[發(fā)明專利]帶隙基準(zhǔn)源調(diào)整電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410398591.2
• 申請日: 2014-08-13
• 公開（公告）號: CN104166421A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳建興
• 申請（專利權(quán)）人: 中航（重慶）微電子有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 吳俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及帶隙基準(zhǔn)電壓源，更確切地說，是設(shè)計一種在同一晶片上集成有帶隙基準(zhǔn)源和自對準(zhǔn)微調(diào)電路，自對準(zhǔn)微調(diào)電路可在帶隙基準(zhǔn)電壓值在與目標(biāo)電壓值具有偏差時對基準(zhǔn)電壓值進(jìn)行修正和微調(diào)。

背景技術(shù)

對于校準(zhǔn)帶隙基準(zhǔn)源電壓而言，在IC內(nèi)部常常產(chǎn)生一個基準(zhǔn)參考電壓用以提供整個電路系統(tǒng)電壓的比較基準(zhǔn)。帶隙電壓基準(zhǔn)電路在技術(shù)上廣為人知，通常需要提供在寬廣的操作溫度范圍內(nèi)與溫度無關(guān)的穩(wěn)壓電源的場合實現(xiàn)，把雙極晶體管的發(fā)射極-基極電壓(亦即理解為CTAT電壓或與絕對溫度互補的電壓)的正溫度系數(shù)與兩個晶體管的發(fā)射極-基極電壓電壓差(亦即理解為PTAT電壓或與絕對溫度成比例的電壓)的負(fù)溫度系數(shù)結(jié)合，產(chǎn)生實質(zhì)上溫度系數(shù)大抵為零的基準(zhǔn)電壓。

在很多情況下，會因為半導(dǎo)體業(yè)界的制程、工藝條件在非預(yù)知狀況下負(fù)面的誘使基準(zhǔn)電壓發(fā)生未知的漂移現(xiàn)象，又如后道封裝造成的應(yīng)力、壓力等會讓此電壓值與仿真模擬值的有所偏差，基于該等情況，一般需要利用被動式的調(diào)整流程以修正偏差值，在晶圓級別譬如采用單晶測試(Chip?probing，簡稱CP測試)而在封裝級可采用成品測試(Final?test，簡稱FT測試)，無論這兩種其中哪一種被采用，被動式調(diào)整流程皆需下列組件與電路而方可得以實現(xiàn)：輸入?yún)⒖茧娢?Input?reference?voltage)，燒錄組件(OTP?device中如熔絲fuse?device或者存儲器memory?device)，晶片上預(yù)置的燒錄用接觸墊(Trim?pad)，以及附加的燒錄控制電路(Trim?control?circuit)等等。現(xiàn)有技術(shù)的校準(zhǔn)作法是將外部標(biāo)準(zhǔn)參考電壓信號送入測試接面，如接觸墊，將基準(zhǔn)參考電壓信號送出與外部標(biāo)準(zhǔn)參考電壓信號相比較，來獲得誤差值后，再經(jīng)外部計算后決定燒錄編碼，將編碼結(jié)果送入燒錄的接觸墊，進(jìn)行燒錄作業(yè)，最后經(jīng)由燒錄控制電路將結(jié)果輸出控制基準(zhǔn)電路改變基準(zhǔn)參考電壓，將原本存有誤差的基準(zhǔn)電壓調(diào)整至標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)參考電壓。

如此一來，便能在單晶CP測試階段偵測到此基準(zhǔn)電壓，然后改變基準(zhǔn)參考電壓至標(biāo)準(zhǔn)參考電壓以對抗該制程、工藝的負(fù)面漂移。若欲對抗封裝壓力漂移則需于成品測試階段加入測試模式(test?mode)并且需要與單晶CP測試階段相同的模式而采用被動式調(diào)整流程。可以發(fā)現(xiàn)，先前技術(shù)中如果試圖得到一個安全且符合預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)參考電壓往往耗費不少晶片面積與測試時間。作為現(xiàn)有技術(shù)的一般測試校正方式，可參見公開的美國專利申請US7463012、US7898320等。鑒于現(xiàn)有技術(shù)面臨如此困境，本發(fā)明將基于摒棄占用較大面積的接觸墊，而直接采用自對準(zhǔn)微調(diào)電路集成至含基準(zhǔn)帶隙源電路的晶片中，而無需在裸晶片階段測試，直接在晶片完成封裝的成品終測段Final?Test階完成。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明揭示一種帶隙基準(zhǔn)源調(diào)整電路，以具有的一個自對準(zhǔn)微調(diào)電路對帶隙基準(zhǔn)源電路中運算放大器輸出的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行校準(zhǔn)，該帶隙基準(zhǔn)源電路中設(shè)有可調(diào)電阻器，可調(diào)電阻器與以二極管方式連接的雙極晶體管串接在運算放大器的反向輸入端和接地端GND之間，其中自對準(zhǔn)微調(diào)電路包括：第一比較器、第二比較器，并且基準(zhǔn)電壓同時輸出至第一比較器的正向輸入端和第二比較器的反向輸入端，而第一比較器的反向輸入端和第二比較器的正向輸入端則連接到一個預(yù)設(shè)的目標(biāo)電壓上。

首先，自對準(zhǔn)微調(diào)電路還應(yīng)當(dāng)包括一個自對準(zhǔn)控制模塊，該自對準(zhǔn)控制模塊具有一個電位方向調(diào)整單元，在OTP(One?Time?Programmable)器件的非凍結(jié)態(tài)，電位方向調(diào)整單元利用第一比較器輸出的結(jié)果逐步上調(diào)可調(diào)電阻器的電阻值，而利用第二比較器輸出的結(jié)果相應(yīng)逐步下調(diào)可調(diào)電阻器的電阻值，使基準(zhǔn)電壓基本等于目標(biāo)電壓，以將基準(zhǔn)電壓維持在目標(biāo)電壓水準(zhǔn)。

其次，自對準(zhǔn)微調(diào)電路還包括至少具有凍結(jié)態(tài)和非凍結(jié)態(tài)的OTP器件，OTP器件在非凍結(jié)態(tài)可接收電位方向調(diào)整單元輸出的用于調(diào)整可調(diào)電阻器電阻值的校準(zhǔn)碼，該校準(zhǔn)碼實質(zhì)僅僅是暫存在OTP器件中但未作為OTP器件最終燒錄的信息和數(shù)據(jù)。OTP器件在凍結(jié)態(tài)將鎖存電位方向調(diào)整單元檢測和輸出的用于鉗制可調(diào)電阻器電阻值的燒錄字碼信息，使基準(zhǔn)電壓基本等于目標(biāo)電壓，注意這里燒錄字碼信息是OTP器件最終保存和燒錄的字碼信息和數(shù)據(jù)，OTP器件在凍結(jié)后續(xù)的時間維度上將永久保持該數(shù)據(jù)。