一种应用于FPGA的带隙基准调整电路及方法技术

本发明专利技术提供了一种应用于FPGA的带隙基准调整电路以及方法，通过带隙基准核心电路产生正温度系数电流和负温度系数电流，通过复制电路复制主路电流，并在温度译码器生成的控制信号的作用下通过控制电流控制支路以及电压控制支路的开关，使得电流控制支路和电压控制支路的全部或部分工作，从而产生零温度系数电流以及零温度系数电压。本发明专利技术通过镜像复制主电流以及需调整一次可编程存储器的输出值控制支路电流的方式，即可为FPGA芯片内部的各个模块提供更精确的零温度系数电流和零温度系数电压。电压。电压。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于FPGA的带隙基准调整电路及方法


[0001]本专利技术属于FPGA芯片
，具体涉及一种应用于FPGA的带隙基准调整电路及方法。

技术介绍

[0002]Bandgap（Bandgap voltage reference，带隙基准）是将一个正温度系数电流和一个负温度系数的电流进行叠加，产生一个接近零温度系数的电流。或者此电流经过一个电阻串生成接近零温度系数的电压。Bandgap电压基准电路在芯片中经常用到，作为给芯片内部模块产生基准电压。
[0003]FPGA内部模块需要不受PVT(Process VoltageTemperature，过程电压温度)影响的偏置电流，也需要不受PVT影响的基准电压。因此，不仅需要零温度系数的偏置电流Iref，也需要零温度系数的参考电压Vref。为了得到准确的基准电压和偏置电流，最终会对芯片进行调整。
[0004]现有Bandgap一般为芯片内部其他模块提供一个固定的基准电压，因此常采用调整电阻，使得基准电压温度系数为零。测量芯片的输出基准电压，如果电压值不正确，通过调整内部电阻使得输出基准电压满足要求。而FPGA内部模块众多，需要不同的电压和电流，且要求精度很高。因此现有Bandgap无法做到针对所有产生的基准电压进行电阻调整。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种应用于FPGA的带隙基准调整电路及方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：第一方面，本专利技术提供了一种应用于FPGA的带隙基准调整电路包括：带隙基准核心电路，用于产生m路的正温度系数电流与m路的负温度系数电流，并将m路的正温度系数支流叠加形成正温度系数电流，以及将m路的负温度系数支流叠加形成负温度系数电流；第一电流复制电路，用于通过复制m
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1路的正温度系数支流与m
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1路的负温度系数支流，并将m
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1路的正温度系数支流与m
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1路的负温度系数支流叠加得到第一主路电流；第二电流复制电路，用于通过复制m
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1路的正温度系数支流与m
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1路的负温度系数支流，并将m
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1路的正温度系数支流与m
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1路的负温度系数支流叠加得到第二主路电流；可编程储存器，用于产生电流移位信号以及电压移位信号；温度译码器，用于根据电流移位信号产生电流控制信号，以及根据电压移位信号产生电压控制信号；电流控制支路，用于受电流控制信号的控制产生n路第一支路电流，使得n路第一支路电流与第一主路电流之和为符合电流应用条件的零温度系数电流；电压控制支路，用于受电压控制信号的控制产生n路第二支路电流，使得n路第二支路电流与第二主路电流之和作用于电阻单元后，产生符合电压应用条件的零温度系数电
压。
[0006]第二方面，本专利技术提供了一种应用于FPGA的带隙基准调整方法，应用第一方面的应用于FPGA的带隙基准调整电路，应用于FPGA的带隙基准调整方法包括：通过MOS管复制应用于FPGA的带隙基准调整电路产生的零温度系数电流以及零温度系数电压；将零温度系数电流以及零温度系数电压供给FPGA内的其他模块。
[0007]本专利技术提供了一种应用于FPGA的带隙基准调整电路以及方法，通过带隙基准核心电路产生正温度系数电流和负温度系数电流，通过复制电路复制主路电流，并在温度译码器生成的控制信号的作用下通过控制电流控制支路以及电压控制支路的开关，使得电流控制支路和电压控制支路的全部或部分工作，从而产生零温度系数电流以及零温度系数电压。本专利技术通过镜像复制主电流以及需调整一次可编程存储器的输出值控制支路电流的方式，即可为FPGA芯片内部的各个模块提供更精确的零温度系数电流和零温度系数电压。
[0008]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0009]图1是本专利技术提供的一种应用于FPGA的带隙基准调整电路的原理示意图；图2是本专利技术提供的一种应用于FPGA的带隙基准调整电路的具体结构示意图；图3是本专利技术提供的带隙基准核心电路的结构示意图；图4是本专利技术提供的电流镜的结构示意图。
具体实施方式
[0010]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0011]结合图1至图4所示，本专利技术提供了一种应用于FPGA的带隙基准调整电路包括：带隙基准核心电路，用于产生m路的正温度系数电流与m路的负温度系数电流，并将m路的正温度系数支流叠加形成正温度系数电流，以及将m路的负温度系数支流叠加形成负温度系数电流；值得说明的是：带隙基准核心电路产生与温度无关的电流和电压供给其他模块使用，主要是通过具有正温度系数的电流iptat和负温度系数的电流ictat相加的来实现的。通过调整各自比例系数，实现零温度系数电流iconst和零温度系数电压vref。针对带隙基准核心电路产生的iconst电流和vref电压分别进行电流调整。得到准确的Iconst电流和vref电压。然后将零温度系数电流iconst和用于产生零温度系数电压的电流ivref分别进行m
‑
1位镜像，在芯片其他模块内部产生需要的Iconst1电流和基准电压vref1。
[0012]第一电流复制电路，用于通过复制m
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1路的正温度系数支流与m
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1路的负温度系数支流，并将m
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1路的正温度系数支流与m
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1路的负温度系数支流叠加得到第一主路电流；第二电流复制电路，用于通过复制m
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1路的正温度系数支流与m
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1路的负温度系数支流，并将m
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1路的正温度系数支流与m
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1路的负温度系数支流叠加得到第二主路电流；可编程储存器，用于产生电流移位信号以及电压移位信号；温度译码器，用于根据电流移位信号产生电流控制信号，以及根据电压移位信号
产生电压控制信号；电流控制支路，用于受电流控制信号的控制产生n路第一支路电流，使得n路第一支路电流与第一主路电流之和为符合电流应用条件的零温度系数电流；电压控制支路，用于受电压控制信号的控制产生n路第二支路电流，使得n路第二支路电流与第二主路电流之和作用于电阻单元后，产生符合电压应用条件的零温度系数电压。
[0013]本专利技术提供的应用于FPGA的带隙基准调整电路还包括电流测试电路以及电压测试电路；电流测试电路用于测量零温度系数电流的电流值是否符合应用电流值，如果零温度系数电流的电流值符合应用电流值，则确定零温度系数的电流值符合电流应用条件；电压测试电路用于测试零温度系数电压的电压值是否符合应用电压值，如果零温度系数电压的电压值符合应用电压值，则确定零温度系数的电压值符合电压应用条件。
[0014]值得说明的是，在设计中如果需要设计出10μA的零温度系数电流，则符合应用电流值则为10μA；零温度系数电压设计同理。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于FPGA的带隙基准调整电路，其特征在于，包括：带隙基准核心电路，用于产生m路的正温度系数电流与m路的负温度系数电流，并将m路的正温度系数支流叠加形成正温度系数电流，以及将m路的负温度系数支流叠加形成负温度系数电流；第一电流复制电路，用于通过复制m
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1路的正温度系数支流与m
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1路的负温度系数支流，并将m
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1路的正温度系数支流与m
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1路的负温度系数支流叠加得到第一主路电流；第二电流复制电路，用于通过复制m
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1路的正温度系数支流与m
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1路的负温度系数支流，并将m
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1路的正温度系数支流与m
‑
1路的负温度系数支流叠加得到第二主路电流；可编程储存器，用于产生电流移位信号以及电压移位信号；温度译码器，用于根据电流移位信号产生电流控制信号，以及根据电压移位信号产生电压控制信号；电流控制支路，用于受电流控制信号的控制产生n路第一支路电流，使得n路第一支路电流与第一主路电流之和为符合电流应用条件的零温度系数电流；电压控制支路，用于受电压控制信号的控制产生n路第二支路电流，使得n路第二支路电流与第二主路电流之和作用于电阻单元后，产生符合电压应用条件的零温度系数电压。2.根据权利要求1所述的应用于FPGA的带隙基准调整电路，其特征在于，所述应用于FPGA的带隙基准调整电路还包括电流测试电路以及电压测试电路；所述电流测试电路用于测量所述零温度系数电流的电流值是否符合应用电流值，如果零温度系数电流的电流值符合应用电流值，则确定零温度系数的电流值符合电流应用条件；所述电压测试电路用于测试所述零温度系数电压的电压值是否符合应用电压值，如果零温度系数电压的电压值符合应用电压值，则确定零温度系数的电压值符合电压应用条件。3.根据权利要求2所述的应用于FPGA的带隙基准调整电路，其特征在于，所述带隙基准核心电路包括m路生成支路，每条生成支路由两个MOS管构成；每条生成支路中两个MOS管的源极连接在一起并接入VCC，漏极连接在一起；所有生成支路的第一个MOS管的栅极连接在一起，第一个MOS管的漏极合计输出负温度系数电流；第二个MOS管的栅极连接在一起，第二个MOS管的漏极合计输出正温度系数电流。4.根据权利要求3所述的应用于FPGA的带隙基准调整电路，其特征在于，所述第一电流复制电路以及第二电流复制电路均包括m
‑
1条复制支路，每条复制支路由两个MOS管构成；每条复制支路中两个MOS管的源极连接在一起并接入VCC，漏极连接在一起；所有复制支路的第一个MOS管的栅极连接在一起，并连接生成支路的第一个MOS管的栅极；所有复制支路中第二个MOS管的栅极连接在一起，并连接生成支路的第二个MOS管的栅极；其中，两个电流复制电路中复制支路MOS管的漏极输出的电流总和均为μA，H为设计所需的零温度系数电流值。5.根据权利要求4所述的应用于FPGA的带隙基准调整电路，其特征在于，电流控制支路包括2
x+1
‑
1条第一电流支路，每一条第一电流支路由一个MOS管和一个开关构成；所有MOS管
的栅极连接在一起，并连接电流镜的输出；所有MOS管的源极连接在一起，并接入VCC；电流控制支路的每个开关受温度译码器生成的电流控制信号控制，由选择的n1条第一电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，贾红，韦嶔，张红荣，
申请(专利权)人：厦门智多晶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：