DE102022119802B3 - Schaltung und Verfahren zur Überwachung einer Spannungsreferenz - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mikrointegrierte Schaltung (IC) mit einer Spannungsreferenz (REF), einer Diodenserienschaltung (D1bis Dn), einer Bezugspotenzialleitung (GND), einem Widerstand (R1) einem Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) und einer Steuervorrichtung (µC). Die hier vorgelegte Erfindung beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung dieser Spannungsreferenz im Rahmen der funktionalen Sicherheit. Die Spannungsreferenz (REF) weist einen PTAT-Anschluss (PTAT) auf, der einen PTAT-Strom (IPTAT) ausgibt. Über den Widerstand (R1) fällt dann eine PTAT-Spannung (UPTAT). Die Spannungsreferenz (REF) bestromt die Diodenserienschaltung (D1bis Dn) mit einem Referenzstrom (IDiode), den sie aus einer Bandgap-Spannung (UBG) ableitet. Über die Diodenserienschaltung (D1bis Dn) fällt dann eine Gesamtdiodenspannung (UDiode) ab. Der Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) erfasst jeweils diese Gesamtdiodenspannung (UDiode) als Gesamtdiodenspannungswert und die PTAT-Spannung (UPTAT) als PTAT-Spannungswert. Die Steuervorrichtung (µC) vergleicht auf Basis des Gesamtdiodenspannungswerts und des PTAT-Spannungswerts und entscheidet, ob ein Fehler der Spannungsreferenz (REF) vorliegt oder nicht.

Description

• Feld der Erfindung
• Die Erfindung richtet sich auf eine mikrointegrierte Schaltung mit einer Spannungsreferenz und eine zugehörige Methode, die mikrointegrierte Schaltung anwendet, um diese Spannungsreferenz im Sinne der funktionalen Sicherheit redundanzarm zu überwachen.
• Allgemeine Einleitung
• Mikrointegrierte Schaltungen (IC) haben meist eine zentrale Spannungsreferenz (REF), die gleichzeitig ein oder mehrere Versorgungsspannungen und/oder Referenzspannungen mit konstanten Spannungswerten und/oder einen oder mehrere elektrische Referenzströme und/oder Versorgungsströme mit konstanten Stromwerten für andere Vorrichtungsteile der mikrointegrierten Schaltung (IC) zur Verfügung stellt. Aufgrund der typischen Architektur der Schaltung einer solchen Spannungsreferenz (REF) existiert typischerweise innerhalb der Schaltung der Spannungsreferenz (REF) typischerweise ein Schaltungsteil, in dem ein sogenannter PTAT-Strom fließt. Das hier vorgelegte Dokument verweist in diesem Zusammenhang beispielhaft auf die Schrift K. J. de Langen und J. H. Huijsing, „Compact low-voltage PTAT-current source and bandgap-reference circuits," Proceedings of the 24th European Solid-State Circuits Conference, 1998, pp. 108-111, doi: 10.1109/ESSCIR.1998.186220. Deren 2 zeigt ein Kompaktes PTAT-Prinzip.
• Unter dem Begriff PAT-Strom versteht das hier vorgestellte Dokument einen elektrischen Strom, der proportional zur absoluten Temperatur dieses Schaltungsteils ist. Bevorzugt stellt die Spannungsreferenz (REF) diesen PTAT-Strom oder einen Strom als PTAT-Anschlussstrom über einen speziellen PTAT-Anschluss anderen Vorrichtungsteilen der mikrointegrierten Schaltung (IC) ebenfalls zur Verfügung. Der Stromwert des PTAT-Anschlussstromes entspricht bevorzugt dem Stromwert des PTAT-Stroms im Wesentlichen bevorzugt proportional. Der Stromwert des PTAT-Anschlussstromes kann auch beispielsweise proportional von dem Stromwert des PTAT-Stromes abhängen. Diesen PTAT-Anschlussstrom stellt bevorzugt die Spannungsreferenz (REF) den anderen Vorrichtungsteilen der mikrointegrierten Schaltung (IC) zur Verfügung.
• In der Regel enthält eine solche mikrointegrierte Schaltung (IC) nur genau eine solche Spannungsreferenz (REF). In Anwendungen solcher mikroelektronischer Schaltungen (IC) mit Anforderungen an die funktionale Sicherheit ergibt sich genau daraus das folgende Problem:
• Die mikroelektronische Schaltung (IC) benötigt die Spannungsreferenz (REF) sowohl zur Erzeugung von Versorgungsspannungen und von Referenzspannungen einerseits als auch zu deren Überwachung. Ein Ausfall einer Versorgungspannung und/oder ein Ausfall einer Referenzspannung und/oder eine Spannungswertabweichung einer Versorgungspannung und/oder einer Referenzspannung der Spannungsreferenz (REF) kann daher sowohl zum Ausfall der Versorgungsspannung bzw. der Referenzspannung einerseits als auch zum Ausfall derjenigen Überwachungsvorrichtung der mikrointegrierten Schaltung führen, deren Aufgabe es ist, diese Versorgungsspannung bzw. der Referenzspannung zu überwachen. Das hier vorgelegte Dokument bezeichnet denjenigen Vorrichtungsteil der mikrointegrierten Schaltung (IC), dessen Aufgabe die Überwachung dieser Versorgungsspannung bzw. der Referenzspannung ist, als Überwachungsvorrichtung. Ein solcher gleichzeitiger, konstruktiv bedingter Ausfall eines sicherheitsrelevanten Vorrichtungsteils der mikrointegrierten Schaltung (IC) und der diesem Vorrichtungsteil zugeordneten Überwachungsvorrichtung ist in der Regel unzulässig. Die mikrointegrierte Schaltung (IC) sollte daher eine unabhängige Überwachung der Spannungsreferenz (REF) aufweisen, die bei Ausfall der von ihr zu überwachenden Versorgungsspannung bzw. Referenzspannung nicht ausfällt.
• Der bekannte Stand der Technik sieht daher entsprechend einem Redundanzkonzept zusätzlich zu der zuvor beschriebenen ersten Spannungsreferenz (REF) in der Regel eine zweite, zusätzliche Spannungsreferenz incl. mehrerer Komparatoren zur Überwachung vor. Die Komparatoren vergleichen dann typischerweise die Spannungswerte der von der ersten Spannungsreferenz (REF) erzeugten Versorgungsspannungen bzw. Referenzspannungen mit den Spannungswerten der von der zweiten Spannungsreferenz (REF) erzeugten korrespondierenden Versorgungsspannungen bzw. korrespondierenden Referenzspannungen. Sofern Spannungswerte der von der ersten Spannungsreferenz (REF) erzeugten Versorgungsspannungen bzw. Referenzspannungen von korrespondierenden Spannungswerten der von der zweiten Spannungsreferenz (REF) erzeugten korrespondierenden Versorgungsspannungen bzw. korrespondierenden Referenzspannungen um einen Spannungswert größer als ein typischerweise vorgegebener, eingestellter oder programmierter Spannungstoleranzwert abweichen, signalisieren die korrespondierenden Komparatoren der Steuervorrichtung (µC) typischerweise, dass ein Fehlerzustand vorliegt. Diese Schaltungsteile sind zusätzliche Schaltungsteile innerhalb der mikrointegrierten Schaltung (IC). Diese Schaltungsteile verursachen daher Zusatzkosten durch zusätzliche Chipfläche und zusätzliche Tests sowie ggf. auch Trimmung in der Produktion und eine resultierende Ausbeutereduktion.
• Stand der Technik
• Aus der US 2021 / 0 397 210 A1 ist ein Spannungsregler mit einem Referenzstromgenerator bekannt, der zwischen einen Versorgungsanschluss und einen Referenzanschluss geschaltet und so konfiguriert ist, dass er einen Referenzstrom bereitstellt, der unabhängig von einem Betriebsbereich einer Versorgungsspannung ist. Des Weiteren umfasst der Spannungsregler der US 2021 / 0 397 210 A1 eine Reglerstufe. Die Reglerstufe der US 2021 / 0 397 210 A1 umfasst einen Stromanschluss, der so konfiguriert ist, dass er den Referenzstrom empfängt. Die Reglerstufe der US 2021 / 0 397 210 A1 umfasst einem NMOS-Transistor mit: i) einem Gate, das mit dem Stromanschluss gekoppelt ist; ii) mit einem Drain, der mit dem Versorgungsanschluss gekoppelt ist; und iii) mit einer Source, die mit einem Ausgangsanschluss gekoppelt ist. Des Weiteren umfasst der Spannungsregler der US 2021 / 0 397 210 A1 eine Spannungsreferenzschaltung zum Bereitstellen einer geregelten Ausgangsspannung, die zwischen dem Ausgangsanschluss und dem Referenzanschluss gekoppelt ist. Dabei umfasst die Spannungsreferenzschaltung der US 2021 / 0 397 210 A1 i) einen Ausgangswiderstand, der in Reihe mit einem Leitungskanal eines bipolaren Ausgangstransistors gekoppelt ist, der in einer diodenverbundenen Konfiguration angeordnet ist, und ii) einen bipolaren Eingangstransistor. Dieser Eingangstransistor der US 2021 / 0 397 210 A1 umfasst einen Leitungskanal, der zwischen dem Stromanschluss und dem Referenzanschluss gekoppelt ist, und einen Basisanschluss, der mit einem Basisanschluss des bipolaren Ausgangstransistors gekoppelt ist. Die technische Lehre der US 2021 / 0 397 210 A1 löst nicht das oben beschriebene Problem.
• Aus der US 2021 / 0 382 513 A1 ist eine Bandlücken-Referenzschaltung bekannt. Eine Vorrichtung gemäß der technischen Lehre der US 2021 / 0 382 513 A1 umfasst bevorzugt einen ersten Stromgenerator, der einen ersten Strom proportional zu einer Temperatur erzeugt, und einen zweiten Stromgenerator, der einen zweiten Strom erzeugt. Die Vorrichtung gemäß der technischen Lehre der US 2021 / 0 382 513 A1 erzeugt den zweiten Strom durch Spiegelung des ersten Stroms. Der zweite Stromgenerator gibt diesen zweiten Strom an einen ersten Knoten aus, an dem eine Referenzspannung gebildet wird. Die Vorrichtung gemäß der technischen Lehre der US 2021 / 0 382 513 A1 umfasst des Weiteren einen ersten Widerstand, der mit dem ersten Knoten verbunden ist und mit dem zweiten Strom versorgt wird, und einen ersten Bipolartransistor. Der erste Bipolartransistor der US 2021 / 0 382 513 A1 weist einen mit dem ersten Widerstand verbundenen Emitterknoten, einen Basisknoten, der mit einer ersten Leistung versorgt wird, und einen Kollektorknoten auf, der mit einer zweiten Leistung versorgt wird, die sich von der ersten Leistung unterscheidet. Die technische Lehre der US 2021 / 0 382 513 A1 offenbart keine Lösung für das oben beschriebene Problem.
• Aus der US 2020 / 0 401 177 A1 sind Schaltungen, Systeme und Verfahren zum automatischen Umschalten der Betriebsarten zur Bereitstellung konstanter Referenzspannungen bekannt. Laut der technischen Lehre der US 2020 / 0 401 177 A1 kann beispielsweise ein Bandlückenreferenzsystem eine erste Bandlückenreferenzschaltung umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie eine erste Bandlückenreferenzspannung liefert, einen mit der ersten Bandlückenreferenzschaltung gekoppelten Low-Dropout-Regler umfassen, eine mit dem Low-Dropout-Regler gekoppelte Temperaturschaltung umfassen und eine mit dem Low-Dropout-Regler und der Temperaturschaltung gekoppelte zweite Bandlückenreferenzschaltung umfassen. Die zweite Bandlücken-Referenzschaltung kann gemäß der technischen Lehre der US 2020 / 0 401 177 A1 so konfiguriert sein, dass sie ein oder mehrere Impedanzelemente zumindest teilweise auf der Grundlage eines Temperatursignals konfiguriert und eine zweite Bandlücken-Referenzspannung auf der Grundlage eines oder mehrerer Ströme liefert, die durch das eine oder die mehreren Impedanzelemente fließen.
• Aus der DE 10 2015 107 023 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Generieren einer Spannungsreferenz bekannt. Die technische Lehre der DE 10 2015 107 023 A1 betrifft nach eigenem Bekunden insbesondere eine Methodik und Schaltungsanordnung, die konfiguriert sind zum Bereitstellen eines Ausgangssignals, das eine PTAT-Komponente (PTAT - Proportional To Absolute Temperature) mit einer CTAT-Komponente (CTAT - Complimentary To Absolute Temperature) kombiniert, um ein stabiles Ausgangssignal zu generieren, das nicht temperaturabhängig ist.
• Die technische Lehre der JP 2015- 207 201 A stellt sich die Aufgabe, das folgende Problem zu lösen: Die technische Lehre der JP 2015- 207 201 A beschreibt das Bereitstellen einer Anomalie-Überwachungsschaltung, die in der Lage ist, das Auftreten einer Anomalie in einer Referenzspannungsschaltung oder Referenzstromschaltung zu überwachen, ohne eine redundante Konfiguration zu verwenden. Als Lösung schlägt die technische Lehre der JP 2015- 207 201 A vor, dass eine Anomalie-Überwachungsschaltung enthält Referenzspannungsschaltung zum Erzeugen einer Referenzspannung unter Verwendung einer Bandlückenreferenz und eine Referenzstromschaltung umfasst, die getrennt von der Referenzspannungsschaltung konfiguriert ist. Diese dienen laut der technischen Lehre der JP 2015- 207 201 A zum Erzeugen eines Referenzstroms unter Verwendung einer Bandlückenreferenz. Die Vorrichtung gemäß der technischen Lehre der JP 2015- 207 201 A verwendet einen I/V-Wandler, um Schwellenspannungen zu erzeugen, die dem Referenzstrom zu Vergleichszwecken entsprechen. Ein Komparator gibt entsprechend der technischen Lehre der JP 2015- 207 201 A ein Anomaliesignal aus, wenn die Referenzspannung einen durch die Schwellenspannungen bestimmten normalen Spannungsbereich überschreitet.
• Aufgabe
• Dem Vorschlag liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen die die obigen Nachteile des Redundanzkonzepts Stands der Technik nicht aufweist und weitere Vorteile aufweist. Es ist die Aufgabe der Erfindung, diese genannten Zusatzkosten möglichst zu vermeiden und eine Lösung zu finden, die ohne diese zusätzliche zweite Spannungsreferenz und die zusätzlichen Komparatoren auskommt. In der Konsequenz soll ein Aufbau und Verfahren zur Verfügung gestellt werden, mit dem die Produktionskosten für die oben genannte Aufgabe minimiert werden können. Eine Aufgabe der technischen Lehre dieses Dokuments ist auch eine Überwachung einer Referenzspannung einer Spannungsreferenz für den Einsatz in Anwendungen mit Anforderungen der funktionalen Sicherheit gem. ISO 26262 kostengünstig zur Verfügung zu stellen.
• Diese Aufgabe wird durch die technische Lehre der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind ggf. Gegenstand von Unteransprüchen.
• Lösung der Aufgabe
• Die Grundidee des in diesem Dokument offengelegten Lösungsvorschlags ist, einen einfachen, zusätzlichen Temperaturmesspfad im mikroelektronischen Schaltkreis vorzusehen und auszuwerten. Das Ausgangssignal des zusätzlichen Temperaturmesspfads soll sich bei Temperaturschwankungen immer gegenläufig zum Ausgangssignal der üblicherweise vorhandenen Temperaturmessung verhalten.
• Das hier vorgelegte Dokument beschreibt im Folgenden eine mikrointegrierte Schaltung (IC) mit einer Spannungsreferenz (REF), einer Diodenserienschaltung (D₁ bis D_n), einer Bezugspotenzialleitung (GND), einem Widerstand (R1) einem Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) und einer Steuervorrichtung (µC). Die hier vorgelegte Erfindung schlägt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung dieser Spannungsreferenz im Rahmen der funktionalen Sicherheit vor. Die Spannungsreferenz (REF) weist vorschlagsgemäß einen PTAT-Anschluss (PTAT) auf, der einen PTAT-Strom (I_PTAT) ausgibt. Über den Widerstand (R1) fällt dann vorschlagsgemäß eine PTAT-Spannung (U_PTAT). Die Spannungsreferenz (REF) bestromt vorschlagsgemäß die Diodenserienschaltung (D₁ bis D_n) mit einem Referenzstrom (I_Diode), den sie aus einer Bandgap-Spannung (U_BG) ableitet. Über die Diodenserienschaltung (D₁ bis D_n) fällt dann vorschlagsgemäß eine Gesamtdiodenspannung (U_Diode) ab. Der vorschlagsgemäße Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) erfasst vorschlagsgemäß jeweils diese Gesamtdiodenspannung (U_Diode) als Gesamtdiodenspannungswert und die PTAT-Spannung (U_PTAT) als PTAT-Spannungswert. Die Steuervorrichtung (µC) vergleicht vorschlagsgemäß auf Basis des Gesamtdiodenspannungswerts und des PTAT-Spannungswerts und entscheidet vorschlagsgemäß, ob ein Fehler der Spannungsreferenz (REF) vorliegt oder nicht.
• Die vorgeschlagene Umsetzung setzt voraus, dass die mikrointegrierte Schaltung (IC) wenigstens einen Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) sowie eine Temperaturmessvorrichtung aufweist. Die vorgeschlagene Umsetzung ist besonders kostengünstig, wenn die mikroelektronische Schaltung (IC) außerdem eine programmierbare Einheit, wie z.B. einen Mikroprozessor als Steuervorrichtung (IC) enthält, die es erlaubt, Berechnungen darin zu implementieren.
• Typischerweise werden zur Temperaturmessung eine oder mehrere, beispielsweise n in Reihe geschaltete, bestromte Dioden (D1 bis Dn) benutzt. Hierbei soll n eine ganze positive Zahl sein. Dann ist die Realisierung der Überwachungsvorrichtung in der mikroelektronischen Schaltung (IC) besonders einfach. Die mikroelektronische Schaltung (IC) benötigt hierzu lediglich einen Widerstand (R1) und ein sogenanntes Transfergatter. Das hier vorgelegte Dokument definiert ein Transfergatter nach Wikipedia (https://de.wikipedia.org/wiki/Transmission-Gate) als „Als Transmission-Gates, Transmissionsgatter oder Übertragungsgatter, bezeichnet man in der Elektronik, speziell in der Mikroelektronik, eine meist integrierte elektronische Schaltung, die, ähnlich wie ein Relais, durch ein Steuersignal kontinuierliche Ströme mit nahezu beliebigem Spannungspotential in beide Richtungen leiten oder sperren kann.“ Mit Hilfe des synonymen Begriffs „Transmission-Gate“. Der entsprechende Wikipedia-Artikel ist unter https://de.wikipedia.org/wiki/Transmission-Gate zu finden. Das Transfergatter ist typischerweise Teil eines analogen Multiplexers (MUX). Die Steuervorrichtung (µC) steuert bevorzugt den analogen Multiplexer (MUX). Die Steuervorrichtung kann den analogen Multiplexer (MUX) in bestimmten Betriebszuständen typischerweise auch so einstellen, dass weder die Gesamtdiodenspannung U_Diode der Diodenstrecke der n_Dioden Dioden (D1 bis Dn) noch die PTAT-Spannung U_PTAT am Eingang des Analog-zu-Digitalwandlers (ADC) als Eingangsspannung U_EADC des Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC) anliegt. Eine Multiplexersteuerung (MUXC) steuert das Selektionssignal (ST) des Multiplexers (MUX) typischerweise in Abhängigkeit von Befehlen der Steuervorrichtung (µC), die die Multiplexersteuerung (MUXC) bevorzugt über den Datenbus (DB) von der Steuervorrichtung (µC) empfängt. In Abhängigkeit von diesen Befehlen der Steuervorrichtung (µC) verbindet der Multiplexer (MUX) bevorzugt eines seiner Eingangssignale mit dem Eingang des Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC). Ausdrücklich soll in dem hier vorgelegten Dokument es auch möglich sein, dass der Multiplexer in einem seiner Betriebszustände keines der in der 1 eingezeichneten Eingangssignale des Multiplexers (MUX) mit dem Eingang des Analog-zu Digital-Wandlers (ADC) verbindet. Bevorzugt steuert die Steuervorrichtung (µC) den Multiplexer (MUX) mittels der Ausführung einer Software. An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Steuervorrichtung (µC) der mikrointegrierten Schaltung (IC) typischerweise den Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) unter Benutzung des analogen Multiplexers (MUX) auch für die Überwachung anderer Spannungs- und/oder Stromwerte elektrischer Spannungen und Ströme innerhalb und Außerhalb der mikrointegrierten Schaltung (IC) je nach Anwendungszweck verwendet. Die Software der Steuervorrichtung (µC) befindet sich bevorzugt ganz oder teilweise in dem Lese-Speicher (ROM) und/oder in dem nicht flüchtigen Speicher (NVM). Die Steuervorrichtung (µC) greift bevorzugt über den Datenbus (DB) auf die Software in diesen Speichern zu. Bevorzugt umfasst der mikrointegrierte Schaltkreis (IC) zumindest den Lesespeicher (ROM) oder den nicht flüchtigen Speicher (NVM). Bevorzugt nutzt die Steuervorrichtung (µC) den Schreib- / Lesespeicher (RAM) und/oder Register der Steuervorrichtung (µC) zur Zwischenspeicherung von Daten. Bevorzugt steuert die Steuervorrichtung (µC) die Spannungsreferenz (REF), den Multiplexer (MUX), den Analog-zu-Digital-Wandler (ADC), die Datenschnittstelle (DBIF), die Multiplexersteuerung (MUXC) und die Energieversorgung (PWR) über den Datenbus durch Registereinträge in entsprechenden Steuerregistern dieser Vorrichtungsteil. Eine externe positive Versorgungsspannungsleitung (U_DDEXT) und eine externe negative Versorgungsspannungsleitung (VDD_EXT) versorgen bevorzugt die mikrointegrierte Schaltung (IC) mit elektrischer Energie. Die Energieversorgung (PWR) erzeugt aus dieser Energie, die die Energieversorgung (PWR) als Teil der mikrointegrierten Schaltung (IC) über eine externe positive Versorgungsspannungsleitung (U_DDEXT) und eine externe negative Versorgungsspannungsleitung (VDD_EXT) empfängt, bevorzugt zumindest eine interne positive Spannung (U_DDINT) und das Bezugspotenzial der Bezugspotenzialleitung (GND). Die Energieversorgung (PWR) erzeugt aus der Energie, die die Energieversorgung (PWR) als Teil der mikrointegrierten Schaltung (IC) externe positive Versorgungsspannungsleitung (U_DDEXT) und eine externe negative Versorgungsspannungsleitung (VDD_EXT) empfängt, bevorzugt in Abhängigkeit von einer Energieversorgungsreferenzspannung (U_REFpwr) zumindest eine interne positive Spannung (U_DDINT) und bevorzugt das Bezugspotenzial der Bezugspotenzialleitung (GND). Bevorzugt verfügt die mikrointegrierte Schaltung (IC) zumindest in der späteren Anwendung über eine Energiereserve (C_Eres). Bevorzugt kann die Energieversorgung (PWR) diese Energiereserve (C_Eres) mit Energie laden, die die Energieversorgung (PWR) als Teil der mikrointegrierten Schaltung (IC) über die externe positive Versorgungsspannungsleitung (U_DDEXT) und die externe negative Versorgungsspannungsleitung (VDD_EXT) empfängt. Bevorzugt hängt das Laden dieser Energiereserve (C_Eres) von dem Wert der Energieversorgungsreferenzspannung (U_REFpwr) ab.
• Sofern die Energieversorgung der mikrointegrierten Schaltung (IC) über die externe positive Versorgungsspannungsleitung (U_DDEXT) und die externe negative Versorgungsspannungsleitung (VDD_EXT) ausfällt oder abgetrennt wird, kann die Energiereserve (C_Eres) dann beispielsweise die mikrointegrierte Schaltung (IC) und ggf. weitere Schaltungsteile der Anwendungsschaltung mit elektrischer Energie versorgen. Beispielsweise kann die Anwendungsschaltung das Energieversorgungssystem eines Elektrofahrzeugs sein und die Energiereserve (C_Eres) kann die Batterie eines solchen Fahrzeugs sein. Es ist daher denkbar, dass ggf. auch erhebliche Teile der Energieversorgung (PWR), wie beispielsweise Leistungstransistoren und deren unmittelbare Ansteuerschaltungen nicht, wie in 1 eingezeichnet, Teil der mikrointegrierten Schaltung (IC) sind, sondern extern zu dieser sind.
• Die Energiereserve (C_Eres) kann beispielsweise ein oder mehrere Kondensatoren oder Akkumulatoren oder dergleichen incl. ggf. notwendiger Hilfsschaltkreise umfassen.
• Sofern die Energieversorgung der mikrointegrierten Schaltung (IC) über die externe positive Versorgungsspannungsleitung (U_DDEXT) und die externe negative Versorgungsspannungsleitung (VDD_EXT) ausfällt oder abgetrennt wird, kann die Energiereserve (C_Eres) dann beispielsweise die mikrointegrierte Schaltung (IC) und ggf. weitere Schaltungsteile der Anwendungsschaltung mit elektrischer Energie versorgen, indem die Energieversorgung (PWR) aus der gespeicherten Energie der Energiereserve (C_Eres) bevorzugt in Abhängigkeit von einer Energieversorgungsreferenzspannung (U_REFpwr) zumindest eine interne positive Spannung (U_DDINT) und bevorzugt das Bezugspotenzial der Bezugspotenzialleitung (GND) zumindest zeitweise erzeugt. Gleiches kann bei Spannungsschwankungen der externen Versorgungsspannung zwischen den beiden externen Versorgungsanschlüssen (UDD_EXT, GND_EXT) oder der gleichen geschehen. Die Spannung zwischen den beiden externen Versorgungsanschlüssen (UDD_EXT, GND_EXT) kann je nach Anwendung beispielsweise auch eine Wechselspannung oder eine Gleichspannung sein. Die Energieversorgung (PWR) ist dann bevorzugt darauf eingerichtet eine solche anwendungsspezifische und ggf. nur zeitweise zur Verfügung stehende Energieversorgung zu verarbeiten.
• Statt der Energieversorgungsreferenzspannung (U_REFpwr) kann die mikrointegrierte Schaltung (IC) auch einen funktionsäquivalenten Energieversorgungsreferenzstrom (I_REFpwr) verwenden, den die Energieversorgung (PWR) ggf. bei Bedarf in eine Energieversorgungsreferenzspannung (U_REFpwr) mittels eines Widerstands der Energieversorgung (PWR) wandeln kann. Umgekehrt kann die Energieversorgung eine Energieversorgungsreferenzspannung (U_REFpwr) bei Bedarf in einen Energieversorgungsreferenzstrom (I_REFpwr) mittels eines Widerstands der Energieversorgung (PWR) wandeln.
• Die Verbindungen der mindestens einen internen positiven Versorgungsspannungsleitung (U_DDINT) zu den übrigen Schaltungsteilen (DBIF, µC, ADV, MUX, REF, MUXC, RAM, NVM, ROM) der mikrointegrierten Schaltung (IC) und ggf. nicht eingezeichneten weiteren internen und/oder externen mit versorgten Schaltungsteilen der mikrointegrierten Schaltung (IC) oder der Anwendungsschaltung, deren Teil ggf. die Mikrointegrierte Schaltung (IC) ist, ist zur besseren Übersichtlichkeit in der 1 nicht eingezeichnet.
• Die Verbindungen der mindestens einen internen negativen Versorgungsspannungsleitung (GND) zu den übrigen Schaltungsteilen (DBIF, µC, ADV, MUX, REF, MUXC, RAM, NVM, ROM) der mikrointegrierten Schaltung (IC) und ggf. nicht eingezeichneten weiteren internen und/oder externen mit versorgten Schaltungsteilen der mikrointegrierten Schaltung (IC) oder der Anwendungsschaltung, deren Teil ggf. die Mikrointegrierte Schaltung (IC) ist, ist zur besseren Übersichtlichkeit in der 1 nicht eingezeichnet.
• Im Sinne des hier vorgelegten Dokuments sind diese elektrischen Verbindungen jedoch offenbart, da es offensichtlich ist, dass jeder dieser Schaltungsteile einer elektrischen Versorgung bedarf.
• In dem Beispiel der 1 bilden die Steuervorrichtung (µC), die Speicher (ROM, NVM, RAM), der Datenbus (DB), die Multiplexersteuerung (MUXC), der Multiplexer (MUX), der Analog-zu-Digital-Wandler (ADC), der Widerstand (R1) und die Serienschaltung der n_Dioden Dioden (D1 bis Dn) eine beispielhafte Überwachungsvorrichtung (UV) für die Spannungsreferenz (REF).
• Die Überwachung durch die Überwachungsvorrichtung (UV) funktioniert dann folgendermaßen:
• • Der Widerstand (R1) ist bevorzugt mit seinem ersten Anschluss mit dem besagten vorhandenen PTAT-Stromausgang (PTAT) der vorhandenen Spannungsreferenz (REF) verbunden. Der Widerstand (R1) ist bevorzugt mit seinem zweiten Anschluss mit dem Bezugspotenzial einer Bezugspotenzialleitung (GND) - vorzugsweise der Masseleitung - verbunden.
• • Das Transfergate in dem Multiplexer (MUX) kann dann die dadurch am PTAT-Anschluss (PTAT) der Spannungsreferenz (REF) zur Verfügung stehende PTAT-Spannung (U_PTAT) zum Eingang des Analog-zu-Digitalwandlers (ADC) durchschalten. Somit kann der Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) den Spannungswert der PTAT-Spannung (U_PTAT) gegenüber dem Bezugspotenzial einer Bezugspotenzialleitung (GND) erfassen und der Steuervorrichtung (µC) über den Datenbus (DB) zur Verfügung stellen. Damit ist die PTAT-Spannung (U_PTAT) für die Steuervorrichtung (µC) typischerweise messbar.
• • Die Überwachungsvorrichtung (UV) führt die Überwachung der Spannungsreferenz (REF) typischerweise in der folgenden Weise durch:
• • Die Steuervorrichtung (µC) ermittelt typischerweise mit der bereits vorhandenen Temperaturmessung über den Pfad der n_Dioden Dioden (D1 bis Dn) auf Basis der Temperaturabhängigkeit der Diodenspannungen der Dioden (D1 bis Dn) die Temperatur T_Diode. Dabei berechnet sich die Gesamtdiodenspannung (U_Diode) der Diodenstrecke der n_Dioden Dioden (D1 bis Dn) typischerweise wie folgt: $$U_{Diode}=n_{Dioden}\left(U\left(T_0\right)+T{K}_{Diode}\times T_{Diode}+\frac{U_{BG}}{R_{Bias}}\times R_{Diode}\right)$$
  
  Hierbei stehen n_Dioden für die Anzahl der Dioden (D1 bis Dn) in der Serienschaltung der Dioden (D1 bis Dn), To für eine Referenztemperatur, U(To) für den Spannungsabfall über die jeweilige Diode bei der Referenztemperatur T₀, TK_Diode für den Temperaturkoeffizient, T_Diode für die Temperaturabweichung der Temperatur von der Referenztemperatur T₀, R_Bias für den Einstellwiderstand für den Stromwert des Referenzstroms (I_Diode) und U_BG für die Bandgap-Spannung, R_Diode für den Bahnwiderstand der Diode. Die Spannungsreferenz (REF) erzeugt typischerweise den Referenzstrom (I_Diode), indem die Spannungsreferenz (REF) zum Ersten die Bandgap-Spannung U_BG einer Bandgap-Referenz-Schaltung der Spannungsreferenz (REF) auf den Einstellwiderstand (R_Bias) gibt und zum Zweiten den Referenzstrom (I_Diode), der den Einstellwiderstand (R_Bias) durchfließt, dann abnimmt und zum Dritten den Referenzstrom (I_Diode) für verschiedene Zwecke in der mikrointegrierten Schaltung (IC) verwendet. Der Referenzstrom (I_Diode) ist somit einfach: $$I_{Diode}=\frac{U_{BG}}{R_{Bias}}$$
  
  Der entsprechende Ausgangswert U_Dioden,ADC des ermittelten Messwerts des Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC) berechnet sich dann typischerweise wie folgt: $$U_{Dioden,ADC}=\frac{2^N}{U_{BG}{A}_{UREF}}{n}_{Dioden}\left(U\left(T_0\right)+T{K}_{Diode}\times T_{Diode}+\frac{U_{BG}}{R_{Bias}}\times R_{Diode}\right)$$
  
  Hierbei stehen N für die Auflösung des Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC), U_Dioden,ADC für den durch den Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) erfassten und gewandelten Messwert der Spannung über die Serienschaltung der Dioden (D1 bis Dn), A_UREF für den Bruch A_UREF=U_REF/U_BG. Die Spannung U_REF ist dabei die Referenzspannung des Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC). Die Eingangsspannung U_EADC des Analog zu Digital-Wandlers (ADC) ist die Spannung zwischen dem Eingang des Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC) und einem Bezugspotenzial, beispielsweise dem Bezugspotenzial der Bezugspotenzialleitung (GND). Ist die Eingangsspannung U_EADC des Analog zu Digital-Wandlers (ADC) gleich der Referenzspannung U_REF, gilt also U_EADC=U_REF, so entspricht das Wandelergebnis des Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC) typischerweise dem Wert 2^N-1. Der Wert 2^N-1 entspricht aber typischerweise dem maximalen Wandelergebnis, das der Analog-Zu-Digital-Wandler als Messergebnis der Steuervorrichtung (µC) über den Datenbus (DB) zur Verfügung stellen kann. Höhere Spannungswerte kann der Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) typischerweise nicht weiter quantifizieren. Die Spannungsreferenz (REF) generiert die Referenzspannung U_REF des Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC) wird üblicherweise aus der Bandgap-Spannung U_BG mittels eines Verstärkers. Typischerweise ergibt sich eine Spannungsverstärkung A_UREF mit der die Spannungsreferenz (REF) die Bandgap-Spannung U_BG zur Referenzspannung U_REF des Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC) im Ergebnis verstärkt. Die folgende Gleichung gibt dann die Temperatur T_Diode in etwa wieder, die die Vorrichtung mittels der der Dioden(Da bis Dn) der mikrointegrierten Schaltung (IC) ermittelt: $$T_{Diode}=\frac{\frac{U_{Diode,ADC}\times U_{BG\times }{A}_{UREF}}{2^N{n}_{Diode}}-U\left(T_0\right)-\frac{U_{BG}\times R_{Diode}}{R_{Bias}}}{T{K}_{Diode}}$$
  
  • ◯ Zusätzlich ermittelt die Steuervorrichtung (µC) mit Hilfe des Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC) auf Basis der Abhängigkeit der am Widerstand (R1) erzeugten und mittels des Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC) gemessenen PTAT-Spannung (U_PTAT,ADC) $$U_{PTAT,ADC}=\frac{2^n}{U_{BG}\times a_{UREF}}\times \frac{T{K}_{IPTAT}\times T}{R_{IPTAT}}$$
    
    die zweite gemessene Temperatur T_PTAT der mikrointegrierten Schaltung (IC): $$T_{PTAT}=\frac{U_{PTAT,ADC}\times U_{BG}\times A_{UREF}}{2^n}\times \frac{R_{PTAT}}{T{K}_{PTAT}}$$
    
    Hierbei stehen TK_IPTAT für den Temperaturkoeffizienten des Stromwerts des PTAT-Stromes I_PTAT, R_PTAT für den Ausgangswiderstand zur Generierung der PTAT-Spannung U_PTAT.
  • ◯ Die Überprüfung der generierten Referenzspannung kann nun einfach durch Vergleich der beiden ermittelten Temperaturen erfolgen. Sind diese innerhalb eines zu erwartenden Toleranzbands, so ist die Referenzspannung im Zielbereich.
  • ◯ Ein Unterschied der beiden Temperaturen ist der Fehler, den die vorschlagsgemäße Vorrichtung entsprechend der Aufgabe der Erfindung ohne zusätzliche Referenzen detektieren soll.
• • Diese Methode der Überwachung des PTAT-Stromes I_PTAT nutzt die unterschiedlichen Eigenschaften der beiden Messmethoden für die Temperatur der mikrointegrierten Schaltung aus:
  • ◯ Die Temperaturabhängigkeiten TK_IPTAT und TK_Diode, die in diese beiden Spannungen U_PTAT,ADC und U_Dioden,ADC eingehen, sind immer gegenläufig. Damit führt jeder Einzelfehler in der Messkette zwangsläufig zu einer Vergrößerung des gemessenen Temperaturunterschieds zwischen dem ersten Temperaturesswert T_Diode auf Basis des Spannungsabfalls über die Dioden (D1 bis Dn) einerseits und dem zweiten Temperaturmesswert T_PTAT auf Basis des PTAT-Stromes I_PTAT andererseits.
  • ◯ Ein Fehler beispielsweise eines Spannungswerts einer Referenzspannung oder einer Versorgungsspannung, die die Spannungsreferenz (REF) erzeugt, oder auch ein Fehler des Spannungswerts der typischerweise daraus abgeleiteten Referenzspannung für den Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) führt zu einer Verschiebung der beiden temperaturabhängigen Spannungen in die gleiche Richtung. Dies bedeutet, dass die Vorrichtung auf dem einen Messpfad eine höhere Temperatur ermittelt wird, während auf dem anderen Messpfad eine niedrigere Temperatur ermittelt. Tritt ein solcher Unterschied auf, so meldet die Steuervorrichtung bevorzugt einen Fehler und löst einen entsprechenden Sicherheitsmechanismus aus.
• • Die hier vorgestellte kostengünstige Lösung einer Überwachungsvorrichtung, die über zwei verschiedene Messpfade die Spannungsreferenz (REF) einer mikrointegrierten Schaltung (IC) überwacht, überwacht neben der ursprünglichen zu überwachenden zentralen Spannungsreferenz (REF) weiterhin:
  • ◯ die Referenzspannung des Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC) und
  • ◯ beide implementierte Temperaturmesswege selbst und
  • ◯ die Generierung des PTAT-Stroms.
• • Die Genauigkeit dieser Überwachung ist von der Genauigkeit der beiden Temperaturmesspfade abhängig.
• • Eine Genauigkeitserhöhung der Temperaturmesspfade kann zweckmäßigerweise darüber erfolgen, dass das Produktionstestsystem während des Band-Ende-Tests in der Halbleiterproduktion der mikrointegrierten Schaltung (IC) die im Zuge dieses Band-Ende-Tests gemessenen Messwerte des Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC) der mikrointegrierten Schaltung (IC) für bestimmte Temperaturen (Kältetest, Test bei höherer Temperatur) in einem nichtflüchtigen Speicher (ROM, NVM) ablegt. Diese Messwerte im nicht flüchtigen Speicher (NVM) der mikrointegrierten Schaltung benutzt die typischerweise in die mikrointegrierte Schaltung (IC) integrierte Steuervorrichtung (µC), die beispielsweise ein Mikrokontroller sein kann, zur individuellen Bestimmung der jeweiligen Temperaturkoeffizienten TK_IPTAT und TK_Diode beider Messpfade benutzt
• • Bei der Genauigkeitsbewertung ist zu bemerken, dass das Verfahren selbst keine besonderen Anforderungen an die Genauigkeit der Temperaturgenerierung beim Band-Ende-Test in der Herstellung der mikrointegrierten Schaltung (IC) stellt. Die Anwendbarkeit des Verfahrens hängt nicht von der absoluten Genauigkeit der beim Band-Ende-Test in der Herstellung der mikrointegrierten Schaltung (IC) anliegenden Temperatur ab. Es kommt lediglich darauf an, dass die mikrointegrierte Schaltung (IC) im Test möglichst während der Messung der Temperatur der mikrointegrierten Schaltung (IC) über die beiden verschiedenen Messpfade seine Temperatur nicht ändert. Damit sind die Temperaturkoeffizienten TK_IPTAT und TK_Diode beider Messpfade in sich konsistent und das Verfahren kann auch dann angewendet werden, wenn die Temperaturmessungen selbst z.B. wegen größerer Solltemperaturabweichungen beim Test relativ ungenau sind. Lediglich die nötige Auflösung der Messpfade, ausreichende integrale Nichtlinearität (INL= integral non linearity) und natürlich entsprechend geringe dynamische Störungen der entsprechenden Messwerte des Analog-zu-Digitalwandlers (ADC) der mikrointegrierten Schaltung (IC) sind nötig.
• Plausibilitäts-Test zur Überprüfung der Bandgap-Spannung über Chiptemperaturermittlung auf zwei Wegen
• Messpfad 1) Messung mittels der Gesamtdiodenspannung U_Diode einer bestromten Diodenserienschaltung mit mindestens einer Diode
• Das hier vorgelegte Dokument legt folgende Prinzipien beispielsweise zugrunde:
• • Bevorzugt leitet ein Vorrichtungsteil der mikrointegrierten Schaltung (IC) den Referenzstrom I_Diode aus der Bandgap-Spannung U_BG der Spannungsreferenz (REF) ab.
• • Die Diode hat typischerweise einen Bahnwiderstand R_Diode. Ein vereinfachtes Modell beschreibt diese Diode.
• Die Gesamtdiodenspannung U_Diode der Serienschaltung der n_Dioden Dioden (D1 bis Dn) beträgt dann typischerweise: $$U_{Diode}=n_{Dioden}\left(U\left(T_0\right)+T{K}_{Diode}\times T+\frac{U_{BG}}{R_{Bias}}\times R_{Diode}\right)$$

  
• Der Temperaturkoeffizient TK_Diode hat typischerweise einen Wert von TK_Diode=2mv/K.
• Die Anzahl (n_Dioden) der Dioden (D1 bis Dn), die in der mikrointegrierten Schaltung (IC) in Reihe geschaltet sind, um die Auflösung zu verbessern, ist typischerweise von der späteren Anwendung der mikrointegrierten Schaltung abhängig.
• Der Messwert des Analog-zu-Digital-Wandlers der erfassten und gewandelten Diodenspannung U_Dioden,ADC ist dann: $$U_{Dioden,ADC}=\frac{2^N}{U_{BG}{A}_{UREF}}{n}_{Dioden}\left(U\left(T_0\right)+T{K}_{Diode}\times T_{Diode}+\frac{U_{BG}}{R_{Bias}}\times R_{Diode}\right)$$

  
• Die Umformung der vorstehenden Gleichung ergibt als daraus errechnete Temperatur: $$T_{Diode}=\frac{\frac{U_{Diode,ADC}\times U_{BG\times }{A}_{UREF}}{2^N{n}_{Dioden}}-U\left(T_0\right)-\frac{U_{BG}\times R_{Diode}}{R_{Bias}}}{T{K}_{Diode}}$$

  
• Weg 2) Messung über die PTAT-Spannung U_PTAT
• Die PTAT-Spannung U_PTAT über den Widerstand (R1) gegen das Bezugspotenzial der Bezugspotenzialleitung (GND) beträgt typischerweise: $$U_{PTAT}=\frac{T{K}_{IPTAT}\cdot T_{PTAT}}{R_{PTAT}}$$

  
• Dabei beschreibt der Koeffizient TK_RTAT den Temperaturkoeffizienten des PTAT-Stromes. Die Stromgröße I_RTAT ist der PTAT-Strom aus dem PTAT-Anschluss der Spannungsreferenz (REF) in den Widerstand (R1) hinein. Der Wert R_PTAT symbolisiert den Widerstandswert des Ausgangswiderstands zur Generierung der PTAT-Spannung U_PTAT.
• Die folgende Gleichung beschreibt dann den Messwert des Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC): $$U_{PTAT,ADC}=\frac{2^N}{U_{BG}\cdot A_{UREF}}\cdot \frac{T{K}_{IPTAT}\cdot T_{PTAT}}{R_{PTAT}}$$

  
• Die Umformung der vorstehenden Gleichung zur Berechnung der PTAT-Temperatur T_PAT ergibt die folgende Gleichung: $$T_{PTAT}=\frac{U_{PTAT,ADC}\cdot U_{BG}\cdot A_{UREF}}{2^N}\cdot \frac{R_{PTAT}}{T{K}_{PTAT}}$$

  
• Der Vergleich der beiden Temperaturen T_PTAT und T_Diode ergibt, dass die Abhängigkeiten sowohl von der Band-Gap-Spannung U_BG als auch von der Spannungsverstärkung A_UREF und den anderen Parametern so unterschiedlich sind, dass über diesen Weg die Erkennung der Abweichung einer der Größen sicher detektiert werden kann.
• Die hier vorgestellte technische Lehre beschreibt somit eine mikrointegrierte Schaltung (IC), die eine Spannungsreferenz (REF), eine Serienschaltung von n_Dioden Halbleiterdioden (D₁ bis D_n), eine Bezugspotenzialleitung (GND) auf einem Bezugspotenzial, einen Widerstand (R1), einen Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) und eine Steuervorrichtung (µC) aufweist. Hierbei steht n_Dioden für eine ganze positive Zahl größer oder gleich 1. Die Spannungsreferenz (REF) weist einen PTAT-Anschluss (PTAT) auf, der einen PTAT-Strom (I_PTAT) ausgibt und in den Widerstand (R1) einspeist. Der Widerstand (R1) ist bevorzugt dazu eingerichtet, vom PTAT-Strom (I_PTAT) durchströmt zu werden, sodass zwischen dem PTAT-Anschluss der Spannungsreferenz (REF) und der Bezugspotenzialleitung eine PTAT-Spannung (U_PTAT) abfällt. Ein Vorrichtungsteil der mikrointegrierten Schaltung ist dazu eingerichtet, die Serienschaltung der (n_Dioden) Halbleiterdioden (D₁ bis D_n) mit einem Referenzstrom (I_Diode) zu bestromen. Bei diesem Vorrichtungsteil handelt es sich bevorzugt um die Spannungsreferenz (REF) selbst. Der Referenzstrom (I_Diode) hängt typischerweise, aber nicht notwendiger Weise, von einem Vorrichtungsteil der Spannungsreferenz (REF) ab. Dieser Vorrichtungsteil der mikrointegrierten Schaltung (IC) ist bevorzugt dazu eingerichtet, den Referenzstrom (I_Diode) aus einer Bandgap-Spannung (U_BG) der Spannungsreferenz (REF) abzuleiten. Durch die Bestromung der n_Dioden Halbleiterdioden (D₁ bis D_n) mit dem Referenzstrom (I_Diode) wobei fällt dann über die n_Dioden Halbleiterdioden (D₁ bis D_n) eine Gesamtdiodenspannung (U_Diode) ab. Der Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) ist bevorzugt dazu eingerichtet, diese Gesamtdiodenspannung (U_Diode) zu erfassen und einen Gesamtdiodenspannungswert U_Dioden,ADC bereitzustellen. Der Gesamtdiodenspannungswert U_Dioden,ADC, ist bevorzugt der Messwert der Gesamtdiodenspannung (U_Diode), den der Analog-zu-Digital-Wandler ermittelt. Der Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) ist bevorzugt dazu eingerichtet, die PTAT-Spannung (U_PTAT) zu erfassen und einen PTAT-Spannungswert U_PTAT,ADC bereitzustellen. Der PTAT-Spannungswert U_PTAT,ADC ist bevorzugt der Messwert der PTAT-Spannung (U_PTAT). Die Steuervorrichtung (µC) der mikrointegrierten Schaltung (IC) ist bevorzugt dazu eingerichtet, einen Vergleich auf Basis des Gesamtdiodenspannungswerts U_Dioden,ADC und des PTAT-Spannungswerts U_PTAT,ADC durchzuführen. Bevorzugt ist die Steuervorrichtung (µC) dazu eingerichtet, auf Basis des Ergebnisses dieses Vergleiches zu entscheiden, ob ein Fehler der Spannungsreferenz (REF) vorliegt oder nicht.
• In einer Verfeinerung ist die Steuervorrichtung (µC) bevorzugt so eingerichtet, dass der Vergleich, den die Steuervorrichtung (µC) durchführt, eine Berechnung einer ersten Temperatur T_PTAT auf Basis des PTAT-Stromes I_PTAT umfasst und dass der Vergleich, den die Steuervorrichtung (µC) durchführt, eine Berechnung einer zweiten Temperatur T_Diode auf Basis der erfassten Gesamtdiodenspannung (U_Dioden,ADC) umfasst. Gleichzeitig ist in dieser Verfeinerung die Steuervorrichtung (µC) bevorzugt so eingerichtet, dass der Vergleich, den die Steuervorrichtung (µC) durchführt, den Vergleich der ersten Temperatur T_PAT mit der zweiten Temperatur T_Diode umfasst der dann zu dem Vergleichsergebnis führt.
• In einer zweiten Verfeinerung ist die Steuervorrichtung (µC) bevorzugt so eingerichtet, dass das Vergleichsergebnis im Wesentlichen die Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur T_PTAT und der zweiten Temperatur T_Diode ist. Hierbei bedeutet im Wesentlichen, dass kleinere Abweichungen, die für die Funktion aber unerheblich sind, bestehen können.
• In einer dritten Verfeinerung ist beispielsweise die Steuervorrichtung (µC) so eingerichtet, dass die Steuervorrichtung (µC) auf einen Fehler der Spannungsreferenz (REF) und/oder eines anderen Vorrichtungsteils der mikrointegrierten Schaltung (IC) schließt, wenn der die Temperaturdifferenz größer als ein oberer Temperaturdifferenzschwellwert ist und/oder wenn der die Temperaturdifferenz kleiner als ein unterer Temperaturdifferenzschwellwert ist.
• Bevorzugt verhält sich die PTAT-Spannung (U_PTAT) bei Temperaturschwankungen gegenläufig zu Gesamtdiodenspannung (U_Diode).
• Diesen Vorrichtungen entsprechen Verfahren, die diese Vorrichtungen ausführen.
• Die hier vorgelegte Schrift offenbart ein Verfahren zum Selbsttest einer mikrointegrierten Schaltung (IC) mit einer Spannungsreferenz (REF). Das Verfahren umfasst als ersten Schritt ein Erzeugen eines PTAT-Strom (I_PTAT) an einem PTAT-Anschluss (PTAT) der Spannungsreferenz (REF). Das Verfahren umfasst als zweiten Schritt ein Wandeln des PTAT-Strom (I_PTAT) in eine PTAT-Spannung (U_PTAT), insbesondere mittels eines Widerstands (R1). Das Verfahren umfasst als dritten Schritt ein Ableiten eines Referenzstromes (I_Diode) aus einer Bandgap-Spannung (U_BG) der Spannungsreferenz (REF). Das Verfahren umfasst als vierten Schritt ein Bestromen einer Serienschaltung von n_Dioden Halbleiterdioden (D₁ bis D_n) mit dem Referenzstrom (I_Diode). Das Verfahren umfasst als fünften Schritt ein Erfassen Gesamtdiodenspannung (U_Diode), die über die n_Dioden Halbleiterdioden (D₁ bis D_n) abfällt, und ein Bereitstellen eines Gesamtdiodenspannungswerts. Das Verfahren umfasst als sechsten Schritt ein Erfassen der PTAT-Spannung (U_PTAT) und ein Bereitstellen eines PTAT-Spannungswerts. Das Verfahren umfasst als siebten Schritt ein Erzeugen eines Vergleichsergebnisses mittels eines Vergleichs auf Basis des Gesamtdiodenspannungswerts und des PTAT-Spannungswerts. Das Verfahren umfasst als achten Schritt ein Entscheiden auf Basis des Ergebnisses dieses Vergleiches zu entscheiden, ob ein Fehler der Spannungsreferenz (REF) vorliegt oder nicht.
• In einer ersten Variante des Verfahrens umfasst der Vergleich eine Berechnung einer ersten Temperatur (T_PAT) auf Basis des PTAT-Stromes (I_PTAT) und eine Berechnung einer zweiten Temperatur (T_Diode) auf Basis der Gesamtdiodenspannung (U_Dioden,ADC). Das Verfahren umfasst in dieser ersten Variante den Vergleich der ersten Temperatur (T_PAT) mit der zweiten Temperatur (T_Diode), der dann zu dem Vergleichsergebnis führt.
• In einer zweiten Variante des Verfahrens umfasst das Vergleichsergebnis die Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur T_PTAT und der zweiten Temperatur T_Diode.
• In einer dritten Variante des Verfahrens umfasst das Verfahren den Schritt des Schließens auf einen Fehler der Spannungsreferenz (REF) und/oder eines anderen Vorrichtungsteils der mikrointegrierten Schaltung (IC), wenn der die Temperaturdifferenz größer als ein oberer Temperaturdifferenzschwellwert ist und/oder wenn der die Temperaturdifferenz kleiner als ein unterer Temperaturdifferenzschwellwert ist.
• Bevorzugt verhält sich die PTAT-Spannung (U_PTAT) bei Temperaturschwankungen gegenläufig zu Gesamtdiodenspannung (U_Diode).
• Vorteil
• Ein solcher [Gattungsbegriff] ermöglicht zumindest in einigen Realisierungen [Vorteile nennen]. Die Vorteile sind hierauf aber nicht beschränkt.
• Die hier vorgestellte Absicherung der Referenzspannungs- und Referenzstromerzeugung über die Messung zweier Temperaturen mit gegenläufiger Charakteristik eignet sich besonders für spezielle Projekte mit Anforderungen der funktionalen Sicherheit (Abkürzung FuSi). Eine Voraussetzung ist dabei, dass die mikrointegrierten Schaltungen, die diese Projekte nutzen sollen, eine zentrale Spannungsreferenz (REF) besitzen und vorzugsweise bereits einen Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) zur Messung verschiedener Eingangsgrößen umfassen. Zusätzlich sollte der mikrointegrierte Schaltkreis (IC) eine Steuervorrichtung (µC), die bevorzugt eine Recheneinheit ist, und ein nichtflüchtiger Speicher (NVM) umfassen. Der elektrische Bandendetest bei der Fertigung der mikrointegrierten Schaltung (IC) beschreibt bevorzugt diesen nichtflüchtigen Speicher (NVM) mit Messdaten, die die mikrointegrierte Schaltung (IC) dann für die Bewertung der erfassten Temperaturen (T_PTAT, T_Diode) nutzt. Dann ist der hardware- und testseitige Aufwand der hier in diesem Dokument vorgestellte technische Lösung kostengünstiger als Alternativen, die eine unabhängige Referenz benötigen.
• Ein wesentlicher Vorteil der hier vorgestellten technischen Lösung besteht aus der Kostenreduktion, da die in dem hier vorliegenden Dokument offenbarte technische Lehre auf eine zusätzliche, unabhängige Spannungsreferenz und auch auf die entsprechenden Komparatoren verzichten kann.
• Darüber hinaus weist die hier in diesem Dokument vorgestellte technische Lehre weitere Vorteile auf.
• Die hier vorgestellte technische Lehre ist nämlich in der Lage, neben Fehlern der der Referenzspannung auch andere Einzelfehler zu entdecken und damit die Testabdeckung an sich zu erhöhen. Diese Einzelfehler können
• • Einzelfehler in der ADC-Referenz, also Fehler der Referenzspannung bzw. des Referenzstroms des Analog-zu-Digitalwandlers (ADC) umfassen und/oder
• • Einzelfehler in den Temperaturmesspfaden umfassen und/oder
• • Einzelfehler in der Erzeugung des PTAT-Stroms I_PTAT in der Spannungsreferenz (REF) umfassen und/oder
• • Einzelfehler im Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) umfassen, wobei diese typischerweise eine reduzierte Fehlerabdeckung aufweisen.
• Eine vorschlagsgemäße Vorrichtung kann daher diese Einzelfehler ohne weitere Zusatzaufwände entdecken.
• Liste der Figuren
• 1 zeigt beispielhaft und schematisch und vereinfacht eine vorschlagsgemäße Vorrichtung wobei die Steuervorrichtung (µC) als Überwachungsvorrichtung (UV) agiert.
• Beschreibung der Figuren
• Figur 1
• 1 zeigt beispielhaft und schematisch und vereinfacht eine vorschlagsgemäße Vorrichtung. Die Steuervorrichtung (µC) agiert als Teil der Überwachungsvorrichtung (UV). Ein Datenbus (DB) verbindet die Steuervorrichtung (µC) mit einer Datenschnittstelle (DBIF) zu einem externen Datenbus (EXTDB), einem ROM, einem nicht flüchtigen Speicher (NVM), einem Schreib/Lese-Speicher (RAM), einer Multiplexersteuerung (MUXC), einer Energieversorgung (PWR) und einen Analog-zu-Digital-Wandler (ADC). In dem Beispiel der 1 soll die Steuervorrichtung (µC) alle dargestellten Vorrichtungsteile der mikrointegrierten Schaltung (IC) steuern. Die entsprechenden Leitungen sind zur besseren Übersichtlichkeit nicht vollständig eingezeichnet. Insbesondere steuert die Steuervorrichtung (µC) bevorzugt den Multiplexer (MUX), der einen oder mehrere elektrische Knoten innerhalb der mikrointegrierten Schaltung (IC) mit dem Eingang des Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC) verbinden kann oder diese von dem Eingang des Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC) trennen kann. Die Spannungsreferenz (REF) bestromt die Diodenserienschaltung der n_Dioden Halbleiterdioden (D1 bis Dn) mit
• Dem Referenzstrom (I_Diode), den sie aus einer Bandgap-Spannung (U_BG) in ihrem Inneren erzeugt. Über den Multiplexer (MUX) kann der Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) den Spannungswert der Gesamtdiodenspannung (U_Diode), die über die Diodenstrecke der n_Dioden Dioden (D1 bis Dn) abfällt, erfassen und in digitalisierte Daten wandeln. Diese digitalisierten Daten kann dann die Steuervorrichtung (µC) weiterverwenden. Die Spannungsreferenz (REF) erzeugt des Weiteren einen PTAT-Strom (I_PTAT), der einen Widerstand (R1) durchfließt. Über den Widerstand fällt dann die PTAT-Spannung (U_PTAT) ab. Über den Multiplexer (MUX) kann der Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) den Spannungswert der PTAT-Spannung (U_PTAT) erfassen und in digitalisierte Daten wandeln. Diese digitalisierten Daten kann dann die Steuervorrichtung (µC) ebenfalls weiterverwenden.
• Aus dem Spannungswert der PTAT-Spannung (U_PTAT) und dem Spannungswert der Gesamtdiodenspannung (U_Diode) kann die Steuervorrichtung (µC) dann zwei Temperaturen berechnen. Sofern die Temperaturen zu weit voneinander abweichen, liegt vermutlich ein Fehler vor, den die Steuervorrichtung (µC) dann über den Datenbus (DB) und die Datenschnittstelle (DBIF) über den externen Datenbus (EXTDB) an ein übergeordnetes System kommunizieren kann.
• Der Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) erhält seine Referenzspannung (U_REF) oder einen funktionsäquivalenten Strom von der Spannungsreferenz (REF).
• In dem Beispiel der 1 weist die mikrointegrierte Schaltung (IC) als Beispiel für einen weiteren Schaltungsteil der mikrointegrierten Schaltung (IC), der von dem Funktionieren der Spannungsreferenz (REF) abhängt, eine Energieversorgung (PWR) auf, die basierend auf einer Energieversorgungsreferenzspannung (U_REFpwr) aus der Energie, die sie über eine positive Versorgungsspannungsleitung (U_DDEXT) und eine negative Versorgungsspannungsleitung (GND_EXT) erhält, das Bezugspotenzial der Bezugspotenzialleitung (GND) und das Potenzial der internen positiven Versorgungsspannungsleitung (U_DDINT) der mikrointegrierten Schaltung (IC) erzeugt. Die Energieversorgung (PWR) lädt in dem Beispiel der 1 aus der der Energie, die sie über die positive Versorgungsspannungsleitung (U_DDEXT) und die negative Versorgungsspannungsleitung (GND_EXT) erhält, eine beispielhafte Energiereserve (C_Eres). Sofern die Energieversorgung (PWR) keine Energie über die positive Versorgungsspannungsleitung (U_DDEXT) und die negative Versorgungsspannungsleitung (GND_EXT) erhält, kann die Energieversorgung (PWR) beispielsweise dann aus der gespeicherten Energie der Energiereserve (C_Eres) das Bezugspotenzial der Bezugspotenzialleitung (GND) und das Potenzial der internen positiven Versorgungsspannungsleitung (U_DDINT) der mikrointegrierten Schaltung (IC) erzeugen.
• Glossar
• PTAT
• Die Definition des Begriffs PTAT findet sich Wikipedia (Quelle:
• https://de.wikipedia.org/wiki/Bandabstandsreferenz) wie folgt: „Als PTAT (proportional to absolute temperature) wird eine Größe bezeichnet, die proportional zur absoluten Temperatur T ist.“
• Sonstige Hinweise zur Offenlegung
• Die obige Beschreibung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit und beschränkt diese Offenbarung nicht auf die gezeigten Beispiele. Andere Variationen zu den offengelegten Beispielen können von denjenigen, die über gewöhnliche Fachkenntnisse auf dem Gebiet verfügen, anhand der Zeichnungen, der Offenbarung und der Ansprüche verstanden und ausgeführt werden. Die unbestimmten Artikel „ein“ oder „eine“ und dessen Flexionen schließen eine Vielzahl nicht aus, während die Erwähnung einer bestimmten Anzahl von Elementen nicht die Möglichkeit ausschließt, dass mehr oder weniger Elemente vorhanden sind. Eine einzige Einheit kann die Funktionen mehrerer in der Offenbarung genannter Elemente erfüllen, und umgekehrt können mehrere Elemente die Funktion einer Einheit erfüllen. Zahlreiche Alternativen, Äquivalente, Variationen und Kombinationen sind möglich, ohne dass der Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung verlassen wird. Soweit nichts anders angegeben ist, können sämtliche Merkmale der vorliegenden Erfindung frei miteinander kombiniert werden. Dies betrifft die gesamte hier vorgelegte Schrift. Auch die in der Figurenbeschreibung beschriebenen Merkmale können, soweit nichts anderes angegeben ist, als Merkmale der Erfindung frei mit den übrigen Merkmalen kombiniert werden. Eine Beschränkung einzelner Merkmale der Ausführungsbeispiele auf die Kombination mit anderen Merkmalen der Ausführungsbeispiele ist dabei ausdrücklich nicht vorgesehen. Außerdem können gegenständliche Merkmale der Vorrichtung umformuliert auch als Verfahrensmerkmale Verwendung finden und Verfahrensmerkmale umformuliert als gegenständliche Merkmale der Vorrichtung. Eine solche Umformulierung ist somit automatisch mit offenbart.
• In der vorausgehenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen. Die Beispiele in der Beschreibung und den Zeichnungen sollten als illustrativ betrachtet werden und sind nicht als einschränkend für das beschriebene spezifische Beispiel oder Element zu betrachten. Aus der vorausgehenden Beschreibung und/oder den Zeichnungen und/oder den Ansprüchen können durch Abänderung, Kombination oder Variation bestimmter Elemente mehrere Beispiele abgeleitet werden. Darüber hinaus können Beispiele oder Elemente, die nicht wörtlich beschrieben sind, von einer fachkundigen Person aus der Beschreibung und/oder den Zeichnungen abgeleitet werden.
• Bezugszeichen- und Abkürzungsliste

ADC

Analog-zu-Digital-Wandler;

AUREF

Spannungsverstärkung mit der die Spannungsreferenz (REF) die Bandgap-Spannung U_BG zur Referenzspannung U_REF des Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC) im Ergebnis verstärkt;

CEres

Energiereserve;

D1

erste Diode;

D2

zweite Diode

D(n-1)

(n-1)-te Diode

Dn

n-te Diode;

DB

Datenbus;

DBIF

Datenschnittstelle;

EXTDB

externer Datenbus;

GND

Bezugspotenzialleitung;

GNDEXT

externe negative Versorgungsspannungsleitung;

IC

mikrointegrierte Schaltung;

IDiode

Referenzstrom;

IPTAT

PTAT-Strom;

µC

Steuervorrichtung;

N

Auflösung des Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC);

nDioden

Anzahl der hintereinander in der Serienschaltung der n_Dioden Dioden (D1 bis Dn) seriell verschalteten Dioden (D1 bis Dn);

MUX

Multiplexer;

MUXC

Multiplexersteuerung;

NVM

nicht flüchtiger Speicher;

PTAT

PTAT-Ausgang der Spannungsreferenz (REF);

PWR

Energieversorgung;

R1

Widerstand;

RBias

Einstellwiderstand zur Erzeugung des Referenzstromes (I_Diode) und typischerweise zur Einstellung des Stromwerts des Referenzstromes (I_Diode);

RDiode

Bahnwiderstand der Diode der n_Dioden Dioden (D1 bis Dn). Der Bahnwiderstand ist typischerweise der parasitäre Widerstand der n_Dioden Dioden (D1 bis Dn);

REF

Spannungsreferenz;

RPTAT

Ausgangswiderstand zur Generierung der PTAT-Spannung U_PTAT;

ROM

Lese-Speicher;

ST

Selektionssignal mit dem die Multiplexersteuerung (MUXC) den Multiplexer (MUX) steuert;

T0

Referenztemperatur;

TDiode

mit Hilfe der Serienschaltung des n_Dioden Dioden (D1 bis Dn) ermittelter Temperaturmesswert. Er stellt die Temperaturabweichung der Temperatur der Diode von der Referenztemperatur T₀ dar;

TPTAT

Temperaturmesswert, der auf Basis des PTAT-Stromes I_PTAT ermittelt wird;

TKDiode

Temperaturkoeffizient für die Gesamtdiodenspannung U_Diode der Dioden (D1 bis Dn);

TKIPTAT

Temperaturkoeffizient des Stromwerts des PTAT-Stromes I_PTAT;

U(T0)

Spannungsabfall über die jeweilige Diode der Dioden (D1 bis Dn) bei der Referenztemperatur T₀;

UBG

Bandgap-Spannung;

UDiode

die Gesamtdiodenspannung der Diodenstrecke der n_Dioden Dioden (D1 bis Dn);

UDioden,ADC

mittels des Analog-zu-Digital-Wandler s(ADC) erfasster und gewandelter Messwert der Gesamtdiodenspannung der Diodenstrecke der n_Dioden Dioden (D1 bis Dn)

UDDEXT

externe positive Versorgungsspannungsleitung;

UDDINT

interne positive Versorgungsspannungsleitung;

UEADC

Eingangsspannung des Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC);

UPTAT

PTAT-Spannung;

UPTAT,ADC

mittels des Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC) gemessene PTAT-Spannung;

UREF

Referenzspannung des Analog zu Digital-Wandlers (ADC);

UREFpwr

Energieversorgungsreferenzspannung auf einer Energieversorgungsreferenzspannungsleitung der Energieversorgung (PWR). Statt einer Energieversorgungsreferenzspannungsleitung der Energieversorgung (PWR) ist auch die Verwendung eines Energieversorgungsreferenzstroms einer Energieversorgungsreferenzstromleitung (I_REFpwr) der Energieversorgung (PWR) denkbar.

UV

Überwachungsvorrichtung;

• Liste der zitierten Schriften
• Patentliteratur
• US 2021 / 0 397 210 A1 ,
• US 2021/0 382 513 A1
• Nicht-Patentliteratur (NPL)
• K. J. de Langen and J. H. Huijsing, „Compact low-voltage PTAT-current source and bandgap-reference circuits," Proceedings of the 24th European Solid-State Circuits Conference, 1998, pp. 108-111, doi: 10. 1109/ESSCI R. 1998.186220 https://de.wikipedia.org/wiki/Transmission-Gate (heruntergeladen am 02.08.2022) https://de.wikipedia.org/wiki/Bandabstandsreferenz (heruntergeladen am 02.08.2022)

Claims (10)

1. Mikrointegrierte Schaltung (IC) wobei die mikrointegrierte Schaltung (IC) eine Spannungsreferenz (REF) aufweist und wobei die mikrointegrierte Schaltung (IC) eine Serienschaltung von n_Dioden Halbleiterdioden (D₁ bis D_n) aufweist und wobei n_Dioden eine ganze positive Zahl größer oder gleich 1 ist und wobei die mikrointegrierte Schaltung (IC) eine Bezugspotenzialleitung (GND) auf einem Bezugspotenzial aufweist und wobei die mikrointegrierte Schaltung (IC) einen Widerstand (R1) aufweist und wobei die mikrointegrierte Schaltung einen Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) aufweist und wobei die mikrointegrierte Schaltung eine Steuervorrichtung (µC) aufweist und wobei die Spannungsreferenz (REF) einen PTAT-Anschluss (PTAT) aufweist, der einen PTAT-Strom (I_PTAT) ausgibt, und wobei der Widerstand (R1) dazu eingerichtet ist, vom PTAT-Strom (I_PTAT) durchströmt zu werden, sodass zwischen dem PTAT-Anschluss der Spannungsreferenz (REF) und der Bezugspotenzialleitung eine PTAT-Spannung (U_PTAT) abfällt, und wobei ein Vorrichtungsteil der mikrointegrierten Schaltung, insbesondere die Spannungsreferenz (REF) dazu eingerichtet ist, die Serienschaltung der n_Dioden Halbleiterdioden (D₁ bis D_n) mit einem Referenzstrom (I_Diode) zu bestromen, der von einem Vorrichtungsteil der Spannungsreferenz (REF) abhängen kann, und wobei dieser Vorrichtungsteil der mikrointegrierten Schaltung dazu eingerichtet ist, den Referenzstrom (I_Diode) aus einer Bandgap-Spannung (U_BG) der Spannungsreferenz (REF) abzuleiten, und wobei dann über die n_Dioden Halbleiterdioden (D₁ bis D_n) eine Gesamtdiodenspannung (U_Diode) abfällt und wobei der Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) dazu eingerichtet ist, diese Gesamtdiodenspannung (U_Diode) zu erfassen und einen Gesamtdiodenspannungswert bereitzustellen und wobei der Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) dazu eingerichtet ist, die PTAT-Spannung (U_PTAT) zu erfassen und einen PTAT-Spannungswert bereitzustellen und wobei die Steuervorrichtung (µC) dazu eingerichtet ist, einen Vergleich auf Basis des Gesamtdiodenspannungswerts und des PTAT-Spannungswerts durchzuführen, und wobei die Steuervorrichtung (µC) dazu eingerichtet ist, auf Basis des Ergebnisses dieses Vergleiches zu entscheiden, ob ein Fehler der Spannungsreferenz (REF) vorliegt oder nicht.
2. Mikrointegrierte Schaltung (IC) nach Anspruch 1 wobei die Steuervorrichtung (µC) so eingerichtet ist, dass der Vergleich, den die Steuervorrichtung (µC) durchführt, eine Berechnung einer ersten Temperatur (T_PTAT) auf Basis des PTAT-Stromes (I_PTAT) umfasst, und wobei die Steuervorrichtung (µC) so eingerichtet ist, dass der Vergleich, den die Steuervorrichtung (µC) durchführt, eine Berechnung einer zweiten Temperatur (T_Diode) auf Basis der Gesamtdiodenspannung (U_Diode) umfasst, und wobei die Steuervorrichtung (µC) so eingerichtet ist, dass der Vergleich, den die Steuervorrichtung (µC) durchführt, den Vergleich der ersten Temperatur (T_PTAT) mit der zweiten Temperatur (T_Diode) umfasst der dann zu dem Vergleichsergebnis führt.
3. Mikrointegrierte Schaltung (IC) nach Anspruch 2 wobei die Steuervorrichtung (µC) so eingerichtet ist, dass das Vergleichsergebnis die Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur (T_PTAT) und der zweiten Temperatur (T_Diode) ist.
4. Mikrointegrierte Schaltung (IC) nach Anspruch 3 wobei die Steuervorrichtung (µC) so eingerichtet ist, dass die Steuervorrichtung (µC) auf einen Fehler der Spannungsreferenz (REF) und/oder eines anderen Vorrichtungsteils der mikrointegrierten Schaltung (IC) schließt, wenn der die Temperaturdifferenz größer als ein oberer Temperaturdifferenzschwellwert ist oder wenn der die Temperaturdifferenz kleiner als ein unterer Temperaturdifferenzschwellwert ist.
5. Mikrointegrierte Schaltung (IC) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 wobei die PTAT-Spannung (U_PTAT) sich bei Temperaturschwankungen gegenläufig zur Gesamtdiodenspannung (U_Diode) verhält.
6. Verfahren zum Selbsttest einer mikrointegrierten Schaltung (IC) mit einer Spannungsreferenz (REF) Erzeugen eines PTAT-Stromes (I_PTAT) an einem PTAT-Anschluss (PTAT) der Spannungsreferenz (REF); Wandeln des PTAT-Stromes (I_PTAT) in eine PTAT-Spannung (U_PTAT), insbesondere mittels eines Widerstands (R1); Ableiten eines Referenzstromes (I_Diode) aus einer Bandgap-Spannung (U_BG) der Spannungsreferenz (REF); Bestromen einer Serienschaltung von n_Dioden Halbleiterdioden (D₁ bis D_n) mit dem Referenzstrom (I_Diode); Erfassen der Gesamtdiodenspannung (U_Diode), die über die n_Dioden Halbleiterdioden (D₁ bis D_n) abfällt und Bereitstellen eines Gesamtdiodenspannungswerts; Erfassen der PTAT-Spannung (U_PTAT) und Bereitstellen eines PTAT-Spannungswerts; Erzeugen eines Vergleichsergebnisses mittels eines Vergleichs auf Basis des Gesamtdiodenspannungswerts und des PTAT-Spannungswerts; Entscheiden auf Basis des Ergebnisses dieses Vergleiches, ob ein Fehler der Spannungsreferenz (REF) vorliegt oder nicht.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Vergleich eine Berechnung einer ersten Temperatur (T_PTAT) auf Basis des PTAT-Stromes (I_PTAT) umfasst und wobei der Vergleich eine Berechnung einer zweiten Temperatur (T_Diode) auf Basis der Gesamtdiodenspannung (U_Diode) umfasst und wobei der Vergleich den Vergleich der ersten Temperatur (T_PTAT) mit der zweiten Temperatur (T_Diode) umfasst, der dann zu dem Vergleichsergebnis führt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Vergleichsergebnis die Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur (T_PTAT) und der zweiten Temperatur (T_Diode) umfasst.
9. Verfahren nach Anspruch 8, mit dem Schritt des Schließens auf einen Fehler der Spannungsreferenz (REF) und/oder eines anderen Vorrichtungsteils der mikrointegrierten Schaltung (IC), wenn der die Temperaturdifferenz größer als ein oberer Temperaturdifferenzschwellwert ist oder wenn der die Temperaturdifferenz kleiner als ein unterer Temperaturdifferenzschwellwert ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9 wobei die PTAT-Spannung (U_PTAT) sich bei Temperaturschwankungen gegenläufig zur Gesamtdiodenspannung (U_Diode) verhält.

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