动态电压产生装置与其使用方法制造方法及图纸

一种动态电压产生装置与其使用方法，用以输出动态电压而调整取样开 关的取样电阻值。该装置包含参考开关，其中，如果参考开关与取样开关互 相匹配，则参考开关的参考电阻值等于取样电阻值。参考开关根据固定电压 与参考电流得到其参考电阻值，其中，固定电压与参考电流的比值为目标电 阻值。反馈电路耦接于参考开关，用以输出动态电压至参考开关与取样开关， 并依据固定电压与参考电流调整动态电压，使得参考电阻值等于目标电阻 值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种动态电压产生装置与方法，特别是一种依据制程、电压、温度(PVT)的动态电压产生装置与方法。
技术介绍
开关电路的设计中，当开关需求的速度越快、线性度(linearity)越高时，开关的电阻值也就需要越低。如此，才能让开关在导通与断路间顺利的切换，也使得开关于导通(turn on)时即可视为短路，而不会因其过大的开关电阻值，而阻碍电压、电流或信号的流通。在电子电路的设计上，常以MOS来实现开关。因此，必须把MOS开关的栅极电压(gate voltage)适度的超压，才能获得够低的电阻值。请参照r图1A」已知技术在保留模式(holdmode)下的升压电路示意图。传统的方法在保留模式下，首先，利用固定电压产生器A10将升压电容A20充电到所欲提升的电压Vfix。此时，取样开关A30是断路(turn off)的状态，而信号被保留在取样电容A40上。请参照r图1BJ已知技术在取样模式(sample mode)下的升压电路示意图。接下来转换到取样模式下，此时，利用升压电容A20上所储存的电压Vfix直接导通(tum on)取样开关A30。而取样开关A30的电阻值(RJ由 一般电子学书籍可得如下式所示<formula>formula see original document page 3</formula>其中，Rs为取样开关A30的电阻值、|in为电子移动率(electmnmobility)、 C。x为氧化层电容(oxide capacitance)、 W/L为取样开关A30的宽长比、V(js为取样开关A30的栅极-源极电压、V&为固定电压产生器A10所提供的电压，及VTH为门限电压(threshold voltage)。一般来说(In、 C。x、 VTH均会受到制程及温度的影响，所以其数值会随着制程不同而有所变动。且由上述(l)式可知，要获得到较低的电阻值Rs,必须通过适当的调高Vfix,也就是适度的超压来让电阻值Rs降低。当V^电压值固定为一数值时，在制程最佳区域(best case corner)下，或许可以得到理想的电阻值Rs,但由于制程的变动或良率的问题，同样的Vf,x电压值在最差区域(worst case comer)下，所得到的电阻值Rs便会不够低而无法满足需求。因此，必须选择足够高的V化才能在取样开关A30的制程偏向最差区域时，也能得到够低的取样开关A30的电阻值(Rs)。但是，过高的V^会影响到元件的可靠度(device reliability),容易造成元件的损毁。因此，如何通过适当的调整电压值，以获得理想的开关电阻值，同时又能顾及元件的可靠度，为一亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此本专利技术提出一种动态电压产生装置与方法。依据制程、电压、温度(Process-Voltage-Temperature， PVT),而动态调整提供予开关的电压值。依照制程上的研究，设备的耐压包括两种特性。第一点，偏向最差区域的制程，其氧化层(oxide)越厚，所以耐压越高。第二点，溫度越低时，耐压也越高，以台积电90奈米制程(TSMC 90nm)而言，正常温度下其最大耐压为1.26伏特，当温度降为零下IO度时，耐压可以增加为1.5伏特。本专利技术针对上述的特性，设计一个会根据制程、电压、温度(PVT),动态调整施予开关的动态电压，其调整的目标是使得开关的电阻值符合设计上的最低要求。当制程偏向最差区域时，开关的电阻值会比较高，但其耐压也变得比较高，因此，适当调高动态电压让开关的电阻值回到设计上的需求。当制程偏向最佳区域时，可以适当降低动态电压以增强元件的可靠度，延长集成电路(IC)元件的寿命。加上开关的门限电压是负温度系数，在低温时门限电压会上升，如果此时动态电压保持不变，则开关电阻值便会增加。因此，可以利用低温耐压增加的特性，适当提高动态电压，让开关电阻值可以降低到设计上的要求。同理，在高温时，降低动态电压以增强元件的可靠度。本专利技术所提出的一种动态电压产生装置，用以输出动态电压而调整取样开关的取样电阻值。该动态电压产生装置包含参考开关及反馈电路。参考开关与取样开关互相匹配(match),因此，参考开关的参考电阻值等于取样开关的取样电阻值。此外，参考开关接收参考电流与固定电压，且依据固定电压与参考电流的比值取得目标电阻值。反馈电路耦接于参考开关，输出动态电压至参考开关与取样开关，依据固定电压与参考电流调整动态电压。再通过调整动态电压使得参考电阻值等于目标电阻值。其中，上迷的参考电流反比于外部电阻值，使得目标电阻值正比于外部电阻值。也就是说目标电阻值乃是与外部电阻值相关的定值。如此，可通过调整动态电压，让最终的取样电阻值为参照(refer to)外部电阻，且制程、电压、温度独立(PVT independent)的定值。达到通过外部电阻追踪机制(Rtracking mechanism), 而动态调整电压的效果。再者，上述的参考电流也可设计为正比于取样电容值，使得目标电阻值反比于取样电容值。也就是说目标电阻值乃是与取样电容值相关的定值。如此，可通过调整动态电压，让最终的取样电阻值乘上取样电容(RC)为制程、电压、温度独立的定值。达到利用外部电阻电容追踪^L制(RC trackingmechanism),而动态调整电压的效果。有关本专利技术的优选实施例及其效果，现在配合附图说明如后。附图说明图1A:已知技术在保留模式下的升压电路示意图。图IB:已知技术在取样模式下的升压电路示意图。图2A:动态电压产生装置在保留模式下的升压电路示意图。图2B:动态电压产生装置在取样模式下的升压电路示意图。图3:动态电压产生装置的示意图。图4:动态电压产生的第一方法流程图。图5:动态电压产生的第二方法流程图。主要元件符号说明A10:固定电压产生器A20:升压电容A30:取样开关A40:取样电容1:动态电压产生装置2:升压电容3:取样4:取样电容10参考开关12漏极14源极16栅极20反馈电路22负输入端24正输入端26输出端30参考电流40固定电压具体实施例方式请参照r图2A」与r图2B」，其分别为本专利技术一实施例的动态电压产 生装置在保留及取样模式下的升压电路示意图。本专利技术的动态电压产生装置1耦合于取样开关3，用以输出动态电压(Vdyn)而调整取样开关3的取样电阻值。「图2A」保留模式下，取样开关3是未导通的状态，信号被保留在取样 电容4上。本专利技术利用动态电压产生装置1将升压电容2充电至适当的动态 电压(V—)。r图2B」取样模式下，通过升压电容2将动态电压产生装置1所输出 的动态电压(V一)施予取样开关3，而导通取样开关3。由于，动态电压产生装置1会依据取样开关3的制程、电压、温度动态的调整电压值(Vdyn),因此，利用该动态电压(V—)导通取样开关3，将使得取样开关3的电阻值符合 设计上的最低要求。请参照「图3」为本专利技术一实施例的动态电压产生装置的示意图。动态 电压产生装置1包含参考开关10及反馈电路20。参考开关10系根据r图 2A」中的取样开关3而来，其中为方便起见，可让该两开关互相匹配。让该 两开关互相匹配的实际作法是制程上于非常相近的距离下，共同生成参考开 关10与取样开关3。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态电压产生装置，用以输出一动态电压以导通一取样开关，该装置包含：　一参考开关，系根据该取样开关而得；及　一反馈电路，根据该参考开关产生该动态电压；　其中，该取样开关的一取样电阻值系根据该动态电压而改变。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林见儒，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71