低偏移帶隙電路和校正器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種低偏移帶隙電路和校正器，該低偏移帶隙電路包括一核心帶隙電路和一偏移消除電路。該低偏移帶隙電路于一輸出節(jié)點(diǎn)提供一參考電位。該核心帶隙電路包括一核心運(yùn)算放大器，以產(chǎn)生一核心電流。該偏移消除電路耦接至該核心運(yùn)算放大器的二輸入端。該偏移消除電路根據(jù)于該核心運(yùn)算放大器的所述輸入端的電位來(lái)產(chǎn)生一補(bǔ)償電流，以補(bǔ)償該核心運(yùn)算放大器的一偏移電位。該參考電位是根據(jù)該核心電流和該補(bǔ)償電流而產(chǎn)生。本發(fā)明能夠降低由運(yùn)算放大器的偏移所造成的輸出波動(dòng)，從而有效地改良核心帶隙電路的輸出電位的穩(wěn)定度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】低偏移帶隙電路和校正器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種帶隙電路(Bandgap Circuit),特別是關(guān)于一種低偏移帶隙電路(Low-offset Bandgap Circuit)及其偏移消除電路。
【背景技術(shù)】
[0002]帶隙電路(Bandgap Circuit)廣泛地使用于電源供應(yīng)電路領(lǐng)域中，其可產(chǎn)生穩(wěn)定的參考電位或參考電流，而不受半導(dǎo)體裝置中電源供應(yīng)電位的波動(dòng)，或是溫度變動(dòng)所影響。
[0003]然而，實(shí)際上帶隙電路的輸出電位常會(huì)因其內(nèi)的運(yùn)算放大器(OperationalAmplifier,0P)的偏移(Offset)而招致負(fù)面影響，故其遠(yuǎn)較理想狀態(tài)下更不穩(wěn)定。有鑒于此，實(shí)有必要提出一種全新的帶隙電路設(shè)計(jì)，以降低其由運(yùn)算放大器的偏移所造成的輸出波動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一較佳實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種低偏移帶隙電路，于一輸出節(jié)點(diǎn)提供一參考電位，并包括:一核心帶隙電路，包括一核心運(yùn)算放大器，以產(chǎn)生一核心電流；以及一偏移消除電路，耦接至該核心運(yùn)算放大器的二輸入端，并根據(jù)于該核心運(yùn)算放大器的所述輸入端的電位來(lái)產(chǎn)生一補(bǔ)償電流，以補(bǔ)償該核心運(yùn)算放大器的一偏移電位，其中該參考電位是根據(jù)該核心電流和該補(bǔ)償電流而產(chǎn)生。
[0005]在一些實(shí)施例中，該偏移消除電路包括二運(yùn)算放大器，而每一所述運(yùn)算放大器的一偏移電位大致等同該核心運(yùn)算放大器的該偏移電位。在一些實(shí)施例中，每一所述運(yùn)算放大器的至少一輸入端分別耦接至該核心運(yùn)算放大器的所述輸入端中的一個(gè)。在一些實(shí)施例中，該核心運(yùn)算放大器具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端,其中該核心運(yùn)算放大器的該第一輸入端耦接至一第一節(jié)點(diǎn)，該核心運(yùn)算放大器的該第二輸入端耦接至一第二節(jié)點(diǎn)，該補(bǔ)償電流是根據(jù)一第一電流和一第二電流而產(chǎn)生，該第一電流是根據(jù)該第一節(jié)點(diǎn)的電位而產(chǎn)生，該第二電流是根據(jù)該第二節(jié)點(diǎn)的電位而產(chǎn)生。在一些實(shí)施例中，該偏移消除電路包括:一第一運(yùn)算放大器，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中該第一運(yùn)算放大器的該第一輸入端耦接至該第一節(jié)點(diǎn)；一第一 P型晶體管，具有一柵極、一源極以及一漏極，其中該第一 P型晶體管的該柵極耦接至該第一運(yùn)算放大器的該輸出端，該第一 P型晶體管的該源極耦接至一工作電位，而該第一 P型晶體管的該漏極用于產(chǎn)生該第一電流；一第二 P型晶體管，具有一柵極、一源極以及一漏極，其中該第二 P型晶體管的該柵極耦接至該第一運(yùn)算放大器的該輸出端，該第二 P型晶體管的該源極耦接至該工作電位，而該第二 P型晶體管的該漏極耦接至該第一運(yùn)算放大器的該第二輸入端；以及一第一電阻器，稱接于該第一運(yùn)算放大器的該第二輸入端和一接地電位之間。在一些實(shí)施例中，該偏移消除電路包括:一第二運(yùn)算放大器，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中該第二運(yùn)算放大器的該第一輸入端耦接至該第二節(jié)點(diǎn)；一第三P型晶體管，具有一柵極、一源極以及一漏極，其中該第三P型晶體管的該柵極耦接至該第二運(yùn)算放大器的該輸出端，該第三P型晶體管的該源極耦接至一工作電位，而該第三P型晶體管的該漏極用于產(chǎn)生該第二電流；一第四P型晶體管，具有一柵極、一源極以及一漏極，其中該第四P型晶體管的該柵極耦接至該第二運(yùn)算放大器的該輸出端，該第四P型晶體管的該源極耦接至該工作電位，而該第四P型晶體管的該漏極耦接至該第二運(yùn)算放大器的該第二輸入端；以及一第二電阻器，耦接于該第二運(yùn)算放大器的該第二輸入端和一接地電位之間。在一些實(shí)施例中，該補(bǔ)償電流是以該第一電流減去該第二電流而產(chǎn)生。在一些實(shí)施例中，該核心帶隙電路還包括:一第一雙極性接面晶體管，具有一基極、一發(fā)射極以及一集電極，其中該第一雙極性接面晶體管的該基極耦接至一接地電位，該第一雙極性接面晶體管的該發(fā)射極耦接至該第一節(jié)點(diǎn)，而該第一雙極性接面晶體管的該集電極耦接至該接地電位；一第二雙極性接面晶體管，具有一基極、一發(fā)射極以及一集電極，其中該第二雙極性接面晶體管的該基極耦接至該接地電位，而該第二雙極性接面晶體管的該集電極耦接至該接地電位；一第三雙極性接面晶體管，具有一基極、一發(fā)射極以及一集電極，其中該第三雙極性接面晶體管的該基極耦接至該接地電位，而該第三雙極性接面晶體管的該集電極耦接至該接地電位；一第三電阻器，耦接于該第二節(jié)點(diǎn)和該第二雙極性接面晶體管的該發(fā)射極之間；一第四電阻器，耦接于該輸出節(jié)點(diǎn)和該第三雙極性接面晶體管的該發(fā)射極之間；其中該核心電流是根據(jù)該第三電阻器的電阻值、以及該第一雙極性接面晶體管和該第二雙極性接面晶體管的發(fā)射極面積而決定。在一些實(shí)施例中，該參考電位是根據(jù)該第三電阻器和該第四電阻器的電阻值、以及該第一雙極性接面晶體管、該第二雙極性接面晶體管和該第三雙極性接面晶體管的發(fā)射極面積而決定。在一些實(shí)施例中，該第一雙極性接面晶體管、該第二雙極性接面晶體管、該第三雙極性接面晶體管的發(fā)射極面積比例約為1:8:1。在一些實(shí)施例中，該第三電阻器的電阻值約等于IOOkQ，而該第四電阻器的電阻值約等于IOOOkQ。
[0006]在另一較佳實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種校正器，用于校正一帶隙電路的一輸出電位，該帶隙電路包括一核心運(yùn)算放大器，該核心運(yùn)算放大器具有一偏移電位，該帶隙電路于一輸出節(jié)點(diǎn)提供一參考電位，該核心運(yùn)算放大器產(chǎn)生一核心電流，而該校正器包括:一偏移消除電路，根據(jù)該核心運(yùn)算放大器的二輸入端的電位來(lái)產(chǎn)生一補(bǔ)償電流，以補(bǔ)償該核心運(yùn)算放大器的該偏移電位，其中該參考電位是根據(jù)該核心電流和該補(bǔ)償電流而產(chǎn)生。
[0007]本發(fā)明能夠降低由運(yùn)算放大器的偏移所造成的輸出波動(dòng)，從而有效地改良核心帶隙電路的輸出電位的穩(wěn)定度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的低偏移帶隙電路的示意圖；
[0009]圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的偏壓消除電路的電路圖；
[0010]圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的核心帶隙電路的電路圖；
[0011]圖4是顯示未設(shè)計(jì)偏移消除電路時(shí)核心帶隙電路的輸出電位的示意圖；以及
[0012]圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的有設(shè)計(jì)偏移消除電路時(shí)核心帶隙電路的輸出電位的示意圖。
[0013]附圖中符號(hào)的簡(jiǎn)單說(shuō)明如下:
[0014]100:低偏移帶隙電路；110:核心帶隙電路；115:核心運(yùn)算放大器；120:偏移消除電路；121:第一運(yùn)算放大器；122:第二運(yùn)算放大器；I1、I2、I3、I4、I5、I6、I7:電流；1s:補(bǔ)償電流;IOUT:輸出電流；N1:第一節(jié)點(diǎn)；N2:第二節(jié)點(diǎn)；N3:第三節(jié)點(diǎn)；N4:第四節(jié)點(diǎn)；N5:第五節(jié)點(diǎn)；N6:第六節(jié)點(diǎn)；N7:第七節(jié)點(diǎn)；N8:第八節(jié)點(diǎn)；N9:第九節(jié)點(diǎn)；N10:第十節(jié)點(diǎn)；NBO:帶隙輸出節(jié)點(diǎn)；NCO:補(bǔ)償輸出節(jié)點(diǎn)；麗1:第一N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管；麗2:第二N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管；MP1:第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管；MP2:第二P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管；MP3:第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管；MP4 --第四P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管；MP5:第五P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管；MP6:第六P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管；MP7:第七P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管；R1:第一電阻器；R2:第二電阻器；R3:第三電阻器；R4:第四電阻器；VDD:工作電位；VSS:接地電位；V1、V2、V3、V5、V9:電位；Vos:偏移電位；VOUT:輸出電位；Q1:第一雙極性接面晶體管；Q2:第二雙極性接面晶體管；Q3:第三雙極性接面晶體管。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為讓本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出本發(fā)明的具體實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下。[0016]圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的低偏移帶隙電路(Low-offset BandgapCircuit) 100的示意圖。如圖1所示，低偏移帶隙電路100包括一核心帶隙電路110和一偏移消除電路120。核心帶隙電路110耦接至一工作電位(未顯示)，并于一帶隙輸出節(jié)點(diǎn)NBO輸出一輸出電位VOUT (例如:1.2V)。核心帶隙電路110至少包括一核心運(yùn)算放大器(Operational Amplifier7OP) 115。為簡(jiǎn)化圖式,核心帶隙電路110的其余元件省略而未于圖1中顯不。核心運(yùn)算放大器115具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端,其中核心運(yùn)算放大器115的第一輸入端耦接至一第一節(jié)點(diǎn)NI，而核心運(yùn)算放大器115的第二輸入端耦接至一第二節(jié)點(diǎn)N2。由于一些制程變異及溫度變異，核心運(yùn)算放大器115可能會(huì)具有一偏移電位(Offset Voltage) Vos。偏移電位Vos是未預(yù)期的，而它常對(duì)輸入電位VOUT造成負(fù)面影響，并降低核心帶隙電路110的性能。在圖1的實(shí)施例中，偏移電位Vos被模擬成為一電壓源，其耦接至核心運(yùn)算放大器115的第二輸入端。必須理解的是，前述模擬方式亦可改成將電壓源耦接至核心運(yùn)算放大器115的第一輸入端，但其中電壓源設(shè)定為正負(fù)反方向。偏壓消除電路120耦接至核心運(yùn)算放大器115的第一輸入端和第二輸入端(亦即，第一節(jié)點(diǎn)NI和第二節(jié)點(diǎn)N2)。偏壓消除電路120根據(jù)核心運(yùn)算放大器115的第一輸入端和第二輸入端的二電位來(lái)產(chǎn)生一補(bǔ)償電流1s。補(bǔ)償電流1s可以流經(jīng)核心帶隙電路110的帶隙輸出節(jié)點(diǎn)ΝΒ0，以補(bǔ)償核心運(yùn)算放大器115的偏移電位Vos。在補(bǔ)償之后，核心帶隙電路110可提供干凈且穩(wěn)定的輸入電位V0UT，而不再受到偏移電位Vos所影響。低偏移帶隙電路100的詳細(xì)電路組成及操作方式將于下列圖式及實(shí)施例中敘明。
[0017]圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的偏壓消除電路120的電路圖。在圖2的實(shí)施例中，偏壓消除電路120包括一第一運(yùn)算放大器121、一第二運(yùn)算放大器122、一第一P 型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管(P-type Metal Oxide Semiconductor Field-EffectTransistor)MP1、一第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP2、一第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP3、一第四P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP4、一第一 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管(N-type Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)麗1、一第二 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管麗2、一第一電阻器Rl以及一第二電阻器R2。第一運(yùn)算放大器121具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端,其中第一運(yùn)算放大器121的第一輸入端耦接至第一節(jié)點(diǎn)NI (亦即，核心運(yùn)算放大器115的第一輸入端)，第一運(yùn)算放大器121的第二輸入端耦接至一第三節(jié)點(diǎn)N3，而第一運(yùn)算放大器121的輸出端耦接至一第四節(jié)點(diǎn)N4。第二運(yùn)算放大器122具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中第二運(yùn)算放大器122的第一輸入端耦接至第二節(jié)點(diǎn)N2(亦即，核心運(yùn)算放大器115的第二輸入端)，第二運(yùn)算放大器122的第二輸入端耦接至一第五節(jié)點(diǎn)N5，而第二運(yùn)算放大器122的輸出端耦接至一第六節(jié)點(diǎn)N6。在一些實(shí)施例中，第一運(yùn)算放大器121和第二運(yùn)算放大器122適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)，使之與核心運(yùn)算放大器115相近似且位置相接近，因此第一運(yùn)算放大器121和第二運(yùn)算放大器122兩者的偏移電位皆大致等同核心運(yùn)算放大器115的偏移電位Vos0相似地，圖2中亦將前述的偏移電位Vos模擬成為多個(gè)電壓源，而第一運(yùn)算放大器121和第二運(yùn)算放大器122兩者分別具有一偏移電壓源(Vos)耦接至其第二輸入端。
[0018]第一P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MPl具有一柵極、一源極以及一漏極，其中第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MPl的柵極耦接至第四節(jié)點(diǎn)N4，第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MPl的源極耦接至一工作電位VDD (例如，1.5V或3V)，而第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MPl的漏極耦接至偏移消除電路120的一補(bǔ)償輸出節(jié)點(diǎn)NC0。補(bǔ)償輸出節(jié)點(diǎn)NCO可用于輸出補(bǔ)償電流1s至核心帶隙電路110。第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP2具有一柵極、一源極以及一漏極，其中第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP2的柵極耦接至第四節(jié)點(diǎn)N4，第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP2的源極耦接至工作電位VDD，而第二P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP2的漏極耦接至第三節(jié)點(diǎn)N3。第一 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MNl具有一柵極、一源極以及一漏極，其中第一N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MNl的柵極耦接至一第七節(jié)點(diǎn)N7，第一 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MNl的源極耦接至一接地電位VSS (例如:0V)，而第一 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管麗I的漏極耦接至補(bǔ)償輸出節(jié)點(diǎn)NC0。第一電阻器Rl耦接于第三節(jié)點(diǎn)N3和接地電位VSS之間。第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP3具有一柵極、一源極以及一漏極，其中第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP3的柵極耦接至第六節(jié)點(diǎn)N6，第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP3的源極耦接至工作電位VDD，而第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP3的漏極耦接至第七節(jié)點(diǎn)N7。第四P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP4具有一柵極、一源極以及一漏極，其中第四P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP4的柵極耦接至第六節(jié)點(diǎn)N6，第四P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP4的源極耦接至工作電位VDD,而第四P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP4的漏極耦接至第五節(jié)點(diǎn)N5。第二 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MN2具有一柵極、一源極以及一漏極，其中第二 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MN2的柵極耦接至第七節(jié)點(diǎn)N7，第二 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MN2的源極耦接至接地電位VSS，而第二N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MN2的漏極耦接至第七節(jié)點(diǎn)N7。第二電阻器R2耦接于第五節(jié)點(diǎn)N5和接地電位VSS之間。在一些實(shí)施例中，第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MPl、第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP2、第三P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP3以及第四P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP4具有大致相等的晶體管尺寸(亦即，深寬比，Aspect Ratio)。在一些實(shí)施例中，第一N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MNl和第二 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MN2大致具有相等的晶體管尺寸(亦即，深寬比，Aspect Ratio)。在一些實(shí)施例中，第一電阻器Rl和第二電阻器R2的電阻值皆約等于IOOkQ。
[0019]圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的核心帶隙電路110的電路圖。在圖3的實(shí)施例中，核心帶隙電路110包括具有偏移電位Vos的核心運(yùn)算放大器115、一第五P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP5、一第六P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP6、一第七P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP7、一第一雙極性接面晶體管(Bipolar JunctionTransistor) Q1、一第二雙極性接面晶體管Q2、一第三雙極性接面晶體管Q3、一第三電阻器R3以及一第四電阻器R4。核心運(yùn)算放大器115的輸出端耦接至一第八節(jié)點(diǎn)NS。第五P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP5具有一柵極、一源極以及一漏極，其中第五P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP5的柵極耦接至第八節(jié)點(diǎn)NS，第五P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP5的源極耦接至工作電位VDD，而第五P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP5的漏極耦接至第一節(jié)點(diǎn)NI (亦即，核心運(yùn)算放大器115的第一輸入端)。第六P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP6具有一柵極、一源極以及一漏極，其中第六P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP6的柵極耦接至第八節(jié)點(diǎn)NS，第六P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP6的源極耦接至工作電位VDD，而第六P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP6的漏極耦接至第二節(jié)點(diǎn)N2 (亦即，核心運(yùn)算放大器115的第二輸入端)。第七P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP7具有一柵極、一源極以及一漏極，其中第七P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP7的柵極耦接至第八節(jié)點(diǎn)NS，第七P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP7的源極耦接至工作電位VDD，而第七P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP7的漏極耦接至核心帶隙電路110的帶隙輸出節(jié)點(diǎn)ΝΒ0。帶隙輸出節(jié)點(diǎn)NBO還耦接至偏移消除電路120的補(bǔ)償輸出節(jié)點(diǎn)NC0，以從偏移消除電路120接收補(bǔ)償電流1s。第三電阻器R3耦接于第二節(jié)點(diǎn)N2和一第九節(jié)點(diǎn)N9之間。第四電阻器R4耦接于帶隙輸出節(jié)點(diǎn)NBO和一第十節(jié)點(diǎn)NlO之間。第一雙極性接面晶體管Ql具有一基極、一發(fā)射極以及一集電極，其中第一雙極性接面晶體管Ql的基極耦接至接地電位VSS，第一雙極性接面晶體管Ql的發(fā)射極耦接至第一節(jié)點(diǎn)NI，而第一雙極性接面晶體管Ql的集電極耦接至接地電位VSS。第二雙極性接面晶體管Q2具有一基極、一發(fā)射極以及一集電極，其中第二雙極性接面晶體管Q2的基極耦接至接地電位VSS，第二雙極性接面晶體管Q2的發(fā)射極耦接至第九節(jié)點(diǎn)N9，而第二雙極性接面晶體管Q2的集電極耦接至接地電位VSS。第三雙極性接面晶體管Q3具有一基極、一發(fā)射極以及一集電極，其中第三雙極性接面晶體管Q3的基極耦接至接地電位VSS，第三雙極性接面晶體管Q3的發(fā)射極耦接至第十節(jié)點(diǎn)N10，而第三雙極性接面晶體管Q3的集電極耦接至接地電位VSS。在一些實(shí)施例中，第一雙極性接面晶體管Q1、第二雙極性接面晶體管Q2以及第三雙極性接面晶體管Q3皆屬于PNP型(PNP-type)。在一些實(shí)施例中，第五P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP5、第六P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP6以及第七P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP7具有大致相等的晶體管尺寸(亦即，深寬比，Aspect Ratio)。在一些實(shí)施例中，第一雙極性接面晶體管Q1、第二雙極性接面晶體管Q2、第三雙極性接面晶體管Q3三者的發(fā)射極面積比例約為1:8:1。在一些實(shí)施例中，第三電阻器R3的電阻值約等于IOOkQ，而第四電阻器R4的電阻值約等于IOOOkQ。
[0020]請(qǐng)一并參考圖2、圖3。低偏移帶隙電路100的詳細(xì)運(yùn)作方式可以分析如下。在偏移消除電路120中，一電流Il從工作電位VDD經(jīng)過(guò)第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MPl流至補(bǔ)償輸出節(jié)點(diǎn)NC0，而另一電流12從補(bǔ)償輸出節(jié)點(diǎn)NCO經(jīng)過(guò)第一 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管麗I流至接地電位VSS。因此，從偏移消除電路120輸出至核心帶隙電路110的補(bǔ)償電流1s可根據(jù)方程式(I)計(jì)算如下:
[0021]1s=Il-12................................................(I)
[0022]由于第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MPl和第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP2共同形成一第一電流鏡(Current Mirror),流經(jīng)第二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MP2的一電流13將大致等于流經(jīng)第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MPl的電流II。另外，因?yàn)榈谝贿\(yùn)算放大器121的虛短路(Virtual Short)和偏移電位，于第三節(jié)點(diǎn)N3的電位V3將稍微較于第一節(jié)點(diǎn)NI的電位Vl高出約為偏移電位Vos的電位差。在此情況下，電流Il可根據(jù)方程式(2)、(3)計(jì)算如下:
【權(quán)利要求】
1.一種低偏移帶隙電路，其特征在于，于一輸出節(jié)點(diǎn)提供一參考電位，并包括: 一核心帶隙電路，包括一核心運(yùn)算放大器，以產(chǎn)生一核心電流；以及 一偏移消除電路，耦接至該核心運(yùn)算放大器的二輸入端，并根據(jù)于該核心運(yùn)算放大器的所述輸入端的電位來(lái)產(chǎn)生一補(bǔ)償電流，以補(bǔ)償該核心運(yùn)算放大器的一偏移電位，其中該參考電位是根據(jù)該核心電流和該補(bǔ)償電流而產(chǎn)生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低偏移帶隙電路，其特征在于，該偏移消除電路包括二運(yùn)算放大器，而每一所述運(yùn)算放大器的一偏移電位等同該核心運(yùn)算放大器的該偏移電位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低偏移帶隙電路，其特征在于，每一所述運(yùn)算放大器的至少一輸入端分別耦接至該核心運(yùn)算放大器的所述輸入端中的一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低偏移帶隙電路，其特征在于，該核心運(yùn)算放大器具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中該核心運(yùn)算放大器的該第一輸入端I禹接至一第一節(jié)點(diǎn)，該核心運(yùn)算放大器的該第二輸入端耦接至一第二節(jié)點(diǎn)，該補(bǔ)償電流是根據(jù)一第一電流和一第二電流而產(chǎn)生，該第一電流是根據(jù)該第一節(jié)點(diǎn)的電位而產(chǎn)生，該第二電流是根據(jù)該第二節(jié)點(diǎn)的電位而產(chǎn)生。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低偏移帶隙電路，其特征在于，該偏移消除電路包括: 一第一運(yùn)算放大器，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中該第一運(yùn)算放大器的該第一輸入端耦接至該第一節(jié)點(diǎn)； 一第一 P型晶體管，具有一柵極、一源極以及一漏極，其中該第一 P型晶體管的該柵極耦接至該第一運(yùn)算放大器的該輸出端，該第一 P型晶體管的該源極耦接至一工作電位，而該第一 P型晶體管的該漏極用于產(chǎn)生該第一電流； 一第二 P型晶體管，具有一柵極、一源極以及一漏極，其中該第二 P型晶體管的該柵極耦接至該第一運(yùn)算放大器的該輸出端，該第二 P型晶體管的該源極耦接至該工作電位，而該第二 P型晶體管的該漏極耦接至該第一運(yùn)算放大器的該第二輸入端；以及 一第一電阻器，稱接于該第一運(yùn)算放大器的該第二輸入端和一接地電位之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低偏移帶隙電路，其特征在于，該偏移消除電路包括: 一第二運(yùn)算放大器，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中該第二運(yùn)算放大器的該第一輸入端耦接至該第二節(jié)點(diǎn)； 一第三P型晶體管，具有一柵極、一源極以及一漏極，其中該第三P型晶體管的該柵極耦接至該第二運(yùn)算放大器的該輸出端，該第三P型晶體管的該源極耦接至一工作電位，而該第三P型晶體管的該漏極用于產(chǎn)生該第二電流； 一第四P型晶體管，具有一柵極、一源極以及一漏極，其中該第四P型晶體管的該柵極耦接至該第二運(yùn)算放大器的該輸出端，該第四P型晶體管的該源極耦接至該工作電位，而該第四P型晶體管的該漏極耦接至該第二運(yùn)算放大器的該第二輸入端；以及一第二電阻器，耦接于該第二運(yùn)算放大器的該第二輸入端和一接地電位之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低偏移帶隙電路，其特征在于，該補(bǔ)償電流是以該第一電流減去該第二電流而產(chǎn)生。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低偏移帶隙電路，其特征在于，該核心帶隙電路還包括: 一第一雙極性接面晶體管，具有一基極、一發(fā)射極以及一集電極，其中該第一雙極性接面晶體管的該基極耦接至一接地電位，該第一雙極性接面晶體管的該發(fā)射極耦接至該第一節(jié)點(diǎn)，而該第一雙極性接面晶體管的該集電極耦接至該接地電位； 一第二雙極性接面晶體管，具有一基極、一發(fā)射極以及一集電極，其中該第二雙極性接面晶體管的該基極耦接至該接地電位，而該第二雙極性接面晶體管的該集電極耦接至該接地電位； 一第三雙極性接面晶體管，具有一基極、一發(fā)射極以及一集電極，其中該第三雙極性接面晶體管的該基極耦接至該接地電位，而該第三雙極性接面晶體管的該集電極耦接至該接地電位； 一第三電阻器，耦接于該第二節(jié)點(diǎn)和該第二雙極性接面晶體管的該發(fā)射極之間； 一第四電阻器，耦接于該輸出節(jié)點(diǎn)和該第三雙極性接面晶體管的該發(fā)射極之間； 其中，該核心電流是根據(jù)該第三電阻器的電阻值、以及該第一雙極性接面晶體管和該第二雙極性接面晶體管的發(fā)射極面積而決定。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低偏移帶隙電路，其特征在于，該參考電位是根據(jù)該第三電阻器和該第四電阻器的電阻值、以及該第一雙極性接面晶體管、該第二雙極性接面晶體管和該第三雙極性接面晶體管的發(fā)射極面積而決定。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低偏移帶隙電路，其特征在于，該第一雙極性接面晶體管、該第二雙極性接面晶體管、該第三雙極性接面晶體管的發(fā)射極面積比例為1:8:1。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低偏移帶隙電路，其特征在于，該第三電阻器的電阻值等于IOOkQ，而該第四電阻器的電阻值等于1000kQ。
12.—種校正器,其特征在于，用于校正一帶隙電路的一輸出電位，該帶隙電路包括一核心運(yùn)算放大器，該核心運(yùn)算放大器具有一偏移電位，該帶隙電路于一輸出節(jié)點(diǎn)提供一參考電位，該核心運(yùn)算放大器產(chǎn)生一核心電流，而該校正器包括: 一偏移消除電路，根據(jù)該核心運(yùn)算放大器的二輸入端的電位來(lái)產(chǎn)生一補(bǔ)償電流，以補(bǔ)償該核心運(yùn)算放大器的該偏移電位，其中該參考電位是根據(jù)該核心電流和該補(bǔ)償電流而產(chǎn)生。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的校正器，其特征在于，該偏移消除電路包括二運(yùn)算放大器，而每一所述運(yùn)算放大器的一偏移電位等同該核心運(yùn)算放大器的該偏移電位。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的校正器，其特征在于，每一所述運(yùn)算放大器的至少一輸入端分別耦接至該核心運(yùn)算放大器的所述輸入端中的一個(gè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的校正器，其特征在于，該核心運(yùn)算放大器具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中該核心運(yùn)算放大器的該第一輸入端I禹接至一第一節(jié)點(diǎn)，該核心運(yùn)算放大器的該第二輸入端耦接至一第二節(jié)點(diǎn)，該補(bǔ)償電流是根據(jù)一第一電流和一第二電流而產(chǎn)生，該第一電流是根據(jù)該第一節(jié)點(diǎn)的電位而產(chǎn)生，該第二電流是根據(jù)該第二節(jié)點(diǎn)的電位而產(chǎn)生。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的校正器，其特征在于，該偏移消除電路包括: 一第一運(yùn)算放大器，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中該第一運(yùn)算放大器的該第一輸入端耦接至該第一節(jié)點(diǎn)； 一第一 P型晶體管，具有一柵極、一源極以及一漏極，其中該第一 P型晶體管的該柵極耦接至該第一運(yùn)算放大器的該輸出端，該第一 P型晶體管的該源極耦接至一工作電位，而該第一 P型晶體管的該漏極用于產(chǎn)生該第一電流；一第二 P型晶體管，具有一柵極、一源極以及一漏極，其中該第二 P型晶體管的該柵極耦接至該第一運(yùn)算放大器的該輸出端，該第二 P型晶體管的該源極耦接至該工作電位，而該第二 P型晶體管的該漏極耦接至該第一運(yùn)算放大器的該第二輸入端；以及一第一電阻器，稱接于該第一運(yùn)算放大器的該第二輸入端和一接地電位之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的校正器，其特征在于，該偏移消除電路包括: 一第二運(yùn)算放大器，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中該第二運(yùn)算放大器的該第一輸入端耦接至該第二節(jié)點(diǎn)； 一第三P型晶體管，具有一柵極、一源極以及一漏極，其中該第三P型晶體管的該柵極耦接至該第二運(yùn)算放大器的該輸出端，該第三P型晶體管的該源極耦接至一工作電位，而該第三P型晶體管的該漏極用于產(chǎn)生該第二電流； 一第四P型晶體管，具有一柵極、一源極以及一漏極，其中該第四P型晶體管的該柵極耦接至該第二運(yùn)算放大器的該輸出端，該第四P型晶體管的該源極耦接至該工作電位，而該第四P型晶體管的該漏極耦接至該第二運(yùn)算放大器的該第二輸入端；以及一第二電阻器，耦接于該第二運(yùn)算放大器的該第二輸入端和一接地電位之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的校正器，其特征在于，該補(bǔ)償電流是以該第一電流減去該第二電流 而產(chǎn)生。
【文檔編號(hào)】G05F1/46GK103941789SQ201410196195
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】李永勝 申請(qǐng)人:威盛電子股份有限公司