一种线性稳压电源及其电压调整方法技术

一种线性稳压电源，应用于集成电路芯片，包括：检测电路、数字模拟转换器，以及具有差分运算放大器的稳压电路，其中，检测电路，用于检测集成电路芯片的工作状况信息，依据工作状况信息编译成数字校调信息；数字模拟转换器用于将数字校调信息转换为动态调整电压；稳压电路用于依据动态调整电压，调整差分运算放大器的性能参数，以保证电源输出电压稳定在额定输出电压范围。通过在稳压电路上增加检测电路以及数字模拟转换器两个部分，调整线性稳压电源的差分运算放大器的性能参数，控制线性稳压电源的输出电压更加稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子信息领域，更具体地说，涉及。
技术介绍
随着半导体技术的发展，集成电路芯片的应用也越来越广泛。芯片性能优良的前提是拥有良好的供电方案，目前的电源管理技术大体上分为片外供电和片内电压域转换供电两种。由于片外供电方式易受到外界干扰，片内电压域转换供电逐渐成为高性能电源芯片设计的标准解决方案。随着超大规模集成电路的发展，片内供电时，集成电路芯片的供电模块的重要性日益突出，电源的管理和控制已经是现代电子系统设计的关键技术之一。根据电源电路的工作原理，将采用片内供电的芯片供电模块划分成三大类:电荷泵电源、开关电源和低压稳压电源。其中低压稳压电源具有结构简单、成本低、稳定度高、可靠性好等优点，适合应用在对稳定性要求较高的场合。图1为一个典型的低压稳压电源的示意图。其中EA是一个差分放大器，用于比较参考电压和输出电压的差异，Pl是一个P型mos管，低压稳压电源的工作原理是通过对参考电压和输出电压的比较，调整P型mos管的漏极的电压，实现对输出电压的调节，使输出电压保持稳定。在集成电路的生产过程中，由于存在工艺偏差等影响，即使同样的电路设计也会在性能等方面有些许差异。例如，靠近晶圆内部的芯片与靠近晶圆边缘的芯片，两者的性能指标是有差异的。同时，在芯片的使用过程中，由于发热等原因导致芯片性能发生改变。对于供电电源模块来说，这种偏差会影响供电电压的精确性。如果偏差过大，还会进一步影响到被供电电路的功能，产生不可预料的后果。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供，通过在低压稳压电源的基础上，增加检测电路和数字模拟转换器两个部分，使电源的输出电压更加稳定。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案:一种线性稳压电源，应用于集成电路芯片，包括:检测电路、数字模拟转换器，以及具有差分运算放大器的稳压电路，其中，所述检测电路，用于检测集成电路芯片的工作状况信息，依据所述工作状况信息编译成数字校调信息；所述数字模拟转换器用于将所述数字校调信息转换为动态调整电压；所述稳压电路用于依据所述动态调整电压，调整所述差分运算放大器的性能参数，以保证所述电源输出电压稳定在额定输出电压范围。优选的，所述集成电路芯片的工作状况包括所述集成电路芯片的工艺角和所述集成电路芯片所在环境的温度信息。优选的，所述检测电路包括:第一电流源、第二电流源、电压-电流转换器、电流比较器、锁存器组、校调信息译码器、以及位于所述集成电路芯片上的第一 PMOS管和第一NMOS管，其中:所述第一电流源和所述第二电流源用于为所述第一 PMOS管和第一 NMOS管提供电倉泛;所述第一 PMOS管用于输出实时反应所述集成电路芯片的工作状况信息的第一电压；所述第一 NMOS管用于输出实时反应所述集成电路芯片的工作状况信息的第二电流；所述电压-电流转换器转换所述第一电压为用于同第二电流进行比较的第一电流；所述电流比较器用于比较所述第一电流和所述第二电流，以得到反应所述集成电路芯片的工作状况信息的比较结果；所述锁存器组用于根据所述电流比较器的比较结果生成校调信息；所述校调信息译码器用于将所述校调信息编译为数字校调信息。优选的，所述第一电流源与所述第一 PMOS管的源极相连，所述第一 PMOS管的栅极和漏极连接接地端，所述第一 PMOS管源极的电压作为第一电压；所述电压-电流转换器的输入端与所述第一 PMOS管的源极相连，用于将所述第一电压转换为第一电流；所述第二电流源与所述第一 NMOS管的漏极相连，所述第一 NMOS管的源极连接接地端，所述第一 NMOS管漏极和栅极相连，所述第一 NMOS管漏极的电流作为第二电流；所述电流比较器的第一输入端与所述电压-电流转换器的输出端相连，用于将所述第一电流进行比例镜像，得到η个第一镜像电流；所述电流比较器的第二输入端与所述第一 NMOS管的栅极相连，用于将所述第二电流进行比例镜像，得到η个第二镜像电流；所述电流比较器对所述η个第一镜像电流与所述η个第二镜像电流对应进行比较得到η个比较结果，并输出至对应的输出立而;所述锁存器组的η个输入端与所述电流比较器的η个输出端对应相连，生成对应所述电流比较器η个比较结果的校调信息；所述校调信息译码器的输入端与所述锁存器组的输出端相连，将所述校调信息编译为数字校调信息。优选的，所述第一电流源和所述第二电流源的电流值相等。优选的，第一 PMOS管和第一 NMOS管具有相同的宽长比。优选的，所述电压-电流转换器包括:第二 PMOS管、第二 NMOS管，其中:所述第二 NMOS管的栅极是所述电压-电流转换器的输入端，源极连接接地端，漏极与所述第二 PMOS管的栅极相连；所述第二 PMOS管的源极连接电源，栅极和漏极相连，且所述栅极是所述电压-电流转换器的输出端。优选的，所述电流比较器包括:η个PMOS管、η个NMOS管，且η为大于2的整数，其中:所述η个PMOS管的源极均连接电源，η个栅极相连作为所述电流比较器的第一输入端，用于将输入的电流进行比例镜像得到η个第一镜像电流；所述η个NMOS管的源极均连接接地端，η个栅极相连作为所述电流比较器的第二输入端，用于将输入的电压进行比例镜像得到η个第二镜像电流；所述η个PMOS管的漏极分别与所述η个NMOS管的漏极相连作为所述电流比较器的η个输出端；所述电流比较器用于将所述η个第一镜像电流和所述η个第二镜像电流对应进行比较，并将得到的η个比较结果输出至所述电流比较器对应的输出端。优选的，所述差分运算放大器的性能参数为所述差分运算放大器的偏置电流或输出阻抗。优选的，所述稳压电路包括:差分运算放大器和第一 PMOS管；所述差分运算放大器的第一输入端连接参照电压源，第二输入端连接所述数字模拟转换器的输出端，第三输入端连接所述线性稳压电源的输出电压端，输出端连接所述第一 PMOS管的栅极；所述差分运算放大器的性能参数由所述第二输入端的输入的动态调整电压进行调整，所述差分运算放大器用于比较参照电压值和所述输出电压值，并将比较结果输入到第一 PMOS管的栅极；所述第一 PMOS管源极连接输入电压源，漏极连接所述线性稳压电源的输出端，输出调整后的所述输出电压，使输出电压保持在额定电压范围。优选的，所述差分运算放大器至少包括为差分运算放大器提供偏置电流的NMOS管；其中，所述的NMOS管的栅极作为所述差分运算放大器的第二输入端连接所述数字模拟转换器的输出端。优选的，所述差分运算放大器至少包括第二 PMOS管；其中，所述第二 PMOS管的栅极作为所述差分运算放大器的第二输入端连接所述数字模拟转换器的输出端。一种线性稳压电源调整电压的方法，其特征在于，包括步骤:获取的集成电路芯片的工作状况信息；依据所述集成电路芯片的工作状况信息，生成相应的数字校调信息；将所述数字校调信息转换为对应的动态调整电压；依据所述动态调整电压调节所述线性稳压电源的差分运算放大器的性能参数，以使所述电源输出电压稳定在额定电压范围。与现有技术相比，本专利技术所提供的技术方案具有以下优点:本专利技术所提供的线性稳压电源及其电压调整方法，通过增加检测电路以及数字模拟转换器两个部分，利用检测电路检测集成电路芯片中的工作状况信息，并生成数字校调信息，输出到数字模拟转换器中转化为动态调整电压，调整线性稳压电源的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线性稳压电源，应用于集成电路芯片，其特征在于，包括：检测电路、数字模拟转换器，以及具有差分运算放大器的稳压电路，其中，所述检测电路，用于检测集成电路芯片的工作状况信息，依据所述工作状况信息编译成数字校调信息；所述数字模拟转换器用于将所述数字校调信息转换为动态调整电压；所述稳压电路用于依据所述动态调整电压，调整所述差分运算放大器的性能参数，以保证所述电源输出电压稳定在额定输出电压范围。

【技术特征摘要】
1.一种线性稳压电源，应用于集成电路芯片，其特征在于，包括:检测电路、数字模拟转换器，以及具有差分运算放大器的稳压电路，其中， 所述检测电路，用于检测集成电路芯片的工作状况信息，依据所述工作状况信息编译成数字校调信息； 所述数字模拟转换器用于将所述数字校调信息转换为动态调整电压； 所述稳压电路用于依据所述动态调整电压，调整所述差分运算放大器的性能参数，以保证所述电源输出电压稳定在额定输出电压范围。2.根据权利要求1所述的线性稳压电源，其特征在于，所述集成电路芯片的工作状况包括所述集成电路芯片的工艺角和所述集成电路芯片所在环境的温度信息。3.根据权利要求1所述的线性稳压电源，其特征在于，所述检测电路包括:第一电流源、第二电流源、电压-电流转换器、电流比较器、锁存器组、校调信息译码器、以及位于所述集成电路芯片上的第一 PMOS管和第一 NMOS管，其中: 所述第一电流源和所述第二电流源用于为所述第一 PMOS管和第一 NMOS管提供电能； 所述第一 PMOS管用于输出实时反应所述集成电路芯片的工作状况信息的第一电压； 所述第一 NMOS管用于输出实时反应所述集成电路芯片的工作状况信息的第二电流； 所述电压-电流转换器转换所述第一电压为用于同第二电流进行比较的第一电流； 所述电流比较器用于比较所述第一电流和所述第二电流，以得到反应所述集成电路芯 片的工作状况信息的比较结果； 所述锁存器组用于根据所述电流比较器的比较结果生成校调信息； 所述校调信息译码器用于将所述校调信息编译为数字校调信息。4.根据权利要求3所述的线性稳压电源，其特征在于: 所述第一电流源与所述第一 PMOS管的源极相连，所述第一 PMOS管的栅极和漏极连接接地端，所述第一 PMOS管源极的电压作为第一电压； 所述电压-电流转换器的输入端与所述第一 PMOS管的源极相连，用于将所述第一电压转换为第一电流； 所述第二电流源与所述第一 NMOS管的漏极相连，所述第一 NMOS管的源极连接接地端，所述第一 NMOS管漏极和栅极相连，所述第一 NMOS管漏极的电流作为第二电流； 所述电流比较器的第一输入端与所述电压-电流转换器的输出端相连，用于将所述第一电流进行比例镜像，得到η个第一镜像电流；所述电流比较器的第二输入端与所述第一NMOS管的栅极相连，用于将所述第二电流进行比例镜像，得到η个第二镜像电流；所述电流比较器对所述η个第一镜像电流与所述η个第二镜像电流对应进行比较得到η个比较结果，并输出至对应的输出端； 所述锁存器组的η个输入端与所述电流比较器的η个输出端对应相连，生成对应所述电流比较器η个比较结果的校调信息； 所述校调信息译码器的输入端与所述锁存器组的输出端相连，将所述校调信息编译为数字校调信息。5.根据权利要求4所述的线性稳压电源，其特征在于，所述第一电流源和所述第二电流源的电流值相等。6.根据权利要求5所述的线性稳压电源，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙爽，陈岚，陈巍巍，杨诗洋，彭斐，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：