甚低功率的模拟补偿电路制造技术

本发明专利技术涉及一种补偿电路，用于对集成电路中的ＰＶＴ变化提供补偿。通过使用低电压参考电流源，所述补偿电路从片上参考低电压源（Ｖ↓［ＤＤ］）直接生成在ＰＶＴ变化中恒定的参考电流（Ｉ↓［ｒｅｆ］），基于电流传送器的感测电路从跨过单个二极管接法的晶体管（Ｍ１０）而施加的低电压源（Ｖ↓［ＤＤＥ］－Ｖ↓［ＤＤ］）生成随ＰＶＴ变化可变的检测电流（Ｉ↓［ｚ］），低电压源（Ｖ↓［ＤＤＥ］－Ｖ↓［ＤＤ］）与两个参考低电压源之间的电压差相对应。因此，在输出多个数字比特的电流模式模数转换器内对两路电流（Ｉ↓［ｒｅｆ］、Ｉ↓［ｚ］）进行比较。随后，这些数字比特可以用于补偿Ｉ／Ｏ缓冲电路中的ＰＶＴ变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种模拟补偿电路，更具体地，涉及一种甚低功率的模拟补偿电路，用于对集成电路内的工艺、电压和温度(PVT)变化提供补偿。
技术介绍
输出缓冲电路(例如，输入/输出(I/O)电路)广泛用于促进数据和/或信号从给定芯片上的一个组件传送到另一个组件，或者从一块芯片传送到另一块芯片，其中使用链路或传送线路(如总线、印刷电路板(PCB)走线、或任何其他导电性的类似结构)对其进行路由。 由于集成电路(IC)的速度日益增长，今天这些链路作为传送线路，要求其特性阻抗(典型值范围从50欧到75欧)连续匹配于输出缓冲电路或发射机的阻抗，以避免不期望的反射和冲击激励(ringing)，反射和冲击激励导致抗噪性降低和定时偏移。 然而，缓冲电路可能经受电源电压、制造工艺和温度(PVT)的变化。例如，由IC制造导致的工艺变化可能影响阈值电压、通道长度和宽度、掺杂、载流子迁移率等。因此，这些变化不可避免，并导致偏离缓冲电路的最佳性能，从而需要采用PVT补偿技术。 此外，直接依赖于电容性开关操作的缓冲电路中的动态功耗以及由任何快速且同时的开关操作而导致的通过地和供电线路的干扰也将使得性能降低。 已经设计了一些现有技术解决方案来补偿缓冲电路中的PVT变化。例如，题为“Controlled Output Impedance Buffer Using CMOSTechnology”的美国专利No.6,087,853描述了一种感测PVT条件并且通过打开或关闭各种输出缓冲电路来将输出缓冲驱动器内的每个输出缓冲电路的输出阻抗与传送线路的阻抗进行匹配的方法。在将产生的漏极-源极电压转换为数字码之前，将独立于PVT的参考电流注入通过预定大小的晶体管来检测PVT条件。然而，这种方法的缺点在于通过电压转换消耗了大量能量，并且以不太通用的方式生成参考电流。 另一示例是题为“Reference Current Source Having MOSTransistors”的美国专利No.2002/0109490A1，其描述了一种通过以反转方式将取决于PVT条件的另外两路电流相加而产生参考电流的方法。然而，这种方法依然表现出若干缺点。它不仅通过使用两个电压源和一个电压电流转换器而消耗大量能量，而且还通过使用集成电阻器来生成参考电流而消耗了面积。此外，这些集成电阻器在现代工艺中常常有很大变化。 图1示出了在现有技术中通常可以找到的用于缓冲电路15补偿电路10的框图。参考电压生成器11从外部电源(Vext)生成参考电压，通过电压电流转换器12将该参考电压转换为参考电流。然后，通过模数转换器14将该参考电流与随PVT变化可变的、由电流生成装置13所提供的电流进行比较。除了用于允许转换为电流的集成电阻器或高精度外部电阻器之外，生成这种参考电流的最常用的方式是使用带隙类型电压参考模块，该模块提供在PVT变化中恒定的、低于1.21V的带隙参考电压。然而，集成电阻器通常在现代工艺中表现出很大变化，并且覆盖芯片上的很多空间。使用高精度或微调的外部电阻器也具有增加制造成本的缺点。
技术实现思路
因此，优选地提供一种甚低功率的模拟补偿电路，用于对集成电路，尤其是缓冲电路内的工艺、电压和温度(PVT)变化提供补偿。 在第一方面，本专利技术提供了一种补偿电路，用于对集成电路内的工艺、电压和温度(PVT)变化中的至少一个提供补偿，所述补偿电路至少包括 a)参考电路，用于生成在PVT变化中恒定的参考电流(Iref)，所述参考电路被配置为从第一电压源(VDD)直接生成所述参考电流(Iref)，所述第一电压源(VDD)位于所述集成电路内部并被配置为提供低电压源； b)感测电路，包括输出端子(Z)，所述感测电路被配置为在所述输出端子(Z)提供随PVT变化可变的检测电流(Iz)，并通过所述检测电流(Iz)来感测所述PVT变化。 根据本专利技术第一方面的补偿电路包括参考电路，用于从作为片上低电压源的第一电源直接生成在PVT变化中恒定的参考电流。由此，不需要用于生成带隙参考电压的带隙类型电压参考模块以及用于将所述带隙参考电压转换为参考电流的集成电阻器或高精度外部电阻器，这能够节省能量、芯片上的硅面积和成本。 根据本专利技术第一方面的补偿电路还包括感测电路，用于通过由所述感测电路所生成的检测电流来感测PVT变化。由此，可以检测出PVT变化。 在第二方面，本专利技术提供了一种对集成电路的工艺、电压和温度(PVT)变化至少一个提供补偿的方法，所述方法至少包括以下步骤 a)生成在PVT变化中恒定的参考电流(Iref)，所述参考电流(Iref)是从第一电压源(VDD)直接生成的，所述第一电压源(VDD)位于所述集成电路内部并被配置为提供低电压源； b)通过随PVT变化可变的检测电流(Iz)来感测PVT变化，所述检测电流(Iz)是由感测电路提供的。 接下来将描述优选实施例，这些实施例也在从属权利要求中限定。除非明确地另外声明，否则这些实施例可以彼此组合。 因此，所述参考电路可以包括至少一个与绝对温度成比例的(PTAT)电路，具有第一二极管元件以及第二二极管元件和第二电阻器的串联布置，按以下方式对所述PTAT电路进行配置跨过所述第一二极管元件的电压与跨过所述串联布置的电压之间存在跨过所述第二电阻器的电压差。由此，可以通过所述第一和第二二极管元件生成正温度系数(PTC)电流。 此外，可选地，所述第一和第二二极管元件可以是二极管接法的晶体管，还可以由若干并联二极管元件的集合来替代所述第二二极管元件，从而能够对流过所述第二二极管元件的第二电流进行分流。 优选地，所述参考电路还包括第一和第三电阻性元件，按以下方式来配置所述第一和第三电阻性元件可以通过所述第一和第三电阻性元件来生成负温度系数(NTC)电流。 在另一实施例中，所述参考电路还包括电流镜，由所述参考电压供电，并具有至少3个晶体管，用于将在PVT变化中恒定的第五电流镜像复制为在PVT变化中恒定的第六电流，反过来对第六电流进行镜像复制从而生成所述参考电路。 在另一实施例中，所述参考电路还包括运算放大器，具有至少两个互补输入端子，所述运算放大器被配置为通过形成所述电流镜的晶体管的驱动输入来驱动所述电流镜。由于驱动输入的高阻抗，所述两个互补输入端子将由此而被保持在相同电位上。 此外，所述感测电路可以包括电流传送器(如第一代电流传送器)，其参考端子连接到所述第一电压源或合适的参考电压，二极管接法的晶体管连接在所述电流传送器的输入端子与第二电压源之间。由于公知的电流传送器配置，因此所述输入端子和参考端子将被虚拟地短路，以生成跨过所述单个二极管接法的晶体管的低电压差，然后低电流将流过所述晶体管。这个电流将充分低，使得无需使用若干二极管接法的晶体管的串联布置来对其进行限制，晶体管工艺参数(阈值电压、载流子迁移率等)的变化范围相当大。此外，由于由所述单个二极管接法的晶体管来监测工艺参数、电源电压和温度的影响，因此所述电流传送器的功耗将大大降低。 所述补偿电路还可以包括模数转换器，用于对所述参考电流与所述检测电流互相之间进行比较，并且将结果转换为多比特补偿码。 然后，缓冲电路可以使用该补偿码，以允许其适配其驱动强度。 附图说明 现将参照附图，基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种补偿电路，用于对集成电路内的工艺、电压和温度ＰＶＴ变化中的至少一个提供补偿，所述补偿电路（１００）至少包括：　ａ）参考电路（２００），用于生成在ＰＶＴ变化过程中恒定的参考电流（Ｉ↓［ｒｅｆ］），所述参考电路（２００）被配置为从第一 电压源（Ｖ↓［ＤＤ］）直接生成所述参考电流（Ｉ↓［ｒｅｆ］），所述第一电压源（Ｖ↓［ＤＤ］）位于所述集成电路内部并被配置为提供低电压源；　ｂ）感测电路（３００），包括输出端子（Ｚ），所述感测电路（３００）被配置为在所述输出端子（Ｚ）提 供随ＰＶＴ变化可变的检测电流（Ｉ↓［ｚ］），并通过所述检测电流（Ｉ↓［ｚ］）来感测所述ＰＶＴ变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安迪尼古瓦，米歇尔泽克里，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]