Brevet FR3063552A1 — publié le 20180907

B15737 - 16-GR1-0729 1 GENERATEUR DE TENSION/COURANT AYANT UN COEFFICIENT DE TEMPERATURE CONFIGURABLE DOMAINE D'APPLICATION La présente invention se rapporte au domaine des générateurs de tension et de courant et plus particulièrement à un générateur de tension/courant ayant un coefficient de 5 température configurable. CONTEXTE Il est connu de réaliser des générateurs de tension et de courant qui possèdent un coefficient de température configurable. Ces générateurs sont utilisés, par exemple, dans 10 des applications dans lesquelles il faut contrer les variations résultant des changements de température. Un générateur de ce type peut être utilisé, par exemple, pour générer une tension ou un courant de polarisation afin de commander la transconductance d'un ou plusieurs transistors d'un amplificateur, par exemple avec pour 15 objectif d'améliorer la linéarité de l'amplificateur en fonction de la température. Un inconvénient des générateurs de tension et de courant existants qui possèdent des coefficients de température configurables réside cependant dans le fait qu'ils nécessitent 20 généralement une mise en oeuvre relativement complexe, se traduisant par un circuit qui occupe une surface relativement 3063552 B15737 - 16-GR1-0729 2 étendue et dont la consommation d'énergie est relativement élevée. De plus, la plage des coefficients de température qui peut être obtenue dans un tel circuit a tendance à être limitée. Par conséquent, il existe dans l'état de la technique un besoin pour un générateur de tension/courant capable d'être mis en oeuvre de façon relativement simple et compacte avec une faible consommation d'énergie, et qui est capable d'être configuré pour avoir une plage de coefficients de température relativement large. RESUJY Un objectif des modes de réalisation de la présente invention est de répondre au moins partiellement à un ou plusieurs des besoins de l'état de la technique. Selon un aspect, l'invention réalise un générateur de tension ou de courant ayant un coefficient de température configurable, comprenant : un premier générateur de tension adapté pour générer une première tension ayant un premier coefficient de température négatif ; un deuxième générateur de tension adapté pour générer une deuxième tension ayant un deuxième coefficient de température négatif différent du premier coefficient de température négatif ; et un circuit adapté pour générer un niveau de sortie basé sur la différence entre la première tension proportionnée par un premier facteur d'échelle (a) et la deuxième tension proportionnée par un deuxième facteur d'échelle (33). Selon un mode de réalisation, le premier générateur de tension est un premier transistor à jonction bipolaire et la première tension est la tension base-émetteur du premier transistor à jonction bipolaire ; et le deuxième générateur de tension est un deuxième transistor à jonction bipolaire et la deuxième tension est la tension base-émetteur du deuxième transistor à jonction bipolaire. Selon un mode de réalisation, le premier et le deuxième transistor à jonction bipolaire sont de tailles mutuellement différentes. Selon un mode de réalisation, le générateur de tension ou de courant comprend en outre une première résistance connectée 3063552 B15737 - 16-GR1-0729 3 entre la base et l'émetteur du premier transistor à jonction bipolaire ; une deuxième résistance connectée entre la base et l'émetteur du deuxième transistor à jonction bipolaire ; une troisième résistance connectée entre l'émetteur du deuxième 5 transistor à jonction bipolaire et une ligne de tension de référence, la base du premier transistor à jonction bipolaire étant connectée à la base du deuxième transistor à jonction bipolaire et à un collecteur du premier transistor à jonction bipolaire par le biais d'un tampon ; et un miroir de courant, 10 adapté pour refléter le courant de collecteur des premier et deuxième transistors à jonction bipolaire afin de générer le niveau de sortie. Selon un mode de réalisation, le générateur de tension ou de courant comprend en outre une résistance supplémentaire 15 connectée entre les bases des premier et deuxième transistors à jonction bipolaire. Selon un mode de réalisation, le tampon est formé par un transistor dont le noeud de commande est connecté au collecteur du premier transistor à jonction bipolaire et l'un de ses noeuds 20 de conduction principaux est connecté à la base du deuxième transistor à jonction bipolaire. Selon un mode de réalisation, le générateur de tension ou de courant comprend en outre une quatrième résistance connectée entre l'émetteur du premier transistor à jonction bipolaire et la 25 ligne de tension de référence. Selon un mode de réalisation, le miroir de courant comprend : un premier transistor connecté par ses noeuds de conduction principaux entre le collecteur du premier transistor bipolaire et une ligne de tension d'alimentation ; un deuxième 30 transistor connecté par ses noeuds de conduction principaux entre le collecteur du deuxième transistor bipolaire et la ligne de tension d'alimentation, le deuxième transistor formant une branche de référence du miroir de courant ; et un troisième transistor connecté par ses noeuds de conduction principaux entre un noeud de 35 sortie du générateur et la ligne de tension d'alimentation. 3063552 B15737 - 16-GR1-0729 4 Selon un mode de réalisation, le premier transistor à jonction bipolaire comprend un branchement en parallèle d'un ou plusieurs premiers dispositifs et le deuxième transistor à jonction bipolaire comprend un branchement en parallèle d'un ou 5 plusieurs deuxièmes dispositifs, le nombre de premiers dispositifs étant différent du nombre de deuxièmes dispositifs. Selon un aspect, l'invention réalise un amplificateur comprenant une entrée de polarisation destinée à recevoir un courant ou une tension de polarisation ; et le générateur ci- 10 dessus est adapté pour générer ledit courant ou ladite tension de polarisation. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Ce qui précède ainsi que d'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description détaillée suivante de 15 modes de réalisation, indiqués à titre d'illustration et non de limitation en se référant aux dessins joints, dans lesquels : La Figure 1 représente schématiquement un générateur de courant ayant un coefficient de température configurable selon un mode de réalisation qui a été proposé ; 20 La Figure 2 représente schématiquement un générateur de tension/courant ayant un coefficient de température configurable selon un exemple de mode de réalisation de la présente invention ; La Figure 3 est un graphique qui représente un exemple des tensions dans le circuit de la Figure 2 selon un exemple de 25 mode de réalisation ; La Figure 4 est un schéma de circuit illustrant un mode de réalisation du générateur de tension/courant de la Figure 2 selon un exemple de mode de réalisation ; et La Figure 5 est un schéma de circuit illustrant un mode 30 de réalisation du générateur de tension/courant de la Figure 2 selon un exemple alternatif de mode de réalisation. DESCRIPTION DETAJOILEE Au cours de la présente description, le terme « relié » est utilisé pour désigner une connexion électrique directe entre 35 des composants ou des noeuds, alors que le terme « connecté » est utilisé pour désigner une connexion entre les composants ou les 3063552 B15737 - 16-GR1-0729 5 noeuds qui peut être directe ou être effectuée par le biais d'un ou plusieurs composants intermédiaires, tels que des condensateurs, des résistances ou des transistors. De plus, l'expression « générateur ayant un coefficient 5 de température configurable » est utilisée pour désigner un générateur dans lequel le coefficient de température possède une valeur fixe qui est une fonction d'une ou plusieurs valeurs de composant fixes, ainsi qu'un générateur dans lequel le coefficient de température est réglable après la fabrication en fonction d'une 10 ou plusieurs valeurs de composant variables. La Figure 1 représente schématiquement un générateur de courant 100 ayant un coefficient de température configurable selon un exemple de mode de réalisation qui a été proposé. Le générateur de courant 100 comprend un générateur de courant (+VE TEMP COEFF) 15 102 ayant un coefficient de température positif et un générateur de courant (-VE TEMP COEFF) 104 ayant un coefficient de température négatif. Le courant de sortie Ipos du générateur 102 est multiplié, par exemple, par un facteur d'échelle a pour générer une valeur aIpos. De même, le courant de sortie INEG du 20 générateur 104 est multiplié, par exemple, par un facteur d'échelle p pour générer une valeur RINEG- Les valeurs aIpos et PINEG sont additionnées par un circuit 106 (SUM) afin de générer un courant de sortie IOUT- Le coefficient de température du courant de sortie IouT 25 est une fonction des facteurs d'échelle a et p, et par conséquent le choix de ces facteurs d'échelle permet de régler le coefficient de température. Un inconvénient d'un générateur de courant du type de la Figure 1 est qu'il exige une mise en oeuvre relativement 30 complexe, se traduisant par une surface occupée et une consommation d'énergie relativement élevées. Un générateur de courant de ce type est décrit plus en détail dans le brevet américain publié sous le N° US 7323857, par exemple, dans lequel un amplificateur opérationnel est utilisé pour mettre en oeuvre le 35 générateur de courant ayant un coefficient de température négatif. 3063552 B15737 - 16-GR1-0729 6 De plus, la plage des coefficients de température qui peut être obtenue est relativement limitée. Une technique pour améliorer cette plage dans une certaine mesure pourrait consister à inverser le signe de l'un des courants Ipos et INEG afin de 5 générer un courant de sortie de la forme IouT=aI POS-PINEG . Cette solution reste cependant complexe à mettre en oeuvre. La Figure 2 représente schématiquement un générateur de tension/courant 200 ayant un coefficient de température configurable selon un exemple de mode de réalisation. 10 Le générateur 200 de la Figure 2 comprend, par exemple, une paire de générateurs de tension 202, 204 qui possèdent chacun un coefficient de température négatif, par exemple. Les coefficients de température de ces générateurs 202, 204 sont différents l'un de l'autre. Une tension de sortie V1 du 15 générateur 202 est multipliée par un facteur d'échelle a afin de produire un niveau de tension aV1 et, de même, une tension de sortie V2 du générateur 204 est multipliée par un facteur d'échelle p afin de produire un niveau de tension pv2. Un circuit 206 reçoit les tensions aV1 et pv2 et génère un niveau de 20 tension de sortie VOUT basé, par exemple, sur la différence entre ces tensions. Le niveau de tension de sortie respecte, par exemple, la relation VoUT=aV1-RV2- Le réglage des coefficients a et p permet de régler le coefficient de température du générateur 200 à un niveau souhaité. 25 De plus, il est possible de générer un niveau de tension de sortie qui possède un coefficient de température soit positif, soit négatif. Bien que la Figure 2 représente un exemple dans lequel la sortie est un niveau de tension, dans des modes de réalisation 30 alternatifs le générateur pourrait générer un niveau de courant TOUT- La Figure 3 est un graphique illustrant des exemples des tensions V1 et V2, des tensions aV1 et pv2, et du niveau de tension de sortie VOUT du générateur de la Figure 2. Dans cet exemple, le 35 gradient de la tension pv2 est supérieur à celui de la tension aV1 et le coefficient de température résultant est par conséquent 3063552 B15737 - 16-GR1-0729 7 positif. Si c'était l'inverse, le coefficient de température serait négatif. La Figure 4 est un schéma de circuit qui représente un exemple de mode de réalisation du générateur de 5 tension/courant 200 de la Figure 2. Le générateur est mis en oeuvre, par exemple, par un circuit comprenant des transistors à jonction bipolaire (BJT) Q1 et Q2 de différentes tailles. Alors que le transistor Q1 comprend un seul dispositif, par exemple, le transistor Q2 comprend p dispositifs, par exemple, montés en 10 parallèle les uns avec les autres, p étant ici par exemple un nombre entier égal ou supérieur à 2. De manière plus générale, le nombre de dispositifs qui mettent en oeuvre le transistor Q1 est par exemple différent du nombre de dispositifs qui mettent en oeuvre le transistor Q2. 15 La base de chaque transistor Ql, Q2 est connectée à un noeud commun 402, par exemple. De plus, une résistance R1 est connectée entre la base et l'émetteur du transistor Ql, par exemple, et une résistance R2 est connectée entre l'émetteur du transistor Q1 et une ligne de référence de masse, par exemple. De 20 même, une résistance RA est connectée entre la base du transistor Q2 et son émetteur, par exemple, et une résistance RB est connectée entre l'émetteur du transistor Q2 et la ligne de référence de masse, par exemple. Les courants de base des transistors Q1 et Q2 sont 25 délivrés par un tampon 404, par exemple, qui possède un gain unitaire, par exemple, et dont l'entrée est connectée au collecteur du transistor Ql. Le générateur 200 comprend en outre un miroir de courant qui possède trois branches comprenant respectivement des 30 transistors PMOS 406, 408 et 410 dont les gâchettes sont connectées ensemble. Le transistor 408, par exemple, forme une branche de référence du miroir de courant et sa gâchette est connectée à son drain et sa source est connectée à une ligne d'alimentation VDD. 35 Le drain du transistor 408 est connecté, par exemple, au 3063552 B15737 - 16-GR1-0729 8 collecteur du transistor Q2, de sorte que la branche de référence conduit le courant de collecteur Ic2 du transistor Q2. La source du transistor 406 est connectée, par exemple, à la ligne d'alimentation VDD et son drain est connecté au 5 collecteur du transistor Ql, de sorte que le courant de collecteur Icl du transistor Q1 est la copie du courant de collecteur Ic2 du transistor Q2. Dans certains modes de réalisation, les transistors 406 et 408 sont de même taille, ce qui implique que les courants Icl et Ic2 sont identiques. En 10 variante, les transistors 406 et 408 peuvent être de tailles différentes, ce qui implique un rapport fixe entre les courants Ici et Ic2. Le transistor 410, par exemple, forme une branche de sortie du miroir de courant. La source du transistor 410 est 15 connectée, par exemple, à la ligne d'alimentation VDD et son drain est connecté à un noeud de sortie 412 du générateur 200. Le transistor 410 conduit de ce fait le courant de sortie IouT du générateur 200. Dans certains modes de réalisation, le noeud 412 est connecté à la ligne de référence de masse par le biais d'une 20 résistance R3 de sorte que le courant de sortie 'OUT est converti en une tension de sortie VOUT- Toutefois, dans des variantes de mode de réalisation, le générateur 200 pourrait être un générateur de courant avec le courant de sortie 'OUT réalisant la sortie du générateur. 25 En fonctionnement, les transistors Q1 et Q2 génèrent respectivement des tensions base-émetteur Vbel et Vbe2 qui possèdent naturellement des coefficients de température négatifs. Toutefois, du fait de la différence de taille entre les transistors Q1 et Q2, les coefficients de température des 30 tensions Vbel et Vbe2 sont différents. Les valeurs des résistances R1, R2, RA et RB, par exemple, définissent les valeurs des facteurs d'échelle a et F3, où a est par exemple égal à (1+RB/R1)/(RB-R2) et p est par exemple égal à (1+RB/RA)/(RB-R2). De plus, du fait du miroir de courant, le niveau des courants Icl, 35 Ic2 et IouT est une fonction de la différence entre aVbel et 3063552 B15737 - 16-GR1-0729 9 PVbe2. Le courant TOUT' par exemple, peut être représenté comme obéissant à la relation suivante : 4 RB RB Vbe1 (.1 + - Vbe2 (i + Rte) R1 'OUT = RB - R2 et la tension de sortie VOUT peut être représentée comme obéissant 5 à la relation suivante : RBR-3 R2(Vbe1 (1 + RB Vour 12)) -R1) - Vbe2 (1 + Dans certains modes de réalisation, les résistances R1, R2, RA et RB sont des résistances fixes dont les valeurs de résistance sont configurées, conjointement avec les tailles 10 respectives des transistors Q1 et Q2, pour produire un coefficient de température souhaité pour une application donnée. Dans des modes de réalisation alternatifs, une ou plusieurs de ces résistances R1, R2, RA et RB pourrait être une résistance variable permettant d'accorder le coefficient de température du générateur 15 après la fabrication. La Figure 5 est un schéma de circuit illustrant le générateur 200 selon un mode de réalisation alternatif à celui de la Figure 4, et les caractéristiques identiques à celles du circuit de la Figure 4 ont été identifiées par des numéros de 20 référence identiques et ne feront pas l'objet d'une nouvelle description détaillée. Dans le mode de réalisation de la Figure 5, le tampon 404 est mis en oeuvre par un transistor NMOS 502 dont le drain est connecté à la ligne d'alimentation VDD, sa source est 25 connectée au noeud 402 et sa gâchette est connectée au collecteur du transistor Ql. La résistance R2 a été omise dans l'exemple de la Figure 5, ce terme est donc égal à zéro dans les équations ci-dessus. De plus, bien que le mode de réalisation de la Figure 4 30 suppose que le courant de base est négligeable, dans certains modes de réalisation, le courant de base ne peut pas être considéré comme totalement négligeable. Par conséquent, dans le circuit de 3063552 B15737 - 16-GR1-0729 10 la Figure 5, une résistance supplémentaire Rbase est montée entre le noeud 402 et la base du transistor Ql, annulant ainsi les effets d'un courant de base non négligeable. Un avantage des modes de réalisation décrits ici est 5 qu'il est possible de mettre en oeuvre le générateur de tension/courant en utilisant relativement peu de composants, celui-ci occupe de ce fait une surface de circuit relativement petite et sa consommation d'énergie est relativement faible. De plus, il est possible de faire varier le coefficient de 10 température du circuit sur une plage relativement large par une sélection appropriée des valeurs des facteurs d'échelle a et R. Ayant ainsi décrit au moins un mode de réalisation à titre d'illustration, différentes corrections, modifications et améliorations apparaîtront facilement aux personnes compétentes 15 dans l'art. À titre d'exemple, bien que des mises en oeuvre spécifiques du circuit aient été illustrées dans les Figures 4 et 5, de nombreuses variations de ce circuit seraient possibles. Le miroir de courant formé par les transistors PMOS 406, 408 et 410, par exemple, pourrait être mis en oeuvre par d'autres types de 20 transistors, comme des transistors à jonction bipolaire. De plus, bien que la Figure 5 produise un exemple de mise en oeuvre du tampon 404, d'autres mises en oeuvre seraient possibles. REVENDICATIONS1. Générateur de tension ou de courant ayant un coefficient de température configurable, comprenant : un premier générateur de tension (Q1) adapté pour générer une première tension (Vbel) ayant un premier coefficient de température négatif ; un deuxième générateur de tension (Q2) adapté pour générer une deuxième tension (Vbe2) ayant un deuxième coefficient de température négatif différent du premier coefficient de température négatif ; et un circuit (R1, RA, RB, 406, 408, 410) adapté pour générer un niveau de sortie (IouT, VOUT) basé sur la différence entre la première tension (Vbel) proportionnée par un premier facteur d'échelle (a) et la deuxième tension (Vbe2) proportionnée par un deuxième facteur d'échelle (p). 2. Générateur de tension ou de courant selon la revendication 1, dans lequel : le premier générateur de tension est un premier transistor à jonction bipolaire (Q1) et la première tension est la tension base-émetteur (Vbel) du premier transistor à jonction 20 bipolaire (Q1) ; et le deuxième générateur de tension est un deuxième transistor à jonction bipolaire (Q2) et la deuxième tension est la tension base-émetteur (Vbe2) du deuxième transistor à jonction bipolaire (Q2). 25 3. Générateur de tension ou de courant selon la revendication 2, dans lequel les premier et deuxième transistors à jonction bipolaire (Q1, Q2) sont de tailles mutuellement différentes. 4. Générateur de tension ou de courant selon la 30 revendication 2 ou 3, comprenant en outre : une première résistance (R1) connectée entre la base et l'émetteur du premier transistor à jonction bipolaire (Q1) ; une deuxième résistance (RA) connectée entre la base et l'émetteur du deuxième transistor à jonction bipolaire (Q2) ; 3063552 B15737 - 16-GR1-0729 12 une troisième résistance (RB) connectée entre l'émetteur du deuxième transistor à jonction bipolaire (Q2) et une ligne de tension de référence, la base du premier transistor à jonction bipolaire (Q1) étant connectée à la base du deuxième transistor à 5 jonction bipolaire (Q2) et à un collecteur du premier transistor à jonction bipolaire (Q1) par le biais d'un tampon (404) ; et un miroir de courant (406, 408, 410) adapté pour refléter le courant de collecteur des premier et deuxième transistors à jonction bipolaire afin de générer le niveau de 10 sortie (IouT, VOUT)- 5. Générateur de tension ou de courant selon la revendication 4, comprenant en outre une résistance supplémentaire (Rbase) connectée entre les bases des premier et deuxième transistors à jonction bipolaire (Q1, Q2). 15 6. Générateur de tension ou de courant selon la revendication 4, dans lequel le tampon est formé par un transistor (502) dont le noeud de commande est connecté au collecteur du premier transistor à jonction bipolaire (Q1) et l'un de ses noeuds de conduction principaux est connecté à la base du deuxième transistor à jonction bipolaire (Q2). 7. Générateur de tension ou de courant selon la revendication 5 ou 6, comprenant en outre une quatrième résistance (R2) connectée entre l'émetteur du premier transistor à jonction bipolaire (Q1) et la ligne de tension de référence. 8. Générateur de tension ou de courant selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel le miroir de courant comprend : un premier transistor (406) connecté par ses noeuds de conduction principaux entre le collecteur du premier transistor 30 bipolaire (Q1) et une ligne de tension d'alimentation ; un deuxième transistor (408) connecté par ses noeuds de conduction principaux entre le collecteur du deuxième transistor bipolaire (Q1) et la ligne de tension d'alimentation, le deuxième transistor formant une branche de référence du miroir de courant ; 35 et 3063552 B15737 - 16-GR1-0729 13 un troisième transistor (410) connecté par ses noeuds de conduction principaux entre un noeud de sortie (412) du générateur et la ligne de tension d'alimentation. 9. Générateur de tension ou de courant selon l'une 5 quelconque des revendications 2 à 8, dans lequel le premier transistor à jonction bipolaire (Q1) comprend un branchement en parallèle d'un ou plusieurs premiers dispositifs et le deuxième transistor à jonction bipolaire (Q2) comprend un branchement en parallèle d'un ou plusieurs deuxièmes dispositifs, le nombre de 10 premiers dispositifs étant différent du nombre de deuxièmes dispositifs. 10. Amplificateur comprenant : une entrée de polarisation destinée à recevoir un courant ou une tension de polarisation ; et 15 le générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 adapté pour générer ledit courant ou ladite tension de polarisation.