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TWI351591B - Voltage generating apparatus - Google Patents

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TWI351591B
TWI351591B TW096146353A TW96146353A TWI351591B TW I351591 B TWI351591 B TW I351591B TW 096146353 A TW096146353 A TW 096146353A TW 96146353 A TW96146353 A TW 96146353A TW I351591 B TWI351591 B TW I351591B
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hong yi Huang
Ru Jie Wang
Yuan Hua Chu
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Ind Tech Res Inst
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is DC
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/30Regulators using the difference between the base-emitter voltages of two bipolar transistors operating at different current densities

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Description

100-7-22 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種電壓產生裝置。 【先前技術】
^著電子產品的普及化,電子產品的行辭道遍佈全 種電子產品,將必須能夠在完全不—樣的環境下 行=電:產品最基本的需求。舉例來說’同樣款式的 ’有可能被銷售至天氣寒冷的高緯度國家,亦或 =遷移,而使得同一支行動電話必須=== 下工作。為了應付這種實際上的需求,設計出-種 ^變異有較強適應性的電路,成了設計者的一個重要 在所㈣電子系财,總是存在著—些不可取代的類 t匕電路。而這些類比電路為了追求電路表現的穩定性
球 ^需要-個準確的參考電源4因此,許多所謂的帶隙 and gap)電壓i生裝置被s出。而這些電壓產生裝置最重 課題,就是在於其輸出電㈣於溫纽變時的自我補 償能力。圖1所繪示的,就是—種傳統的具有溫度補償能 力的電遷產生裝置。這種傳統的輯產生裝置是利用兩個 雙極性接面電晶體(bip〇iar Juncti〇n transist〇r,BJT)Q1、從 上的集極電流會隨溫度上升而增加的特性(即所謂的正溫 度係數)’來補償雙極性f晶體的射極及基極間的跨麼隨^ 度增加而降低(即所謂的負溫度係數)的值,使輸出電ς 5 1351591 100-7-22 VREF保持不變。 然而’除了輸出準確且穩定的電壓外,電路的功率耗 損’也是很重要的。圖1所繪示的的傳統裝置中,由於運 算放大器U1的輸入電壓被限制住了,使得運算放大器υι 需要較高的系統電壓才能正常工作,這將使得整個電壓產 生裝置耗去較大的功率。因此另一種傳統的電壓產生裝置 架構被提出,即如同圖2所繪示的。圖2所繪示的傳統的 電壓產生裝置是利用電阻串將圖1中運算放大器U1的輪 入電壓先行分壓後,再輸入至運算放大器U1中,並且配 合新的運算放大器U1輸入電路(此輸入電路僅使用金氧半 場效電晶體(metal oxide semiconductor,MOS)所構成),如 此就可以降低運算放大器U1的工作電壓,降低功率的消 耗。並且再加上一個新的輸出級電路,更使得此種傳統的 電壓產生裝置,可以輸出一個小於i伏特(v)的輸出電壓 VREF。 圖3以及圖4所繪示的為另一種架構的傳統的電壓產 生裝置’與上述傳統電壓產生裳置不同的是,圖3以及圖 4中所繪示的電壓產生裝置為由互補式金氧半場效電晶體 (complementary metal oxide semiconductor,CMOS)所組 成。此種傳統電路架構最重要的是,所利用的互補金氧半 場效電晶體較為便宜,並且在使用互補金氧半場效電晶體 的電路架構下’要完成輸出小於IV的輸出電麈,較 之前使用雙極性接面電晶體的電路更為容易。 【發明内容】 591 100-7-22 明的範例提供一種電壓產生裝置,用以產生第一 j电愿,其_在溫度上升至__錢圍内時,此第一電屋 日溫度上升而增加,而在溫度上升超過該一定的範圍 ^此第—f壓會隨著溫度上升而下降,進而達到溫度補 1貝的目的。 以種電壓產生裝置包括電壓產生器 哭“〃中的電廢產生器,具有輸出端。電壓產生 :產生第-輪出電壓至其輪出端。㈣溫度上料,且汗 生器的輸出端的電流不變時,第-輸出電壓將會 而上升。並且’ #溫度不變而流出電壓產生器的 ^端的電流上升時’第—輸出電壓將^ 哭的於屮嫂外分流為轉接至電壓產生 JL中^八、1j度上料,流經分流器的電流將增加。 / 電晶體,每—電晶體具有閘極、第 及/源極H/源極及基極, 接至其第二沒/源極,當各電晶體的2 /源極為汲極時,其第__、、. 、 -汲/、務m 士 為源極,當各電晶體的第 及/源極為源極時,其第二沒/源極為沒極。 乐 器來發:Ϊ一實施例中’其中分流器是使用-種分壓 刀壓裔包括多數個電晶體,每-千 源極、第二汲场極以論…電:曰體都具有閘極、苐-汲/ -汲/源極,而這此電些電晶體的基極轉接至其第 雷曰#以㈣的二電日日體閑輕接至其第二沒/源極,此此 電曰曰體以串%的方式相互触,並且都工作在次臨界區 1351591 100-7-22 於本發明的-實施例中,其中的電壓產生器包括電流 源 ',-電壓源、第二電壓源、運算放大器、第〜電晶體 以及第二電㈣。電麵是用錄據—健 生第-電流、第二電流及第三電流。其中,第一 一電流與第三電流的比例為1 : 1 : G,而G為有理數。此 ^第-電壓源具有第-端及第二端,其第—端執接至電 &源,其第二端耦接至接地電壓。第一電壓源依據第一電 流在其第一端與第二端間產生的電壓差為第一電壓。其中 的第電壓具有第-負溫度係數。與第—電壓源相類似, =二^源具有第-端及第二端,其第—端域至電流 源’弟一電壓源依據該第二電流在其第—端與第二端間產 生的電壓差為第二電壓。其中的第二電壓具有第二負溫产 係數’並且,第-負溫度係、數大於第二負溫度係數。 此外,電壓產生器中的運算放大器則具有第一輸入端、 第-輸入端及輸出端。其第—輸人端_至該第— 的第-端,其第二輸人端祕至第二電壓源的第—端,复、 輸出端輪出控制電壓。而第—電晶體具有閘極、第、 第二汲/源極,其第二汲/源_接至接地電壓, 八第一汲/源極耦接至第二電壓源的第二端。另外, 晶體具有閘極、第一沒/源極以及第二没/源極,其第二及 =耗接至接地電壓,其第—汲/源極、閘極一—電及/ 在!:觸三電流之處及電壓產生器的ί: 於本發明的一實施例中,其中的電流源包括第三電晶 100-7-22 T第四電晶體以及第五電晶體。在第 傳輪第-電流。而在第四# a 乂壓—綴、極用來 一没/源極以及第,同樣的具有閘極、第 懕宜·, 其第源極耗接至系統電 傳榦第1雷6第一電晶體的閘極,其第二汲/源極用以 以及】笛-、^机。並且’第五電晶體具有閘極、第一汲/源極 搞技!:;及/源極’其第—沒/源極搞接至系統電壓,其閉 第-=第—電晶體的閘極’其第二沒/源極則是用以傳輸 提的是’其中第三電晶體、第四電晶體 電日日體彼此間的通道尺寸的比為1 : ^ : G。 於本發明的一實施例中,其令的第一電壓源以及第二 分別包括第六電晶體以及第七電晶體。第六電晶體 極、射極以及集極。第六電晶體的基極與其集_ ^以一電壓源的第-端,且其射極输至第_源的 ;其集極_二電壓源的第-端,射極=至第基, 壓源的第二端。 伎王弟一電 =本發㈣—實施射,其中第—魏源以及第二電 別包括第八電晶體以及第九電晶體。第八電晶體具 =極、開極、第一汲/源極以及第二沒/源極。其基極盘 第及/源極耦接至第一電壓源的第一端,其閘極 =極輕接至第源的第二端。而第九電晶體亦具有基 卜閉極、第-;及/源極以及第二沒/源極。其基極鱼第一 1351591 100-7-22 汲/源極耦接至第二電壓源的第一端,其閘極與第二汲/源 極耦接至第二電壓源的第二端。 ,本發明的一實施例中,更包括一個啟動電路,耦接 在運算放大器的輸出端與電壓產生器的輸出端之間。此啟 動電路是用以於系統電壓啟動瞬間,穩定第一輸出電壓。 於本發明的一實施例中,其中該啟動電路包括第十電 晶體、第十一電晶體、第十二電晶體以及第十三電晶體。 在此所述的第十電晶體具有閘極、第—汲/源極以及第二沒 /」原極。其/閘極輕接至電壓產生器的輸出端,其第一沒/源 接至系統電壓。而第十一電晶體,同樣是具有閘極、 ,/源極以及第二及/祕。其祕祕至第十電晶體 #甲^其第—汲/源極減至第十電晶體的第二汲/神 八閘極耦接至第十電晶體的閘極,其第一、及 /源極耦接至第十-電晶體的第 、 第一及/源極以及第二沒/ π -電晶體的第二沒/源極1/其_則疋減至第十 忒明器的輸出端。 升而可《錢彻分絲隨温度上 溫度上升而上升的電愿;’進而使得原本因會 制,而使第-輸峨達到溫 = 償電壓得以被抑 為讓本發明之上述特徵和優點能更明ί易懂,下文特 ^51591 100-7-22 舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如 【實施方式】 本發明湘—種低消耗功率的結構,得聰佳的溫度 ^ 員效果。而以下内容將針對本案之技術特徵來做一詳加 描述,以提供給本發明領域具有通常知識者參詳。 首先請參照圖5A,圖5A繪示依照本發明 每 ^種電壓產生裝置的示意圖。電壓產生裝置;^ 括電壓產生器510以及分流器520。 電壓產生益510具有一個輸出端A,而電壓產生器 的功能是用以在輸出端A產生出第—輸出電壓避; ,產生器5H)具有兩個電氣特性。其中的—個就是,在圖 中的分流器520未被使用的情形下,當溫度上升 一輸出電壓VREF也會隨料度上升岐漸上升。此外, 電壓產生器510的另—個電氣特性就是若是在溫度不改變 ,情形下’由電壓產生器別的輸出端A分流出—個電流 12,則會使得第一輸出電壓vref下降。 依據上一段所述的電壓產生器51〇的特性,在電壓產 盗510的輸出端八上,搞接一個分流器 520。分流器520 個電氣特性就是,流經分流器52G的電流12會隨 加。於是’综合電壓產生器510與分流器 、-、二特/生,電壓產生裝置500在溫度增加時,將可 声7 :1飢器520所增加的分流電流12 ’抑制原本將因溫 二廿電壓產生器510產生的第-輸出電壓 並㈣達到電壓產生裝置湖的溫度補償動作。 11 1351591 100-7-22 就如同圖5B中所繪示的相同(圖5B的繪示為第—輪出帝 壓VREF溫度補償動作示意圖)。 1 ^ 上一段的說明,在於簡單介紹圖5A所繪示的有溫度 補仏的電壓產生裝置500的一個實施例的操作方式。為 本發明領域具有通常知識者更能清楚了解本發明的實施方 式,並據以實施本發明。將針對本發明之細節部份,: 進一步的說明。 作更 言月繼續參照圖5A,其中的電壓產生器51〇 ^
=、運算放大器m、第一電壓源512、第二電壓源:| 電日日體Ml以及電晶體M2。 仏源511根據控制電壓VA產生第一电流认 1流IB以及第三電流n。並且,第—電流u、第 =第三電流Ii的比值為i : i : G,G為有理數。第
:::提供至第一電壓源512的第1,並作為偏I 二^目同的’第二電流IB提供至第二電麗源5 裢,亦是作為偏壓電流。 N弟
及第_及具有閉極、第-汲/源極」 而電_同樣具電: 二二:原極_至系、_,其閘_接二 以傳m並接收控制電壓VA,其第二爾極月 ,第U。電晶體M5也同樣具有問極、第一3 12 IJ5l59l 100-7-22 其閘極耦接至第―電曰體'弟-汲/源極耦接至系統電壓’ 其第二_極用;體的閘極,也接收控制電麼VA, 认、第二電流^流.為了滿足第一電流 電晶體M3、電晶體M4 —電流11的比為1 ·· 1 ·· G ’其中 的比為1 : 1 : G。#日M及電晶體奶彼此間的通道尺寸 可以調整G值。 藉由調整電晶體M5的尺寸,就 魯 此外,第一電屡诉 端輕接至電流源川:龙第::::端及第二端,其第-電_具有第—端2第第::=接:=。且第二 輪出端,其第-輸入端耦接輸入端及 ,輸入端_至第二電壓源 輪出控制電壓VA。另外,電晶體m ,、輸出端 接情形分別為,電晶體M1具有間極ϋ體M2的轉 ^及/源極,其第:助祕_至接地電壓; 極輕接至第二電_ 513的第二端。電 ”第: >及/源 第一汲/源極以及第二_極,其電=知、有閘極、 執接在一起:電』之處及電壓產生器51G的輪出端A都 而本實施例中所提出的第_電壓源犯 ㈣3分別包括電晶體Q1以及電 為雙極性接面電晶體。其中電晶體/的射 13 1351591 100-7-22 :曰:=極i與集極耦接至第一電壓源512的第-端。 ,電日日體Q2之射極_至電晶體如之第一沒 /、基極與集極耦接至第二電壓源513的第一端。” =運算放大器m的動作,第—電壓源512的第一 ΐΠΓ會與第二電壓源513的第一端上的電歷VY 電壓源512所產生的第一電壓,也因為第一 的第一端接地而與其第一端的電壓VX相等。 2-電壓源513的所產生的第二電壓的壓差則等於第二 堅源513的第一端上的電壓νγ減去電壓。其中的電 壓VI為第二電壓源513的第二端的電壓。由於^一電壓 源512所產生的第一電壓以及第二電壓源513的所產生的 第了電壓均具有負溫度係數,並且第一電壓源512所產生 ,第一電壓的負溫度係數大於第二電壓源513的所產生的 ,一電壓的負溫度係數(也就是第一電壓源512所產生的 第一電壓的負溫度係數的絕對值小於第二電壓源513的所 產生的第二電壓的負溫度係數的絕對值)。因此,電壓V1 將具有正溫度係數。 請繼續參照圖5A,電晶體Ml會由電晶體M2所形成 的回授迴路被控制工作在線性區。而流經電晶體Ml的電 流的關係是可以表示如式所示: ⑴ Ιβ ~~ μη'€〇χ'^-\ {vGS\-vthn)'v^-YV\2 1351591 100-7-22 • 其中〜是電子移動率,是閘極氧化層(gate 〇xide)單位 面積的電容值,而(丨是電晶體Ml的通道寬度與通道 長度的比值,厂〇^為電晶體Ml的閘極源極電壓差,另外, 為N型金氧半場效電晶體(NMOS)的臨界電壓值(本實 施例的電晶體Ml為一個N型金氧半場效電晶體)。其^ VI亦等同於&1η(Α〇,&為熱效應電壓。 由式(1)中可以清楚知道,由於電壓V1具有正溫度係 φ 數的特性,因此第二電流1B也同樣具有正溫度係數的特 性。另外,電晶體M2工作在飽和區,而電流源511所提 供流經電晶體M2的第三電流η為流經電晶體M1的第二 電流IB的G倍。根據上述的關係,可以完成式(?),如下 所示: I\ =G Ib =γμη·〇〇χ·\^-^-{VGS2 ~Vthn)2 (2) 其中的Kgs2為電晶體M2的閘極源極電壓差,(灰·/ζ)2是電 晶體M2的通道寬度與通道長度的比值。 接著,將式(1)與式(2)相除,並且套上電晶體M1的閘 極源極電壓差rGiS1與電晶體河2的閘極源極電壓差相 等,以及電晶體M2的閘極源極電壓差匕幻與輸出電壓 VREF相等的關係’可以得到式(3),如下所示: [ζ·νι~1.νιή (3) 其中的 K ^[(W/Lh / (W/L)2]且 Z = (VREF- Vthn)。在此, 15 100-7-22 有一點要特別注意的是,因為 性區工作而且電晶體M2 必須要維持在線 G的乘積-定要大於卜、要在餘和區工作,所以K和 延續上述的說明,將式f
值的兩個根,如下式⑷與切)解平方根可以得到Z
Z Z k · Cr + y[K^G^(K - G - l)j. V\ [尺 G~y[K.Q.^.Q_^ (4) (5)
曰鞞A/n 士仏 & 1固小於VI的值。但因為^ ,性區工作,所以z值又不可以小於%。也^ 才:二式(5)中Ζ值的解不合乎需求,而式(4)中的Ζ值 才疋滿足本實施例的解。 由式(4),可以進而推得電壓VREF的電壓值如 式⑹:
VREF"iKG + ^G-{K-G-l)[v\ + Vhn ⑹ j式(6)可以知道,經由選擇適當的K與G的乘積,便可 得到所希望的輸出電M VREF。 〇〇分流器52〇是使用一種分壓器來達成,而且這種分壓 器可以產生一個電流12,且此電流12具有正溫度係數。為 達成產生溫度係數電流這個目的,分流器520包括一些串 16 1351591 100-7-22 連祕的電晶體M6〜M9,其中這些電晶體的每—個都分 別具有閘極、第-沒/源極、第二及/源極以及基極。並且 其基極Μ接至其第-沒/源極,其閘軸接至其第二以源 極。更重要的是,電晶體M6〜電晶體]V19都同樣工作在次 臨界區(sub-threshold region)。其原因是工作在次臨界區的 電晶體,具有溫度上升而會增加流經的電流上升的特性, 並且,溫度越高電流上升的幅度越明顯。附帶一提,分流 • 11 520因為一種分壓器的架構,所以亦可以提供作為^ 器,使第一輸出電壓VREF被分壓成為任意等分。在本實 施例的分流器520因為使用了四個電晶體,因此可以產生 第一輸出電壓VREF的四分之一、四分之二、四分之三等 不同的三組電壓,以提供更大的應用範圍。 综合上面的說明,電壓產生裝置5〇〇所包括的電壓產 生器510所產生的第一輸出電壓VREF,具有會隨溫度上 升的特性。而分流器520則在溫度上升足夠高時,產生一 個可以降低第一輸出電壓VREF的分流電流12,使得電壓 ® 產生裝置500的第一輸出電壓VREF有效的達到溫度補償 的目的,增加可以適用的溫度範圍。 圖6所繪示為一啟動電路6〇〇的示意圖,請參照圖6。 其中電壓產生裝置500更可以包括啟動電路6〇〇,其中啟 動電路600具有輸入端以及回授端,其回授端輕接至運算 放大器U1的輸出端VA,其輸入端耦接至電壓產生器51〇 的輸出端A,用以於系統電壓啟動瞬間,穩定第一輸出電 壓 VREF。 17 100-7-22 在本實施例中’啟動電路600包括電晶體Mstl、電晶 體Mst2、電晶體Mst3以及電晶體Mst4。其中電晶體Mstl 閘極耦接至啟動電路6〇〇的輸入端VR£F,其第一汲/源極 耦接至系統電壓。電晶體Mst2具有閘極、第一汲/源極以 及第二沒/源極,其閘極耦接至啟動電路6〇〇的輸入端 VREF,其第一汲/源極耦接至電晶體Mstl的第二汲/源極。 且電晶體Mst3具有閘極、第一汲/源極以及第二汲/源極, 其閘極耦接至啟動電路600的輸入端VR£F,其第一汲/源 極耦接至第二電晶體Mst2的第二汲/源極,其第二汲/源極 耦接至接地電壓。第四電晶體Mst4具有閘極、第一汲/源 極以及第二沒/源極,其閘極耗接至第二電晶體Mst2的第 一汲/源極,其第二汲/源極耦接至接地電壓,其第一汲/源 極相I接至啟動電路6〇〇的回授端VA。 β請參照圖7,圖7的繪示為本發明之另一實施例的電 壓產生裝置700。而與圖5Α所繪示的電壓產生裝置5〇〇 不相同的是,本實施例中的第一電壓源712使用金氧半場 效電晶體MQ1與第二電壓源713所使用的電晶體MQ2分 別取代圖5A中之實施例之第一電壓源512所使用的電晶 體Q1與第二電壓源513所使用的電晶體Q2e而其電壓產 生裝置700與電壓產生裝置5〇〇的作動方式及原理皆相類 似’且對輸VREF的溫度補償細也相㈤,此 再贅述。 执圖8的繪不為實施本發明的電壓產生裝置50〇中的運 算放大器U1的一實施例。圖8所繪示的運算放大器, 18 1351591 100-7-22 為參知、一篇在電機電子工程師協會(IEEE, Institute of
Electrical and Electronic Engineers)於西元 2002 年 10 月固
態電路會刊第37卷第1339至1343頁所發表的“〇p -amps and startup circuit for CMOS bandgap references with near 1-V supply’’。運算放大器m的功能在於降低電壓產生裝 置的線靈敏度(line sensitivity)。此運算放大器ui是為一低 功率消耗的放大器,並且原先以被動元件製作的電容C1 及電容C2被使用電晶體電容來完成,已達成不因使用被 動元件而產生不良的溫度補償,以及可以有效降低電壓產 生裝置500的功率消耗目的。
請參照圖9,圖9繪示為調整電壓產生裝置5〇〇中的 電晶體M5通道尺寸的一實施例。其中包括多個不同通道 尺寸的電晶體MA、電晶體MB以及電晶體MC,並包括 一個選擇器sw。因經由選擇較大的電晶體M5的通道尺 寸,可以造成較大的G值。並且由式(5)中可以知道,相對 的G值可以產生不同的輸出電壓VREF。因此製作一個可 選擇式的電晶體M5的通道尺寸,可以使電壓產生裝置5〇〇 可以靈活且及時的調整輸出電壓VREF,因應更多的需求。 另外清參關10。U 1〇所_示是電壓產生裝置的再 另-實施例。請參照圖U),本實施例與之前所述的電麼產 生裝置500的實施例不同的是分流$細。在分流器a2〇 中所採用的電晶H M6〜電晶體M9為N型的 ;體。當製程上如果發生㈣的金氧半場效電晶體導通速 度較慢/快且P型的金氧半場效電晶體導通速度較快/慢 19 1351591 100-7-22
時’使用N型的金氧半場效電晶體構建成的分流器效果會 比較好。因為要消除人體效應(body_ effect),所以分流器 A20中的電晶體M6〜M9的基極都會耦接在一起。也因此 一個大面積的深N型井(deep N-well)就會被建構出來。如 此一來’ P型井(p well)就可以完成被隔離。不只如此電 晶體M5還可以用單一個p型的金氧半場效電晶體來完 成,而不需使用多個並聯。另外,使用的金氧半場效 電晶體所建構的分流器A20還具有與電晶體M1與電晶體 M2相同的製程漂移特性的優點。 综上所述,本發明提出一種電壓產生裝置。其中利用 會在高溫度範圍產生較大電流的分壓器,增加了電壓產生 裝置的工作溫度範圍。並且不使用電阻這種大面積且溫度 係數較差的元件,不但使電壓輸出更為穩定,更使得電^ 面積得已縮小,並降低成本。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上然其並非用以 限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不 脫離本發明之精神和範#可作些許之更動盘潤飾, 因此本發明之倾_當視_之巾請糊_所界定者 【圖式簡單說明】 圖1〜圖4是習知之一種電壓產生裝置的示意圖。 圖5A繪示為依照本發明之一實施例之一種電壓產 裝置500的示意圖。 圖5B的繪示為第一輸出電壓VREF溫度補償動作 20 100-7-22 . 意圖。 圖6繪示為一啟動電路600的示意圖。 圖7繪示為本發明之另一實施例的電壓產生裝置7〇〇。 圖8繪示為實施本發明的電壓產生裝置5〇〇中的放大 器U1的一實施例。 圖9繪示為調整電壓產生裝置5〇〇中的電晶體M5通 道尺寸的一實施例。 # 圖10所繪示是電壓產生裝置的再另一實施例。 【主要元件符號說明】 500 :電壓產生裝置 510 :電壓產生器 520、A20 :分流器 511 :電流源 512、513、712、713 :電壓源 600 :啟動電路 700 :電壓產生裝置 • Ml〜M9、Ql、Q2、MST1 〜MST4、MQ1、MQ2、 MOP1 〜MOP6、Mb 卜 Mb2、MOPOA、MOPOB、MA〜MC : 電晶體 VREF、VA、VOUT、VX、VY、VI :電壓 ΙΑ、IB、η、12 :電流 VREF、A、VA :端點 SW :開關 U1 :運算放大器 21

Claims (1)

1〇0»7·22 十、申請專利範圍: 1·一種電壓產生裝置,包括: 一電壓產生器,具有輸出端,用 輪出端產生一第一輸出電壓,當溫度上升產生器的 =輸出端的電流不變時,該第- =度不變而流出該電壓產生㈣輸出 且 该弟-輸出電壓將下降;以及 的電抓上升時’ 一分流器’輕接至該電麗產生器者 升時’流經該分流器的電流將增加,其中二; 數個電晶體,每一電晶體具有閘極、第一^夕 /CJS ^ a « , ^ ^ ^ /及/源極、第二汲 時rir 各該電晶體的第—沒/源極為沒極 衫極日#各該電晶體的第—沒/源極 為源極時,其第二汲/源極為汲極。 _ 2.如申請專利範圍第1項所述之電壓產生裝置,其中 該分流器是使用一分壓器來達成,且流經該分壓器& 具有正溫度係數。 A 3. 如申凊專利範圍第1項所述之電壓產生裝置,其中 5亥些電晶體是串接且工作在次臨界區。 4. 如申請專利範圍第1項所述之電壓產生裝置,JL中 該電壓產生器包括: 〃 一電流源,用以根據一控制電壓,而產生—第一電 流、一第二電流及一第三電流,其中,該第一電流、該第 一電流與該第三電流的比例為1 : 1 : G,G為有理數; 22 100-7-22 :Γί一電壓源,具有第一端及第二端,其第—端耦接 至該電流源,其第二端耦接至接地電壓,該第一電壓源依 據该第-電流在其第—端與第二端間產生―第—電壓的壓 差’其^該第—電壓具有-第-負溫度係數; ;一第二電壓源,具有第—端及第二端,其第-端耦接 至該電流源’該第二電壓源依據該第二電流在其第一端與 第二端間產生-第二電壓的壓差,其中該第二電壓具有一 第二負溫度係數’且該第—負溫度係數大於該第二負溫度 係數; -運算放大H,具有第—輸人端、第二輸人端及輸出 端,其第一輸入端耦接至該第一電壓源的第一端,其第二 輸入端耗接至該第二電壓源的第—端,其輸出端輸出該控 制電壓; 第電晶體,具有閘極、第一沒/源極以及第二沒/ 源極’其第二沒/源極_接至接地電壓,其第-沒/源極賴 接至該第二電壓源的第二端;以及 一第-電晶體,具有閘極、第—汲/源極以及第二沒/ 源極,其第二汲/源極耦接至接地電壓,其第一汲/源極、 閘極、該第-電晶體的閘極、該電流源輪出該第三電流之 處及該電壓產生器的輪出端都耦接在一起。 5.如申响專利範圍第4項所述之電壓產生裝置,其中 該電流源包括: -第三電晶體’具有閘極、第—沒/源極以及第二汲/ 源極’其第-沒/源極_至—系統麵,其閘極接收該控 1351591 100-7-22 汲極 制電壓,其第二心祕用以傳輸該第—電流,#該第三恭 ,的第一汲/源極為汲極時’其第二汲/源極為源極,: 該第二電晶體的第-汲/源極為源極時,其第二汲/源極^ 一第四電晶體’具有閘極、第—沒/源極以及第二沒/ ^極’其第1/源極減至該系統電壓,其閘 晶體的閘極,其第二沒/源極用以傳輸該第二電流: 四電晶體的第-沒/源極為沒極時,其第二沒/源極 為源極,當該第四電晶體的第—沒/源極為源 汲/源極為汲極;以及 /、乐一 -第五電晶體,具有閘極H/源極以及第二沒/ 匕其第-汲/源極耦接至該系統電壓,其閘極耦接至該 第-電晶體的閘極,其第二沒/源極用 當該第五電晶體的第-沒/源極為沒極時,二·;^ 為源極,當該第五電晶體的第一汲/源極為 汲/源極為汲極; 了 /、乐一 彼此晶體以及該第五電晶體 請專利範圍第4項所述之電愿產生裝置,其中 «X第電壓源以及該第二電壓源分別包括·· 、 盆隼極基極、射極以及集極,其基極與 -電_二端,當該第六電 == 時,其第二汲/源極為源極,當該第六電晶體的 24 丄 丄 100-7-22 極為源極時,其第二&/源極為祕;以及 其集極二了 =,其基極與 ,_二端,當=二其一=^^^^ 極j第—及/源極為源極’當該第七電晶體的第—汲/源 極為源極時,其第二汲/源極為汲極。 …’、 兮楚7’2凊專利範圍第3項所述之電壓產生裝置,1中 遠第-電壓源以及該第二電_分別包括: ,、甲 -第八電晶體,具有基極、閘極、第一汲 Π原t,其基極與第力/源_接至該第1屢3 f H _與第二沒/源_接至該第—賴源 端,當該第八電晶體的第一汲/源極為汲極時,宜、、一 ^ :極為源極,、當該第八電晶體的第一汲/源極為源以 第一;及/源極為沒極;以及 、’、 二、;九電晶體’具有基極、閉極、第一沒/源杨以及第 二端、,i門極與第—汲/源極_至該第二電屢源的 mit a 、極输至該第二頓源的第二 ^田忒第九電晶體的第一汲/源極為汲極時,就 ,極為源極’當該第九電晶體的第—沒/源源极第一 / 第二汲/源極為汲極。 從時,其 8.如申請專利範圍第4項所述之電壓產生 ,具有輸入端以及回授端,其回授端= :异放大盗的輸出端,其輸入端耦接至該電壓產生哭 】出端’用以於該系統電壓啟動瞬間,穩定該第—輪:電 25 100-7-22 申請專利範圍第8項所述之電壓產生裝置,其中 該啟動電路包括: ^十電晶體,具有閘極、第一汲/源極以及第二汲/ i # 極耦接至該啟動電路的輸入端,其第一汲/源極 2接3糸統電壓’當該第十電晶體的第-汲/源極為汲極 托1一汲/源極為源極,當該第十電晶體的第一汲/源 極為祕時,其第二汲/源極為沒極; 第十一電晶體,具有閘極、第一汲/源極以及第二汲 /源極,其閘極_至該啟動電路的輸人端,其第一汲/源 ,接至第十電晶體的第二汲/源極,當該第十-電晶體 的= 源極為沒極時,其第二沒/源極為源極,當該第 十電阳體的第一汲/源極為源極時,其第二汲/源極為没 極; 、、一第十二電晶體,具有閘極、第一汲/源極以及第二汲 =極’其閘_接至該啟動電路的輸人端,其第一沒/源 /拉接f*該第十一電晶體的第二汲/源極,其第二汲/源極 接地電壓’當該第十二電晶體的第—汲/源極為沒 •’其第二汲/源極為源極,當該第十二電晶體的第一汲 源極為源極,,其第二助t極為祕:以及 第十—電晶體,具有閘極、第一淡/源極以及第二沒 ^極’其閘極_至該第十—電晶體的第二及/源極盆 源極耦接至該接地電壓,其第-汲/源極耦接至; 啟動電路的回授端,當該第十二恭曰 第一 χ 極時,1第1魅电曰曰體的《/及/源極為汲 :、“為雜,當該第十三電晶體的第-沒 /源極為源極時,其第二汲/源 弟及 26
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