專利名稱：電壓檢測(cè)方法及電壓檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種電壓檢測(cè)方法及電壓檢測(cè)電路，尤其涉及ー種可降低成本的電壓檢測(cè)方法及電壓檢測(cè)電路。
背景技術(shù)：
因應(yīng)半導(dǎo)體特性的緣故，在許多應(yīng)用上，電流源的輸出電流需設(shè)計(jì)成具有溫度系數(shù)(即隨環(huán)境溫度變化而變化)，以補(bǔ)償不同電路非理想因素的溫度效應(yīng)。請(qǐng)參考圖1，其為現(xiàn)有一電壓檢測(cè)電路10的示意圖。電壓檢測(cè)電路10用來檢測(cè)一電壓源Vdd,并通過一比較器(Comparator) 13的輸出電壓Vqut來進(jìn)行電壓檢測(cè)。如圖I所示，當(dāng)連接于比較器13的正端的比較電壓Va大于連接于負(fù)端的參考電壓VBe吋，比較器13輸出高電壓。當(dāng)連接于比較器13的正端的比較電壓Va小于連接于負(fù)端的參考電壓VBe吋，比較器13輸出低電壓。當(dāng)連接于比較器13的正端的比較電壓Va等于連接于負(fù)端的參考電 壓VBe吋，電壓源Vdd即為電壓檢測(cè)電路10所設(shè)計(jì)的檢測(cè)電壓VDD,drt。其中，參考電壓VBe系通過ー帶差參考產(chǎn)生器(Bandgap Reference Generator) 11產(chǎn)生,帶差參考產(chǎn)生器11包含有一晶體管(transistor) 110、一電流源I1及ー電阻RBe。晶體管110可為雙載子接面晶體管(bipolar junction transistor, BJT),用來輸出電壓Vbe(即雙載子接面晶體管的基極至射極的電壓差)。值得注意的是，由于雙載子接面晶體管的物理特性，電壓Vbe為ー負(fù)溫度系數(shù)電壓。電流源I1輸出的電流為正溫度系數(shù)，因此電流源I1流經(jīng)電阻Rbc時(shí)，會(huì)在電阻Rbc兩端形成一正溫度系數(shù)的電壓差A(yù)V，將AV與Vbe相加，并調(diào)整兩者的溫度系數(shù)，使AV的溫度系數(shù)絕對(duì)值等于Vbe的溫度系數(shù)絕對(duì)值，則可得到與溫度無關(guān)的參考電壓VBe。另ー方面，比較電壓Va是通過ー電阻串(即電阻R2、R3)對(duì)電壓源Vdd進(jìn)行分壓而產(chǎn)生。如圖I所示，比較電壓Va是根據(jù)以下公式得到
Va =八3 Vdd- (I)
パ R2 +R3 DD根據(jù)上述，當(dāng)比較電壓Va等于參考電壓VBe吋，電壓源Vdd即為此電壓檢測(cè)電路所設(shè)計(jì)的檢測(cè)電壓VDD, drt，VDD, det可根據(jù)以下公式得到
P\
Va = Vbg ^Va =J^Vddm =Vbg ^Vddm =VbgU +_ (2)此外，電壓檢測(cè)電路10的總電流消耗與總電阻可由以下的表達(dá)式得出
Vbg=Vb^I1Rbg ^ JiJbo--BE ^— (3)
「 I T-T^T - ^bg ~^ΒΕ , ^ DDRtOtal, old — RbG+R2+R3_ (5)另請(qǐng)參考圖2，如圖所示，比較電壓Va與參考電壓VBe可分別連接至比較器23的負(fù)端及正端。此時(shí)，當(dāng)比較電壓Va大于參考電壓VBe時(shí)，比較器23輸出低電壓。當(dāng)比較電壓Va小于參考電壓VBe時(shí)，比較器23輸出高電壓。當(dāng)比較電壓Va等于參考電壓VBe時(shí)，電壓源Vdd即為所電壓檢測(cè)電路20所設(shè)計(jì)的檢測(cè)電壓VDD,drt (其與圖I的檢測(cè)電壓VDD,drt相同)。然而，根據(jù)上述，傳統(tǒng)帶差參考產(chǎn)生器11若欲產(chǎn)生與溫度無關(guān)的電壓來進(jìn)行電壓檢測(cè)，需另使用ー電阻(即電阻RBe)產(chǎn)生正溫度系數(shù)的電壓差λ V，以平衡晶體管110所產(chǎn)生的負(fù)溫度系數(shù)電壓Vbe，藉以產(chǎn)生與溫度無關(guān)的參考電壓ソ吣此種方式不僅增加電壓檢測(cè)電路10的電阻值，更造成布局面積的耗費(fèi)及芯片成本的提高。有鑒于此，現(xiàn)有技術(shù)實(shí)有改進(jìn)的必要。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種可降低一電壓檢測(cè)電路的電阻值的電壓檢測(cè)方法及電壓檢 測(cè)電路，以降低芯片成本。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面，提供ー種電壓檢測(cè)方法，用來檢測(cè)ー電壓源。電壓檢測(cè)方法包含有產(chǎn)生相關(guān)于該電壓源的一第一負(fù)溫度系數(shù)的一第一電壓；產(chǎn)生與該第一負(fù)溫度系數(shù)相同且相關(guān)于該電壓源的一第二負(fù)溫度系數(shù)的一第二電壓；以及通過ー比較器連接該第一電壓及該第二電壓，用以根據(jù)該第一電壓與該第二電壓的電壓差、該第一負(fù)溫度系數(shù)與該第二負(fù)溫度系數(shù)相同的關(guān)系，產(chǎn)生與溫度無關(guān)的一檢測(cè)結(jié)果電壓，以進(jìn)行電壓檢測(cè)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供ー種電壓檢測(cè)電路，用來檢測(cè)ー電壓源。電壓檢測(cè)電路包含有ー參考電壓單元，用來產(chǎn)生相關(guān)于該電壓源的一第一負(fù)溫度系數(shù)的一第一電壓；一比較電壓單兀，用來產(chǎn)生與該第一負(fù)溫度系數(shù)相同且相關(guān)于該電壓源的一第二負(fù)溫度系數(shù)的一第二電壓；以及ー比較器，電連接于該第一電壓與該第二電壓，用來根據(jù)該第一電壓與該第二電壓的電壓差及該第一負(fù)溫度系數(shù)與第二負(fù)溫度系數(shù)相同的關(guān)系，產(chǎn)生與溫度無關(guān)的ー檢測(cè)結(jié)果電壓，以進(jìn)行電壓檢測(cè)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供ー種電壓檢測(cè)方法，用來檢測(cè)ー電壓源。電壓檢測(cè)方法包含有產(chǎn)生相關(guān)于該電壓源的一第一正溫度系數(shù)的一第一電壓；產(chǎn)生與該第一正溫度系數(shù)相同且相關(guān)于該電壓源的一第二正溫度系數(shù)的一第二電壓；以及通過ー比較器連接該第一電壓及該第二電壓，用以根據(jù)該第一電壓與該第二電壓的電壓差、該第一正溫度系數(shù)與該第二正溫度系數(shù)相同的關(guān)系，產(chǎn)生與溫度無關(guān)的ー檢測(cè)結(jié)果電壓，以進(jìn)行電壓檢測(cè)。


圖I 2為現(xiàn)有電壓檢測(cè)電路的示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例一電壓檢測(cè)流程的示意圖。圖4 5為本發(fā)明實(shí)施例電壓檢測(cè)電路的示意圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下10、20、40、50電壓檢測(cè)電路30電壓檢測(cè)流程300、310、320、330、340步驟
13、23、404、504比較器11,21帶差參考產(chǎn)生器110、220晶體管400、500參考電壓單元402,502比較電壓單元Vdd電壓源Vout輸出電壓VA, Vx比較電壓
I1, I2電流源Δ V電壓差R2、R3、R4、R5、Rbg電阻VBG, Vbe參考電壓
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參考圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例一電壓檢測(cè)流程30的示意圖。電壓檢測(cè)流程30用來檢測(cè)ー電壓源，并包含有以下步驟步驟300:開始。步驟310 :產(chǎn)生相關(guān)于電壓源的第一溫度系數(shù)的ー比較電壓。步驟320 :產(chǎn)生與第一溫度系數(shù)相同且相關(guān)于電壓源的第二溫度系數(shù)的一參考電壓。步驟330 :通過比較器連接比較電壓及參考電壓，用以根據(jù)比較電壓與參考電壓的電壓差、第一溫度系數(shù)與第二溫度系數(shù)相同的關(guān)系，產(chǎn)生與溫度無關(guān)的檢測(cè)結(jié)果電壓。步驟340:結(jié)束。根據(jù)電壓檢測(cè)流程30，本發(fā)明實(shí)施例利用比較電壓與參考電壓具有相同溫度系數(shù)的關(guān)系，使比較器進(jìn)行比較電壓與參考電壓的比較時(shí)，比較器會(huì)輸出與溫度無關(guān)的檢測(cè)結(jié)果電壓，藉以達(dá)到與溫度無關(guān)的電壓檢測(cè)目的。換句話說，當(dāng)比較器計(jì)算正、負(fù)端的電壓差時(shí)(即進(jìn)行比較電壓與參考電壓的比較時(shí))，由于比較電壓與參考電壓具有相同的溫度系數(shù)，比較器的正、負(fù)端的壓差會(huì)互補(bǔ)抵銷溫度的影響，因此比較器會(huì)輸出與溫度無關(guān)的檢測(cè)結(jié)果電壓，以進(jìn)行電壓檢測(cè)。值得注意的是，在此所述的溫度系數(shù)為正溫度系數(shù)或負(fù)溫度系數(shù)，而非溫度系數(shù)為零的溫度系數(shù)。關(guān)于電壓檢測(cè)流程30的實(shí)現(xiàn)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可以軟件或硬件方式實(shí)現(xiàn)。舉例來說，請(qǐng)參考圖4，圖4為本發(fā)明實(shí)施例一電壓檢測(cè)電路40的示意圖。電壓檢測(cè)電路40包含一參考電壓單元400、一比較電壓單元402及一比較器404。參考電壓單元400可為ー雙載子接面晶體管，用來產(chǎn)生負(fù)溫度系數(shù)的參考電壓VBE(即基極至射極的電壓差)。比較電壓單元402包含有一電流源I2及電阻R4、R5。電流源I2用來輸出正溫度系數(shù)的電流，并與電阻R4、R5并聯(lián)，用來對(duì)電壓源Vdd進(jìn)行分壓，以產(chǎn)生負(fù)溫度系數(shù)的比較電壓Vx。在此實(shí)施例中，比較電壓Vx與參考電壓Vbe分別連接于比較器404的正端與負(fù)端，用來對(duì)電壓源Vdd進(jìn)行電壓檢測(cè)，并通過比較器404輸出檢測(cè)結(jié)果電壓V。#當(dāng)比較器404的正端(比較電壓Vx)與負(fù)端(參考電壓Vbe)之間的電壓差大于零時(shí)，比較器404所輸出的檢測(cè)結(jié)果電壓Vtot為高電壓。當(dāng)比較器404正端與負(fù)端之間的電壓差小于零時(shí)，比較器404所輸出的檢測(cè)結(jié)果電壓し為低電壓。當(dāng)比較器404正端與負(fù)端之間的電壓差為零吋，電壓源Vdd即為電壓檢測(cè)電路40所設(shè)計(jì)的檢測(cè)電壓VDD, det。簡單來說，電壓檢測(cè)電路40利用正溫度系數(shù)的電流源，將其與電阻串并聯(lián)，以產(chǎn)生ー負(fù)溫度系數(shù)的比較電壓，將此比較電壓與具有相同負(fù)溫度系數(shù)的參考電壓(如通過參考電壓単元400所產(chǎn)生)分別接至比較器的正、負(fù)端，使比較器輸出與溫度無關(guān)的檢測(cè)結(jié)果電壓，以達(dá)成與溫度無關(guān)的電壓檢測(cè)目的。詳細(xì)說明可參考上述電壓檢測(cè)流程30，在此不再贅述。值得注意的是，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明不需使用額外的電阻(如圖I所示的電阻Rbg)來產(chǎn)生正溫度系數(shù)的電壓差，用來平衡晶體管(如圖I所示的晶體管110)所產(chǎn)生的負(fù)溫度系數(shù)的電壓，以產(chǎn)生與溫度無關(guān)的參考電壓。因此，本發(fā)明實(shí)施例可降低傳統(tǒng)電壓檢測(cè)電路的電阻值，進(jìn)而降低芯片成本。此外，電壓檢測(cè)電路40的運(yùn)作方式可根據(jù)以下表達(dá)式得知，并請(qǐng)配合參考圖1，詳細(xì)說明如下。在圖I中，比較器的正、負(fù)端的電壓差值Vconp可根據(jù)以下公式得到
權(quán)利要求
1.一種電壓檢測(cè)方法，用來檢測(cè)一電壓源，該電壓檢測(cè)方法包含有 產(chǎn)生相關(guān)于該電壓源的一第一負(fù)溫度系數(shù)的一第一電壓； 產(chǎn)生與該第一負(fù)溫度系數(shù)相同且相關(guān)于該電壓源的一第二負(fù)溫度系數(shù)的一第二電壓；以及 通過一比較器連接該第一電壓及該第二電壓，用以根據(jù)該第一電壓與該第二電壓的電壓差、該第一負(fù)溫度系數(shù)與該第二負(fù)溫度系數(shù)相同的關(guān)系，產(chǎn)生與溫度無關(guān)的一檢測(cè)結(jié)果電壓，以進(jìn)行電壓檢測(cè)。
2.如權(quán)利要求I所述的電壓檢測(cè)方法，其特征在于，通過該比較器連接該第一電壓及該第二電壓，用以根據(jù)該第一電壓與該第二電壓的電壓差、該第一負(fù)溫度系數(shù)與該第二負(fù)溫度系數(shù)相同的關(guān)系，產(chǎn)生與溫度無關(guān)的該檢測(cè)結(jié)果電壓，以進(jìn)行電壓檢測(cè)的步驟包含有 通過該比較器的一第一端及一第二端分別連接該第一電壓及該第二電壓；以及利用該比較器的該第一端與該第二端之間的電壓差，以及該第一負(fù)溫度系數(shù)與該第二負(fù)溫度系數(shù)相同的關(guān)系，使該比較器產(chǎn)生與溫度無關(guān)的該檢測(cè)結(jié)果電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的電壓檢測(cè)方法，其特征在于，利用該比較器的該第一端與該第二端之間的電壓差，以及該第一負(fù)溫度系數(shù)與該第二負(fù)系數(shù)相同的關(guān)系，使該比較器產(chǎn)生與溫度無關(guān)的該檢測(cè)結(jié)果電壓的步驟包含有 當(dāng)該第一端與第二端之間的該電壓差大于零時(shí)，該檢測(cè)結(jié)果電壓為高電壓；以及 當(dāng)該第一端與第二端之間的該電壓差小于零時(shí)，該檢測(cè)結(jié)果電壓為低電壓。
4.一種電壓檢測(cè)電路，用來檢測(cè)一電壓源，該電壓檢測(cè)電路包含有 一參考電壓單元，用來產(chǎn)生相關(guān)于該電壓源的一第一負(fù)溫度系數(shù)的一第一電壓； 一比較電壓單元，用來產(chǎn)生與該第一負(fù)溫度系數(shù)相同且相關(guān)于該電壓源的一第二負(fù)溫度系數(shù)的一第二電壓；以及 一比較器，連接該第一電壓與該第二電壓，用來根據(jù)該第一電壓與該第二電壓的電壓差及該第一負(fù)溫度系數(shù)與第二負(fù)溫度系數(shù)相同的關(guān)系，產(chǎn)生與溫度無關(guān)的一檢測(cè)結(jié)果電壓，以進(jìn)行電壓檢測(cè)。
5.如權(quán)利要求4所述的電壓檢測(cè)電路，其特征在于，該比較器包含有 一第一端，用來連接該第一電壓； 一第二端，用來連接該第二電壓；以及 一輸出端，用來輸出該檢測(cè)結(jié)果電壓，其中，當(dāng)該第一端與第二端之間的該電壓差大于零時(shí)，該輸出電壓為高電壓；當(dāng)該第一端與第二端之間的該電壓差小于零時(shí)，該輸出電壓為低電壓。
6.如權(quán)利要求4所述的電壓檢測(cè)電路，其特征在于，該參考電壓單元為一晶體管，用以產(chǎn)生負(fù)溫度系數(shù)的該第一電壓，以及該第一電壓為該晶體管的基極與射極之間的電壓差。
7.如權(quán)利要求4所述的電壓檢測(cè)電路，其特征在于，該比較電壓單元包含有 一電流源，用來輸出一正溫度系數(shù)的電流；以及 至少一電阻，并聯(lián)于該電流源，用來對(duì)該電壓源進(jìn)行分壓，以產(chǎn)生負(fù)溫度系數(shù)的該第二電壓。
8.一種電壓檢測(cè)方法，用來檢測(cè)一電壓源，該電壓檢測(cè)方法包含有產(chǎn)生相關(guān)于該電壓源的一第一正溫度系數(shù)的一第一電壓； 產(chǎn)生與該第一正溫度系數(shù)相同且相關(guān)于該電壓源的一第二正溫度系數(shù)的一第二電壓；以及 通過一比較器連接該第一電壓及該第二電壓，用以根據(jù)該第一電壓與該第二電壓的電壓差、該第一正溫度系數(shù)與該第二正溫度系數(shù)相同的關(guān)系，產(chǎn)生與溫度無關(guān)的一檢測(cè)結(jié)果電壓，以進(jìn)行電壓檢測(cè)。
9.如權(quán)利要求8所述的電壓檢測(cè)方法，其特征在于，通過該比較器連接該第一電壓及該第二電壓，用以根據(jù)該第一電壓與該第二電壓的電壓差、該第一正溫度系數(shù)與該第二正溫度系數(shù)相同的關(guān)系，產(chǎn)生與溫度無關(guān)的該檢測(cè)結(jié)果電壓，以進(jìn)行電壓檢測(cè)的步驟包含有 通過該比較器的一第一端及一第二端分別連接該第一電壓及該第二電壓；以及利用該比較器的該第一端與該第二端之間的電壓差，以及該第一正溫度系數(shù)與該第二正溫度系數(shù)相同的關(guān)系，使該比較器產(chǎn)生與溫度無關(guān)的該檢測(cè)結(jié)果電壓。
10.如權(quán)利要求9所述的電壓檢測(cè)方法，其特征在于，利用該比較器的該第一端與該第二端之間的電壓差，以及該第一正溫度系數(shù)與該第二正系數(shù)相同的關(guān)系，使該比較器產(chǎn)生與溫度無關(guān)的該檢測(cè)結(jié)果電壓的步驟包含有 當(dāng)該第一端與第二端之間的該電壓差大于零時(shí)，該檢測(cè)結(jié)果電壓為高電壓；以及 當(dāng)該第一端與第二端之間的該電壓差小于零時(shí)，該檢測(cè)結(jié)果電壓為低電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電壓檢測(cè)方法，用來檢測(cè)一電壓源，包含有產(chǎn)生相關(guān)于該電壓源的一第一負(fù)溫度系數(shù)的一第一電壓；產(chǎn)生與該第一負(fù)溫度系數(shù)相同且相關(guān)于該電壓源的一第二負(fù)溫度系數(shù)的一第二電壓；以及通過一比較器連接該第一電壓及該第二電壓，用以根據(jù)該第一電壓與該第二電壓的電壓差、該第一負(fù)溫度系數(shù)與該第二負(fù)溫度系數(shù)相同的關(guān)系，產(chǎn)生與溫度無關(guān)的一檢測(cè)結(jié)果電壓，以進(jìn)行電壓檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01R19/165GK102830271SQ20111016093
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者陳政宏 申請(qǐng)人:聯(lián)詠科技股份有限公司