專利名稱：用于測(cè)試儲(chǔ)能元件的匹配特性的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是有關(guān)于一種用以測(cè)試電子元件的匹配情形的電路，且特別是有關(guān)于一種測(cè)試儲(chǔ)能元件的匹配情形的電路。
背景技術(shù)：
在混合模式電路設(shè)計(jì)中，相鄰電子元件的匹配相當(dāng)?shù)刂匾?，以電容為例?lái)說(shuō)，測(cè)量?jī)上噜忞娙莸钠ヅ淝樾慰商峁╇娐吩O(shè)計(jì)者作為設(shè)計(jì)時(shí)的參考。但由于現(xiàn)今測(cè)量電容值的機(jī)臺(tái)的準(zhǔn)確度不足，故無(wú)法藉由取得電容的精確的電容值以得知兩電容間的匹配情形。
參考圖1為繪示用以測(cè)量電容匹配情形的已知電路10，其包括PMOS晶體管11及電流供應(yīng)裝置13，其中PMOS晶體管11的第一漏/源極端電性耦接于電流供應(yīng)裝置13與輸出電壓Vout。兩待測(cè)電容分別為第一待測(cè)電容91及第二待測(cè)電容93，且該第一待測(cè)電容91的第二端電性耦接至第二待測(cè)電容93的第一端與PMOS晶體管11的柵極端。
設(shè)第一待測(cè)電容91的第一端為P1且第二待測(cè)電容93的第二端為P3，已知的做法是首先將第二待測(cè)電容93的P3端接地，并且將第一待測(cè)電容91的P1端電性耦接輸入電壓Vina而得到輸出電壓Vouta。在此假設(shè)第一待測(cè)電容91的電容值為C1且第二待測(cè)電容93的電容值為C3，則輸入電壓Vina與輸出電壓Vouta的關(guān)系經(jīng)計(jì)算后可以下式表示Vouta＝Vina×C1/(C1+C3+Cpar)(1)同樣地，將第一待測(cè)電容91的P1端電性耦接輸入電壓Vinb并得到相對(duì)應(yīng)的輸出電壓Voutb，則輸入電壓Vinb與輸出電壓Voutb的關(guān)系可以下式表示Voutb＝Vinb×C1/(C1+C3+Cpar)(2)圖2為上述的輸入電壓Vin與輸出電壓Vout的函數(shù)圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2，其中直線21即為輸入電壓Vin與輸出電壓Vout的函數(shù)圖，而其斜率值S1可以表示為S1＝(Voutb-Vouta)/(Vinb-Vina)而依據(jù)(1)及(2)式可以將上式改寫如下S1＝C1/(C1+C3+Cpar)(3)其中，Cpar為已知電路10中的寄生電容值。
接著，將第一待測(cè)電容91的P1端接地且第二待測(cè)電容93的P3端電性耦接直流輸入電壓Vin，同樣地可以得出輸入電壓與輸出電壓的函數(shù)的斜率值S2(即直線22的斜率)如下S2＝C3/(C1+C3+Cpar)(4)接下來(lái)，對(duì)(3)及(4)式進(jìn)行運(yùn)算可以得到以下的結(jié)果2×(S1-S2)/(S1+S2)＝2×(C1-C2)/(C1+C2)(5)由(5)式可知，若求得輸出電壓與輸出電壓的函數(shù)圖的兩斜率S1和S2，就可以計(jì)算出第一待測(cè)電容91與第二待測(cè)電容93的匹配關(guān)系。
但已知的做法有以下缺點(diǎn)一、如果待測(cè)電容的電容值較大，或?yàn)榻恢鸽娙?interdigitalcapacitor)時(shí)，PMOS晶體管便容易因天線效應(yīng)而被破壞以致無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。
二、PMOS晶體管容易因其設(shè)計(jì)或規(guī)格的不同，而使得測(cè)試條件需隨之改變，也就是說(shuō)，測(cè)量者需為不同設(shè)計(jì)或規(guī)格的PMOS晶體管設(shè)計(jì)出個(gè)別的測(cè)試條件，此舉將使得測(cè)量過(guò)程復(fù)雜且增加測(cè)量者的負(fù)擔(dān)。
三、參考圖3的測(cè)量具有不同大小電容值的電容的匹配情形的已知電路中，輸入電壓對(duì)應(yīng)于輸出電壓的函數(shù)圖。在圖3中，對(duì)應(yīng)于個(gè)別電容值的輸入電壓與輸出電壓的函數(shù)圖形并不相同，且因PMOS晶體管為非線性元件的關(guān)系，故事實(shí)上其函數(shù)圖形中僅有一部分是線性區(qū)，如取得斜率的區(qū)域在于非線性區(qū)則無(wú)法得到正確的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是在于提供一種用于測(cè)試儲(chǔ)能元件的匹配的電路，能夠精確的計(jì)算出兩個(gè)例如電容的儲(chǔ)能元件間的匹配參數(shù)。
本實(shí)用新型提供一種用于測(cè)試儲(chǔ)能元件的匹配的電路，可以用來(lái)測(cè)試第一儲(chǔ)能元件及第二儲(chǔ)能元件，其中，第一儲(chǔ)能元件的第二端電性耦接第二儲(chǔ)能元件的第一端。而本實(shí)用新型所提供的電路包括線性電阻和電源供應(yīng)裝置。其中，線性電阻的第一端會(huì)電性耦接本實(shí)用新型的電路的信號(hào)輸出端，而其第二端會(huì)電性耦接第一儲(chǔ)能元件的第二端以及第二儲(chǔ)能元件的第一端，且電源供應(yīng)裝置的輸出亦電性耦接線性電阻的第二端。
在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，上述的第一儲(chǔ)能元件和第二儲(chǔ)能元件可皆為電容器。另外，電源供應(yīng)裝置則可以是電流供應(yīng)裝置。
本實(shí)用新型的特征在于，先將第一儲(chǔ)能元件的第一端電性耦接直流電壓，以當(dāng)作本實(shí)用新型的電路的信號(hào)輸入端，并且將第二儲(chǔ)能元件的第二端接地。然后測(cè)量信號(hào)輸入端和信號(hào)輸出端之間的關(guān)系，以得到第一關(guān)系函數(shù)。接著，將第一儲(chǔ)能元件的第一端接地，而將第二儲(chǔ)能元件的第二端電性耦接直流電壓，以當(dāng)作電路的信號(hào)輸入端。再測(cè)量信號(hào)輸入端與信號(hào)輸出端之間的關(guān)系，而得到第二關(guān)系函數(shù)。然后依據(jù)第一關(guān)系函數(shù)和第二關(guān)系函數(shù)，就可以得到第一儲(chǔ)能元件和第二儲(chǔ)能元件之間的匹配參數(shù)。
由于本實(shí)用新型是利用線性電阻，所以除了可避免已知電路中PMOS晶體管容易受天線效應(yīng)的干擾而被破壞的缺點(diǎn)外。且因線性電阻為線性元件的關(guān)系，本實(shí)用新型電路的輸入電壓與輸出電壓關(guān)系的函數(shù)圖為純粹的直線，故可改善習(xí)知電路中的輸入電壓與輸出電壓關(guān)系的函數(shù)圖不完全為線性的缺點(diǎn)，因而提高測(cè)量時(shí)的準(zhǔn)確性。
為讓本實(shí)用新型的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1繪示為用以測(cè)量電容匹配情形的已知電路。
圖2繪示為已知電路的輸入電壓與輸出電壓的函數(shù)圖。
圖3繪示為測(cè)量具有不同大小電容值的電容的匹配情形的已知電路中，輸入電壓對(duì)應(yīng)于輸出電壓的函數(shù)圖。
圖4繪示為本實(shí)用新型的用于測(cè)試儲(chǔ)能元件的匹配情形的電路。
圖5繪示為本實(shí)用新型的電路的輸入電壓與輸出電壓的函數(shù)圖。
圖6繪示為在測(cè)試電容的電容值不同下，本實(shí)用新型的電路的輸入電壓與輸出電壓的函數(shù)圖。
10已知電路 11PMOS晶體管13電源供應(yīng)裝置 91第一待測(cè)電容93第二待測(cè)電容 P1第一待測(cè)電容的第一端P3第二待測(cè)電容的第二端40用于測(cè)試儲(chǔ)能元件的匹配特性的電路41線性電阻 43電流供應(yīng)裝置95第一待測(cè)電容 97第二待測(cè)電容P5第一待測(cè)電容的第一端 P7第二待測(cè)電容的第二端VC輸入電壓 VR輸出電壓具體實(shí)施方式
圖4為本實(shí)用新型的用于測(cè)試儲(chǔ)能元件的匹配情形的電路40。請(qǐng)參照?qǐng)D4，本實(shí)用新型所提供的電路40系用于測(cè)試?yán)绲谝淮郎y(cè)電容95及第二待測(cè)電容97等儲(chǔ)能元件的匹配的情形，其中第一待測(cè)電容95的第二端電性耦接第二待測(cè)電容97的第一端。在本實(shí)施例中，電路40主要是由線性電阻41和電流供應(yīng)裝置43所組成。其中，線性電阻41的第一端電性耦接至一輸出電壓信號(hào)VR，而第二端則電性耦接至第一待測(cè)電容95的第二端。在本實(shí)施例中，將第一待測(cè)電容95的第一端標(biāo)示為P5，而第二待測(cè)電容97的第二端則標(biāo)示為P7。
圖5即繪示為本實(shí)用新型的電路的輸入電壓與輸出電壓的函數(shù)圖。請(qǐng)合并參照?qǐng)D4和圖5，在本實(shí)施例中假設(shè)線性電阻41的電阻值為R，并且電流供應(yīng)裝置43輸出的電流值為I，又第一待測(cè)電容95的電容值為C5且第二待測(cè)電容97的電容值為C7。則本實(shí)用新型的做法首先會(huì)將電容97的P7端接地，然后將電容95的P5端電性耦接輸入電壓VCa，并且從線性電阻41的第一端得到輸出電壓VRa。則輸入電壓VCa與輸出電壓VRa的關(guān)系可以下式表示VRa＝VCa×C5/(C5+C7+Cpar1)+I×R(6)同樣地，將第一待測(cè)電容95的P5端電性耦接一輸入電壓VCb，就可以從線性電阻41的第一端得到輸出電壓VRb。則輸入電壓VCb與輸出電壓VRb的關(guān)系可以下式表示VRb＝VCb×C5/(C5+C7+Cpar1)+I×R(7)依據(jù)(6)及(7)式，可以得到輸入電壓VC和輸出電壓VR輸出電壓的的斜率關(guān)系式，也就是直線53的斜率如下S3＝(VRb-VRa)/(VCb-VCa)＝C5/(C5+C7+Cpar1)(8)參照?qǐng)D5，其中，輸入電壓VC與輸出電壓VR的斜率為S3，也就是直線53的斜率，而Cpar1為本實(shí)用新型的電路40中的寄生電容值。
接下來(lái)，將第一待測(cè)電容95的P5端接地，并且將第二待測(cè)電容97的P7端電性耦接直流電壓VC，再依照與上述相同的方法得出輸入電壓VC和輸出電壓VR輸出電壓的斜率S4，也就是直線54的斜率如下S4＝C7/(C5+C7+Cpar1)(9)將(8)及(9)進(jìn)行整理，就可以得到以下的關(guān)系式2×(S3-S4)/(S3+S4)＝2×(C5-C7)/(C5+C7)(10)由(10)式可知，若求得輸出電壓與輸出電壓的函數(shù)圖的兩斜率S3和S4，就可以計(jì)算出第一待測(cè)電容95與第二待測(cè)電容97的匹配關(guān)系。
綜合以上的描述，也就是說(shuō)，測(cè)量者先將P5電性耦接直流輸入電壓VC并同時(shí)將P7接地，此時(shí)可得出測(cè)量輸入電壓VC與輸出電壓VR的函數(shù)圖，以得到斜率S3。再將P7電性耦接直流輸入電壓VC并同時(shí)將P5接地，此時(shí)可得出測(cè)量輸入電壓VC與輸出電壓VR的函數(shù)圖，以得到斜率S4，再依照(10)式即可得出第一待測(cè)電容95與第二待測(cè)電容97的匹配關(guān)系。
本實(shí)用新型的電流供應(yīng)裝置43(例如HP C4156)是用以于本實(shí)用新型的電路40中輸出具有高穩(wěn)定度的電流，以確保本實(shí)用新型的電路40的測(cè)量準(zhǔn)確性。
圖6即為本實(shí)用新型的電路40的輸入電壓VC與輸出電壓VR的函數(shù)圖，由中可看出輸出電壓VR的電壓值小于輸入電壓的電壓值VC的一半，這是因?yàn)殡娐?0中存在有不可忽略的寄生電容值Cpar1而因此降低輸出電壓VR在本實(shí)用新型的電路40中所占的分壓比率。在待測(cè)電容的電容值較大時(shí)(90*90)則因此時(shí)寄生電容值Cpar1占本實(shí)用新型的電路的整體電容值的比例較小，故在測(cè)量較大電容(90*90)的匹配時(shí)的輸出電壓的電壓值VR非常接近于輸入電壓VC的電壓值的一半。
雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許之更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種用于測(cè)試儲(chǔ)能元件的匹配的電路，適于測(cè)試第一儲(chǔ)能元件及第二儲(chǔ)能元件的匹配情形，其中該第一儲(chǔ)能元件的第二端耦接該第二儲(chǔ)能元件的第一端，而該電路包括線性電阻，其第一端電性耦接該電路的信號(hào)輸出端，而其第二端電性耦接該第一儲(chǔ)能元件的第二端和該第二儲(chǔ)能元件的第一端；以及電源供應(yīng)裝置，其輸出端是電性耦接于該線性電阻的第二端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中該第一儲(chǔ)能元件和該第二儲(chǔ)能元件都為電容器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中該電源供應(yīng)裝置為電流供應(yīng)裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中該第一儲(chǔ)能元件的第一端電性耦接直流電壓，且該第二儲(chǔ)能元件的第二端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中該第一儲(chǔ)能元件的第一端接地，且該第二儲(chǔ)能元件的第二端電性耦接直流電壓。
專利摘要一種用于測(cè)試儲(chǔ)能元件的匹配特性的電路，其包括線性電阻及電源供應(yīng)裝置，且該電路是電性耦接至兩個(gè)串接的儲(chǔ)能元件之間；又其中該兩個(gè)儲(chǔ)能元件若為電容，則藉由測(cè)量該電路中輸入電壓與輸出電壓的函數(shù)圖的斜率，便可得到該兩個(gè)電容的匹配情形。
文檔編號(hào)G01R31/00GK2849732SQ20052012933
公開日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2005年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月28日
發(fā)明者高境鴻 申請(qǐng)人:聯(lián)華電子股份有限公司