[发明专利]一种参考电压产生电路

说明书

一种参考电压产生电路，包括：第一P型金属氧化物半导体晶体管、第一N型金属氧化物半导体晶体管、第二P型金属氧化物半导体晶体管以及第二N型金属氧化物半导体晶体管，其中：第一P型金属氧化物半导体晶体管的源极、栅极以及漏极分别耦接于第一节点、第二节点以及第三节点；第一N型金属氧化物半导体晶体管的源极、栅极以及漏极分别耦接于第四节点、第三节点以及第二节点；第二P型金属氧化物半导体晶体管的源极、栅极以及漏极分别耦接于第三节点、第四节点以及第二节点；以及第二N型金属氧化物半导体晶体管的源极、栅极以及漏极分别耦接于第二节点、第一节点以及第三节点。

技术领域

本发明涉及一种参考电压产生电路，且特别涉及一种具工艺及温度追踪机制的参考电压产生器。

背景技术

利用互补式金属氧化物半导体晶体管(complementary metal oxidesemiconductor；CMOS)技术所制造的电路(例如反相器)的速度，通常与包括工艺(manufacturing Process)、供应电压(supply Voltage)、接面温度(junctionTemperature)的PVT参数高度相关。和工艺与接面温度相较下，供应电压相对地较容易控制。因此，电路设计者通常选择调整电路的供应电压，以维持电路理想的速度。为了建立稳定的供应电压，常需要使用稳压器，其中供应电压利用闭环的方式控制，以追踪参考电压。在这样的情形下，电路设计者需要根据工艺和温度调整参考电压，以使供应电压可以为了电路进行调整，不论工艺和温度的变化如何均可维持其理想的速度。由于电路在较高的供应电压下工作的较快，提升参考电压(进而提升供应电压)是个可以有效弥补由于工艺及/或温度变化造成的速度下降的方法。然而，提高参考电压(进而提升供应电压)将增加功率消耗，而这是为了维持理想速度所需付出的代价。另一方面，降低参考电压(进而降低供应电压)将降低功率消耗。因此，当碰到速度由于工艺及/或温度变化而上升时，较佳的方式是降低参考电压(进而降低供应电压)。

互补式金属氧化物半导体晶体管的工艺有五个角落(corner)：典型-典型(typical-typical；TT)，其中N型金属氧化物半导体晶体管以及P型金属氧化物半导体晶体管在速度上都是典型；慢-慢(slow-slow；SS)，其中N型金属氧化物半导体晶体管以及P型金属氧化物半导体晶体管在速度上都是慢；快-快(fast-fast；FF)，其中N型金属氧化物半导体晶体管以及P型金属氧化物半导体晶体管在速度上都是快；快-慢(fast-slow；FS)，其中N型金属氧化物半导体晶体管在速度上是快，而P型金属氧化物半导体晶体管在速度上是慢；以及慢-快(slow-fast；SF)，其中N型金属氧化物半导体晶体管在速度上是慢，而P型金属氧化物半导体晶体管在速度上是快。较理想的是：在角落为慢-慢、快-慢以及慢-快时，将供应电压设定为较高(与典型-典型时的供应电压相较)，以确保N型金属氧化物半导体晶体管以及P型金属氧化物半导体晶体管可以至少与在典型-典型的角落时一样快，并且在角落为快-快时，将供应电压设定为较低(与典型-典型时的供应电压相较)，以降低功率消耗。如果供应电压是根据工艺角落以上述的方式设定，则供应电压是被认为具有工艺追踪的机制。

温度亦对金属氧化物半导体晶体管装置的速度有非常深的影响。N型金属氧化物半导体晶体管以及P型金属氧化物半导体晶体管在温度升高时，速度均会变慢，并在温度降低时变快。如果供应电压根据温度调整，以使N型金属氧化物半导体晶体管以及P型金属氧化物半导体晶体管可以在不论温度如何改变仍大致保持速度，则供应电压是被认为具有温度追踪的机制。

较理想的状况是能有具有工艺及温度追踪机制的参考电压，以使电路的供应电压同样具有工艺及温度追踪机制。通过这样的方式，电路可在不论工艺或是温度如何变化，均达到理想的速度，且在装置够快时，不需要浪费功率消耗。