專利名稱：帶隙基準(zhǔn)電壓檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明具體涉及應(yīng)用于集成電路領(lǐng)域的一種帶隙基準(zhǔn)電壓檢測電路。
背景技術(shù)：
在集成電路領(lǐng)域中，帶隙基準(zhǔn)電路是非常重要的一類電路，其核心內(nèi)容就是在電 源電壓在一定的電壓值以上時，帶隙基準(zhǔn)的電壓值不隨電源電壓變化，而幾乎與電源電壓 值無關(guān)，并且在一定的溫度范圍內(nèi)也幾乎與溫度無關(guān)。而電源電壓值在上述“一定的電壓 值”以下時，帶隙基準(zhǔn)的電壓值往往隨電源電壓上升而上升，直到上升到“一定的電壓值”為 止，然后就幾乎不隨電源電壓變化，把這時的帶隙基準(zhǔn)的電壓值記為VREF1。而為了提供帶 隙基準(zhǔn)的電壓準(zhǔn)備就緒的信號，就需要一種電路能夠檢測帶隙基準(zhǔn)的電壓值，在帶隙基準(zhǔn) 的電壓大于一規(guī)定的電壓值(記為VREF2)時，該電路能夠提供一路帶隙基準(zhǔn)電壓準(zhǔn)備就緒 信號，且保證VREF2總是小于VREFl (最好VREF2與VREFl有一種固定的關(guān)系)。以往的帶 隙基準(zhǔn)電壓檢測電路往往采用一個或數(shù)個MOS管的閾值電壓形成VREF2來產(chǎn)生電壓準(zhǔn)備就 緒的信號，所以該類電路受MOS管的閾值電壓影響很大，與VREFl關(guān)系較獨立，且不能保證 VREF2總是小于VREF1，從而導(dǎo)致不能正確提供帶隙基準(zhǔn)電壓準(zhǔn)備就緒信號，可能會產(chǎn)生誤 報。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種帶隙基準(zhǔn)電壓檢測電路，其通過內(nèi)部產(chǎn)生的兩路電壓 產(chǎn)生帶隙基準(zhǔn)電壓準(zhǔn)備就緒信號，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種帶隙基準(zhǔn)電壓檢測電路，包括PN結(jié)二極管，第一、二比較器和第一、二、三、四 電阻；第一三極管的集電極經(jīng)一第三節(jié)點與第一比較器的正極、第二比較器的負(fù)極以及第 一電阻的一端分別連接，第一電阻的另一端分別與第二電阻的一端以及第一比較器的VREF 輸出端連接，第二電阻的另一端經(jīng)一第一節(jié)點與第二比較器的正極以及第三電阻的一端分 別連接，第三電阻的另一端經(jīng)一第二節(jié)點與第一比較器的負(fù)極以及第四電阻的一端分別連 接，第四電阻的另一端與第二三極管的集電極連接，第一、二三極管的基極和發(fā)射極均與地 連接。進(jìn)一步地講當(dāng)電源電壓值低于一設(shè)定值時，第三節(jié)點(N3)的電壓值大于第一節(jié)點(Ni)的電 壓值，第二比較器⑶的輸出為低電平；當(dāng)電源電壓值達(dá)到一設(shè)定值時，第三節(jié)點(N3)的電 壓值等于第一節(jié)點(Ni)的電壓值，第二比較器(B)的輸出為高電平，即帶隙基準(zhǔn)的電壓準(zhǔn) 備就緒的信號完成。針對現(xiàn)有技術(shù)中帶隙基準(zhǔn)的電壓準(zhǔn)備就緒信號與VREFl的電壓無關(guān)，且不能保證 VREF2總是小于VREFl的缺陷，本發(fā)明采用比較帶隙基準(zhǔn)電路內(nèi)部的兩路電壓來產(chǎn)生電壓 準(zhǔn)備就緒信號，與該電壓準(zhǔn)備就緒信號相關(guān)的VREFl與VREF2的差值是常數(shù)，且完全能保證VREF2總是小于VREFl。概言之，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列優(yōu)點(1)VREF1與VREF2的差值是常 數(shù)；(2)能夠保證VREF2總是小于VREFl ；進(jìn)而保證能正確提供帶隙基準(zhǔn)電壓準(zhǔn)備就緒信 號，而不發(fā)生誤報。


圖1是本發(fā)明一較佳實施例的電路圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖及具體實施方式
對本發(fā)明的技術(shù)方案做詳細(xì)說明。如圖1所示系為本發(fā)明的一較佳實施例，該帶隙基準(zhǔn)電壓檢測電路包括主要由三 極管Ql和三極管Q2組成的PN結(jié)二極管、比較器A、比較器B、電阻R1、電阻R2、電阻R3和 電阻R4 ；其中，三極管Ql的集電極經(jīng)第三節(jié)點N3與比較器A的正極、比較器B的負(fù)極以及 電阻Rl的一端分別連接，電阻Rl的另一端分別與電阻R2的一端以及比較器A的VREF輸 出端連接，電阻R2的另一端經(jīng)第一節(jié)點m與比較器B的正極以及電阻R3的一端分別連 接，電阻R3的另一端經(jīng)第二節(jié)點N2與比較器A的負(fù)極以及電阻R4的一端分別連接，電阻 R4的另一端與三極管Q2的集電極連接，三極管Ql和三極管Q2的基極和發(fā)射極均接地。以下對該帶隙基準(zhǔn)電壓檢測電路的工作原理進(jìn)行詳細(xì)論述由于帶隙基準(zhǔn)電壓一般都是利用雙極晶體管(三級管)的基極一發(fā)射極電壓， 更一般的說，PN結(jié)二極管的正向電壓具有負(fù)溫度特性，而兩個雙極晶體管工作在不相等的 電流密度下它們的基極一發(fā)射極電壓的差值就與絕對溫度成正比，即具有正溫度特性。 把上述兩種電壓值按設(shè)定比例相加就可以得到幾乎與溫度與電源電壓無關(guān)的電壓。如圖1中所示的VREF可以如下公式表示，即VREF = VBE2+(kT/q)*(In η)*(R2+R3+R4)/R4式中，k為波爾茲曼常數(shù)(1. 38*10E_23J/K)，q為一個電子電荷量(1. 60*10E_19 庫)，T為絕對溫度，kT/q為正溫度系數(shù)，R2+R3 = Rl，n為三級管Q2與Ql的發(fā)射極面積比， 三級管Q2的BE兩端電位差VBE2為負(fù)溫度系數(shù)，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)R1/R4就可以得到一個近似 與溫度無關(guān)的(在電源電壓至少大于最小工作電壓及小于最大工作電壓的條件下，也與電 源電壓近似無關(guān))電壓值。在電源電壓值很小時，加在三級管Ql與Q2的發(fā)射極一基極電壓，即PN結(jié)二極 管的正向電壓很小，這時如果小于PN結(jié)二極管的導(dǎo)通電壓，PN結(jié)二極管不導(dǎo)通，則PN結(jié)二 極管的正向電流也很小，N1、N2、N3、VREF的電壓近似相等，當(dāng)隨著電源電壓升高時，三級管 Ql與Q2的發(fā)射極一基極電壓在導(dǎo)通電壓附近時，N結(jié)二極管的正向電流增大，由于啟動 電路及反饋的作用，適當(dāng)調(diào)整R2和R3的比例會使N3的電壓值大于m的電壓值，這時比較 器B的輸出BGGOOD為低電平，當(dāng)隨著電源電壓進(jìn)一步升高時，會使N3的電壓值等于m的 電壓值，這時比較器B的輸出BGGOOD為高電平，即帶隙基準(zhǔn)的電壓準(zhǔn)備就緒的信號完成，接 著隨著電源電壓升高，N3的電壓值小于m的電壓值，并維持在N3的電壓值等于N2的電壓 值狀態(tài)，直到電源電壓下降到一定值為止。為了解決在這個過程中m、N2、N3、VREF的電壓近似相等可能導(dǎo)致比較器B誤輸出問題，可以通過使比較器B具有恰當(dāng)?shù)倪t滯特性來解決， 而比較器A是當(dāng)作運算放大器來使用，它與電阻和三極管組成基本的帶隙基準(zhǔn)，具體地說， 就是可以使A的兩個輸入端電壓相等且兩個輸入端不會流入和流出電流，還有就是為電阻 及三極管提供驅(qū)動電流。 當(dāng)N3的電壓值等于m的電壓值時，N3的電壓為 VN3 = VBE2+(kT/q)*(In η)* (R2+R3+R4)/(R3+R4)，所以在這時，Ν3的電壓也近似與電源電壓值無關(guān)，即VRE1-VREF2= VREF-VN3= (kT/q)*(In η)*[(R2+R3+R4)/(R4)-(R2+R3+R4)/(R3+R4)]= (kT/q)*(In η)*(R2+R3+R4)*(R3) /[R4*(R3+R4)]所以VREF2與VREFl的電壓差近似是常數(shù)，能夠保證VREF2總是小于VREFl。上述實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人 士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明 精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種帶隙基準(zhǔn)電壓檢測電路，其特征在于所述帶隙基準(zhǔn)電壓檢測電路包括第一三極管(Q1)、第二三極管(Q2)、第一比較器(A)、第二比較器(B)、第一電阻(R1)、第二電阻(R2)、第三電阻(R3)和第四電阻(R4)；其中，第一三極管(Q1)的集電極經(jīng)一第三節(jié)點(N3)與第一比較器(A)的正極、第二比較器(B)的負(fù)極以及第一電阻(R1)的一端分別連接，第一電阻(R1)的另一端分別與第二電阻(R2)的一端以及第一比較器(A)的VREF輸出端連接，第二電阻(R2)的另一端經(jīng)一第一節(jié)點(N1)與第二比較器(B)的正極以及第三電阻(R3)的一端分別連接，第三電阻(R3)的另一端經(jīng)一第二節(jié)點(N2)與第一比較器(A)的負(fù)極以及第四電阻(R4)的一端分別連接，第四電阻(R4)的另一端與第二三極管(Q2)的集電極連接，第一三極管(Q1)和第二三極管(Q2)的基極和發(fā)射極均接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶隙基準(zhǔn)電壓檢測電路，其特征在于當(dāng)電源電壓值低于一 設(shè)定值時，第三節(jié)點(N3)的電壓值大于第一節(jié)點(Ni)的電壓值，第二比較器⑶的輸出為 低電平；當(dāng)電源電壓值達(dá)到一設(shè)定值時，第三節(jié)點(N3)的電壓值等于第一節(jié)點(Ni)的電壓 值，第二比較器(B)的輸出為高電平，即帶隙基準(zhǔn)的電壓準(zhǔn)備就緒的信號完成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶隙基準(zhǔn)電壓檢測電路，包括第一、二三極管，第一、二比較器和第一、二、三、四電阻；第一三極管的集電極經(jīng)一第三節(jié)點與第一比較器的正極、第二比較器的負(fù)極以及第一電阻的一端分別連接，第一電阻的另一端分別與第二電阻的一端以及第一比較器的VREF輸出端連接，第二電阻的另一端經(jīng)一第一節(jié)點與第二比較器正極以及第三電阻一端分別連接，第三電阻的另一端經(jīng)一第二節(jié)點與第一比較器的負(fù)極以及第四電阻的一端分別連接，第四電阻的另一端與第二三極管的集電極連接，第一、二三極管的基極和發(fā)射極均接地。較之現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點在于VREF1與VREF2的差值是常數(shù)；可保證VREF2總是小于VREF1，而不發(fā)生誤報。
文檔編號G05F3/20GK101995897SQ20101028943
公開日2011年3月30日 申請日期2010年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月25日
發(fā)明者杜坦, 江石根, 石萬文, 航曉偉, 袁翔, 謝衛(wèi)國, 陳志明, 黃君山 申請人:蘇州華芯微電子股份有限公司