特許 7565645 静的直流電圧基準回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-03

(45)【発行日】2024-10-11

(54)【発明の名称】静的直流電圧基準回路

(51)【国際特許分類】

   G05F 3/18 20060101AFI20241004BHJP

【ＦＩ】

G05F3/18

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023520246

(86)(22)【出願日】2022-04-26

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-10-18

(86)【国際出願番号】 CN2022089134

(87)【国際公開番号】W WO2022228407

(87)【国際公開日】2022-11-03

【審査請求日】2023-03-30

(31)【優先権主張番号】202110460640.0

(32)【優先日】2021-04-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】523117764

【氏名又は名称】南通至正電子有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100145470

【弁理士】

【氏名又は名称】藤井 健一

(72)【発明者】

【氏名】王文一

【審査官】清水 康

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－０２２１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２２８１６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－０３４０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－３０９０５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２１８３０２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｆ ３／００ － ３／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

静的直流電圧基準回路であり、動作電流ソースモジュールと、補償電流ソースモジュールと、ノード電流合成モジュールと、定電圧発生モジュールと、動作点絶対値計算モジュールとを含み、ここで、
前記動作電流ソースモジュールは、第１動作電流を前記ノード電流合成モジュールに出力し、且つ前記ノード電流合成モジュールを介して前記定電圧発生モジュールに出力し、前記定電圧発生モジュールは、前記第１動作電流を受信した後、基準電圧を前記動作点絶対値計算モジュールに出力するもので、
前記補償電流ソースモジュールは、第２動作電流を前記ノード電流合成モジュールに出力し、前記ノード電流合成モジュールを介して前記動作点絶対値計算モジュールに出力し、
前記動作点絶対値計算モジュールは、前記基準電圧に基づいて補償電流を前記ノード電流合成モジュールに出力し、
前記ノード電流合成モジュールは、前記第１動作電流、前記第２動作電流及び前記補償電流を第３動作電流に合成して前記定電圧発生モジュールに出力し、
前記定電圧発生モジュールは、前記第３動作電流を介して基準電圧を出力し、
ここで、第１動作電流と前記第２動作電流は共に定電流であり、
前記補償電流は動的補償電流であり、前記動的補償電流と、前記第１動作電流と、前記第２動作電流とは、前記ノード電流合成モジュールで第３動作電流に合成して前記定電圧発生モジュールに出力し、ここで、前記定電圧発生モジュールが出力した基準電圧の絶対値と、前記第１動作電流と、前記第２動作電流との間は、回路が平衡状態に達した後、相互に関連制約され、前記第１動作電流及び第２動作電流を設定することにより、基準電圧を所定値に設定することを特徴とする静的直流電圧基準回路。

【請求項2】

前記ノード電流合成モジュールは、前記動作電流ソースモジュール、前記定電圧発生モジュール、前記動作点絶対値計算モジュール、前記補償電流ソースモジュールにそれぞれ電気的に接続され、前記動作点絶対値計算モジュールと前記定電圧発生モジュールは電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の静的直流電圧基準回路。

【請求項3】

前記静的直流電圧基準回路は、前記定電圧発生モジュールに電気的に接続されており、回路パラメータを補償するための温度補償モジュールをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の静的直流電圧基準回路。

【請求項4】

前記静的直流電圧基準回路は、前記動作点絶対値計算モジュールに電気的に接続されており、静的直流電圧基準回路が増幅したりフィードバックしたりすることに補助するための補助増幅モジュールをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の静的直流電圧基準回路。

【請求項5】

前記動作点絶対値計算モジュールは、第１抵抗と第１トランジスタを含み、前記第１抵抗の一端は、前記第１トランジスタのエミッタ電極に接続され、前記第１抵抗の他端は、接地され、前記第１トランジスタのベース電極は、前記定電圧発生モジュールに接続され、前記第１トランジスタのコレクタ電極は、前記ノード電流合成モジュール、前記補償電流ソースモジュールにそれぞれ接続されることを特徴とする請求項１に記載の直流電圧基準回路。

【請求項6】

前記定電圧発生モジュールは、第１ツェナーダイオードと、第２抵抗と、第３抵抗とを含み、ここで、前記第１ツェナーダイオードの正極は接地され、前記第１ツェナーダイオードの負極は、前記第２抵抗の一端と前記第３抵抗の一端に接続され、前記第２抵抗の他端は、前記ノード電流合成モジュールに接続され、前記第３抵抗の他端は、前記動作点絶対値計算モジュールに接続されることを特徴とする請求項１に記載の直流電圧基準回路。

【請求項7】

前記ノード電流合成モジュールは、第４抵抗と第５抵抗を含み、ここで、前記第４抵抗の一端は、前記動作電流ソースモジュールに接続され、前記第４抵抗の他端は、前記第５抵抗の一端に接続され、前記第５抵抗の他端は、前記動作点絶対値計算モジュールに接続されることを特徴とする請求項１に記載の直流電圧基準回路。

【請求項8】

前記温度補償モジュールは、第６抵抗と、第７抵抗と、第１抵抗温度検知器と、第２抵抗温度検知器とを含み、ここで、前記第６抵抗の一端は、前記第１抵抗温度検知器に接続され、前記第６抵抗の他端は、前記ノード電流合成モジュールに接続され、前記第７抵抗の一端は、前記第２抵抗温度検知器の一端に接続され、前記第７抵抗の他端は、前記ノード電流合成モジュールに接続され、前記第２抵抗温度検知器の他端は、前記動作点絶対値計算モジュールに接続されることを特徴とする請求項３に記載の直流電圧基準回路。

【請求項9】

前記補助増幅モジュールは、第２トランジスタと第８抵抗を含み、ここで、前記第８抵抗の一端は、前記第２トランジスタのエミッタ電極に接続され、前記第８抵抗の他端は、接地され、前記第２トランジスタのコレクタ電極は、前記ノード電流合成モジュールに接続され、前記第２トランジスタのベース電極は、前記動作点絶対値計算モジュールに接続されることを特徴とする請求項４に記載の直流電圧基準回路。

【請求項10】

前記動作電流ソースモジュールは、定常電流を発生可能な演算増幅器回路又は定電流ソース回路であり、前記補償電流ソースモジュールは、定常電流を発生可能な演算増幅器回路又は定電流ソース回路であることを特徴とする請求項１に記載の直流電圧基準回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はパワーエレクトロニクスの技術分野に関し、特に静的直流電圧基準回路に関する。

【背景技術】

【0002】

情報技術の応用化環境の下で、センサーが感じた外部の物理量を定量分析するには、極めて正確な基準電圧を参考として測定する必要がある。基準電圧を発生する回路の電圧パラメータは温度と電流に大きく依存し、基準電圧を発生する回路を恒温環境下に置くことで電圧の安定度を大きく改善することができる。

【0003】

しかしながら、従来の基準電圧を発生する半導体デバイスは、その動作電圧はデバイスキャリアの状態に依存し、デバイスキャリアの状態変化をもたらす予見できない要素が多く、恒温を介してキャリア状態が一定であることを保証することができず、基準電圧エレメント又は回路の安定度が悪く、基準エレメント又は回路に老化現象及びヒステリシス現象が存在する。

【0004】

したがって、先行技術はまだ改善と発展が必要である。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記従来技術の不足に鑑み、本発明の目的は、従来の基準電圧エレメント又は回路の安定度が悪いことによる基準エレメントの劣化現象及びヒステリシス現象の問題を解決するための静的直流電圧基準回路を提供することにある。

【0006】

本発明は、以下の技術的手段を提供し、
静的直流電圧基準回路であり、動作電流ソースモジュールと、補償電流ソースモジュールと、ノード電流合成モジュールと、定電圧発生モジュールと、動作点絶対値計算モジュールとを含み、ここで、
前記動作電流ソースモジュールは、第１動作電流を前記ノード電流合成モジュールに出力し、且つ前記ノード電流合成モジュールを介して前記定電圧発生モジュールに出力し、前記定電圧発生モジュールは、前記第１動作電流を受信した後、基準電圧を前記動作点絶対値計算モジュールに出力し、前記動作点絶対値計算モジュールは、前記基準電圧に基づいて補償電流を前記ノード電流合成モジュールに出力し、前記補償電流ソースモジュールは、第２動作電流を前記ノード電流合成モジュールに出力し、前記ノード電流合成モジュールを介して、前記動作点絶対値計算モジュールに出力し、前記ノード電流合成モジュールは、前記第１動作電流、前記第２動作電流及び前記補償電流を第３動作電流に合成して前記定電圧発生モジュールに出力し、前記定電圧発生モジュールは、前記第３動作電流を介して基準電圧を出力する。

【0007】

さらに、前記ノード電流合成モジュールは、前記動作電流ソースモジュール、前記定電圧発生モジュール、前記動作点絶対値計算モジュール、前記補償電流ソースモジュールにそれぞれ電気的に接続され、前記動作点絶対値計算モジュールと前記定電圧発生モジュールは電気的に接続される。

【0008】

さらに、前記静的直流電圧基準回路は、
前記定電圧発生モジュールに電気的に接続されており、回路パラメータを補償するための温度補償モジュールをさらに含む。

【0009】

さらに、前記静的直流電圧基準回路は、
前記動作点絶対値計算モジュールに電気的に接続されており、静的直流電圧基準回路が増幅したりフィードバックしたりすることに補助するための補助増幅モジュールをさらに含む。

【0010】

さらに、前記動作点絶対値計算モジュールは、第１抵抗と第１トランジスタを含み、前記第１抵抗の一端は、前記第１トランジスタのエミッタ電極に接続され、前記第１抵抗の他端は、接地され、前記第１トランジスタのベース電極は、前記定電圧発生モジュールに接続され、前記第１トランジスタのコレクタ電極は、前記ノード電流合成モジュール、前記補償電流ソースモジュールにそれぞれ接続される。

【0011】

さらに、前記定電圧発生モジュールは、第１ツェナーダイオードと、第２抵抗と、第３抵抗を含み、ここで、前記第１ツェナーダイオードの正極は接地され、前記第１ツェナーダイオードの負極は、前記第２抵抗の一端と前記第３抵抗の一端に接続され、前記第２抵抗の他端は、前記ノード電流合成モジュールに接続され、前記第３抵抗の他端は、前記動作点絶対値計算モジュールに接続される。

【0012】

さらに、前記ノード電流合成モジュールは、第４抵抗と第５抵抗を含み、ここで、前記第４抵抗の一端は、前記動作電流ソースモジュールに接続され、前記第４抵抗の他端は、前記第５抵抗の一端に接続され、前記第５抵抗の他端は、前記動作点絶対値計算モジュールに接続される。

【0013】

さらに、前記温度補償モジュールは、第６抵抗と、第７抵抗と、第１抵抗温度検知器と、第２抵抗温度検知器とを含み、ここで、前記第６抵抗の一端は、前記第１抵抗温度検知器に接続され、前記第６抵抗の他端は、前記ノード電流合成モジュールに接続され、前記第７抵抗の一端は、前記第２抵抗温度検知器の一端に接続され、前記第７抵抗の他端は、前記ノード電流合成モジュールに接続され、前記第２抵抗温度検知器の他端は、前記動作点絶対値計算モジュールに接続される。

【0014】

さらに、前記補助増幅モジュールは、第２トランジスタと第８抵抗を含み、ここで、前記第８抵抗の一端は、前記第２トランジスタのエミッタ電極に接続され、前記第８抵抗の他端は接地され、前記第２トランジスタのコレクタ電極は、前記ノード電流合成モジュールに接続され、前記第２トランジスタのベース電極は、前記動作点絶対値計算モジュールに接続される。

【0015】

さらに、前記動作電流ソースモジュールは、定常電流を発生可能な演算増幅器回路又は定電流ソース回路であり、前記補償電流ソースモジュールは、定常電流を発生可能な演算増幅器回路又は定電流ソース回路である。

【発明の効果】

【0016】

本発明が提供する静的直流電圧基準回路は、動作電流ソースモジュールと、補償電流ソースモジュールと、ノード電流合成モジュールと、定電圧発生モジュールと、動作点絶対値計算モジュールとを含み、ここで、前記動作電流ソースモジュールは、第１動作電流を前記ノード電流合成モジュールに出力し、且つ前記ノード電流合成モジュールを介して前記定電圧発生モジュールに出力し、前記定電圧発生モジュールは、前記第１動作電流を受信した後、基準電圧を前記動作点絶対値計算モジュールに出力し、前記動作点絶対値計算モジュールは、前記基準電圧に基づいて補償電流を前記ノード電流合成モジュールに出力し、前記補償電流ソースモジュールは、第２動作電流を前記ノード電流合成モジュールに出力し、且つ前記ノード電流合成モジュールを介して、前記動作点絶対値計算モジュールに出力し、前記ノード電流合成モジュールは、前記第１動作電流、前記第２動作電流及び前記補償電流を第３動作電流に合成して前記定電圧発生モジュールに出力し、前記定電圧発生モジュールは、前記第３動作電流を介して基準電圧を出力する。本発明は、動作電流ソースモジュールと補償電流ソースモジュールが出力した動作電流、及び動作点絶対値計算モジュールが出力した補償電流を合成して、合成後の電流を定電圧発生モジュールに供給することにより、定電圧発生モジュールは、収束し、動作点の物理量絶対値に依存した状態で動作することができ、より良い短期及び長期安定度を得ることができ、基準電圧エレメントや回路エレメントの劣化現象やヒステリシス現象を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明に係る静的直流電圧基準回路の機能モジュールアーキテクチャ図である。

【図2】本発明に係る静的直流電圧基準回路の回路原理図１である。

【図3】本発明に係る静的直流電圧基準回路の回路原理図２である。

【図4】本発明に係る動作点絶対値計算モジュールの動作原理図１である。

【図5】本発明に係る動作点絶対値計算モジュールの動作原理図２である。

【図6】本発明に係る動作点絶対値計算モジュールの動作原理図３である。

【図7】本発明に係る静的直流電圧基準回路のテスト結果図である。

【図8】本発明に係る補助増幅モジュールの動作原理図１である。

【図9】本発明に係る補助増幅モジュールの動作原理図２である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

当業者が本発明の技術的態様をよりよく理解するために、これから図面と具体的な実施例を結合して本発明をさらに詳細に説明する。

【0019】

発明者の研究により、情報技術の応用化環境の下で、センサーが感じた外部の物理量を定量分析するには、極めて正確な基準電圧を参考として測定する必要があることが分かった。この基準電圧は、温度と電流に大きく依存する電圧パラメータを有するバンドギャップ電圧回路、又はツェナー電圧回路から得ることができ、基準電圧を発生する回路を恒温環境下に置くことにより、電圧の安定性を大きく改善することができる。さらに研究すると、恒温には依然として多くの問題が存在し、例えばヒステリシス現象があり、１つの電圧基準の電源を１秒以内（予備直流電源を含む）に完全に切り離すと、２ｐｐｍ／年の安定度で数年働いた設備でも、元の基準電圧を完全に失ってしまい、回復できないことが明らかになった。また、例えば老化現象、現在世界最高性能のＬＴＺ１０００であっても、持続的な電圧老化現象が存在する。

【0020】

しかしながら、従来の基準電圧を発生する半導体デバイスは、その動作電圧はデバイスキャリアの状態に依存し、デバイスキャリアの状態の変化をもたらす予見できない要素が多く、恒温を介してキャリア状態が一定であることを保証することができず、基準電圧エレメント又は回路の安定度が悪く、基準エレメント又は回路に老化現象及びヒステリシス現象が存在する。

【0021】

上記課題に対して、本発明は、静的直流電圧基準回路を提案し、動作電流ソースモジュールと、補償電流ソースモジュールと、ノード電流合成モジュールと、定電圧発生モジュールと、動作点絶対値計算モジュールとを含み、ここで、前記動作電流ソースモジュールは、第１動作電流を前記ノード電流合成モジュールに出力し、且つ前記ノード電流合成モジュールを介して前記定電圧発生モジュールに出力し、前記定電圧発生モジュールは、前記第１動作電流を受信した後、基準電圧を前記動作点絶対値計算モジュールに出力し、前記動作点絶対値計算モジュールは、前記基準電圧に基づいて補償電流を前記ノード電流合成モジュールに出力し、前記補償電流ソースモジュールは、第２動作電流を前記ノード電流合成モジュールに出力し、且つ前記ノード電流合成モジュールを介して、前記動作点絶対値計算モジュールに出力し、前記ノード電流合成モジュールは、前記第１動作電流、前記第２動作電流及び前記補償電流を第３動作電流に合成して前記定電圧発生モジュールに出力し、前記定電圧発生モジュールは、前記第３動作電流を介して基準電圧を出力する。本発明は、動作電流ソースモジュールと補償電流ソースモジュールが出力した動作電流、及び動作点絶対値計算モジュールが出力した補償電流を合成して、合成後の電流を定電圧発生モジュールに供給することにより、定電圧発生モジュールは、収束し、動作点の物理量絶対値に依存した状態で動作することができ、より良い短期及び長期安定度を得ることができ、基準電圧エレメントや回路エレメントの劣化現象やヒステリシス現象を抑制することができる。

【0022】

図１－図９をご参照ください、本発明は、静的直流電圧基準回路の好ましい実施例を提供する。

【0023】

図１に示すように、本発明は、静的直流電圧基準回路を提供し、動作電流ソースモジュール１００と、補償電流ソースモジュール２００と、ノード電流合成モジュール３００と、定電圧発生モジュール４００と、動作点絶対値計算モジュール５００とを含み、ここで、前記動作電流ソースモジュール１００は、第１動作電流を前記ノード電流合成モジュールに３００出力し、且つ前記ノード電流合成モジュール３００を介して前記定電圧発生モジュール４００に出力し、前記定電圧発生モジュール４００は、前記第１動作電流を受信した後、基準電圧を前記動作点絶対値計算モジュール５００に出力し、前記動作点絶対値計算モジュール５００は、前記基準電圧に基づいて補償電流を前記ノード電流合成モジュール３００に出力し、前記補償電流ソースモジュール２００は、第２動作電流を前記ノード電流合成モジュール３００に出力し、前記ノード電流合成モジュール３００を介して、前記動作点絶対値計算モジュール５００に出力し、前記ノード電流合成モジュール３００は、前記第１動作電流、前記第２動作電流及び前記補償電流を第３動作電流に合成して前記定電圧発生モジュール４００に出力し、前記定電圧発生モジュール４００は、前記第３動作電流を介して基準電圧を出力する。

【0024】

具体的には、前記ノード電流合成モジュール３００は、前記動作電流ソースモジュール１００、前記定電圧発生モジュール４００、前記動作点絶対値計算モジュール５００、前記補償電流ソースモジュール２００にそれぞれ電気的に接続され、前記動作点絶対値計算モジュール５００と前記定電圧発生モジュール４００は電気的に接続される。前記動作電流ソースモジュール１００は、前記定電圧モジュールに通常動作に必要な電流、すなわち第１電流を供給するために用いられ、前記補償電流ソースモジュール２００は、前記動作点絶対値計算モジュール５００に安定した動作電流、すなわち第２電流を供給するために用いられ、前記定電圧生成モジュール４００は、基準電圧を発生するために用いられ、前記動作点絶対値計算モジュール５００は、定電圧発生モジュール４００が発生した基準電圧に基づいて動的補償電流を出力するために用いられ、前記ノード電流合成モジュール３００は、前記動作電流ソースモジュール１００が出力した電流と、前記補償電流ソースモジュール２００が出力した電流と、前記動作点絶対値計算モジュール５００が出力した補償電流とを合成し、第３電流を得て、且つ出力された第３電流を前記定電圧生成モジュール４００に供給するために用いられる。

【0025】

上記技術的方案において、動作電流ソースモジュール１００と補償電流ソースモジュール２００が出力した動作電流及び前記動作点絶対値計算モジュール５００が出力した補償電流を合成し、合成後の電流を前記定電圧生成モジュール４００に供給することで、静的直流電圧基準回路は、定電圧発生モジュール４００の動作状態を、動作時の動作電圧の絶対値、動作電流の絶対値などいくつかの物理量の間で相互に関連して制約、収束されたメカニズムに依存させるようにして、つまり、定電圧発生モジュール４００は、収束し、動作点の物理量の絶対値に依存した状態で動作することができるため、静的直流電圧基準回路が比較的小さな絶対公差範囲内で動作するように保証し、それにより静的直流電圧基準回路は比較的に良い短期と長期安定度を得ることができ、さらに基準電圧エレメントや回路エレメントの劣化現象やヒステリシス現象を抑制することができる。

【0026】

図１、図２と図４に示すように、一実施例の更なる実施形態では、前記動作点絶対値計算モジュール５００は、第１抵抗Ｒ１と第１トランジスタＴ１を含み、前記第１抵抗Ｒ１の一端は、前記第１トランジスタＴ１のエミッタ電極に接続され、前記第１抵抗Ｒ１の他端は接地され、前記第１トランジスタＴ１のベース電極は、前記定電圧発生モジュール４００に接続され、前記第１トランジスタＴ１のコレクタ電極は前記ノード電流合成モジュール３００、前記補償電流ソースモジュール２００にそれぞれ接続される。

【0027】

具体的には、前記第１トランジスタＴ１は、ＮＰＮ型トランジスタであってもよく、該ＮＰＮ型トランジスタと前記第１抵抗Ｒ１は、動作点絶対値を計算するために用いられる。

【0028】

図３と図５を結合し、いくつかの実施例において、前記第１トランジスタＴ１は、ＰＮＰ型トランジスタであってもよく、該ＰＮＰ型トランジスタのエミッタ電極は、前記第１抵抗Ｒ１に接続され、該ＰＮＰ型トランジスタのコレクタ電極は、前記ノード電流合成モジュール３００に接続され、該ＰＮＰ型トランジスタのベース電極は、前記定電圧発生モジュール４００に接続される。

【0029】

図１と図６をご参照ください、いくつかの実施例において、前記動作点絶対値計算モジュール５００は、演算増幅器を用いて動作点絶対値計算を完了することが可能であり、即ち、演算増幅器ＩＣ１、電圧制御電流源及び第１抵抗Ｒ１からなる動作点絶対値計算モジュール５００を用いて動作点の絶対値計算を完了する。具体的には、前記第１抵抗Ｒ１の一端は、前記定電圧発生モジュール４００に接続され、前記第１抵抗Ｒ１の他端は、前記演算増幅器ＩＣ１の第２端子に接続され、前記演算増幅器ＩＣ１の第６端子は、前記電圧制御電流源の出力端に接続され、前記電圧制御電流源の入力端は、前記ノード電流合成モジュール３００に接続され、前記演算増幅器ＩＣ１の第３端子は、接地される。ここで、前記電圧制御電流源は従来技術であり、ここではこれ以上説明しない。

【0030】

なお、アナログ回路の可変性や多様性のため、演算増幅器の種類型番が多く、性能パラメータや要求される周辺エレメントは異なるが、上記実施例はその１つの設置形態にすぎない。

【0031】

図１ー図３をご参照ください、一実施形態の更なる実施形態では、前記定電圧発生モジュール４００は、第１ツェナーダイオードＤＺ１と、第２抵抗Ｒ２と、第３抵抗Ｒ３を含み、ここで、前記第１ツェナーダイオードＤＺ１の正極は接地され、前記第１ツェナーダイオードＤＺ１の負極は、前記第２抵抗Ｒ２の一端と前記第３Ｒ３の抵抗の一端に接続され、前記第２抵抗Ｒ２の他端は、前記ノード電流合成モジュール３００に接続され、前記第３抵抗Ｒ３の他端は、前記動作点絶対値計算モジュール５００に接続される。

【0032】

具体的には、前記第１トランジスタＴ１は、ＮＰＮ型トランジスタである場合、前記第１ツェナーダイオードＤＺ１の正極は接地され、前記第１ツェナーダイオードＤＺ１の負極は、前記第２の抵抗Ｒ２の一端と前記第３抵抗Ｒ３の一端に接続され、前記第２抵抗Ｒ２の他端は、前記ノード電流合成モジュール３００に接続され、前記第３抵抗Ｒ３の他端は、前記第１トランジスタＴ１のベース電極に接続される。ここで、前記第１ツェナーダイオードＤＺ１と、前記第２抵抗Ｒ２と、前記第３抵抗Ｒ３とは、正確な基準電圧を提供するためのツェナー回路を構成している。いくつかの実施形態では、定電圧発生モジュール４００は、より成熟した従来技術であるバンドギャップ回路から構成することもできるので、ここではこれ以上説明しない。

【0033】

理解できることは、前記第１トランジスタＴ１がＰＮＰ型トランジスタである場合、前記第１ツェナーダイオードＤＺ１の負極は、接地され、前記第１ツェナーダイオードＤＺ１の正極は、前記第２抵抗Ｒ２の一端と前記第３抵抗Ｒ３の一端に接続され、前記第２抵抗Ｒ２の他端は、前記ノード電流合成モジュール３００に接続され、前記第３抵抗Ｒ３の他端は、前記第１トランジスタＴ１のベース電極に接続される。

【0034】

引き続き図１ー図３をご参照ください、一実施形態の更なる実施形態では、前記ノード電流合成モジュール３００は、第４抵抗Ｒ４と第５抵抗Ｒ５を含み、ここで、前記第４抵抗Ｒ４の一端は、前記動作電流ソースモジュール１００に接続され、前記第４抵抗Ｒ４の他端は、前記第５抵抗Ｒ５の一端に接続され、前記第５抵抗Ｒ５の他端は、前記動作点絶対値計算モジュール５００に接続される。

【0035】

具体的には、前記第４抵抗Ｒ４の一端は、前記動作電流ソースモジュール１００に接続され、前記第４抵抗Ｒ４の他端は、前記第５抵抗Ｒ５の一端に接続され、前記第５抵抗Ｒ５の他端は、前記第１トランジスタＴ１のコレクタ電極及び前記補償電流ソースモジュール２００に接続される。前記第４抵抗Ｒ４と前記第５抵抗Ｒ５を介して、前記動作電流ソースモジュール１００が出力した電流を前記定電圧発生モジュール４００に出力して前記定電圧発生モジュール４００の動作電流とし、且つ前記補償電流ソースモジュール２００が出力した電流を前記動作点絶対値計算モジュール５００に出力して前記動作点絶対値計算モジュール５００の動作電流とし、且つ前記動作電流ソースモジュール１００が出力した電流と、前記補償電流ソースモジュール２００が出力した電流及び前記動作点絶対値計算モジュール５００が出力した補償電流を合成して前記定電圧発生モジュール４００の安定動作時の動作電流とすることにより、定電圧発生モジュール４００を収束し、安定した状態で動作させるようにする。

【0036】

いくつかの実施例では、前記ノード電流合成モジュール３００は抵抗容量ネットワークからなってもよく、トランジスタと抵抗容量ネットワーク、又は演算増幅器と抵抗容量ネットワークからなってもよい。

【0037】

図１をご参照ください、いつくかの実施例では、前記動作電流ソースモジュール１００は、定常電流を発生可能な演算増幅器回路又は定電流ソース回路であり、前記補償電流ソースモジュール２００は、定常電流を発生可能な演算増幅器回路又は定電流ソース回路である。ここで、演算増幅器回路と定電流ソース回路は従来技術であるため、ここではこれ以上説明しない。もちろん、前記動作電流ソースモジュール１００と前記補償電流ソースモジュール２００は、演算増幅器回路又は定電流ソース回路に限らなく、例えば、前記動作電流ソースモジュール１００は、一つの安定した電源、安定した抵抗、定電流ダイオードから構成することもできる。

【0038】

図７をご参照ください。図７は本発明に係る静的直流電圧基準回路のテスト結果図である。図７によると、本発明の試作機を測定したところ、出力した電圧の不確実性は１．９×１０－７のような非常に小さな絶対公差範囲内になる。

【0039】

図１と図３をご参照ください。一実施形態の更なる実施形態では、前記静的直流電圧基準回路は、前記定電圧発生モジュール４００に電気的に接続され、回路パラメータを補償するための温度補償モジュール６００をさらに含む。

【0040】

いつくかの実施例では、前記温度補償モジュール６００は、第６抵抗Ｒ６と、第７抵抗Ｒ７と、第１抵抗温度検知器ＲＴ１と、第２抵抗温度検知器ＲＴ２とを含む。ここで、第６抵抗Ｒ６の一端は、前記第１抵抗温度検知器ＲＴ１に接続され、前記第６抵抗Ｒ６の他端は、前記第１トランジスタＴ１のベース電極に接続される。前記第７抵抗Ｒ７の一端は、前記第２抵抗温度検知器ＲＴ２の一端に接続され、前記第７抵抗Ｒ７の他端は、前記第４抵抗Ｒ４と、前記第５抵抗Ｒ５の共通端に接続され、前記第２第２抵抗温度検知器ＲＴ２の他端は、第１トランジスタＴ１のベース電極に接続され、ここで、前記温度補償モジュール６００は、デバイスプロセスと回路特徴に基づいて設定することができ、測定の精度を高めることができるが、もちろん、測定要求が高くない場合、温度補償モジュール６００は設定しなくてもよい。

【0041】

図１と図８、図９をご参照ください、一実施形態の更なる実施形態では、前記静的直流電圧基準回路は、前記動作点絶対値計算モジュール５００に電気的に接続されており、静的直流電圧基準回路が増幅したりフィードバックしたりすることに補助するための補助増幅モジュール７００をさらに含む。

【0042】

いくつかの実施例では、前記補助増幅モジュール７００は、第２トランジスタＴ２と第８抵抗Ｒ８とを含む。ここで、前記第８抵抗Ｒ８の一端は、前記第２トランジスタＴ２のエミッタ電極に接続され、前記第８抵抗Ｒ８の他端は接地され、前記第２トランジスタＴ２のコレクタ電極は、前記第４抵抗Ｒ４に接続され、前記第２トランジスタＴ２のベース電極は、前記第１トランジスタＴ１のエミッタ電極に接続される。ここで、前記第２トランジスタＴ２が複数設けられている場合、前記第２トランジスタＴ２の増幅及びフィードバック支援の下で回路に合わせて適切な増幅及びフィードバックを行うことができる。なお、前記第１トランジスタＴ１がＮＰＮ型トランジスタである場合、前記第２トランジスタＴ２はＰＮＰ型トランジスタであり、前記第１トランジスタＴ１がＰＮＰ型トランジスタである場合、前記第２トランジスタＴ２はＮＰＮ型トランジスタである。

【0043】

なお、アナログ回路の可変性により、上記の各ＮＰＮ型トランジスタは、Ｎ型チャネルのＦＥＴトランジスタ（電界効果トランジスタ）またはＭＯＳ管補助適正回路技術を用いて代替することができる。同様に、上述した各ＰＮＰ型トランジスタは、Ｐ型チャネルのＦＥＴトランジスタ（電界効果トランジスタ）またはＭＯＳ管補助適切な回路技術を用いて代替することができる。

【0044】

以上をまとめると、本発明が提供する静的直流電圧基準回路は、動作電流ソースモジュールと、補償電流ソースモジュールと、ノード電流合成モジュールと、定電圧発生モジュールと、動作点絶対値計算モジュールとを含み、ここで、前記動作電流ソースモジュールは、第１動作電流を前記ノード電流合成モジュールに出力し、且つ前記ノード電流合成モジュールを介して前記定電圧発生モジュールに出力し、前記定電圧発生モジュールは、前記第１動作電流を受信した後、基準電圧を前記動作点絶対値計算モジュールに出力し、前記動作点絶対値計算モジュールは、前記基準電圧に基づいて補償電流を前記ノード電流合成モジュールに出力し、前記補償電流ソースモジュールは、第２動作電流を前記ノード電流合成モジュールに出力し、前記ノード電流合成モジュールを介して、前記動作点絶対値計算モジュールに出力し、前記ノード電流合成モジュールは、前記第１動作電流、前記第２動作電流及び前記補償電流を第３動作電流に合成して前記定電圧発生モジュールに出力し、前記定電圧発生モジュールは、前記第３動作電流を介して基準電圧を出力する。本発明は、動作電流ソースモジュールと補償電流ソースモジュールが出力した動作電流及び動作点絶対値計算モジュールが出力した補償電流を合成し、合成後の電流を定電圧発生モジュールに供給することにより、定電圧発生モジュールは、収束し、動作点の物理量絶対値に依存した状態で動作することができ、より良い短期及び長期安定度を得ることができ、基準電圧エレメントや回路エレメントの劣化現象やヒステリシス現象を抑制する。本発明は、動作電流ソースモジュールと補償電流ソースモジュールが出力した動作電流及び前記動作点絶対値計算モジュールが出力した補償電流を合成し、合成後の電流を前記定電圧生成モジュールに供給することで、静的直流電圧基準回路は、定電圧発生モジュールの動作状態を、動作時の動作電圧の絶対値、高安定抵抗の抵抗値、動作電流の絶対値などいくつかの物理量の間で相互に関連して制約、収束されたメカニズムに依存させるようにして、つまり、定電圧発生モジュールは、収束し、動作点の物理量の絶対値に依存した状態で動作することができるため、比較的に良い短期と長期安定度を得ることができ、さらに基準電圧エレメントや回路エレメントの劣化現象やヒステリシス現象を抑制することができる。

【0045】

本発明の適用は上述の例に限定されるものではなく、当業者にとっては、上述の説明に従って改良または変換を加えることができ、これらの改良および変換はすべて本発明に添付された請求項の保護範囲に属すべきであることを理解されたい。

【符号の説明】

【0046】

１００、動作電流ソースモジュール；２００、補償電流ソースモジュール；３００、ノード電流合成モジュール；４００、定電圧発生モジュール；５００、動作点絶対値計算モジュール；６００、温度補償モジュール；７００、補助増幅モジュール。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】