專利名稱：帶啟動(dòng)電路的帶隙基準(zhǔn)電路和用于啟動(dòng)帶隙基準(zhǔn)電路的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有啟動(dòng)電路的帶隙基準(zhǔn)電路及用于啟動(dòng)帶隙基準(zhǔn)電路 的方法。
背景技術(shù)：
帶隙基準(zhǔn)電路也稱帶隙電路，比如集成電路中要求這種帶隙基準(zhǔn)電路 作為電壓和電流的基準(zhǔn)。帶隙基準(zhǔn)電路通常需要啟動(dòng)電路，以便能夠可靠 地工作。不然就可能存在帶隙基準(zhǔn)電路工作在不正常工作點(diǎn)的危險(xiǎn)，比如，
DE 10 2004 004 305A1中公開(kāi)的帶隙基準(zhǔn)電路那樣。
帶隙基準(zhǔn)電路的工作原理如下兩個(gè)二極管之間的電壓差用于在第一 電阻器中產(chǎn)生與絕對(duì)溫度成比例的(PTAT)電流，利用這個(gè)電流，在第二電 阻器的兩端產(chǎn)生一個(gè)電壓。將第二電阻器兩端的電壓加在帶隙基準(zhǔn)電路的 兩個(gè)二極管之一的電壓上，或者加給另一個(gè)二極管。
圖4表示一個(gè)具有啟動(dòng)電路42的帶隙基準(zhǔn)電路1的實(shí)例，給出圖4，
用作與帶隙基準(zhǔn)電路的啟動(dòng)電路有關(guān)的一般問(wèn)題的說(shuō)明。
本實(shí)例中的帶隙基準(zhǔn)電路1包括運(yùn)算放大器Al，所述運(yùn)算放大器Al 具有倒向輸入端3、同向輸入端4和輸出端5。本例中的運(yùn)算放大器A1不 非理想的運(yùn)算放大器，而是所謂OTA。 OTA是電壓控制的電流源。運(yùn)算放 大器Al的輸出端5給出的電壓加給第一和第二 PMOS晶體管Pl、 P2的柵 極，形成閉合控制回路。在PM0S晶體管P1、 P2上被加給電源電壓VDD。
第一 PMOS晶體管Pl連接到運(yùn)算放大器Al的倒向輸入端3、第一二極 管Dl和第一電阻器Rl 。第一二極管Dl以及第一電阻器Rl的位于第一 PM0S 晶體管Pl相對(duì)側(cè)的那一端連接到地。以Bl表示從第一 PM0S晶體管Pl連 接到第一電阻器Rl和第一二極管Dl形成的節(jié)點(diǎn)。
第二 PMOS晶體管P2連接到運(yùn)算放大器Al的同向輸入端4、第二電阻 器R2和第三電阻器R3。第三電阻器R3的位于第二 PMOS晶體管P2相對(duì)側(cè) 上的那一端連接到第二二極管D2的第一端，第二二極管D2的第二端連接 到地。第二電阻器R2的位于第二 PM0S晶體管P2相對(duì)側(cè)上的那一端也連 接到地。以B2表示從第二 PM0S晶體管P2連接到第二和第三阻器R2、 R3 形成的節(jié)點(diǎn)。
這種帶隙基準(zhǔn)電路1還包括輸出晶體管P3。帶隙基準(zhǔn)電路1的輸出電 壓Vout，在帶隙基準(zhǔn)電路1的輸出節(jié)點(diǎn)BGoirt處被加給輸出晶體管P3， 并且加在輸出電阻器Rout的兩端。所述輸出電阻器Rout接地，并連接到 輸出節(jié)點(diǎn)BGout。
還將輸出晶體管P3的柵極接線端連接到兩個(gè)PM0S晶體管Pl、 P2的 柵極接線端。這種連接形成節(jié)點(diǎn)BIAP。在許多情況下，運(yùn)算放大器A1本 身比如借助附加的電流鏡從帶隙基準(zhǔn)電路l取得它的偏置電流，因此，直 到帶隙基準(zhǔn)電路1啟動(dòng)運(yùn)算放大器Al才能充分發(fā)揮作用。所需的偏置電 流的產(chǎn)生也可能與帶隙基準(zhǔn)電路1無(wú)關(guān)，并且具有合理的眾所周知的大小。
為了說(shuō)明一般性問(wèn)題而提供的帶隙基準(zhǔn)電路1所用的啟動(dòng)電路42包 括PM0S晶體管P4、第一 麗0S晶體管Nl和第二麗0S晶體管N2。
常規(guī)的帶隙基準(zhǔn)電路1所用的啟動(dòng)電路42的工作過(guò)程有如下面所述。
如果帶隙基準(zhǔn)電路1的輸出電壓Vout還沒(méi)有達(dá)到一定的值，也即帶 隙基準(zhǔn)電路1尚未啟動(dòng)，則由啟動(dòng)電路42的PM0S晶體管P4和第一 麗0S 晶體管Nl組成的輔助電路接通第二雇0S晶體管N2。第二麗0S晶體管N2 下拉節(jié)點(diǎn)BIAP，使電流開(kāi)始在帶隙基準(zhǔn)電路1的中心部位流動(dòng)，即在帶隙 基準(zhǔn)電路1的內(nèi)部流動(dòng)。運(yùn)算放大器Al應(yīng)該在這一點(diǎn)對(duì)于帶隙基準(zhǔn)電路1 及時(shí)進(jìn)行充分的控制。若沒(méi)有這個(gè)啟動(dòng)助手，運(yùn)算放大器Al的兩個(gè)輸入 端3、 4只能在保持地電位不變，運(yùn)算放大器A1就沒(méi)有任何理由改變它的 狀態(tài)。
如果帶隙基準(zhǔn)電路中存在足夠大的電流流動(dòng)，并且?guī)痘鶞?zhǔn)電路l的 輸出節(jié)點(diǎn)Bgout處的輸出電壓Vout足夠高，則啟動(dòng)電路42的第二麗0S 晶體管N2可能再次斷開(kāi)，因此，通過(guò)運(yùn)算放大器A1自動(dòng)地使帶隙基準(zhǔn)電 路1再次進(jìn)入它的正確的工作點(diǎn)。
假定運(yùn)算放大器Al在負(fù)方向具有不可忽略的偏置電壓，即運(yùn)算放大
器Al的同向輸入端4必須在負(fù)方向，以使它的輸出端5在中心位置，并 且假定啟動(dòng)電路42剛好在預(yù)備的工作點(diǎn)工作，則在帶隙基準(zhǔn)電路1中流 動(dòng)的是"適度的"電流。使運(yùn)算放大器A1的兩個(gè)輸入端3、 4也處在"適 度的"啟動(dòng)狀態(tài)。在這種情況下，可能發(fā)生的情況是， 一般條件下，不足 以使運(yùn)算放大器Al進(jìn)行靈活的操作。
雖然如此，如果能夠發(fā)生帶隙基準(zhǔn)電路1的運(yùn)算放大器Al的靈活操 作，則可以想象，運(yùn)算放大器Al正在錯(cuò)誤的方向進(jìn)行控制如果帶隙基 準(zhǔn)電路l內(nèi)的電流并不是足夠大，并因此而使電阻器R1、 R2、 R3兩端的 電壓并不足以使不可忽略的電流流過(guò)兩個(gè)二極管Dl、 D2，則運(yùn)算放大器 Al的輸入端3、 4在可以忽略的電平下受到驅(qū)動(dòng)。在假定上述運(yùn)算放大器 Al的偏置電壓的同時(shí)，運(yùn)算放大器按錯(cuò)誤的方向上操縱，即帶隙基準(zhǔn)電路 1的運(yùn)算放大器Al試圖減小帶隙基準(zhǔn)電路1中的電流。然而，如果啟動(dòng)電 路42已經(jīng)達(dá)到啟動(dòng)狀態(tài)，即這時(shí)啟動(dòng)電路42打算斷開(kāi)，顯然，帶隙基準(zhǔn)
電路l可能永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到它所需要的工作點(diǎn)。事實(shí)上，為了達(dá)到這個(gè)工作 點(diǎn)，可要求足夠大的電流流過(guò)兩個(gè)二極管D1、 D2，使運(yùn)算放大器A1的驅(qū) 動(dòng)超過(guò)它自已的偏置電壓。僅僅是在這種情況下，自動(dòng)控制才能滿意地工 作。
因此，啟動(dòng)電路42的斷開(kāi)點(diǎn)是相當(dāng)重要的。尤其是對(duì)于相當(dāng)?shù)偷碾?源電壓和輸出電壓以及相當(dāng)?shù)偷臏囟龋鲜鰲l件可以是非常不利的，以致 于使用靈活的部件值設(shè)計(jì)啟動(dòng)電路42變?yōu)椴豢赡軐?shí)現(xiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的目的在于，設(shè)計(jì)一種具有啟動(dòng)電路的帶隙基準(zhǔn)電路， 使帶隙基準(zhǔn)電路能夠更為可靠地達(dá)到它的工作點(diǎn)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，限定一種用于啟動(dòng)帶隙基準(zhǔn)電路的更為可 靠的方法。
所述目的是通過(guò)一種電子學(xué)電路得以實(shí)現(xiàn)的，所述電子學(xué)電路包括--帶隙基準(zhǔn)電路，它包括至少一個(gè)二極管通路，所述二極管通路包含二 極管半導(dǎo)體，其中的二極管通路包含與二極管半導(dǎo)體串聯(lián)連接的電阻器，
而且電阻器兩端的電壓與二極管半導(dǎo)體的絕對(duì)溫度成正比；和
-啟動(dòng)電路，用于啟動(dòng)帶隙基準(zhǔn)電路，在電阻器兩端的電壓達(dá)到預(yù)置的 閾值之前，該啟動(dòng)電路協(xié)助帶隙基準(zhǔn)電路的啟動(dòng)，并在電阻器兩端電壓達(dá) 到閾值電壓時(shí)，該啟動(dòng)電路自動(dòng)斷開(kāi)。帶隙基準(zhǔn)電路通常是公知的，如
P.E. Allen, D. R. Holberg的"CMOS模擬電路設(shè)計(jì)"(第二版，Oxford大學(xué) 出版社，紐約，美國(guó)，2002年，157頁(yè))、J.H.Huijsing等人(編輯)的"模 擬電路設(shè)計(jì)"(Kluwer學(xué)院出版社，1996年，269 — 350頁(yè))、A. Annema 的"具有DTMOST特征的低功率帶隙基準(zhǔn)"(固體電路的IEEE期刊，第34 巻第7期，1999年7月，949 — 952頁(yè))、R. J. Widlar的"集成電路電壓調(diào) 節(jié)器的新發(fā)展"(固體電路的IEEE期刊，第SC-6巻第1期，1971年2月， 第2頁(yè)及其后)、Tsividis的"CMOS的電壓基準(zhǔn)"(固體電路的IEEE期刊， 第SC-13巻第6期，1978年12月，第774頁(yè)及其后)、Doyle的"具有1 伏電源電壓的CMOS子帶隙基準(zhǔn)電路"(固體電路的IEEE期刊，第39巻第 1期，2004年1月，第252頁(yè)及其后)。這些文獻(xiàn)述及比如包括兩個(gè)二極 管通路，每個(gè)二極管通路包括一個(gè)二極管半導(dǎo)體。常規(guī)的二極管比如可以 用作二極管半導(dǎo)體，就像上述的帶隙基準(zhǔn)電路l那樣。然而，這里的術(shù)語(yǔ) 二極管半導(dǎo)體不僅用于常規(guī)的二極管，通常也用于具有二極管性質(zhì)的半導(dǎo) 體，具體地說(shuō)，比如還有晶體管。可用于帶隙基準(zhǔn)電路的晶體管比如是垂 直雙極性晶體管，或者比如在準(zhǔn)閾區(qū)工作的MOSFET。
帶隙基準(zhǔn)電路在它們的輸出端可以提供基準(zhǔn)電壓，就像本文開(kāi)始段落 描述的帶隙基準(zhǔn)電路l中的情況一樣。然而，帶隙基準(zhǔn)電路還可提供基準(zhǔn) 電流。
按照本發(fā)明，切斷啟動(dòng)電路的標(biāo)準(zhǔn)是電阻器兩端的電壓降，這個(gè)電阻 器與帶隙基準(zhǔn)電路的二極管半導(dǎo)體是串聯(lián)連接的。帶隙基準(zhǔn)電路一旦啟 動(dòng)，足夠大的電流就在帶隙基準(zhǔn)電路中流動(dòng)，使這個(gè)電阻器兩端的電壓降 達(dá)到閾值電壓。進(jìn)而，電阻器連接在帶隙電路內(nèi)，因而使電阻器兩端的電 壓正比于二極管半導(dǎo)體的絕對(duì)溫度。
所述目的是通過(guò)一種電子學(xué)電路實(shí)現(xiàn)的，所述電子學(xué)電路包括 -帶隙基準(zhǔn)電路；和
-啟動(dòng)電路，用于啟動(dòng)帶隙基準(zhǔn)電路，在帶隙基準(zhǔn)電路內(nèi)一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電
位和帶隙基準(zhǔn)電路的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電位之間的差值電壓，它正比于帶隙基 準(zhǔn)電路的輸出電壓或輸出電流的電位，在所述差值電壓達(dá)到預(yù)定的閾值電 壓之前啟動(dòng)電路協(xié)助帶隙基準(zhǔn)電路的啟動(dòng)，并且當(dāng)差值電壓達(dá)到閾值電壓 時(shí)啟動(dòng)電路自動(dòng)斷開(kāi)。
按照本發(fā)明，對(duì)于本發(fā)明電子學(xué)電路的這個(gè)實(shí)施例而言，斷開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)是 達(dá)到比如由啟動(dòng)電路的差分放大器產(chǎn)生的預(yù)置差值電壓。這個(gè)差值電壓是 從帶隙基準(zhǔn)電路內(nèi)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電位和帶隙基準(zhǔn)電路的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電 位獲得的，即在正比于帶隙基準(zhǔn)電路的輸出電壓或輸出電流的電位獲得 的。
帶隙基準(zhǔn)電路中的節(jié)點(diǎn)，具體地說(shuō)是在帶隙基準(zhǔn)電路的二極管通路中 的節(jié)點(diǎn)，其中韻二極管分支包含二極管半導(dǎo)體。如果帶隙基準(zhǔn)電路包括兩 個(gè)二極管通路，每個(gè)二極管通路包含一個(gè)二極管半導(dǎo)體，則在帶隙基準(zhǔn)電 路中節(jié)點(diǎn)的電位還可以是帶隙基準(zhǔn)電路內(nèi)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的電位的平均值。
本發(fā)明的目的還通過(guò)一種啟動(dòng)帶隙基準(zhǔn)電路的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述方法 包括如下方法步驟
-借助啟動(dòng)電路協(xié)助帶隙基準(zhǔn)電路的啟動(dòng)，其中，所述帶隙基準(zhǔn)電路包括 至少一個(gè)二極管通路，所述二極管通路包含二極管半導(dǎo)體；以及與二極管 半導(dǎo)體串聯(lián)連接的電阻器；所述啟動(dòng)電路協(xié)助帶隙基準(zhǔn)電路的啟動(dòng)，同時(shí)， 帶隙基準(zhǔn)電路內(nèi)電阻器兩端的電壓降小于預(yù)置閾值電壓，其中，電阻器兩 端的電壓降正比于二極管半導(dǎo)體的絕對(duì)溫度；和
-當(dāng)電阻器兩端的電壓達(dá)到閾值電壓時(shí)，所述啟動(dòng)電路自動(dòng)斷開(kāi)。
本發(fā)明的目的還通過(guò)一種啟動(dòng)帶隙基準(zhǔn)電路的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述方法 包括如下方法步驟
-借助啟動(dòng)電路協(xié)助帶隙基準(zhǔn)電路的啟動(dòng)，其中，所述帶隙基準(zhǔn)電路包括: 二極管通路，所述二極管通路包含二極管半導(dǎo)體；并且，所述啟動(dòng)電路協(xié) 助帶隙基準(zhǔn)電路的啟動(dòng)，同時(shí)，在二極管通路內(nèi)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電位和帶隙 基準(zhǔn)電路的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)電位之間的差值電壓，該電壓正比于帶隙基準(zhǔn)電路 的輸出電壓或輸出電流的電位，小于預(yù)置的閾值電壓；
-當(dāng)所述差值電壓達(dá)到閾值電壓時(shí)啟動(dòng)電路自動(dòng)斷開(kāi)。
例如，可以通過(guò)差分放大器產(chǎn)生或監(jiān)視所述差值電壓。如果帶隙基準(zhǔn)
電路包括兩個(gè)二極管通路，每個(gè)二極管通路包含一個(gè)二極管半導(dǎo)體，則帶 隙基準(zhǔn)電路內(nèi)節(jié)點(diǎn)的電位也可以是在帶隙基準(zhǔn)電路內(nèi)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)電位的平 均值。
本發(fā)明的目的還可以通過(guò)一種操作帶隙基準(zhǔn)電路的啟動(dòng)電路的方法 來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，斷開(kāi)啟動(dòng)電路的標(biāo)準(zhǔn)是獲得與帶隙基準(zhǔn)電路的二極管半
導(dǎo)體串聯(lián)連接的電阻器兩端的預(yù)置電壓，其中，所述電阻器兩端的電壓正 比于所述二極管半導(dǎo)體的絕對(duì)溫度；或者，斷開(kāi)啟動(dòng)電路的標(biāo)準(zhǔn)是達(dá)到 一個(gè)預(yù)置差值電壓，即帶隙基準(zhǔn)電路內(nèi) 一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電位和另 一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電 位之間的差值電壓，這個(gè)差值電壓是與輸出電壓的電位成正比，或與帶隙 基準(zhǔn)電路的輸出電流的電位成正比。
帶隙基準(zhǔn)電路的二極管半導(dǎo)體比如可以是常規(guī)二極管，就象上述帶隙 基準(zhǔn)電路l中的情況一樣。但是，術(shù)語(yǔ)二極管半導(dǎo)體在這里不僅用于常規(guī) 二極管，而且一般性地用于具有二極管性質(zhì)的半導(dǎo)體，特別是比如還有晶 體管?？梢杂糜趲痘鶞?zhǔn)電路的晶體管比如是垂直雙極性晶體管，或者比 如是在準(zhǔn)閾值區(qū)工作的MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
帶隙基準(zhǔn)電路的輸出端可以提供基準(zhǔn)電壓，就象在說(shuō)明書(shū)第一段描述 的帶隙基準(zhǔn)電路1的情況一樣。但是，帶隙基準(zhǔn)電路也可以提供電流。


在所附各示意圖中借助于實(shí)例的方式表示是本發(fā)明的典型實(shí)施例，其
中
圖1表示本發(fā)明第一實(shí)施例具有啟動(dòng)電路的帶隙基準(zhǔn)電路； 圖2表示本發(fā)明第二實(shí)施例具有啟動(dòng)電路的帶隙基準(zhǔn)電路； 圖3說(shuō)明圖2的啟動(dòng)電路如何工作的曲線； 圖4表示常規(guī)的具有啟動(dòng)電路的帶隙基準(zhǔn)電路。 圖中參考標(biāo)記
1 帶隙基準(zhǔn)電路
2 啟動(dòng)電路
3 倒向輸入端
4 同向輸入端
5 輸出端
6 同向輸入端
7 倒向輸入端
8 輸出端
9 MOS 二極管 22 啟動(dòng)電路 26a，26b 同向輸入端 27a, 27b倒向輸入端
28 輸出端
29 MOS 二極管 31,32 電壓曲線 33 交點(diǎn)
42 啟動(dòng)電路
Al， A2 運(yùn)算放大器
A3 差分放大器 B0，B1，B2節(jié)點(diǎn)
Bgout 輸出節(jié)點(diǎn)
BIAP 節(jié)點(diǎn)
Dl， D2 二極管
N1，N2 麗OS晶體管
Pl， P2 PMOS晶體管
P3 輸出晶體管
P4 MOS晶體管
Rl-R7 電阻器
Rout 輸出電阻
Sl 節(jié)點(diǎn)
VDD 電源電壓
Vout 輸出電壓
具體實(shí)施方式
圖1表示已本說(shuō)明書(shū)第一段描述的帶隙基準(zhǔn)電路1和用于該種帶隙基 準(zhǔn)電路1的本發(fā)明啟動(dòng)電路2的第一實(shí)施例。
在這個(gè)示例性的實(shí)施例中，啟動(dòng)電路2包括運(yùn)算放大器A2，它具有同 向輸入端6、倒向輸入端7和輸出端8，還有電阻器R4和M0S二極管9。 這個(gè)示例性的實(shí)施例中，運(yùn)算放大器A2還是處在非理想的運(yùn)算放大器的 情況，并且還是一個(gè)運(yùn)算互導(dǎo)放大器(OTA) 。0TA是一種電壓控制的電流源。
啟動(dòng)電路2的電阻器R4的一端連接到運(yùn)算放大器A2的輸出端8，并 且連接到M0S 二極管9的終端之一。電阻器R4的另一端連接到地，M0S 二極管9的第二終端連接到節(jié)點(diǎn)BIAP。
啟動(dòng)電路2的運(yùn)算放大器A2的兩個(gè)輸入端6、 7連接到帶隙基準(zhǔn)電路 1的第三電阻器R3的相應(yīng)兩端，以使第三電阻器R3兩端的電壓降能夠加 到啟動(dòng)電路2的運(yùn)算放大器A2的兩個(gè)輸入端6、 7。電阻器R3兩端的電壓 降正比于第二二極管半導(dǎo)體D2的絕對(duì)溫度。
如果帶隙基準(zhǔn)電路1尚未達(dá)到充分的啟動(dòng)狀態(tài)，通過(guò)電阻器R3流動(dòng) 的電流就相當(dāng)小。這意味著，運(yùn)算放大器A2的驅(qū)動(dòng)電平相當(dāng)?shù)?，因此?運(yùn)算放大器A1的驅(qū)動(dòng)電平也是相當(dāng)?shù)偷?。這是因?yàn)?，若假定流過(guò)兩個(gè)二 極管D1、 D2的電流可以忽略，則兩個(gè)節(jié)點(diǎn)B1、 B2處在相同的電位。于是， 兩個(gè)運(yùn)算放大器Al、 A2只提供相當(dāng)小的輸出電流，從而可以經(jīng)過(guò)啟動(dòng)電 路2的電阻器R4和M0S 二極管9允許節(jié)點(diǎn)BIAP進(jìn)行操作。
為了斷開(kāi)M0S 二極管9，要求帶隙基準(zhǔn)電路1的第三電阻器R3兩端有 一個(gè)不可忽略的電壓降；本發(fā)明的示例性實(shí)施例中所要求的電壓降是10 毫伏。因?yàn)榈谌娮杵鱎3兩端只有一次達(dá)到這個(gè)電壓降，所以啟動(dòng)電路2 的運(yùn)算放大器A2要提供足夠大的電流，以便使節(jié)點(diǎn)Sl上的電位(這個(gè)電 位是通過(guò)連接運(yùn)算放大器A2的輸出端8、 M0S 二極管9，以及啟動(dòng)電路2 的電阻器R4所形成的)達(dá)到的電平可使MOS 二極管9反向偏置，并且啟動(dòng) 電路2本身借此而自動(dòng)斷開(kāi)。
于是，可以使用遠(yuǎn)大于圖4中所示常規(guī)啟動(dòng)電路42可能的元件范圍 的元件值來(lái)設(shè)計(jì)帶隙基準(zhǔn)電路1。
一旦克服了運(yùn)算放大器A1的輸入端3、 4上的偏差電壓，經(jīng)過(guò)帶隙基 準(zhǔn)電路1的運(yùn)算放大器Al的閉合回路就能正確的工作。 一般地說(shuō)，對(duì)于
相當(dāng)?shù)偷暮练?jí)電平，就是這樣的情況。期望的是， 一旦帶隙基準(zhǔn)電路1 已經(jīng)達(dá)到它的最終的工作點(diǎn)，啟動(dòng)電路2就能夠可靠地?cái)嚅_(kāi)。對(duì)于這個(gè)示
例性的實(shí)施例，幾十毫伏(如50毫伏)就是這樣的情況。于是，可以獲得 相當(dāng)寬的范圍，可將啟動(dòng)電路2的斷開(kāi)閾值設(shè)置在整個(gè)范圍內(nèi)。
圖2表示本發(fā)明另一實(shí)施例用于帶隙基準(zhǔn)電路1的啟動(dòng)電路22。啟動(dòng) 電路22包括差分放大器A3，所述差分放大器A3具有兩個(gè)倒向輸入端27a、 27b、兩個(gè)連接在一起的同向輸入端26a、 26b，以及輸出端28;還包括電 阻器R5和M0S二極管29。電阻器R5的一端接地，電阻器R5的另一端連 接到差分放大器A3的輸出端28。 M0S 二極管29的一側(cè)連接到差分放大器 A3的輸出端28， M0S 二極管29的另一側(cè)連接到節(jié)點(diǎn)BIAP。
第一倒向輸入端27a連接到節(jié)點(diǎn)Bl，第二倒向輸入端27b連接到節(jié)點(diǎn) B2。兩個(gè)同向輸入端26a、 26b連接到一個(gè)節(jié)點(diǎn)B0。節(jié)點(diǎn)BO是包括電阻器 R6和電阻器R7在內(nèi)的分壓器的一部分。兩個(gè)電阻器R6、 R7形成輸出電阻 Rout，因而在節(jié)點(diǎn)B0的電壓正比于帶隙基準(zhǔn)電路1的輸出電壓Vout。
從而，啟動(dòng)電路22的差分放大器A3就可以將第一、第二電阻器R1、 R2兩端的電壓降與在節(jié)點(diǎn)B0上的電壓進(jìn)行比較，即與帶隙基準(zhǔn)電路1輸 出電壓Vout的一個(gè)比例值相比較。
圖3所示的曲線用于說(shuō)明啟動(dòng)電路22是如何工作的。圖3的曲線圖 表示在節(jié)點(diǎn)B1、 B2處的電壓曲線31，以及節(jié)點(diǎn)B0處的電壓曲線32。這 些曲線是相對(duì)于提供給兩個(gè)PM0S晶體管Pl、 P2的電流所繪制的。節(jié)點(diǎn)B0 處的電壓曲線32是線性的。節(jié)點(diǎn)B1、 B2處的電壓曲線，開(kāi)始時(shí)，也就是 在兩個(gè)二極管Dl、 D2導(dǎo)通時(shí)，曲線31變?yōu)槠教怪笆墙凭€性的。因此， 通過(guò)監(jiān)視兩個(gè)電壓的交點(diǎn)33，就可以極好地確定包括兩個(gè)二極管Dl、 D2 在內(nèi)的二極管通路是否正在通過(guò)足夠大的電流?，F(xiàn)在，差分放大器A3準(zhǔn) 確地監(jiān)視著這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，并且，當(dāng)明顯超過(guò)所述標(biāo)準(zhǔn)時(shí)斷開(kāi)啟動(dòng)電路22。
所期望的是，分別具有兩個(gè)倒向輸入端27a、 27b和兩個(gè)同向輸入端 26a、 26b的差分放大器A3在各種情況下都有一個(gè)平均的過(guò)程。在本示例 性的實(shí)施例中，這是通過(guò)在各種情況下都與差分輸入級(jí)并聯(lián)連接的兩個(gè)晶 體管來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這樣做的理由是，例如可以通過(guò)柵極漏電流使節(jié)點(diǎn)B1、 B2 具有相對(duì)而言為相等的負(fù)載。作為另一種可供選擇的方式，也可以選擇常
規(guī)的放大器解決方案，例如，比較節(jié)點(diǎn)B1、 BO處的電壓。
圖2中所示的啟動(dòng)電路22也可以在不使用電阻器R5的條件下提供啟 動(dòng)電流。然而，在這種情況下必須考慮到，當(dāng)帶隙基準(zhǔn)電路l完全斷開(kāi)時(shí)， 差分放大器A3可能不會(huì)提供電流，并為此而可能要求有一個(gè)專用的啟動(dòng)
請(qǐng)求保護(hù)的帶隙基準(zhǔn)電路1所用的啟動(dòng)電路，以及請(qǐng)求保護(hù)的用于啟 動(dòng)帶隙基準(zhǔn)電路的方法，以及圖l和圖2所示的啟動(dòng)電路2、 22，都不限 于所示的帶隙基準(zhǔn)電路l。具體地說(shuō)，如果不用兩個(gè)二極管D1、 D2，也可 以使用晶體管，如垂直雙極性晶體管，或者比如在準(zhǔn)閾區(qū)的MOS場(chǎng)效應(yīng)晶 體管。此外，第一和第二電阻器R1、 R2并非絕對(duì)必要的。
特別對(duì)于圖2中所示的電子學(xué)電路的差值電壓，也可以不使用節(jié)點(diǎn) Bl、 B2處電位的平均值，而是只使用節(jié)點(diǎn)B1或B2處的電位之一。此外， 可以使用電阻器R3的與二極管D2相連的那一端的電位來(lái)代替節(jié)點(diǎn)B2的 電位。
權(quán)利要求
1.一種電子電路，它包括-帶隙基準(zhǔn)電路(1)，具有至少一個(gè)二極管通路，所述二極管通路包含二極管半導(dǎo)體(D1，D2)，其中，所述二極管通路包含與二極管半導(dǎo)體(D2)串聯(lián)連接的電阻器(R3)，而且，所述電阻器(R3)兩端的電壓與二極管半導(dǎo)體(D2)的絕對(duì)溫度成正比；-啟動(dòng)電路(2)，用于啟動(dòng)所述帶隙基準(zhǔn)電路(1)，在電阻器(R3)兩端的電壓達(dá)到預(yù)置閾值之前，所述啟動(dòng)電路協(xié)助帶隙基準(zhǔn)電路(1)的啟動(dòng)，并在電阻器(R3)兩端電壓達(dá)到閾值電壓時(shí)，該啟動(dòng)電路自動(dòng)斷開(kāi)。
2. —種電子電路，它包括-帶隙基準(zhǔn)電路(l)，具有至少一個(gè)二極管通路，所述二極管通路包含 二極管半導(dǎo)體(D1，D2);和-啟動(dòng)電路(22)，用于啟動(dòng)帶隙基準(zhǔn)電路(l)，在帶隙基準(zhǔn)電路內(nèi)一個(gè) 節(jié)點(diǎn)(B1、 B2)處的電位和帶隙基準(zhǔn)電路的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)處的電位之間的差值 電壓，也即正比于帶隙基準(zhǔn)電路(l)輸出電壓(Vout)或輸出電流的電位， 達(dá)到預(yù)定的閾值電壓之前，所述啟動(dòng)電路協(xié)助帶隙基準(zhǔn)電路的啟動(dòng)，并在 差值電壓達(dá)到閾值電壓時(shí)，該啟動(dòng)電路自動(dòng)斷開(kāi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子電路，其中所述啟動(dòng)電路(22)包括差分 放大器(A3)，用于產(chǎn)生或監(jiān)視所述差值電壓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的電子電路，其中，所述帶隙基準(zhǔn)電 路(1)包括兩個(gè)二極管通路，每個(gè)二極管通路包含一個(gè)二極管半導(dǎo)體(Dl、 D2)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的電子電路，其中，所述帶隙基準(zhǔn)電 路(1)是帶隙電壓基準(zhǔn)電路或者帶隙電流基準(zhǔn)電路。
6. —種用于啟動(dòng)帶隙基準(zhǔn)電路的方法，所述方法包括如下步驟 -借助啟動(dòng)電路(2)協(xié)助帶隙基準(zhǔn)電路(1)的啟動(dòng)，所述帶隙基準(zhǔn)電路(l)包括至少一個(gè)二極管通路，二極管通路包含一個(gè)二極管半導(dǎo)體(D1、 D2); 與二極管半導(dǎo)體(D2)串聯(lián)連接的電阻器(R3);所述電阻器(R3)兩端的電壓 正比于二極管半導(dǎo)體(D2)的絕對(duì)溫度；并且，所述啟動(dòng)電路(2)協(xié)助帶隙 基準(zhǔn)電路(l)的啟動(dòng)，同時(shí)，在帶隙基準(zhǔn)電路(1)內(nèi)電阻器(R3)兩端的電壓 小于預(yù)置的閾值電壓；并且-當(dāng)電阻器兩端(R3)的電壓達(dá)到閾值電壓時(shí)，該啟動(dòng)電路(2)自動(dòng)斷開(kāi)。
7. —種用于啟動(dòng)帶隙基準(zhǔn)電路的方法，所述方法包括如下步驟 -借助啟動(dòng)電路(22)協(xié)助帶隙基準(zhǔn)電路(1)的啟動(dòng)，所述帶隙基準(zhǔn)電路(l)包括二極管通路，所述二極管通路包含二極管半導(dǎo)體(D1、 D2);并且，所述啟動(dòng)電路(22)協(xié)助帶隙基準(zhǔn)電路(1)的啟動(dòng)，同時(shí)，二極管通路 內(nèi)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)(Bl， B2)處的電位和帶隙基準(zhǔn)電路(1)的另一節(jié)點(diǎn)(B0)處的 電位之間的差值電壓，即正比于帶隙基準(zhǔn)電路(l)的出電壓(Vout)或輸出 電流的電位，小于預(yù)置的閾值電壓，禾口-當(dāng)所述差值電壓達(dá)到閾值電壓時(shí)，該啟動(dòng)電路(22)自動(dòng)斷開(kāi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中， 所述差值電壓是借助差分放大器(A3)產(chǎn)生的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的方法，其中， 所述帶隙基準(zhǔn)電路(1)包括兩個(gè)二極管通路，每個(gè)二極管通路包含一個(gè)二極管半導(dǎo)體(D1，D2)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一項(xiàng)所述的方法，其中， 所述帶隙基準(zhǔn)電路(l)是帶隙基電壓準(zhǔn)電路或者帶隙電流基準(zhǔn)電路。
11. 一種用于操作帶隙基準(zhǔn)電路(1)的啟動(dòng)電路(2，22)的方法，斷開(kāi)所述 啟動(dòng)電路(2)的標(biāo)準(zhǔn)是在與帶隙基準(zhǔn)電路(1)的二極管半導(dǎo)體(D2)串聯(lián)連 接的電阻器(R3)兩端獲得預(yù)置的電壓，其中，電阻器(R3)兩端的電壓正比 于二極管半導(dǎo)體(D2)的絕對(duì)溫度；或者，斷開(kāi)所述啟動(dòng)電路(22)的標(biāo)準(zhǔn)是 獲得預(yù)置的差分電壓，即帶隙基準(zhǔn)電路(1)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)(B1，B2)處的電位和另 一個(gè)節(jié)點(diǎn)(B0)處的差值電壓，它正比于帶隙基準(zhǔn)電路(l)的輸出電壓(Vout) 或者輸出電流的電位。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有啟動(dòng)電路(2，22)的帶隙基準(zhǔn)電路(1)以及用于啟動(dòng)帶隙基準(zhǔn)電路的方法。啟動(dòng)電路(2)在電阻器(R3)兩端電壓達(dá)到預(yù)置的閾值電壓前協(xié)助帶隙基準(zhǔn)電路(1)啟動(dòng)，并在電阻器(R3)兩端電壓降達(dá)到預(yù)置的閾值電壓時(shí)啟動(dòng)電路自動(dòng)斷開(kāi)。電阻器(R3)與帶隙基準(zhǔn)電路(1)的二極管半導(dǎo)體(D2)串聯(lián)連接。作為另一種選擇，啟動(dòng)電路(22)在帶隙基準(zhǔn)電路(1)內(nèi)一個(gè)節(jié)點(diǎn)(B1，B2)處的電位和帶隙基準(zhǔn)電路(1)另一節(jié)點(diǎn)(B0)處的電位之間的差值電壓，即正比于帶隙基準(zhǔn)電路(1)的輸出電壓(Vout)或輸出電流的電位，達(dá)到預(yù)定的閾值電壓之前協(xié)助帶隙基準(zhǔn)電路(1)的啟動(dòng)。一旦差值電壓達(dá)到閾值電壓，啟動(dòng)電路(22)自動(dòng)斷開(kāi)。本發(fā)明還涉及啟動(dòng)帶隙基準(zhǔn)電路(1)的對(duì)應(yīng)方法。
文檔編號(hào)G05F3/30GK101101493SQ200710128648
公開(kāi)日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2007年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月7日
發(fā)明者迪特爾·德拉克斯埃里邁耶 申請(qǐng)人:印芬龍科技股份有限公司