專利名稱：帶隙恒壓電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶隙恒壓電路，尤其是涉及一種可在加電時(shí)安全地輸出輸出電壓以從而實(shí)現(xiàn)快速起動(dòng)時(shí)間的起動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
圖2給出了傳統(tǒng)帶隙恒壓電路的電路圖。該電壓電路是由PMOS晶體管P21，P22，P23，P24及P25、MMOS晶體管NL21，NL22及NL23、n溝道型耗盡型(depression)晶體管ND21、雙極性晶體管B21和B22、電阻R21，R22，R23及R24，以及電容器C21構(gòu)成的。在圖2中，當(dāng)將提供為第一雙極性晶體管的雙極性晶體管B21的數(shù)目與提供為第二雙極性晶體管的雙極性晶體管B22的數(shù)目之比設(shè)置為1N時(shí)，那么在正常狀態(tài)下可獲得等式1所表示的輸出電壓VREF。
VREF＝VBE+Vt×1nN(1+R21/R22)...(等式1)在等式1中，VBE是施加在雙極性晶體管的基極與發(fā)射極之間的電壓，并且通過等式Vt＝kT/q可獲得Vt，其中k是玻耳茲曼常數(shù)，T是絕對(duì)溫度，并且q是電子電荷。將輸出輸出電壓VREF的狀態(tài)稱為正常狀態(tài)。
因此，將圖2的傳統(tǒng)示例配置成當(dāng)在高電勢(shì)的電源終端VDD與低電勢(shì)的電源終端VSS之間施加了電源電壓時(shí)可在穩(wěn)定的正常狀態(tài)下從輸出端輸出預(yù)定輸出電壓VREF。
(專利文獻(xiàn)1)JP2004-318604A然而，圖2所示的傳統(tǒng)帶隙恒壓電路在加電時(shí)起動(dòng)很慢，并且因此具有這樣的缺點(diǎn)，即甚至在正常狀態(tài)下也由于噪音等而使輸出電壓穩(wěn)定在0V。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題而作出了本發(fā)明，并且具有這樣的目的，即提供一種可在加電時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)快速起動(dòng)時(shí)間以從而防止即使在正常狀態(tài)下由于噪音等而使輸出電壓穩(wěn)定在0V的帶隙恒壓電路。
根據(jù)本發(fā)明的帶隙恒壓電路，為了解決上述問題，通過晶體管NM11的柵極對(duì)輸出端VREF11的電壓進(jìn)行監(jiān)控。此外，晶體管P119的漏極與雙極性晶體管B11的發(fā)射極相連以便使電流流過雙極性晶體管。
根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的帶隙恒壓電路，可在加電時(shí)實(shí)現(xiàn)快速起動(dòng)時(shí)間并且可防止甚至在正常狀態(tài)下由于噪音等而使輸出電壓穩(wěn)定在0V。


在附圖中圖1給出了根據(jù)本發(fā)明的帶隙恒壓電路的電路圖；以及圖2給出了傳統(tǒng)帶隙恒壓電路的電路圖。
具體實(shí)施例方式
圖1給出了根據(jù)本發(fā)明的帶隙恒壓電路的電路圖。
如圖1所示，帶隙恒壓電路包括差動(dòng)放大器、與該差動(dòng)放大器的輸入相連的電平轉(zhuǎn)換器電路、以及恒壓電路。
帶隙恒壓電路的差動(dòng)放大器是由一對(duì)p溝道型晶體管P112以及P113、n溝道型晶體管NL11和NL12構(gòu)成的、n溝道型晶體管NL11和NL12的每一個(gè)具有低門限值(例如0.45V)的。(在下文中，n溝道型晶體管簡(jiǎn)寫為n型晶體管，并且p溝道型晶體管簡(jiǎn)寫為p型晶體管。)n型晶體管NL11的源極與用作參考電勢(shì)的地相連，同時(shí)其漏極與p型晶體管P112的漏極相連。此外，n型晶體管NL11的柵極與n型晶體管NL12的柵極相連。此外，n型晶體管N11的漏極和柵極彼此相連(二極管連接)。n型晶體管NL12的源極與地相連，同時(shí)其漏極與p型晶體管P113的漏極相連，并且其柵極與n型晶體管NL11的柵極相連。p型晶體管P112和p型晶體管P113的源極和背柵極(back-gates)在節(jié)點(diǎn)11共同相連并且通過p型晶體管P108和p型晶體管P104而與電源電壓VCC相連。p型晶體管P112的柵極與p晶體管P114的源極相連，同時(shí)p型晶體管P113的柵極與p型晶體管P115的源極相連。
具有低門限電壓(例如0.45V)的n型晶體管NL13與差動(dòng)放大器的輸出端相連，并且通過p型晶體管P111和電阻R14與輸出端VREF11相連。p型晶體管P111的源極與p型晶體管P107的漏極相連。p型晶體管P107的柵極與p型晶體管P104的柵極相連并且還與用作恒流源的p型晶體管P103的柵極相連。恒流源在柵極向p型晶體管P107提供電流以使該柵極導(dǎo)通及截止。響應(yīng)此，p型晶體管P107通過電阻R14向輸出端VREF11提供來自電源電壓VCC的電流。
p型晶體管P104與用作恒流源的p型晶體管p103相連。p型晶體管P104的漏極通過p型晶體管P108與差動(dòng)放大器相連，同時(shí)其源極與電源電壓VCC相連。此外，p型晶體管P104的柵極與p型晶體管P107、P106、以及P105的每一個(gè)的柵極相連。同時(shí)，p型晶體管P104的柵極也與用作恒流源的p型晶體管P103的柵極相連。恒流源在柵極向p型晶體管P104提供電流以使該柵極導(dǎo)通及截止。響應(yīng)此，p型晶體管P104向差動(dòng)放大器提供來自電源電壓VCC的電流。此外，用作恒壓源的p型晶體管P103、p型晶體管P104、p型晶體管P105、p型晶體管P106、以及p型晶體管P107構(gòu)成了電流鏡電路。
p型晶體管P104通過共源共柵(cascode)連接的p型晶體管P108而與差動(dòng)放大器相連。按照這種方式，可防止溝道長(zhǎng)度受到調(diào)節(jié)，從而向差動(dòng)放大器提供穩(wěn)定電流。同樣地，p型晶體管P105與p型晶體管P109共源共柵地連接。p型晶體管P106與p型晶體管P110共源共柵地連接。p型晶體管P107與p型晶體管P111共源共柵地連接。
p型晶體管P103和n型耗盡型晶體管ND13通過其漏極彼此相連并且用作恒壓源。用作直流電源的n型耗盡型晶體管ND13具有與地相連的源極和柵極并且具有與p型晶體管103的漏極相連的漏極。p型晶體管P103的源極與電源電壓VCC相連，同時(shí)其漏極與n型耗盡型晶體管ND13的漏極相連。p型晶體管P103具有彼此相連的漏極和柵極(二極管連接)，并且其柵極與p型晶體管P104、p型晶體管P105、p型晶體管P106、以及p型晶體管P107的每一個(gè)的柵極相連。同樣地，p型晶體管P102和n型耗盡型晶體管ND12也用作恒壓源，并且p型晶體管P102的柵極與p型晶體管P108、p型晶體管P109、以及p型晶體管P110的每一個(gè)的柵極相連。p型晶體管P101和n型耗盡型晶體管ND11也用作恒壓源，并且p型晶體管P101的柵極與p型晶體管P111的柵極相連。
用作電平轉(zhuǎn)換器電路的p型晶體管P114具有與地相連的漏極。p型晶體管P114的源極通過p型晶體管P112的柵極、p型晶體管P109、以及p型晶體管P105與電源電壓VCC相連。此外，p型晶體管P114的柵極通過電阻R12和R14與輸出端VREF11相連。同樣地，用作電平轉(zhuǎn)換器電路的p型晶體管P115具有與地相連的漏極，同時(shí)其源極通過p型晶體管P113的柵極、p型晶體管P110、以及p型晶體管P106與電源電壓VCC相連。此外，p型晶體管P115的柵極通過電阻R11和R14與輸出端VREF11相連。
按照從輸出端VREF11側(cè)起的順序電阻R12、電阻R13、以及雙極性晶體管B12通過電阻14連接在輸出端VREF11與地之間。此外，按照從輸出端VREF11側(cè)起的順序電阻R11和雙極性晶體管B11通過電阻14連接在輸出端VREF11與地之間。
雙極性晶體管B12具有均與地相連的基極和集電極，同時(shí)其發(fā)射極與電阻R13相連。電阻R13的一端與雙極性晶體管B12相連，同時(shí)另一端與電阻12以及p型晶體管P114的柵極相連。電阻R12的一端與電阻R13以及p型晶體管P114的柵極相連，同時(shí)另一端通過電阻14與輸出端VREF11相連。
雙極性晶體管B11具有均與地相連的基極和集電極，同時(shí)具有與電阻R11以及p型晶體管P115的柵極相連的發(fā)射極。此外，電阻R11的一端與雙極性晶體管B12相連，同時(shí)另一端通過電阻14與輸出端VREF11相連。
本發(fā)明的帶隙恒壓電路進(jìn)一步包括隨后所述的起動(dòng)電路1。
該起動(dòng)電路1是由n型晶體管NM11和p型晶體管P119構(gòu)成的。n型晶體管NM11是用于對(duì)輸出端VREF11的電壓進(jìn)行檢測(cè)的輸出電壓檢測(cè)電路。p型晶體管P119是受到輸出電壓檢測(cè)電路的輸出控制的電流源。
n型晶體管NM11具有與輸出端VREF11相連的柵極，并且具有與p型晶體管P117的漏極相連的源極。p型晶體管P117與p型晶體管P116一起構(gòu)成了電流鏡電路，并且使n型耗盡型晶體管ND14所產(chǎn)生的恒定電流流過n型晶體管NM11。用作直流源的n型耗盡型晶體管ND14具有與地相連的源極和柵極。
p型晶體管P118和n型晶體管NM12構(gòu)成了反相器。該反相器與p型晶體管P117和n型晶體管NM11的節(jié)點(diǎn)相連并且使該節(jié)點(diǎn)用作輸入。由p型晶體管P118和N型晶體管NM12構(gòu)成的反相器的輸出與用作電流源的p型晶體管P119的柵極相連。p型晶體管P119的源極與電源電壓VCC相連，同時(shí)其漏極與雙極性晶體管B11的發(fā)射極相連。
接下來，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的帶隙恒壓電路的上述起動(dòng)電路1的操作進(jìn)行說明。
當(dāng)加電時(shí)，n型晶體管NM11保持截止，因?yàn)檩敵龆薞REF11的電壓比n型晶體管NM11的門限電壓值要低。因此，n型晶體管NM12導(dǎo)通并且p型晶體管P119導(dǎo)通。當(dāng)p型晶體管P119導(dǎo)通時(shí)，電流流過雙極性晶體管B11，這使雙極性晶體管B11的發(fā)射極的電壓增加，從而使輸出端VREF11的電壓增加。使輸出端VREF11的電壓增加以超過n型晶體管NM11的門限電壓值，從而使n型晶體管NM11導(dǎo)通。因此，p型晶體管P118導(dǎo)通并且p型晶體管P119截止，這導(dǎo)致停止對(duì)雙極性晶體管B11供電。
因此，根據(jù)上述起動(dòng)電路1，可在帶隙恒壓電路加電時(shí)實(shí)現(xiàn)快速起動(dòng)時(shí)間。此外，通過對(duì)p型晶體管P119的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)還可對(duì)加電時(shí)的起動(dòng)時(shí)間進(jìn)行控制。
此外，n型晶體管NM11不但對(duì)加電時(shí)的輸出端VREF11的電壓進(jìn)行監(jiān)控而且在所有其他時(shí)間也進(jìn)行監(jiān)控并進(jìn)行操作以便使輸出端VREF11的電壓保持恒定。因此，還可防止由于噪音等的影響而使輸出端VREF11的電壓穩(wěn)定在0V。
權(quán)利要求
1.一種帶隙恒壓電路，包括恒壓源，用于向輸出端輸出恒壓；第一電平轉(zhuǎn)換器電路和第二電平轉(zhuǎn)換器電路，其每一個(gè)用于對(duì)輸出端的電壓進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換；差動(dòng)放大器，用于通過輸入來自第一電平轉(zhuǎn)換器電路和第二電平轉(zhuǎn)換器電路的每一個(gè)的輸出來對(duì)輸出端的電壓進(jìn)行控制；輸出電壓檢測(cè)電路，用于對(duì)輸出端的電壓進(jìn)行監(jiān)控；以及電流源，該電流源具有通過輸出電壓檢測(cè)電路的輸出而受控的電流值，其中當(dāng)輸出端的電壓比預(yù)定電壓低時(shí)，該電流源向構(gòu)成了電平轉(zhuǎn)換器電路的晶體管提供電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的帶隙恒壓電路，其中該輸出電壓檢測(cè)電路包括n型晶體管，該n型晶體管用作檢測(cè)晶體管，其具有與輸出端相連的柵極以及與地相連的源極；n型耗盡型晶體管，該n型耗盡型晶體管用作恒流源并且具有共同與地相連的源極和柵極；電流鏡電路，用于使n型耗盡型晶體管所提供的恒定電流流過n型晶體管；反相器電路，該反相器電路具有與n型晶體管的漏極相連的輸入；該電流源包括p型晶體管，該p型晶體管具有與反相器電路的輸出相連的柵極、與電源電壓相連的源極、以及與構(gòu)成了電平轉(zhuǎn)換器電路的雙極性晶體管的發(fā)射極相連的漏極；并且當(dāng)在加電時(shí)輸出端的電壓比預(yù)定電壓低時(shí)，該p型晶體管向雙極性晶體管提供電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的帶隙恒壓電路，其中通過對(duì)p型晶體管的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)來對(duì)加電時(shí)的起動(dòng)時(shí)間進(jìn)行控制。
全文摘要
提供了這樣一種帶隙恒壓電路，該帶隙恒壓電路可實(shí)現(xiàn)快速起動(dòng)時(shí)間以從而防止即使在正常狀態(tài)下由于噪音等而使輸出電壓穩(wěn)定在0V。根據(jù)本發(fā)明的帶隙恒壓電路包括輸出電壓檢測(cè)電路，用于對(duì)輸出端的電壓進(jìn)行監(jiān)控；以及電流源，該電流源具有通過輸出電壓檢測(cè)電路的輸出而受控的電流值，其中當(dāng)輸出端的電壓比預(yù)定電壓低時(shí)，該電流源向構(gòu)成了電平轉(zhuǎn)換器電路的雙極性晶體管提供電流。
文檔編號(hào)G05F3/30GK101025639SQ200710084178
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2007年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月18日
發(fā)明者上原治 申請(qǐng)人:精工電子有限公司