专利名称：参考电压产生器的制作方法
参考电压产生器
才支术领i或
本发明是有关于一种参考电压产生器，且特别是有关于一种具有省电功 能的参考电压产生器。
背景技术：
传统参考电压产生器使用能隙参考电路来产生与绝对温度成比例
(Proportional to absolute temperature, PTAT)的能隙参考电压。由于能 隙参考电路的特性，能隙参考电压的范围是受到限制。当需要较高的参考电 压时，能隙参考电压是通过额外的运算放大器来输出。 一电阻串接着依据输 出的能隙参考电压来产生较高的参考电压。然而，运算放大器不仅十分耗电， 且在实现时需要相当大的IC面积。
发明内容
本发明是有关于一种参考电压产生器。此参考电压产生器，毋须使用运 算放大器，即可输出高于能隙参考电压的参考电压。本发明的参考电压产生 器是较省电，且实现此参考电压产生器的电路所需的IC空间较小。因此，应 用与制造本发明的参考电压产生器所需的成本即可有效降低。
根据本发明的第一方面，提出一种参考电压产生器，包括能隙参考电路、 电平移位电路与分压器。能隙参考电路包括电流产生器与第 一双极结型晶体 管。电流产生器输出参考电流。参考电流是通过第一电阻流入双极结型晶体 管的射极，晶体管的集极与基极是接地，使得能隙参考电压得以于电流产生 器与第一电阻间输出，且使得第一偏压电压得以于晶体管的射极端输出。电 平移位电路耦接至能隙参考电路，并输出第二偏压电压。第二偏压电压是高 于第一偏压电压，且不等于能隙参考电压。分压器耦接于第二偏压电压与能 隙参考电压之间，并输出其间的参考电压。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合 所附图式，作详细说明如下。
图2绘示依照本发明另一实施例的参考电压产生器的电路图。 [主要元件标号说明]
110、210:能隙参考电路
111、211:电流产生器
112、121、212、 221、 222:双极结型晶体管
113、122、131、 132、 223、231、 232:电阻
120、220:电平移位电路
130、230:分压器
具体实施例方式
图1绘示依照本发明实施例的参考电压产生器的电路图。请参考图1。
参考电压产生器100包括能隙参考电路110、电平移位电路120与分压器130。 能隙参考电路110包括电流产生器111与双极结型晶体管112。电流产生器 lll输出参考电流Ir。参考电流Ir通过电阻113流入晶体管112的射极。晶 体管112的基极与集极均接地。第一偏压电压Vl是于晶体管112的射极输出。 能隙参考电压Vr是于电流产生器111与电阻113之间输出。
电平移位电路120是耦接至能隙参考电路110，并用以产生高于偏压电 压VI且不等于能隙参考电压Vr的偏压电压V2。分压器130是耦接于偏压电 压V2与能隙参考电压Vr之间，并于其间输出参考电压Vo。
在本发明实施例中，电平移位电路120包括双极结型晶体管121与电阻 122。晶体管121的基极耦接至晶体管112的射极，以接收偏压电压VI。晶 体管121的集极是接地。如此，高于偏压电压VI的内部电压Vi是于晶体管 122的集极输出。电阻122的一端接收内部电压Vi,并于另一端输出偏压电 压V2。
分压器130可以是高阻抗的电阻串或是高阻抗的可变电阻。在本发明实 施例中，高阻抗电阻串包括电阻131与132,用以对能隙参考电压Vr与偏压 电压V2间的电压进行分压，以输出参考电压Vo。电阻131与132的电阻值 为可调整，以输出适当的参考电压。电流产生器110为与绝对温度成比例(Proportional to absolute temperature, PTAT)的电流产生器。由能隙参考电路11 0所输出的能隙参考 电压Vr与环境温度相关性很低。在本发明实施例中，通过调整电阻122的电 阻值，电平位移电路120可较佳地输出等于能隙参考电压Vr的两倍的偏压电 压V2，使得参考电压Vo实质上对环境温度的变化不敏感。
举例来说，由能隙参考电路110所输出的能隙参考电压Vr通常大约为 1.25V。通过调整电阻122的电阻值，由电平移位电路120所产生的偏压电压 V2可调整至大约为2. 5V,即能隙参考电压Vr的两倍。所得到的参考电压V。 即介于1.25V与2.5V之间。此参考电压Vo是实质上对环境温度不敏感。
依据本发明实施例的参考电压产生器，毋须使用运算放大器，即可输出 高于能隙参考电压的参考电压。本发明实施例的参考电压产生器，在电路中 仅需四条电流路径。因此，相较于传统参考电压产生器，本发明实施例的参 考电压产生器所消耗的能量较低，且在实现此参考电压产生器时，所需的IC 空间也较小。
另一实施例的参考电压产生器的电路图。请参考图2。参考电压产生器200 用以产生高于参考电压产生器100所产生的参考电压Vo的参考电压Vo'。参 考电压产生器200与100的不同之处在于电平移位电路220,与其电源电压 VDD。
电平移位电路220包括双极结型晶体管221、 222与电阻223。晶体管221 的基极是耦接晶体管222的射极，以接收偏压电压VI，，晶体管221的集极 是接地，以于其射极端输出高于偏压电压VI，的内部电压Vil。
晶体管222的基极是耦接至晶体管221的射极，以接收内部电压Vil, 晶体管222的集极是接地，以于晶体管222的射极输出高于内部电压Vil的 内部电压Vi2。
电阻223的一端接收内部电压Vi2,于另一端输出偏压电压V2'。分压器 2 30对能隙参考电压Vr与偏压电压V2，间的电压进行分压，并据以输出参考 电压Vo，。
由于偏压电压V2'是经由两个晶体管221与222的射极与基极间的跨压 而得到，而参考电压产生器100的偏压是仅经由一个晶体管121的射极与基 极间的跨压而得到，因此偏压电压V2，是高于偏压电压V2。因此，参考电压产生器200可产生高于参考电压Vo的参考电压Vo'。
参考电压产生器200的电源电压VDD是高于参考电压产生器100的电源 电压Vdd，以产生高于偏压电压V2的偏压电压V2'。
同样地，电流产生器210为与绝对温度成比例(PTAT)的电流产生器。能 隙参考电压Vr'与环境温度的相关性很低。在本发明实施例中，通过调整电 阻223的电阻值，电平移位电路220可较佳地输出等于能隙参考电压Vr'的 三倍的偏压电压V2',使得参考电压Vo，实质上对于环境温度的变化不敏感。
举例来说，由能隙参考电路210所输出的能隙参考电压Vr'大约为1. 25V。 由电平移位电路220所产生的偏压电压V2'是被调整成大约为3. 75V，亦即 能隙参考电压的三倍。参考电压Vo,是介于1.25V与3. 75V之间。参考电压 Vo'是较适于某些应用，且实质上对环境温度的变化不敏感。
电平移位电路120与220分别包括一个与两个双极结型晶体管，以得到 较高的偏压电压V2与V2，，以输出较高的参考电压。在实际应用上，电平移 位电路可包括更多双极结型晶体管来产生更高的参考电压。由电平移位电路 所输出的偏压电压可以是能隙参考电压的N倍，使得参考电压为与绝对温度 成比例。其中，N为正整数。
依据本发明两实施例的参考电压产生器，毋须运算放大器，即可输出高 于能隙参考电压的参考电压。此参考电压产生器是较省电。且在实现此参考 电压产生器时，所需的IC空间亦较小。因此，使用与制造此参考电压产生器 所需的成本即可有效降低。
综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定 本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和 范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附的权 利要求范围所界定者为准。
权利要求
1.一种参考电压产生器，包括能隙参考电路，包括电流产生器，用以输出参考电流；及第一双极结型晶体管，该参考电流是通过第一电阻流入其射极，其集极与其基极是接地，使得能隙参考电压得以于该电流产生器与该第一电阻间输出，且使得第一偏压电压得以于该第一双极结型晶体管的射极端输出；电平移位电路，用以耦接至该能隙参考电路，并输出高于该第一偏压电压且不等于该能隙参考电压的第二偏压电压；以及分压器，用以耦接于该第二偏压电压与该能隙参考电压之间，并输出其间的参考电压。
2. 根据权利要求1所述的参考电压产生器，其中该电平移位电路还包括 第二双极结型晶体管，其基极接收该第一偏压电压，其集极是接地，以于其射极输出高于该第一偏压电压的内部电压；以及第二电阻，用以于其一端接收该内部电压，于其另一端输出该第二偏压电压。
3. 根据权利要求2所述的参考电压产生器，其中，该第二偏压电压为该能隙参考电压的两倍高。
4. 根据权利要求1所述的参考电压产生器，其中，该电平移位电路还包括第二双极结型晶体管，其基极接收该第一偏压电压，其集极接地，以于 其射极输出高于该第一偏压电压的第一内部电压；第三双极结型晶体管，其基极接收该第一内部电压，其集极接地，以于 其射极输出高于该第一内部电压的第二内部电压；以及第二电阻，用以于其一端接收该第二内部电压，并于其另一端输出该第 二偏压电压。
5. 根据权利要求4所述的参考电压产生器，其中，该第二偏压电压为该能隙参考电压的三倍高。
6. 根据权利要求1所述的参考电压产生器，其中，该分压器为高阻抗的 电阻串。
7. 根据权利要求1所述的参考电压产生器，其中，该分压器为高阻抗的 可变电阻。
8. 根据权利要求1所述的参考电压产生器，其中，该电流产生器为与绝 对温度成比例的电流产生器。
9. 根据权利要求1所述的参考电压产生器，其中，该第二偏压电压为该 能隙参考电压的N倍高，使得该参考电压为与绝对温度成比例的参考电压， 其中N为正整数。
全文摘要
一种参考电压产生器，包括能隙参考电路、电平移位电路与分压器。能隙参考电路包括电流产生器与第一双极结型晶体管。电流产生器输出参考电流。参考电流是通过第一电阻流入第一双极结型晶体管的射极，第一双极结型晶体管的集极与基极是接地，使得能隙参考电压于电流产生器与第一电阻间输出，并使得第一偏压电压于第一双极结型晶体管的射极输出。电平移位电路耦接至能隙参考电路并输出高于第一偏压电压且不等于能隙参考电压的第二偏压电压。分压器耦接于第二偏压电压与能隙参考电压间，并输出其间的参考电压。
文档编号G05F1/56GK101315566SQ20081009871
公开日2008年12月3日 申请日期2008年5月30日 优先权日2007年5月30日
发明者王惠民 申请人:奇景光电股份有限公司