專利名稱：參考電壓產(chǎn)生器的制作方法
參考電壓產(chǎn)生器
才支術(shù)領(lǐng)i或
本發(fā)明是有關(guān)于一種參考電壓產(chǎn)生器，且特別是有關(guān)于一種具有省電功 能的參考電壓產(chǎn)生器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)參考電壓產(chǎn)生器使用能隙參考電路來產(chǎn)生與絕對溫度成比例
(Proportional to absolute temperature, PTAT)的能隙參考電壓。由于能 隙參考電路的特性，能隙參考電壓的范圍是受到限制。當(dāng)需要較高的參考電 壓時，能隙參考電壓是通過額外的運算放大器來輸出。 一電阻串接著依據(jù)輸 出的能隙參考電壓來產(chǎn)生較高的參考電壓。然而，運算放大器不僅十分耗電， 且在實現(xiàn)時需要相當(dāng)大的IC面積。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是有關(guān)于一種參考電壓產(chǎn)生器。此參考電壓產(chǎn)生器，毋須使用運 算放大器，即可輸出高于能隙參考電壓的參考電壓。本發(fā)明的參考電壓產(chǎn)生 器是較省電，且實現(xiàn)此參考電壓產(chǎn)生器的電路所需的IC空間較小。因此，應(yīng) 用與制造本發(fā)明的參考電壓產(chǎn)生器所需的成本即可有效降低。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出一種參考電壓產(chǎn)生器，包括能隙參考電路、 電平移位電路與分壓器。能隙參考電路包括電流產(chǎn)生器與第 一雙極結(jié)型晶體 管。電流產(chǎn)生器輸出參考電流。參考電流是通過第一電阻流入雙極結(jié)型晶體 管的射極，晶體管的集極與基極是接地，使得能隙參考電壓得以于電流產(chǎn)生 器與第一電阻間輸出，且使得第一偏壓電壓得以于晶體管的射極端輸出。電 平移位電路耦接至能隙參考電路，并輸出第二偏壓電壓。第二偏壓電壓是高 于第一偏壓電壓，且不等于能隙參考電壓。分壓器耦接于第二偏壓電壓與能 隙參考電壓之間，并輸出其間的參考電壓。
為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合 所附圖式，作詳細(xì)說明如下。


圖2繪示依照本發(fā)明另一實施例的參考電壓產(chǎn)生器的電路圖。 [主要元件標(biāo)號說明]
110、210:能隙參考電路
111、211:電流產(chǎn)生器
112、121、212、 221、 222:雙極結(jié)型晶體管
113、122、131、 132、 223、231、 232:電阻
120、220:電平移位電路
130、230:分壓器
具體實施例方式
圖1繪示依照本發(fā)明實施例的參考電壓產(chǎn)生器的電路圖。請參考圖1。
參考電壓產(chǎn)生器100包括能隙參考電路110、電平移位電路120與分壓器130。 能隙參考電路110包括電流產(chǎn)生器111與雙極結(jié)型晶體管112。電流產(chǎn)生器 lll輸出參考電流Ir。參考電流Ir通過電阻113流入晶體管112的射極。晶 體管112的基極與集極均接地。第一偏壓電壓Vl是于晶體管112的射極輸出。 能隙參考電壓Vr是于電流產(chǎn)生器111與電阻113之間輸出。
電平移位電路120是耦接至能隙參考電路110，并用以產(chǎn)生高于偏壓電 壓VI且不等于能隙參考電壓Vr的偏壓電壓V2。分壓器130是耦接于偏壓電 壓V2與能隙參考電壓Vr之間，并于其間輸出參考電壓Vo。
在本發(fā)明實施例中，電平移位電路120包括雙極結(jié)型晶體管121與電阻 122。晶體管121的基極耦接至晶體管112的射極，以接收偏壓電壓VI。晶 體管121的集極是接地。如此，高于偏壓電壓VI的內(nèi)部電壓Vi是于晶體管 122的集極輸出。電阻122的一端接收內(nèi)部電壓Vi,并于另一端輸出偏壓電 壓V2。
分壓器130可以是高阻抗的電阻串或是高阻抗的可變電阻。在本發(fā)明實 施例中，高阻抗電阻串包括電阻131與132,用以對能隙參考電壓Vr與偏壓 電壓V2間的電壓進(jìn)行分壓，以輸出參考電壓Vo。電阻131與132的電阻值 為可調(diào)整，以輸出適當(dāng)?shù)膮⒖茧妷?。電流產(chǎn)生器110為與絕對溫度成比例(Proportional to absolute temperature, PTAT)的電流產(chǎn)生器。由能隙參考電路11 0所輸出的能隙參考 電壓Vr與環(huán)境溫度相關(guān)性很低。在本發(fā)明實施例中，通過調(diào)整電阻122的電 阻值，電平位移電路120可較佳地輸出等于能隙參考電壓Vr的兩倍的偏壓電 壓V2，使得參考電壓Vo實質(zhì)上對環(huán)境溫度的變化不敏感。
舉例來說，由能隙參考電路110所輸出的能隙參考電壓Vr通常大約為 1.25V。通過調(diào)整電阻122的電阻值，由電平移位電路120所產(chǎn)生的偏壓電壓 V2可調(diào)整至大約為2. 5V,即能隙參考電壓Vr的兩倍。所得到的參考電壓V。 即介于1.25V與2.5V之間。此參考電壓Vo是實質(zhì)上對環(huán)境溫度不敏感。
依據(jù)本發(fā)明實施例的參考電壓產(chǎn)生器，毋須使用運算放大器，即可輸出 高于能隙參考電壓的參考電壓。本發(fā)明實施例的參考電壓產(chǎn)生器，在電路中 僅需四條電流路徑。因此，相較于傳統(tǒng)參考電壓產(chǎn)生器，本發(fā)明實施例的參 考電壓產(chǎn)生器所消耗的能量較低，且在實現(xiàn)此參考電壓產(chǎn)生器時，所需的IC 空間也較小。
另一實施例的參考電壓產(chǎn)生器的電路圖。請參考圖2。參考電壓產(chǎn)生器200 用以產(chǎn)生高于參考電壓產(chǎn)生器100所產(chǎn)生的參考電壓Vo的參考電壓Vo'。參 考電壓產(chǎn)生器200與100的不同之處在于電平移位電路220,與其電源電壓 VDD。
電平移位電路220包括雙極結(jié)型晶體管221、 222與電阻223。晶體管221 的基極是耦接晶體管222的射極，以接收偏壓電壓VI，，晶體管221的集極 是接地，以于其射極端輸出高于偏壓電壓VI，的內(nèi)部電壓Vil。
晶體管222的基極是耦接至晶體管221的射極，以接收內(nèi)部電壓Vil, 晶體管222的集極是接地，以于晶體管222的射極輸出高于內(nèi)部電壓Vil的 內(nèi)部電壓Vi2。
電阻223的一端接收內(nèi)部電壓Vi2,于另一端輸出偏壓電壓V2'。分壓器 2 30對能隙參考電壓Vr與偏壓電壓V2，間的電壓進(jìn)行分壓，并據(jù)以輸出參考 電壓Vo，。
由于偏壓電壓V2'是經(jīng)由兩個晶體管221與222的射極與基極間的跨壓 而得到，而參考電壓產(chǎn)生器100的偏壓是僅經(jīng)由一個晶體管121的射極與基 極間的跨壓而得到，因此偏壓電壓V2，是高于偏壓電壓V2。因此，參考電壓產(chǎn)生器200可產(chǎn)生高于參考電壓Vo的參考電壓Vo'。
參考電壓產(chǎn)生器200的電源電壓VDD是高于參考電壓產(chǎn)生器100的電源 電壓Vdd，以產(chǎn)生高于偏壓電壓V2的偏壓電壓V2'。
同樣地，電流產(chǎn)生器210為與絕對溫度成比例(PTAT)的電流產(chǎn)生器。能 隙參考電壓Vr'與環(huán)境溫度的相關(guān)性很低。在本發(fā)明實施例中，通過調(diào)整電 阻223的電阻值，電平移位電路220可較佳地輸出等于能隙參考電壓Vr'的 三倍的偏壓電壓V2',使得參考電壓Vo，實質(zhì)上對于環(huán)境溫度的變化不敏感。
舉例來說，由能隙參考電路210所輸出的能隙參考電壓Vr'大約為1. 25V。 由電平移位電路220所產(chǎn)生的偏壓電壓V2'是被調(diào)整成大約為3. 75V，亦即 能隙參考電壓的三倍。參考電壓Vo,是介于1.25V與3. 75V之間。參考電壓 Vo'是較適于某些應(yīng)用，且實質(zhì)上對環(huán)境溫度的變化不敏感。
電平移位電路120與220分別包括一個與兩個雙極結(jié)型晶體管，以得到 較高的偏壓電壓V2與V2，，以輸出較高的參考電壓。在實際應(yīng)用上，電平移 位電路可包括更多雙極結(jié)型晶體管來產(chǎn)生更高的參考電壓。由電平移位電路 所輸出的偏壓電壓可以是能隙參考電壓的N倍，使得參考電壓為與絕對溫度 成比例。其中，N為正整數(shù)。
依據(jù)本發(fā)明兩實施例的參考電壓產(chǎn)生器，毋須運算放大器，即可輸出高 于能隙參考電壓的參考電壓。此參考電壓產(chǎn)生器是較省電。且在實現(xiàn)此參考 電壓產(chǎn)生器時，所需的IC空間亦較小。因此，使用與制造此參考電壓產(chǎn)生器 所需的成本即可有效降低。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以一較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定 本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和 范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán) 利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種參考電壓產(chǎn)生器，包括能隙參考電路，包括電流產(chǎn)生器，用以輸出參考電流；及第一雙極結(jié)型晶體管，該參考電流是通過第一電阻流入其射極，其集極與其基極是接地，使得能隙參考電壓得以于該電流產(chǎn)生器與該第一電阻間輸出，且使得第一偏壓電壓得以于該第一雙極結(jié)型晶體管的射極端輸出；電平移位電路，用以耦接至該能隙參考電路，并輸出高于該第一偏壓電壓且不等于該能隙參考電壓的第二偏壓電壓；以及分壓器，用以耦接于該第二偏壓電壓與該能隙參考電壓之間，并輸出其間的參考電壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的參考電壓產(chǎn)生器，其中該電平移位電路還包括 第二雙極結(jié)型晶體管，其基極接收該第一偏壓電壓，其集極是接地，以于其射極輸出高于該第一偏壓電壓的內(nèi)部電壓；以及第二電阻，用以于其一端接收該內(nèi)部電壓，于其另一端輸出該第二偏壓電壓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的參考電壓產(chǎn)生器，其中，該第二偏壓電壓為該能隙參考電壓的兩倍高。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的參考電壓產(chǎn)生器，其中，該電平移位電路還包括第二雙極結(jié)型晶體管，其基極接收該第一偏壓電壓，其集極接地，以于 其射極輸出高于該第一偏壓電壓的第一內(nèi)部電壓；第三雙極結(jié)型晶體管，其基極接收該第一內(nèi)部電壓，其集極接地，以于 其射極輸出高于該第一內(nèi)部電壓的第二內(nèi)部電壓；以及第二電阻，用以于其一端接收該第二內(nèi)部電壓，并于其另一端輸出該第 二偏壓電壓。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的參考電壓產(chǎn)生器，其中，該第二偏壓電壓為該能隙參考電壓的三倍高。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的參考電壓產(chǎn)生器，其中，該分壓器為高阻抗的 電阻串。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的參考電壓產(chǎn)生器，其中，該分壓器為高阻抗的 可變電阻。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的參考電壓產(chǎn)生器，其中，該電流產(chǎn)生器為與絕 對溫度成比例的電流產(chǎn)生器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的參考電壓產(chǎn)生器，其中，該第二偏壓電壓為該 能隙參考電壓的N倍高，使得該參考電壓為與絕對溫度成比例的參考電壓， 其中N為正整數(shù)。
全文摘要
一種參考電壓產(chǎn)生器，包括能隙參考電路、電平移位電路與分壓器。能隙參考電路包括電流產(chǎn)生器與第一雙極結(jié)型晶體管。電流產(chǎn)生器輸出參考電流。參考電流是通過第一電阻流入第一雙極結(jié)型晶體管的射極，第一雙極結(jié)型晶體管的集極與基極是接地，使得能隙參考電壓于電流產(chǎn)生器與第一電阻間輸出，并使得第一偏壓電壓于第一雙極結(jié)型晶體管的射極輸出。電平移位電路耦接至能隙參考電路并輸出高于第一偏壓電壓且不等于能隙參考電壓的第二偏壓電壓。分壓器耦接于第二偏壓電壓與能隙參考電壓間，并輸出其間的參考電壓。
文檔編號G05F1/56GK101315566SQ20081009871
公開日2008年12月3日 申請日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月30日
發(fā)明者王惠民 申請人:奇景光電股份有限公司