一种用于基准电路的温度系数自动修调方法技术

本发明专利技术属于模拟集成电路领域技术领域，具体的说涉及一种用于基准电路的温度系数自动修调方法。本发明专利技术的方法主要为：通过外围温度控制模块将基准电路的工作温度调至低温工作模式，遍历将5个修调信号的值，并采集相应的基准电路的输出值，通过外围温度控制模块将基准电路的工作温度调至高温工作模式，遍历将5个修调信号的值，并采集相应的基准电路的输出值，用采集获得的高温值减去低温值，并选取最小值对应的控制信号作为修调值。本发明专利技术的有益效果为，无需额外参考电压，无需额外复杂的修调操作，能对基准电压各个阶段产生的漂移(包括生产、封装、使用过程中基准源产生的漂移)进行修调。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于模拟集成电路领域
，具体的说涉及一种用于基准电路的温度系数自动修调方法。
技术介绍
基准电路可产生一个不随温度漂移的参考电压，被广泛地运用于DC-DC转换器，ADC电路，低压差线性稳压器电路和其他模拟电路中。随着电路运用越来越转向低功耗场所，高性能的基准电压源被更加广泛的需求。基准电压源从设计到生产，再到实际运用过程中，性能会逐步衰减，电压精度会发生漂移。为了克服这些问题，在基准电路的设计生产过程中，通常会加入修调电路。现有的基准修调方式，从修调时间上划分可分为:封装前修调和封装后修调。封装前修调是指在芯片生产完成后，芯片仍处在裸片状态下，通过测试PAD，对基准输出电压进行测试，根据测试结果，修改相应的温度系数，校正输出电压；其主要的方式有激光切割和电熔丝。这种修调方式需要较繁琐的操作和辅助仪器，且激光切割方式成本较高。封装前修调主要用于对工艺漂移的修正。但在后续的芯片加工过程中，如封装等操作仍会对基准电路的温度系数产生影响。这时就需要加入另外的修调电路。封装后修调主要靠电熔丝或一些可擦除存储单元实现。其中电熔丝是不可逆器件，只能进行一次修调。而可擦除存储单元内部状态可以重写，这种方式可重复对基准电路进行修调。封装后修调普遍是在芯片上电时，先让芯片工作在修调模式下，通过输出Pin脚将基准电压输出到片外和外部参考电压进行比较，根据比较结果再通过芯片输入Pin脚输入修调信号，实现对基准电压的校正。这种方式可以克服后续加工对基准温度系数的影响。但它的缺点是操作复杂，同时基准电压需要输出到芯片外进行比较，这会引入额外的寄生参数，对基准电压的准确性带来影响。同时，基准电路在实际运用过程中，随着器件老化或者使用环境的变化，输出精度仍会发生漂移，而以上修调方式均无法校正这些变化。
技术实现思路
本专利技术所要解决的，就是针对上述问题，提出提出的一种可自行调整温度系数的基准源架构。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于基准电路的温度系数自动修调方法，其特征在于，包括：设置5个修调控制信号用于修调基准电路的温度系数，所述5个修调信号均分别通过功率管控制基准电路的修调电阻的阻值大小，所述5个修调信号分别为Control_1、Control_2、Control_3、Control_4、Control_5；则还包括以下步骤：a.通过外围温度控制模块将基准电路的工作温度调至低温工作模式，将5个修调信号置为00000，通过采样保持电路采样此时基准电路的输出值，并将采样所得的输出值通过放大电路和模数转化器后转化为6位二进制数进行保存，将修调信号为00000时所得的二进制数保存在地址为L00000的寄存器中；b.将5个修调信号的值加1并重复步骤a，直至将修调信号为11111时所得的二进制数保存在地址为L11111的寄存器后，进入步骤c；该步骤中寄存器的地址也相应的加1；c.通过外围温度控制模块将基准电路的工作温度调至高温工作模式，将5个修调信号置为00000，通过采样保持电路采样此时基准电路的输出值，并将采样所得的输出值通过放大电路和模数转化器后转化为6位二进制数进行保存，将修调信号为00000时所得的二进制数保存在地址为H00000的寄存器中；d.将5个修调信号的值加1并重复步骤c，直至将修调信号为11111时所得的二进制数保存在地址为H11111的寄存器后，进入步骤e；该步骤中寄存器的地址也相应的加1；e.读取寄存器中的值，并做如下处理：将保存在地址为H0000的数据减去保存在地址为L0000的数据，获得结果为R0000，将地址值加1后重复减法运算直至获得保存在地址为H11111的数据减去保存在地址为L11111的数据R1111后，将R0000到R11111的数据进行比较并选择出最小值，表示为Rmin；f.将Rmin对应的5个修调信号值传入控制电路，用于调节修调电阻。本专利技术的有益效果为，无需额外参考电压，无需额外复杂的修调操作，能对基准电压各个阶段产生的漂移(包括生产、封装、使用过程中基准源产生的漂移)进行修调。附图说明图1为传统的基准源电路；图2为传统一阶基准电压随温度的变化曲线；图3为本专利技术提出的自调整基准源架构；图4为寄存器示意图；图5为模数转换器示意图。具体实施方式下面结合附图，详细描述本专利技术的技术方案：典型的带隙基准电路如图1所示。该基准电路包括，三极管Q1、Q2，电阻R1、R2和R3，运放A1。通过运放A1的箝位作用，使得X点和Y点电位相等。则流过电阻R3上的电流IR3=VTlnnR3---(1)]]>其中，n为Q1和Q2的个数比例；VT＝kT/q为热电压，k为波尔兹曼常数，q为单位电子电荷，T为绝对温度。那么整个基准电路的输出电压可表示为VOUT=VBE2+(VTlnn)(1+R2R3)---(2)]]>其中，三极管Q2基极到发射极电压VBE2与温度关系为VBE＝Vg00-λT+C(T)(3)其中λ为温度无关的常数，C(T)为VBE的高阶温度项。可以看出，三极管BE结电压包含一阶负温量和高阶负温量。热电压VT与温度的关系为VT=kTq---(4)]]>可以看出，热电压VT与温度呈正比。因此，通过调整三极管Q1和Q2的尺寸比例，以及电阻R2和R3的阻值比例，用正温电压VT去补偿VBE的负温量，可以降低输出电压VOUT与温度关联关系，实现一阶温度补偿基准源。传统一阶基准曲线类似于抛物曲线，如图2。图中曲线V0在温度T1处得到最大的电压值V(T1)，同时在温度Tlow和Thigh处电压值相等，有V0(Tlow)＝V0(Thigh)。在实际生产和应用过程中，工艺漂移、封装和器件老化等原因会使得基准电压偏离曲线V0。当正温电压补偿不足时，基准电压在高温处低于正常基准电压，如图V1，此时有V0(Tlow)＞V0(Thigh)(5)当正温电压补偿过度时，基准电压在高温处高于正常基准电压，如图V2，此时有V0(Tlow)＜V0(Thigh)(6)所以，在实际的基准电路中，可以通过比较在温度点Tlow和Thigh处的电压值，来判定基准电压是否发生漂移。图1中虚线部分为电阻R2的实际电路图，电路包含电阻R2_0和修调电阻R2_1到R2_5。电阻R2_1到R2_5分别由控制信号Control_1到Control_5通过MOS管MN1到MN5控制是否接入电路。在基准发生漂移的情况下，可以通过重新调整电阻R2的阻值，使基准电压恢复正常。当V0(Tlow)＝V0(Thig本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于基准电路的温度系数自动修调方法，其特征在于，包括：设置5个修调控制信号用于修调基准电路的温度系数，所述5个修调信号均分别通过功率管控制基准电路的修调电阻的阻值大小，所述5个修调信号分别为Control_1、Control_2、Control_3、Control_4、Control_5；则还包括以下步骤：a.通过外围温度控制模块将基准电路的工作温度调至低温工作模式，将5个修调信号置为00000，通过采样保持电路采样此时基准电路的输出值，并将采样所得的输出值通过放大电路和模数转化器后转化为6位二进制数进行保存，将修调信号为00000时所得的二进制数保存在地址为L00000的寄存器中；b.将5个修调信号的值加1并重复步骤a，直至将修调信号为11111时所得的二进制数保存在地址为L11111的寄存器后，进入步骤c；c.通过外围温度控制模块将基准电路的工作温度调至高温工作模式，将5个修调信号置为00000，通过采样保持电路采样此时基准电路的输出值，并将采样所得的输出值通过放大电路和模数转化器后转化为6位二进制数进行保存，将修调信号为00000时所得的二进制数保存在地址为H00000的寄存器中；d.将5个修调信号的值加1并重复步骤c，直至将修调信号为11111时所得的二进制数保存在地址为H11111的寄存器后，进入步骤e；e.读取寄存器中的值，并做如下处理：将保存在地址为H0000的数据减去保存在地址为L0000的数据，获得结果为R0000，将地址值加1后重复减法运算直至获得保存在地址为H11111的数据减去保存在地址为L11111的数据R1111后，将R0000到R11111的数据进行比较并选择出最小值，表示为Rmin；f.将Rmin对应的5个修调信号值传入控制电路，用于调节修调电阻。...

【技术特征摘要】
1.一种用于基准电路的温度系数自动修调方法，其特征在于，包括：
设置5个修调控制信号用于修调基准电路的温度系数，所述5个修调信号均分别通过功率
管控制基准电路的修调电阻的阻值大小，所述5个修调信号分别为Control_1、Control_2、
Control_3、Control_4、Control_5；则还包括以下步骤：
a.通过外围温度控制模块将基准电路的工作温度调至低温工作模式，将5个修调信号置为
00000，通过采样保持电路采样此时基准电路的输出值，并将采样所得的输出值通过放大电路
和模数转化器后转化为6位二进制数进行保存，将修调信号为00000时所得的二进制数保存在
地址为L00000的寄存器中；
b.将5个修调信号的值加1并重复步骤a，直至将修调信号为11111时所得的二进制数保存在
地址为L11111的寄存器后，进入步骤c；
c.通过外围温度控制模块将基准电...

【专利技术属性】
技术研发人员：石跃，周泽坤，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：四川;51