[发明专利]启动电路及带隙电压产生装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用来启动一带隙电压产生电路的启动电路，尤其涉及一种根据该带隙电压产生电路的正温度系数电压差，以启动该带隙电压产生电路的启动电路。

背景技术

模拟电路应用中常使用不受温度变化影响的稳定参考电压源或电流源，来提供一参考电压或参考电流，以利监督电源或是其它电路的操作正确性，而带隙电压(Bandgap Voltage)产生装置即可达到此功能。为了要让带隙电压产生装置能够进行运作，通常会搭配一启动电路（Start-Up Circuit）来启动该带隙电压产生装置产生一带隙电压，并且在带隙电压被产生后，启动电路能自动地关闭以减少整体功率消耗。

举例来说，请参考图1，图1为现有的带隙电压产生装置10的示意图。带隙电压产生装置10包含有一启动电路102及一带隙电压产生电路100。带隙电压产生装置10是利用电流镜将正、负温度系数电流IP、IN相加，以得到零温度系数的带隙电压VBG。在此架构下，启动电路102的设计简单，系统电压VDD导通晶体管M0以导通晶体管M0’，以提供小量的电压于节点A上，藉此产生小量的正温度系数电流IP，如此即可启动带隙电压产生电路100。然而，如图1所示，带隙电压产生电路100包含有两个运算放大器，因此会分别提供各自的放大误差，劣化带隙电压VBG的准确度，使带隙电压VBG的正负温度系数比例不均，无法得到接近零温度系数的带隙电压VBG。

因此，为了增加带隙电压VBG的准确度，现有的技术提出了使用单一运算放大器的带隙电压产生装置。请参照图2A，图2A为现有的带隙电压产生电路200的示意图。带隙电压产生电路200中各组件的耦接方式如图2A所示，带隙电压产生电路200形成了一种稳定回授电路的架构，其是通过运算放大器OP比较其负输入端（节点A）及正输入端（节点B）的电压大小，在运算放大器OP的输出端控制晶体管M5、M6的导通程度，分别来调整节点A、B的电压VA、VB的大小。当带隙电压产生电路200达稳定平衡，表示电压VA、VB的大小不再改变，运算放大器OP即可根据其输出端的电压值，导通晶体管M7，以产生欲得的带隙电压VBG。

详细来说，流经晶体管M5的电流IM5可表示为流经电阻R2的电流IR2及流经晶体管Q1的电流IQ1的总合，即IM5=IR2+IQ1。其中，电流IR2及电流IQ1可分别表示为：

IR2=VBE1R2,]]>IQ1=VTklnNR3]]>

其中，N为晶体管Q1、Q2的射极面积（Emitter Area）的比例，即Q2：Q1=N：1。电压V_T（未绘于图中）是晶体管Q1的导通电压，其具有正温度系数。电压差VBE1是晶体管Q1的射－基极电压差，其具有负温度系数。因此，假设晶体管M5、M7具有相同尺寸（W/L比例相同），使得电流IM5与流经晶体管M7的电流IM7相等，则电流IM5、IM7可表示为：