消多晶硅電阻即第2發(fā)射極電阻的溫度特性，所以可以生成溫度特性平坦的第2電流。第1電流鏡電路也可以使用P溝道MOSFET構(gòu)成。第1電流鏡電路也可以是共源共柵型電流鏡電路。本發(fā)明的另一形態(tài)也是電流生成電路。該電流生成電路包括生成第2電流的第 2電流源；補(bǔ)償用晶體管，其為NPN型雙極晶體管，設(shè)置在第2電流的路徑上；以及將補(bǔ)償用晶體管的基極電流乘以第1系數(shù)倍而生成第3電流的第1電流鏡電路，該電流生成電路輸出與第3電流對(duì)應(yīng)的電流。根據(jù)該形態(tài)，可以生成隨著溫度降低而增大的電流。第2電流源也可以包括第2集電極電阻、第3晶體管及二極管，依次串聯(lián)地設(shè)置在第1固定電壓端子和第2固定電壓端子之間，第3晶體管為NPN型雙極晶體管，其基極-發(fā)射極間進(jìn)行連接；第4晶體管，其為NPN型雙極晶體管，其基極與第3晶體管的基極連接；以及第2發(fā)射極電阻，其為多晶硅電阻，設(shè)置在第4晶體管的發(fā)射極和第2固定電壓端子之間。第2電流源也可以將流過(guò)第4晶體管的電流作為第2電流輸出。本發(fā)明的再一形態(tài)也是電流生成電路。該電流生成電路包括第1集電極電阻和第1晶體管，依次串聯(lián)地設(shè)置在第1固定電壓端子和第2固定電壓端子之間，第1晶體管為 NPN型雙極晶體管，其基極-發(fā)射極間進(jìn)行了連接；第2晶體管，其為NPN型雙極晶體管，其基極與第1晶體管的基極連接；第1發(fā)射極電阻，其為多晶硅電阻，設(shè)置在第2晶體管的發(fā)射極和第2固定電壓端子之間；第2集電極電阻、第3晶體管及二極管，依次串聯(lián)地設(shè)置在第1固定電壓端子和第2固定電壓端子之間，第3晶體管為NPN型雙極晶體管，其基極-發(fā)射極間進(jìn)行了連接；第4晶體管，其為NPN型雙極晶體管，其基極與第3晶體管的基極連接； 第2發(fā)射極電阻，其為多晶硅電阻，設(shè)置在第4晶體管的發(fā)射極和第2固定電壓端子之間； 補(bǔ)償用晶體管，其為NPN型雙極晶體管，設(shè)置在第4晶體管的集電極和第1固定電壓端子之間；其輸入端子連接到補(bǔ)償用晶體管的基極，其第1輸出端子與第2晶體管的集電極連接的
6第1電流鏡電路；以及其輸入端子與第2晶體管的集電極連接的第2電流鏡電路，該電流生成電路輸出第2電流鏡電路的輸出電流。根據(jù)該形態(tài)，在某一溫度以下具有一定電平，在比某一溫度高時(shí)，可以生成隨著溫度而增大的電流。第1電流鏡電路也可以構(gòu)成為從第2輸出端子輸出將補(bǔ)償用晶體管的基極電流乘以了第2系數(shù)倍的電流。第1電流鏡電路的第2輸出端子也可以與第2電流鏡電路的輸出端子連接。電流生成電路也可以輸出從第1電流鏡電路的第2輸出端子輸出的電流和從第 2電流鏡電路的輸出端子輸出的電流的合計(jì)電流。根據(jù)該形態(tài)，以某一溫度取最小值，可以生成隨著溫度偏離該最小值而增大的電流。本發(fā)明的又一形態(tài)也是電流生成電路。該電流生成電路包括第2集電極電阻、第 3晶體管及二極管，依次串聯(lián)地設(shè)置在第1固定電壓端子和第2固定電壓端子之間，第3晶體管為NPN型雙極晶體管，其基極-發(fā)射極間進(jìn)行了連接；第4晶體管，其為NPN型雙極晶體管，其基極與第3晶體管的基極連接；第2發(fā)射極電阻，其為多晶硅電阻，設(shè)置在第4晶體管的發(fā)射極和第2固定電壓端子之間；補(bǔ)償用晶體管，其為NPN型雙極晶體管，設(shè)置在第4 晶體管的集電極和第1固定電壓端子之間；以及其輸入端子連接到補(bǔ)償用晶體管的基極的第1電流鏡電路，該電流生成電路輸出第1電流鏡電路的輸出電流。根據(jù)該形態(tài)，可以生成隨著溫度降低而增大的電流。本發(fā)明的再一形態(tài)是基準(zhǔn)電壓電路。該基準(zhǔn)電壓電路包括帶隙基準(zhǔn)電路；以及連接到帶隙基準(zhǔn)電路的一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的上述任何一個(gè)形態(tài)的電流生成電路。根據(jù)該形態(tài)，能夠改善帶隙基準(zhǔn)電路的輸出電壓的溫度特性。再有，以上的構(gòu)成要素的任意的組合或?qū)⒈景l(fā)明的結(jié)構(gòu)要素或表現(xiàn)在方法、裝置、 系統(tǒng)等之間相互地置換所得的方案，作為本發(fā)明的形態(tài)是有效的。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的一些形態(tài)，可以生成具有溫度依賴性的電流。


圖1是表示實(shí)施方式的基準(zhǔn)電壓電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖2是表示實(shí)施方式的電流生成電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖3是表示圖2的電流生成電路的各個(gè)電流的溫度依賴性的圖。圖4是表示圖1的基準(zhǔn)電壓電路的輸出電壓Vref的溫度依賴性的圖。圖5是表示第1變形例的電流生成電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖6是表示第2變形例的電流生成電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明100...基準(zhǔn)電壓電路、10...帶隙基準(zhǔn)電路、Pl...第1端子、P2...第2端子、 12...寬鏡型電流鏡電路、14...負(fù)載電路、16...輸出電路、30...電流源、40...電流生成電路、Ql...第1晶體管、Q2...第2晶體管、Q3...第3晶體管、Q4...第4晶體管、Q5...補(bǔ)償用晶體管、Rcl...第1集電極電阻、Rc2...第2集電極電阻、Rel...第1發(fā)射極電阻、 Re2...第2發(fā)射極電阻、Dl. . . 二極管、42...第1電流源、44...第2電流源、46...第1電流鏡電路、48...第2電流鏡電路、Vref...基準(zhǔn)電壓
具體實(shí)施例方式以下，根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式并參照

本發(fā)明。在各個(gè)附圖中所示的相同或同等的結(jié)構(gòu)要素、構(gòu)件、處理上附加相同的標(biāo)號(hào)，并省略相應(yīng)重復(fù)的說(shuō)明。此外，實(shí)施方式不是限定發(fā)明而是例示，實(shí)施方式所記述的所有特征或其組合不一定是發(fā)明的本質(zhì)特征或組合。在本說(shuō)明書中，所謂“構(gòu)件A與構(gòu)件B連接了的狀態(tài)”，除了構(gòu)件A與構(gòu)件B物理性直接地連接的情況外，還包括構(gòu)件A與構(gòu)件B通過(guò)不對(duì)電連接狀態(tài)產(chǎn)生影響的其他構(gòu)件間接地連接的情況。同樣地，所謂“構(gòu)件C被設(shè)置在構(gòu)件A與構(gòu)件B之間的狀態(tài)”，除構(gòu)件A與構(gòu)件C、 或構(gòu)件B與構(gòu)件C直接地連接的情況外，還包括通過(guò)不對(duì)電連接狀態(tài)產(chǎn)生影響的其他構(gòu)件間接地連接的情況。圖1是表示實(shí)施方式的基準(zhǔn)電壓電路100的結(jié)構(gòu)的電路圖。基準(zhǔn)電壓電路100包括帶隙基準(zhǔn)電路10、電流源30、電流生成電路40。電流源30和帶隙基準(zhǔn)電路10依次串聯(lián)地疊置于(stack)被施加電源電壓Vcc的第1固定電壓端子(電源端子)和被施加接地電壓Vgnd的第2固定電壓端子(接地端子) 之間。帶隙基準(zhǔn)電路10在其兩端間產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓Vref。下面說(shuō)明帶隙基準(zhǔn)電路10的具體結(jié)構(gòu)。帶隙基準(zhǔn)電路10包括第1端子P1、第2端子P2、寬鏡型電流鏡電路12、負(fù)載電路 14、輸出電路16。帶隙基準(zhǔn)電路10在第1端子Pl和第2端子P2之間產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓Vref。寬鏡型電流鏡電路12設(shè)置在第2端子P2側(cè)。寬鏡型電流鏡電路12包括NPN型雙極晶體管的第1晶體管Q11、第2晶體管Q12和發(fā)射極電阻Rell。第1晶體管Qll和第 2晶體管Q12的尺寸比(size ratio)為1 N。負(fù)載電路14設(shè)置在寬鏡型電流鏡電路12和第2端子P2之間。具體地說(shuō)，負(fù)載電路14包括設(shè)置在第1晶體管Qll的路徑上的第1負(fù)載電阻RLl和設(shè)置在第2晶體管Q12的路徑上的第2負(fù)載電阻RL2。再有，也可以使用有源負(fù)載(電流鏡電路)作為負(fù)載電路14。輸出電路16在第1端子Pl和第2端子P2之間產(chǎn)生與負(fù)載電路14和第2晶體管 Q12的連接點(diǎn)m的電位Vm對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)電壓Vref。輸出電路16包括第3晶體管Q13 第7晶體管Q17。第3晶體管Q13 (第1放大用晶體管)的基極上，被輸入連接點(diǎn)m的電壓VN1。晶體管Q15 晶體管Q17具有作為將與流過(guò)晶體管Q11、Q12的電流成比例的電流供給到第3晶體管Q13的偏置電路的功能。第4 晶體管(第1輸出晶體管)Q14是在其柵極上接受第3晶體管Q13的集電極電壓的源極跟隨器電路。第4晶體管Q14也可以是PNP型的雙極晶體管。晶體管Q14 Q17可以看作輸出與第3晶體管Q13的狀態(tài)對(duì)應(yīng)的電壓(電流)的緩沖器電路。再有，輸出電路16的結(jié)構(gòu)不限于圖1的結(jié)構(gòu)。著眼于帶隙基準(zhǔn)電路10時(shí)，流過(guò)第1晶體管Qll的電流Iqii按以下的式⑴提供。Iqu = Vtn · In(N) /Rell... (1)其中，Vtn表示NPN型雙極晶體管Qll的熱電壓。因此，帶隙基準(zhǔn)電路10產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓Vref按以下的式⑵提供。Vref = VF+IQ11XRL1= VF+VTN · In(N)/RelIXRLl. . . (2)其中，Vf是雙極晶體管Qll的基極-發(fā)射極間間的正向電壓。按式( 提供的基準(zhǔn)電壓Vref具有向上凸的溫度依賴性。該溫度依賴性因用途而不足，還有需要進(jìn)一步改善了的平坦的溫度特性的狀況。為了改善帶隙基準(zhǔn)電路10的溫度依賴性，電流生成電路40生成具有溫度依賴性的補(bǔ)償電流IOTP，并供給到帶隙基準(zhǔn)電路10的節(jié)點(diǎn)N2。以下，說(shuō)明可適合于用于這樣的用途的電流生成電路40的結(jié)構(gòu)。圖2是表示實(shí)施方式的電流生成電路40的結(jié)構(gòu)的電路圖。電流生成電路40包括第1電流源42、第2電流源44、第1電流鏡電路46、第2電流鏡電路48和補(bǔ)償用晶體管Q5。第1電流源42生成具有正的溫度特性的第1電流II。第1電流源42包括第1集電極電阻Rcl、第1晶體管Q1、第2晶體管Q2、第1發(fā)射極電阻Rel。第1集電極電阻Rcl和第1晶體管Ql依次串聯(lián)地設(shè)置在被施加了電源電壓Vdd 的第1固定電壓端子(電源端子)和被施加了接地電壓Vgnd的第2固定電壓端子(接地端子)之間。第1晶體管Ql是NPN型雙極晶體管，其基極和集電極被連接。第2晶體管Q2是與第1晶體管Ql相同導(dǎo)電型的NPN型雙極晶體管，其基極與第 1晶體管Ql的基極連接。第1發(fā)射極電阻Rel是具有正的溫度特性的多晶硅電阻，設(shè)置在第2晶體管Q2的發(fā)射極和接地端子之間。第1晶體管Q1、第2晶體管Q2和第1發(fā)射極電阻Rel形成所謂的寬鏡型的電流鏡電路。第1電流源42將流過(guò)第2晶體管Q2的集電極電流作為第1電流Il輸出。通過(guò)由多晶硅電阻形成第1發(fā)射極電阻Rel，第1發(fā)射極電阻Rel的溫度特性被反映在第1電流 Il中，能夠生成具有正的溫度特性的第1電流II。第2電流源44生成第2電流12。期望第2電流12的溫度特性是平坦的。第2電流源44包括第2集電極電阻Rc2、第3晶體管Q3、第4晶體管Q4、第2發(fā)射極電阻Re2和二極管D1。第2集電極電阻Rc2、第3晶體管Q3和二極管Dl依次串聯(lián)地設(shè)置在電源端子和接地端子之間。第3晶體管Q3是NPN型雙極晶體管，其基極和集電極被連接。二極管Dl是基極-集電極間被連接了的NPN型的雙極晶體管。作為二極管D1，也可以使用PN結(jié)的二極管。第4晶體管Q4是與第3晶體管Q3相同導(dǎo)電型的NPN型雙極晶體管，其基極與第3 晶體管Q3的基極連接。第2發(fā)射極電阻Re2是多晶硅電阻，設(shè)置在第4晶體管Q4的發(fā)射極和接地端子之間。第2電流源44將流過(guò)第4晶體管Q4的集電極電流作為第2電流12輸出。第2 發(fā)射極電阻Re2的電阻值具有正的溫度特性，由于二極管Dl的正向電壓也具有正的溫度特性，所以通過(guò)它們相互抵消，可以生成溫度特性平坦的第2電流12。補(bǔ)償用晶體管Q5是NPN型雙極晶體管，設(shè)置在第2電流12的路徑上。在將補(bǔ)償用晶體管Q5的電流放大率設(shè)為β時(shí)，其基極電流Λ按
Ib =12/ β提供。將第2電流12的溫度特性假設(shè)為平坦的時(shí)，NPN型雙極晶體管的電流放大率β具有正的溫度特性，所以基極電流Λ具有負(fù)的溫度特性。第1電流鏡電路46包括輸入端子50、第1輸出端子52、第2輸出端子Μ。第1電流鏡電路46的輸入端子50與補(bǔ)償用晶體管Q5的基極連接。第1電流鏡電路46將補(bǔ)償用晶體管Q5的基極電流Λ乘以第1系數(shù)Kl倍而生成第3電流13 (= IbXKl),并從第1輸出端子52輸出。在圖2中，Kl = 1。即，第3電流13與基極電流Λ同樣也具有負(fù)的溫度特性。第1電流鏡電路46的第1輸出端子52與第1電流源42的輸出端子、即第2晶體管Q2的集電極連接。第1電流鏡電路46將補(bǔ)償用晶體管Q5的基極電流Λ乘以第2系數(shù)(Κ2)倍而生成第5電流15 ( = IbXK2),并從其第2輸出端子M輸出。第1電流鏡電路46的第2輸出端子M與電流生成電路40的輸出端子OUT連接。第1電流鏡電路46是包括二極管D2、本身為P溝道MOSFET的晶體管Ml M6的共源共柵型電流鏡電路。根據(jù)該第1電流鏡電路46，在幅度寬的電流范圍中，可以獲得穩(wěn)定的電流鏡比(mirror ratio)Kl、K2。再有，作為第1電流鏡電路46，也可以使用由柵極和源極公共地連接了的兩個(gè)晶體管構(gòu)成的簡(jiǎn)單的電流鏡電路。第2電流鏡電路48的輸入端子60與第1電流源42的輸出端子、即第2晶體管Q2 的集電極連接。在節(jié)點(diǎn)N3中電流的守恒定律成立。Il = 13+1414是流過(guò)第2電流鏡電路48的輸入端子60的輸入電流。S卩，第2電流鏡電路48 的輸入電流14按14=11-13提供，成為第1電流Il和第3電流13的差電流。第2電流鏡電路48生成將其輸入電流14乘以了固定倍數(shù)所得的電流14’ = I4XK3，并從其輸出端子62輸出。第2電流鏡電路48的輸出端子62與電流生成電路40 的輸出端子OUT連接。K3是第2電流鏡電路48的電流鏡比。在圖2中K3 = 1，14’ = 14 成立。第2電流鏡電路48與第1電流鏡電路46同樣是共源共柵型電流鏡電路，包含本身為P溝道MOSFET的晶體管M7 MlO和二極管D3。從電流生成電路40的輸出端子OUT輸出的電流Iotp為第4電流14’和第5電流 15的合計(jì)電流14，+15。以上是電流生成電路40的結(jié)構(gòu)。接著說(shuō)明其動(dòng)作。圖3是表示圖2的電流生成電路40的各個(gè)電流的溫度依賴性的圖。第1電流Il具有正的溫度特性。第3電流13和補(bǔ)償用晶體管Q5的基極電流Λ 具有負(fù)的溫度特性。第4電流14是第1電流Il和第3電流13之差的電流，但第4電流14 不流入相反方向，所以在13 > Il的溫度區(qū)域(I)中第4電流14為零。在13 < Il的溫度區(qū)域(II)中，第4電流14具有正的溫度依賴性。
補(bǔ)償電流Icqmp以Icomp = IbXK2+I4 提供。這樣，根據(jù)實(shí)施方式的電流生成電路40，以某一中心溫度Tc取最小值，可以生成從該溫度起隨著溫度降低、或從該溫度起隨著溫度升高而增大的補(bǔ)償電流1_。將具有這樣的溫度依賴性的補(bǔ)償電流Iotp供給圖1的帶隙基準(zhǔn)電路10的節(jié)點(diǎn)Ν2 時(shí)，可以改善由帶隙基準(zhǔn)電路10生成的基準(zhǔn)電壓Vref的溫度依賴性。圖4是表示圖1的基準(zhǔn)電壓電路10的輸出電壓Vref的溫度依賴性的圖。實(shí)線表示注入了圖2的電流生成電路40生成的補(bǔ)償電流Iotp的情況下的溫度依賴性，虛線表示未注入補(bǔ)償電流ΙωΜΡ時(shí)的溫度依賴性?？v軸用％表示以常溫25 °C作為了基準(zhǔn)的相對(duì)誤差。作為一例，一般的電子設(shè)備的動(dòng)作保證溫度范圍(使用范圍)為-50 150°C。如虛線所示，在未注入補(bǔ)償電流Iotp的情況下，具有向上凸的溫度依賴性。對(duì)此，通過(guò)由電流生成電路40生成凹型(向下凹)的補(bǔ)償電流Iotp，將其注入到帶隙基準(zhǔn)電路10，從而可以極大地改善使用范圍中的溫度依賴性。再有，也可以設(shè)計(jì)圖3的中心溫度Tc，以使誤差小。中心溫度Tc的調(diào)整可以通過(guò)圖2的電流鏡電路的系數(shù)Kl K3而最佳化。以上，基于實(shí)施方式說(shuō)明了本發(fā)明。但該實(shí)施方式是例示，在它們的各結(jié)構(gòu)要素或各處理過(guò)程、它們的組合上，可以存在各種各樣的變形例。以下，說(shuō)明這樣的變形例。(第1變形例)圖2的電流生成電路40生成的補(bǔ)償電流Iotp可以改善電流生成電路40的低溫和高溫兩方的溫度依賴性。對(duì)此，根據(jù)基準(zhǔn)電壓電路100的用途，還有僅改善低溫的溫度依賴性即可的情況。第1變形例涉及可用于這樣的用途的電流生成電路40a。圖5是表示第1 變形例的電流生成電路40a的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖5的電流生成電路40a包括第2電流源44、補(bǔ)償用晶體管Q5、第1電流鏡電路 46。由于已經(jīng)說(shuō)明了各自的結(jié)構(gòu)，所以省略說(shuō)明。電流生成電路40a將與補(bǔ)償用晶體管Q5 的基極電流Λ對(duì)應(yīng)的第3電流13作為補(bǔ)償電流Iotp輸出。根據(jù)該電流生成電路40a，可以生成具有圖3的負(fù)的溫度特性的補(bǔ)償電流IOTP。圖4的點(diǎn)劃線表示注入了圖5的電流生成電路40a生成的補(bǔ)償電流Iotp的情況下的溫度依賴性。將具有負(fù)的溫度特性的補(bǔ)償電流Iotp供給圖1的帶隙基準(zhǔn)電路10的節(jié)點(diǎn) N2時(shí)，可以改善由帶隙基準(zhǔn)電路10生成的基準(zhǔn)電壓Vref的低溫區(qū)域中的溫度依賴性。(第2變形例)根據(jù)基準(zhǔn)電壓電路100的用途，還有僅改善高溫的溫度依賴性即可的情況。例如， LED驅(qū)動(dòng)器基于基準(zhǔn)電壓Vref而生成LED的驅(qū)動(dòng)電流，但I(xiàn)C的溫度因發(fā)熱而常常升高。因此，特別期望在高溫區(qū)域中改善基準(zhǔn)電壓Vref的溫度依賴性。第2變形例是涉及可用于這樣的用途的電流生成電路40b。圖6是表示第2變形例的電流生成電路40b的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖6的電流生成電路40b包括第1電流源42、第2電流源44、第1電流鏡電路46、 第2電流鏡電路48。該電流生成電路40b將第2電流鏡電路48的輸出電流14’、換句話說(shuō)將與第1電流Il和第3電流13之差成比例的電流作為補(bǔ)償電流Iotp輸出。根據(jù)該電流生成電路40b，與圖3所示的第4電流14同樣，在比某一溫度低的區(qū)域⑴中是平坦的，在比其高的溫度區(qū)域(II)中可以生成具有正的溫度特性的補(bǔ)償電流I·。在將這樣的補(bǔ)償電流Iotp注入到圖1的基準(zhǔn)電壓電路100中時(shí)，可以改善溫度高的溫度區(qū)域的溫度依賴性。要注入由上述幾個(gè)電流生成電路40生成的補(bǔ)償電流Iotp的節(jié)點(diǎn)不限于圖1的節(jié)點(diǎn)N2。例如，由吸入補(bǔ)償電流Iotp形式(吸收型)構(gòu)成電流生成電路40，將其輸出端子OUT 與第5晶體管Q15的集電極即節(jié)點(diǎn)N2’連接，也可以獲得同樣的補(bǔ)償效果。此外，帶隙基準(zhǔn)電路10的結(jié)構(gòu)不限定于圖1的結(jié)構(gòu)，也可以為其他的結(jié)構(gòu)。如果是本領(lǐng)域技術(shù)人員，可以根據(jù)帶隙基準(zhǔn)電路10的電路形式，適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)將電流生成電路40 生成的補(bǔ)償電流Iotp要與哪個(gè)節(jié)點(diǎn)連接。而且，換句話說(shuō)，電流生成電路40的用途不限定于改善帶隙基準(zhǔn)電路10的溫度特性，具有上述那樣的溫度依賴性的電流Icqmp可以用于各種各樣的用途。基于實(shí)施方式，使用特定的語(yǔ)句說(shuō)明了本發(fā)明，但實(shí)施方式不過(guò)是用于表示本發(fā)明的原理、應(yīng)用，在不脫離權(quán)利要求書所規(guī)定的本發(fā)明的思想的范圍內(nèi)，可以對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行多種變形或配置的變更。
1權(quán)利要求
1.一種電流生成電路，其特征在于，包括第1電流源，生成具有正的溫度特性的第1電流； 第2電流源，生成第2電流；補(bǔ)償用晶體管，為NPN型雙極晶體管，設(shè)置在所述第2電流的路徑上；以及第1電流鏡電路，將所述補(bǔ)償用晶體管的基極電流乘以第1系數(shù)倍而生成第3電流， 該電流生成電路輸出與所述第1電流和所述第3電流之差成比例的第4電流。
2.如權(quán)利要求1所述的電流生成電路，其特征在于，所述第1電流鏡電路將所述補(bǔ)償用晶體管的基極電流乘以第2系數(shù)倍而生成第5電流，該電流生成電路輸出與所述第4電流和所述第5電流之和成比例的第6電流，取代輸出所述第4電流。
3.如權(quán)利要求1所述的電流生成電路，其特征在于， 所述第1電流源包括第1集電極電阻和第1晶體管，依次串聯(lián)地設(shè)置在第1固定電壓端子和第2固定電壓端子之間，第1晶體管為NPN型雙極晶體管，其基極-發(fā)射極間進(jìn)行了連接；第2晶體管，其為NPN型雙極晶體管，其基極與所述第1晶體管的基極連接；以及第1發(fā)射極電阻，是設(shè)置在所述第2晶體管的發(fā)射極和所述第2固定電壓端子之間的多晶硅電阻，該第1電流源將流過(guò)所述第2晶體管的電流作為所述第1電流輸出。
4.如權(quán)利要求1或2所述的電流生成電路，其特征在于， 所述第2電流源包括第2集電極電阻、第3晶體管和二極管，依次串聯(lián)地設(shè)置在第1固定電壓端子和第2固定電壓端子之間，所述第3晶體管為NPN型雙極晶體管，其基極-發(fā)射極間進(jìn)行了連接； 第4晶體管，其為NPN型雙極晶體管，其基極與所述第3晶體管的基極連接；以及第2發(fā)射極電阻，是設(shè)置在所述第4晶體管的發(fā)射極和所述第2固定電壓端子之間的多晶硅電阻，該第2電流源將流過(guò)所述第4晶體管的電流作為所述第2電流輸出。
5.如權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的電流生成電路，其特征在于， 所述第1電流鏡電路使用P溝道MOSFET構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的電流生成電路，其特征在于， 所述第1電流鏡電路為共源共柵型電流鏡電路。
7.一種電流生成電路，其特征在于，包括 第2電流源，生成第2電流；補(bǔ)償用晶體管，其為NPN型雙極晶體管，設(shè)置在所述第2電流的路徑上；以及第1電流鏡電路，將所述補(bǔ)償用晶體管的基極電流乘以第1系數(shù)倍而生成第3電流， 該電流生成電路輸出與所述第3電流對(duì)應(yīng)的電流。
8.如權(quán)利要求7所述的電流生成電路，其特征在于， 所述第2電流源包括第2集電極電阻、第3晶體管和二極管，依次串聯(lián)地設(shè)置在第1固定電壓端子和第2固定電壓端子之間，所述第3晶體管為NPN型雙極晶體管，其基極-發(fā)射極間進(jìn)行了連接； 第4晶體管，其為NPN型雙極晶體管，其基極與所述第3晶體管的基極連接；以及第2發(fā)射極電阻，其為多晶硅電阻，設(shè)置在所述第4晶體管的發(fā)射極和所述第2固定電壓端子之間，該第2電流源將流過(guò)所述第4晶體管的電流作為所述第2電流輸出。
9.一種電流生成電路，其特征在于，包括第1集電極電阻和第1晶體管，依次串聯(lián)地設(shè)置在第1固定電壓端子和第2固定電壓端子之間，第1晶體管為NPN型雙極晶體管，其基極-發(fā)射極間進(jìn)行了連接； 第2晶體管，其為NPN型雙極晶體管，其基極與所述第1晶體管的基極連接； 第1發(fā)射極電阻，其為多晶硅電阻，設(shè)置在所述第2晶體管的發(fā)射極和所述第2固定電壓端子之間；第2集電極電阻、第3晶體管和二極管，依次串聯(lián)地設(shè)置在所述第1固定電壓端子和所述第2固定電壓端子之間，所述第3晶體管為NPN型雙極晶體管，其基極-發(fā)射極間進(jìn)行了連接；第4晶體管，其為NPN型雙極晶體管，其基極與所述第3晶體管的基極連接； 第2發(fā)射極電阻，其為多晶硅電阻，設(shè)置在所述第4晶體管的發(fā)射極和所述第2固定電壓端子之間；補(bǔ)償用晶體管，其為NPN型雙極晶體管，設(shè)置在所述第4晶體管的集電極和所述第1固定電壓端子之間；第1電流鏡電路，其輸入端子連接到所述補(bǔ)償用晶體管的基極，其第1輸出端子與所述第2晶體管的集電極連接；以及第2電流鏡電路，其輸入端子與所述第2晶體管的集電極連接， 該電流生成電路輸出所述第2電流鏡電路的輸出電流。
10.如權(quán)利要求9所述的電流生成電路，其特征在于，所述第1電流鏡電路從第2輸出端子輸出將所述補(bǔ)償用晶體管的基極電流乘以了第2 系數(shù)倍的電流，所述第1電流鏡電路的第2輸出端子與所述第2電流鏡電路的輸出端子連接， 該電流生成電路輸出從所述第1電流鏡電路的第2輸出端子輸出的電流和從所述第2 電流鏡電路的輸出端子輸出的電流的合計(jì)電流。
11.一種電流生成電路，其特征在于，包括第2集電極電阻、第3晶體管和二極管，依次串聯(lián)地設(shè)置在第1固定電壓端子和第2固定電壓端子之間，所述第3晶體管為NPN型雙極晶體管，其基極-發(fā)射極間進(jìn)行了連接； 第4晶體管，其為NPN型雙極晶體管，其基極與所述第3晶體管的基極連接； 第2發(fā)射極電阻，其為多晶硅電阻，設(shè)置在所述第4晶體管的發(fā)射極和所述第2固定電壓端子之間；補(bǔ)償用晶體管，其為NPN型雙極晶體管，設(shè)置在所述第4晶體管的集電極和所述第1固定電壓端子之間；以及第1電流鏡電路，其輸入端子連接到所述補(bǔ)償用晶體管的基極， 該電流生成電路輸出所述第1電流鏡電路的輸出電流。
12. 一種基準(zhǔn)電壓電路，其特征在于，包括 帶隙基準(zhǔn)電路；以及連接到所述帶隙基準(zhǔn)電路的一個(gè)節(jié)點(diǎn)的權(quán)利要求1至3、7至11的任何一項(xiàng)所述的電流生成電路。
全文摘要
本發(fā)明提供可生成具有溫度依賴性的電流的電流生成電路。第1電流源(42)生成具有正的溫度特性的第1電流(I1)。第2電流源(44)生成第2電流(I2)。第1電流鏡電路(46)將設(shè)置在第2電流I2的路徑上。將NPN型雙極晶體管即補(bǔ)償用晶體管(Q5)的基極電流(Ib)乘以第1系數(shù)(K1)倍而生成第3電流(I3)。第2電流鏡電路(48)生成與第1電流(I1)和第3電流(I3)之差成比例的第4電流(I4’)。電流生成電路(40)輸出與基極電流(Ib)成比例的第5電流(I5)和第4電流(I4’)的合計(jì)電流。
文檔編號(hào)G05F3/26GK102298412SQ201110106199
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者菊池弘基 申請(qǐng)人:羅姆股份有限公司