一种三极管参数的片上检测方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种三极管参数的片上检测方法和系统，所述三极管参数的片上检测方法，包括如下步骤：步骤S1：设置带隙电流源I

【技术实现步骤摘要】
一种三极管参数的片上检测方法和系统


[0001]本专利技术涉及集成电路
，特别涉及一种三极管参数的片上检测方法和系统。

技术介绍

[0002]集电极/基极电流放大倍数(β)是双极性晶体管的一个重要参数，它表示晶体管集电极与基极流过的电流的比值，这个参数会影响电路的很多性能。由于半导体制造过程中β会存在很大的偏差，同时β也会随温度变化，这使得电路的性能也会随着工艺和温度有着很大的变化。如果能把β检测出来，再通过电路的手段根据β信息来优化电路的性能，这样就会使得整体电路对于工艺以及温度的变化不敏感，提高电路的鲁棒性；另外，根据β的值作为量产筛选相关性能的一种方法，以此提高量产效率，节省成本也是检测电路的重要应用场景。
[0003]最常用的检测β值的方法是直接将基极和集电极的电流分别用电流镜拷贝出来再进行比较，但这种方法的精度受到MOS管匹配精度的限制，尤其是β的值比较大(β的值在一些应用里面会达到几千甚至更高)的时候，常规电路检测得到β值精度难以保证。同时，在一般的应用中，为了保证检测到的β值达到相应的精度，会增加一些额外的电路，这些额外的电路不仅消耗较大的功耗也会增加芯片的面积。
[0004]现有技术中，本专利技术人的在先申请公开了一种常规的β值检测方法，如图1所示，其中I
C1
是一个电流源，Q1是一个双极型晶体管，设R2/R1等于一个常数k，当Q1的集电极电流I
c
与基极的电流I
b
的比值大于k时，B点的电压高于C点的电压，比较器输出为高电平；当Q1的集电极电流I
C
与基极的电流I
b
的比值小于k时，B点的电压低于C点的电压，比较器的输出为低电平。这种方案很好地解决了以上问题，但是只能输出一位的β检测值，在一些需要精细调控的电路系统中需要精度非常高的数字化输出的β值，这就需要一种新型的结构解决这个问题。
[0005]相应的，本专利技术人的另一在先申请还公开了一种高精度的β值检测方法，如图2所示，R
var
是一个电阻阵列可由数字信号控制其大小，R
max
是R
var
的最大值，R1是一个与R
var
电阻阵列中电阻类型相同的固定阻值的电阻，D0是比较器的输出，SAR控制逻辑包含寄存器和译码器等单元。其基本思路是比较器的输出D0给到SAR控制逻辑电路，SAR控制逻辑电路输出的数字信号控制R
var
的值，R
var
的值的变化又会影响到比较器的输出。
[0006]A、B、C三点的电压分别V
A
、V
B
、V
C
表示：
[0007][0008][0009]当R
var
/R1大于β值时，V
B
小于V
C
，比较器输出低电平，反之比较器输出高电平。初始
状态时SAR控制逻辑控制R
var
的值为最高位量化所需的电阻值R
max
/2，比较器比较V
B
和V
C
两点的电压，如果比较结果为高，那么SAR控制逻辑控制R
var
的值为最高位量化所需的电阻值3R
max
/4，并将最高位量化结果“1”输出，此时R
var
＝3R
max
/4，随后开始次高位的量化；反之，如果比较结果为低，那么SAR控制逻辑控制R
var
的值为最高位量化所需的电阻值R
max
/4，并将最高位量化结果“0”输出，此时R
var
＝R
max
/4，随后开始次高位的量化。这样的一个工作过程一直重复下去，直到完成最低位的量化。整个逐次逼近的过程就是SAR控制逻辑电路通过调节R
var
的使其逐渐逼近βR1的过程，逐次逼近的过程通常采用二进制搜索算法。
[0010]这种方案可以检测出较高精度的β值，但是总体的实现方案比较复杂，实现的代价很高。

技术实现思路

[0011]鉴于上述问题，提出了本专利技术，以便提供一种三极管参数的片上检测方法和系统，其检测精度不受温度和工艺的影响，在获得了较为详细的电流放大倍数β信息的同时电路实施简单，实现代价低，
[0012]在本专利技术的一个实施例中，提供了一种三极管参数的片上检测方法，所述方法包括如下步骤：
[0013]步骤S1：设置带隙电流源I
c1
的输出端产生带隙输出电流I；
[0014]步骤S2：设置三极管Q1的集电极通过第一电阻支路连接带隙电流源I
c1
的输出端；三极管Q1的基极通过第二电阻支路连接带隙电流源I
c1
的输出端；三极管Q1的发射极接地；
[0015]步骤S3：设置电压检测装置，检测带隙电流源I
c1
的输出端电压，产生所述三极管电流放大倍数的检测值。
[0016]进一步的，所述电压检测装置包括电压表。
[0017]进一步的，所述第一电阻支路包括第一电阻R1，所述第二电阻支路包括第二电阻R2。
[0018]进一步的，所述带隙电流源I
c1
包括：运算放大器U1、第一开关管Q2、第二开关管Q3、基准电阻R
ref
；
[0019]所述运算放大器U1的反相输入端连接参考电压V
ref
，所述运算放大器U1的输出端连接所述第一开关管Q2的控制端、所述第二开关管Q3的控制端；
[0020]所述运算放大器U1的电源端、所述第一开关管Q2的第一端、所述第二开关管Q3的第一端都连接所述电源V
DD
；
[0021]所述第一开关管Q2的第二端连接所述参考电阻R
ref
的第一端、所述运算放大器U1的同相输入端，所述参考电阻R
ref
的第二端接地；
[0022]所述第二开关管Q3的第二端产生带隙输出电流I。
[0023]进一步的，所述第一开关管Q2、所述第二开关管Q3为双极型晶体管或者场效应晶体管。
[0024]在本专利技术的另一个实施例中，提供了一种三极管参数的片上检测系统，所述系统包括带隙电流源I
c1
、第一电阻支路、第二电阻支路、三极管Q1、电压检测装置；
[0025]所述带隙电流源I
c1
的输出端分别连接第一电阻支路的第一端、第二电阻支路的第二端；
[0026]所述三极管Q1的集电极连接第一电阻支路的第二端，所述三极管Q1的基极连接第二电阻支路的第二端，所述三极管Q1的发射极接地；
[0027]所述电压检测装置连接带隙电流源I
c1
的输出端，检测带隙电流源I
c1
的输出端电压，产生所述三极管电流放大倍数的检测值。
[0028]进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三极管参数的片上检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S1：设置带隙电流源I
c1
的输出端产生带隙输出电流I；步骤S2：设置三极管Q1的集电极通过第一电阻支路连接带隙电流源I
c1
的输出端；三极管Q1的基极通过第二电阻支路连接带隙电流源Ic1的输出端；三极管Q1的发射极接地；步骤S3：设置电压检测装置，检测带隙电流源Ic1的输出端电压，产生所述三极管电流放大倍数的检测值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电压检测装置包括电压表。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一电阻支路包括第一电阻R1，所述第二电阻支路包括第二电阻R2。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述带隙电流源I
c1
包括：运算放大器U1、第一开关管Q2、第二开关管Q3、基准电阻R
ref
；所述运算放大器U1的反相输入端连接参考电压V
ref
，所述运算放大器U1的输出端连接所述第一开关管Q2的控制端、所述第二开关管Q3的控制端；所述运算放大器U1的电源端、所述第一开关管Q2的第一端、所述第二开关管Q3的第一端都连接所述电源V
DD
；所述第一开关管Q2的第二端连接所述参考电阻R
ref
的第一端、所述运算放大器U1的同相输入端，所述参考电阻R
ref
的第二端接地；所述第二开关管Q3的第二端产生带隙输出电流I。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一开关管Q2、所述第二开关管Q3为双极型晶体管或者场效应晶体管。6.一种三极管参数的片上检测系统，其特征在于，所述系统包括带隙电流源I<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小勇，
申请(专利权)人：苏州瀚宸科技有限公司，
类型：发明
国别省市：