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参考电压产生电路及方法
    技术领域 本发明是有关于参考电压产生电路与方法， 且特别是有关于一种利用能带隙参考 电路的参考电压产生电路与方法。
     背景技术 因应半导体特性的缘故， 在许多应用上， 参考电压产生电路的输出参考电压需包 含温度系数 (temperature coefficient， 简称 TC)， 以补偿温度效应。 举例来说， 如有一应用 输出参考电压规格为 1.6V+10mV/℃， 此输出参考电压的绝对电压值的调整范围为 ： 1.2V ～ 2.0V， 其温度系数可调整的范围为 5mV/℃～ 15mV/℃。
     图 1A 显示输出参考电压的绝对电压值的调整示意图。 于图 1A 中， 曲线 A1、 B1 与 C1 分别代表输出参考电压为 1.2V+10mV/℃、 1.6V+10mV/℃与 2.0V+10mV/℃。 图 1B 显示输出参 考电压的温度系数的调整示意图， 曲线 A2、 B2 与 C2 分别代表输出参考电压为 1.6V+5mV/℃、 1.6V+10mV/℃与 1.6V+15mV/℃。
     为调整绝对电压值与温度系数， 于现有的参考电压产生电路中， 一般会使用能 带 隙 (Bandgap) 电 路 来 产 生 零 温 度 系 数 电 压 (zero-TC voltage) 与 正 温 度 系 数 电 压 (Positive-TC voltage)， 再利用具有多个缓冲器的加 ( 减 ) 法器来对所产生的电压进行加 减， 以产生具有不同温度系数的输出参考电压。
     然而， 这类现有的架构因含有多个缓冲器而过于庞大复杂， 造成耗电与电路面积 都远大于不须进行温度补偿效应的设计。此外， 执行电压加减的缓冲器更会造成多余偏差 (offset)， 大幅影响输出参考电压及其温度系数的准确性。
     发明内容
     本发明的一目的是提出一种参考电压产生电路与其方法， 其通过取出具温度系数 电流而非电压来进行后续处理， 因此不须动用到多个缓冲器， 从而可具有面积小、 耗电低、 结构简单、 温度系数准确等优点。
     本发明另一目的是提出一种参考电压产生电路与其方法， 其通过将电流相减以合 成偏压电流， 可提高偏压电流的温度系数， 如此可用较小的可变电阻即能得到所需范围的 输出参考电压， 以及可加宽零温度系数的基准电压的输入范围。
     本发明的又一目的是提出一种参考电压产生电路与其方法， 其通过电流路径的切 换以使偏压电流于不同温度系数之间切换， 输出参考电压因此可在不同温度系数之间作切 换， 从而可应用于种种不同的场合， 可达弹性及广泛的应用。
     根据本发明一方面的一种参考电压产生电路， 包括 ： 一能带隙参考电路， 产生具有 不同温度系数的多个初始电流 ； 一基准电压产生电路， 耦接至该能带隙参考电路， 用以复制 这些初始电流并合成为一合成电流， 以及将该合成电流转换为一或多个基准电压 ； 一偏压 电流源电路， 耦接至该能带隙参考电路及该基准电压产生电路的至少一个， 用以依据这些 初始电流当中至少一个来产生一至多个偏压电流 ； 以及一或多个稳压输出电路， 当中每一个耦接至该基准电压产生电路以接收该一或多个基准电压当中的一对应者， 以及耦接至该 偏压电流源电路以接收该一或多个偏压电流当中的一对应者， 用以将所接收的该偏压电流 转换为一个别差量电压以与该基准电压相加成为一个别输出参考电压。
     根据本发明的另一方面的一种参考电压产生方法， 包括 ： 产生具有不同温度系数 的多个初始电流 ； 复制这些初始电流并合成为一合成电流， 以及将该合成电流转换为一或 多个基准电压 ； 依据这些初始电流当中至少一个来分别产生一或多个偏压电流 ； 以及将该 一或多个偏压电流转换为一或多个差量电压以分别与该基准电压当中的一个相加成为一 或多个输出参考电压当中的一个。
     本发明的有益技术效果是 ： 相较于现有技术， 上述实施例通过取出能带隙参考电 路的电流而非电压来进行后续处理， 因此不须动用到多个缓冲器， 从而可具有面积小、 耗电 低、 结构简单、 温度系数准确等优点。 此外， 通过电流相减以合成偏压电流， 可提高偏压电流 的温度系数， 结果可用较小的可变电阻即能得到所需范围的输出参考电压， 以及可加宽零 温度系数的基准电压的输入范围。此外， 通过电流路径的切换以使偏压电流于不同温度系 数之间切换， 输出参考电压因此可在不同温度系数之间作切换， 从而可应用于种种不同的 场合。
     为了对本发明的上述及其它方面有更佳的了解， 下文特举较佳实施例， 并配合附 图作详细说明如下 ： 附图说明
     图 1A 显示输出参考电压的绝对电压值的调整示意图。 图 1B 显示输出参考电压的温度系数的调整示意图。 图 2 显示根据本发明第一实施例的参考电压产生电路的示意图。 图 3 显示电流的温度系数概念。 图 4 显示根据本发明第二实施例的参考电压产生电路的示意图。 图 5A 及图 5B 显示根据本发明第三实施例的参考电压产生电路于不同态样下的示 图 6 显示根据本发明第四实施例的参考电压产生方法的流程图。意图。
     具体实施方式
     在此所揭露的参考电压产生电路中， 是将不同温度系数的初始电流 ( 譬如为一正 温度系数电流与一负温度系数电流 ) 加总成为一合成电流并转换为一基准电压， 以及依据 这些初始电流来产生一或多个偏压电流， 再依据该一或多个偏压电流与该基准电压来分别 产生一或多个正 / 负 / 零温度系数输出参考电压。下列特举数个实施例加以说明。
     第一实施例
     请参考图 2， 其显示根据本发明第一实施例的参考电压产生电路的电路示意图。 如 图 2 所示， 参考电压产生电路 200 包括 ： 能带隙参考电路 210、 基准电压产生电路 220、 偏压 电流源电路 230 与一至多个稳压输出电路 ( 在此以两个稳压输出电路 240A 及 240B 为例 )。 以下的说明可轻易类推至更多数目的稳压输出电路。
     能带隙参考电路 210 经配置以产生不同温度系数的初始电流。于较佳的情况下，这些初始电流包括具有正温度系数的第一电流 I1 及具有负温度系数的第二电流 I2。
     基准电压产生电路 220 耦接至能带隙参考电路 210， 并经配置以复制能带隙参考 电路 210 所产生的初始电流、 进行合成， 从而产生一合成电流， 并继而将该合成电流转换为 一或多个基准电压。于图 2 所示的较佳实施例中， 基准电压产生电路 220 复制第一电流 I1 及第二电流 I2 并合成为具有零温度系数的第三电流 I3， 以及将第三电流 I3 转换为具有零 温度系数的基准电压 V1 及 V2。
     偏压电流源电路 230 耦接至能带隙参考电路 210 及基准电压产生电路 220 当中至 少一个。偏压电流源电路 230 依据第一电流 I1 及第二电流 I2 当中至少一个来产生一至多 个偏压电流。于此图中， 是以两个偏压电流分别等于第一与第二电流 I1 及 I2 为例来说明。
     稳压输出电路 240A 及 240B 皆耦接至基准电压产生电路 220， 以分别接收对应的 基准电压 V1 及 V2。此外， 稳压输出电路 240A 及 240B 并分别耦接至偏压电流源电路 230， 以接收对应的偏压电流 ( 以下将以接收第二电流 I2 与第一电流 I1 为例 )。稳压输出电路 240A 及 240B 继而分别可将所接收的偏压电流转换为个别的差量电压 ( 即电阻 R4 与 R5 的 个别跨压 )， 以分别与基准电压 V1 及 V2 相加成为个别的输出参考电压 Vout1 与 Vout2。
     图 2 亦显示能带隙参考电路 210、 基准电压产生电路 220、 偏压电流源电路 230 与 稳压输出电路 240A 及 240B 分别的范例细部电路结构。须注意， 图 2 的范例细部结构仅作 说明之用， 有种种不同结构的电路结构皆可用实施能带隙参考电路 210、 基准电压产生电路 220、 偏压电流源电路 230 与稳压输出电路 240A 及 240B， 只要能达到上述功能即可。 于图 2 所示的范例中， 能带隙参考电路 210 譬如可包括 ： 正比于绝对温度 (PTAT， proportional to absolute temperature) 电流产生电路 210A， 其经配置以产生具有正温 度系数的第一电流 I1 ； 以及电压至电流转换电路 210B， 耦接至正比于绝对温度电流产生电 路 210A 的一节点， 用以将该节点的电压 VEB1 转换为具有负温度系数的第二电流 I2。使用 此电压转电流 (voltage-to-current) 的电路将负温度系数电压 ( 如节点电压 VEB1) 转换 为负温度系数的第二电流 I2 的优点在于可减少元件数目以降低电路面积。
     具体而言， 于此范例的 PTAT 电流产生电路 210A 中， 是设置有一对接面晶体管 T25 及 T26， 譬如是 PNP 双载子接面晶体管 (BJT)， 且两者的集极及基极皆耦接至一参考电压 ( 譬如接地 GND)。 接面晶体管 T25 及 T26 两者具有不同的电流面积密度， 譬如是接面晶体管 T25 的面积 ( 譬如 A) 小于接面晶体管 T26 的面积 ( 譬如 nA， 其中 n 为大于 1 的正整数 )。 另 一方面， PTAT 电流产生电路 210A 还设置有一对场效应晶体管 T23 及 T24， 譬如是 N 型金属氧 化物半导体场效应晶体管 (NMOS)， 两者的栅极相接， 漏极则分别耦接至接面晶体管 T25 及 T26 的射极， 且场效晶体管 T23 的栅极与源极相接。 此外， PTAT 电流产生电路 210A 还设置有 另一对场效应晶体管 T21 及 T22， 譬如是 P 型金属氧化物半导体场效应晶体管 (PMOS)， 两者 的栅极相接， 源极皆耦接至另一参考电压 ( 譬如为 VDD)， 漏极则分别耦接至场效晶体管 T25 及 T26 的源极。在场效晶体管 T21 至 T24 的这种连接配置下， 场效晶体管 T23 及 T24 的漏 极电压可相等， 即皆等于接面晶体管 T25 的基极 - 射极端跨压 VEB1。因此可导出第一电阻 R1 的跨压 V1 ＝ VEB1-VEB2 ＝ KTln(n)， 即流过第一电阻元件 R1 的第一电流 I1 ＝ KTln(n)/ R1。换言之， 第一电流 I1 的温度系数为正值。
     另一方面， 于图 2 所示的电压至电流转换电路 210B 的范例细部结构中， 包括有一 操作放大器 OP1 及一电阻 R2。操作放大器 OP1 的两输入端因虚短路而锁定在同一电压， 即
     PTAT 电流产生电路 210A 的节点电压 VEB1。通过电阻 R2 的电阻特性， 此节点电压可转换为 第二电流 I2 ： I2 ＝ VEB1/R2。由于 VEB1 为负温度系数电压， 所以第二电流 I2 的温度系数 亦为负值。 此外， 电压至电流转换电路 210B 设置有一场效应晶体管 T27， 其栅极电压可反应 出第二电流的大小。
     另一方面， 于图 2 所示的基准电压产生电路 220 的范例细部结构中， 基准电压产 生电路 220 可包括一镜射电路， 其具有第一及第二镜射用晶体管 T28 与 T29， 其栅极分别耦 接至能带隙参考电路 210， 用以分别复制第一电流 I1 及该第二电流 I2。此外， 基准电压产 生电路 220 亦包括一电阻 R3， 其耦接至第一镜射用晶体管 T28 的源极与第二镜射用晶体管 T29 的源极， 用以汇流第一电流 I1 及第二电流 I1 成为第三电流 I3， 并利用其电阻特性而将 第三电流 I3 转换为一或多个基准电压 ( 在此譬如为 V1 及 V2)。选择性地， 第三电阻 R3 可 为一可变电阻。举例而言， 借着设置一或多个多路转换器 ( 在此譬如为多路转换器 MUX1 及 MUX2) 分别耦接至电阻 R3， 可利用控制信号 C1 及 C2 来选择电阻 R3 的电阻值而调整基准电 压 V1 及 V2 的电压电平。值得注意的是， 在此仅以设置单一个电阻 R3 为例， 实际上亦可设 置多个电阻， 分别转换出一或多个基准电压。
     图 3 显示第一至第三电流 I1 ～ I3 随温度变化的示意图。于较佳的情况下， 通过 适当的电路设计， 第一电流与第二电流的加总， 即流经电阻 R3 的第三电流 I3， 可为零温度 系数电流。比如， 假设第一电流 I1 的温度系数为 +10μA/ ℃， 而第二电流 I2 的温度系数 为 -10μA/℃， 则第三电流 I3 的温度系数为 +10μA/℃ +(-10μA/℃ ) ＝ 0μA/℃。由于第 三电流 I3 为零温度系数电流， 故跨压于电阻 R3 上的电压亦为零温度系数电压。在控制信 号 C1 与 C2 的控制下， 多路转换器 MUX1 与 MUX2 从电阻 R3 上取出适当电压成为基准电压 V1 与 V2， 其中电压 V1 与 V2 亦为零温度系数电压。
     继续参考图 2。 于图 2 所示的偏压电流源电路 230 的范例细部结构中， 偏压电流源 电路 230 可包括镜射用晶体管 T30 ～ T32 与 T35。 在栅极适当的连接下， 通过对晶体管 T21、 T22 与 T28 的电流镜射， 晶体管 T30、 T31 与 T35 可复制出正温度系数的第一电流 I1。相似 地， 在栅极适当的连接下， 通过对晶体管 T27 与 T32 的电流镜射， 晶体管 T32 可复制出负温 度系数的第二电流 I2。
     另一方面， 于图 2 所示的范例细部结构中， 是以两个稳压输出电路 240A 与 240B 为 例来说明。于本范例中， 稳压输出电路 240A 与 240B 可为 A 类 (Class A) 稳压输出电路。详 细地说， 于稳压输出电路 240A 中， 是配置有一电阻元件 ( 譬如为可变电阻 R4)， 其具有第一 端耦接至输出节点 Vout1， 第二端则接收镜射用晶体管 T32 所复制出的第二电流 I2。此外， 稳压输出电路 240A 亦包括一输出晶体管 T33 耦接于输出节点 Vout1 与一参考电平 ( 譬如为 接地 GND) 之间， 以及一操作放大器 OP2， 具有第一输入端接收基准电压 V1， 第二输入端耦接 至可变电阻 R4， 以及一输出端耦接至至输出晶体管 T33 的栅极。 相似地， 稳压输出电路 240B 中， 亦配置有一电阻元件 ( 譬如为可变电阻 R5)、 输出晶体管 T34， 以及操作放大器 OP3， 其连 接方式与稳压输出电路 240A 相似， 差别在于可变电阻 R5 改为接收镜射用晶体管 T35 所复 制出的第二电流 I1， 以及可变电阻 R5 与输出晶体管 T34 两者耦接至输出节点 Vout2。
     于稳压输出电路 240A 中， 通过操作放大器 OP2 的虚短路作用， 可变电阻 R4 的第 二端的电压可等于基准电压 V1。此外， 通过可变电阻 R4 的电阻特性， 可产生横跨于可变 电阻 R4 的差量电压 -I2*R4。因此， 输出参考电压 Vout1 等于基准电压 V1 加上差量电压(-I2*R4)， 亦即可表示为 ： Vout1 ＝ V1-I2*R4。 在基准电压 V1 为零温度系数电压且第二电流 I2 为负温度系数电流的较佳情况下， 输出参考电压 Vout1 因此可为正温度系数电压， 并可 通过可变电阻 R4 来调整温度系数。相似地， 通过操作放大器 OP3 与可变电阻 R5 的操作， 输 出参考电压 Vout2 等于基准电压 V2 加上差量电压 I1*R5， 即可表示为 ： Vout1 ＝ V2+I1*R5。 在基准电压 V2 为零温度系数电压且第一电流 I1 为正温度系数电流的较佳情况下， 输出参 考电压 Vout2 同样可为正温度系数电压， 且同样可通过可变电阻 R5 来调整温度系数。
     综上所述， 参考电压产生电路 200 可先通过能带隙参考电路 210 来产生不同温度 系数的第一与第二电流 I1 与 I2， 并以基准电压产生电路 220 进行电流镜射与转换以产生零 温度系数的基准电压， 以及以偏压电流源电路 230 进行电流镜射而复制出一至多个偏压电 流， 再以稳压输出电路 240A-240B 将基准电压与该一至多个偏压电流转换为一至多个可具 有不同温度系数的输出参考电压。
     相较于结构复杂及面积庞大的现有的技术， 参考电压产生电路 200 并未利用多个 缓冲器来对能带隙参考电路的电压作加减， 反而是取出能带隙参考电路所产生的电流 ( 在 此称为初始电流 ) 并利用面积较小且结构较为简单的偏压电流源电路 230、 基准电压产生 电路 220 与稳压输出电路 240A-240B 来进行后续处理， 最后可获得一至多个不同温度系数 的输出参考电压， 故可具有面积小、 耗电低、 结构简单、 温度系数准确的优点。 值得注意的是， 于其它实施例中， 可设计不同的电流镜射路径， 以使流经可变电阻 R4 的电流改为正温度系数电流 I1， 藉以使得输出参考电压 Vout1 变为负温度系数电压。额 外或另外地， 可设计不同的电流镜射路径， 以使流经可变电阻 R5 的电流为负温度系数电流 I2， 藉以使得输出参考电压 Vout2 变为负温度系数电压。换言之， 输出参考电压 Vout1 与 Vout2 的温度系数的正负值组合有种种不同的可能性， 且可再通过可变电阻 R4 与 R5 来调整 大小。
     再者， 于其它实施例中， 可实施较多或较少数目的偏压电流与稳压输出电路， 以提 供较多或较少数目的相同或不同温度系数的输出参考电压。 更甚者， 基准电压产生电路 220 所产生的合成电流与基准电压并不限于零温度系数， 而可具有非零的温度系数。故此处所 揭露的技术可达相当广泛且弹性的应用。
     第二实施例
     请参考图 4， 其显示根据本发明第二实施例的参考电压产生电路的电路示意图。 与 图 2 的参考电压产生电路 200 类似， 图 4 的参考电压产生电路 400 包括 ： 能带隙参考电路 410、 基准电压产生电路 420、 偏压电流源电路 430 与一至多个稳压输出电路 ( 在此亦以两个 稳压输出电路 440A 及 440B 为例来说明 )。
     于图 4 所示的范例中， 能带隙参考电路 410 亦可包含正比于绝对温度电流产生电 路 410A 与电压至电流转换电路 410B。然而， 相较于图 2 所示的参考电压产生电路 200， 图 4 所示的参考电压产生电路 400 的差异是在于偏压电流源电路 430 不将第一与第二电流 I1 与 I2 简单复制成为偏压电流， 而是额外增加电流合成功能， 以提供不同温度系数的偏压电 流， 从而稳压输出电路 440A 及 440B 可产生不同温度系数的输出参考电压。以下仅就参考 电压产生电路 200 与 400 的差异来作说明， 其余部份可参考第一实施例的描述。
     于此图所示的范例中， 是用电流相减来举例说明此电流合成功能， 其可提高输出 参考电压的温度系数。为达此电流相减功能， 偏压电流源电路 430 是额外增设了镜射用晶
     体管 T41 ～ T50。
     通过对于晶体管 T27 的电流镜射， 镜射用晶体管 T41、 T42 与 T43 可复制出第二电 流 I2( 负温度系数电流 )。此外， 与图 2 类似， 镜射用晶体管 T30 可复制出第一电流 I2。故 而， 流经镜射用晶体管 T31 的偏压电流 I4 ＝ I1-I2， 其为一正温度系数电流。最后， 经过对 于镜射用晶体管 T31 的电流镜射， 镜射用晶体管 T35 同样可复制出偏压电流 I4 以提供给稳 压输出电路 440B 使用。
     相似地， 通过对于晶体管 T21 与 T22 的电流镜射， 镜射用晶体管 T44、 T45 与 T46 可 复制出第一电流 I1( 正温度系数电流 )。通过对于晶体管 T27 的电流镜射与对于晶体管之 间的适当尺寸设计， 镜射用晶体管 T41 与 T47 可复制出 I2’ ( 负温度系数电流 )， 其为第二电 流 I2 的倍数， 且电流大小关系为 ： I2’ ＞ I1 ＞ I2。故而， 流经镜射用晶体管 T48 的偏压电 流 I5 ＝ I2’ -I1， 其为一负温度系数电流。最后， 经过对于镜射用晶体管 T48 的电流镜射， 镜射用晶体管 T50、 T49、 T32 同样可复制出偏压电流 I5 以提供给稳压输出电路 440A 使用。
     请 转 回 参 考 图 3， 其 显 示 出 偏 压 电 流 I4 与 I5 的 温 度 系 数。 由 图 3 可 知， 虽 然 电 流 I1 与 I4 皆 为 正 温 度 系 数 电 流， 但 电 流 I4 的 温 度 系 数 的 绝 对 值 大 于 偏 压 电 流 I1 的 温 度 系 数 的 绝 对 值。 此 外， 虽 然 偏 压 电 流 I2、 I2’与 I5 皆 为 负 温 度 系 数 电 流， 但偏压电流 I5 的温度系数的绝对值大于第二电流 I2 的温度系数的绝对值。举例 而 言， 假 设 电 流 I1 的 温 度 系 数 为 +10μA/ ℃， 电 流 I2 的 温 度 系 数 为 -10μA/ ℃， 则电 流 I4 的 温 度 系 数 为 +10μA/ ℃ -(-10μA/ ℃ ) ＝ +20μA/ ℃， 以 及 电 流 I5 的 温 度 系 数 为 -10μA/℃ -(+10μA/℃ ) ＝ -20μA/℃。
     请继续参考图 4。于稳压输出电路 440A 中， 输出参考电压 Vout1 ＝ V1-I5*R4。于 基准电压 V1 为零温度系数电压且偏压电流 I5 为负温度系数电流的较佳情况下， 输出参考 电压 Vout1 为正温度系数电压。相似地， 于稳压输出电路 440B 中， 输出参考电压 Vout2 ＝ V2+I4*R5。于基准电压 V2 为零温度系数电压且偏压电流 I4 为正温度系数电流的较佳情况 下， 输出参考电压 Vout2 为正温度系数电压。如图 3 的相关说明所述， 由于偏压电流 I4 与 I5 的温度系数拥有较大绝对值， 因此输出参考电压 Vout1 与 Vout2 的温度系数亦有所提升。
     综合上述， 通过将正温度系数的第一电流 I1 减去负温度系数的第二电流 I2 来产 生偏压电流 I4， 或者将负温度系数的第一电流 I2’ 减去正温度系数的第二电流 I1 来产生 偏压电流 I4， 可提高偏压电流 I4 与 I5 的温度系数， 甚至达数倍的多。故而， 此实施例可产 生多种优点。举例而言， 可用较小的可变电阻 R4 与 R5 即能得到所需范围的输出参考电压 Vout2 与 Vout1， 有助于减少电路面积。此外， 电流相减所得到的偏压电流 I4 与 I5 亦可大 幅下降， 因此可降低可变电阻 R4 与 R5 所造成的压降， 结果可加宽零温度系数的基准电压 V1 与 V2 的输入范围。
     值得注意的是， 与图 2 类似， 于其它实施例中， 可设计不同的电流镜射路径， 以使 流经可变电阻 R4 的电流改为正温度系数电流 I4， 藉以使得输出参考电压 Vout1 变为负温度 系数电压。额外或另外地， 可设计不同的电流镜射路径， 以使流经可变电阻 R5 的电流为负 温度系数电流 I5， 藉以使得输出参考电压 Vout2 变为负温度系数电压。 换言的， 输出参考电 压 Vout1 与 Vout2 的温度系数的正负值组合有种种不同的可能性， 且可再通过可变电阻 R4 与 R5 来调整大小。
     再者， 于其它实施例中， 可实施较多或较少数目的偏压电流与稳压输出电路， 以提供较多或较少数目的相同或不同温度系数的输出参考电压。 更甚者， 基准电压产生电路 420 所产生的合成电流与基准电压并不限于零温度系数， 而可具有非零的温度系数。
     此外， 亦值得注意的是， 于图 4 所示的范例中， 是用电流相减来举例说明此电流合 成功能， 其可提高输出参考电压的温度系数。然而于其它实施例中， 偏压电流源电路 430 可 实施其它不同类型的电流合成， 譬如是第一与第二电流 I1 与 I2 不同权重的相加与相减， 藉 以产生不同温度系数的输出参考电压。更甚者， 在能带隙参考电路 410 产生更多数目的初 始电流下， 亦可依据这些初始电流实施更多类型的电流合成， 从而产生不同温度系数的输 出参考电压。此处所揭露的技术可达相当广泛且弹性的应用。
     第三实施例
     请参考图 5A 与图 5B， 其显示根据本发明第三实施例的参考电压产生电路 500 的电 路示意图。与图 4 的参考电压产生电路 400 类似， 图 5A 与图 5B 的参考电压产生电路 500 包括 ： 能带隙参考电路 510、 基准电压产生电路 520、 偏压电流源电路 530 与一至多个稳压输 出电路 ( 在此亦以两个稳压输出电路 540A 及 540B 为例来说明 )。于图 5A 与图 5B 所示的 范例中， 能带隙参考电路 510 亦可包含正比于绝对温度电流产生电路 510A 与电压至电流转 换电路 510B。然而， 相较于图 4 所示的参考电压产生电路 400， 图 5A 与图 5B 所示的参考电 压产生电路 500 的差异是在于偏压电流源电路 530 额外增加一电流路径切换功能， 以使偏 压电流可弹性地于不同温度系数之间切换， 从而稳压输出电路 540A 及 540B 的输出参考电 压亦可弹性地于不同温度系数之间切换。以下仅就参考电压产生电路 400 与 500 的差异来 作说明， 其余部份可参考第一与第二实施例的描述。 为达此电流路径切换功能， 偏压电流源电路 530 是额外增设了开关 SW1 ～ SW4， 其 开关组合总共可有四种样态， 分别为态样一 ： (SW1 导通 SW3 切断 ； SW2 导通 SW4 切断 )、 态样 二： (SW1 导通 SW3 切断 ； SW2 切断 SW4 导通 )、 态样三 ： (SW1 切断 SW3 导通 ； SW2 导通 SW4 切 断 )、 及态样四 ： (SW1 切断 SW3 导通 ； SW2 切断 SW4 导通 )。图 5A 与图 5B 分别显示态样一和 态样三， 可轻易类推其余态样。于实际应用上， 可设计开关 SW1 ～ SW4 操作于上述态样一至 四当中的一至多个， 譬如为态样一与态样三。
     参考图 5A， 于态样一中， 开关 SW1 及 SW2 导通而开关 SW3 及 SW4 切断， 因此参考电 压产生电路 500 的操作基本上相同于图 4 的参考电压产生电路 400 的操作。亦即， 此时的 偏压电流源 530 所产生的偏压电流 I4 与 I5 分别具有正温度系数及负温度系数， 因此稳压 输出电路 540A 及 540B 的输出参考电压 Vout1 与 Vout2 皆为正温度系数电压。
     转为参考图 5B， 于态样三中， 由于开关 SW2 切断而开关 SW4 切断， 因此流经镜射用 晶体管 T48 的电流为 I1+I2， 其在适当设计下具有零温度系数。镜射用晶体管 T50、 T49 与 T32 的电流镜射亦可复制出偏压电流 I1+I2 供稳压输出电路 540A 使用。类似地， 由于开关 SW1 切断而开关 SW3 切断， 因此流经镜射用晶体管 T31 的电流为 I1+I2， 其在适当设计下具 有零温度系数。镜射用晶体管 T31 与 T35 亦可复制出偏压电流 I1+I2 供稳压输出电路 540B 使用。
     综合上述， 通过开关 SW1 ～ SW4 的切换作用， 使得偏压电流源所产生的偏压电流可 在不同温度系数的组合之间作切换。 譬如处于态样三时， 偏压电流皆具有零温度系数 ； 而处 于态样一时， 偏压电流分别具有正及负温度系数。结果， 输出参考电压 Vout1 与 Vout2 的温 度系数的组合亦可在不同温度系数的组合之间作切换。因此， 参考电压产生电路 500 可应
     用于需要切换有 / 无温度系数的场合， 或可同时符合不同应用的种种需求。 。
     值得注意的是， 与图 4 类似， 于其它实施例中， 可设计不同的电流镜射路径， 以产 生不同温度系数的偏压电流与输出参考电压。譬如稳压输出电路 540A 及 540B 在态样一下 可改为接收偏压电流 I4 与 I5， 以使得态样一下的输出参考电压 Vout1 与 Vout2 皆变为负温 度系数电压。换言之， 输出参考电压 Vout1 与 Vout2 的温度系数的正负值组合有种种不同 的可能性， 且可再通过可变电阻 R4 与 R5 来调整大小。再者， 于其它实施例中， 可实施较多 或较少数目的稳压输出电路， 以提供较多或较少数目的相同或不同温度系数的输出参考电 压。更甚者， 基准电压产生电路 520 所产生的合成电流与基准电压并不限于零温度系数， 而 可具有非零的温度系数。
     此外， 亦值得注意的是， 于图 5A 与图 5B 所示的范例中， 是用电流加减与相加来举 例说明不同态样下的电流合成与切换功能。然而于其它实施例中， 偏压电流源电路 530 可 实施其它种种不同类型的电流合成及 / 或电流路径切换， 譬如是第一与第二电流 I1 与 I2 以不同权重相加与相减， 藉以产生不同温度系数的输出参考电压。 更甚者， 在能带隙参考电 路 510 产生更多数目的初始电流下， 亦可依据这些初始电流实施更多类型的电流合成与切 换， 从而产生不同温度系数的输出参考电压。故此处所揭露的技术可达相当广泛且弹性的 应用。 值得注意的是， 上述第一至第三实施例可彼此选择性结合， 以形成其它可能实施 例。 举例但不限于， 于其它可能实施例中， 偏压电流源电路可包括第 2、 4、 及图 5A-5B 的偏压 电流源电路 230、 430 与 530 的任意数目的组合， 并搭配对应数目的稳压输出电路， 以产生各 种不同的偏压电流与输出参考电压。
     本发明第四实施例揭露一种参考电压产生方法。图 6 显示根据本发明第四实施 例的参考电压产生方法的流程图。如图 6 所示， 于步骤 610 中， 产生具有不同温度系数的 多个初始电流， 其细节比如可参考上述第一至第三实施例的能带隙参考电路如何产生电流 I1 与 I2， 于此不重述。接着， 于步骤 620 中， 复制这些初始电流并合成为一合成电流， 以及 将该合成电流转换为一或多个基准电压， 其细节比如可参考上述第一至第三实施例中， 基 准电压产生电路如何进行电流镜射与转换以产生零温度系数的基准电压， 于此不重述。接 着， 于步骤 630 中， 依据这些初始电流当中至少一个来分别产生一或多个偏压电流， 其细节 比如可参考上述第一至第三实施例中， 偏压电流源电路如何进行电流镜射而复制出一至多 各偏压电流， 于此不重述。接着， 于步骤 640 中， 将该一或多个偏压电流转换为一或多个差 量电压以分别与该基准电压当中的一个相加成为一或多个输出参考电压当中的一个， 其细 节比如可参考上述第一至第三实施例中， 稳压输出电路如何将基准电压与该一至多个偏压 电流转换为一至多个不同温度系数的输出参考电压， 于此不重述。
     综合上述， 相较于现有技术， 上述实施例通过取出能带隙参考电路的电流而非电 压来进行后续处理， 因此不须动用到多个缓冲器， 从而可具有面积小、 耗电低、 结构简单、 温 度系数准确等优点。此外， 通过电流相减以合成偏压电流， 可提高偏压电流的温度系数， 结 果可用较小的可变电阻即能得到所需范围的输出参考电压， 以及可加宽零温度系数的基准 电压的输入范围。 此外， 通过电流路径的切换以使偏压电流于不同温度系数之间切换， 输出 参考电压因此可在不同温度系数之间作切换， 从而可应用于种种不同的场合。
     综上所述， 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上， 然而其并非用以限定本发明。 本
     发明所属技术领域中具有通常知识者， 在不脱离本发明的精神和范围内， 当可作各种等同 的改变或替换。因此， 本发明的保护范围当视后附的本申请权利要求范围所界定的为准。