本申請(qǐng)要求由Kevin Fronczak和Eric Bohannon于2015年5月29日提交的并且轉(zhuǎn)讓給此非臨時(shí)申請(qǐng)的受讓人的題為“CURRENT－MODE BANDGAP REFERENCE WITH PTAT AND ZTC CURRENT GENERATION(具有PTAT和ZTC電流生成的電流模式帶隙基準(zhǔn))”的共同待決的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)62/168,587的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其通過(guò)引用的方式被整體并入此處。

背景技術(shù)：

包括接近傳感器設(shè)備(通常也被稱為觸摸板或觸摸傳感器設(shè)備)的輸入設(shè)備被廣泛地使用在各種各樣的電子系統(tǒng)中。接近傳感器設(shè)備典型地包括常常由表面來(lái)區(qū)分的感測(cè)區(qū)域，在其中所述接近傳感器設(shè)備確定一個(gè)或多個(gè)輸入對(duì)象的存在、位置和/或運(yùn)動(dòng)。接近傳感器設(shè)備可以被用于提供用于所述電子系統(tǒng)的接口。例如，接近傳感器設(shè)備常常被用作用于較大計(jì)算系統(tǒng)的輸入設(shè)備(諸如被集成在筆記本或臺(tái)式計(jì)算機(jī)中或者在其外圍的不透明的觸摸板)。接近傳感器設(shè)備也常常被使用在較小的計(jì)算系統(tǒng)中(諸如被集成在蜂窩式電話和平板計(jì)算機(jī)中的觸摸屏)。這樣的觸摸屏輸入設(shè)備典型地被疊加在所述電子系統(tǒng)的顯示器上或者否則與所述電子系統(tǒng)的顯示器并置。基準(zhǔn)電壓和/或電流被使用在這樣的輸入設(shè)備和/或其處理系統(tǒng)中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在電流模式帶隙基準(zhǔn)集成電路的一些實(shí)施例中：帶隙電壓生成 器被配置成生成帶隙電壓，零溫度系數(shù)電流生成器被配置成生成零溫度系數(shù)電流，并且與絕對(duì)溫度成比例的電流生成器被配置成生成與絕對(duì)溫度成比例的電流。所述集成電路包括第一對(duì)雙極結(jié)型晶體管(BJT)，其包括第一BJT和第二BJT。所述集成電路也包括第二對(duì)雙極結(jié)型晶體管，包括第三BJT和第四BJT。所述第一對(duì)BJT與所述第二對(duì)BJT匹配。所述集成電路可以被包括作為輸入設(shè)備的一部分。所述集成電路可以被耦合至用于輸入設(shè)備的處理系統(tǒng)上或者被包括在用于輸入設(shè)備的處理系統(tǒng)內(nèi)。

附圖說(shuō)明

在本附圖說(shuō)明中所提到的附圖不應(yīng)被理解為是按比例繪制的，除非被特別地注記。被結(jié)合在具體實(shí)施方式中并且形成具體實(shí)施方式的一部分的附圖示出了各種實(shí)施例，并且連同具體實(shí)施方式一起，用來(lái)解釋下面所討論的原理，在其中同樣的標(biāo)記指示同樣的元件，并且：

圖1是根據(jù)實(shí)施例的實(shí)例輸入設(shè)備的框圖。

圖2顯示了根據(jù)一些實(shí)施例的可以被使用在傳感器中以生成諸如觸摸屏的輸入設(shè)備的感測(cè)區(qū)域的全部或部分的實(shí)例傳感器電極圖案的一部分。

圖3A示出了根據(jù)各種實(shí)施例的可以與輸入設(shè)備一起使用的實(shí)例處理系統(tǒng)的一些部件的框圖。

圖3B示出了根據(jù)各種實(shí)施例的可以與輸入設(shè)備一起使用的實(shí)例處理系統(tǒng)的一些部件的框圖，在其中所述處理系統(tǒng)與電流模式帶隙基準(zhǔn)集成電路電氣耦合。

圖4示出了根據(jù)一些實(shí)施例的電流模式帶隙基準(zhǔn)集成電路的圖。

圖5示出了根據(jù)一些實(shí)施例的電流模式帶隙基準(zhǔn)集成電路的圖。

圖6示出了根據(jù)一些實(shí)施例的電流模式帶隙基準(zhǔn)集成電路的 圖。

具體實(shí)施方式

下面的具體實(shí)施方式僅僅作為實(shí)例并且不是作為限制而被提供。此外，不存在由在前述的背景技術(shù)、發(fā)明內(nèi)容或附圖說(shuō)明或者下面的具體實(shí)施方式中呈現(xiàn)的任何明示或暗示的理論約束的意圖。

討論的概述

在此處，描述了各種實(shí)施例，其提供了有助于改善的可用性的輸入設(shè)備、處理系統(tǒng)和電路。在此處所描述的各種實(shí)施例中，所述輸入設(shè)備可以是電容性感測(cè)輸入設(shè)備或另一類型的輸入感測(cè)設(shè)備。利用此處所描述的技術(shù)和電路，可以通過(guò)產(chǎn)生PTAT(與絕對(duì)溫度成比例的)電流和ZTC(零溫度系數(shù))電流的緊密帶隙電壓基準(zhǔn)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)效率。常規(guī)地，帶隙電壓基準(zhǔn)電路提供PTAT電流或ZTC電流(但不是兩者)。不由所述常規(guī)的帶隙電壓基準(zhǔn)電路提供的電流(所述ZTC電流或所述PTAT電流)常常使用許多附加的部件而被生成至以下點(diǎn)：所述電路的顯著部分實(shí)質(zhì)上被復(fù)制以提供附加的電流。這導(dǎo)致由集成電路中的所述部件消耗的增加的功耗和區(qū)域，并且因此導(dǎo)致增加的成本。在此處，描述了帶隙電壓基準(zhǔn)電路，其可以在最少附加部件(并且因此在功率、區(qū)域和成本方面的最小增加)的情況下產(chǎn)生PTAT電流和ZTC電流兩者。如將被描述的，在一些實(shí)施例中，所述架構(gòu)也可以被稍微修改以利用≤1V(即，＞0V并且≤1V)的供給電壓來(lái)操作，不像典型地需要至少1.5V－1.8V的供給電壓來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)的傳統(tǒng)帶隙電壓基準(zhǔn)電路。

討論開始于利用其或在其上可以實(shí)現(xiàn)此處所描述的各種實(shí)施例的實(shí)例輸入設(shè)備的描述。實(shí)例傳感器電極圖案隨后被描述。這之后是實(shí)例處理系統(tǒng)及其一些部件的描述。所述處理系統(tǒng)可以與輸入設(shè)備(諸如電容性感測(cè)輸入設(shè)備)一起使用或者被用作輸入設(shè)備(諸如電容性感測(cè)輸入設(shè)備)的一部分。若干實(shí)例輸入設(shè)備被描述。描述了各種實(shí)施例，在其中電流模式帶隙基準(zhǔn)集成電路被包括在所述 處理系統(tǒng)內(nèi)，或者與所述處理系統(tǒng)電耦合。所述輸入設(shè)備、處理系統(tǒng)、電流模式帶隙基準(zhǔn)集成電路、及其部件的操作隨后被進(jìn)一步描述。所述電流模式帶隙基準(zhǔn)集成電路的描述包括各種實(shí)施例及其部件的描述。

實(shí)例輸入設(shè)備

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向所述附圖，圖1是根據(jù)各種實(shí)施例的實(shí)例輸入設(shè)備100的框圖。輸入設(shè)備100可以被配置成向電子系統(tǒng)/設(shè)備150提供輸入。如在此文件中所使用的，術(shù)語(yǔ)“電子系統(tǒng)”(或“電子設(shè)備”)廣泛地指能夠電子地處理信息的任何系統(tǒng)。電子系統(tǒng)的一些非限制性實(shí)例包括所有大小和形狀的個(gè)人計(jì)算機(jī)，諸如臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本計(jì)算機(jī)、平板電腦、web瀏覽器、電子書閱讀器、和個(gè)人數(shù)字助理(PDAs)。附加的實(shí)例電子系統(tǒng)包括復(fù)合輸入設(shè)備，諸如包括輸入設(shè)備100和分離的操縱桿或按鍵開關(guān)的物理鍵盤。另外的實(shí)例電子系統(tǒng)包括外圍設(shè)備，諸如數(shù)據(jù)輸入設(shè)備(包括遠(yuǎn)程控制器和鼠標(biāo))以及數(shù)據(jù)輸出設(shè)備(包括顯示屏和打印機(jī))。其它實(shí)例包括遠(yuǎn)程終端、信息站和視頻游戲機(jī)(例如，視頻游戲控制臺(tái)、便攜式賭博設(shè)備、等等)。其它實(shí)例包括通信設(shè)備(包括蜂窩式電話，諸如智能電話)和媒體設(shè)備(包括記錄器、編輯器、和播放器，諸如電視、機(jī)頂盒、音樂(lè)播放器、數(shù)字相框和數(shù)字照相機(jī))。此外，所述電子系統(tǒng)可以是對(duì)所述輸入設(shè)備而言的主機(jī)或從屬設(shè)備。

輸入設(shè)備100可以被實(shí)現(xiàn)為電子系統(tǒng)150的物理部分，或者可以與電子系統(tǒng)150在物理上分離。視情況而定，輸入設(shè)備100可以使用下列中的任何一個(gè)或多個(gè)而與所述電子系統(tǒng)的多個(gè)部分通信：總線、網(wǎng)絡(luò)、以及其它有線或無(wú)線互連。實(shí)例包括但不限于：集成電路間(I2C)、串行外圍接口(SPI)、個(gè)人系統(tǒng)2(PS/2)、通用串行總線(USB)、射頻(RF)、以及紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)(IrDA)。

在圖1中，輸入設(shè)備100被顯示為接近傳感器設(shè)備(常常也被稱為“觸摸板”或“觸摸傳感器設(shè)備”)，所述接近傳感器設(shè)備被配置成感測(cè)由一個(gè)或多個(gè)輸入對(duì)象140在感測(cè)區(qū)域120中提供的輸 入。實(shí)例輸入對(duì)象包括手指和觸筆，如在圖1中所顯示的。

感測(cè)區(qū)域120包含在輸入設(shè)備100上方、周圍、之內(nèi)和/或附近的任何空間，在其中輸入設(shè)備100能夠檢測(cè)用戶輸入(例如，由一個(gè)或多個(gè)輸入對(duì)象140提供的用戶輸入)。特定的感測(cè)區(qū)域的大小、形狀和位置可以隨實(shí)施例的不同而顯著地變化。在一些實(shí)施例中，感測(cè)區(qū)域120從輸入設(shè)備100的表面在一個(gè)或多個(gè)方向上延伸到空間中，直至信噪比妨礙足夠精確的對(duì)象檢測(cè)。在各種實(shí)施例中，此感測(cè)區(qū)域120在特定方向上延伸至其的距離可以是大約小于一毫米、數(shù)毫米、數(shù)厘米或更多，并且可以隨著所使用的感測(cè)技術(shù)的類型和所期望的精確性而顯著地變化。因此，一些實(shí)施例感測(cè)輸入，其包括：沒(méi)有與輸入設(shè)備100的任何表面接觸、與輸入設(shè)備100的輸入表面(例如，觸摸表面)接觸、與和一些量的作用力或壓力耦合的輸入設(shè)備100的輸入表面相接觸、和/或其組合。在各種實(shí)施例中，輸入表面可以由傳感器電極駐留在其內(nèi)的外殼的表面、由被施加在所述傳感器電極或任何外殼之上的面板等等提供。在一些實(shí)施例中，當(dāng)被投影到輸入設(shè)備100的輸入表面上時(shí)，感測(cè)區(qū)域120具有矩形形狀。

輸入設(shè)備100可以利用傳感器部件和感測(cè)技術(shù)的任何組合來(lái)檢測(cè)所述感測(cè)區(qū)域120中的用戶輸入。輸入設(shè)備100包括用于檢測(cè)用戶輸入的一個(gè)或多個(gè)感測(cè)元件。作為若干非限制性實(shí)例，輸入設(shè)備100可以使用聲學(xué)、超聲、電容性、倒電容(elastive)、電阻性、電感性、和/或光學(xué)技術(shù)。

一些實(shí)現(xiàn)被配置成提供跨越一維、兩維、三維或更高維空間的圖像。一些實(shí)現(xiàn)被配置成提供沿著特定軸或平面的輸入的投影。

在所述輸入設(shè)備100的一些電阻性實(shí)現(xiàn)中，柔性的和導(dǎo)電的第一層通過(guò)一個(gè)或多個(gè)間隔元件而與導(dǎo)電的第二層分離。在操作期間，跨越所述層產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)電壓梯度。按壓所述柔性的第一層可以使其充分偏轉(zhuǎn)以產(chǎn)生所述層之間的電接觸，導(dǎo)致反映所述層之間的(一個(gè)或多個(gè))接觸點(diǎn)的電壓輸出。這些電壓輸出可以被用于 確定位置信息。

在所述輸入設(shè)備100的一些電感性實(shí)現(xiàn)中，一個(gè)或多個(gè)感測(cè)元件拾取由諧振線圈或線圈對(duì)感應(yīng)的回路電流。所述電流的幅度、相位和頻率的一些組合隨后可以被用于確定位置信息。

在輸入設(shè)備100的一些電容性實(shí)現(xiàn)中，電壓或電流被施加以產(chǎn)生電場(chǎng)。附近的輸入對(duì)象引起所述電場(chǎng)的改變，并且產(chǎn)生電容性耦合的可檢測(cè)的改變，其可以被檢測(cè)為電壓、電流等等的改變。

一些電容性實(shí)現(xiàn)利用電容性感測(cè)元件的陣列或其它規(guī)則或不規(guī)則的圖案來(lái)產(chǎn)生電場(chǎng)。在一些電容性實(shí)現(xiàn)中，分離的感測(cè)元件可以被歐姆地短接在一起以形成更大的傳感器電極。一些電容性實(shí)現(xiàn)利用電阻片，其可以是均勻電阻性的。

一些電容性實(shí)現(xiàn)利用“自電容”(或“絕對(duì)電容”)感測(cè)方法，其基于傳感器電極和輸入對(duì)象之間的電容性耦合的改變。在各種實(shí)施例中，所述傳感器電極附近的輸入對(duì)象改變所述傳感器電極附近的電場(chǎng)，因此改變所測(cè)量的電容性耦合。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，絕對(duì)電容感測(cè)方法通過(guò)相對(duì)于基準(zhǔn)電壓(例如，系統(tǒng)接地)調(diào)制傳感器電極以及通過(guò)檢測(cè)所述傳感器電極和輸入對(duì)象之間的電容性耦合而操作。

一些電容性實(shí)現(xiàn)利用“互電容”(或“反式電容(transcapacitance)”)感測(cè)方法，其基于傳感器電極之間的電容性耦合的改變。在各種實(shí)施例中，所述傳感器電極附近的輸入對(duì)象改變所述傳感器電極之間的電場(chǎng)，因此改變所測(cè)量的電容性耦合。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，反式電容感測(cè)方法通過(guò)檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器傳感器電極(也被稱為“發(fā)射器電極”或“發(fā)射器”)以及一個(gè)或多個(gè)接收器傳感器電極(也被稱為“接收器電極”或“接收器”)之間的電容性耦合而操作。發(fā)射器和接收器可以被統(tǒng)稱為傳感器電極或傳感器元件。發(fā)射器傳感器電極可以相對(duì)于基準(zhǔn)電壓(例如，系統(tǒng)接地)而被調(diào)制以發(fā)送發(fā)射器信號(hào)。接收器傳感器電極可以相對(duì)于所述基準(zhǔn)電壓而被實(shí)質(zhì)上保持恒定以有助于結(jié)果信號(hào)的接收。 結(jié)果信號(hào)可以包括對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器信號(hào)和/或?qū)?yīng)于一個(gè)或多個(gè)環(huán)境干擾源(例如，其它電磁信號(hào))的(一個(gè)或多個(gè))影響。傳感器電極可以是專用的發(fā)射器或接收器，或者可以被配置成發(fā)射和接收兩者。

在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)接收器電極可以被操作為當(dāng)沒(méi)有發(fā)射器電極正在發(fā)送(例如，所述發(fā)射器被禁用)時(shí)接收結(jié)果信號(hào)。以此方式，所述結(jié)果信號(hào)表示在感測(cè)區(qū)域120的操作環(huán)境中檢測(cè)到的噪聲。以此方式，在一些實(shí)施例中，所述結(jié)果信號(hào)表示在感測(cè)區(qū)域120的操作環(huán)境中檢測(cè)到的噪聲。例如，附近或共處一地(例如，重疊)的顯示器的顯示噪聲可以被表示在反式電容感測(cè)期間被接收的結(jié)果信號(hào)中。

在圖1中，處理系統(tǒng)110被顯示為輸入設(shè)備100的一部分。處理系統(tǒng)110被配置成操作輸入設(shè)備100的硬件以檢測(cè)感測(cè)區(qū)域120中的輸入。處理系統(tǒng)110包括一個(gè)或多個(gè)集成電路(IC)和/或其它電路部件的部分或全部。(例如，用于互電容(即反式電容)傳感器設(shè)備的處理系統(tǒng)可以包括被配置成用發(fā)射器傳感器電極發(fā)送信號(hào)的發(fā)射器電路，和/或被配置成用接收器傳感器電極接收信號(hào)的接收器電路)。在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110也包括電子可讀的指令，諸如固件代碼、軟件代碼、和/或類似物。在一些實(shí)施例中，組成處理系統(tǒng)110的部件被定位在一起，諸如輸入設(shè)備100的(一個(gè)或多個(gè))感測(cè)元件附近。在其它實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110的部件與靠近輸入設(shè)備100的(一個(gè)或多個(gè))感測(cè)元件的一個(gè)或多個(gè)部件以及在別處的一個(gè)或多個(gè)部件在物理上分離。例如，輸入設(shè)備100可以是被耦接至臺(tái)式計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備，并且處理系統(tǒng)100可以包括被配置成在所述臺(tái)式計(jì)算機(jī)的中央處理單元以及與所述中央處理單元分離的一個(gè)或多個(gè)IC(可能具有相關(guān)聯(lián)的固件)上運(yùn)行的軟件。作為另一實(shí)例，輸入設(shè)備100可以被物理地集成在電話中，并且處理系統(tǒng)110可以包括是所述電話的主處理器的一部分的電路和固件。在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110專用于實(shí)現(xiàn)輸入設(shè)備100。 在其它實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110也執(zhí)行其它功能，諸如操作顯示屏、驅(qū)動(dòng)觸覺(jué)致動(dòng)器等等。

處理系統(tǒng)110可以被實(shí)現(xiàn)為處理處理系統(tǒng)110的不同的功能的模塊的集合。每個(gè)模塊可以包括是處理系統(tǒng)110的一部分的電路、固件、軟件、或其組合。在各種實(shí)施例中，可以使用模塊的不同組合。實(shí)例模塊包括：用于操作硬件(諸如傳感器電極和顯示屏)的硬件操作模塊，用于處理數(shù)據(jù)(諸如傳感器信號(hào)和位置信息)的數(shù)據(jù)處理模塊，以及用于報(bào)告信息的報(bào)告模塊。另外的實(shí)例模塊包括：被配置成操作(一個(gè)或多個(gè))感測(cè)元件或其它結(jié)構(gòu)以檢測(cè)輸入的傳感器模塊，以及被配置成確定所檢測(cè)到的任何輸入對(duì)象的位置的確定模塊。例如，傳感器模塊可以執(zhí)行絕對(duì)電容感測(cè)和反式電容感測(cè)中的一個(gè)或多個(gè)以檢測(cè)輸入，并且確定模塊可以基于所檢測(cè)到的電容或?qū)ζ涞母淖儊?lái)確定輸入的位置。在一些實(shí)施例中，其它模塊或功能性可以被包括在處理系統(tǒng)110中；例如，識(shí)別模塊可以被包括并且被配置成根據(jù)所檢測(cè)到的輸入來(lái)識(shí)別手勢(shì)。

在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110通過(guò)引起一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作而直接地響應(yīng)于感測(cè)區(qū)域120中的用戶輸入(或用戶輸入的缺乏)。實(shí)例動(dòng)作包括改變操作模式，以及圖形用戶接口(GUI)動(dòng)作，諸如光標(biāo)移動(dòng)、選擇、菜單導(dǎo)航以及其它功能。在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110將關(guān)于所述輸入(或輸入的缺乏)的信息提供給所述電子系統(tǒng)的某個(gè)部分(例如，提供給與處理系統(tǒng)110分離的所述電子系統(tǒng)的中央處理系統(tǒng)，如果這樣的分離的中央處理系統(tǒng)存在)。在一些實(shí)施例中，所述電子系統(tǒng)的某個(gè)部分處理從處理系統(tǒng)110接收的信息以對(duì)用戶輸入起作用，諸如促進(jìn)全范圍的動(dòng)作，包括模式改變動(dòng)作和GUI動(dòng)作。

例如，在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110操作輸入設(shè)備100的(一個(gè)或多個(gè))感測(cè)元件以產(chǎn)生指示感測(cè)區(qū)域120中的輸入(或輸入的缺乏)的電信號(hào)。處理系統(tǒng)110可以在產(chǎn)生被提供給所述電子系統(tǒng)的信息時(shí)對(duì)所述電信號(hào)執(zhí)行任何適當(dāng)量的處理。例如，處理系統(tǒng)110 可以數(shù)字化從所述傳感器電極獲得的模擬電信號(hào)。作為另一實(shí)例，處理系統(tǒng)110可以執(zhí)行濾波或其它信號(hào)調(diào)節(jié)。作為又另一實(shí)例，處理系統(tǒng)110可以減去或者否則慮及基線，以致所述信息反映所述電信號(hào)和所述基線之間的差異。作為又另外的實(shí)例，處理系統(tǒng)110可以確定位置信息、將輸入識(shí)別為命令、識(shí)別筆跡、等等。

如此處所使用的“位置信息”廣義地包括絕對(duì)位置、相對(duì)位置、速度、加速度和其它類型的空間信息。作為一個(gè)實(shí)例，“零－維”位置信息包括近/遠(yuǎn)或者接觸/非接觸信息。作為另一實(shí)例，“一－維”位置信息包括沿著軸的位置。作為又另一實(shí)例，“二－維”位置信息包括平面中的運(yùn)動(dòng)。作為又另一實(shí)例，“三－維”位置信息包括空間中的瞬時(shí)或平均速度。另外的實(shí)例包括空間信息的其它表示。關(guān)于一個(gè)或多個(gè)類型的位置信息的歷史數(shù)據(jù)也可以被確定和/或被存儲(chǔ)，包括例如，跟蹤隨時(shí)間的位置、運(yùn)動(dòng)或瞬時(shí)速度的歷史數(shù)據(jù)。

在一些實(shí)施例中，用由處理系統(tǒng)110或由某個(gè)其它處理系統(tǒng)操作的附加的輸入部件來(lái)實(shí)現(xiàn)輸入設(shè)備100。這些附加的輸入部件可以提供用于感測(cè)區(qū)域120中的輸入的冗余功能性，或一些其它功能性。圖1顯示了感測(cè)區(qū)域120附近的按鈕130，其可以被用于促進(jìn)使用輸入設(shè)備100選擇項(xiàng)目。其它類型的附加的輸入部件包括滑塊、球、輪、開關(guān)、等等。相反地，在一些實(shí)施例中，可以在沒(méi)有其它輸入部件的情況下實(shí)現(xiàn)輸入設(shè)備100。

在一些實(shí)施例中，輸入設(shè)備100可以是觸摸屏，并且感測(cè)區(qū)域120與顯示屏的有效區(qū)域的至少一部分重疊。例如，輸入設(shè)備100可以包括疊蓋在所述顯示屏上的實(shí)質(zhì)上透明的傳感器電極，并且提供用于相關(guān)聯(lián)的電子系統(tǒng)150的觸摸屏接口。所述顯示屏可以是能夠向用戶顯示可視接口的任何類型的動(dòng)態(tài)顯示器，并且可以包括任何類型的發(fā)光二極管(LED)、有機(jī)LED(OLED)、陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(LCD)、等離子體、電致發(fā)光(EL)、或其它顯示技術(shù)。輸入設(shè)備100和所述顯示屏可以共享物理元件。例如，一些實(shí) 施例可以利用相同的電部件中的一些用于顯示和感測(cè)。作為另一實(shí)例，所述顯示屏可以部分地或全部地由處理系統(tǒng)110操作。

應(yīng)被理解的是：盡管在全功能裝置的上下文中描述了許多實(shí)施例，所述機(jī)制能夠以各種形式作為程序產(chǎn)品(例如，軟件)而被分發(fā)。例如，被描述的所述機(jī)制可以被實(shí)現(xiàn)和分發(fā)為可由電子處理器讀取的信息承載介質(zhì)(例如，可由處理系統(tǒng)110讀取的非瞬時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀和/或可記錄/可寫的信息承載介質(zhì))上的軟件程序。此外，無(wú)論被用于實(shí)施所述分發(fā)的介質(zhì)的特定類型如何，所述實(shí)施例同等適用。非瞬時(shí)性的電子可讀的介質(zhì)的實(shí)例包括各種盤、記憶棒、存儲(chǔ)卡、存儲(chǔ)模塊、等等。電子可讀的介質(zhì)可以基于閃存、光學(xué)、磁性、全息或任何其它非瞬時(shí)性存儲(chǔ)技術(shù)。

實(shí)例傳感器電極圖案

圖2顯示了根據(jù)各種實(shí)施例的可以被使用在傳感器中以生成輸入設(shè)備100的感測(cè)區(qū)域的全部或部分的實(shí)例傳感器電極圖案200的一部分。當(dāng)與電容性傳感器電極圖案一起使用時(shí)，輸入設(shè)備100被配置為電容性感測(cè)輸入設(shè)備。為了例示和描述的清楚的目的，非限制性的簡(jiǎn)單矩形傳感器電極圖案200被示出。被理解的是：用此處所描述的技術(shù)，許多其它傳感器電極圖案可以被采用，包括但不限于：具有單個(gè)傳感器電極的圖案；具有單個(gè)傳感器電極組的圖案；具有被布置在單層中(沒(méi)有重疊)的兩組傳感器電極的圖案；具有被布置在單層中、在傳感器電極之間的交叉區(qū)域處采用跳線的兩組傳感器電極的圖案；利用顯示設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)顯示電極(諸如公共電壓(V_COM)電極的一個(gè)或多個(gè)分段)的圖案；具有源電極、柵極電極、陽(yáng)極電極和陰極電極中的一個(gè)或多個(gè)的圖案；以及提供各個(gè)按鈕電極的圖案。

在此實(shí)例中，所示出的傳感器電極圖案由彼此疊蓋的第一多個(gè)傳感器電極270(270－0、270－1、270－2……270－n)和第二多個(gè)傳感器電極260(260－0、260－1、260－2……260－n)構(gòu)成。在許多實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110被配置成通過(guò)用發(fā)射器信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述第二多 個(gè)傳感器電極260而將它們操作為發(fā)射器電極，并且通過(guò)用所述第一多個(gè)傳感器電極270接收結(jié)果信號(hào)而將它們操作為接收器電極。其它實(shí)施例，可以倒轉(zhuǎn)傳感器電極260和270的角色。在所示出的實(shí)例中，感測(cè)像素以在其處發(fā)射器和接收器電極交叉的位置為中心。電容性像素290示出了由傳感器電極圖案200在反式電容感測(cè)期間生成的電容性像素中的一個(gè)。被理解的是：在交叉?zhèn)鞲衅麟姌O圖案中，諸如所示出的實(shí)例，某種形式的絕緣材料或襯底典型地被布置在發(fā)射器電極260和接收器電極270之間。然而，在一些實(shí)施例中，發(fā)射器電極260和接收器電極270可以通過(guò)使用布線技術(shù)和/或跳線而被布置在與彼此相同的層上。在各種實(shí)施例中，觸摸感測(cè)包括感測(cè)在感測(cè)區(qū)域120中任何地方的輸入對(duì)象并且可以包括：沒(méi)有與所述輸入設(shè)備100的任何表面接觸、與所述輸入設(shè)備100的輸入表面(例如，觸摸表面)接觸、與和一些量的作用力或壓力耦合的所述輸入設(shè)備100的輸入表面接觸、和/或其組合。

當(dāng)實(shí)現(xiàn)反式電容測(cè)量時(shí)，電容性像素(諸如電容性像素290)是發(fā)射器電極260和接收器電極270之間的局部化的電容性耦合的區(qū)域。發(fā)射器電極260和接收器電極270之間的所述電容性耦合隨著與發(fā)射器電極260和接收器電極270相關(guān)聯(lián)的感測(cè)區(qū)域中的輸入對(duì)象的接近和運(yùn)動(dòng)而改變。

在一些實(shí)施例中，傳感器電極圖案200被“掃描”以確定這些電容性耦合。也就是說(shuō)，所述發(fā)射器電極260被驅(qū)動(dòng)以發(fā)送發(fā)射器信號(hào)。發(fā)射器可以被操作以致在一個(gè)時(shí)間一個(gè)發(fā)射器電極發(fā)送，或者在同一時(shí)間多個(gè)發(fā)射器電極發(fā)送。在多個(gè)發(fā)射器電極同時(shí)發(fā)送之處，這些多個(gè)發(fā)射器電極可以發(fā)送相同的發(fā)射器信號(hào)并且產(chǎn)生實(shí)際上更大的發(fā)射器電極，或者這些多個(gè)發(fā)射器電極可以發(fā)送不同的發(fā)射器信號(hào)。例如，多個(gè)發(fā)射器電極可以發(fā)送根據(jù)一個(gè)或多個(gè)編碼方案的不同的發(fā)射器信號(hào)，所述一個(gè)或多個(gè)編碼方案使得它們對(duì)接收器電極270的結(jié)果信號(hào)的組合影響能夠被獨(dú)立地確定。

所述接收器電極270可以被單個(gè)地或多個(gè)地操作以獲取結(jié)果信 號(hào)。所述結(jié)果信號(hào)可以被用于確定在其處發(fā)射器電極260和接收器電極270交叉或相互作用的電容性像素處的電容性耦合的測(cè)量值，以測(cè)量反式電容。

來(lái)自所述電容性像素的一組測(cè)量值形成表示所述像素處的電容性耦合的“電容性圖像”(也被稱為“電容性幀”)。在多個(gè)時(shí)間段之上可以獲取多個(gè)電容性圖像，并且它們之間的差異被用于導(dǎo)出關(guān)于所述感測(cè)區(qū)域中的輸入的信息。例如，在連續(xù)的時(shí)間段之上獲取的連續(xù)的電容性圖像可以被用于跟蹤進(jìn)入、離開、和在所述感測(cè)區(qū)域內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)輸入對(duì)象的(一個(gè)或多個(gè))運(yùn)動(dòng)。

在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)傳感器電極260或270可以被操作成在特定的時(shí)間實(shí)例處執(zhí)行絕對(duì)電容感測(cè)。例如，傳感器電極270－0可以被充電，并且隨后傳感器電極270－0的電容可以被測(cè)量。在這樣的實(shí)施例中，與傳感器電極270－0交互的輸入對(duì)象140改變傳感器電極270－0附近的電場(chǎng)，因此改變所測(cè)量的電容性耦合。以此相同的方式，多個(gè)傳感器電極270可以被用于測(cè)量絕對(duì)電容和/或多個(gè)傳感器電極260可以被用于測(cè)量絕對(duì)電容。應(yīng)被理解的是：當(dāng)執(zhí)行絕對(duì)電容測(cè)量時(shí)，“接收器電極”和“發(fā)射器電極”的標(biāo)簽失去它們?cè)诜词诫娙轀y(cè)量技術(shù)中具有的意義，并且代替地，傳感器電極260或270可以簡(jiǎn)單地被稱為“傳感器電極”或可以繼續(xù)使用其名稱作為發(fā)射器電極或接收器電極，盡管它們?cè)诮^對(duì)電容感測(cè)期間以相同的方式被使用。

背景電容C_B是在傳感器電極圖案的感測(cè)區(qū)域中沒(méi)有輸入對(duì)象的情況下傳感器圖案的電容性圖像或在傳感器電極上測(cè)量的絕對(duì)電容。所述背景電容隨環(huán)境和操作條件而改變。

可以針對(duì)所述傳感器設(shè)備的背景電容來(lái)調(diào)整電容性圖像和絕對(duì)電容測(cè)量，用于更高效的處理。例如，在ASIC/處理系統(tǒng)內(nèi)部和/或外部可以采用各種技術(shù)來(lái)減去/偏移已知存在于絕對(duì)電容測(cè)量中的一些量的基線電容。在絕對(duì)電容感測(cè)中，這樣的電荷偏移改善了被用于放大信號(hào)(其在所述基線絕對(duì)電容信號(hào)測(cè)量的頂部上包括輸 入對(duì)象相關(guān)的分量)的所述ASIC/處理系統(tǒng)的放大器的動(dòng)態(tài)范圍。這是因?yàn)椋喝绻龌€部分中的一些通過(guò)內(nèi)部偏移而被移除，歸因于輸入對(duì)象的存在的信號(hào)的分量可以被更大程度地放大(而沒(méi)有放大器飽和)。

用于基線電荷的內(nèi)部偏移(在所述ASIC/處理系統(tǒng)內(nèi)部)的許多技術(shù)在本領(lǐng)域中是已知的并且包括利用與所述放大器的反饋電容器平行的偏移電容和/或?qū)㈦姾勺⑷氲揭才c從其中正測(cè)量絕對(duì)電容的傳感器耦合的所述放大器的輸入端。

在一些實(shí)施例中，使用此處的技術(shù)，包括被用于向和/或自感測(cè)設(shè)備的感測(cè)區(qū)域中的傳感器耦合感測(cè)信號(hào)的路線跡線的印刷電路(例如柔性印刷電路、印刷電路板、平版印刷電路、或其它類型的印刷電路)的一個(gè)或多個(gè)部分可以被用于偏移在絕對(duì)電容感測(cè)期間測(cè)量的一些量的基線電容。此類型的電荷偏移在所述ASIC/處理系統(tǒng)的外部被實(shí)現(xiàn)。應(yīng)被理解的是：此處所描述的任何的外部電荷偏移技術(shù)可以被單獨(dú)地使用或者可以與一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部電荷偏移技術(shù)相結(jié)合地被使用。

實(shí)例處理系統(tǒng)

圖3A示出了根據(jù)各種實(shí)施例的可以與輸入設(shè)備一起使用的(例如，代替作為輸入設(shè)備100的一部分的處理系統(tǒng)110)實(shí)例處理系統(tǒng)110A的一些部件的框圖。如此處所描述的，輸入設(shè)備110是電容性感測(cè)輸入設(shè)備。處理系統(tǒng)110A可以用一個(gè)或多個(gè)專用集成電路(ASICSs)、一個(gè)或多個(gè)集成電路(ICs)、一個(gè)或多個(gè)控制器、或其一些組合而被實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110A與實(shí)現(xiàn)輸入設(shè)備100的感測(cè)區(qū)域120的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器電極和接收器電極通信地耦合。在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110A以及它是其一部分的輸入設(shè)備100可以被布置在電子系統(tǒng)150(諸如顯示設(shè)備、計(jì)算機(jī)或其它電子系統(tǒng))中或者與電子系統(tǒng)150(諸如顯示設(shè)備、計(jì)算機(jī)或其它電子系統(tǒng))通信地耦合。

如在圖3A中所描繪的，在一個(gè)實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110A除了 其它部件之外包括：傳感器模塊310、確定模塊320、以及電流模式帶隙基準(zhǔn)集成電路330。

處理系統(tǒng)110A和/或其部件可以與傳感器電極圖案(除了別的之外諸如傳感器電極圖案200)的傳感器電極相耦合。例如，傳感器模塊310與輸入設(shè)備100的傳感器電極圖案(例如，傳感器電極圖案200)的一個(gè)或多個(gè)傳感器電極(260、270)相耦合。

在各種實(shí)施例中，傳感器模塊310包括傳感器電路并且操作成與傳感器電極圖案的被用于生成感測(cè)區(qū)域120的傳感器電極交互。這包括操作第一多個(gè)傳感器電極(例如，傳感器電極260)以使其是靜默的、以用發(fā)射器信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)、以被用于反式電容感測(cè)、和/或被用于絕對(duì)電容感測(cè)。這也包括操作第二多個(gè)傳感器電極(例如，傳感器電極270)以使其是靜默的、以用發(fā)射器信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)、以被用于反式電容感測(cè)、和/或被用于絕對(duì)電容感測(cè)。

傳感器模塊310被配置成通過(guò)用所述輸入設(shè)備的多個(gè)傳感器電極中的第一一個(gè)發(fā)送并且用所述多個(gè)傳感器電極中的第二一個(gè)接收而獲取反式電容結(jié)果信號(hào)。在反式電容感測(cè)期間，傳感器模塊310操作為在第一多個(gè)傳感器電極中的一個(gè)或多個(gè)傳感器電極(例如，發(fā)射器電極260中的一個(gè)或多個(gè))上驅(qū)動(dòng)(即發(fā)送)發(fā)射器信號(hào)。發(fā)射器信號(hào)可以是方波、梯形波、或一些其它波形。在給定的時(shí)間間隔中，傳感器模塊310可以在所述多個(gè)傳感器電極中的一個(gè)或多個(gè)上驅(qū)動(dòng)或不驅(qū)動(dòng)發(fā)射器信號(hào)(波形)。傳感器模塊310也可以被用于當(dāng)不在這樣的傳感器電極上驅(qū)動(dòng)發(fā)射器信號(hào)時(shí)將所述第一多個(gè)傳感器電極中的一個(gè)或多個(gè)耦合到高阻抗、接地、或耦合到恒定電壓。在一些實(shí)施例中，當(dāng)執(zhí)行反式電容感測(cè)時(shí)，傳感器模塊310在一個(gè)時(shí)間驅(qū)動(dòng)傳感器電極圖案中的兩個(gè)或更多發(fā)射器電極。當(dāng)一次驅(qū)動(dòng)傳感器電極圖案中的兩個(gè)或更多傳感器電極時(shí)，所述發(fā)射器信號(hào)可以根據(jù)代碼而被編碼。所述代碼可以被改變，諸如加長(zhǎng)或縮短所述代碼。傳感器模塊310也操作為在反式電容感測(cè)期間、經(jīng)由第二多個(gè)傳感器電極(例如，接收器電極270中一個(gè)或多個(gè))接收 結(jié)果信號(hào)。在反式電容感測(cè)期間，所接收的結(jié)果信號(hào)對(duì)應(yīng)于并且包括對(duì)應(yīng)于經(jīng)由所述第一多個(gè)傳感器電極發(fā)送的(一個(gè)或多個(gè))發(fā)射器信號(hào)的影響。這些發(fā)送的發(fā)射器信號(hào)可能除了其它因素之外由于輸入對(duì)象、雜散電容、噪聲、干擾、和/或電路非理想性的存在而在所述結(jié)果信號(hào)中被變更或改變，并且因此可能輕微或很大地不同于它們的發(fā)送的版本。被理解的是：傳感器模塊310可以以相似的方式在傳感器電極270的一個(gè)或多個(gè)上發(fā)送發(fā)射器信號(hào)，并且在傳感器電極260的一個(gè)或多個(gè)上接收對(duì)應(yīng)的結(jié)果信號(hào)。

在絕對(duì)電容感測(cè)中，傳感器電極既被驅(qū)動(dòng)又被用于接收從被驅(qū)動(dòng)到所述傳感器電極上的信號(hào)導(dǎo)致的結(jié)果信號(hào)。以此方式，在絕對(duì)電容感測(cè)期間，傳感器模塊310操作為將信號(hào)驅(qū)動(dòng)(即發(fā)送)到傳感器電極260或270中的一個(gè)或多個(gè)上并且從傳感器電極260或270中的一個(gè)或多個(gè)接收信號(hào)。在絕對(duì)電容感測(cè)期間，所驅(qū)動(dòng)的信號(hào)可以被稱為絕對(duì)電容感測(cè)信號(hào)、發(fā)射器信號(hào)、或調(diào)制的信號(hào)，并且其通過(guò)路線跡線而被驅(qū)動(dòng)，所述路線跡線提供處理系統(tǒng)110A和所述(一個(gè)或多個(gè))傳感器電極(正用所述傳感器電極進(jìn)行絕對(duì)電容感測(cè))之間的通信耦合。

在各種實(shí)施例中，傳感器模塊310包括一個(gè)或多個(gè)放大器。這樣的放大器可以可互換地被稱為“放大器”、“前端放大器”、“接收器”、“積分放大器”、“差分放大器”、等等，并且操作為在輸入處接收結(jié)果信號(hào)并且提供積分的電壓作為輸出。所述結(jié)果信號(hào)來(lái)自傳感器電極圖案(諸如傳感器電極圖案200)的一個(gè)或多個(gè)傳感器電極。單個(gè)放大器可以與單個(gè)傳感器電極耦合并且被用于從單個(gè)傳感器電極排他地接收結(jié)果信號(hào)，可以從同時(shí)與所述放大器耦合的多個(gè)傳感器電極接收信號(hào)，或者可以從在一個(gè)時(shí)間將一個(gè)傳感器電極耦合到所述放大器的多個(gè)傳感器電極接收信號(hào)。傳感器模塊310可以包括以這些方式中的任何一個(gè)而被使用的多個(gè)放大器。例如，在一些實(shí)施例中，第一放大器可以與第一傳感器電極耦合，而第二放大器與第二傳感器電極耦合。

確定模塊320可以被實(shí)現(xiàn)為硬件(例如，硬件邏輯和/或其它電路)和/或被實(shí)現(xiàn)為硬件和以非瞬時(shí)性的方式被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中的指令的組合。

確定模塊320操作為在反式電容感測(cè)期間計(jì)算/確定第一和第二傳感器電極之間的反式電容耦合方面的改變的測(cè)量值。確定模塊320隨后使用這樣的測(cè)量值來(lái)確定所述位置信息，所述位置信息包括輸入對(duì)象(若有的話)相對(duì)于感測(cè)區(qū)域120的位置?？梢愿鶕?jù)反式電容圖像來(lái)確定所述位置信息。所述反式電容圖像由確定模塊320基于由傳感器模塊310獲取的結(jié)果信號(hào)來(lái)確定。所述結(jié)果信號(hào)被用作或形成表示相對(duì)于感測(cè)區(qū)域120的(一個(gè)或多個(gè))輸入的電容性像素。被理解的是：確定模塊320操作為解碼和再匯編編碼的結(jié)果信號(hào)，以根據(jù)多個(gè)傳感器電極的反式電容掃描來(lái)構(gòu)造反式電容圖像。

在在其中用傳感器電極260和/或270來(lái)執(zhí)行絕對(duì)電容感測(cè)的實(shí)施例中，確定模塊320也操作為計(jì)算/確定與傳感器電極的絕對(duì)電容耦合的測(cè)量值。例如，確定模塊320操作為在所述傳感器電極上已經(jīng)驅(qū)動(dòng)了感測(cè)信號(hào)之后，確定所述傳感器電極(例如，傳感器電極270－0)的絕對(duì)電容。應(yīng)被注意的是：在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110A可以通過(guò)組合沿著感測(cè)區(qū)域的至少兩個(gè)不同的軸測(cè)量的絕對(duì)電容分布圖(例如，通過(guò)乘法、加法、或其它手段)來(lái)計(jì)算絕對(duì)電容圖像。參考圖2作為實(shí)例，在一些實(shí)施例中，確定模塊320通過(guò)組合用傳感器電極260獲取的第一絕對(duì)電容分布圖與用傳感器電極270獲取的第二絕對(duì)電容分布圖來(lái)創(chuàng)建絕對(duì)電容圖像。確定模塊320隨后使用這樣的測(cè)量值來(lái)確定所述位置信息，所述位置信息包括輸入對(duì)象(若有的話)相對(duì)于感測(cè)區(qū)域120的位置。所述位置信息可以根據(jù)例如絕對(duì)電容圖像或根據(jù)絕對(duì)電容分布圖而被確定。

在一些實(shí)施例中，確定模塊320可以在確定輸入對(duì)象相對(duì)于感測(cè)區(qū)域120的位置時(shí)使用從絕對(duì)電容感測(cè)和反式電容感測(cè)兩者獲得的測(cè)量值(即，結(jié)果信號(hào))(而不是使用來(lái)自這些類型的電容感測(cè) 中的僅僅一個(gè)類型的測(cè)量值)。這有時(shí)被稱為混合電容感測(cè)。確定模塊320隨后使用這樣的測(cè)量值來(lái)確定所述位置信息，所述位置信息包括輸入對(duì)象(若有的話)相對(duì)于感測(cè)區(qū)域120的位置。所述位置信息可以根據(jù)混合電容圖像而被確定。

在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110A包括決策制定邏輯，所述決策制定邏輯指引處理系統(tǒng)110A的一個(gè)或多個(gè)部分(諸如傳感器模塊310和/或確定模塊320)來(lái)基于各種輸入以多個(gè)不同的操作模式中所選擇的一個(gè)操作。

在圖3A中，電流模式帶隙基準(zhǔn)集成電路330操作為提供帶隙電壓、零溫度電流以及與絕對(duì)溫度成比例的電流中的一個(gè)或多個(gè)以供處理系統(tǒng)100A和或輸入設(shè)備100的一個(gè)或多個(gè)其它部分使用。所供給的帶隙電壓關(guān)于溫度是平坦的。

圖3B示出了根據(jù)各種實(shí)施例的可以與輸入設(shè)備一起使用的(例如，代替作為輸入設(shè)備100的一部分的處理系統(tǒng)110)實(shí)例處理系統(tǒng)100B的一些部件的框圖，在其中所述處理系統(tǒng)與電流模式帶隙基準(zhǔn)集成電路電氣耦合。如在圖3B中所描繪的，在一個(gè)實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110B除了其它部件之外包括：傳感器模塊310和確定模塊320。處理系統(tǒng)100B被電耦合至外部電流模式帶隙基準(zhǔn)集成電路330。經(jīng)由所述電耦合，電流模式帶隙基準(zhǔn)集成電路330操作為提供帶隙電壓、零溫度電流和與絕對(duì)溫度成比例的電流中的一個(gè)或多個(gè)以供處理系統(tǒng)100B和或輸入設(shè)備100的一個(gè)或多個(gè)其它部分使用。應(yīng)被理解的是：所供給的帶隙電壓關(guān)于溫度是平坦的。

實(shí)例電流模式帶隙基準(zhǔn)集成電路

圖4、5和6示出了根據(jù)各種實(shí)施例的電流模式帶隙基準(zhǔn)集成電路(330A、330B、330C)的三個(gè)圖。此處所描述的帶隙基準(zhǔn)集成電路(330A、330B、330C)以及通過(guò)所述電路描述的原理可以被使用在多種多樣的電子設(shè)備的應(yīng)用中，包括被使用在處理系統(tǒng)110中、被電耦合至處理系統(tǒng)110、以及被使用在輸入設(shè)備100內(nèi)。此外，利用圖4、5和6的原理的帶隙基準(zhǔn)集成電路可以被使用在與接近 傳感器設(shè)備有很少關(guān)系或沒(méi)有關(guān)系的情況中。典型地，帶隙基準(zhǔn)電路產(chǎn)生固定的電壓，不管功率供給變化、溫度改變和設(shè)備上的負(fù)載。圖4、5和6示出了除了所述帶隙電壓之外產(chǎn)生PTAT(與絕對(duì)溫度成比例的)電流和ZTC(零溫度系數(shù))的低電壓、電流模式帶隙基準(zhǔn)架構(gòu)。盡管圖4、5和6示出了電流模式帶隙基準(zhǔn)集成電路的特定電路實(shí)現(xiàn)，通過(guò)所述圖中的一個(gè)或多個(gè)描述的原理可以被應(yīng)用于多種多樣的帶隙基準(zhǔn)集成電路。

應(yīng)被注意的是：對(duì)于所述電路的部件、設(shè)計(jì)和架構(gòu)、尤其是雙極結(jié)型晶體管(BJTs)、Q1、Q2、Q3和Q4的使用和選擇以及誤差放大器OA1的存在而言存在許多共同性。對(duì)于電路4、5和6的全部而言，這些BJT的選擇、定大小和比率是共同的。圖4提供了基礎(chǔ)電路330A的實(shí)例。圖5顯示了在此基礎(chǔ)電路上的變型，在其中若干部件被添加以通過(guò)Q1、Q2、Q3和Q4的Beta限制的效應(yīng)的消除而提供更大的精確性，連同若干部件(M10、M11、M12和M13)被添加以通過(guò)確保所添加的誤差放大器OA2的穩(wěn)定性而減輕設(shè)計(jì)約束。圖6顯示了圖5的電路，在其中這些穩(wěn)定化部件(M10、M11、M12和M13)已經(jīng)被消除；導(dǎo)致可以以1V或更小的范圍(即，＞0V并且≤1V)而操作的電路。應(yīng)被理解的是：圖4、圖5和圖6的電路中的任何一個(gè)可以以任何CMOS工藝而被實(shí)現(xiàn)。圖4的電路一般需要具有20以上的Betas的BJT，但是圖5和6的電路關(guān)于Beta不具有這樣的限制。

現(xiàn)在參考圖4，電流模式帶隙基準(zhǔn)集成電路330A包括：四個(gè)BJT晶體管(Q1、Q2、Q3和Q4)；六個(gè)p－通道金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件(M1、M2、M3、M4、M5和M6)；一個(gè)運(yùn)算放大器、誤差放大器OA1；以及五個(gè)電阻器(Rc、R1、R2a、R2b和R3)。器件M1、M2、M3、M4、M5和M6在此處被稱為“PMOS器件”。

如所描繪的，M1、M2、M3、M4中的每一個(gè)的主體和源極與VDD耦合，所述VDD在一些實(shí)施例中可以是1.8V。在其它實(shí)施例中，VDD可以是1V。M1的柵極與OA1的輸出、M2的柵極、M3的柵極和M4 的柵極耦合。M1的漏極與誤差放大器OA1的反相輸入、Q1的集電極、Q1的基極、Q3的基極和電阻器R2a的第一側(cè)耦合。M2的漏極與誤差放大器OA1的非反相輸入耦合，耦合至電阻器R1的第一側(cè)，以及耦合至電阻器R2b的第一側(cè)。M3的漏極與電阻器R3的第一側(cè)耦合，并且也提供基準(zhǔn)帶隙電壓vbg的輸出。M4的漏極提供ZTC電流iflat作為輸出。電阻器R2a、R2b和R3中的每一個(gè)的第二側(cè)被耦合至接地。所述主體和源極在M5上以及M6上被接合，并且每個(gè)接合的主體和源極與VDD耦合。M5的柵極和漏極與電阻器Rc的第一側(cè)以及與M6的柵極耦合。M6的漏極提供與絕對(duì)溫度成比例的電流iptat作為輸出。電阻器R1的第二側(cè)與Q2的集電極以及Q2和Q4的基極耦合，而電阻器Rc的第二側(cè)與Q3和Q4的集電極耦合。Q1的基極與Q3的基極耦合；并且Q1和Q3構(gòu)成第一對(duì)BJT晶體管。Q2的基極與Q4的基極耦合；并且Q2和Q4構(gòu)成第二對(duì)BJT晶體管。Q3和Q4的集電極與彼此接合并且被接合至電阻器Rc的第二側(cè)。Q1、Q2、Q3和Q4的發(fā)射極被耦合至接地。與絕對(duì)溫度成比例的電壓vptat從所接合的Q3和Q4的集電極被輸出。這也固有地通過(guò)電阻器Rc提供PTAT電流。

Q1和Q2提供產(chǎn)生所述ZTC電流和所述帶隙電壓所需要的VBE電壓。Q1跨越其端子具有被誤差放大器OA1設(shè)置在Vx和Vy處的VBE電壓。Q2有意地大于Q1以減小其VBE電壓，由此Vy和Q2的集電極之間的差異是Q1和Q2的VBE中的差異。到R1中的DeltaVBE是PTAT電流，并且到R2B中的VBE是CTAT電流。這兩個(gè)電流在節(jié)點(diǎn)vx和vy處被求和以產(chǎn)生所述ZTC電流。晶體管Q3和Q4分別是Q1和Q2的鏡像。由于晶體管M3正在源發(fā)所述ZTC電流，將此電流安置成跨越電阻器R3將給出平坦的電壓，其是帶隙電壓vbg。應(yīng)被注意的是：通過(guò)選擇電阻器R3的大小，所述帶隙電壓可以被調(diào)整至期望的值。

晶體管M1和M2充當(dāng)電流源，其起作用以向它們被分別附接到其上的分支(分別被鏡像輸出到Q3和Q4上的Q1分支和Q2分支) 供給恒定電流。晶體管M3和M4也充當(dāng)具有與所述ZTC電流相等的電流的電流源。OA1是誤差放大器，其起作用以使所述反相和非反相輸入上的節(jié)點(diǎn)電壓Vx和Vy相等，以等于Q1的VBE電壓。M5是二極管(柵極和漏極耦合)，并且將所述PTAT電流鏡像輸出到晶體管M6，所述晶體管M6在其漏極上輸出所述電流iptat。應(yīng)被理解的是：Q1：Q3的大小的比率與Q2：Q4的大小的比率相同；這在圖4中被表示為M：p。所述符號(hào)M和p將在下面的等式中被進(jìn)一步描述。被進(jìn)一步理解的是：晶體管Q1和Q2的大小之間的關(guān)系是1：n關(guān)系，并且晶體管Q3和Q4的大小的比率遵循相同的1：n關(guān)系。

圖4中的電路的操作依賴于具有在20－40范圍中的相對(duì)良好的BJT(雙極結(jié)型晶體管)Betas的CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)工藝。假設(shè)通過(guò)Q1和Q2的電流是由等式1中的表達(dá)式給出的PTAT電流，如下是合乎道理的：使用第二BJT來(lái)鏡像此電流將允許PTAT電流基準(zhǔn)被容易地添加到此電路。然而，由于所述晶體管Betas的值，存在由每個(gè)BJT中的基極電流所引起的誤差源。添加附加的BJT，如此處所提出的，將會(huì)從每個(gè)電流分支汲取更多的基極電流，這最小化BJT電流密度。在所有等式中，Beta是工藝驅(qū)動(dòng)的并且是相同的，歸因于被用于制造集成電路中所涉及的所有BJT晶體管的相同的工藝。

在等式1中，k是玻爾茲曼常量(1.38×10^-23J/K)；q是電子電荷(1.6×10¹⁹C)，一個(gè)基本單位的電荷；η是工藝驅(qū)動(dòng)的并且通常近似為1；并且在自然對(duì)數(shù)表達(dá)式中的n是Q2：Q1的發(fā)射極面積的比率。在一些設(shè)計(jì)中，Q2：Q1的發(fā)射極面積的比率可以被設(shè)計(jì)在值8處，但是此比率可以具有其它值。并且，通常被稱為熱電壓

為了簡(jiǎn)單，在下面的等式中將被表示為通過(guò)所述電阻器 R1的電流在等式2中被給出。Q1被連接至其上的分支中的電流在等式3中被給出。因?yàn)樗稣`差放大器OA1正在控制所述PMOS電流源，Ix＝IR1，并且針對(duì)ΔV_BE的新的表達(dá)式在等式4中被給出。

等式2：

等式3：

等式4：

在等式2中，J_s是所述BJT的電流密度；等式2中的A_E是Q4的發(fā)射極面積并且等式3中的A_E是Q3的發(fā)射極面積。在等式3中，M是Q3：Q1的發(fā)射極面積的比率。

理想地，等式4應(yīng)當(dāng)不展現(xiàn)關(guān)于β的相關(guān)性，否則在之前沒(méi)有一個(gè)的地方將存在工藝和溫度敏感的參數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)此消除，p/n的比率必須等于M。對(duì)于最小的面積，這發(fā)生在M＝1和p＝n處，以致這顯示了所述PTAT電路對(duì)于帶隙核心將沒(méi)有影響，然而在由等式5驅(qū)動(dòng)的PTAT電流中將存在失配。

等式5：

只要β是大的，諸如在50以上，此失配就沒(méi)有關(guān)系。然而，對(duì)于CMOS工藝中的典型的BJT，關(guān)于β的此相關(guān)性將向所述PTAT電流添加附加的溫度和工藝變化。如果β不具有顯著的溫度系數(shù)，則 此影響沒(méi)有關(guān)系(在絕對(duì)電流失配之外)。當(dāng)β不大時(shí)，附加的部件可以被添加至圖4的基礎(chǔ)電流模式帶隙基準(zhǔn)集成電路330A以便消除由所述BJT晶體管的β限制所引起的非線性誤差，否則其將會(huì)存在于PTAT電流和電壓中。圖5的集成電路330B和圖6的集成電路330C示出了如下這樣的實(shí)施例：部件已經(jīng)被添加以實(shí)現(xiàn)β消除，并且因此提供在工藝中的另外的使用，所述工藝不提供具有高β值(即，50以上)的BJT的制造。

現(xiàn)在參考圖5，電流模式帶隙基準(zhǔn)集成電路330B包括：六個(gè)BJT晶體管(Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6)；九個(gè)p－通道金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件(M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8和M9)；4個(gè)n－通道金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件(M10、M11、M12和M13)；兩個(gè)運(yùn)算放大器(誤差放大器OA1和誤差放大器OA2)；以及四個(gè)電阻器(R1、R2a、R2b和R3)。器件M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8和M9在此處被稱為“PMOS器件”。在一些實(shí)施例中，M1、M2、M3、M4、M5和M6是中間電壓器件。器件M10、M11、M12和M13在此處被稱為“NMOS器件”。在一些實(shí)施例中，M10、M11、M12和M13是能夠在1V或在1V以下操作的低電壓器件。

如所描繪的，M1、M2、M3和M4中的每一個(gè)的主體和源極與VDD耦合，所述VDD在一些實(shí)施例中可以是1.8V。在其它實(shí)施例中，VDD可以是1V。M1的柵極與OA1的輸出、M2的柵極、M3的柵極以及M4的柵極耦合。M1的漏極與誤差放大器OA1的反相輸入、Q1的集電極、Q1的基極、Q3的基極、誤差放大器OA2的非反相輸入以及電阻器R2a的第一側(cè)耦合。M2的漏極與誤差放大器OA1的非反相輸入耦合，耦合至電阻器R1的第一側(cè)，以及耦合至電阻器R2b的第一側(cè)。M3的漏極與電阻器R3的第一側(cè)耦合并且也提供所述基準(zhǔn)帶隙電壓vbg的輸出。M4的漏極提供ZTC電流iflat作為輸出。電阻器R2a、R2b和R3中的每一個(gè)的第二側(cè)被耦合至接地。所述主體和源極在M5上以及M6、M7、M8和M9上被接合，并且每個(gè)所接合的主 體和源極與VDD耦合。所述主體和源極在NMOS器件M10、M11、M12和M13中的每一個(gè)上被接合。M5的柵極和漏極在二極管配置中與M10的漏極以及與M6的柵極耦合。M7的柵極和漏極在二極管配置中與M11的漏極耦合。M8的柵極和漏極在二極管配置中與M12的漏極耦合。M9的柵極和漏極在二極管配置中與M13的漏極耦合。M6的漏極提供與絕對(duì)溫度成比例的電流iptat作為輸出。電阻器R1的第二側(cè)與Q2的集電極以及Q2和Q4的基極耦合。Q1的基極與Q1的集電極、Q3的基極、以及誤差放大器OA2的非反相輸入耦合；并且Q1和Q3構(gòu)成第一對(duì)BJT晶體管。Q2的基極與Q4的基極耦合；并且Q2和Q4構(gòu)成第二對(duì)BJT晶體管。Q3的集電極被耦合至M10的源極、Q5和Q6的基極以及誤差放大器OA2的反相輸入。OA2的輸出被耦合至M10、M11、M12和M13的柵極。Q5的集電極被耦合至M11的源極，Q6的集電極被耦合至M12的源極，并且Q4的集電極被耦合至M13的源極。Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6的發(fā)射極被耦合至接地。從Q3和Q4的所接合的集電極輸出與絕對(duì)溫度成比例的電壓vptat。這也固有地提供通過(guò)M6的漏極而被鏡像輸出的PTAT電流。

Q1和Q2提供對(duì)于產(chǎn)生所述ZTC電流和所述帶隙電壓所需要的VBE電壓。Q1跨越其端子具有被誤差放大器OA1設(shè)置在Vx和Vy處的VBE電壓。Q2有意地大于Q1以減小其VBE電壓，由此Vy和Q2的集電極之間的差異是Q1和Q2的VBE中的差異。到R1中的DeltaVBE是PTAT電流，并且到R2B中的VBE是CTAT電流。這兩個(gè)電流在節(jié)點(diǎn)vx和vy處被求和以產(chǎn)生所述ZTC電流。晶體管Q3和Q4分別是Q1和Q2的鏡像。由于晶體管M3正在源發(fā)所述ZTC電流，將此電流安置為跨越電阻器R3將給出平坦的電壓，其是帶隙電壓vbg。應(yīng)被注意的是：通過(guò)選擇電阻器R3的大小，此帶隙電壓可以被調(diào)整至期望的值。

晶體管M1和M2充當(dāng)電流源，其起作用以向它們被分別附接至其上的的分支(分別被鏡像輸出到Q3和Q4上的Q1分支和Q2分支) 供給恒定電流。晶體管M3和M4也充當(dāng)具有與所述ZTC電流相等的電流的電流源。OA1是誤差放大器，其起作用以使所述反相和非反相輸入上的節(jié)點(diǎn)電壓Vx和Vy相等，以等于Q1的VBE電壓。M5是二極管(柵極和漏極耦合)，并且將所述PTAT電流鏡像輸出到晶體管M6，所述晶體管M6在其漏極上輸出電流iptat。應(yīng)被理解的是：Q1：Q3的大小的比率與Q2：Q4的大小的比率相同；這在圖5中被表示為M：p。所述符號(hào)M和p上面在等式2、3和4中被描述。被進(jìn)一步理解的是：晶體管Q1和Q2的大小之間的關(guān)系是1：n關(guān)系，并且晶體管Q3和Q4的大小的比率遵循相同的1：n關(guān)系。

誤差放大器OA2操作為通過(guò)保持其反相和非反相輸入上的電壓相等而確保Q1和Q3的集電極電壓是相同的。誤差放大器OA2進(jìn)一步操作為確保Q5和Q6的基極電壓必須等于Q1和Q3的基極電壓。由于Q1已使其集電極和基極短接在一起，這意味著Q3的集電極電壓也與Q1的基極和集電極電壓相同。

晶體管M11、M12和M13通過(guò)確保Q3的集電極具有與Q1的集電極相同的電壓來(lái)針對(duì)誤差放大器OA2放松設(shè)計(jì)要求并且確保穩(wěn)定性。這也減輕了關(guān)于誤差放大器OA2中的額外主導(dǎo)極的擔(dān)憂，所述額外主導(dǎo)極將可能使誤差放大器OA2的響應(yīng)降級(jí)并且可能引起誤差放大器OA2的輸出處的振鈴。M10、M11、M12和M13也迫使所述集電極電壓在晶體管Q3、Q4、Q5和Q6上是相同的。

可以用CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)圖5中的電路。上面描述的等式1－5也可適用于圖5的BJT、Q1、Q2、Q3和Q4。

如前面所描述的，圖5示出了生成PTAT和ZTC電流并且能夠用在1V或1V以上的供給電壓VDD來(lái)進(jìn)行操作的電流模式帶隙基準(zhǔn)集成電路330B的附加的實(shí)施例。為了補(bǔ)償由等式5驅(qū)動(dòng)的PTAT電流中的失配，集成電路330B在Q1和Q3的集電極端子之間添加誤差放大器OA2。誤差放大器OA2驅(qū)動(dòng)NMOS器件M10，其源極被連接至Q3的集電極，這迫使了條件V_CE1＝V_CE3。只要這是真的，并且基極－發(fā)射極電壓相等(通過(guò)設(shè)計(jì)它們是相等的)，通過(guò)Q1和Q3的集 電極電流將是相等的。在這些集電極電流相等的情況下，誤差放大器OA2可以驅(qū)動(dòng)被連接至兩個(gè)獨(dú)立的BJT的兩個(gè)更多的NMOS器件M11和M12。這些BJT，Q5和Q6使它們的基極被連接至Q3的集電極，這將添加由Q3分支中的被附接至NMOS器件M10的漏極的二極管連接的PMOS器件M5看到的電流，如在等式6中所顯示的。由于Q1、Q3、Q5和Q6的集電極電流相等(歸因于所述誤差放大器OA2)，針對(duì)所述輸出PTAT電流的結(jié)果表達(dá)式在等式7中被給出，所述等式7顯示了歸因于有限β的影響可以在對(duì)面積和功率非常小的影響的情況下被完全抵消和消除。

等式6：

$I_{PTAT}=I_{C3}+\frac{I_{C5}}{\mathrm{\β}}+\frac{I_{C6}}{\mathrm{\β}}=I_{C3}(1+\frac{2}{\mathrm{\β}})$

等式7：

現(xiàn)在參考圖6，電流模式帶隙基準(zhǔn)集成電路330C包括：六個(gè)BJT晶體管(Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6)；九個(gè)p－通道金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件(M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8和M9)；兩個(gè)運(yùn)算放大器(誤差放大器OA1和誤差放大器OA2)；以及四個(gè)電阻器(R1、R2a、R2b和R3)。器件M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8和M9在此處被稱為“PMOS器件”。在一些實(shí)施例中，M1、M2、M3、M4、M5和M6是中間電壓器件。集成電路330C與集成電路330B相似，除了集成電路330B的NMOS器件的消除，誤差放大器OA2的反相和非反相輸入的倒轉(zhuǎn)，以及至M5的端子的連接的一些重配置。這些改變相對(duì)于集成電路330B減少了針對(duì)集成電路330C的部件計(jì)數(shù)和布線面積要求。存在于集成電路330B中的NMOS器件的消除允許集成電路330C與集成電路330B相比在更低的供給 電壓處操作。在一些實(shí)施例中，不存在對(duì)于集成電路330C中的供給電壓VDD可以多低的實(shí)際限制，只要它大于Q3的VCE(其在所描述的電路中也是Q1的VBE)。

如所描繪的，M1、M2、M3和M4中的每一個(gè)的主體和源極與VDD耦合，所述VDD在一些實(shí)施例中可以是1.8V。在其它實(shí)施例中，VDD可以是1V。在又另外的實(shí)施例中，VDD可以在0V和1V之間，諸如0.7V。M1的柵極與OA1的輸出、M2的柵極、M3的柵極以及M4的柵極耦合。M1的漏極與誤差放大器OA1的反相輸入、Q1的集電極、Q1的基極、Q3的基極、誤差放大器OA2的反相輸入以及電阻器R2a的第一側(cè)耦合。M2的漏極與誤差放大器OA1的非反相輸入耦合，耦合至電阻器R1的第一側(cè)，以及耦合至電阻器R2b的第一側(cè)。M3的漏極與電阻器R3的第一側(cè)耦合并且也提供基準(zhǔn)帶隙電壓vbg的輸出。M4的漏極提供ZTC電流iflat作為輸出。電阻器R2a、R2b和R3中的每一個(gè)的第二側(cè)被耦合至接地。所述主體和源極在M5上以及M6、M7、M8和M9上被接合，并且每個(gè)所接合的主體和源極與VDD耦合。M5的柵極與誤差放大器OA2的輸出以及M6的柵極耦合。M7的柵極和漏極在二極管配置中與Q5的集電極耦合。M8的柵極和漏極在二極管配置中與Q6的集電極耦合。M9的柵極和漏極在二極管配置中與Q4的集電極耦合。M6的漏極提供與絕對(duì)溫度成比例的電流iptat作為輸出。電阻器R1的第二側(cè)與Q2的集電極以及Q2和Q4的基極耦合。Q1的基極與Q1的集電極、Q3的基極、以及誤差放大器OA2的反相輸入耦合；并且Q1和Q3構(gòu)成第一對(duì)BJT晶體管。Q2的基極與Q4的基極耦合；并且Q2和Q4構(gòu)成第二對(duì)BJT晶體管。Q3的集電極被耦合至PMOS器件M5的漏極、Q5和Q6的基極以及誤差放大器OA2的非反相輸入。OA2的輸出被耦合至M5和M6的柵極。Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6的發(fā)射極被耦合至接地。從Q3和Q4的所接合的集電極輸出與絕對(duì)溫度成比例的電壓vptat。這也固有地提供通過(guò)M6的漏極而被鏡像輸出的PTAT電流。

Q1和Q2提供對(duì)于產(chǎn)生所述ZTC電流和所述帶隙電壓所需要的 VBE電壓。Q1跨越其端子具有由誤差放大器OA1設(shè)置在Vx和Vy處的VBE電壓。Q2有意地大于Q1以減小其VBE電壓，由此Vy和Q2的集電極之間的差異是Q1和Q2的VBE中的差異。到R1中的DeltaVBE是PTAT電流，并且到R2B中的VBE是CTAT電流。這兩個(gè)電流在節(jié)點(diǎn)vx和vy處被求和以產(chǎn)生所述ZTC電流。晶體管Q3和Q4分別是Q1和Q2的鏡像。由于晶體管M3正在源發(fā)所述ZTC電流，將此電流安置為跨越電阻器R3將給出平坦的電壓，其是帶隙電壓vbg。應(yīng)被注意的是：在圖6中，這可以是1V以下帶隙電壓(即＞0V并且＜1V)，通過(guò)選擇電阻器R3的大小，此帶隙電壓可以被調(diào)整至期望的值。

晶體管M1和M2充當(dāng)電流源，其起作用以向它們分別被附接到其上的分支(分別被鏡像輸出到Q3和Q4上的Q1分支和Q2分支)供給恒定電流。晶體管M3和M4也充當(dāng)具有與所述ZTC電流相等的電流的電流源。OA1是誤差放大器，其起作用以使所述反相和非反相輸入上的節(jié)點(diǎn)電壓Vx和Vy相等，以等于Q1的VBE電壓。應(yīng)被理解的是：Q1：Q3的大小的比率與Q2：Q4的大小的比率相同；這在圖5中被表示為M：p。所述符號(hào)M和p上面在等式2、3和4中被描述。進(jìn)一步被理解的是：晶體管Q1和Q2的大小之間的關(guān)系是1：n關(guān)系，并且晶體管Q3和Q4的大小的比率遵循相同的1：n關(guān)系。

誤差放大器OA2操作為通過(guò)保持其反相和非反相輸入上的電壓相等而確保Q1和Q3的集電極電壓是相同的。誤差放大器OA2進(jìn)一步操作為確保Q5和Q6的基極電壓必須等于Q1和Q3的基極電壓。由于Q1使其集電極和基極短接在一起，這意味著Q3的集電極電壓也與Q1的基極和集電極電壓相同。

可以用CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)圖6中的電路。上面描述的等式1－5也可適用于圖6的BJT，Q1、Q2、Q3和Q4。

如前面所描述的，圖6示出了生成PTAT和ZTC電流并且能夠用在1V或1V以下的供給電壓VDD(即VDD在0V以上并且小于或等于1V)來(lái)進(jìn)行操作的電流模式帶隙基準(zhǔn)集成電路330C的附加的實(shí)施 例。為了補(bǔ)償由等式5驅(qū)動(dòng)的PTAT電流中的失配，集成電路330C在Q1和Q3的集電極端子之間添加誤差放大器OA2。誤差放大器OA2驅(qū)動(dòng)PMOS器件M5，其漏極被連接至Q3的集電極，這迫使了條件V_CE1＝V_CE3。只要這是真的，并且基極－發(fā)射極電壓相等(通過(guò)設(shè)計(jì)它們是相等的)，通過(guò)Q1和Q3的集電極電流將是相等的。BJT、Q5和Q6使它們的基極被連接至Q3的集電極，這將添加由被附接至所述Q3分支的輸出的PMOS器件M5看到的電流，如在等式6中所顯示的。由于Q1、Q3、Q5和Q6的集電極電流相等(歸因于所述誤差放大器OA2)，針對(duì)所述輸出PTAT電流的結(jié)果表達(dá)式在等式7中被給出，所述等式7顯示了歸因于有限β的影響可以在對(duì)面積和功率非常小的影響的情況下被完全抵消和消除。圖6中的電路結(jié)構(gòu)不同于圖4和圖5中所示出的電路，主要是因?yàn)樗瞥薓5的二極管連接的PMOS。這以對(duì)于OA2所需的更復(fù)雜的設(shè)計(jì)(即，OA2需要比圖5中的OA2將會(huì)需要的功率和面積更多的功率和面積)為代價(jià)降低了最小可實(shí)現(xiàn)的供給電壓。

在集成電路330A、330B和330C中，帶隙電壓生成器至少由Q1、Q2、R1和R3形成并且操作為生成帶隙電壓vbg。特別地，到R3中的ZTC電流產(chǎn)生所述帶隙電壓vbg。

在集成電路330A、330B和330C中，零溫度系數(shù)(ZTC)電流生成器至少由Q1、Q2、R1、R2A和R2B加上M4形成并且操作為生成所述ZTC電流iflat。

在集成電路330A、330B和330C中，與絕對(duì)溫度成比例的電流(PTAT)電流生成器至少由Q1、Q2、R1、R2A、R2B加上Q3和Q4形成并且操作為生成所述PTAT電流iptat，其被從M6鏡像輸出。

在一些實(shí)施例中，如在集成電路330B和330C中所示出的，包括至少Q(mào)5和Q6的附加的Beta消除電路消除被從M6鏡像輸出的所述PTAT電流iptat中的任何Beta項(xiàng)。此Beta消除電路在一些實(shí)施例中可以進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)附加的部件，諸如M5、M7、M8和M9中的一個(gè)或多個(gè)。

此處所提出的實(shí)例被呈現(xiàn)以便最佳地解釋、描述特定的應(yīng)用，并且由此使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制作并且使用所描述的實(shí)例的實(shí)施例。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到：前面的描述和實(shí)例已被呈現(xiàn)，僅僅用于圖示和實(shí)例的目的。如所提出的描述不是意在是窮舉的或?qū)⑺鰧?shí)施例限制于所公開的精確形式。

遍及本文件對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”、“某些實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“各種實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”或相似術(shù)語(yǔ)的提及意指結(jié)合所述實(shí)施例所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，這樣的短語(yǔ)在遍及本說(shuō)明書的各個(gè)地方中的出現(xiàn)不一定全部指示相同的實(shí)施例。此外，特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以沒(méi)有限制地以任何合適的方式被組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例上。