一种电阻工艺偏差的补偿方法、装置、电阻及RC振荡器制造方法及图纸

本发明专利技术适用于集成电路领域，提供了一种电阻工艺偏差的补偿方法、装置、零温度系数的电阻及RC振荡器，该方法包括：生成第一RC振荡信号和第二RC振荡信号；根据第一RC振荡信号和第二RC振荡信号生成计数值，计数值包含电阻工艺偏差信息；根据计数值计算出电阻工艺偏差值；根据电阻工艺偏差值对电阻进行补偿，使电阻具有零温度系数。本发明专利技术利用一RC振荡器的时钟对另一RC振荡器的时钟进行计数，并将该反映了具有相反温度系数的电阻之间的相对工艺偏差信息的计数值通过计算单元计算出电阻工艺偏差值，再将该电阻工艺偏差值对第三RC振荡器的电阻进行补偿，使得第三RC振荡器的电阻可靠有效地变为零温度系数电阻，实现了温度补偿目的。

【技术实现步骤摘要】
一种电阻工艺偏差的补偿方法、装置、电阻及RC振荡器
本专利技术属于集成电路领域，尤其涉及一种电阻工艺偏差的补偿方法、装置、零温度系数的电阻及具有温度补偿特性的RC振荡器。
技术介绍
数模混合信号芯片中的数字电路通常需要频率精准的时钟信号，时钟信号在芯片内部由振荡器产生。RC振荡器结构简单，集成度高，性能良好，从而得到了广泛的研究和应用。在常规的RC振荡器中，通过经由电阻控制的电流系统对电容进行充电或者放电来操作。当电容上的电压达到上限(或者高于某个阈值)时，切换装置开始对电容进行放电；当电容上的电压达到下限(或者低于某个阈值)时，切换装置开始对电容进行充电，于是电容上的电压在上限电压和下限电压间产生来回摆动，形成振荡信号。对电容的充电和放电速率经由电阻的电流来控制。但是，CMOS工艺上MOS器件、电容、电阻都存在较大的工艺分散性，且都带有温度系数，导致RC振荡器产生的频率往往不够精确，在一些需要高精度时序信号的芯片中就不适用了，尤其是电阻的温度系数对时钟的影响通常是难以被忽略的。现有技术通常采用具有相反温度系数的电阻R1和电阻R2串联(或者并联)组成电阻R，通过合理设置电阻R1与电阻R2的阻值之比，从而实现零温度系数电阻的目的。假设电阻R1为正温度系数，电阻R2为负温度系数，那么：R1＝R10(1+α1(T-T0))，R2＝R20(1-α2(T-T0))(1)其中，T0为额定温度(通常选取25℃)，R10、R20分别为电阻R1、电阻R2在额定温度T0(通常选取25℃)下的阻值，称为额定阻值，电阻R1的温度系数为正温度系数α1，电阻R2的温度系数为负温度系数-α2。设计目标是，对于任意温度T，R1与R2之和为常数R0(与温度无关)，即：R1+R2＝R0。根据这个约束条件，对等式(1)进行变换，得到：可见电阻R1与电阻R2完全按照温度系数的比值分配总电阻R0(R0＝R1+R2)，因此必须保证额定阻值R20与额定阻值R10的比值必须在任何情况下都等于α1α2，才能保证总电阻为零温度系数。然而由于电阻R1和电阻R2是由不同类型材料制作的，其工艺偏差往往彼此独立，因此其比值系数在工艺偏差下并不能保证一直不变，在最严重的情况下，甚至可以达到±40％的偏差，严重影响了电阻以及应用电路的性能。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种电阻工艺偏差的补偿方法，旨在解决目前由于集成电路中的工艺分散性导致的电阻偏差，从而影响其应用电路的性能，尤其是影响时钟精度的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种电阻工艺偏差的补偿方法，所述方法包括下述步骤：生成第一RC振荡信号和第二RC振荡信号；根据所述第一RC振荡信号和所述第二RC振荡信号生成计数值，所述计数值包含电阻工艺偏差信息；根据所述计数值计算出电阻工艺偏差值；根据所述电阻工艺偏差值对电阻进行补偿，使电阻具有零温度系数。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种电阻工艺偏差的补偿装置，所述装置包括：第一RC振荡器，用于生成第一RC振荡信号；第二RC振荡器，用于生成第二RC振荡信号；计数器，所述计数器的第一输入端与所述第一RC振荡器的输出端连接，所述计数器的第二输入端与所述第二RC振荡器的输出端连接，所述计数器用于根据所述第一RC振荡信号和所述第二RC振荡信号生成计数值，所述计数值包含电阻工艺偏差信息；计算单元，所述计算单元的输入端与所述计数器的输出端连接，用于根据所述计数值计算电阻工艺偏差值；第三RC振荡器，所述第三RC振荡器的输入端与所述计算单元的输出端连接，用于根据所述电阻工艺偏差值对电阻进行补偿，使其电阻具有零温度系数；所述第一RC振荡器与所述第二RC振荡器结构相同，且分别具有一互为相反温度系数的电阻。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种采用上述电阻工艺偏差的补偿方法的零温度系数的电阻，以及采用该零温度系数的电阻的具有温度补偿特性的RC振荡器。本专利技术实施例利用一RC振荡器的时钟对另一RC振荡器的时钟进行计数，并将该反映了具有相反温度系数的电阻之间的相对工艺偏差信息的计数值通过计算单元计算出电阻工艺偏差值，再将该电阻工艺偏差值对第三RC振荡器的电阻进行补偿，使得第三RC振荡器的电阻可靠有效地变为零温度系数电阻，实现了温度补偿目的，并且补偿后的电阻在任何工艺偏差下均能够精确、稳定地工作。附图说明图1为本专利技术实施例提供的电阻工艺偏差的补偿方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的电阻工艺偏差的补偿方法中的计数窗口示意图；图3为本专利技术实施例提供的电阻工艺偏差的补偿装置的结构图；图4为本专利技术实施例提供的电阻工艺偏差的补偿装置中第三RC振荡器的结构图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例利用一RC振荡器的时钟对另一RC振荡器的时钟进行计数，并将该反映了具有相反温度系数的电阻之间的相对工艺偏差信息的计数值通过计算单元计算出电阻工艺偏差值，再将该电阻工艺偏差值对第三RC振荡器的电阻进行补偿，使得第三RC振荡器的电阻可靠有效地变为零温度系数电阻，实现了温度补偿目的。以下结合具体实施例对本专利技术的实现进行详细描述：图1示出了本专利技术实施例提供的电阻工艺偏差的补偿方法的流程，为了便于说明，仅示出了与本专利技术相关的部分。作为本专利技术一实施例，该电阻工艺偏差的补偿方法包括下述步骤：在步骤S101中，生成第一RC振荡信号Fclk1和第二RC振荡信号Fclk2，第一RC振荡信号和第二RC振荡信号对应的电阻R1、R2具有相反的温度系数；在本专利技术实施例中，参考图3的结构，分别通过第一RC振荡器201和第二RC振荡器202生成第一时钟信号Fclk1和第二时钟信号Fclk2，表达式为：其中，T0为额定温度(通常选取25℃)，R10、R20分别为电阻R1、电阻R2在额定温度(通常选取25℃)下的阻值，称为额定阻值，电阻R1的温度系数为正温度系数α1，电阻R2的温度系数为负温度系数-α2。由于电阻工艺偏差检测过程只在芯片出厂阶段执行一次，并且是在额定温度下，即T＝T0，因此振荡频率也是在额定电阻条件下的振荡频率，表达式如下：当检测过程结束后，可以通过关闭使能信号等方式关闭第一RC振荡器201和第二RC振荡器202，使其不再给芯片带来功耗。应当注意的是：为了让非理想因素(例如反相器的延时，比较器的延时，电荷泵的速度等等)对振荡频率的影响小到忽略不计，用于电阻工艺偏差检测的第一RC振荡器201和第二RC振荡器202的频率应该设置得适当低一些，通常在几十kHz级别，例如32kHz。在步骤S102中，根据第一RC振荡信号Fclk1和第二RC振荡信号Fclk2生成计数值q，该计数值包含工艺偏差信息；作为本专利技术一实施例，步骤S102的具体步骤为：首先，设定p个第二时钟信号Fclk2的周期为计数时间窗口；其次，在该计数时间窗口内对第一时钟信号Fclk1的周期进行计数，生成计数值q。在本专利技术实施例中，参考图2，设定p个第二时钟信号Fclk2的周期为计数时间窗口，在该时间窗口内对第一时钟信号Fclk1进行计数，假设这段时间内计数值为q，也就是说，在p个第二时钟信号Fclk2的周期内计数了q本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电阻工艺偏差的补偿方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：生成第一RC振荡信号和第二RC振荡信号；根据所述第一RC振荡信号和所述第二RC振荡信号生成计数值，所述计数值包含电阻工艺偏差信息；根据所述计数值计算出电阻工艺偏差值；根据所述电阻工艺偏差值对电阻进行补偿，使电阻具有零温度系数。

【技术特征摘要】
1.一种电阻工艺偏差的补偿方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：生成第一RC振荡信号和第二RC振荡信号；根据所述第一RC振荡信号和所述第二RC振荡信号生成计数值，所述计数值包含电阻工艺偏差信息；根据RC振荡器的频率表达式和所述计数值，得到计数值与额定电阻值的关系等式；将预设电阻工艺偏差信息带入所述计数值与额定电阻值的关系等式，得到电阻工艺偏差信息与计数值的关系等式；利用所述电阻工艺偏差信息与计数值的关系等式，并且令所述第一RC振荡信号和第二RC振荡信号对应的电阻温度系数比值固定，计算出电阻工艺偏差值；根据所述电阻工艺偏差值对电阻进行补偿，使电阻具有零温度系数。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一RC振荡信号和所述第二RC振荡信号生成计数值的步骤具体为：设定多个所述第二RC振荡信号或所述第一RC振荡信号的周期为计数时间窗口；在所述计数时间窗口内对所述第一RC振荡信号或所述第二RC振荡信号的周期进行计数，生成计数值。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述计算出电阻工艺偏差值的步骤之后，所述根据所述电阻工艺偏差值对电阻进行补偿的步骤之前，所述方法还可以包括下述步骤：存储所述电阻工艺偏差值。4.一种电阻工艺偏差的补偿装置，其特征在于，所述装置包括：第一RC振荡器，用于生成第一RC振荡信号；第二RC振荡器，用于生成第二RC振荡信号；计数器...

【专利技术属性】
技术研发人员：许建超，赵琮，汤江逊，欧阳振华，许志玲，
申请(专利权)人：深圳市锐能微科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44