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采用带隙参考机制和相关驱动方法实现的模拟区

阅读:213发布:2020-05-08

专利汇可以提供采用带隙参考机制和相关驱动方法实现的模拟区专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 揭示一种采用带隙参考机制和相关驱动方法实现的模拟区 块 。该模拟区块包括一模式控制单元与一带隙参考 电路 。该模式控制单元构成产生有关该装置操作模式的一模式选择 信号 。该带隙参考电路包括一 偏压 产生器、一误差 放大器 、与一带隙回路电路。该偏压产生器构成当该装置以正常模式操作时,提供在一第一偏压状态下的一带隙参考 电压 ,或当该装置以待命模式操作时,提供在一第二偏压状态下的一带隙参考电压。该误差放大器构成根据该偏压以产生一误差电压。该带隙回路电路构成根据该误差电压以提供一带隙参考电压。在该第一偏压状态下流过该偏压产生器的第一 电流 大于在该第二偏压状态下流过该偏压产生器的第二电流。,下面是采用带隙参考机制和相关驱动方法实现的模拟区专利的具体信息内容。

1.一种使用带隙参考机制来实现而用于装置内的模拟区,其包括:
模式控制单元,其构成产生有关该装置的操作模式的模式选择信号;及带隙参考电路,其包括:
偏压产生器,其包括:
第一晶体管,其包含:
第一端,其耦合至第一电压供应;
第二端;及
控制端,其耦合至该第一晶体管的该第二端;
第二晶体管,其包含:
第一端,其耦合至该第一电压供应;
第二端,其用于输出偏压;及
控制端,其耦合至该第一晶体管的该控制端;
第三晶体管,其包含:
第一端,其耦合至该第一晶体管的该第二端;
第二端;及
控制端,其耦合至该第二晶体管的该第二端;
第四晶体管,其包含:
第一端,其耦合至该第二晶体管的该第二端;
第二端,其耦合至第二电压供应;及
控制端,其耦合至该第二晶体管的该第二端;
第一电阻元件与第二电阻元件,其串联耦合在该第三晶体管的该第二端与该第二电压供应之间;及
开关,其构成根据该模式选择信号,选择性将该第一电阻元件与该第二电阻元件之间的节点耦合至该第二电压供应;
误差放大器,其构成根据该偏压产生误差电压;及
带隙回路电路,其构成根据该误差电压提供带隙参考电压。
2.如权利要求1所述的模拟区块,其中该模式控制单元包括:
,其包含:
第一输入,其耦合成接收有关该装置的正常模式的第一控制信号
第二输入,其耦合成接收有关该装置的待命模式的第二控制信号;及输出端;
多工器,其包含:
第一输入,其耦合至该或门的该输出端;
第二输入,其耦合成接收该第一控制信号;
选择线,其耦合成接收低功率控制信号;及
输出端;及
缓冲器,其包含:
输入,其耦合至该多工器的该输出端;及
输出端,用于根据该第一控制信号、该第二控制信号与该低功率控制信号,输出该模式选择信号。
3.如权利要求1所述的模拟区块,其中该误差放大器包括:
第五晶体管,其包含:
第一端,其耦合至该第一电压供应;
第二端;及
控制端,其耦合至该第五晶体管的该第二端;
第六晶体管,其包含:
第一端,其耦合至该第一电压供应;
第二端;及
控制端,其耦合至该第五晶体管的该控制端;
第七晶体管,其包含:
第一端,其耦合至该第五晶体管的该第二端;
第二端;及
控制端,其耦合至该误差放大器的负输入端;
第八晶体管,其包含:
第一端,其耦合至该第六晶体管的该第二端;
第二端,其耦合至该第七晶体管的该第二端;及
控制端,其耦合至该误差放大器的正输入端;
第九晶体管,其包含:
第一端,其耦合至该第七晶体管的该第二端;
第二端,其耦合至该第二电压供应;及
控制端,其耦合成接收该偏压。
4.如权利要求3所述的模拟区块,其中该带隙回路电路包括:
第十晶体管,其包含:
第一端,其耦合至该第一电压供应;
第二端,其耦合至该误差放大器的该负输入端;及
控制端,其耦合至该误差放大器的输出端;
第十晶体管,其包含:
第一端,其耦合至该第一电压供应;
第二端,其耦合至该误差放大器的该正输入端;及
控制端,其耦合至该误差放大器的该输出端;
第十二晶体管,其包含:
第一端,其耦合至该第一电压供应;
第二端,其用于输出该带隙参考电压;及
控制端,其耦合至该误差放大器的该输出端;
第十三晶体管,其包含:
第一端,其耦合至该误差放大器的该负输入端;
第二端,其耦合至该第二电压供应;及
控制端,其耦合至该第二电压供应;
第十四晶体管,其包含:
第一端;
第二端,其耦合至该第二电压供应;及
控制端,其耦合至该第二电压供应;
第一电阻器,其耦合在该误差放大器的该负输入端与该电压供应之间;
第二电阻器,其耦合在该误差放大器的该正输入端与该第十四晶体管的该第一端之间;
第三电阻器,其耦合在该误差放大器的该正输入端与该电压供应之间;及第四电阻器,其耦合在该第十二晶体管的该第二端与该第二电压供应之间。
5.如权利要求1的模拟区块,其中该第一电阻元件与该第二电阻元件中的每一个都为电阻器。
6.如权利要求1的模拟区块,其中该第一电阻元件为电阻器,且该第二电阻元件为二极管连接的晶体管。
7.一种使用带隙参考机制来实现而用于装置内的模拟区块,其包括:
模式控制单元,其构成产生有关该装置的操作模式的模式选择信号;及带隙参考电路,其包括:
偏压产生器,其构成当该装置在正常模式操作时,提供在第一偏压状态下的带隙参考电压,或当该装置在待命模式操作时,提供在第二偏压状态下的带隙参考电压;
误差放大器,其构成根据该偏压产生误差电压;及
带隙回路电路,其构成根据该误差电压提供带隙参考电压,其中在该第一偏压状态下流过该偏压产生器的第一电流大于在该第二偏压状态下流过该偏压产生器的第二电流。
8.如权利要求7所述的模拟区块,其中该模式控制单元包括:
或门,其包含:
第一输入,其耦合成接收有关该装置的正常模式的第一控制信号;
第二输入,其耦合成接收有关该装置的待命模式的第二控制信号;及输出端;多工器,其包含:
第一输入,其耦合至该或门的该输出端;
第二输入,其耦合成接收该第一控制信号;
选择线,其耦合成接收低功率控制信号;及
输出端;及
缓冲器,其包含:
输入,其耦合至该多工器的该输出端;及
输出端,用于根据该第一控制信号、该第二控制信号与该低功率控制信号,输出该模式选择信号。
9.如权利要求7所述的模拟区块,其中该偏压产生器包括:
第一晶体管,其包含:
第一端,其耦合至第一电压供应;
第二端;及
控制端,其耦合至该第一晶体管的该第二端;
第二晶体管,其包含:
第一端,其耦合至该第一电压供应;
第二端,其用于输出偏压;及
控制端,其耦合至该第一晶体管的该控制端;
第三晶体管,其包含:
第一端,其耦合至该第一晶体管的该第二端;
第二端;及
控制端,其耦合至该第二晶体管的该第二端;第四晶体管,其包含:
第一端,其耦合至该第二晶体管的该第二端;
第二端,其耦合至第二电压供应;及
控制端,其耦合至该第二晶体管的该第二端;
第一电阻元件与第二电阻元件,其串联耦合在该第三晶体管的该第二端与该第二电压供应之间;及
开关,其构成根据该模式选择信号,选择性将该第一电阻元件与该第二电阻元件之间的节点耦合至该第二电压供应。
10.如权利要求9的模拟区块,其中该第一电阻元件与该第二电阻元件中的每一个都为电阻器。
11.如权利要求9的模拟区块,其中该第一电阻元件为电阻器,且该第二电阻元件为二极管连接的晶体管。
12.如权利要求7所述的模拟区块,其中该误差放大器包括:
第五晶体管,其包含:
第一端,其耦合至第一电压供应;
第二端;及
控制端,其耦合至该第五晶体管的该第二端;
第六晶体管,其包含:
第一端,其耦合至该第一电压供应;
第二端;及
控制端,其耦合至该第五晶体管的该控制端;
第七晶体管,其包含:
第一端,其耦合至该第五晶体管的该第二端;
第二端;及
控制端,其耦合至该误差放大器的负输入端;
第八晶体管,其包含:
第一端,其耦合至该第六晶体管的该第二端;
第二端,其耦合至该第七晶体管的该第二端;及
控制端,其耦合至该误差放大器的正输入端;
第九晶体管,其包含:
第一端,其耦合至该第七晶体管的该第二端;
第二端,其耦合至第二电压供应;及
控制端,其耦合成接收该偏压。
13.如权利要求7所述的模拟区块,其中该带隙回路电路包括:第十晶体管,其包含:
第一端,其耦合至第一电压供应;
第二端,其耦合至该误差放大器的负输入端;及
控制端,其耦合至该误差放大器的输出端;
第十晶体管,其包含:
第一端,其耦合至该第一电压供应;
第二端,其耦合至该误差放大器的正输入端;及
控制端,其耦合至该误差放大器的该输出端;
第十二晶体管,其包含:
第一端,其耦合至该第一电压供应;
第二端,其用于输出该带隙参考电压;及
控制端,其耦合至该误差放大器的该输出端;
第十三晶体管,其包含:
第一端,其耦合至该误差放大器的该负输入端;
第二端,其耦合至第二电压供应;及
控制端,其耦合至该第二电压供应;
第十四晶体管,其包含:
第一端;
第二端,其耦合至该第二电压供应;及
控制端,其耦合至该第二电压供应;
第一电阻器,其耦合在该误差放大器的该负输入端与该电压供应之间;
第二电阻器,其耦合在该误差放大器的该正输入端与该第十四晶体管的该第一端之间;
第三电阻器,其耦合在该误差放大器的该正输入端与该电压供应之间;及第四电阻器,其耦合在该第十二晶体管的该第二端与该第二电压供应之间。
14.一种使用带隙参考机制来实现而用于装置的模拟区块的操作方法,其包括:
该模拟区块中的模式控制单元接收有关该装置的操作模式的控制信号;
该模式控制单元根据该控制信号产生模式选择信号;
该模拟区块中的带隙参考电路以额定偏压情况的第一模式操作,且在该模式选择信号符合该装置的正常模式操作时,输出额定电平的带隙参考电压;以及该带隙参考电路以降低偏压情况的第二模式操作,且在该模式选择信号符合该装置的待命模式操作时,输出非零带隙参考电压。

说明书全文

采用带隙参考机制和相关驱动方法实现的模拟区

技术领域

[0001] 本发明涉及带隙参考电路,尤其涉及一种采用带隙参考机制和相关驱动方法实现的模拟区块。

背景技术

[0002] 除非本说明书有特别指示,否则本段落内说明的方法并不属于本申请案的权利要求书的现有技术,且不因包含在本段落内而认为现有技术。
[0003] 对于用在移动通信、成像与高质量视频应用中,低成本且尚且更可靠集成电路阻件的需求持续快速增加。因此,集成电路业者针对这些组件与装置要求更高的电压参考精度,以满足无数新兴应用的设计要求。尽管输入电压、输出电流温度的逐渐或瞬时变化,电压参考通常需要提供大体上恒定的输出电压。尤其是,由于带隙参考电路提供稳定电压供应(对于宽温度范围之内温度变化不敏感)的能,许多设计师都运用带隙参考电路。
[0004] 带隙参考电路广泛使用在图像传感器的模拟区块。图像传感器构成在电源关闭模式、待命模式、与正常(串流)模式中工作。在电源关闭模式中,该图像传感器关闭。在启动电源之后,该图像传感器先进入待命模式,以便准备进入正常模式操作。在正常模式中,该图像传感器构成接收与输出光学图像,并且一带隙参考电路用来供应所有必须的参考电压或电流。当在一预定时间周期之后没有任何程序使用该图像传感器,则其也可从正常模式切换成待命模式。
[0005] 图1为例示一带隙参考电路用于一图像传感器的该等模拟区块操作的时序图。在T1之前,当该图像传感器电源关闭时(例如在电源关闭模式),该带隙参考电路在OFF模式操作,且带隙参考电压VBG为零。在T1且电源已经启动之后,该图像传感器进入待命模式,然后进入正常模式,现有技术带隙参考电路在ON模式操作,且带隙参考电压VBG上升,以到达其用于图像传感器正常模式操作的额定电平。在T5,当图像传感器电源关闭时(例如在电源关闭模式),带隙参考电路关闭,且带隙参考电压VBG下降至零。在T3与T4之间,图像传感器可切换至待命模式,在此期间,不需要带隙参考电压。因为即使图像传感器暂时在待命模式操作,现有技术带隙参考电路仍旧输出在ON模式时正常电平的带隙参考电压VBG,现有技术图像传感器可在T4被唤醒之后,立即恢复正常模式操作。然而,这种现有技术带隙参考电路耗电量相当大。
[0006] 图2为例示另一带隙参考电路用于一图像传感器的该等模拟区块的操作时序图。在T1之前,当图像传感器电源关闭时(例如在电源关闭模式),带隙参考电路在OFF模式操作,且带隙参考电压VBG为零。在T1且电源已启动之后,图像传感器进入待命模式,然后正常模式,且带隙参考电路在ON模式操作。带隙参考电压VBG上升,以到达其用于图像传感器正常模式操作的额定电平。在T3,当图像传感器切换至待命模式时,带隙参考电路关闭,且带隙参考电压VBG下降至零。在T4,当图像传感器切回正常模式时,带隙参考电路在ON模式操作,且带隙参考电压VBG需使用Ts时间上升,并到达图像传感器正常模式操作的额定电平。在T5,当图像传感器电源关闭时(例如在电源关闭模式),带隙参考电路关闭,且带隙参考电压VBG下降至零。因为当图像传感器暂时在待命模式操作时,现有技术带隙参考电路已关闭,因此可降低耗电量。然而,因为在图像传感器中有许多电容器负载,因此在从待命模式切换到正常模式之后,图像传感器可能需要大量的稳定时间才能恢复正常模式操作。
[0007] 因此,想要提供一种具备低耗电量且缩短稳定时间的带隙参考电路。

发明内容

[0008] 基于上述,本发明提供一种采用带隙参考机制和相关驱动方法实现的模拟区块,以降低偏压情况的低功率模式操作,实现低耗电量并且缩短稳定时间。
[0009] 根据本发明的一个方面,提供一种使用一带隙参考机制来实现而用于一装置内的模拟区块,其包括:
[0010] 一模式控制单元,其构成产生有关该装置的一操作模式的一模式选择信号;及[0011] 一带隙参考电路,其包括:
[0012] 一偏压产生器,其包括:
[0013] 一第一晶体管,其包含:
[0014] 一第一端,其耦合至一第一电压供应;
[0015] 一第二端;及
[0016] 一控制端,其耦合至该第一晶体管的该第二端;
[0017] 一第二晶体管,其包含:
[0018] 一第一端,其耦合至该第一电压供应;
[0019] 一第二端,其用于输出一偏压;及
[0020] 一控制端,其耦合至该第一晶体管的该控制端;
[0021] 一第三晶体管,其包含:
[0022] 一第一端,其耦合至该第一晶体管的该第二端;
[0023] 一第二端;及
[0024] 一控制端,其耦合至该第二晶体管的该第二端;
[0025] 一第四晶体管,其包含:
[0026] 一第一端,其耦合至该第二晶体管的该第二端;
[0027] 一第二端,其耦合至一第二电压供应;及
[0028] 一控制端,其耦合至该第二晶体管的该第二端;
[0029] 一第一电阻元件与一第二电阻元件,其串联耦合在该第三晶体管的该第二端与该第二电压供应之间;及
[0030] 一开关,其构成根据该模式选择信号,选择性将该第一电阻元件与该第二电阻元件之间的一节点耦合至该第二电压供应;
[0031] 一误差放大器,其构成根据该偏压产生一误差电压;及
[0032] 一带隙回路电路,其构成根据该误差电压提供一带隙参考电压。
[0033] 根据本发明的另一个方面,提供一种使用一带隙参考机制来实现而用于一装置内的模拟区块,其包括:
[0034] 一模式控制单元,其构成产生有关该装置的一操作模式的一模式选择信号;及[0035] 一带隙参考电路,其包括:
[0036] 一偏压产生器,其构成当该装置在正常模式操作时,提供在一第一偏压状态下的一带隙参考电压,或当该装置在一待命模式操作时,提供在一第二偏压状态下的一带隙参考电压;
[0037] 一误差放大器,其构成根据该偏压产生一误差电压;及
[0038] 一带隙回路电路,其构成根据该误差电压提供一带隙参考电压,其中在该第一偏压状态下流过该偏压产生器的第一电流大于在该第二偏压状态下流过该偏压产生器的第二电流。
[0039] 根据本发明的再一个方面,提供一种使用一带隙参考机制来实现而用于一装置的模拟区块的操作方法,其包括:
[0040] 一模式控制单元,其配置在该模拟区块,用以接收有关该装置的一操作模式的控制信号
[0041] 该模式控制单元根据该等控制信号产生一模式选择信号;
[0042] 一带隙参考电路,其配置在该模拟区块,以一额定偏压情况的一第一模式操作,且在该模式选择信号符合该装置的一正常模式操作时,输出一额定电平的带隙参考电压;及[0043] 该带隙参考电路是以降低偏压情况的一第二模式操作,且在该模式选择信号符合该装置的一待命模式操作时,输出一非零带隙参考电压。
[0044] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图作详细说明如下。

附图说明

[0045] 从下列连同附图的描述与文后权利要求书将可更完全了解本发明的前述与其他特征。这些附图只描述根据揭示内容的数个具体实施例,因此不应认为限制其范围。以下将通过附图,以更多特征与详细的方式说明本发明。
[0046] 图1为例示一带隙参考电路用于一图像传感器的该等模拟区块的操作的时序图;
[0047] 图2为例示另一带隙参考电路用于一图像传感器的该等模拟区块的操作的时序图;
[0048] 图3为使用根据本发明的至少某些具体实施例之一带隙参考机制来实施之一模拟区块的功能图;
[0049] 图4为根据本发明的至少某些具体实施例的一MCU的电路图;
[0050] 图5为在根据本发明的至少某些具体实施例的一带隙参考电路中的一偏压产生器与一误差放大器的电路图;
[0051] 图6为在根据本发明的至少某些具体实施例的一带隙参考电路中的一偏压产生器与一误差放大器的电路图;
[0052] 图7为在根据本发明的至少某些具体实施例的一带隙参考电路中的一带隙回路电路的电路图;
[0053] 图8为例示根据本发明某些具体实施例的一图像传感器中的一模拟区块操作的时序图;及
[0054] 图9为用于操作根据本发明的至少某些具体实施例的一模拟区块的方法例的示具体实施例的流程图
[0055] 【符号说明】
[0056] 100  模拟区块
[0057] 200  模式控制单元
[0058] 300       带隙参考电路
[0059] 20      偏压产生器
[0060] 30  误差放大器
[0061] 40  带隙回路电路
[0062] 22  或
[0063] 24  多工器
[0064] 26  缓冲器
[0065] M1-M12  晶体管
[0066] Z1-Z2     电阻元件
[0067] SW        开关
[0068] S1        模式选择信号
[0069] Q1-Q2  晶体管
[0070] R1-R4  电阻器
[0071] V1-V2  电压

具体实施方式

[0072] 下列说明中揭示的技术细节可让本领域技术人员实现本发明的一或多个具体实施例。
[0073] 图3为使用根据本发明的至少某些具体实施例的一带隙参考机制来实施的一模拟区块的功能图。模拟区块100包含一模式控制单元(MCU,mode control unit)200与一带隙参考电路300。带隙参考电路300包括一偏压产生器20、一误差放大器30、与一带隙回路电路40。带隙参考电路300构成根据MCU 200产生的一模式选择信号SMODE,供应至少一带隙参考电压VBG。尤其是,带隙参考电路300构成根据该模式选择信号SMODE,在OFF模式、低功率模式或ON模式操作,其中带隙参考电路300的偏压情况与带隙参考电压VBG的电平取决于带隙参考电路300的操作模式。
[0074] 根据本发明的某些具体实施例,模拟区块100可为图像传感器的任何模拟IP,包含但不受限于一相回路(PLL,phase-locked loop)、一低压差调节器(LDO,low dropout regulator)、一模拟数字转换器(ADC,analog-to-digital converter)、或一像素读出电路。为了例示目的,使用图像传感器中的模拟区块100的应用来解释本发明。然而,本模拟区块100也可用在需要带隙参考的其他装置。
[0075] 图4为根据本发明的至少某些具体实施例的MCU 200的电路图。MCU 200构成根据接收自该图像传感器中的一数字区块的控制信号SNOR、SSTB和LP_en,以产生该模式选择信号SMODE。在图4例示的具体实施例中,MCU 200可使用一或门22、一多工器24与一缓冲器26实现。该或门包含:一第一输入,其耦合成接收该控制信号SNOR;一第二输入,其耦合成接收该控制信号SSTB;及一输出端。多工器24包含:一第一输入,其耦合至或门22的输出端;一第二输入,其耦合成接收该控制信号SSTB;一选择线,其耦合成接收该控制信号LP_en;及一输出端。缓冲器26包含:一输入,其耦合至多工器24的输出端;及一输出端,用于根据该等控制信号SNOR、SSTB和LP_en以输出该模式选择信号SMODE。在该控制信号SNOR设定为“高”(逻辑1)期间,当该图像传感器在正常模式时,该控制信号SSTB设定为“低”(逻辑0),且该控制信号LP_en设定为“低”,MCU 200构成输出一“高”模式选择信号SMODE。在该控制信号SNOR设定为“低”期间,当该图像传感器在待命模式时,该控制信号SSTB设定为“高”,且该控制信号LP_en设定为“高”,MCU 200构成输出一“低”模式选择信号SMODE。
[0076] 图5和图6为在根据本发明的至少某些具体实施例的带隙参考电路300中的偏压产生器20与误差放大器的电路图。图7为在根据本发明的至少某些具体实施例的带隙参考电路300中的带隙回路电路40的电路图。
[0077] 如图5和图6所描述,偏压产生器20包含晶体管M1~M4、电阻元件Z1~Z2、与一开关SW。根据本发明的某些具体实施例,该等晶体管M1~M2可为P型金属化物半导体场效晶体管(MOSFET,metal–oxide–semiconductor-field-effect transistor),且该等晶体管M3~M4可为N型MOSFET。该晶体管M1包含:一源极,其耦合至一电压供应VDD;一漏极;及一栅极,其耦合至该晶体管M1的该漏极。该晶体管M2包含:一源极,其耦合至该电压供应VDD;一漏极,用于输出一偏压VBIAS;及一栅极,其耦合至该晶体管M1的该漏极。该晶体管M3包含:一漏极,其耦合至该晶体管M1的该漏极;及一栅极,其耦合至该晶体管M2的该漏极。该晶体管M4包含:一漏极,其耦合至该晶体管M2的该漏极;一源极,其耦合至该电压供应VSS;及一栅极,其耦合至该晶体管M3的该栅极。该等电阻元件Z1和Z2串联耦合在该晶体管M3的该源极与该电压供应VSS之间。该开关SW包含:一第一端,其耦合在该等电阻元件Z1~Z2之间;一第二端,其耦合至该电压供应VSS;及一控制端,其耦合成接收该模式选择信号SMODE。
[0078] 在本发明中,偏压产生器20构成根据带隙参考电路300的操作模式以调整其偏压情况。根据本发明的某些具体实施例,当该图像传感器在该正常模式操作时,该模式选择信号S1设定为一第一电平(像是逻辑1),其启动(短路)该开关SW并允许带隙参考电路300在该ON模式操作;当该图像传感器在该待命模式操作时,该模式选择信号S1设定为一第二电平(像是逻辑0),其关闭(开路)该开关SW并允许带隙参考电路300在该低功率模式操作。如此,流过该晶体管M3的电流在ON模式由该该电阻元件Z1与在低功率模式的该等电阻元件Z1~Z2所定义。因为(Z1+Z2)的电阻大于Z1,所以偏压产生器20的该偏向电流以及供应至误差放大器30的该偏压VBIAS可在该低功率模式下降,藉此降低功率消耗。
[0079] 根据本发明的某些具体实施例,该电阻元件Z2的电阻可远大于该电阻元件Z1的电阻,以在低功率模式期间,实质降低偏压产生器20的偏压电流。在图5描述的具体实施例中,该等电阻元件Z1、Z2可为电阻器。在图6描述的具体实施例中,该电阻元件Z1可为电阻器,且该电阻元件Z2可为二极管连接晶体管。
[0080] 如图5和图6的描述,误差放大器30包含晶体管M5~M9。根据本发明的某些具体实施例,该等晶体管M5~M6可为P型MOSFET且该等晶体管M7~M9可为N型MOSFET。该晶体管M5包含:一源极,其耦合至该电压供应VDD;一漏极;及一栅极,其耦合至该晶体管M5的该漏极。该晶体管M6包含:一源极,其耦合至该电压供应VDD;一漏极,用于输出该误差电压VERR;及一栅极,其耦合至该晶体管M5的该漏极。该晶体管M7包含:一漏极,其耦合至该晶体管M5的该漏极;一源极;及一栅极,其耦合至该误差放大器30的该负输入端。该晶体管M8包含:一漏极,其耦合至该晶体管M6的该漏极;一源极;及一栅极,其耦合至该误差放大器30的该正输入端。该晶体管M9包含:一漏极,其耦合至该晶体管M2的该源极;一源极,其耦合至该电压供应VSS;及一栅极,其耦合至该偏压产生器20,用于接收该偏压VBIAS。
[0081] 如图7的描述,带隙回路电路40包含晶体管M10~M12和Q1~Q2、与电阻器R1~R4。根据本发明的某些具体实施例,该等晶体管M1~M3可为P型MOSFET,且该等晶体管Q1~Q2可为双极接合晶体管(BJT,bipolar junction transistor)。该晶体管M1包含:一源极,其耦合至该电压供应VDD;一漏极,其耦合至误差放大器30的该负输入端;及一栅极,其耦合至误差放大器30的该输出端。该晶体管M2包含:一源极,其耦合至该电压供应VDD;一漏极,其耦合至误差放大器30的该正输入端;及一栅极,其耦合至误差放大器30的该输出端。该晶体管M3包含:一源极,其耦合至该电压供应VDD;一漏极,其耦合至带隙回路电路40的该输出端;
及一栅极,其耦合至误差放大器30的该输出端。该晶体管Q1包含:一射极,其耦合至误差放大器30的一负输入端;一集极,其耦合至该电压供应VSS;及一基极,其耦合至该电压供应VSS。该晶体管Q2包含:一射极;一集极,其耦合至该电压供应VSS;及一基极,其耦合至该电压供应VSS。该电阻器R1耦合在误差放大器30的该负输入端与该电压供应VSS之间。该电阻器R2耦合在误差放大器30的该正输入端与该晶体管Q2的该射极之间。该电阻器R3耦合在误差放大器30的该正输入端与该电压供应VSS之间。该电阻器R4耦合在该晶体管M12的该漏极与该电压供应VSS之间。
[0082] 在带隙回路电路40中,该等晶体管Q1~Q2和M1~M3的每一个都具有一正温度系数或一负温度系数,如此带隙参考电路300可提供一所要的温度特性。供应至误差放大器30的该负输入端的电压V1的电平是与流过该等晶体管Q1和M1的电流有关联,且供应至误差放大器30的该正输入端的电压V2的电平是与流过该等晶体管Q2和M2的电流有关联。因此,误差放大器30可提供一回馈机构,如此可调整流过该晶体管M12的电流,以提供一稳定的带隙参考电压VBG。当检测到该等电压V1与V2之间有任何差异时,误差放大器30构成产生该补偿误差电压VERR,其据此驱动该等晶体管M10~M12的该等栅极,藉此朝向其设计规格移动该输出带隙参考电压VBG。
[0083] 图8为例示根据本发明某些具体实施例的一图像传感器中的模拟区块100操作的时序图。在T1之前,当该图像传感器电源关闭时,带隙参考电路300在OFF模式操作,且该带隙参考电压VBG为零。在T1,当该图像传感器电源启动并进入该待命模式时,带隙参考电路300在低功率模式操作,且该带隙参考电压VBG上升至非零电平。虽然一理想的误差放大器具有无限制增益与无偏移误差,不过在实际应用中误差放大器30的输出不可避免地随着该偏压VBIAS而变化。因为在该低功率模式,该偏压VBIAS会下降,所以该带隙参考电压VBG的电平可在其额定电平附近稍微变动。然而,因为该图像传感器仍旧在该待命模式准备进行正常模式操作,且不需要该带隙参考电压VBG维持在其额定电平,如此电压波动就不是问题。
[0084] 在T2,当该图像传感器切换至正常模式时,带隙参考电路300在ON模式操作,且输出该额定电平的带隙参考电压VBG用于该图像传感器的正常模式操作。在T3,当该图像传感器切换至待命模式,带隙参考电路300切换至低功率模式,其中带隙参考电路300在降低偏压情况下操作。如先前所述,在该待命模式中,该带隙参考电压VBG可在其额定电平附近稍微波动,但是这种电压波动并不会影响该图像传感器的正常模式操作。在T4,当该图像传感器切回正常模式时,该带隙参考电路在ON模式操作,且输出该额定电平的带隙参考电压VBG用于该图像传感器的正常操作。在T5,当该图像传感器电源关闭时(例如在电源关闭模式),带隙参考电路300关闭,且该带隙参考电压VBG下降至零。
[0085] 在T2~T3与T3~T4之间,当该图像传感器在待命模式操作时,目前的带隙参考电路300是在降低偏压情况的该低功率模式操作,并提供一非零带隙参考电压VBG。该降低偏压情况可降低模拟区块100的耗电量,而该非零带隙参考电压VBG可缩短从待命模式切回正常模式之后,该图像传感器恢复到正常模式操作的稳定时间。
[0086] 图9为用于操作根据本发明的至少某些具体实施例的该模拟区块的方法500的例示具体实施例的流程图。方法50可包含一或多个运算、功能或动作,如一或多个步骤502、504、506、和/或508所例示。许多步骤可根据所要的实施结合成较少步骤、细分成附加步骤和/或消除。方法50的处理可从步骤502开始,“一装置模拟区块中的一MCU从该装置的一数字区块接收有关该装置目前操作模式的控制信号”。步骤502之后接续步骤504,“该MCU根据该等控制信号产生一模式选择信号”。步骤504之后接续步骤506,“该模拟区块中的一带隙参考电路是以额定偏压情况的ON模式操作,并在该模式选择信号符合该装置的正常模式操作时,输出一额定电平的带隙参考电压”。步骤506之后接续步骤508,“该模拟区块中的一带隙参考电路是以降低偏压情况的低功率模式操作,并在该模式选择信号符合该装置的待命模式操作时,输出一非零带隙参考电压”。
[0087] 虽然已经参考特定示范具体实施例来描述本发明,不过本领域技术人员将了解,所揭示内容并不受限于所描述的具体实施例,而是可以在文后权利要求书的精神与范围内进行修改与更改来实践。因此,说明书与附图仅供参考而不是限制。
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