亚洲成年人黄色一级片,日本香港三级亚洲三级,黄色成人小视频,国产青草视频,国产一区二区久久精品,91在线免费公开视频,成年轻人网站色直接看

應(yīng)用于低操作電壓的參考電流產(chǎn)生電路的制作方法

文檔序號:6283328閱讀:235來源:國知局
專利名稱:應(yīng)用于低操作電壓的參考電流產(chǎn)生電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種可在低電壓操作的參考電流產(chǎn)生電路,特別是涉及一
種使用電阻補償以改善相位邊限(phase margin)的參考電流產(chǎn)生電路。
背景技術(shù)
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的以N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(N-channel metal-oxide-semiconductor field effect transistor, 以下簡稱NMOS 晶體管)做為運算放大器(operational ampl ifier)第二級的參考電流產(chǎn)生 電路。圖1電路除了外部電阻R和外部電阻R連接的接地端以外,都位于 同一芯片之內(nèi)。運算放大器OPA的正輸入端自一帶差參考電路(bandgap reference circuit )接收精準的參考電壓VBG,且其負輸入端耦接于芯片 焊墊(pad) P。由于運算放大器OPA的虛擬短路(virtual short circuit) 作用,焊墊P的電位與參考電壓VBG相同。因此,精準的參考電壓VBG配 合精準的外部電阻R,即可產(chǎn)生精準的參考電流IR。
芯片外通常會外掛穩(wěn)壓電容,外掛電容與寄生電容本身,以及上述兩 種電容的變化值,都會影響此電路的回路穩(wěn)定度。 一般會釆用NMOS晶體管 當(dāng)輸出級,好處是回路穩(wěn)定度比較容易控制。因為從焊墊P看進來是一個 低阻抗點,只要在運算放大器OPA的輸出端加入對地的金屬氧化物半導(dǎo)體 電容(metal—oxide—semiconductor capacitor) C, 1故電容才卜寸嘗,即可有 效控制相位邊限。但是圖1的參考電流產(chǎn)生電路在操作電壓VDD太低時, 因為受限于電路本身架構(gòu)和金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管工藝,會使得 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管Ml與M2分配到的操作范圍(headroom)不 足,使整個電路無法正常運作。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)的以P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(P-channel metal-oxide-semiconductor field effect transistor, 以下簡稱PMOS 晶體管)做為運算放大器第二級的參考電流產(chǎn)生電路。圖2的參考電流產(chǎn) 生電路因為少了一層NMOS晶體管,所以比較沒有操作范圍不足的問題,但由于電路多加了兩級的增益,而且其輸出點為高阻抗,若要用對地電容做 相位補償,則需要相當(dāng)大的芯片面積才能取得良好的穩(wěn)定度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于傳統(tǒng)的參考電流產(chǎn)生電路在低電壓操作時,因為僅使用電容補 償,需要付出很大的芯片面積才能維持回路的穩(wěn)定度,因此本發(fā)明提出一 種能在低電壓操作的精準參考電流產(chǎn)生電路,可用較小的電路面積達到回 路穩(wěn)定的目標。
本發(fā)明提出 一種能在低電壓操作的參考電流產(chǎn)生電路。此電路包括位 于芯片之內(nèi)的運算放大器、電容、補償電路,以及位于芯片之外的外部電 阻。運算放大器自一帶差參考電路接收精準的參考電壓,并且將參考電壓 傳達至芯片的焊墊。電容的一端耦接于運算放大器的第一級和第二級之間, 另一端耦接于芯片內(nèi)部的接地端,以提供電容補償。外部電阻耦接于焊墊 與芯片外部的接地端之間,并耦接此電路的操作電壓,配合精準的參考電 壓,產(chǎn)生精準的參考電流。補償電路耦接于焊墊,提供一等效電阻和外部 電阻并聯(lián),以提供電阻補償,降低從焊墊看進芯片的阻抗,并復(fù)制外部電 阻產(chǎn)生的參考電流。
上述參考電流產(chǎn)生電路的晶體管層數(shù)較少,有利于低操作電壓的應(yīng)用 環(huán)境。上述的電容補償和電阻補償,可以改善上述參考電流產(chǎn)生電路的相 位邊限,達到回路穩(wěn)定的目標。由于補償電路提供的電阻補償,只需要適 中的電容補償就能改善相位邊限,因此在低操作電壓的應(yīng)用中,不需要大 尺寸電容,可減少上述參考電流產(chǎn)生電路的芯片面積與成本。
在本發(fā)明一實施例中,上述補償電路包括兩個電流鏡,上述參考電流 產(chǎn)生電路另外還包括一個電流鏡。這些電流鏡的連接關(guān)系以及復(fù)制電流的 特性,使補償電路得以復(fù)制外部電阻產(chǎn)生的參考電流,以解決等效電阻和 外部電阻并聯(lián)而影響電流的問題。
為使本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更淺顯易懂,下文特舉實施例,并結(jié) 合附圖詳細說明如下。


圖1和圖2為現(xiàn)有技術(shù)的參考電流產(chǎn)生電路的示意圖。圖3為依照本發(fā)明一實施例的參考電流產(chǎn)生電路的示意圖。
附圖符號說明 310:補償電路 A:電路節(jié)點 C:電容
CM1-CM3:電流鏡
II、 II, 、 IX、 IX,電流
IR:參考電流
Ml、 M2:金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 N3-N6:金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 0PA:運算放大器 P:焊墊
Pl、 P2:金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 R:外部電阻 VBG:參考電壓 VDD:操作電壓
具體實施例方式
圖3為依照本發(fā)明一實施例的可在低電壓操作的參考電流產(chǎn)生電路的 示意圖,以下說明請參照圖3。圖3的參考電流產(chǎn)生電路包括運算放大器 0PA、電容C、外部電阻R、電流鏡CM1、以及補償電路310,其中補償電路 310包括電流鏡CM2以及CM3。圖3的參考電流產(chǎn)生電路大部分位在一個芯 片之內(nèi),其中外部電阻R與其接地端位于芯片之外,其他部分皆位于芯片 之內(nèi)。焊墊P是芯片內(nèi)部和外部的電路連接點。
運算放大器OPA的負輸入端自一帶差參考電路(未繪示)接收參考電 壓VBG,運算放大器OPA的正輸入端耦接于芯片焊墊P。電流鏡CM1的PMOS 晶體管P1實際上是運算放大器OPA的第二級,只是為了說明的方便將PMOS 晶體管Pl繪示在運算放大器OPA之夕卜。電容C的一端耦接于運算放大器OPA 的第一級和第二級之間的電路節(jié)點,另一端則耦接于芯片內(nèi)部的接地端(以 下簡稱內(nèi)部接地端)之間,提供電容補償。外部電阻R耦接于焊墊P與芯片外部的接地端(以下簡稱外部接地端)之間,并通過PM0S晶體管Pl耦接操作電壓VDD。
PM0S晶體管Pl和P2分別構(gòu)成電流鏡CM1的兩個電流路徑。Pl耦接于操作電壓VDD與焊墊P之間,提供電流至焊墊P。 P2耦接于操作電壓VDD與電路節(jié)點A之間,提供電流至電路節(jié)點A。
NMOS晶體管N3和N4分別構(gòu)成電流鏡CM2的兩個電流路徑。N3耦接于焊墊P和內(nèi)部接地端之間,自焊墊P接收電流。N4耦接于電路節(jié)點A和內(nèi)部接地端之間,自電路節(jié)點A接收電流。
NMOS晶體管N5和N6分別構(gòu)成電流鏡CM3的兩個電流路徑。N5耦接于電路節(jié)點A和內(nèi)部接地端之間,自電路節(jié)點A接收電流。N6則耦接于整個參考電流產(chǎn)生電路的輸出端和內(nèi)部接地端之間。
運算放大器OPA的虛擬短路作用會將參考電壓VBG傳遞至焊墊P,做為外部電阻R的3爭壓。精準的參考電壓VBG,除以外部電阻R的精準電阻值,可以產(chǎn)生精準的參考電流IR。
圖3的參考電流產(chǎn)生電路由于晶體管層數(shù)較少,可以應(yīng)用在低操作電壓的環(huán)境。為了達到回路穩(wěn)定,電流鏡CM2的NMOS晶體管N3作二極管連接(diode-connected),提供一等效電阻和外部電阻R并聯(lián),以提供電阻補償,降低從焊墊P看進芯片內(nèi)部的阻抗。NMOS晶體管N3的電阻補償加上電容C的電容補償,可以改善圖3的參考電流產(chǎn)生電路的相位邊限,達到回路穩(wěn)定的目標。因為有N3的電阻補償,電容C不需要如同現(xiàn)有技術(shù)的大電容值,只需要適中的電容值,就能使回路穩(wěn)定。所以圖3的參考電流產(chǎn)生電路可以在低操作電壓的環(huán)境穩(wěn)定工作,而且可減少芯片面積與成本。
麗OS晶體管N3的等效電阻和外部電阻R并聯(lián)會影響電流,圖3的三個電流鏡CM1-CM3就是用來解決此問題。如圖3所示,PM0S晶體管P1提供至焊墊P的電流為II,外部電阻R自焊墊P接收的電流為IR, NMOS晶體管N3自焊墊P接收的電流為IX, PMOS晶體管P2提供至電路節(jié)點A的電流為IT, NMOS晶體管N4自電路節(jié)點A ^t妻收的電流為IX'。由克希荷夫電流定律Uirchhoff, s current law)可知,電流II等于IR與IX之和。同理,電流IF等于IX'以及麗0S晶體管N5自電路節(jié)點A接收的電流之和。電流鏡CMl使ir等于Il,電流鏡CM2使IX'等于IX。因此NM0S晶體管N5自電路節(jié)點A接收的電流必然等于外部電阻R產(chǎn)生的參考電流IR。電流鏡CM3使流經(jīng)NM0S晶體管N6的電流也等于外部電阻R產(chǎn)生的參考電流IR。 NMOS晶體管N6耦接圖3的參考電流產(chǎn)生電路的輸出端,提供精準的參考電流IR。
如前所述,補償電路310的作用是提供電阻補償,并且復(fù)制外部電阻R的參考電流IR。在本實施例中,補償電路310包括電流鏡CM2與CM3,但本發(fā)明并不以此種設(shè)計為限。本發(fā)明其他實施例可以使用其他種設(shè)計的補償電路,只要能達到相同的作用即可。
綜上所述,本發(fā)明提出一種參考電流產(chǎn)生電路,可在低操作電壓的環(huán)境下穩(wěn)定工作,提供精準的參考電流。上述的參考電流產(chǎn)生電路釆用電阻補償為輔助,因此只需要適中的電容補償,不需要如同現(xiàn)有技術(shù)的大電容,可減少芯片面積與成本。
雖然本發(fā)明已以實施例揭示如上,然其并非用以限定本發(fā)明,本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下可作若干的更動與潤飾,因此本發(fā)明的保護范圍以本發(fā)明的權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求
1.一種參考電流產(chǎn)生電路,包括一運算放大器,該運算放大器的負輸入端自一帶差參考電路接收一參考電壓,該運算放大器的正輸入端耦接于一芯片的一焊墊;一電容,提供電容補償,具有一第一端以及一第二端,該第一端耦接于該運算放大器的第一級和第二級之間,該第二端耦接于一內(nèi)部接地端;一外部電阻,耦接于該焊墊與一外部接地端之間,并耦接一操作電壓,產(chǎn)生一參考電流;以及一補償電路,耦接于該焊墊,提供一等效電阻和該外部電阻并聯(lián),以提供電阻補償,降低從該焊墊看進該芯片的阻抗,并復(fù)制該外部電阻產(chǎn)生的該參考電流。
2. 如權(quán)利要求1所述的參考電流產(chǎn)生電路,其中該運算放大器、該電容、該補償電路、以及該內(nèi)部接地端位于該芯片之內(nèi),該外部電阻以及該外部接地端位于該芯片之外。
3. 如權(quán)利要求1所述的參考電流產(chǎn)生電路,其中該補償電路包括至少一電流鏡以復(fù)制該外部電阻產(chǎn)生的該參考電流。
4. 如權(quán)利要求1所述的參考電流產(chǎn)生電路,其中該補償電路包括一晶體管,該晶體管作二極管連接以提供該等效電阻。
5. 如權(quán)利要求4所述的參考電流產(chǎn)生電路,還包括一第一電流鏡,耦接于該操作電壓、該焊墊、以及一電路節(jié)點之間,提供電流至該焊墊與該電路節(jié)點;而且該補償電路包括一第二電流鏡,耦接于該焊墊、該電路節(jié)點、以及該內(nèi)部接地端之間,自該焊墊與該電路節(jié)點接收電流;以及一第三電流鏡,耦接于該電路節(jié)點與該內(nèi)部接地端之間,自該電路節(jié)點接收電流,并且復(fù)制該外部電阻產(chǎn)生的該參考電流;其中該第二電流鏡包括提供該等效電阻的該晶體管。
全文摘要
一種可應(yīng)用于低操作電壓的參考電流產(chǎn)生電路,位于一芯片中,利用精準的參考電壓和精準的外部電阻,產(chǎn)生精準的參考電流。上述參考電流產(chǎn)生電路使用一等效電阻和上述外部電阻并聯(lián),以提供電阻補償,降低從芯片焊墊看進芯片之中的阻抗。加上適中的電容補償,就能改善上述參考電流產(chǎn)生電路的相位邊限,達到回路穩(wěn)定的目標,因此在低操作電壓的應(yīng)用中可減少芯片面積與成本。此外,上述參考電流產(chǎn)生電路利用電流鏡復(fù)制外部電阻產(chǎn)生的參考電流,以解決等效電阻和外部電阻并聯(lián)而影響電流的問題。
文檔編號G05F3/26GK101676828SQ20081016565
公開日2010年3月24日 申請日期2008年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日
發(fā)明者張原熏, 陳冠宇, 黃鼎鈞 申請人:智原科技股份有限公司
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
1