CN103001634A - 一种芯片内部偏置电压校正电路 - Google Patents

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蒋仁杰
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Abstract

本发明公开了一种芯片内部偏置电压校正电路。本电路利用带隙基准电压对PVT（工艺、电压、温度）不敏感的特性，用内部偏置电压和带隙基准电压进行比较，然后经过判断逻辑判断内部偏置电压是否达到预设的电压值，然后根据判断结果控制可变电流，调节芯片内部的偏置电压，直到芯片内部偏置电压与带隙基准电压的关系满足预先设计的条件，校正完成，从而使得芯片内部偏置电压与带隙基准电压具有相同的PVT特性，即可以实现利用一个带隙基准电压可以得到多个PVT特性与带隙基准可比拟的、且电压值可调的内部参考电压。

Description

一种芯片内部偏置电压校正电路
技术领域
本发明主要涉及到芯片内部偏置电压电路的设计领域，特指一种芯片内部偏置电压校正电路。
背景技术
在现在的模拟CMOS集成电路设计中，很多电路都需要一个PVT(工艺、电压、温度)特性良好的偏置电压，如高精度模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)、低压降线性稳压器(LDO)、开关电源电路等，为了达到最好的性能，通常情况都会选择带隙基准电压，因为其具有优良的PVT特性，但是在很多情况，比如在一个大的电路系统中，会需要多个参考电压，且有可能每个参考电压的值还不一样，并且要求这些参考电压具有与带隙基准电压可比拟的PVT特性，这种情况下，我们不能指望设计多个带隙基准电路来解决，因为面积增大从而导致的成本增加是难以接受的，即使面积可以接受，需要不同的电压值也是一个问题，若通过基准电压分压来获取不同的参考电压，分压所得的参考电压的PVT特性会比原始的基准电压的PVT特性差很多，所以如何解决这个问题，也是系统电路设计的一个难点。
发明内容
本发明要解决的问题就在于：针对现有技术存在的问题，提出一种芯片内部偏置电压校正电路。
本电路利用带隙基准电压对PVT(工艺、电压、温度)不敏感的特性，用内部偏置电压和带隙基准电压进行比较，然后经过判断逻辑判断内部偏置电压是否达到预设的电压值，然后根据判断结果控制可变电流，调节芯片内部的偏置电压，直到芯片内部偏置电压与带隙基准电压的关系满足预先设计的条件，校正完成，从而使得芯片内部偏置电压与带隙基准电压具有可比拟的PVT特性，即可以实现利用一个带隙基准电压得到多个PVT特性与带隙基准可比拟的、且电压值可调的内部参考电压。
附图说明
图1是本发明的电路原理示意图；
图2是本发明电路中判断逻辑的实现方案；
图3是本发明电路中可变电流的实现方案；
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，电流源Ib是一个可调基准电流，此电流经过电阻R0产生内部偏置电压Vref=Ib·R0；此参考电压经过AMP，得到另一个偏置电压，假设此电压为Vp，则有
V p = ( 1 + R 2 R 1 ) · V ref - - - ( 1 )
Vp和带隙基准电压Vbg经过比较器CMP，比较器的输出作为判断逻辑的输入IN，判断逻辑的输出OUT是n位控制信号，假设此控制信号为K，且假设K为全零时对应的基准电流Ib最小，判断逻辑的具体方式可以按照如图2所示的流程，首先将电流控制码K设置为全零，此时偏置电流为最小值，偏置电压Vref、Vp都为最小值，即Vp<Vbg，判断逻辑的输入为高电平，即IN=1，电路控制码K加1，基准电流Ib增大，如此完成一次判断；第二次判断也是相同的流程，当基准电流Ib增大到一定值时，会使得Vp>Vbg，判断逻辑的输入为低电平，即IN=0，则校正完成，此时内部偏置电压为
V ref = V p &CenterDot; R 1 R 1 + R 2 &ap; V bg &CenterDot; R 1 R 1 + R 2 - - - ( 2 )
由于电流控制是数控的，即控制信号是离散的，所以最终的偏置电压Vref与预设的
Figure BDA00002348574600023
值有定的误差，此误差由基准电流Ib的最小变化量决定，假设电流控制可以控制基准电流Ib的最小变化量为Δi，则偏置电压Vref与目标电压最大误差为Δi·R0，所以为了减小误差，Δi尽可能小。可变电流Ib的具体实施可以例子如图3所示，假设PMOS管Mc的
Figure BDA00002348574600024
则PMOS管M0的
Figure BDA00002348574600025
PMOS管M1的
Figure BDA00002348574600026
依次类推，PMOS管Mn-1的如此可以实现2n种电流变化，即2n种偏置电压的调整。另外基准电流Ib、电阻R0、R1、R2必须选择合适的值，已保证Vp可以覆盖足够度范围，避免校正失效；对于需要多个参考电压的情况，可以采用的相同的方法产生，且判断逻辑可以采用分时复用的方式以节约资源，减小成本。
综上所述，采用本电路的方式，利用带隙基准电压良好的PVT特性，可以产生多个PVT特性与带隙基准可比拟的、且电压值可调的内部参考电压。

Claims (1)

1.一种芯片内部偏置电压校正电路，其特征在于：
一个可调基准电流Ib经过电阻R0，产生内部偏置电压Vref，Vref即待校正的偏置电压，连接到运放AMP正输入端；电阻R0一端接电流源Ib和运放AMP正输入端，另一端接地；电阻R1一端接运放AMP负输入端和电阻R2，另一端接地，电阻R2另一端接运放AMP的输出和比较器CMP的负输入端；Vbg是输入带隙基准电压，连接到比较器CMP的正输入端，比较器CMP的输出连接到判断逻辑的IN输入端，判断逻辑根据判断结果输出n位控制信号控制可变电流Ib，使Vref与Vbg的关系满足预设的条件。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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