内部集成电路电阻校准制造技术

本公开涉及内部集成电路电阻校准。传感器接口IC测量或校准目标电阻，以用作传感器接口IC中TIA放大器的增益电阻。一个或多个激励电流响应于施加于外部具有指定校准电阻值的校准电阻器的不同规定激励电压而产生。响应于相应的不同的一个或多个激励电流，分别在目标电阻器上测量响应电压。目标电阻器的电阻值是使用测得的响应电压与规定激励电压之间的差值与指定校准电阻值之差来确定的。

【技术实现步骤摘要】
内部集成电路电阻校准
本专利技术通常但不限于集成电路领域，并且特别涉及校准内部集成电路电阻。
技术介绍
为了减小电路的尺寸，可以减小电路元件的尺寸以便将电路安装在集成电路上。这可能导致电路的元件值不准确。例如，集成电阻的电阻值可能不像外部电阻的电阻值那样精确，其中电阻可以被更准确地选择用于期望的电路性能。但是，这无法通过集成组件来减小电路尺寸。
技术实现思路
其中，专利技术人已经认识到当传感器耦合到传感器集成电路时需要测量和校准内部负载和反馈电阻。一个例子包括一种使用激励电流来测量目标电阻器的集成电路(IC)电阻值的方法，所述激励电流在到达所述目标电阻器之前经历外部传感器泄漏电流或其他泄漏电流而降低。所述方法包括响应于施加到具有指定校准电阻值的校准电阻器的不同的第一和第二规定激励电压而产生不同的第一和第二激励电流。在所述目标电阻器上测量不同的第一和第二响应电压，分别响应于相应的不同的第一和第二激励电流。使用测量的第一和第二响应电压之间的差值、第一和第二规定激励电压之间的差值、和所述指定校准电阻值来确定所述目标电阻器的集成电路电阻值。另一个例子包括传感器接口集成电路(IC)，用于使用激励电流来测量目标电阻器的电阻值，所述激励电流经历耦合到所述IC的传感器的外部传感器泄漏电流而降低。所述传感器接口IC包括：电流传感器电路，包括用于感测所述传感器产生的响应电流的至少一个目标电阻器。电阻值测量电路与所述目标电阻器耦合以测量所述目标电阻器的电阻值。所述电阻值测量电路包括电压激励电路，用于将一个或多个规定激励电压施加到具有指定校准电阻值的校准电阻器，以响应地针对每个规定激励电压产生不同的相应激励电流。电压测量电路响应于每个相应的不同激励电流分别测量所述目标电阻器上的不同的相应响应电压。计算电路使用测量的不同的相应响应电压之间的差值、所述一个或多个规定激励电压之间的差值和所述指定校准电阻值来确定所述目标电阻器的电阻值。又一例子包括用于使用激励电流来测量或校准目标电阻器的电阻值的传感器接口集成电路(IC)，所述激励电流经历耦合到所述IC的传感器的外部传感器泄漏电流而降低。所述传感器接口IC包括电流传感器电路，包括用于感测由所述传感器产生的响应电流的至少一个目标电阻器。电阻值测量或校准电路，耦合到所述目标电阻器以测量或校准所述目标电阻器的电阻值。所述电阻值测量或校准电路包括电流激励电路，通过具有指定校准电阻值的校准电阻器来施加一个或多个指定激励电流。电压测量电路响应于每个相应的不同激励电流分别测量所述目标电阻器上不同的相应响应电压。计算电路使用测量的不同的相应响应电压之间的差值、所述一个或多个规定激励电压之间的差值和所述指定校准电阻值来确定所述目标电阻器的电阻值。本部分旨在提供本专利申请主题的概述。它并不打算提供对本专利技术的排他或详尽的解释。包含详细说明以提供更多信息。附图说明在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可以在不同的视图中描述相似的组件。具有不同字母后缀的相似数字可以表示相似组件的不同实例。举例来说，附图通常以举例的方式而非限制性地说明本文件中所讨论的各种实施例。图1是诸如根据各种实施例的传感器系统的示意图。图2是诸如根据各种实施例的用于内部电阻校准的传感器系统的操作框图。图3是诸如根据各种实施例的用于内部集成电路电阻校准的方法的实施例的流程图。图4是诸如根据各种实施例的可配置R负载和RTIA架构的示意图。图5是例如根据各种实施例的标称操作模式的示例初始配置中的可配置R负载和RTIA架构的示意图。图6是根据各种实施例的可配置的R负载和RTIA架构在另一示例配置中用于测量来自图5的实施例的R负载的示意图。图7是例如根据各种实施例的用于测量图5的R负载+RTIA的另一示例配置中的可配置R负载和RTIA架构的示意图。图8是诸如根据各种实施例的用于内部集成电路电阻校准的方法的实施例的流程图。具体实施方式传感器系统可以包括耦合到传感器接口集成电路(IC)的传感器(例如，气体传感器)。传感器不仅可用于检测气体的存在，还可用于检测气体的浓度。传感器可以包含各种类型的传感器，例如光电离、红外、电化学或半导体。当被监测的气体扩散到传感器中时，电化学传感器通过化学反应检测气体，通过多孔膜的背面到工作电极被氧化或还原。这种电化学反应导致通过外部电路的电流。除了测量、放大和执行其他信号处理功能之外，外部电路还可以保持传感器两端的电压在两电极传感器的工作电极和反电极之间或三电极单元的工作电极和参考电极之间。在反电极处发生相等且相反的反应，使得如果工作电极是氧化物，则反电极是还原。半导体传感器通常用于检测氢气、氧气、酒精蒸气和有害气体，如一氧化碳。传感器接口IC负责测量传感器电流的变化，以确定被监测气体的存在和浓度。传感器IC然后可以以数字或模拟格式输出被监测气体的存在和浓度的表示以用于显示或一些其他警报手段。传感器IC包括一个直流(DC)测量电路，用于测量传感器电阻以确定气体的存在和浓度。传感器IC还使用交流(AC)测量电路来测量传感器的阻抗，以监测传感器本身的健康状况。负载电阻(例如电阻器R负载)和跨阻放大器(TIA)电阻(例如电阻器RTIA)是DC测量电路的一部分。负载电阻R负载可以用作电流稳定性传感器的负载。TIA电阻RTIA可用作TIA放大器的反馈增益电阻，并将传感器电流转换为电压信号。随后将更详细地描述两个电阻器。某些传感器IC使用传感器IC外部的负载和TIA增益电阻。为了减小传感器电路的尺寸，R负载和RTIA可以集成到IC上。集成电阻不如外部电阻精确，因此，需要测量或校准这些电阻中的一个或多个，以尝试实现更高的传感器测量精度。图1是诸如根据各种实施例的传感器系统的示例的示意图。该系统包括传感器100和传感器IC102。传感器IC102包括DC测量电路108和AC测量电路109。DC测量电路108包括放大器111、放大器增益电阻112、模数转换器(ADC)113、R负载电阻器、RTIA电阻器101、TIA放大器120以及多个开关140-144。为了清楚和简洁的目的，并未示出或描述传感器IC102的所有组件。仅描述与内部集成电阻校准的结构和操作相关的那些组件。取决于传感器的类型，传感器100可以包括参考电极(RE)\反电极(CE)和传感器电极(SE)。例如，传感器IC102可以使用参考电极以在感测操作期间在感测电极处维持固定的电位。反电极如果感测电极正在氧化，则通过还原一些化学物质来完成具有感测电极的电路。随着气体浓度的变化，反电极的电位可以浮动并且变化。只要传感器IC102可以提供足够的电压和电流以将感测电极维持在与参考电极相同的电位，反电极上的电位可能并不重要。传感器100的偏置和测量由多个开关140-144的状态控制。DC测量电路108耦合到传感器100并且用于测量由传感器100提供的传感器信号。AC测量电路109耦合到传感器100并且被用于通过测量传感器100的阻抗来测量传感器100的健康状况。ADC113被耦合到放大器111并且向具有至少一个增益电阻器112的放大器111的正输入端提供模拟电压。放大器111的输出端耦合到传感器100的反电极以向传感器100提供操作电压。参考电极通过增益电阻112耦合到放大器111的反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用激励电流来测量目标电阻器的集成电路(IC)电阻值的方法，所述激励电流在到达所述目标电阻器之前经历外部传感器泄漏电流或其他泄漏电流而降低，所述方法包括：响应于施加到具有指定校准电阻值的校准电阻器的不同的第一和第二规定激励电压而产生不同的第一和第二激励电流；在所述目标电阻器上测量不同的第一和第二响应电压，分别响应于相应的不同的第一和第二激励电流；和使用测量的第一和第二响应电压之间的差值、第一和第二规定激励电压之间的差值、和所述指定校准电阻值来确定所述目标电阻器的集成电路电阻值。

【技术特征摘要】
2017.05.04 US 15/586,8771.一种使用激励电流来测量目标电阻器的集成电路(IC)电阻值的方法，所述激励电流在到达所述目标电阻器之前经历外部传感器泄漏电流或其他泄漏电流而降低，所述方法包括：响应于施加到具有指定校准电阻值的校准电阻器的不同的第一和第二规定激励电压而产生不同的第一和第二激励电流；在所述目标电阻器上测量不同的第一和第二响应电压，分别响应于相应的不同的第一和第二激励电流；和使用测量的第一和第二响应电压之间的差值、第一和第二规定激励电压之间的差值、和所述指定校准电阻值来确定所述目标电阻器的集成电路电阻值。2.权利要求1所述的方法，还包括使用确定的目标电阻器的集成电阻值来校准目标电阻器的集成电阻值，包括调整目标电阻器的积分电阻值。3.权利要求2所述的方法，其中校准集成电阻值包括产生、测量和确定的一个或多个进一步的相互作用。4.权利要求1所述的方法，其中所述第一和第二规定激励电压包括一个或多个指定频率。5.权利要求4所述的方法，其中所述目标电阻器耦合到IC外部的传感器，其中所述一个或多个指定频率高于传感器对由传感器感测的参数的标称频率响应。6.权利要求4所述的方法，其中所述目标电阻器包括将电压感测节点耦合到放大器电路的放大器输入的第一电阻器组件、和将所述放大器电路的放大器输出馈送到所述放大器输入的第二电阻器组件，所述方法还包括相对于第二电阻组件的电阻值改变第一电阻器组件的电阻值。7.权利要求4所述的方法，其中传感器的感测电极(SE)耦合到所述目标电阻器，该方法还包括浮动传感器的参考电极(RE)和反电极(CE)。8.一种用于使用激励电流来测量目标电阻器的电阻值的传感器接口集成电路(IC)，所述激励电流经历耦合到所述IC的传感器的外部传感器泄漏电流而降低，所述传感器接口IC包括：电流传感器电路，包括用于感测所述传感器产生的响应电流的至少一个目标电阻器；和电阻值测量电路，与所述目标电阻器耦合以测量所述目标电阻器的电阻值，所述电阻值测量电路包括：电压激励电路，用于将一个或多个规定激励电压施加到具有指定校准电阻值的校准电阻器，以响应地针对每个规定激励电压产生不同的相应激励电流；电压测量电路，响应于每个相应的不同激励电流分别测量所述目标电阻器上的不同的相应响应电压；和计算电路，使用测量的不同的相应响应电压之间的差值、所述一个或多个规定激励电压之间的差值和所述指定校准电阻值来确定所述目标电阻器的电阻值。9.权利要求8所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲光阳，陈雷铖，M·鲁尼，
申请(专利权)人：亚德诺半导体集团，
类型：发明
国别省市：百慕大群岛,BM