帶隙基準電路和電源電路的製作方法

2023-11-05 07:41:52

專利名稱：帶隙基準電路和電源電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種帶隙基準電路以及電源電路，且更具體地，涉及校正溫度特性的帶隙基準電路和電源電路。
背景技術：
近年來，混合動力汽車和電動車變得普及，且越來越多的車輛裝載電池以便獲取電力。這種車輛通常採用組合電池，該組合電池包括多個串聯的電池單體，以便獲取高電壓。組合電池的電池單體的電壓會根據車輛使用情況發生波動，這種現象類似於汽油車中的汽油。因此，需要用於監視電壓的系統以監視電池單體的狀態。將要進行監視的電壓作為模擬信號輸入到電壓監視系統。電壓監視系統執行模擬到數字的轉換(以下稱為AD轉換)以將模擬信號轉換為數位訊號。因此，電壓監視系統和電壓監視系統中的設備或電路中包括模擬到數字轉換器(以下稱為ADC)。為了安全行駛混合動力汽車或電動車，需要高精度地監視組合電池的輸出電壓。因此，需要提高ADC的AD轉換的精度。為了提高ADC的AD轉換的精度，需要抑制提供至ADC的基準電壓的波動。因此，具有小電壓波動的帶隙基準電路(以下稱為BGR)用作基準電壓源。以下將說明典型的BGR (詳見美國專利N0.3887863)。圖24是示出典型BGR電路1100的配置的電路圖。BGR電路1100是通常被稱為Brokaw單元(Brokaw cell)的BGR電路。BGR電路1100包括電阻器RLlOl和R1102、雙極電晶體QlOl和Q102、電阻器RlOl和R102以及放大器AMP。電晶體RLlOl連接在提供電源電壓VDD的電源端子(以下稱為電源端子VDD)和雙極電晶體QlOl的集電極之間。電阻器RlOl連接在雙極電晶體QlOl的發射極和提供接地電壓GND的電源端子(以下稱為接地端子GND)之間。雙極電晶體QlOl的基極連接至輸出
端子Totjt。電阻器RL102連接在電源端子VDD和雙極電晶體Q102的集電極之間。電阻器R102連接在雙極電晶體Q102的發射極和雙極電晶體QlOl的發射極之間。雙極電晶體Q102的
基極連接至輸出端子TOTT。放大器AMP的非反相輸入連接至雙極電晶體QlOl的集電極，且放大器AMP的反相輸入連接至雙極電晶體Q102的集電極。放大器AMP的輸出連接至輸出端子TQUT。注意到雙極電晶體QlOl和雙極電晶體Q102具有不同的尺寸。在本示例中，雙極電晶體QlOl和雙極電晶體Q 102的面積比是1:N。因此，雙極電晶體QlOl和雙極電晶體Q102在操作過程中具有不同的電流密度。總之，雙極電晶體QlOl的電流密度Jltll和雙極電晶體Q102的電流密度Jltl2滿足下述公式(I)所示的關係。
權利要求
1.一種帶隙基準電路，包括: 第一雙極電晶體和第二雙極電晶體，所述第一雙極電晶體和所述第二雙極電晶體連接在第一電源端子和第二電源端子之間，所述第一雙極電晶體和所述第二雙極電晶體的每個基極都連接至輸出端子； 第一電阻器，所述第一電阻器連接在所述第二電源端子和所述第一雙極電晶體之間；第二電阻器和第三電阻器，所述第二電阻器和所述第三電阻器串聯連接在所述第一電阻器在所述第一雙極電晶體的一端和所述第二雙極電晶體之間；以及 第一溫度校正電路，所述第一溫度校正電路連接在所述第二電源端子和所述第二電阻器與所述第三電阻器之間的節點之間，其中， 所述第一溫度校正電路包括: 第一電晶體，所述第一電晶體連接在所述第二電源端子和所述第二電阻器與所述第三電阻器之間的所述節點之間，所述第一電晶體的基極連接至所述第一電阻器的所述第一雙極電晶體的一端；以及 第四電阻，所述第四電阻串聯連接在所述第一電晶體和所述第二電源端子之間。
2.根據權利要求1所述的帶隙基準電路，其中，所述第二雙極電晶體的電流密度大於所述第一雙極電晶體的電流密度。
3.根據權利要求1所述的帶隙基準電路，其中，所述第四電阻器是固定電阻器。
4.根據權利要求1所述的帶隙基準電路，其中，所述第四電阻是可變電阻器。
5.根據權利要求1所述的帶隙基準電路，進一步包括:第五電阻器，所述第五電阻器連接在所述第一電阻器和所述第二電源端子之間， 其中，所述第一溫度校正電路進一步包括: 第二電晶體，所述第二電晶體連接在所述第二電源端子和所述第二電阻器和所述第三電阻器之間的所述節點之間，所述第二電晶體的基極連接至在所述第一電阻器和所述第五電阻器之間的節點；以及 第六電阻器，所述第六電阻器串聯連接在所述第二電晶體和所述第二電源端子之間。
6.根據權利要求5所述的帶隙基準電路，其中，所述第六電阻器是固定電阻器。
7.根據權利要求5所述的帶隙基準電路，其中，所述第六電阻器是可變電阻器。
8.根據權利要求1所述的帶隙基準電路，進一步包括:放大器，所述放大器具有連接至所述第一雙極電晶體的所述第一電源端子的一端以及所述第二雙極電晶體的所述第一電源端子的一端的輸入、以及連接至所述輸出端子的輸出。
9.一種電源電路,包括: 根據權利要求1所述的帶隙基準電路；以及 第二溫度校正電路和升壓單元，所述第二溫度校正電路和所述升壓單元設置在所述帶隙基準電路和所述輸出端子之間，其中， 所述升壓單元包括: 第一升壓電阻器，所述第一升壓電阻器連接在所述第一雙極電晶體和所述第二雙極電晶體的每個基極與 所述輸出端子之間；以及 第二升壓電阻器，所述第二升壓電阻器連接在所述第一雙極電晶體和所述第二雙極電晶體的每個基極與所述第二電源端子之間，並且所述第二溫度校正電路包括: 第三雙極電晶體，所述第三雙極電晶體連接在所述第一電源端子和所述第二電源端子之間，所述第三雙極電晶體的基極連接至在所述第一升壓電阻器和所述第二升壓電阻器之間的節點；以及 第七電阻器，所述第七電阻器在所述第一電源端子和所述第二電源端子之間串聯連接至所述第三雙極電晶體。
10.根據權利要求9所述的電源電路，其中，所述第七電阻器是固定電阻器。
11.根據權利要求9所述的電源電路，其中，所述第七電阻器是可變電阻器。
12.根據權利要求9所述的電源電路，其中， 所述升壓單元進一步包括第三升壓電阻器，所述第三升壓電阻器連接在所述第一升壓電阻器和所述輸出端子之間，並且 所述第二溫度校正電路包括: 第四雙極電晶體，所述第四雙極電晶體連接在所述第一電源端子和所述第二電源端子之間，所述第四雙極電晶體的基極連接至在所述第一升壓電阻器和所述第三升壓電阻器之間的節點， 第八電阻器，所述第八電阻器在所述第一電源端子和所述第二電源端子之間串聯連接至所述第四雙極電晶體。
13.根據權利要求12所述的電源電路，其中，所述第八電阻器是固定電阻器。
14.根據權利要求12所述的電源電路，其中，所述第八電阻器是可變電阻器。
全文摘要
本發明公開了一種帶隙基準電路和電源電路。BGR電路包括連接在電源端子和接地端子之間的第一雙極電晶體和第二雙極電晶體，第一雙極電晶體和第二雙極電晶體的每個基極都連接至輸出端子。第一電阻器連接在接地端子和第一雙極電晶體之間。第二電阻器和第三電阻器串聯在第一電阻器和第二雙極電晶體之間。溫度校正電路連接在接地端子和第二電阻器與第三電阻器之間的節點之間，且包括第一電晶體，第一電晶體的基極連接至第一電阻器在第一雙極電晶體的一端。溫度校正電路還包括串聯至第一電晶體的第四電阻器。
文檔編號H02J7/00GK103116380SQ20121046483
公開日2013年5月22日 申請日期2012年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者木內秀樹 申請人:瑞薩電子株式會社