CN106155164A - 电子装置与其集成电路 - Google Patents

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Abstract

一种电子装置与其集成电路。所述集成电路包括电压产生器与负温度系数电流产生器。电压产生器基于一预设值产生与绝对温度成正比的参考电压。负温度系数电流产生器接收参考电压，并基于参考电压产生参考电流。

Description

电子装置与其集成电路
技术领域
本发明是有关于一种电子装置与其集成电路，且特别是有关于一种可消除制程、温度、电压飘移的电子装置与其集成电路。
背景技术
电子装置往往需要一个稳定的参考电流，以确保操作的特定。电子装置可透过集成电路(Integrated circuit，简称IC)来产生参考电流，且集成电路所产生的参考电流必须能够抵抗环境因素(例如，电压、温度)的影响，以确保参考电流的准确性。一般而言，现有的集成电路往往是利用带差参考电路(bandgap reference circuit)来产生参考电压，并透过一接脚来外接一个准确的外部电阻。藉此，现有的集成电路将可基于带差参考电路所产生的参考电压与外部电阻来产生稳定的参考电流。
然而，上述做法往往会导致集成电路必须耗费较大的布局面积来设置带差参考电路，且必须耗费额外的接脚来连接外部电阻。外部杂讯也可能耦合至连接至外部电阻的接脚，进而影响参考电流的输出品质。
发明内容
本发明提供一种电子装置与其集成电路，利用与绝对温度成正比的参考电压以及具有正温度系数的阻抗元件来产生参考电流。藉此，除了可透过集成电路提供稳定的参考电流以外，还可降低集成电路的布局面积。
本发明的集成电路包括电压产生器与负温度系数电流产生器。电压产生器基于一预设值产生与绝对温度成正比的参考电压。负温度系数电流产生器接收参考电压，并基于参考电压产生参考电流。
在本发明的一实施例中，上述的集成电路利用一修整数据校正该参考电流。
本发明的电子装置包括集成电路与数据传输接口。集成电路包括电压产生器与负温度系数电流产生器。电压产生器基于一预设值产生与绝对温度成正比的参考电压。负温度系数电流产生器接收参考电压，并基于参考电压产生参考电流。数据传输接口利用参考电流产生输出电压。其中，集成电路利用修整数据校正参考电流，以致使数据传输接口的输出电压响应于修整数据的校正而被调整至基准电压。
基于上述，本发明集成电路的电流产生器基于一电压预设值产生一电流，其中，该电流的位准不随温度改变以及电压波动而飘移。藉此，除了可透过集成电路提供稳定的参考电流以外，还可降低集成电路的布局面积，进而有助于电子装置微型化的发展。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1为依据本发明一实施例的电子装置的示意图。
图2A为依据本发明另一实施例的电子装置的示意图。
图2B为依据本发明一实施例的对照表的示意图。
图3A为依据本发明又一实施例的电子装置的示意图。
图3B为依据本发明一实施例的校正参考电流的流程图。
图4为依据本发明再一实施例的电子装置的示意图。
图5为依据本发明一实施例的电子装置的电路示意图。
附图标记说明
10、20、30、40：电子装置
110、210、310、410：集成电路
111：电压产生器
112、412：电流产生器
101：阻抗元件
120：数据传输接口
121：驱动器
122：终端电阻
VR1：参考电压
IR1：参考电流
VO1：输出电压
D1：修整数据
201：存储单元
202：对照表
VP1～VP16：预设电压
DP1～DP16：预设数据
S310～S340：图3B的流程图中的步骤
511：运算放大器
512：晶体管
520：偏压电路
521：电流镜
522：负载元件
530：驱动电路
R51～R53：电阻
MP51、MP52：P型晶体管
MN51～MN54：N型晶体管
IB5：偏压电流
VB5：偏压电压
IN5：差动输入信号
具体实施方式
图1为依据本发明一实施例的电子装置的示意图。如图1所示，电子装置10包括集成电路110与数据传输接口120。其中，集成电路110提供参考电流IR1，且数据传输接口120可基于参考电流IR1产生输出电压VO1。在一实施例中，数据传输接口120可例如是一串化器/解串化器(serializer/deserializer，简称SERDES)，且数据传输接口120包括驱动器121与终端电阻122。其中，驱动器121耦接电流产生器112。终端电阻122耦接驱动器121与一电压，且所述电压用以提供一参考电位，并可例如是电源电压或是接地电压。在操作上，驱动器121可响应于参考电流IR1与差动输入信号来产生驱动电流，且终端电阻122可依据所述的驱动电流来产生输出电压VO1。
更进一步来看，集成电路110包括电压产生器111与电流产生器112。电压产生器111可基于一预设值(图中未示)产生一参考电压VR1，其中，温度的变化会在该参考电压VR1上产生与绝对温度成正比的波动(variation)。电流产生器112为一负温度系数电流产生器，在一实施例中，其包括具有正温度系数的阻抗元件101。在一实施例中，电流产生器112接收参考电压VR1，并基于参考电压VR1产生流经阻抗元件101的参考电流IR1。值得注意的是，在一实施例中，电流产生器112是利用具有正温度系数的阻抗元件101将参考电压VR1转换成参考电流IR1。因此，参考电流IR1将不会随着温度与电压的变异而产生改变。亦即，电流产生器112可产生与温度、电压无关的参考电流IR1。
除此之外，集成电路110还可透过修整数据D1来校正参考电流IR1，进而致使数据传输接口120的输出电压VO1可响应于修整数据D1的校正而被调整至一基准电压。举例来说，集成电路110可利用修整数据D1来控制电压产生器111。藉此，电压产生器111将可依据修整数据D1调整参考电压VR1，进而达到校正参考电流IR1的目的。换言之，集成电路110可进一步地透过修整数据D1来消除制程变异对参考电流IR1所造成的影响，进而可产生与制程、电压及温度(process,voltage and temperature，简称PVT)无关的参考电流IR1。
与现有技术相较之下，集成电路110无须设置带差参考电路，且也无须额外透过一接脚来连接外部电阻，即可产生稳定的参考电流。藉此，将可有效地降低集成电路110的布局面积，进而有助于电子装置10在微型化上的发展，也可避免外部杂讯对集成电路110所造成的影响，从而有助于提升参考电流IR1的稳定性。
值得一提的是，集成电路110可透过查表的方式来产生修整数据D1。举例来说，图2A为依据本发明另一实施例的电子装置的示意图，且图2B为依据本发明一实施例的对照表的示意图。如图2A与图2B所示，集成电路210更包括存储单元201。存储单元201内存有一对照表202，且对照表202记录着多个预设电压VP1～VP16与多个预设数据DP1～DP16。集成电路210可将基准电压与预设电压VP1～VP16进行比对，以从预设数据DP1～DP16中择一作为修整数据D1。例如，当基准电压为2.8112伏特时，集成电路210可依据比对结果选取出与基准电压大致上相等的预设电压VP2。例如，集成电路210会从预设电压VP1～VP16中选取出相较于基准电压具有最小差值的预设电压。亦即，集成电路210所选取出的预设电压与基准电压的差值可例如是零或是位在一容许范围内。集成电路210更将与预设电压VP2相对应的预设数据DP2设定为修整数据D1。换言之，集成电路210可依据基准电压查询存储单元201内的对照表202以取得修整数据D1。与图1实施例相似地，集成电路210可利用修整数据D1来控制电压产生器111，以藉此校正参考电流IR1。至于图2A实施例的各元件的细部操作已包含在上述实施例中，故在此不予赘述。
图3A为依据本发明又一实施例的电子装置的示意图，图3B为依据本发明一实施例的校正参考电流的流程图。在图3A实施例中，集成电路310可依据来自数据传输接口120的输出电压VO1判别参考电流IR1是否符合所需的预设值，并依据判别结果进一步地调整修整数据D1。
在细部操作上，如图3B的步骤S310所示，集成电路310可先依据修整数据D1的初始值来校正参考电流IR1。例如，集成电路310可依据修整数据D1的初始值来控制电压产生器111，并藉此提供相应的参考电流IR1给数据传输接口120。此时的数据传输接口120会基于参考电流IR1产生相应的输出电压VO1。接着，如步骤S320所示，集成电路310会侦测数据传输接口120所产生的输出电压VO1。
如步骤S330所示，集成电路310会将侦测到的输出电压VO1与基准电压进行比对。当比对结果显示输出电压VO1与基准电压的差值超出一容许范围时，则代表参考电流IR1偏离所需的预设值。因此，如步骤S340所示，集成电路310会调整修整数据D1。集成电路310会重复进行步骤S310～S330，以利用调整后的修整数据D1再次校正参考电流IR1，并再次侦测输出电压VO1以判断是否需要再次调整修整数据D1。值得一提的是，在调整修整数据D1的过程中，集成电路310可依据所侦测到的输出电压VO1先计算出输出电压VO1在调整上的单位修正量，之后再以单位修正量为基准计算出输出电压VO1在调整上所需的倍率值，从而可以进一步地依据倍率值来调整修整数据D1。
举例来说，集成电路310可先利用数值为{0111}的修整数据D1来校正参考电流IR1，并据以侦测到2.8801伏特的输出电压VO1。集成电路310可再利用数值为{1010}的修整数据D1来校正参考电流IR1，并据以侦测到2.9171伏特的输出电压VO1。集成电路310依据所侦测到的两笔输出电压VO1计算出单位修正量为(2.9171-2.8801)/3＝0.0123，并可依据此单位修正量计算出欲将输出电压VO1调整至基准电压(例如，2.8伏特)所需的倍率值为(2.8-2.8801)/0.0123＝-6。藉此，集成电路310可将计算出的倍率值{-6}与修整数据D1的数值{0111}相加，以将修整数据D1的数值调整至{0001}。
另一方面，当比较结果为输出电压VO1与基准电压的差值位在所述容许范围内时，则代表参考电流IR1已被校正至所需的预设值。亦即，集成电路310已取得最佳化的修整数据D1。因此，此时的集成电路310会停止调整修整数据D1，并持续地利用最佳化的修整数据D1来校正参考电流IR1。如此一来，集成电路310将可提供与制程、电压及温度无关的参考电流IR1至数据传输接口120。至于图3A实施例的各元件的细部操作已包含在上述各实施例中，故在此不予赘述。
值得一提的是，图1、图2A与图3A实施例中的集成电路110、210与310是利用修整数据D1来控制电压产生器111，以藉此校正参考电流IR1。然而，在另一实施例中，集成电路110、210与310也可利用修整数据D1来控制电流产生器112，以致使电流产生器112依据修整数据D1调整参考电流IR1，进而达到校正参考电流IR1的目的。
同理，在另一实施例中，集成电路110、210与310也可利用修整数据D1同时控制电压产生器111与电流产生器112，以藉此校正参考电流IR1。举例来说，图4为依据本发明再一实施例的电子装置的示意图。其中，图4所列举的电子装置40与图1所列举的电子装置10相似。与图1实施例主要不同之处在于，集成电路410是利用修整数据D1控制电压产生器111与电流产生器412，以致使电压产生器111依据修整数据D1调整参考电压VR1，电流产生器412依据修整数据D1调整参考电流IR1。换言之，集成电路410是同时利用修整数据D1来调整参考电压VR1与参考电流IR1，以藉此校正参考电流IR1。至于图4实施例的各元件的细部操作已包含在上述各实施例中，故在此不予赘述。
为了致使本发明具有通常知识者能更了解本发明，图5为依据本发明一实施例的电子装置的电路示意图，且以下将参照图5来进一步说明电流产生器112与驱动器121的细部结构。
如图5所示，在一实施例中，电流产生器112包括具有正温度系数的阻抗元件101、运算放大器511与晶体管512。其中，运算放大器511的非反相输入端接收参考电压VR1，运算放大器511的反相输入端透过阻抗元件101耦接至地。晶体管512的控制端耦接运算放大器511的输出端，晶体管512的第一端耦接驱动器121，且晶体管512的第二端耦接阻抗元件101。在一实施例中，阻抗元件101是一电阻R51。在操作上，阻抗元件101、运算放大器511与晶体管512可形成一回授回路，进而可产生参考电流IR1。所述参考电流IR1相等于参考电压VR1除以电阻R51的电阻值。参考电压VR1与电阻R51的电阻值都会随着温度的上升而上升，因此参考电流IR1不会随着温度与电压的变异而产生改变。
驱动器121包括偏压电路520与驱动电路530。其中，偏压电路520耦接电流产生器112，并可响应于参考电流IR1产生偏压电压VB5。举例来说，偏压电路520包括电流镜521与负载元件522。其中，电流镜521是由P型晶体管MP51与P型晶体管MP52组合而成，且负载元件522是由具有二极体连接形式的N型晶体管MN51所构成。电流镜521耦接电流产生器112以接收参考电流IR1，且电流镜521可基于参考电流IR1来产生偏压电流IB5。例如，电流镜521可放大参考电流IR1，并可将放大后的参考电流IR1复制到负载元件522，以形成偏压电流IB5。再者，负载元件522耦接电流镜521，并可基于偏压电流IB5来产生偏压电压VB5。
驱动电路530耦接偏压电路520与终端电阻122。驱动电路530可依据偏压电压VB5与差动输入信号IN5产生流经终端电阻122的驱动电流，进而致使终端电阻122可依据驱动电流来产生输出电压VO1。举例来说，驱动电路530包括N型晶体管MN52～MN54。终端电阻122包括电阻R52与R53，且电阻R52与R53的一端接收电源电压。在操作上，N型晶体管MN52与MN53可形成一差动对，以接收差动输入信号IN5。N型晶体管MN53可形成受控于偏压电压VB5的电流源，以提供电流给差动对。再者，N型晶体管MN52与MN53所形成的差动对可依据差动输入信号IN5来控制流经电阻R52与R53的驱动电流，进而致使电阻R52与R53的另一端可产生相应的输出电压VO1。
综上所述，本发明集成电路的电流产生器基于一电压预设值产生一电流，其中，该电流的位准不随温度改变以及电压波动而飘移。藉此，集成电路无须设置带差参考电路，且也无须额外透过一接脚来连接外部电阻，即可产生稳定的参考电流。如此一来，本发明将可有效地降低集成电路的布局面积，进而有助于电子装置在微型化上的发展。本发明也可避免外部杂讯对集成电路所造成的影响，从而有助于提升参考电流的稳定性。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (21)

1.一种集成电路，包括：
一电压产生器，基于一预设值产生与绝对温度成正比的一参考电压；以及
一负温度系数电流产生器，接收该参考电压，并基于该参考电压产生一参考电流。
2.如权利要求1所述的集成电路，其特征在于，该负温度系数电流产生器包括具有一正温度系数的一阻抗元件。
3.如权利要求1所述的集成电路，其特征在于，该集成电路利用一修整数据校正该参考电流。
4.如权利要求3所述的集成电路，其特征在于，该集成电路更包括一存储单元，且该集成电路依据一基准电压查询该存储单元内的一对照表以取得该修整数据。
5.如权利要求3所述的集成电路，其特征在于，该集成电路适用于一数据传输接口，该数据传输接口利用该参考电流产生一输出电压，该集成电路依据该输出电压调整该修整数据，以致使该数据传输接口的该输出电压响应于该修整数据的调整而被调整至一基准电压。
6.如权利要求3所述的集成电路，其特征在于，该集成电路利用该修整数据控制该电压产生器或是该电流产生器，以致使该电压产生器依据该修整数据调整该参考电压，或是该电流产生器依据该修整数据调整该参考电流。
7.如权利要求3所述的集成电路，其特征在于，该集成电路利用该修整数据控制该电压产生器与该电流产生器，以致使该电压产生器依据该修整数据调整该参考电压，且该电流产生器依据该修整数据调整该参考电流。
8.如权利要求1所述的集成电路，其特征在于，该电流产生器更包括：
一运算放大器，其非反相输入端接收该参考电压，且该运算放大器的反相输入端耦接该阻抗元件；以及
一晶体管，其控制端耦接该运算放大器的输出端，该电流产生器透过该晶体管的第一端提供该参考电流，且该晶体管的第二端耦接该阻抗元件。
9.如权利要求8所述的集成电路，其特征在于，该阻抗元件为一电阻，该电阻的第一端耦接该运算放大器的反相输入端与该晶体管的第二端，且该电阻的第二端耦接至一接地端。
10.一种电子装置，包括：
一集成电路，包括：
一电压产生器，产生与绝对温度成正比的一参考电压；以及
一负温度系数电流产生器，接收该参考电压，并基于该参考电压产生一参考电流；以及
一数据传输接口，利用该参考电流产生一输出电压，其中该集成电路利用一修整数据校正该参考电流，以致使该数据传输接口的该输出电压响应于该修整数据的校正而被调整至一基准电压。
11.如权利要求10所述的电子装置，其特征在于，该负温度系数电流产生器包括具有一正温度系数的一阻抗元件。
12.如权利要求10所述的电子装置，其特征在于，该集成电路更包括一存储单元，且该集成电路依据该基准电压查询该存储单元内的一对照表以取得该修整数据。
13.如权利要求10所述的电子装置，其特征在于，该集成电路侦测该输出电压，并依据该输出电压调整该修整数据。
14.如权利要求10所述的电子装置，其特征在于，该集成电路利用该修整数据控制该电压产生器或是该电流产生器，以致使该电压产生器依据该修整数据调整该参考电压，或是该电流产生器依据该修整数据调整该参考电流。
15.如权利要求10所述的电子装置，其特征在于，该集成电路利用该修整数据控制该电压产生器与该电流产生器，以致使该电压产生器依据该修整数据调整该参考电压，且该电流产生器依据该修整数据调整该参考电流。
16.如权利要求10所述的电子装置，其特征在于，该电流产生器更包括：
一运算放大器，其非反相输入端接收该参考电压，且该运算放大器的反相输入端耦接该阻抗元件；以及
一晶体管，其控制端耦接该运算放大器的输出端，该电流产生器透过该晶体管的第一端提供该参考电流，且该晶体管的第二端耦接该阻抗元件。
17.如权利要求16所述的电子装置，其特征在于，该阻抗元件为一电阻，该电阻的第一端耦接该运算放大器的反相输入端与该晶体管的第二端，且该电阻的第二端耦接至一接地端。
18.如权利要求10所述的电子装置，其特征在于，该数据传输接口包括：
一驱动器，耦接该电流产生器，且该驱动器响应于该参考电流与一差动输入信号产生一驱动电流；以及
一终端电阻，耦接该驱动器，并依据该驱动电流产生该输出电压。
19.如权利要求18所述的电子装置，其特征在于，该驱动器包括：
一偏压电路，耦接该电流产生器，并响应于该参考电流产生一偏压电压；以及
一驱动电路，耦接该偏压电路与该终端电阻，并依据该偏压电压与该差动输入信号产生该驱动电流。
20.如权利要求19所述的电子装置，其特征在于，该偏压电路包括：
一电流镜，耦接该电流产生器以接收该参考电流，且该电流镜基于该参考电流产生一偏压电流；以及
一负载元件，耦接该电流镜，并基于该偏压电流产生该偏压电压。
21.一种集成电路，包括：
一电流产生器，基于一电压预设值产生一电流，其中，该电流的位准不随温度改变以及电压波动而飘移。
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