專利名稱：：能隙參考電路的制作方法能隙參考電路技術(shù)領(lǐng)城本發(fā)明是有關(guān)于能隙參考電路的一種改良方式，能改善能隙參考電路的電源斥拒比(PSRR)與溫度系數(shù)的電氣特性。背景拔術(shù)數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)或穩(wěn)壓器(regulator)會(huì)需要至少一種固定且穩(wěn)定的參考電壓。此參考電壓最好在每次電源啟動(dòng)時(shí)能穩(wěn)定地再生。理想的參考電壓最好不受到制程差異，操作溫度變化，與電源變異等影響。能隙參考電路(bandgapreferencecircuit)可用于提供參考電壓。故而，在許多電子系統(tǒng)中，能隙參考電路扮演重要角色，因?yàn)槠鋾?huì)決定系統(tǒng)整體的穩(wěn)定度與精準(zhǔn)度。一般而言，能隙參考電路會(huì)包括數(shù)個(gè)主要部份電流鏡，操作放大器，能隙電流產(chǎn)生器(bandgapcurrentgenerator)與負(fù)載。圖1顯示傳統(tǒng)能隙參考電路的電路圖。此能隙參考電路包括MOS晶體管M11M13;操作放大器0P1;BJT晶體管Qll與Q12、電阻Rll與R12(其組成能隙電流產(chǎn)生器)；以及電阻R13。圖1的能隙電流產(chǎn)生器包含兩條電流路徑IIA與IIB，IIA=I1B=I11+112。111為正溫度系數(shù)(PTAT)電流，而112則為負(fù)溫度系數(shù)(CTAT)電流。所以，理想上，由Ill+I]2所合成的I1A/I1B可被視為溫度無關(guān)電流。另外，因?yàn)殡娏麋R的4喿作，I1C=I1A=I1B,所以I1C也可^皮;f見為溫度無關(guān)電流。因?yàn)閂RCT=I1C*R13，V陽.也可被視為溫度無關(guān)電壓。但是當(dāng)考慮到MOS晶體管的通道長度調(diào)變效應(yīng)時(shí)，I1A=I1B《1C。這是因?yàn)?，通過操作放大器的虛擬接地效應(yīng)(V1A-V1B)會(huì)使得MOS晶體管Mil與M12的汲極-源極電壓相等。但是，另一節(jié)點(diǎn)電壓VIC卻未必等于V1A/V1B。如此一來，MOS晶體管Mil與Ml2的汲極-源極電壓未必等于MOS晶體管M13的汲極-源極電壓；亦即，VDSM11=VDSM1#VDSM13。此汲極-源極電壓的不匹配對(duì)于電源與溫度是相當(dāng)靈敏，也就是將導(dǎo)致不良的電源斥拒比(PSRR)與溫度系數(shù)。為此，最好有一種能隙參考電路的改良技術(shù)，能夠改良現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)的缺點(diǎn)，亦即較差的溫度系數(shù)與PSRR特性。此外，最好是，能不需特殊電路組摔即可達(dá)成，也就是能在標(biāo)準(zhǔn)的CMOS制程來實(shí)現(xiàn)。故而，本發(fā)明的目的在于，提供一種能隙參考電路的改良架構(gòu)，其能適用于一般的電流型(currentmode)能隙參考電路。本發(fā)明又提供能隙參考電路的一種改良架構(gòu)，其可提供較佳的溫度系數(shù)與PSRR特性。本發(fā)明另提供一種可在低電壓電源下操作且對(duì)溫度系數(shù)相關(guān)性低的能隙參考電路，其可用CMOS制程來實(shí)現(xiàn)?；谏鲜黾捌渌康?，本發(fā)明提出一種能隙參考電路的改良方式，包括一參考電流產(chǎn)生電路，在第一與第二電流路徑上產(chǎn)生第一與第二參考電流；一電流鏡，根據(jù)該第一與第二參考電流以在第三電流路徑上產(chǎn)生第三參考電流；一第一操作放大器，耦接至該第一與第二電流路徑，以令該第一電流路徑上的一第一節(jié)點(diǎn)電壓本質(zhì)上等于該第二電流路徑上的一第二節(jié)點(diǎn)電壓；一回授電路，耦接至該第一與第三電流路徑，以令該第一節(jié)點(diǎn)電壓本質(zhì)上等于該第三電流路徑上的一第三節(jié)點(diǎn)電壓；以及一參考負(fù)載，耦接至該回授電路，以提供一參考電壓。為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下^附圃說明圖1顯示傳統(tǒng)能隙參考電路的電路圖。圖2顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的能隙參考電路的電路方塊圖。圖3圖6顯示本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)個(gè)例子。圖7a與圖7b顯示現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)(圖l)與本實(shí)施例(圖3)的參考電壓VREF對(duì)溫度的關(guān)系曲線圖。圖8a圖8f顯示在不同電壓源下，現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)(圖l)與本實(shí)施例(圖3)的參考電壓VREF對(duì)溫度的關(guān)系曲線圖。圖9a與圖9b顯示現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)(圖l)與本實(shí)施例(圖3)的參考電壓VREF對(duì)電壓源的關(guān)系曲線圖。圖1(k圖10f顯示在不同仿真溫度下，現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)(圖l)與本實(shí)施例(圖3)的參考電壓VREF對(duì)電壓源的關(guān)系曲線圖。M1卜M13、M21、M31M34、M4卜M44、M51M55、M61M66:MOS晶體管dn、QP21、OP22、OP31、OP32、OP41、OP42、01)51、OP52、OP61、OP62:搡作放大器Qll、Q12、Q31、Q32、Q41、Q42、Q51Q53:BJT晶體管R11R13、R2、R31R33、R41R43、R51、R56、R61R64:電阻210:電流4竟220:能隙電流產(chǎn)生器230:回授電路具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的內(nèi)容更為明了，以下特舉實(shí)施例作為本發(fā)明確實(shí)能夠據(jù)以實(shí)施的范例。在本發(fā)明實(shí)施例中，為改良現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)中的電流鏡的MOS晶體管的汲極-源極電壓的不匹配，故利用另一操作放大器來使得電流鏡中所有MOS晶體管的汲極-源極電壓彼此實(shí)質(zhì)相等，因而可降低由通道長度調(diào)變效應(yīng)所帶的電路誤差。請(qǐng)參考圖2,其顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的能隙參考電路的電路方塊圖。能隙參考電路包括電流鏡210,操作放大器()P21,能隙電流產(chǎn)生器220，回授電路230與負(fù)栽R2。能隙電流產(chǎn)生器220用于產(chǎn)生溫度無關(guān)電流I2A與12B。在此，能隙電流產(chǎn)生器220的架構(gòu)可不特別限定，至少能達(dá)成此功能即可。操作放大器0P21可令節(jié)點(diǎn)電壓V2A=V2B。電流鏡210根據(jù)能隙電流產(chǎn)生器220所產(chǎn)生的電流I2A與12B而鏡射出另一溫度無關(guān)電流I2C。同樣地，在此，電流鏡210的架構(gòu)可不特別限定，至少能達(dá)成此功能即可?；厥陔娐?30可令節(jié)點(diǎn)電路V2C-V2A,如此一來，可令電流鏡20內(nèi)的所有MOS晶體管(未顯示出)實(shí)質(zhì)上具有相同的汲極-源極電壓。因而，即使考慮通道長度調(diào)變效應(yīng)，電流鏡210內(nèi)的所有MOS晶體管所產(chǎn)生的電流實(shí)質(zhì)上會(huì)彼此匹配。也就是，假設(shè)用于產(chǎn)生電流12A，I2B與I2C的MOS晶體管的尺寸皆相同，則I2A=I2B=12C，且電流12A.I2B與I2C皆為溫度無關(guān)。回授電路230比如包括操作放大器OP22與M()S晶體管M21。操作放大器OP22的正負(fù)輸入端分別耦接至節(jié)點(diǎn)V2A與節(jié)點(diǎn)V2C，其輸出端則耦接至MOS晶體管M21的閘極。MOS晶體管M21的源極耦接至節(jié)點(diǎn)V2C與電流鏡2]0,其閘極耦接至操作放大器OP22的輸出端，其汲極耦接至負(fù)載R2。圖3~圖6顯示本實(shí)施例的數(shù)個(gè)例子，熟習(xí)此項(xiàng)技藝者當(dāng)知本發(fā)明并不受限于該些倒子。圖3的能隙參考電路包括MOS晶體管M31M33(其組成電流鏡)；操作放大器0P31;操作放大器OP32與MOS晶體管M34(其組成回授電路)；數(shù)個(gè)電流組件(比如為BJT晶體管Q31與Q32、電阻R31與R32;以及電阻R33。此外，電流組件除了用BJT晶體管來實(shí)施外，也可用二極管、運(yùn)作于次臨界區(qū)的金氧半晶體管或二極管連接方式N信道金氧半晶體管(DTNMOS,diodeturn-onNMOS)等來實(shí)施。通過操作放大器OP31與OP32的負(fù)回授效應(yīng)，使得V3A=V3B=V3C。如此一來，MOS晶體管M31M33的汲極-源極電壓實(shí)質(zhì)上會(huì)彼此相等。即使考慮通道長度調(diào)變效應(yīng)，MOS晶體管M31M33所產(chǎn)生的電流I3A/I3B/BC也會(huì)彼此相等(假設(shè)MOS晶體管M31M33的尺寸皆相等)。圖4的能隙參考電路包括MOS晶體管M41M43(其組成電流鏡)；操作放大器0P41;MOS晶體管M44與操作放大器OP42(其組成回授電路)；數(shù)個(gè)電流組件(比如為BJT晶體管Q41/Q42;電阻R41/R42;以及負(fù)載R43。此外，電流組件除了以BJT晶體管來實(shí)施外，也可用二極管、運(yùn)作于次臨界區(qū)的金氧半晶體管或二極管連接方式N信道金氧半晶體管等來實(shí)施。圖5的能隙參考電路包括MOS晶體管M51M54(其組成電流鏡)；操作放大器OP51;MOS晶體管M55與操作放大器OP52(其組成回授電路)；數(shù)個(gè)電流組件(比如為BJT晶體管Q51Q53);電阻R5卜R55;以及負(fù)載R56。此外，電流組件除了以BJT晶體管來實(shí)施外，也可用二極管、運(yùn)作于次臨界區(qū)的金氧半晶體管或二極管連接方式N信道金氧半晶體管等來實(shí)施。圖6的能隙參考電路包括MOS晶體管M61M63(其組成電流鏡)；操作放大器OP61;MOS晶體管M64與操作放大器OP62(其組成回授電路)；數(shù)個(gè)電流組件(比如為MOS晶體管M65M66，其運(yùn)作于次臨界區(qū))；電阻R61R63;以及負(fù)載R64。此外，電流組件除了以運(yùn)作于次臨界區(qū)的MOS晶體管來實(shí)施外，也可利用二極管、an'晶體管，或二極管連接方式N信道金氧半晶體管等來實(shí)施。為簡(jiǎn)化起見，圖4~圖6的詳細(xì)操作原理在此不再重述，但現(xiàn)有習(xí)知此技者當(dāng)可知通過圖4圖6的架構(gòu)及圖2的原理，以避免信道長度調(diào)變效應(yīng)所導(dǎo)致的誤差。為更加進(jìn)一步證明本實(shí)施例所能產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)明人列舉數(shù)個(gè)仿真的特征曲線圖于圖7圖10。圖7a與圖7b顯示現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)(圖l)與本實(shí)施例(圖3)的參考電壓VREF對(duì)溫度的關(guān)系曲線圖。在圖7a與圖7b中，五條曲線由上而下分別代表在不同電壓源(VDD=1.0V、VDD=1.1、VDD=1.2V、VDD=1.3與VDD-1.4V)下的關(guān)系曲線圖。請(qǐng)注意，由于在本實(shí)施例中，在各種電壓源所得到的參考電壓皆非常相近，故而在圖7b中不容易分辨出5條曲線?，F(xiàn)有習(xí)知技術(shù)(圖l)與本實(shí)施例(圖3)在不同電壓源下的溫度系數(shù)比較表如下。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>圖8a圖8f顯示在不同電壓源下，現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)(圖l)與本實(shí)施例(圖3)的參考電壓VREF對(duì)溫度的關(guān)系曲線圖。在圖8a圖8f中，符號(hào)PFNF代表PMOSFastNMOSFast;而PTNT則代表PMOSTypicalNMOSTypical,PSNS則代表PMOSSlowNMOSSlow。PFNF、PTNT與PSNS的意思為現(xiàn)有習(xí)知此技者所明了，于此不于詳述。同樣地，在圖8a8f中，五條曲線由上而下分別代表在不同電壓源下(VDD-1.0V、VDD=1.1、VDD=1.2V、VDD=1.3與VDD-1.4V)的關(guān)系曲線圖。請(qǐng)注意，由于在本實(shí)施例中，各種電壓源所得到的參考電壓皆非常相近，故而在圖8d8f中不容易分辨出5條曲線。圖9a與圖9b顯示現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)(圖l)與本實(shí)施例(圖3)的參考電壓VREF對(duì)電壓源的關(guān)系曲線圖。在圖9a與圖9b中，五條曲線由上而下分別代表在不同仿真溫度下(-40。C,0。C，+25°C,+85。C與+125。C)所得的關(guān)系曲線圖。請(qǐng)注意，由于在本實(shí)施例中，在不同電壓源所得到的參考電壓皆非常相近，故而在圖9b中不容易分辨出5條曲線。現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)(圖1)與本實(shí)施例(圖3)在不同溫度下的PSRR系數(shù)比較表如下。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>圖10a圖10f顯示在不同仿真溫度下，現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)(圖l)與本實(shí)施例(圖3)的參考電壓VREF對(duì)電壓源的關(guān)系曲線圖,.同樣地，在圖10a10f中，五條曲線由上而下分別代表在不同仿真溫度下(-40。C,0。C,十25。C,+85。C與+125。C)所得的關(guān)系曲線圖。請(qǐng)注意，在本實(shí)施例中，于各種仿真溫度下所得到的參考電壓皆非常相近，故而在圖10d10f中不容易分辨出5條曲線。故而，本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，其可提供較佳溫度系數(shù)與PSRR特性，又可在4氐電壓電源下操作且對(duì)溫度系數(shù)相關(guān)性低。此外，因?yàn)槔昧硪徊僮鞣糯笃鱽硎沟秒娏麋R中所有MOS晶體管的汲極-源極電壓彼此實(shí)質(zhì)相等，因而可降低因?yàn)橥ǖ篱L度調(diào)變效應(yīng)所帶的電路誤差。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種能隙參考電路，其特征在于一參考電流產(chǎn)生電路，在一第一電流路徑上產(chǎn)生一第一參考電流；一電流鏡，根據(jù)該第一參考電流以在一第二電流路徑上產(chǎn)生一第二參考電流；以及一回授電路，耦接至該第一與第二電流路徑，以令該第一電流路徑上的一第一節(jié)點(diǎn)電壓本質(zhì)上等于該第二電流路徑上的一第二節(jié)點(diǎn)電壓。2、根椐權(quán)利要求1所述的能隙參考電路，其特征在于其更包括一參考負(fù)載，耦接至該回授電路，以提供一參考電壓。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的能隙參考電路，其特征在于，其中所述的參考電流產(chǎn)生電路更在一第三電流路徑上產(chǎn)生一第三參考電流。4、根椐權(quán)利要求3所述的能隙參考電路，其特征在于其更包括一第一操作放大器，具有一正輸入端，耦接至該第三電流路徑；一負(fù)輸入端，耦接至該第一電流路徑，以及一輸出端，耦接至該電流鏡。5、根據(jù)權(quán)利要求2所述的能隙參考電路，其特征在于其中所述的回授電路包括一第二操作放大器與一第一晶體管。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的能隙參考電路，其特征在于其中所述的第二操作放大器具有一正輸入端，耦接至該第一電流路徑；一負(fù)輸入端，耦接至該第二電流^各徑，以及一輸出端，耦接至該第一晶體管，7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的能隙參考電路，其特征在于其中所述的第一晶體管具有一源極，耦接至該第二電流路徑；一閘極'耦接至該第二操作放大器的該輸出端；以及一汲極，耦接至該參考負(fù)載。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的能隙參考電路，其特征在于其中所述的參考電流產(chǎn)生電路包含有至少一第一電流組件，耦接于該第一電流路徑，其可于該第一電流路徑上傳導(dǎo)電流；以及至少一第二電流組件，耦接于該第二電流路徑，其可于該第二電流路徑上傳導(dǎo)電流，其中，各該第一電流組件與該第二電流組件可從雙載子接面晶體管、二極管、運(yùn)作于次臨界區(qū)的金氧半晶體管或二極管連接方式N信道金氧半晶體管中擇出。9、一種能隙參考電路，其特征在于包括一參考電流產(chǎn)生電路，在一第一與一第二電流路徑上產(chǎn)生一第一與一第二參考流;一電流鏡，根據(jù)該第一與第二參考電流以在第三電流路徑上產(chǎn)生一第三參考電流；一笫一搮作放大器，耦接至該第一與第二電流路徑，以令該第一電流路徑上的一第一節(jié)點(diǎn)電壓本質(zhì)上等于該第二電流路徑上的一第二節(jié)點(diǎn)電壓；一回授電路，耦接至該第一與第三電流路徑，以令該第一節(jié)點(diǎn)電壓本質(zhì)上等于該第三電流路徑上的一第三節(jié)點(diǎn)電壓；以及一參考負(fù)載，耦接至該回授電路，以提供一參考電壓。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的能隙參考電路，其特征在于，其中該回授電路包括一第二操作放大器與一第一晶體管；該第二操作放大器具有一正輸入端，耦接至該第一電流路徑；一負(fù)輸入端，耦接至該第三電流路徑，以及一輸出端，耦接至該第一晶體管；以及該第一晶體管具有一源極，耦接至該第三電流路徑；一閘極，耦接至該第二操作放大器的該輸出端；以及一汲極，耦接至該參考負(fù)載。全文摘要本發(fā)明是關(guān)于一種能隙參考電路，包括參考電流產(chǎn)生電路，在第一與第二電流路徑上產(chǎn)生第一與第二參考電流；電流鏡，根據(jù)第一與第二參考電流以在第三電流路徑上產(chǎn)生第三參考電流；操作放大器，以令該第一參考電流等于該第二參考電流；以及回授電路，以令第一電流路徑上的一節(jié)點(diǎn)電壓等于該第三電流路徑上的一節(jié)點(diǎn)電壓，以消除該電流鏡的可能通道長度調(diào)變效應(yīng)所導(dǎo)致的誤差。文檔編號(hào)G05F3/08GK101241379SQ200710007579公開日2008年8月13日申請(qǐng)日期2007年2月8日優(yōu)先權(quán)日2007年2月8日發(fā)明者彭彥華,王為善,陳美秀申請(qǐng)人:智原科技股份有限公司