[发明专利]使用具有不同栅极工作功能的FET器件的参考发生器

说明书

本发明涉及使用具有不同栅极工作功能的FET器件的参考发生器。参考信号发生器电路可以配置为在输出节点处提供温度补偿的电压参考信号。参考信号发生器可以包括耦合在电源节点和输出节点之间的二极管连接的第一FET器件、以及耦合在所述输出节点和参考节点之间的翻转栅极晶体管。参考信号发生器可包括偏置电流源，被配置为向输出节点提供偏置电流以相对于第一晶体管中的电流密度来调节翻转栅极晶体管中的电流密度。

要求优先权

本申请是2019年11月1日提交的美国申请序列号16/671,782的延续，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本申请涉及参考信号发生器。

背景技术

参考电路可用于提供参考电流信号或参考电压信号，以用于各种电路中。在示例中，参考信号可用于提供稳定且准确的偏置信号，以供各种组件或系统使用，例如放大器、比较器、模数转换器、数模转换器、振荡器或锁相环等。

可以提供几种差分类型参考信号发生器电路。差分类型一些示例可以包括带隙基准信号发生器、MOS-Vth差分类型参考信号发生器和功函数差分类型参考信号发生器。

可以使用双极结型晶体管(BJT)器件提供带隙型参考信号发生器。带隙型发生器可以包括具有各自的正温度系数和负温度系数的电压源，使得当将这些源相加时，可以消除装置的温度依赖性。然而，带隙型参考信号发生器可有一些局限性，例如对基板噪声的敏感性。

功函数差分类型参考信号发生器可通常比其他类型的参考信号发生器消耗更少的功率，并且可对过程变化的依赖性最小。但是，功函数差分类型参考信号发生器可表现出温度依赖性，这会影响其在不同使用条件下的精度。

发明内容

本发明的发明人已经认识到，要解决的问题包括提供基本稳定、与温度无关并且在预期的与工艺有关的制造变化上有用的参考电压或参考电流信号。在一个示例中，该问题的解决方案可以包括或使用功函数差分类型参考信号发生器。信号发生器可以包括至少一个标准金属氧化物半导体(MOS)器件和至少一个功函数修改的或翻转栅极的nMOS器件。该解决方案可以包括对标准和翻转栅极器件进行不同的偏置，从而使器件具有各自不同的电流密度。当器件被相应地偏置时，可以提供输出信号，该信号是两个器件的阈值电压和栅极-源极过驱动电压之差的函数。输出信号可以用作电压参考，并且可以在温度和与工艺相关的变化范围内保持稳定。

在一个示例中，该解决方案可以包括参考信号发生器电路，该参考信号发生器电路被配置为在输出节点处提供温度补偿的电压参考信号。参考信号发生器电路可以包括：耦合在电源节点和输出节点之间的第一晶体管；耦合在所述输出节点和参考节点之间的翻转栅极晶体管；和偏置电流源，被配置为在输出节点处向所述翻转栅极晶体管提供偏置电流，以相对于第一晶体管中的电流密度来调节翻转栅极晶体管中的电流密度。在一个示例中，第一晶体管的有效栅极宽度与翻转栅极晶体管的有效栅极宽度之比可以为至少10:1。

在一个示例中，该解决方案可以包括一种用于在参考信号发生器电路的输出节点处提供温度补偿的电压参考信号的方法。该方法可以包括在二极管连接的第一晶体管的漏极端子处接收第一电流偏置信号，其中第一晶体管耦合在电源节点和输出节点之间。该方法可以包括在耦合在输出节点和参考节点之间的翻转栅极晶体管的漏极端子处接收第一电流偏置信号的至少一部分。该方法可以进一步包括：在输出节点处向翻转栅极晶体管提供第二偏置信号，以相对于第一晶体管中的电流密度提供翻转栅极晶体管中的更高的电流密度。该方法可以进一步包括：当晶体管被第一偏置信号和第二偏置信号偏置时，从输出节点提供电压参考信号。

本概述旨在提供对本主题的概述。并不旨在提供本发明的排他性或详尽的解释。包括详细描述以提供关于本主题的进一步信息。

附图说明

为了容易地确定对任何特定元素或动作的讨论，参考数字中的最高有效数字指的是首次引入该元素的图形编号。