带隙基准源测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种带隙基准源测量装置及方法，其中测量装置包括：测量电容、控制开关、比较器、计数器和计算模块；控制开关与测量电容并联连接，且控制开关在测量电容充电过程中处于常开状态；测量电容的第一端连接比较器的同向输入端，测量电容的第二端接地，比较器的输出端连接计数器的计数输入端以及控制开关的控制端，用于在比较器输出高电平时，控制控制开关闭合；计算模块连接计数器的输出端，用于在将待测量带隙基准源接入带隙基准源测量装置进行测量的过程中，获取计数器的输出计数，并基于输出计数，获取对待测量带隙基准源的测量结果。本发明专利技术实施例能够更加准确、直观的显示测量结果。的显示测量结果。的显示测量结果。

【技术实现步骤摘要】
带隙基准源测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及集成电路设计
，尤其涉及一种带隙基准源测量装置及方法。

技术介绍

[0002]带隙基准源作为模拟集成电路设计中的关键基本模块，通常对整个芯片电路的性能具有十分重要的影响，在A/D和D/A转换器等电路中都有着极其广泛的应用。低温度系数、高电源抑制比是带隙基准源的关键设计指标。
[0003]在实际的带隙基准源电路中，对带隙基准源输出信号的测量通常是采用直接测量的方法。具体如图1所示，为根据现有技术提供的带隙基准源的测试机构示意图，其中在芯片电路上直接接入电源电压(VDD)和接地(GND)信号，在输出端(Output)用电压/电流表直接测量带隙基准源的输出值。
[0004]但是，上述测量方法由于需要采用探针与芯片电路中的PAD直接接触，其中存在着包括器件失配在内的很多误差源，如接触电阻、输出引线、测试设备的精度等，会影响到输出电压/电流的稳定性，从而会对带隙基准源的最终测试结果产生不利的影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种带隙基准源测量装置及方法，用以解决现有技术中采用直接测量法测量结果不准确的缺陷，实现准确、直观显示测量结果的目标。
[0006]本专利技术实施例提供一种带隙基准源测量装置，包括：测量电容、控制开关、比较器、计数器和计算模块；
[0007]所述控制开关与所述测量电容并联连接，且所述控制开关在所述测量电容充电过程中处于常开状态；
[0008]所述测量电容的第一端连接所述比较器的同向输入端，所述测量电容的第二端接地，所述比较器的输出端连接所述计数器的计数输入端以及所述控制开关的控制端，用于在所述比较器输出高电平时，控制所述控制开关闭合；
[0009]所述计算模块连接所述计数器的输出端，用于在将待测量带隙基准源接入所述带隙基准源测量装置进行测量的过程中，获取所述计数器的输出计数，并基于所述输出计数，获取对所述待测量带隙基准源的测量结果。
[0010]根据本专利技术一个实施例的带隙基准源测量装置，若所述待测量带隙基准源为带隙基准电流源，则所述带隙基准源测量装置还包括：电源电压和参考电压；
[0011]所述参考电压连接所述比较器的反向输入端，所述电源电压串联连接所述带隙基准电流源后，连接至所述测量电容的所述第一端。
[0012]根据本专利技术一个实施例的带隙基准源测量装置，所述计算模块还用于：获取所述参考电压、所述测量电容的电容值、所述计数器的时钟周期以及计数测量时长；
[0013]相应的，所述计算模块在用于基于所述输出计数，获取对所述待测量带隙基准源的测量结果时，具体用于：
[0014]基于所述输出计数、所述参考电压、所述测量电容的电容值、所述计数器的时钟周期以及所述计数测量时长，计算所述带隙基准电流源的测量结果。
[0015]根据本专利技术一个实施例的带隙基准源测量装置，所述计算模块具体按照如下公式，计算所述测量结果，所述如下公式为：
[0016][0017]式中，IBG表示对带隙基准电流源的测量结果，C表示测量电容的电容值，V
ref
表示参考电压，Output表示输出计数，m表示计数测量时长，Tclk表示计数器的时钟周期。
[0018]根据本专利技术一个实施例的带隙基准源测量装置，若所述待测量带隙基准源为带隙基准电压源，则所述带隙基准源测量装置还包括：参考电流源；
[0019]所述带隙基准电压源连接所述比较器的反向输入端，所述参考电流源连接至所述测量电容的所述第一端。
[0020]根据本专利技术一个实施例的带隙基准源测量装置，所述计算模块还用于：获取所述参考电流源、所述测量电容的电容值、所述计数器的时钟周期以及计数测量时长；
[0021]相应的，所述计算模块在用于基于所述输出计数，获取对所述待测量带隙基准源的测量结果时，具体用于：
[0022]基于所述输出计数、所述参考电流源、所述测量电容的电容值、所述计数器的时钟周期以及所述计数测量时长，计算所述带隙基准电压源的测量结果。
[0023]根据本专利技术一个实施例的带隙基准源测量装置，所述计算模块具体按照如下公式，计算所述测量结果，所述如下公式为：
[0024][0025]式中，VBG表示对带隙基准电压源的测量结果，C表示测量电容的电容值，I
ref
表示参考电流源，Output表示输出计数，m表示计数测量时长，Tclk表示计数器的时钟周期。
[0026]本专利技术实施例还提供一种带隙基准源测量方法，包括：
[0027]将待测量带隙基准源接入如上述任一所述的带隙基准源测量装置，并接通电源；
[0028]利用所述带隙基准源测量装置，将所述待测量带隙基准源的输出转换为设定时长内的脉冲输出；
[0029]基于所述脉冲输出、所述设定时长和所述带隙基准源测量装置的结构参数，获取对所述待测量带隙基准源的测量结果。
[0030]根据本专利技术一个实施例的带隙基准源测量方法，若所述待测量带隙基准源为带隙基准电流源，则将所述待测量带隙基准源接入所述带隙基准源测量装置具体包括：
[0031]设置电源电压和参考电压，并将所述带隙基准电流源的第一端连接至所述测量电容的第一端，将所述带隙基准电流源的第二端连接至所述电源电压，将所述比较器的反向输入端连接至所述参考电压。
[0032]根据本专利技术一个实施例的带隙基准源测量方法，若所述待测量带隙基准源为带隙基准电压源，则将所述待测量带隙基准源接入所述带隙基准源测量装置具体包括：
[0033]设置参考电流源，并将所述带隙基准电压源连接至所述比较器的反向输入端，将
所述参考电流源连接至所述测量电容的所述第一端。
[0034]本专利技术实施例提供的带隙基准源测量装置及方法，通过设置计数器，将带隙基准源的输出(电压/电流)直接转换成数字值，并根据数字值反推带隙基准源的输出，能够有效减小接触电阻和外加引线的不利影响，使测量结果更加准确、直观，且具有更好的实时性。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1为根据现有技术提供的带隙基准源的测试机构示意图；
[0037]图2为本专利技术实施例提供的带隙基准源测量装置的结构示意图；
[0038]图3为根据本专利技术实施例提供的带隙基准源测量装置测量带隙基准电流源的连接电路示意图；
[0039]图4为根据本专利技术实施例提供的带隙基准源测量装置中典型信号示意图；
[0040]图5为根据本专利技术实施例提供的带隙基准源测量装置测量带隙基准电压源的连接电路示意图；
[0041]图6为本专利技术实施例提供的带隙基准源测量方法的流程示意图。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带隙基准源测量装置，其特征在于，包括：测量电容、控制开关、比较器、计数器和计算模块；所述控制开关与所述测量电容并联连接，且所述控制开关在所述测量电容充电过程中处于常开状态；所述测量电容的第一端连接所述比较器的同向输入端，所述测量电容的第二端接地，所述比较器的输出端连接所述计数器的计数输入端以及所述控制开关的控制端，用于在所述比较器输出高电平时，控制所述控制开关闭合；所述计算模块连接所述计数器的输出端，用于在将待测量带隙基准源接入所述带隙基准源测量装置进行测量的过程中，获取所述计数器的输出计数，并基于所述输出计数，获取对所述待测量带隙基准源的测量结果。2.根据权利要求1所述的带隙基准源测量装置，其特征在于，若所述待测量带隙基准源为带隙基准电流源，则所述带隙基准源测量装置还包括：电源电压和参考电压；所述参考电压连接所述比较器的反向输入端，所述电源电压串联连接所述带隙基准电流源后，连接至所述测量电容的所述第一端。3.根据权利要求2所述的带隙基准源测量装置，其特征在于，所述计算模块还用于：获取所述参考电压、所述测量电容的电容值、所述计数器的时钟周期以及计数测量时长；相应的，所述计算模块在用于基于所述输出计数，获取对所述待测量带隙基准源的测量结果时，具体用于：基于所述输出计数、所述参考电压、所述测量电容的电容值、所述计数器的时钟周期以及所述计数测量时长，计算所述带隙基准电流源的测量结果。4.根据权利要求3所述的带隙基准源测量装置，其特征在于，所述计算模块具体按照如下公式，计算所述测量结果，所述如下公式为：式中，IBG表示对带隙基准电流源的测量结果，C表示测量电容的电容值，V
ref
表示参考电压，Output表示输出计数，m表示计数测量时长，Tclk表示计数器的时钟周期。5.根据权利要求1所述的带隙基准源测量装置，其特征在于，若所述待测量带隙基准源为带隙基准电压源，则所述带隙基准源测量装置还包括：参考电流源；所述带隙基准电压源连接所述比较器的反向输...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵东艳，王于波，陈燕宁，邵瑾，刘芳，付振，周芝梅，万勇，何燕冬，
申请(专利权)人：北京芯可鉴科技有限公司国网思极紫光青岛微电子科技有限公司北京大学，
类型：发明
国别省市：