带隙曲率校正制造技术

本申请涉及带隙曲率校正。在一些示例中，设备包括曲率校正电路，曲率校正电路包括第一电流源，该第一电流源被配置为生成PTAT电流。在一些示例中，曲率校正电路还包括三个或更多个可编程电流源，该三个或更多个可编程电流源被配置为生成三个或更多个可编程电流。在一些示例中，曲率校正电路被配置为基于PTAT电流和三个或更多个可编程电流来生成PWL电流。在一些示例中，设备还包括参考电压电路，该参考电压电路被配置为基于PWL电流来生成参考电压信号。

Bandgap Curvature Correction

This application relates to bandgap curvature correction. In some examples, the device includes a curvature correction circuit comprising a first current source configured to generate PTAT currents. In some examples, the curvature correction circuit also includes three or more programmable current sources configured to generate three or more programmable currents. In some examples, curvature correction circuits are configured to generate PWL currents based on PTAT currents and three or more programmable currents. In some examples, the device also includes a reference voltage circuit configured to generate a reference voltage signal based on a PWL current.

【技术实现步骤摘要】
带隙曲率校正
本公开涉及带隙参考电压电路。
技术介绍
带隙参考电压电路用于广泛应用的集成电路中。带隙参考电压电路提供在很宽的温度范围(例如在零下四十摄氏度和零上一百二十五摄氏度之间)上的参考电压(通常大约1.2伏特)。带隙参考电压电路的输出电压的整体精度可以被数个因素(诸如工艺变化、器件失配和温度依赖性，也被称为带隙曲率或依赖于温度的曲率)影响。在其中带隙电压被用作精确控制和调节循环的参考的应用(诸如，直流-直流(DC/DC)转换器)可能需要在从零下四十摄氏度到零上一百二十五摄氏度的0.5％的电压精度。带隙电压的依赖于温度的曲率是误差的重要来源，对带隙电压的整体不准确度贡献0.13％。尽管工艺变化的影响可以通过微调或偏移抵消技术来减少，但是带隙参考电压电路可能需要特定电路来解决从依赖于温度的曲率所引入的误差。然而，如果与带隙曲率有关的误差仍然存在，那么即使减少由于工艺变化和器件失配导致的误差，在宽温度范围上实现0.5％的整体精度也可能是困难的或不经济的。
技术实现思路
本公开描述用于校正参考电压信号的基于温度的曲率的技术。在一些示例中，曲率校正电路被配置为生成分段线性(PWL)电流，以校正参考电压的曲率。曲率校正电路可以被配置为基于与绝对温度成比例的(PTAT)电流和三个或更多个可编程电流生成PWL电流。在一些示例中，可编程电流的电流-温度斜率和/或触发温度可以是可编程的。此外，有源的可编程电流源的数目也可以是可编程的。在一些示例中，设备包括曲率校正电路，该曲率校正电路包括第一电流源，第一电流源被配置为生成PTAT电流。曲率校正电路还包括三个或更多个可编程电流源，该三个或更多个可编程电流源被配置为生成三个或更多个可编程电流。曲率校正电路被配置为基于PTAT电流和三个或更多个可编程电流生成PWL电流。设备还包括参考电压电路，该参考电压电路被配置为基于PWL电流生成参考电压信号。在一些示例中，方法包括生成PTAT电流和生成三个或更多个可编程电流。方法进一步包括基于PTAT电流和三个或更多个可编程电流生成PWL电流。方法还包括基于PWL电流生成参考电压信号。在一些示例中，设备包括曲率校正电路，该曲率校正电路包括被配置为生成PTAT电流的第一电流源和被配置为生成三个或更多个可编程电流的三个或更多个可编程电流源。曲率校正电路还包括三个或更多个开关，其中三个或更多个开关中的每个开关与三个或更多个可编程电流源中的相应的可编程电流源串联电连接。曲率校正电路被配置为基于PTAT电流和三个或更多个可编程电流生成分段线性(PWL)电流。设备进一步包括参考电压电路，参考电压电路被配置为基于PWL电流生成参考电压信号。设备包括控制电路，控制电路被配置为通过在针对相应的可编程电流源的触发温度以下至少禁用三个或更多个开关中的相应开关来关闭三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源。三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源的触发温度是可编程的。在附图和以下描述中阐明了一个或多个示例的细节。其它特征、目的和优点将从描述和附图中以及从权利要求中显而易见。附图说明图1是按照本公开的一些示例的图示被配置为生成参考电压信号的设备的概念性框图。图2是按照本公开的一些示例的未校正的参考电压信号的基于温度的曲率的曲线图。图3是按照本公开的一些示例的图示曲率校正电路的概念性框图和电路图。图4是按照本公开的一些示例的针对四个可编程电流源的电流和温度的曲线图。图5是按照本公开的一些示例的曲率校正电路的电路图。图6是按照本公开的一些示例的针对可编程电流源的电流和温度的曲线图。图7是按照本公开的一些示例的被配置为并联连接的六个晶体管的电路图。图8和图9是按照本公开的一些示例的图示用于生成参考电压信号的示例技术的流程图。具体实施方式本公开描述用于生成参考电压信号(诸如带隙参考电压)的设备和方法。在一些示例中，由电路生成的参考电压信号可以随温度(例如，带隙曲率)而变化。为了校正依赖于温度的变化或曲率，电路可以基于分段线性(PWL)电流生成参考电压信号，分段线性(PWL)电流被缩放到与未校正的参考电压信号的曲率匹配。电路可以通过控制三个或更多个可编程电流源来生成PWL电流。设备可以输出校正的参考电压信号，该校正的参考电压信号比由其它设备生成的参考电压信号具有更低的温度依赖性。例如，本公开的可编程电流源可以包括一个或多个可编程参数(诸如，触发温度和/或斜率)。在任何时间均为有源的可编程电流源的数目也是可编程的。电流源的编程可以响应于产品测试而发生或者在操作期间现场发生。可编程电流源可以允许曲率校正(CC)电流的曲率与未校正的参考电压信号的依赖于温度的曲率的紧密匹配。可编程电流源可以补偿制造过程中的工艺变化和失配。例如，因为离开工厂的每个设备可能不同，因此包括可编程电流源的定制化方案可以是足够灵活的，以考虑各单个设备中的差异。工厂中或现场的测试仪或者片上嵌入式数字电路可以编程电流源，以匹配每个设备的未校正的参考电压信号的唯一的依赖于温度的曲率。参考电压信号的精度对于包括负载点直流-直流(DC/DC)转换器电路的设备(诸如功率转换电路)可以是非常重要的。对于设计功率转换设备，实现产品规格(诸如，对于参考电压信号0.5％或1.0％的精度)可以是重要的。与现有技术相比，本公开的技术可以将参考电压信号的精度在宽温度范围上提高多达百分之三十。在一些示例中，使用纯互补金属氧化物半导体(CMOS)电路，而不是双极晶体管，可以产生更好的衬底噪声抗扰性和更大的微调灵活度。此外，本文所描述的电路包括一个或多个与绝对温度成比例的(PTAT)电流源和可能已经在片上可用的对温度恒定的电流源。图1是按照本公开的一些示例的图示被配置为生成参考电压信号160的设备100的概念性框图。如图1中所描绘的，设备100包括曲率校正电路110，曲率校正电路110包括电流源120和130A-130N以及参考电压电路150。设备100还可以包括或者被连接到图1中未描绘的其它部件和电路(诸如功率转换电路、控制电路等)。例如，功率转换电路可以接收参考电压信号160，用于设定DC/DC转换器电路的期望的输出电压、在温度危险的情况下关闭设备和/或设定振荡器的频率。曲率校正电路110可以被配置为基于PTAT电流122和可编程电流132A-132N来生成PWL电流140。曲率校正电路110可以包括被配置为接收电源电压信号(例如，VCC)的电源节点和被配置为接收电压信号(诸如参考接地)的接地节点。电流源120被配置为生成PTAT电流122。PTAT电流122的振幅可以与绝对温度成比例。PTAT电流122可以包括电流对温度的正斜率，以使PTAT电流122的振幅随着电流源120的温度增加而增加。电流源120和130A-130N中的每个电流源可以包括电流镜，该电流镜具有恒定的纵横比或者可编程的纵横比。在一些示例中，电流源120和130A-130N可以包括MOS电流镜，MOS电流镜被配置为传导电流122和132A-132N。可编程电流源130A-130N被配置为生成可编程电流132A-132N。在一些示例中，可编程电流源130A-130N中的每个可编程电流源可以包括可编程触发温度和/或可编程斜率。可编程电流源130A-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：曲率校正电路，包括：第一电流源，被配置为生成与绝对温度成比例的(PTAT)电流；以及三个或更多个可编程电流源，被配置为生成三个或更多个可编程电流，其中所述曲率校正电路进一步被配置为基于所述PTAT电流和所述三个或更多个可编程电流来生成分段线性(PWL)电流；以及参考电压电路，被配置为基于所述PWL电流来生成参考电压信号。

【技术特征摘要】
2017.09.08 US 15/699,0551.一种设备，包括：曲率校正电路，包括：第一电流源，被配置为生成与绝对温度成比例的(PTAT)电流；以及三个或更多个可编程电流源，被配置为生成三个或更多个可编程电流，其中所述曲率校正电路进一步被配置为基于所述PTAT电流和所述三个或更多个可编程电流来生成分段线性(PWL)电流；以及参考电压电路，被配置为基于所述PWL电流来生成参考电压信号。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述曲率校正电路进一步包括第二电流源，所述第二电流源被配置为生成对温度恒定的电流，其中所述曲率校正电路进一步被配置为基于所述PWL电流和所述对温度恒定的电流来生成偏移PWL电流，以及其中所述参考电压电路被配置为基于所述偏移PWL电流来生成所述参考电压信号。3.根据权利要求2所述的设备，其中所述曲率校正电路进一步包括放大器电路，所述放大器电路被配置为基于所述偏移PWL电流来生成曲率校正(CC)电流，以及其中所述参考电压电路被配置为基于所述CC电流来生成所述参考电压信号。4.根据权利要求3所述的设备，其中所述参考电压信号是校正的参考电压信号，以及其中所述参考电压电路被配置为通过从未校正的参考电压信号至少减去所述CC电流来生成所述校正的参考电压信号。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源的触发温度是可编程的。6.根据权利要求5所述的设备，进一步包括控制电路，所述控制电路被配置为在所述三个或更多个可编程电流源中的每个相应的可编程电流源的相应的触发温度以下的温度处关闭所述相应的可编程电流源。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源的电流-温度的斜率是可编程的。8.根据权利要求7所述的设备，其中所述第一电流源包括电流镜，其中所述三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源包括电流镜，以及其中所述三个或更多个可编程电流源的相应的可编程电流源的所述电流-温度的斜率可以至少通过以下操作进行编程：选择在所述第一电流源的所述电流镜中并联连接的有源晶体管的数目；或者选择在所述相应的可编程电流源的所述电流镜中并联连接的有源晶体管的数目。9.根据权利要求1所述的设备，其中所述三个或更多个可编程电流源中的有源的可编程电流源的数目是可编程的。10.根据权利要求9所述的设备，进一步包括：控制电路，被配置为通过至少将所述三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源与所述第一电流源连接或断开连接，来选择所述有源的可编程电流源的数目。11.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一电流源包括电流镜，所述电流镜包括金属氧化物半导体(MOS)晶体管，以及其中所述三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·佩特鲁兹，A·坎达吉，
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