專利名稱：精確參考電壓產(chǎn)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及參考電壓的產(chǎn)生電路。特別地，它涉及一種帶反饋環(huán)路的參考電壓的 產(chǎn)生電路，該反饋環(huán)路迫使從該參考電壓下取出的兩個(gè)參考電壓相等的方法，產(chǎn)生一種與 電路的工藝、電壓、溫度三個(gè)參數(shù)基本無(wú)關(guān)參考電壓，從而得到比較精確的參考電壓，實(shí)現(xiàn) 一種精度極高的參考電壓產(chǎn)生器。
背景技術(shù)：
眾所周知的一種常用的參考電壓的產(chǎn)生電路如圖1所示，它是帶隙基準(zhǔn)參考電壓 的產(chǎn)生電路，運(yùn)算放大器放大了圖1中的X和Y兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓差，輸出后又反饋回來(lái)，從 而使X點(diǎn)和Y點(diǎn)穩(wěn)定在近似相等的電壓，基準(zhǔn)參考電壓從運(yùn)算放大器的輸出端得到。理想 情況下，其輸出參考電壓的表達(dá)式為 其中Vbe2是Q2的基極-發(fā)射極電壓差，或者就叫基極電壓，Vt是絕對(duì)溫度電壓，是 個(gè)常數(shù)，η是Q2發(fā)射區(qū)面積與Ql發(fā)射區(qū)面積的比值。然而由于實(shí)際情況中運(yùn)算放大器存 在失調(diào)電壓V,從而使圖1所示電路變成圖2所示電路，其輸出參考電壓的表達(dá)式變?yōu)?運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓Vre是隨著工藝、電壓、溫度變化而變化的，因此，由于失調(diào) 電壓Vre的存在，使輸出的帶隙基準(zhǔn)電壓Vout的精度受到嚴(yán)重影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決前述這個(gè)問(wèn)題而提出的，本發(fā)明提出了一種抑制帶隙基準(zhǔn)中 的失調(diào)電壓Vre的電路，實(shí)現(xiàn)一種精度極高的參考電壓產(chǎn)生器。本發(fā)明提供的精確參考電 壓產(chǎn)生器的基本結(jié)構(gòu)包括第一分壓電路DV1，它的輸入端與信號(hào)VREF相連；第二比較器 C0MP2，它的第一輸入端與所述第一分壓電路DVl的第一輸出端相連，它的第二輸入端與所 述第一分壓電路DVl的第二輸出端相連；第三時(shí)鐘發(fā)生器CLKGEN3，它的一個(gè)輸出端與所述 第二比較器C0MP2的第三輸入端相連，它的另一個(gè)輸出端與 述第二比較器C0MP2的第四 輸入端相連，它的第三個(gè)輸出端與所述第二比較器C0MP2的第五輸入端相連，它的第四個(gè)輸出端與所述第二比較器C0MP2的第六輸入端相連；第四脈沖_電平轉(zhuǎn)換器PVGEN4，它的 一個(gè)輸入端與所述第二比較器C0MP2的一個(gè)輸出端相連，它的另一個(gè)輸入端與所述第二比 較器C0MP2的另一個(gè)輸出端相連；第五緩沖器BUFF5，它的一端與所述第四脈沖-電平轉(zhuǎn)換 器PVGEN4的輸出端相連，它的另一端與所述信號(hào)VREF相連。圖3為顯示本發(fā)明精確參考 電壓產(chǎn)生器的基本功能結(jié)構(gòu)圖。所述第一分壓電路DVl，包括第六電阻R6，它的一端與所述精確參考電壓產(chǎn)生器 的輸入端相連，它的另一端與所述精確參考電壓產(chǎn)生器的第一輸出端相連；第七電阻R7， 它的一端與所述精確參考電壓產(chǎn)生器的輸入端相連，它的另一端與所述精確參考電壓產(chǎn)生 器的第二輸出端相連；第八電阻R8，它的一端與所述精確參考電壓產(chǎn)生器的第一輸出端相 連；第九單倍穩(wěn)壓器Z9，它的一端與所述第八電阻R8的另一端相連，它的另一端與地相連； 第十多倍穩(wěn)壓器Z10，它的一端與所述精確參考電壓產(chǎn)生器的第二輸出端相連，它的另一端 與地相連。圖4為顯示本發(fā)明精確參考電壓產(chǎn)生器中第一分壓電路DVl基本功能電路圖。所述第九單倍穩(wěn)壓器Z9，它由一個(gè)負(fù)端接地的二極管組成，或者由多個(gè)二極管串 聯(lián)組成，或者由一個(gè)將基極和集電極接地的三極管組成，或者由多個(gè)三極管按特定方式組 成，而所述“多個(gè)三極管按特定方式組成”是這樣一種組成方式這些三極管的集電極都接 地，第一個(gè)三極管的發(fā)射極與所述第八電阻R8的一端相連，第一個(gè)三極管的基極與第二個(gè) 三極管的發(fā)射極串聯(lián)，第二個(gè)三極管的基極再與第三個(gè)三極管的發(fā)射極串聯(lián)，…，最后一個(gè) 三極管的基極接地。圖5為顯示本發(fā)明精確參考電壓產(chǎn)生器中第一分壓電路DVl的第九單 倍穩(wěn)壓器Z9的多種電路結(jié)構(gòu)形式。所述第十多倍穩(wěn)壓器Z10，它的組成方式與所述第九單倍穩(wěn)壓器Z9的組成方式類 似，不過(guò)將所述第九單倍穩(wěn)壓器Z9的單個(gè)二極管或單個(gè)三極管由N (N為大于1的自然數(shù)) 個(gè)二極管并聯(lián)的電路或由N(N為大于1的自然數(shù))個(gè)三極管并聯(lián)的電路代替，就得到所述 第十多倍穩(wěn)壓器ZlO的電路結(jié)構(gòu)。圖6為顯示本發(fā)明精確參考電壓產(chǎn)生器中第一分壓電路 DVl的第十多倍穩(wěn)壓器ZlO的多種電路結(jié)構(gòu)形式，其中Ii^m2, . .，，mn+1，為大于1的自然數(shù)。所述第二比較器C0MP2的第一輸入端的輸入信號(hào)與第二輸入端的輸入信號(hào)，在所 述第三時(shí)鐘發(fā)生器CLKGEN3產(chǎn)生的兩相不交疊時(shí)鐘信號(hào)高低電平作用下(如果采用CMOS 管作開(kāi)關(guān)管，則產(chǎn)生四相不交疊時(shí)鐘信號(hào))，在所述第二比較器C0MP2的兩個(gè)輸入端之間 不斷相互交換，交替輸入到所述第二比較器C0MP2的兩個(gè)輸入端，并通過(guò)所述第二比較器 C0MP2進(jìn)行比較而產(chǎn)生脈沖輸出；所述第四脈沖_電平轉(zhuǎn)換器PVGEN4接收到所述第二比較 器C0MP2的兩個(gè)輸出端的脈沖信號(hào)，將其脈沖的高度和寬度轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的幅度平緩的電壓 電平；所述第五緩沖器BUFF5接收到所述第四脈沖-電平轉(zhuǎn)換器PVGEN4產(chǎn)生的電壓電平， 并將它驅(qū)動(dòng)輸出給所述信號(hào)VREF端；所述第一分壓電路DVl將所述信號(hào)VREF進(jìn)行分壓，產(chǎn) 生兩個(gè)分壓輸出參考信號(hào)，并輸入到比較器的兩個(gè)輸入端，當(dāng)這兩個(gè)分壓輸出參考信號(hào)基 本相等時(shí)，所述第二比較器C0MP2產(chǎn)生占空比極小的脈沖輸出，甚至不產(chǎn)生脈沖輸出，整個(gè) 電路進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，所述第五緩沖器BUFF5輸出精確的參考電壓信號(hào)VREF。所述第二比較器C0MP2的電路結(jié)構(gòu)是任意結(jié)構(gòu)的電壓比較電路，它能在兩相不交 疊時(shí)鐘信號(hào)高低電平作用下(如果采用CMOS管作開(kāi)關(guān)管，則產(chǎn)生四相不交疊時(shí)鐘信號(hào))，使 其兩個(gè)輸入端的信號(hào)之間不斷相互交換，并進(jìn)行比較而產(chǎn)生脈沖輸出。所述第三時(shí)鐘發(fā)生器CLKGEN3是任意結(jié)構(gòu)的振蕩器，并能產(chǎn)生兩相不交疊時(shí)鐘信號(hào)(如果采用CMOS管作開(kāi)關(guān)管，則產(chǎn)生四相不交疊時(shí)鐘信號(hào))。所述第四脈沖-電平轉(zhuǎn)換器PVGEN4是將其脈沖寬度轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電壓電平電路， 或者是脈寬調(diào)制電路，或者是電荷泵電路，它們的輸出接一個(gè)有源或者無(wú)源低通濾波器，圖 7為顯示本發(fā)明精確參考電壓產(chǎn)生器中第四脈沖-電平轉(zhuǎn)換器PVGEN4的多種電路結(jié)構(gòu)形 式。所述第五緩沖器BUFF5由一個(gè)單位增益的運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)，或者由一個(gè)射極跟隨 器實(shí)現(xiàn)，或者由一個(gè)射極跟隨三極管實(shí)現(xiàn)，或者由一個(gè)源極跟隨三極管實(shí)現(xiàn)，或者由一個(gè)具 有單位增益跟隨功能的電路實(shí)現(xiàn)。圖8為顯示本發(fā)明精確參考電壓產(chǎn)生器中第五緩沖器 BUFF5的多種電路結(jié)構(gòu)形式。本發(fā)明精確參考電壓產(chǎn)生器提供的帶隙基準(zhǔn)參考電壓產(chǎn)生電路的基本結(jié)構(gòu)與圖1 所示的傳統(tǒng)的帶隙基準(zhǔn)參考電壓產(chǎn)生電路結(jié)構(gòu)有很大不同，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)采用運(yùn)算放大器放 大了圖1中的X和Y兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓差，輸出后又反饋回來(lái)，使X點(diǎn)和Y點(diǎn)穩(wěn)定在近似相等 的電壓，在運(yùn)算放大器的輸出端得到所述信號(hào)VREF ；而在本發(fā)明提供的帶隙基準(zhǔn)參考電壓 產(chǎn)生電路的基本結(jié)構(gòu)中，采用比較器檢測(cè)X和Y兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓差，輸出對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)， 再通過(guò)脈沖_電平轉(zhuǎn)換器將其脈沖的高度和寬度轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的幅度平緩的電壓電平，最后 通過(guò)緩沖器將它驅(qū)動(dòng)輸出給所述信號(hào)VREF端。本發(fā)明第一實(shí)施例之基本結(jié)構(gòu)的精確參考電壓產(chǎn)生器如圖9所示，在該圖中，所 述第二比較器的第一輸入端接所述第一分壓電路DVl的第一輸出端Y，再通過(guò)開(kāi)關(guān)Kl和開(kāi) 關(guān)K2分別接到比較器核的兩個(gè)輸入端，所述第二比較器的第二輸入端接所述第一分壓電 路DVl的第二輸出端X，再通過(guò)開(kāi)關(guān)K3和開(kāi)關(guān)K4分別接到比較器核的兩個(gè)輸入端；所述第 三時(shí)鐘發(fā)生器CLKGEN3產(chǎn)生的四相不交疊時(shí)鐘信號(hào)Ql和Q2、Q3和Q4分別控制所述第二比 較器的開(kāi)關(guān)Kl和開(kāi)關(guān)K4、開(kāi)關(guān)K2和開(kāi)關(guān)K3，其中時(shí)鐘信號(hào)Q1、Q2、Q3、Q4的時(shí)序關(guān)系如圖 10所示；所述第四脈沖-電平轉(zhuǎn)換器PVGEN4由一個(gè)電荷泵電路，再接一個(gè)有源或者無(wú)源低 通濾波器組成，它接收到所述第二比較器C0MP2的兩個(gè)輸出端的脈沖信號(hào)，分別控制它的 恒流源開(kāi)關(guān)K5和K6，再通過(guò)它的低通濾波器，將其脈沖的高度和寬度轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的幅度平 緩的電壓電平；所述第五緩沖器BUFF5是由一個(gè)N型MOS管或者一個(gè)N型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶 體管構(gòu)成，其漏極接電源，而其柵極接收到所述第四脈沖_電平轉(zhuǎn)換器PVGEN4產(chǎn)生的電壓 電平，再通過(guò)源極將它驅(qū)動(dòng)輸出給所述信號(hào)VREF端。在本發(fā)明第二實(shí)施例之基本結(jié)構(gòu)的精確參考電壓產(chǎn)生器如圖11所示，在該圖中， 所述第一分壓電路DVl將所述信號(hào)VREF進(jìn)行分壓，所述第九單倍穩(wěn)壓器Z9采用圖5f所 示的結(jié)構(gòu)，所述第十多倍穩(wěn)壓器ZlO采用圖6f所示的結(jié)構(gòu)；所述第四脈沖-電平轉(zhuǎn)換器 PVGEN4由一個(gè)脈寬調(diào)制電路，再接一個(gè)有源或者無(wú)源低通濾波器組成；所述第五緩沖器 BUFF5是由一個(gè)輸出端與負(fù)極輸入端直接相連運(yùn)算放大器構(gòu)成，形成單位增益驅(qū)動(dòng)電路，以 驅(qū)動(dòng)輸出信號(hào)VREF端。另外，根據(jù)本說(shuō)明書(shū)和說(shuō)明書(shū)附圖，以及本領(lǐng)域的常識(shí)，本發(fā)明的每個(gè)功能電路模 塊都有許多電路形式和結(jié)構(gòu)，它們的組合能形成很多具體實(shí)施例子，本說(shuō)明書(shū)不再在此具 體列舉，但是只要采用本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，就屬于本發(fā)明權(quán)利包括的范圍。


參照附圖會(huì)更好地理解下面公開(kāi)的本發(fā)明，其中圖1為傳統(tǒng)的帶隙基準(zhǔn)參考電壓產(chǎn)生電路2為實(shí)際的傳統(tǒng)的帶隙基準(zhǔn)參考電壓產(chǎn)生電路3為顯示本發(fā)明精確參考電壓產(chǎn)生器的基本功能結(jié)構(gòu)4為顯示本發(fā)明精確參考電壓產(chǎn)生器中第一分壓電路DVl基本功能電路5為顯示本發(fā)明精確參考電壓產(chǎn)生器中第一分壓電路DVl的第九單倍穩(wěn)壓器Z9 的多種電路結(jié)構(gòu)形式圖6為顯示本發(fā)明精確參考電壓產(chǎn)生器中第一分壓電路DVl的第十多倍穩(wěn)壓器 ZlO的多種電路結(jié)構(gòu)形式，其中Hi1, m2，. . .，mn+1，為大于1的自然數(shù)圖7為顯示本發(fā)明精確參考電壓產(chǎn)生器中第四脈沖_電平轉(zhuǎn)換器PVGEN4的多種 電路結(jié)構(gòu)形式圖8為顯示本發(fā)明精確參考電壓產(chǎn)生器中第五緩沖器BUFF5的多種電路結(jié)構(gòu)形式圖9為顯示本發(fā)明第一實(shí)施例之基本結(jié)構(gòu)的精確參考電壓產(chǎn)生器的電路結(jié)構(gòu)功能10為顯示本發(fā)明第一實(shí)施例中的第三時(shí)鐘發(fā)生器CLKGEN3產(chǎn)生的四相不交疊 時(shí)鐘信號(hào)Q1、Q2、Q3、Q4的工作時(shí)序11為顯示本發(fā)明第二實(shí)施例之基本結(jié)構(gòu)的精確參考電壓產(chǎn)生器的電路結(jié)構(gòu)功 能圖
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在考察附圖，圖3為顯示本發(fā)明精確參考電壓產(chǎn)生器的基本功能結(jié)構(gòu)圖。如圖3 所示，本發(fā)明精確參考電壓產(chǎn)生器的基本功能包括第一分壓電路DV1，第二比較器C0MP2， 第三時(shí)鐘發(fā)生器CLKGEN3，第四脈沖-電平轉(zhuǎn)換器PVGEN4，第五緩沖器BUFF5，它的輸出端與 精確參考電壓產(chǎn)生器的輸出信號(hào)VREF相連。圖9為顯示本發(fā)明第一實(shí)施例之基本結(jié)構(gòu)的精確參考電壓產(chǎn)生器的電路結(jié)構(gòu)功 能圖。如圖9所示，所述第一分壓電路DVl對(duì)輸入?yún)⒖茧妷篤REF進(jìn)行分壓，其第一輸出端 是節(jié)點(diǎn)Y，其第二輸出端是節(jié)點(diǎn)X ；所述第二比較器的第一輸入端接節(jié)點(diǎn)Y，再通過(guò)開(kāi)關(guān)Kl 和開(kāi)關(guān)K2分別接到比較器核的兩個(gè)輸入端，所述第二比較器的第二輸入端接所述第一分 壓電路DVl的第二輸出端X，再通過(guò)開(kāi)關(guān)K3和開(kāi)關(guān)K4分別接到比較器核的兩個(gè)輸入端；所 述第三時(shí)鐘發(fā)生器CLKGEN3產(chǎn)生的兩相不交疊時(shí)鐘信號(hào)Ql和Q2分別控制所述第二比較 器的開(kāi)關(guān)Kl和開(kāi)關(guān)K4、開(kāi)關(guān)K2和開(kāi)關(guān)K3，其中時(shí)鐘信號(hào)Ql、Q2的時(shí)序關(guān)系如圖10所示； 在Ql為高電平期間，Q2為低電平，開(kāi)關(guān)Kl和開(kāi)關(guān)K4閉合，開(kāi)關(guān)K2和開(kāi)關(guān)K3斷開(kāi)，節(jié)點(diǎn)Y 的電壓通過(guò)開(kāi)關(guān)Kl進(jìn)入到所述第二比較器核的正輸入端，節(jié)點(diǎn)X的電壓通過(guò)開(kāi)關(guān)K4進(jìn)入 到所述第二比較器核的負(fù)輸入端；Ql從高電平下降到低電平后，Q2保持為低電平很小一段 時(shí)間，在此期間，開(kāi)關(guān)K1、K2、K3、K4斷開(kāi)，所述第二比較器核的正/負(fù)輸入端保持原來(lái)的電 壓；然后Q2從低電平上升到高電平，在Q2為高電平期間，Ql為低電平，開(kāi)關(guān)Κ2和開(kāi)關(guān)Κ3閉 合，開(kāi)關(guān)Kl和開(kāi)關(guān)Κ4斷開(kāi)，節(jié)點(diǎn)Y的電壓通過(guò)開(kāi)關(guān)Κ3進(jìn)入到所述第二比較器核的正輸入 端，節(jié)點(diǎn)X的電壓通過(guò)開(kāi)關(guān)Κ2進(jìn)入到所述第二比較器核的負(fù)輸入端；Q2從高電平下降到低 電平后，Ql保持為低電平很小一段時(shí)間，在此期間，開(kāi)關(guān)Κ1、Κ2、Κ3、Κ4斷開(kāi)，所述第二比較器核的正/負(fù)輸入端保持原來(lái)的電壓；然后Ql再?gòu)牡碗娖缴仙礁唠娖?，…。所述第四脈 沖-電平轉(zhuǎn)換器PVGEN4由一個(gè)電荷泵電路，再接一個(gè)有源或者無(wú)源低通濾波器組成，它接 收到所述第二比較器C0MP2的兩個(gè)輸出端的脈沖信號(hào)，分別控制它的恒流源開(kāi)關(guān)K5和K6。 在開(kāi)關(guān)K5閉合時(shí)，開(kāi)關(guān)K6保持?jǐn)嚅_(kāi)，反之亦然；在開(kāi)關(guān)K5和開(kāi)關(guān)K6之間，其中之一斷開(kāi) 時(shí)，另外一個(gè)可能閉合，也可能保持?jǐn)嚅_(kāi)，完全由所述第二比較器C0MP2的兩個(gè)輸出端的脈 沖信號(hào)決定。這個(gè)電荷泵電路的輸出通過(guò)一個(gè)低通濾波器，將其脈沖的高度和寬度轉(zhuǎn)換為 對(duì)應(yīng)的幅度平緩的電壓電平；所述第五緩沖器BUFF5是由一個(gè)N型MOS管或者一個(gè)N型絕緣 柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管構(gòu)成，其漏極接電源，而其柵極接收到所述第四脈沖_電平轉(zhuǎn)換器PVGEN4 產(chǎn)生的電壓電平，再通過(guò)源極將它驅(qū)動(dòng)輸出給所述信號(hào)VREF端。在整個(gè)系統(tǒng)環(huán)路達(dá)到穩(wěn)定 狀態(tài)時(shí)，節(jié)點(diǎn)Y和節(jié)點(diǎn)X之間的電壓差幾乎為零，完全消除了實(shí)際電路環(huán)境中所述第二比較 器C0MP2的兩個(gè)輸入端的失調(diào)電壓的影響，從而可以獲得表達(dá)式(1)所述的理想結(jié)果，從而 實(shí)現(xiàn)很高的參考電壓精度。下面參照?qǐng)D11，圖11為顯示本發(fā)明第二實(shí)施例之基本結(jié)構(gòu)的精確參考電壓產(chǎn)生 器的電路結(jié)構(gòu)功能圖。本發(fā)明第二實(shí)施例的精確參考電壓產(chǎn)生器的電路結(jié)構(gòu)功能圖，相對(duì) 本發(fā)明圖9顯示的第一實(shí)施例的精確參考電壓產(chǎn)生器的電路結(jié)構(gòu)功能圖而言，有3個(gè)不同 之處其一，在于在所述第一分壓電路DVl中的第九單倍穩(wěn)壓器Z9采用圖5f所示的結(jié)構(gòu)代 替圖5d所示的結(jié)構(gòu)，第十多倍穩(wěn)壓器ZlO采用圖6f所示的結(jié)構(gòu)代替圖6d所示的結(jié)構(gòu)；這 樣代替的結(jié)果是圖11所示本發(fā)明第二實(shí)施例之基本結(jié)構(gòu)的精確參考電壓產(chǎn)生器的整個(gè)環(huán) 路系統(tǒng)輸出參考電壓VREF的值，相對(duì)圖9所示的本發(fā)明第一實(shí)施例之基本結(jié)構(gòu)的精確參考 電壓產(chǎn)生器的整個(gè)環(huán)路系統(tǒng)輸出參考電壓VREF的值提高一倍，從而滿足不同的應(yīng)用場(chǎng)合 的需要。其二，所述第四脈沖_電平轉(zhuǎn)換器PVGEN4由圖7b所示的一個(gè)脈寬調(diào)制電路代替 圖7b所示的電荷泵電路，這樣代替的結(jié)果是所述第二比較器核的輸出只有一個(gè)，完全由脈 寬決定比較信號(hào)的差異，從而決定脈沖_電平轉(zhuǎn)換器的效果和性能；同時(shí)，導(dǎo)致第二實(shí)施例 之基本結(jié)構(gòu)的精確參考電壓產(chǎn)生器的所述第二比較器核的電路與第一實(shí)施例所述第二比 較器核的電路完全不同。其三，所述第五緩沖器BUFF5是圖Se所示的由一個(gè)輸出端與負(fù)極 輸入端直接相連運(yùn)算放大器構(gòu)成，形成單位增益驅(qū)動(dòng)電路，代替圖8c所示的由一個(gè)N型MOS 管或者一個(gè)N型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管構(gòu)成源極跟隨器，以驅(qū)動(dòng)輸出信號(hào)VREF端。如上所述，雖然本發(fā)明第一實(shí)施例的精確參考電壓產(chǎn)生器的結(jié)構(gòu)與第二實(shí)施例的 精確參考電壓產(chǎn)生器的結(jié)構(gòu)有比較大的差別，但由于整個(gè)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)相同，最后都將得 到同樣的效果，在工藝、電壓、溫度變化比較顯著的情況下實(shí)現(xiàn)很高的參考電壓精度。
權(quán)利要求
一種精確參考電壓產(chǎn)生器，包括第一分壓電路DV1，它的輸入端與信號(hào)VREF相連；第二比較器COMP2，它的第一輸入端與所述第一分壓電路DV1的第一輸出端相連，它的第二輸入端與所述第一分壓電路DV1的第二輸出端相連；第三時(shí)鐘發(fā)生器CLKGEN3，它的一個(gè)輸出端與所述第二比較器COMP2的第三輸入端相連，它的另一個(gè)輸出端與所述第二比較器COMP2的第四輸入端相連，它的第三個(gè)輸出端與所述第二比較器COMP2的第五輸入端相連，它的第四個(gè)輸出端與所述第二比較器COMP2的第六輸入端相連；第四脈沖 電平轉(zhuǎn)換器PVGEN4，它的一個(gè)輸入端與所述第二比較器COMP2的一個(gè)輸出端相連，它的另一個(gè)輸入端與所述第二比較器COMP2的另一個(gè)輸出端相連；第五緩沖器BUFF5，它的一端與所述第四脈沖 電平轉(zhuǎn)換器PVGEN4的輸出端相連，它的另一端與所述信號(hào)VREF相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述精確參考電壓產(chǎn)生器，其特征在于，所述第一分壓電路DV1，包括第六電阻R6，它的一端與所述精確參考電壓產(chǎn)生器的輸入端相連，它的另一端與所述 精確參考電壓產(chǎn)生器的第一輸出端相連；第七電阻R7，它的一端與所述精確參考電壓產(chǎn)生器的輸入端相連，它的另一端與所述 精確參考電壓產(chǎn)生器的第二輸出端相連；第八電阻R8，它的一端與所述精確參考電壓產(chǎn)生器的第一輸出端相連；第九單倍穩(wěn)壓器Z9，它的一端與所述第八電阻R8的另一端相連，它的另一端與地相連；第十多倍穩(wěn)壓器Z10，它的一端與所述精確參考電壓產(chǎn)生器的第二輸出端相連，它的另 一端與地相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述第一分壓電路DV1，其特征在于，所述第九單倍穩(wěn)壓器Z9，它 由一個(gè)負(fù)端接地的二極管組成，或者由多個(gè)二極管串聯(lián)組成，或者由一個(gè)將基極和集電極 接地的三極管組成，或者由多個(gè)三極管按特定方式組成，而所述“多個(gè)三極管按特定方式組 成”是這樣一種組成方式這些三極管的集電極都接地，第一個(gè)三極管的發(fā)射極與所述第八 電阻R8的一端相連，第一個(gè)三極管的基極與第二個(gè)三極管的發(fā)射極串聯(lián)，第二個(gè)三極管的 基極再與第三個(gè)三極管的發(fā)射極串聯(lián)，…，最后一個(gè)三極管的基極接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述第一分壓電路DV1，其特征在于，所述第十多倍穩(wěn)壓器Z10，它的 組成方式與所述第九單倍穩(wěn)壓器Z9的組成方式類似，不過(guò)將所述第九單倍穩(wěn)壓器Z9的單 個(gè)二極管或單個(gè)三極管由N(N為大于1的自然數(shù))個(gè)二極管并聯(lián)的電路或由N(N為大于1 的自然數(shù))個(gè)三極管并聯(lián)的電路代替，就得到所述第十多倍穩(wěn)壓器ZlO的電路結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述精確參考電壓產(chǎn)生器，其特征在于，所述第二比較器C0MP2的 第一輸入端的輸入信號(hào)與第二輸入端的輸入信號(hào)，在所述第三時(shí)鐘發(fā)生器CLKGEN3產(chǎn)生的 兩相不交疊時(shí)鐘信號(hào)高低電平作用下(如果采用CMOS管作開(kāi)關(guān)管，則所述第三時(shí)鐘發(fā)生器 CLKGEN3產(chǎn)生四相不交疊時(shí)鐘信號(hào))，在所述第二比較器C0MP2的兩個(gè)輸入端之間不斷相互 交換，交替輸入到所述第二比較器C0MP2的兩個(gè)輸入端，并通過(guò)所述第二比較器C0MP2進(jìn)行 比較而產(chǎn)生脈沖輸出；所述第四脈沖-電平轉(zhuǎn)換器PVGEN4接收到所述第二比較器C0MP2的兩個(gè)輸出端的脈沖信號(hào)，將其脈沖的高度和寬度轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的幅度平緩的電壓電平；所述 第五緩沖器BUFF5接收到所述第四脈沖-電平轉(zhuǎn)換器PVGEN4產(chǎn)生的電壓電平，并將它驅(qū)動(dòng) 輸出給所述信號(hào)VREF端；所述第一分壓電路DVl將所述信號(hào)VREF進(jìn)行分壓，產(chǎn)生兩個(gè)分壓 輸出參考信號(hào)，并輸入到比較器的兩個(gè)輸入端，當(dāng)這兩個(gè)分壓輸出參考信號(hào)基本相等時(shí)，所 述第二比較器C0MP2產(chǎn)生占空比極小的脈沖輸出，甚至不產(chǎn)生脈沖輸出，整個(gè)電路進(jìn)入穩(wěn) 定狀態(tài)，所述第五緩沖器BUFF5輸出精確的參考電壓信號(hào)VREF。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述精確參考電壓產(chǎn)生器，其特征在于，所述第二比較器C0MP2的 電路結(jié)構(gòu)是任意結(jié)構(gòu)的電壓比較電路；所述第三時(shí)鐘發(fā)生器CLKGEN3是任意結(jié)構(gòu)的振蕩 器，并能產(chǎn)生兩相不交疊時(shí)鐘信號(hào)(如果采用CMOS管作開(kāi)關(guān)管，則所述第三時(shí)鐘發(fā)生器 CLKGEN3產(chǎn)生四相不交疊時(shí)鐘信號(hào))；所述第四脈沖_電平轉(zhuǎn)換器PVGEN4是將其脈沖的高 度和寬度轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電壓電平電路，或者是脈寬調(diào)制電路，或者是電荷泵電路，它們的輸 出接一個(gè)有源或者無(wú)源低通濾波器；所述第五緩沖器BUFF5由一個(gè)單位增益的運(yùn)算放大器 實(shí)現(xiàn)，或者由一個(gè)射極跟隨器實(shí)現(xiàn)，或者由一個(gè)射極跟隨三極管實(shí)現(xiàn)，或者由一個(gè)源極跟隨 三極管實(shí)現(xiàn)，或者由一個(gè)具有單位增益跟隨功能的電路實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
一種通過(guò)采用由振蕩器產(chǎn)生的兩相不交疊時(shí)鐘控制的比較器，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的帶隙基準(zhǔn)參考電壓產(chǎn)生電路結(jié)構(gòu)中的運(yùn)算放大器，通過(guò)放大檢測(cè)帶隙基準(zhǔn)參考電壓產(chǎn)生電路結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓差，輸出與這個(gè)電壓差對(duì)應(yīng)電壓寬度和幅度的脈沖信號(hào)，再通過(guò)脈沖-電平轉(zhuǎn)換器將其脈沖的高度和寬度轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的幅度平緩的電壓電平，最后通過(guò)緩沖器將它驅(qū)動(dòng)輸出給信號(hào)VREF端，從而完全抑制傳統(tǒng)的運(yùn)算放大器和比較器中的失調(diào)電壓對(duì)輸出參考信號(hào)VREF的影響，實(shí)現(xiàn)很高的參考電壓精度。
文檔編號(hào)G05F1/46GK101930245SQ200910196938
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月10日
發(fā)明者曹先國(guó) 申請(qǐng)人:曹先國(guó)