CN108107964B - 电阻校正电路与装置 - Google Patents

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    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
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    • G05F1/565—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
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Abstract

本发明揭露一种电阻校正电路，其一实施例包含：一参考电压输出电路，用来提供一参考电压；一内部电阻，包含至少一正温度系数电阻与至少一负温度系数电阻，该内部电阻的电阻值是可调的；一参考电流产生电路，用来依据该参考电压与该内部电阻产生一内部电阻参考电流，并用来依据该参考电压与一外部电阻产生一外部电阻参考电流；一比较暨控制电路，用来依据该内部与外部电阻参考电流产生一比较结果，并用来依据该比较结果调整该内部电阻的电阻值直到该比较结果显示该内部与外部电阻参考电流的差异小于一预设门槛或无法进一步减少为止。

Description

电阻校正电路与装置
技术领域
本发明是关于校正电路与装置，尤其是关于电阻校正电路与装置。
背景技术
一般而言，一积体电路需要运作于正确的电压及/或电流底下，以达到预期的效能。目前技术通常利用一能带间隙(bandgap)电路来产生一精准电压Vbg，并利用此精准电压Vbg以及位于一积体电路外部的一电阻Rext来产生一精准电流Vbg/Rext。
然而，上述电阻Rext与积体电路之间的连接需透过一接脚(pin)，在微型化与微利化的趋势下，此额外的接脚对于电路微型化以及成本均有负面影响。此外，电阻Rext本身也会造成整体电路(包含该积体电路)的体积增加以及成本上升。
发明内容
鉴于先前技术的问题，本发明的一目的在于提供一种电阻校正电路与装置，以改善先前技术。
本发明揭露一种电阻校正电路，其一实施例包含于一积体电路中，且该实施例包含一参考电压输出电路、一内部电阻、一参考电流产生电路以及一比较暨控制电路。所述参考电压输出电路用来提供一参考电压。所述内部电阻的电阻值是可调的，包含至少一正温度系数电阻与至少一负温度系数电阻。所述参考电流产生电路用来依据该参考电压与该内部电阻产生一内部电阻参考电流，并用来依据该参考电压与一外部电阻产生一外部电阻参考电流。所述比较暨控制电路用来依据该内部电阻参考电流与该外部电阻参考电流产生一比较结果，并用来依据该比较结果调整该内部电阻的电阻值直到该比较结果显示该内部电阻参考电流与该外部电阻参考电流的差异小于一预设门槛或无法进一步减少为止。
本发明另揭露一种电阻校正装置，其一实施例包含一参考电压输出电路、一内部电阻、一内部开关、一外部电阻、一外部开关、一参考电流产生电路以及一比较暨控制电路。所述参考电压输出电路用来提供一参考电压。所述内部电阻的电阻值是可调的，包含至少一正温度系数电阻与至少一负温度系数电阻。所述内部开关耦接于该参考电压输出电路与该内部电阻之间。所述外部开关耦接于该参考电压输出电路与该外部电阻之间。所述参考电流产生电路用来于该内部开关导通且该外部开关不导通时依据该参考电压与该内部电阻产生一内部电阻参考电流，并用来于该内部开关不导通且该外部开关导通时依据该参考电压与该外部电阻产生一外部电阻参考电流。所述比较暨控制电路，用来依据该内部电阻参考电流与该外部电阻参考电流产生一比较结果，从而依据该比较结果调整该内部电阻的电阻值直到该比较结果显示该内部电阻参考电流与该外部电阻参考电流的差异小于一预设门槛或无法进一步减少为止，其中该参考电压输出电路、该内部开关、该内部电阻与该参考电流产生电路包含于一积体电路中，该外部电阻与该外部开关位于该积体电路之外，且该比较暨控制电路包含于该积体电路中或位于该积体电路之外。
有关本发明的特征、实作与功效，兹配合图式作较佳实施例详细说明如下。
附图说明
图1为本发明的电阻校正电路的一实施例的功能方块图；
图2为图1的电阻校正电路的一实施范例的示意图；以及
图3为图2的电阻校正电路的一实施范例的示意图。
符号说明
10 外部电阻
100 电阻校正电路
110 参考电压输出电路
112 放大器(OP)
120 内部电阻
130 参考电流产生电路
132 电流镜
140 比较暨控制电路
142 类比至数位转换电路(ADC)
144 数位控制器
150 内部开关
160 外部开关
具体实施方式
本发明揭露一种电阻校正电路与装置，能够依据一外部电阻校正一积体电路中的一内部电阻，从而于完成校正后省略该外部电阻的使用。
请参阅图1，其是本发明的电阻校正电路的一实施例的示意图。如图1所示，电阻校正电路100包含于一积体电路中，电阻校正电路100本身包含一参考电压输出电路110、一内部电阻120、一参考电流产生电路130以及一比较暨控制电路140。于本发明的电阻校正电路的另一实施例中，该比较暨控制电路140是位于前述积体电路之外，例如位于一产测机台中。
请继续参阅图1。参考电压输出电路110用来提供一参考电压，此参考电压例如是一能隙电压(bandgap voltage)或其衍生电压，或是一利用现有技术所产生的准确电压，或是一个利用现有技术所产生的固定电压(其非绝对准确的电压，但固定而可供参考)。内部电阻120是一可调电阻，包含至少一正温度系数电阻与至少一负温度系数电阻，该正、负温度系数电阻可选自如下表1所列示的电阻，也可选自其它适用于积体电路制程的正、负温度系数电阻，随着温度改变，该至少一正温度系数电阻的电阻变化量抵销该至少一负温度系数电阻的电阻变化量的一部或全部，从而减轻温度变化对于内部电阻120的阻值的影响。参考电流产生电路130用来依据该参考电压与内部电阻120产生一内部电阻参考电流，并用来依据该参考电压与一外部电阻10产生一外部电阻参考电流，其中外部电阻10不包含于该积体电路中。比较暨控制电路140用来依据该内部电阻参考电流与该外部电阻参考电流产生一比较结果，并用来依据该比较结果调整内部电阻120的电阻值直到该比较结果显示该内部电阻参考电流与该外部电阻参考电流的差异小于一预设门槛或无法进一步减少为止；举例而言，当调整内部电阻120导致该内部与外部电阻参考电流的差异的变化趋势由减少变增加，比较暨控制电路140即可判断该差异无法进一步减少。
表1
Figure BDA0001161081560000041
Figure BDA0001161081560000051
注：P+:多数载子为电洞；N+:多数载子为电子；Poly:硅晶；diff:扩散(diffusion)；w/i:within；w/o:without；Silicide:硅化物；width:宽度；OD:元件的薄氧化物(thin oxide for device)；STI:浅沟渠绝缘(shallowtrench insulation)；well:井。
请参阅图2，其是图1的电阻校正电路100的一实施范例的示意图。本实施范例中，参考电流产生电路130非同时产生该内部电阻参考电流与该外部电阻参考电流，从而比较暨控制电路140是依序接收该内部与外部电阻参考电流以进行比较，为达成上述操作，如图2所示，电阻校正电路100进一步包含一内部开关150与一外部开关160。内部开关150耦接于参考电压输出电路110与内部电阻120之间；外部开关160耦接于参考电压输出电路110与外部电阻10之间。参考电流产生电路130于内部开关150导通且外部开关160不导通时依据该参考电压与内部电阻120产生该内部电阻参考电流，并于内部开关150不导通且外部开关160导通时依据该参考电压与外部电阻10产生该外部电阻参考电流。值得注意的是，于另一实施范例中，参考电流产生电路130可包含二相同或不同电流产生电路以在大约同一时间分别地产生该内部与外部电阻参考电流，且比较暨控制电路140可包含二相同或不同比较电路以在大约同一时间分别地接收该内部与外部电阻参考电流并进行比较，由于本领域具有通常知识者能够依本揭露推知上述实施范例的细节，重复及冗余的说明在此予以省略。另请注意，图2中，内部开关150可由比较暨控制电路140或其它控制电路来启闭，外部开关160可藉由一外部操作(例如使用者的操作)或一搭配内部开关150的目前状态的自动操作来启闭，该外部或自动操作均可由本领域的习知技术来实现。
请参阅图3，其是图2的电阻校正电路100的一实施范例的示意图。如图3所示，电阻校正电路100中，参考电压输出电路110包含一放大器112(简称OP)，放大器112包含一第一输入端、一第二输入端与一输出端，该第一输入端用来接收前述参考电压(图中标示为Vref)，该第二输入端用来耦接内部电阻120与外部电阻10，该输出端耦接参考电流产生电路130；另外，参考电流产生电路130包含一电流镜132，电流镜132用来将该内部电阻参考电流以及该外部电阻参考电流提供给比较暨控制电路140；再者，比较暨控制电路140包含一类比至数位转换电路142(简称ADC)以及一数位控制器144，ADC 142用来依据该内部电阻参考电流产生一第一数位值以及依据该外部电阻参考电流产生一第二数位值，数位控制器144用来依据该第一与第二数位值产生该比较结果，并依据该比较结果判断该内部电阻参考电流与该外部电阻参考电流的差异是否小于该预设门槛或无法进一步减少，从而决定是否调整内部电阻120的电阻值，其中当该内部电阻参考电流与该外部电阻参考电流的差异小于该预设门槛或无法进一步减少时，比较暨控制电路140透过电子保险丝(eFuse)或其等效手段(例如透过记忆元件记录内部电阻120此时的阻值调整状态)维持内部电阻120的电阻值不变(或说令内部电阻120的阻值不再被调整)，并令此时的内部电阻120的标称电阻值(nominal resistance)与外部电阻10的电阻值的比例固定(例如1:1)。请注意，为避免图面复杂，图3未显示数位控制器144与内部电阻120之间的连接，但上述连接的实施属本领域的通常知识，省略该连结的绘示不阻碍本领域人士了解图3的范例；另外，如前所述，内部开关150可由比较暨控制电路140或其它控制电路来启闭，外部开关160可藉由一外部操作(例如使用者的操作)或一搭配内部开关150的目前状态的自动操作来启闭，该外部或自动操作均可由本领域的习知技术来实现。另请注意，前述放大器112、电流镜132、ADC 142与数位控制器144的每一个单独而言为习知技术，因此其细节说明在此予以节略。
图1、图2或图3的电阻校正电路100亦可与前述外部电阻10共同构成一电阻校正装置，由于本领域具有通常知识者能够参酌前述说明来了解该电阻校正装置的实施细节与变化，因此，在不影响该电阻校正装置的揭露与可实施性的要求的前提下，重复及冗余的说明在此予以节略。
综上所述，本发明的电阻校正电路与装置能够依据一外部电阻校正一积体电路中的一内部电阻，并于完成校正后省略该外部电阻的使用，从而无需保留一接脚以供该外部电阻与该积体电路间的沟通，进而节省电路面积与成本。
虽然本发明的实施例如上所述，然而该些实施例并非用来限定本发明，本技术领域具有通常知识者可依据本发明的明示或隐含的内容对本发明的技术特征施以变化，凡此种种变化均可能属于本发明所寻求的专利保护范畴，换言之，本发明的专利保护范围须视本说明书的申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种电阻校正电路，包含于一积体电路中，该电阻校正电路包含：
一参考电压输出电路，用来提供一参考电压；
一内部电阻，包含至少一正温度系数电阻与至少一负温度系数电阻，该内部电阻的电阻值是可调的；
一参考电流产生电路，用来依据该参考电压与该内部电阻产生一内部电阻参考电流，并用来依据该参考电压与一外部电阻产生一外部电阻参考电流，所述内部电阻的一端连接在所述参考电压输出电路和参考电流产生电路之间，所述外部电阻的一端连接在所述参考电压输出电路和参考电流产生电路之间；以及
一比较暨控制电路，用来依据该内部电阻参考电流与该外部电阻参考电流产生一比较结果，并用来依据该比较结果调整该内部电阻的电阻值直到该比较结果显示该内部电阻参考电流与该外部电阻参考电流的差异小于一预设门槛或无法进一步减少为止。
2.根据权利要求1所述的电阻校正电路，其中该参考电压是一能带间隙电压(bandgapvoltage)或其衍生电压。
3.根据权利要求1所述的电阻校正电路，进一步包含：
一内部开关，耦接于该参考电压输出电路与该内部电阻之间，该内部开关于该参考电流产生电路产生该内部电阻参考电流时导通，并于该参考电流产生电路产生该外部电阻参考电流时不导通。
4.根据权利要求1所述的电阻校正电路，其中该参考电流产生电路包含一电流镜，该电流镜用来将该内部电阻参考电流以及该外部电阻参考电流提供给该比较暨控制电路。
5.根据权利要求1所述的电阻校正电路，其中该比较暨控制电路包含：
一类比至数位转换电路，用来依据该内部电阻参考电流产生一第一数位值，并用来依据该外部电阻参考电流产生一第二数位值；以及
一数位控制器，用来依据该第一与第二数位值产生该比较结果，并依据该比较结果判断该内部电阻参考电流与该外部电阻参考电流的差异是否小于该预设门槛或无法进一步减少，从而决定是否调整该内部电阻的电阻值。
6.根据权利要求1所述的电阻校正电路，其中当该内部电阻参考电流与该外部电阻参考电流的差异小于该预设门槛或无法进一步减少时，该比较暨控制电路维持该内部电阻的电阻值不变，并令该内部电阻的标称电阻值(nominal resistance)等于该外部电阻的电阻值。
7.根据权利要求1所述的电阻校正电路，其中该参考电压输出电路包含：
一放大器，包含一第一输入端、一第二输入端与一输出端，该第一输入端用来接收该参考电压，该第二输入端用来耦接该内部电阻与该外部电阻，该输出端耦接该参考电流产生电路。
8.根据权利要求1所述的电阻校正电路，其中随着温度改变，该至少一正温度系数电阻的电阻变化量抵销该至少一负温度系数电阻的电阻变化量的一部或全部。
9.一种电阻校正装置，该电阻校正装置包含：
一参考电压输出电路，用来提供一参考电压；
一内部电阻，包含至少一正温度系数电阻与至少一负温度系数电阻，该内部电阻的电阻值是可调的；
一内部开关，耦接于该参考电压输出电路与该内部电阻之间；
一外部电阻；
一外部开关，耦接于该参考电压输出电路与该外部电阻之间；
一参考电流产生电路，用来于该内部开关导通且该外部开关不导通时依据该参考电压与该内部电阻产生一内部电阻参考电流，并用来于该内部开关不导通且该外部开关导通时依据该参考电压与该外部电阻产生一外部电阻参考电流，所述内部电阻的一端连接在所述参考电压输出电路和参考电流产生电路之间，所述外部电阻的一端连接在所述参考电压输出电路和参考电流产生电路之间；以及
一比较暨控制电路，用来依据该内部电阻参考电流与该外部电阻参考电流产生一比较结果，从而依据该比较结果调整该内部电阻的电阻值直到该比较结果显示该内部电阻参考电流与该外部电阻参考电流的差异小于一预设门槛或无法进一步减少为止，
其中该参考电压输出电路、该内部开关、该内部电阻与该参考电流产生电路包含于一积体电路中，该外部电阻与该外部开关位于该积体电路之外，且该比较暨控制电路包含于该积体电路中或位于该积体电路之外。
10.根据权利要求9所述的电阻校正装置，其中随着温度改变，该至少一正温度系数电阻的电阻变化量抵销该至少一负温度系数电阻的电阻变化量的一部或全部。
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