[发明专利]具有温度补偿功能的参考电路

说明书

本发明公开了一种具有温度补偿功能的参考电路，其中，设计电流输出电路接收偏压产生电路的参考电压，产生两个温度变异特性相反的参考电流，再合并成为具有补偿温度变异效应的精准电流。另外设计电压输出电路接收偏压产生电路的参考电压，其中包含多个场效晶体管皆操作于饱和区，并且让精准电压随着该多个场效晶体管的阈值电压上升，补偿温度变异效应，还可以加入电阻器或者调整相关场效晶体管的尺寸，以调整输出电流和输出电压的电压值与温度变异特性。

技术领域

本发明关于一种参考电路，且特别是一种具有温度补偿功能的参考电路，在温度产生变化时输出稳定的电压值与电流值。

背景技术

参考电路广泛应用在各种电子元件之中，用来提供精准的电压或电流，例如比较器需要精准的参考电压做为比较基准，或者在高速输入输出的电路的设计、USB接口、SATA接口，都需要利用精准的参考电压与参考电流来做阻抗匹配。理想的参考电压与参考电流是稳定、不会随着制程、温度、电源电压改变，另外参考电路的功率消耗越小越好。

中国台湾专利第I367412号发明专利中，公开了一种同时提供精准电压与精准电流的参考电路，利用带差电压参考电路、正温度系数校正电路、临限电压迭加电路以及精准电流产生电路补偿温度变异效应。然而该带差电压参考电路需要用到双极性接面晶体管(BJT)，比场效晶体管消耗更多功率，另外该正温度系数校正电路包含一运算放大器，需要更大的电路面积才能实现。

中国台湾专利第I485546号发明专利中，公开了一种提供精准电压的参考电路，仅利用多个场效晶体管与两个电阻器组合而成。然而并未提供精准电流，另外有个电阻器直接连接于输出电压和地之间，需要很大的电阻值或电流值才能输出电压值较高的精准电压，这样会增加电路面积或功率消耗，同时引入更多噪声干扰。

中国台湾专利第I521325号发明专利中，公开了一种提供精准电压与精准电流的参考电路，仅利用多个场效晶体管与三个电阻器组合而成。然而该精准电压和该精准电流并不能分开调整。另外和中国台湾专利第I485546号发明专利相同的缺点是，有个电阻器直接连接于输出电压和地之间，需要很大的电阻值或电流值才能输出电压值较高的精准电压，因此会增加电路面积或功率消耗，同时引入更多噪声干扰。基于上述问题，本发明提供一种同时产生精准电压与精准电流的参考电路，又能分别调整该精准电压与精准电流的数值与温度变异特性，又能兼顾节省电路面积与低功率等优点。

发明内容

本发明公开了一种具有温度补偿功能的精准电流参考电路，连接至一电源，包含一偏压产生电路以及一电流输出电路。该偏压产生电路用来产生一第一参考电压以及一第二参考电压，该电流输出电路，利用一场效晶体管接收该第一参考电压，产生温度变异特性和该偏压产生电路的电流一致的一第一参考电流，并且利用多个场效晶体管与一电阻器接收该第二参考电压，其中该多个场效晶体管皆操作在饱和区，并且产生一第二参考电流，使得该第二参考电流的电流值和场效晶体管的阈值电压呈正相关，并且温度变异特性和该偏压产生电路的电流相反。该第一参考电流和该第二参考电流合并成为该精准电流，并且具有补偿温度变异效应的效果。

上述的具有温度补偿功能的精准电流参考电路，其中该偏压产生电路包含：一第一电阻器，其中一端接地；一第一N型场效晶体管，具有一源极连接至该第一电阻器的另一端；一第二N型场效晶体管，具有一源极接地，以及具有一闸极与一汲极皆连接至该第一N型场效晶体管的闸极；一第三N型场效晶体管，具有一源极连接至该第一N型场效晶体管的汲极；一第四N型场效晶体管，具有一源极接地，以及具有一闸极与一汲极皆连接至该第三N型场效晶体管的闸极；一第一P型场效晶体管，具有一源极连接至该电源，以及具有一闸极与一汲极皆连接至该第三N型场效晶体管的汲极；一第二P型场效晶体管，具有一源极连接至该电源，具有一闸极连接至该第一P型场效晶体管的闸极，以及具有一汲极连接至该第四N型场效晶体管的汲极；其中该第一P型场效晶体管的闸极的电压即为该第一参考电压，该第三N型场效晶体管的闸极的电压即为该第二参考电压。