參考電壓產(chǎn)生電路及一種參考電壓校準(zhǔn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種參考電壓產(chǎn)生電路及一種參考電壓 校準(zhǔn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 參考電壓在集成電路領(lǐng)域是必不可少的一種參數(shù)，參考電壓產(chǎn)生電路是否能夠提 供精確的參考電壓是極為重要的。
[0003] 通常，集成電路領(lǐng)域中利用參考電壓的機(jī)制系統(tǒng)，如圖1所示，包括：
[0004] 參考電壓產(chǎn)生電路1，為一帶隙基準(zhǔn)源，適于產(chǎn)生至少一個(gè)基本的且對(duì)電源電壓、 生產(chǎn)工藝和工作溫度都不敏感的參考電壓vr;
[0005] 低通濾波電路2,適于對(duì)參考電壓進(jìn)行濾波；
[0006] 電壓電流轉(zhuǎn)換電路3,適于根據(jù)經(jīng)濾波的參考電壓輸出器件電流It;
[0007] 電平移位電路4,適于根據(jù)所述經(jīng)濾波的參考電壓產(chǎn)生所需的器件電壓Vt。
[0008] 上述參考電壓的機(jī)制系統(tǒng)中，參考電壓vr被適于轉(zhuǎn)換為器件電流It和器件電壓 Vt〇
[0009] 圖2所示的是一種現(xiàn)有技術(shù)的參考電壓產(chǎn)生電路（也為一帶隙基準(zhǔn)源），包括：運(yùn) 算放大器〇P、第一雙極性晶體管ql、第二雙極性晶體管q2、第一電阻rl、第二電阻r2和第 三電阻r3。該參考電壓產(chǎn)生電路基于雙極性晶體管基極（B)、發(fā)射極（E)的負(fù)溫度系數(shù)和 熱電壓（kT/q)的正溫度系數(shù)進(jìn)行工作，整個(gè)電路的工作原理是：由于運(yùn)算放大器op具有很 高的直流電壓增益，使通過第一電阻rl和第二電阻r2的電壓相同，通過的電流（il、i2)反 比于電阻值的大小，設(shè)第一雙極性晶體管ql和第二雙極性晶體管q2尺寸相同，雙極性晶體 管的EB結(jié)的電壓差A(yù)VBE就是：
[0010]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種參考電壓產(chǎn)生電路，其特征在于，包括：至少一個(gè)電阻單元、開關(guān)單元及選通單 元； 所述電阻單元包括若干串聯(lián)的電阻元件，適于根據(jù)輸入電流和所述電阻單元的輸出電 阻提供所述電阻單元的匹配電壓； 所述開關(guān)單元包括開關(guān)元件，所述開關(guān)元件與對(duì)應(yīng)電阻元件并聯(lián)并形成開關(guān)陣列，當(dāng) 所述開關(guān)元件閉合，其所對(duì)應(yīng)電阻元件被短接以輸出對(duì)應(yīng)電阻單元的輸出電阻； 所述選通單元對(duì)應(yīng)所述開關(guān)元件，適于根據(jù)輸入的選址信號(hào)被選通，所述選址信號(hào)與 所述開關(guān)陣列中開關(guān)元件的地址信息相關(guān)；所述開關(guān)元件適于在對(duì)應(yīng)選通單元被選通時(shí)改 變初始狀態(tài)。
2. 如權(quán)利要求1所述的參考電壓產(chǎn)生電路，其特征在于，所述電阻單元有N個(gè)，其中，第 一個(gè)電阻單元的一端接地，另一端連接至后一個(gè)電阻單元；所述第二至第（N-I)個(gè)電阻單 元的一端連接至前一個(gè)電阻單元，另一端連接至后一個(gè)電阻單元；所述第N個(gè)電阻單元的 一端連接至所述輸入電流，另一端連接至前一個(gè)電阻單元；N為大于或等于2的自然數(shù)。
3. 如權(quán)利要求2所述的參考電壓產(chǎn)生電路，其特征在于，第n個(gè)電阻單元的輸出電阻為 第一至第n個(gè)電阻單元的等效電阻之和，n為小于或等于N的自然數(shù)。
4. 如權(quán)利要求3所述的參考電壓產(chǎn)生電路，其特征在于，所述電阻元件包括第一類電 阻元件和第二類電阻元件，所述開關(guān)元件的對(duì)應(yīng)電阻元件為第二類電阻元件；所述電阻單 元的等效電阻為所述第一類電阻元件和未被短接的第二類電阻元件的電阻之和。
5. 如權(quán)利要求4所述的參考電壓產(chǎn)生電路，其特征在于，所述電阻單元內(nèi)：所述第二類 電阻元件有多個(gè)，所述第一類電阻元件的電阻權(quán)重大于第二類電阻元件的電阻權(quán)重，所述 第二類電阻元件之間的電阻權(quán)重依次減小。
6. 如權(quán)利要求2至5任一項(xiàng)所述的參考電壓產(chǎn)生電路，其特征在于，所述開關(guān)陣列的數(shù) 目與所述電阻單元的數(shù)目相同，所述電阻元件所對(duì)應(yīng)的開關(guān)元件形成對(duì)應(yīng)所述電阻單元的 開關(guān)陣列； 一個(gè)開關(guān)陣列的開關(guān)元件所對(duì)應(yīng)選通單元連接至對(duì)應(yīng)選址信號(hào)，所述對(duì)應(yīng)選址信號(hào)與 該開關(guān)陣列中開關(guān)元件的地址信息相關(guān)。
7. 如權(quán)利要求6所述的參考電壓產(chǎn)生電路，其特征在于，所述電阻單元內(nèi)：所述第二類 電阻元件的數(shù)目為M，M=2m，其中，m為大于或等于1的自然數(shù)； 所述對(duì)應(yīng)選址信號(hào)為m位二進(jìn)制代碼信號(hào)，一種二進(jìn)制代碼的組合控制對(duì)應(yīng)選通單元 的選通情況。
8. 如權(quán)利要求7所述的參考電壓產(chǎn)生電路，其特征在于，還包括：與開關(guān)陣列配對(duì)譯碼 單元； 所述譯碼單元包括對(duì)應(yīng)每一位二進(jìn)制代碼的輸入端和若干輸出端，所述輸出端根據(jù)所 述二進(jìn)制代碼的組合輸出選通信號(hào)至對(duì)應(yīng)該開關(guān)陣列選通單元，以控制選通單元的選通情 況； 一個(gè)開關(guān)陣列的開關(guān)元件所對(duì)應(yīng)選通單元和該開關(guān)陣列的譯碼單元集成為功能模塊。
9. 如權(quán)利要求2至5任一項(xiàng)所述的參考電壓產(chǎn)生電路，其特征在于，僅設(shè)置有一開關(guān)陣 列，所述電阻元件所對(duì)應(yīng)的開關(guān)元件形成所述開關(guān)陣列。
10. 如權(quán)利要求9所述的參考電壓產(chǎn)生電路，其特征在于，所述第二類電阻元件的數(shù)目 為K，K=2k，其中，k為大于或等于1的自然數(shù)； 所述對(duì)應(yīng)選址信號(hào)為k位二進(jìn)制代碼，一種二進(jìn)制代碼的組合控制對(duì)應(yīng)選通單元的選 通情況。
11. 如權(quán)利要求10所述的參考電壓產(chǎn)生電路，其特征在于，還包括：與開關(guān)陣列配對(duì)的 譯碼單元； 所述譯碼單元包括對(duì)應(yīng)每一位二進(jìn)制代碼的輸入端和若干輸出端，所述輸出端根據(jù)所 述二進(jìn)制代碼的組合輸出選通信號(hào)至對(duì)應(yīng)選通單元，以控制選通單元的選通情況； 所述選通單元和譯碼單元集成為功能模塊。
12. 如權(quán)利要求1所述的參考電壓產(chǎn)生電路，其特征在于，所述選通單元為熔絲單元， 所述熔絲單元由熔絲元件和熔絲狀態(tài)讀寫電路組成。
13. 如權(quán)利要求12所述的參考電壓產(chǎn)生電路，其特征在于，所述開關(guān)元件包括控制端； 所述選通單元適于在被選通時(shí)對(duì)所述熔絲元件進(jìn)行熔絲操作并輸出有效電平至對(duì)應(yīng)開關(guān) 元件的控制端；所述有效電平是所述熔絲狀態(tài)讀電路讀取燒斷的熔絲元件得到的，對(duì)應(yīng)所 述開關(guān)元件的初始狀態(tài)，所述有效電平為高電平或低電平。
14. 如權(quán)利要求1所述的參考電壓產(chǎn)生電路，其特征在于，所述輸入電流由正溫度系數(shù) 的第一分電流和負(fù)溫度系數(shù)的第二分電流構(gòu)成，所述電阻單元的輸出電阻與所述輸入電流 在溫度系數(shù)上匹配，以使所述電阻單元提供零溫漂的匹配電壓。
15. 如權(quán)利要求14所述的參考電壓產(chǎn)生電路，其特征在于，還包括：電流單元；所述電 流單元包括：電流鏡單元、運(yùn)算放大器單元、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一雙極性晶 體管及第二雙極性晶體管； 所述電流鏡單元包括第一節(jié)點(diǎn)、第二節(jié)點(diǎn)、第一 PMOS管、第二PMOS管及第三PMOS管， 所述第一 PMOS管、第二PMOS管及第三PMOS管的柵極相連至第一節(jié)點(diǎn)、源極相連至第二節(jié) 點(diǎn)，所述第二節(jié)點(diǎn)連接至電源電壓，所述第三PMOS管的漏極輸出所述輸入電流； 所述運(yùn)算放大器單元包括正向輸入端、負(fù)向輸入端及運(yùn)放輸出端，所述正向輸入端連 接至所述第一 PMOS管的漏極，所述負(fù)向輸入端連接至所述第二PMOS管的漏極，所述運(yùn)放輸 出端連接至所述第一節(jié)點(diǎn)； 所述第一雙極性晶體管及第二雙極性晶體管分別為二極管連接，所述第一雙極性晶體 管的發(fā)射極通過所述第一電阻連接至所述負(fù)向輸入端、集電極接地，所述第二雙極性晶體 管的發(fā)射極連接至所述正向輸入端、集電極接地； 所述第二電阻的一端連接至所述負(fù)向輸入端、另一端接地； 所述第三電阻的一端連接至正向輸入端、另一端接地。
16. -種參考電壓校準(zhǔn)方法，基于如權(quán)利要求1至15任一項(xiàng)所述的參考電壓產(chǎn)生電路， 其特征在于，包括 ： 檢測(cè)所述電阻單元的輸出電壓； 當(dāng)所述電阻單元的輸出電壓與所述電阻單元的匹配電壓具有電壓差時(shí)，輸入所述選址 信號(hào)以調(diào)整所述電阻單元的輸出電阻； 基于調(diào)整后的電阻單元的輸出電阻，提供所述電阻單元的輸出電壓。
17. 如權(quán)利要求16所述的參考電壓校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述輸入所述選址信號(hào)以 調(diào)整所述電阻單元的輸出電阻包括： 根據(jù)所述電阻單元內(nèi)電阻元件所占電阻權(quán)重和所述電壓差，獲得待被調(diào)整的電阻元件 所對(duì)應(yīng)開關(guān)元件的開關(guān)陣列地址； 基于所述待被調(diào)整的電阻元件所對(duì)應(yīng)開關(guān)元件的開關(guān)陣列地址形成所述選址信號(hào)； 輸入所形成的選址信號(hào)。
18.如權(quán)利要求17所述的參考電壓校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述待被調(diào)整的電阻元件 包括待被短接或待被接入的電阻元件。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種參考電壓產(chǎn)生電路及一種參考電壓校準(zhǔn)方法。所述參考電壓產(chǎn)生電路包括至少一個(gè)電阻單元、開關(guān)單元及選通單元；所述電阻單元包括若干串聯(lián)的電阻元件，適于根據(jù)輸入電流和所述電阻單元的輸出電阻提供所述電阻單元的匹配電壓；所述開關(guān)單元包括開關(guān)元件，所述開關(guān)元件與對(duì)應(yīng)電阻元件并聯(lián)并形成開關(guān)陣列，當(dāng)所述開關(guān)元件閉合，其所對(duì)應(yīng)電阻元件被短接以輸出對(duì)應(yīng)電阻單元的輸出電阻；所述選通單元對(duì)應(yīng)所述開關(guān)元件，適于根據(jù)輸入的選址信號(hào)被選通，所述選址信號(hào)與所述開關(guān)陣列中開關(guān)元件的地址信息相關(guān)；所述開關(guān)元件適于在對(duì)應(yīng)選通單元被選通時(shí)改變初始狀態(tài)。本發(fā)明能夠調(diào)節(jié)電阻單元的輸出電壓，提供更為準(zhǔn)確的參考電壓。
【IPC分類】G05F3-16
【公開號(hào)】CN104750162
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310754243
【發(fā)明人】劉洪江, 翟大倫, 楊嘉棟
【申請(qǐng)人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年12月31日