具有电气和机械应力和寿命漂移效应的补偿的系统参考技术方案

讨论了补偿电气和机械应力的应力补偿系统和方法。一个示例性系统可以包括第一电路和全局应力补偿组件。第一电路可以被配置为生成第一信号，并且可以包括至少一个局部应力补偿组件（例如，采用动态元件匹配、斩波等）。全局应力补偿组件可以包括一个或多个应力传感器，该一个或多个应力传感器配置为感测与系统相关联的一个或多个应力组件。全局应力补偿组件可以被配置为接收第一信号，并且补偿第一信号上的应力效应。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及补偿电气和机械应力以及寿命漂移效应的系统参考。
技术介绍
芯片，特别是封装中的芯片，经受负面地影响性能的机械应力效应和寿命漂移效应。作为示例，诸如带隙参考的系统电压参考用于广泛的各种系统中。然而，机械应力效应（诸如由塑料封装引起的那些）以及寿命漂移效应可能随时间影响参考电压的准确度，导致系统性能的下降。附图说明图1是图示根据本文描述的各种方面的补偿至少一个信号上的应力效应的示例性系统的框图。图2是图示根据本文描述的各种方面的示例性第一电路的框图，该示例性第一电路示出可以补偿由第一电路输出的至少一个信号上的局部应力效应的示例性局部应力补偿组件。图3是图示根据本文描述的各种方面的示例性全局应力补偿组件的多个变体的框图，该示例性全局应力补偿组件示出可以包括在全局应力补偿组件中的可选局部应力补偿组件和其他组件。图4是图示根据本文描述的各种方面的可以经由模拟乘法或加法生成至少一个补偿信号的示例性系统的框图。图5是图示根据本文描述的各种方面的可以经由数字乘法或加法或多项式平滑来生成至少一个补偿信号的示例性系统的框图。图6是图示根据本文描述的各种方面的可以经由与至少一个补偿信号的数字乘法或加法来补偿至少一个信号中的应力效应的示例性系统的框图。图7是图示根据本文描述的各种方面的可以经由由补偿数字到模拟转换器（DAC）所生成的至少一个补偿信号来补偿至少一个信号中的应力效应的示例性系统的框图。图8是图示根据本文描述的各种方面的可以通过经由与至少一个补偿信号的模拟加法或乘法生成至少一个补偿的信号来补偿至少一个信号中的应力效应的示例性系统的框图。图9是图示根据本文描述的各种方面的补偿至少一个信号中的应力效应的方法的流程图。图10是图示可能在沟槽附近发生的不同的应力分量σij和压电系数πij的框图。图11是示出局部应力效应可以如何影响电路的框图。图12A是图示芯片上的机械应力的一些可能原因的图。图12B是图示由于塑料封装中的湿度改变而导致的机械应力改变所引起的温度循环期间的滞后效应的图。图13是图示示例性带隙参考和放大器级的示意图，示出了电气应力效应可以如何引起各种组件中的失配。图14是图示根据本文描述的各种方面的多芯片封装的图，多芯片封装具有由每一个都具有不同的热膨胀系数的穿硅通孔（TSV）、不同的芯片、引线框架图和塑料封装所引起的应力效应。图15是图示根据本文描述的各种方面的具有DEM和斩波的示例性带隙参考和放大器级的示意图。图16是图示根据本文描述的各种方面的具有DEM和斩波系统ADC的示例性斩波应力传感器的示意图。图17是图示根据本文描述的各种方面的包括带隙电路和传感器的系统的示例性布局的图。图18是图示应力传感器输出和带隙电压之间的关系的图。图19是图示在不具有激活的应力补偿和具有激活的应力补偿的情况下由塑料封装中的湿度改变所引起的带隙电压漂移的图。具体实施方式现在将参考所附的绘制图来描述本公开，在附图中，贯穿全文，相似的附图标记用于指代相似的元件，并且其中图示的结构和设备不一定按比例绘制。如本文使用的，术语“组件”、“系统”、“接口”等意在指代计算机相关的实体、硬件、软件（例如，执行中的）和/或固件。例如，组件可以是处理器（例如，微处理器、控制器或其他处理设备）、在处理器上运行的进程、控制器、对象、可执行档、程序、存储设备、计算机、平板PC和/或具有处理设备的移动电话。作为说明，在服务器上运行的应用和该服务器也可以是组件。一个或多个组件可以驻留在进程内，并且组件可以位于一个计算机上和/或分布在两个或更多个计算机之间。在本文中可以描述元件集合或其他组件的集合，其中术语“集合”可以被解释为“一个或多个”。此外，例如，这些组件可以从其上（诸如以模块）存储有各种数据结构的各种计算机可读存储介质执行。组件可以诸如根据具有一个或多个数据分组（例如，来自在本地系统、分布式系统中和/或跨网络与另一组件交互的一个组件的数据，网络诸如是因特网、局域网、广域网或经由信号与其他系统一起的类似网络）的信号经由本地和/或远程进程进行通信。作为另一示例，组件可以是具有由机械部分提供的特定功能的装置，该机械部分由电气或电子电路操作，其中电气或电子电路可以通过由一个或多个处理器执行的软件应用或固件应用来操作。该一个或多个处理器可以在所述装置内部或外部，并且可以执行软件或固件应用的至少一部分。作为又另一示例，组件可以是不通过机械部分的情况下通过电子组件提供特定功能的装置；电子组件可以在其中包括一个或多​​个处理器，以执行至少部分地赋予电子组件的功能的软件和/或固件。词语“示例性”的使用意在以具体方式呈现原理。如本申请中使用的，术语“或”意在指包含性的“或”而不是排他性的“或”。即，除非另外明确说明或从上下文是清楚的，“X采用A或B”意在指自然的包括性置换中的任何一个。即，如果X采用A；X采用B；或X采用A和B二者，则在前述实例中的任何一个情况下，“X采用A或B”被满足。此外，在本申请中和所附的权利要求中使用的冠词“一”和“一个”通常应当被解释为指“一个或多个”，除非另有明确说明或根据上下文清楚的是针对单数形式。此外，就术语“包括”、“具有”、“带有”或其变体在具体描述和权利要求中使用而言，这样的术语意在是以类似于术语“包含”的方式是包括性的。本文讨论的实施例可以对于片上系统或封装中的系统实现非常高准确度的信号（例如，参考电压、电流和/或时钟信号等），以补偿在系统的寿命内和贯穿温度循环的应力效应。参考图1，图示了根据本文描述的各种方面的补偿至少一个信号上的应力效应的示例性系统100的框图。如本文使用的，应力效应包括机械应力的效应（包括压阻和压电结效应、温度循环或温度梯度的效应、湿度改变）和电气应力的效应（包括晶体管和其他组件的参数的改变，诸如由所施加的电源电压引起的那些）。系统100包括一个或多​​个电路110（例如，第一电路、第二电路等）和全局应力补偿组件120，所述一个或多​​个电路110每一个都可以包括具有一个或多个局部应力补偿组件1121-112N的集合，全局应力补偿组件120包括一个或多个应力传感器1221-122N，并且可选地包括具有一个或多个局部应力补偿组件1241-124N的第二集合。在各种方面中，系统100可以被包括作为片上系统或封装中系统的一部分，以补偿应力效应，在多芯片封装中包括有芯片堆叠布置，其中应力效应特别高。通常，虽然系统100可以包括多于一个电路110，但是为了便于讨论，下文结合第一电路110来描述，其中，类似的细节适用于包括在系统100中的任何附加电路110。第一电路110被配置为生成至少一个信号（例如，第一信号、第二信号等）。虽然仅出于说明的目的，在本文中提供了示例和讨论，其中第一电路110包括参考电路（例如，带隙参考等），但是本文描述的系统、组件和技术可以应用于其中第一电路110包括生成至少一个输​​出信号的任何电路（例如，温度传感器等）的实施例。在第一电路110包括参考电路的实施例中，所述至少一个信号可以包括至少一个参考信号（例如，一个或多个参考电压、一个或多个参考电流、一个或多个参考时钟频率等）。第一电路110向全局应力补偿组件120输出所述至少一个信号，并且根据实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：参考电路，配置为生成至少一个参考信号，其中，参考电路包括具有局部应力补偿组件的第一集合，局部应力补偿组件被配置为补偿所述至少一个参考信号上的应力效应，其中，所述至少一个参考信号包括参考电压、参考电流或参考时钟频率中的至少一个；以及全局应力补偿组件，包括一个或多个应力传感器，所述一个或多个应力传感器配置为感测与所述系统相关联的一个或多个应力分量，其中，全局应力补偿组件被配置为至少部分地基于感测的一个或多个应力分量来补偿所述至少一个参考信号上的应力效应。

【技术特征摘要】
2015.02.16 US 14/6232581.一种系统，包括：参考电路，配置为生成至少一个参考信号，其中，参考电路包括具有局部应力补偿组件的第一集合，局部应力补偿组件被配置为补偿所述至少一个参考信号上的应力效应，其中，所述至少一个参考信号包括参考电压、参考电流或参考时钟频率中的至少一个；以及全局应力补偿组件，包括一个或多个应力传感器，所述一个或多个应力传感器配置为感测与所述系统相关联的一个或多个应力分量，其中，全局应力补偿组件被配置为至少部分地基于感测的一个或多个应力分量来补偿所述至少一个参考信号上的应力效应。2.根据权利要求1所述的系统，其中，具有局部应力补偿组件的第一集合包括第一动态元件匹配（DEM）组件，第一动态元件匹配组件被配置为采用DEM来在参考电路的多个晶体管或参考电路的多个电阻器中的至少一个之间循环，以补偿所述至少一个参考信号上的应力效应。3.根据权利要求1所述的系统，其中，参考电路包括电流镜，电流镜包括多个晶体管，其中，具有局部应力补偿组件的第一集合包括第二动态元件匹配（DEM）组件，并且其中，第二DEM组件被配置为采用DEM来在电流镜的所述多个晶体管之间循环，以补偿所述至少一个参考信号上的应力效应。4.根据权利要求1所述的系统，其中，参考电路包括放大器或模拟到数字转换器（ADC）中的至少一个，其中，具有局部应力补偿组件的第一集合包括自动调零组件或斩波器中的至少一个，其中，自动调零组件或斩波器被配置为消除放大器或ADC的输入信号或输出信号的偏移。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个应力传感器包括多个应力传感器，其中，所述多个应力传感器中的至少两个被配置为感测所述一个或多个应力分量中的不同应力分量。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个应力传感器包括多个应力传感器，并且其中，全局应力补偿组件包括具有局部应力补偿组件的第二集合，其中，具有局部应力补偿组件的第二集合包括动态元件匹配（DEM）组件，动态元件匹配组件配置为采用动态元件匹配（DEM）来在所述多个应力传感器之间循环，以补偿全局应力补偿组件上的应力效应。7.根据权利要求1所述的系统，其中，全局应力补偿组件包括至少一个温度传感器，所述至少一个温度传感器被配置为感测与所述系统相关联的至少一个温度，其中，全局应力补偿组件被配置为至少部分地基于感测的至少一个温度来补偿所述至少一个参考信号上的温度效应。8.根据权利要求1所述的系统，其中，全局应力补偿组件包括传感器模拟到数字转换器（ADC），传感器模拟到数字转换器基于感测的一个或多个应力分量来测量所述一个或多个应力分量。9.根据权利要求8所述的系统，其中，全局应力补偿组件包括具有局部应力补偿组件的第二集合，其中，具有局部应力补偿组件的第二集合包括传感器ADC自动调零组件或传感器ADC斩波器中的至少一个，其中，传感器ADC自动调零组件或传感器ADC斩波器被配置为消除传感器ADC的输入信号或输出信号的偏移。10.根据权利要求8所述的系统，其中，全局应力补偿组件包括补偿数字到模拟转换器（DAC），补偿数字到模拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：M莫茨，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE