溫度非相關(guān)的整合電壓源與電流源的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種整合電源，特別是涉及一種溫度非相關(guān)的整合電壓源與電流源。
【背景技術(shù)】
[0002]能隙電壓源(bandgap voltage source)是一種常用的電壓源,其輸出的參考電壓不受溫度的變化而影響，也即，其溫度系數(shù)(temperature coefficient)為零。雖然電流值與電壓值有一簡單的關(guān)系(也即，電流=電壓/電阻)，然而幾乎所有的電阻器的溫度系數(shù)都不會是零，因此，無法直接由溫度非相關(guān)的電壓源(例如能隙電壓源)得到溫度非相關(guān)的電流源。
[0003]由于傳統(tǒng)產(chǎn)生參考電壓與參考電流的方法不同，很難將兩者整合在一起。因此，若需要同時提供有電壓源及電流源，一般是分別設計電壓源電路與電流源電路，用以分別提供參考電壓與參考電流。但是，這樣的電路設計會占用相當?shù)碾娐访娣e，造成面積與功率消耗的浪費。
[0004]因此亟需提出一種溫度非相關(guān)的整合電壓源與電流源，用以改善傳統(tǒng)電壓源與電流源的缺點。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]鑒于上述，本發(fā)明實施例的目的之一在于提出一種溫度非相關(guān)的整合電壓源與電流源，其共享一主要電路而可分別提供溫度非相關(guān)的參考電壓與參考電流，因而節(jié)省大量的電路面積及功率消耗。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實施例，溫度非相關(guān)的整合電壓源與電流源包含正溫度系數(shù)電流源、電壓源電路分支及電流源電路分支。電壓源電路分支包含串接的至少一金屬氧化物半導體晶體管及雙極性接面晶體管，其中金屬氧化物半導體晶體管折疊耦接至正溫度系數(shù)電流源，使得流經(jīng)正溫度系數(shù)電流源的電流鏡射至電壓源電路分支。電流源電路分支包含串接的至少一金屬氧化物半導體晶體管及并接的電阻器與雙極性接面晶體管，其中金屬氧化物半導體晶體管折疊耦接至正溫度系數(shù)電流源，使得流經(jīng)正溫度系數(shù)電流源的電流鏡射至電流源電路分支。
【附圖說明】
[0007]圖1顯示本發(fā)明實施例的溫度非相關(guān)的整合電壓源與電流源的電路圖。
[0008]圖2A顯示圖1的整合電源的電壓源部分。
[0009]圖2B顯示圖1的整合電源的電流源部分。
[0010]圖2C顯示圖1的整合電源的正溫度系數(shù)電流源。
[0011]【符號說明】
[0012]11 正溫度系數(shù)電流源
[0013]12電壓源電路分支
[0014]13電流源電路分支
[0015]Pl?P8P型金屬氧化物半導體晶體管
[0016]NI?N6N型金屬氧化物半導體晶體管
[0017]Rl?R3電阻器
[0018]BI?B4雙極性接面晶體管
[0019]Vref電壓輸出
【具體實施方式】
[0020]圖1顯示本發(fā)明實施例的溫度非相關(guān)的整合電壓源與電流源(以下簡稱整合電源)的電路圖。圖2A顯示圖1的整合電源的電壓源部分，而圖2B顯示圖1的整合電源的電流源部分。
[0021]如圖1所示，本實施例的電壓源(圖2A)與電流源(圖2B)共享一正溫度系數(shù)電流源11，如圖2C所示。因此，本實施例的整合電源可節(jié)省大量的電路面積及功率消耗。圖2C所示的正溫度系數(shù)電流源11僅為例示，也可置換為其它具有正溫度系數(shù)的電流源。
[0022]在本實施例中，如圖2C所示，正溫度系數(shù)電流源11包含第一電路分支與第二電路分支，兩者并接。具體來說，第一電路分支從電源至接地依序串接有至少一P型金屬氧化物半導體(MOS)晶體管P1、P2，至少一 N型金屬氧化物半導體(MOS)晶體管N1、N2，電阻器Rl以及雙極性接面晶體管(例如PNP型晶體管，其基級接地)B1。其中，P型金屬氧化物半導體(MOS)晶體管P1、P2為二極管耦接型式，也即，將柵極與漏極互相電性耦接。第二電路分支從電源至接地依序串接有至少一 P型金屬氧化物半導體(MOS)晶體管P3、P4，至少一 N型金屬氧化物半導體(MOS)晶體管N3、N4以及雙極性接面晶體管(例如PNP型晶體管，其基級接地)B2。其中，N型金屬氧化物半導體(MOS)晶體管N3、N4為二極管耦接型式，也即，將柵極與漏極互相電性耦接。在本實施例中，第一電路分支的雙極性接面晶體管BI的面積為第二電路分支的雙極性接面晶體管B2的面積的倍數(shù)(其值大于一)。上述第一電路分支的金屬氧化物半導體(MOS)晶體管Pl、P2、N1、N2分別與第二電路分支的金屬氧化物半導體(MOS)晶體管P3、P4、N3、N4折疊(folding)耦接，也即，相應的柵極互相耦接。根據(jù)上述的正溫度系數(shù)電流源11，其流經(jīng)第一電路分支或第二電路分支的電流會隨溫度上升而上升，也即，具正溫度系數(shù)。
[0023]如圖2A所示整合電源的(非溫度相關(guān)的)電壓源，除了包含有正溫度系數(shù)電流源11，還包含電壓源電路分支12，其從電源至接地依序串接有至少一金屬氧化物半導體(MOS)晶體管(例如P型MOS晶體管)P5、P6，電阻器R2以及雙極性接面晶體管(例如PNP型晶體管，其基級接地)B3。其中，金屬氧化物半導體(M0S)晶體管P5、P6折疊耦接至正溫度系數(shù)電流源11，例如將柵極電性耦接至正溫度系數(shù)電流源11的P型金屬氧化物半導體(MOS)晶體管(P1、P2或P3、P4)的柵極，因而形成電流鏡(currentmirror)電路,使得流經(jīng)正溫度系數(shù)電流源11 (第一電路分支或第二電路分支)的電流鏡射至電壓源電路分支12。
[0024]根據(jù)上述的電壓源(圖2A)，流經(jīng)電壓源電路分支12的鏡射電流具正溫度系數(shù)，而雙極性接面晶體管B3具負溫度系數(shù)。通過調(diào)整電阻器Rl與R2的值，可于金屬氧化物半導體(MOS)晶體管P6與電阻器R2之間的節(jié)點處提供非溫度相關(guān)的(參考)電壓輸出Vref。由此，圖2A所示的電壓源形成一能隙電壓源，其不受溫度改變的影響。
[0025]如圖2B所示整合電源的(非溫度相關(guān)的)