[发明专利]具有低β双极型器件的带隙电压电路

说明书

背景技术

在当今的集成电路（IC）中，可以使用半导体器件的带隙电压作为电压参考来驱动内部线性稳压器或类似布置以提供可预测的功率。带隙电压经常也被使用作为参考电压以用于过温检测并且用于温度独立的电流生成。一般而言，通常可以通过将两个或更多双极型器件的基极-发射极电压的温度正相关差（ΔV_BE）与所述双极型器件中的一个的温度正相关的基极-发射极电压（V_BE）求和来导出带隙电压。

温度正相关的ΔV_BE是热电压的因数。ΔV_BE可以是恒定的并且独立于工艺容差。作为结果，带隙电压的分布（spread）一般地取决于所述一个双极型器件（例如，晶体管等）的性能。在当今的技术中，例如诸如0.35μm技术，焦点更通常地在互补金属氧化物半导体（CMOS）晶体管上。例如，可以使用一个或多个寄生PNP晶体管来生成带隙电压参考。然而，在这样的情况下，对于一些应用而言带隙电压的容差分布可能比所期望的更大。

当前，经常采用在带隙电压电路的前端处的修整技术（例如，激光熔化等）或在后端处的修整技术（例如，一次可编程（OTP）、PROM等）来降低带隙电压的分布。这些技术的一个缺点在于它们可能是昂贵的。需要附加的管芯面积用于修整电路，并且在前端处的用于激光熔化的额外步骤等等可能招致更多的生产成本。

另外，如果将带隙电压用于过温保护，则可能难以对电路进行修整。在高温下测试这样的电路IC是不常见的，除非意图将该IC用于专门应用，诸如用于医学或汽车应用。

附图说明

参考附图阐述详细描述。在这些图中，附图标记最左边的一个或多个数字识别在其中该附图标记首次出现的图。在不同图中相同附图标记的使用指示类似或相同的项目。

对于该讨论而言，图中图示的器件和系统被示出为具有多种多样的部件。如本文中描述的器件和/或系统的各种实现可以包括更少的部件并且保持在本公开的范围内。替换地，器件和/或系统的其他实现可以包括附加的部件或所描述的部件的各种组合，并且保持在本公开的范围内。

图1是示例带隙电压电路的示意图，其中可以应用本文中公开的技术和器件。

图2是根据一个实现的具有减小的带隙电压分布的另一个示例带隙电压电路的示意图。

图3是根据一个实现的具有多个通道和每通道不同数量的晶体管的示例带隙电压测试布置的示意图。

图4是根据一个示例的示出基于图3的测试布置的测试结果的总结的表格。

图5是根据一个示例的在未应用减小的电压分布技术的情况下的带隙电压参考电路的示意图。

图6是根据一个实现的在应用了减小的电压分布技术的情况下的图5的带隙电压参考电路的示意图。

图7是根据一个示例的示出基于图5和6的电路的测试结果的总结的表格。

图8是根据一个示例的在未应用减小的电压分布技术的情况下的过温保护电路的示意图。

图9是根据一个实现的在应用了减小的电压分布技术的情况下的图8的过温保护电路的示意图。

图10是根据一个实现的图示出用于减小带隙电压分布的示例工艺的流程图。

具体实施方式

综述

器件和技术的代表性实现为基于带隙的参考电压电路（包括基于带隙的参考温度电路，等等）提供了减小的带隙电压分布。减小带隙电压的分布导致由参考电压电路产生的更加可预测和精确的参考电压。

一般地，带隙电压的分布可以归因于用于提供带隙电压的双极型CMOS晶体管中的容差。例如，可以通过减小目标双极型晶体管的基极-发射极电压（V_BE）的分布来减小带隙电压的分布。在一个实现中，通过使用正向电流比而补偿目标晶体管的饱和电流来减小V_BE。例如，正向电流比与饱和电流线性相关。

在一个实现中，通过使偏置电流穿过一系列类似或相同类型的其他晶体管，“调节”用于目标双极型晶体管的偏置电流。通过这样做，最后的电流产物（即，“经调节的电流”）是晶体管的正向电流比的产物。然后使用经调节的电流来偏置目标双极型晶体管。在该实现中，使用经调节的电流来偏置目标双极型晶体管减小了目标双极型晶体管的V_BE电压中的分布，并且因此减小了带隙电压的分布。