一种绝对温度系数电流的工艺偏差校准方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种PTAT电流的工艺偏差校准方法及系统，该方法包括电流产生模块产生零温度系数电流和校准前的PTAT电流；利用所述零温度系数电流对所述校准前的PTAT电流进行校准。本发明专利技术通过以上技术方案，解决PTAT电流的工艺偏差的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及绝对温度系数电流领域，尤其涉及一种绝对温度系数电流的工艺偏差校准方法及系统。
技术介绍
根据与温度的相关性归类，片上参考电流主要有两种:一种是与温度无关的电流(零温度系数电流，简称为 IZT, current with zero temperature coefficient),另一种是与绝对温度成比例的电流(绝对温度系数电流或PTAT电流或IPTAT:current thatproportional to absolute temperature)。这两种温度系数的电流在芯片上被广泛使用，尤其是在射频收发机芯片上。仿真与测试都已经证实，对于一些性能与温度相关的电路，采用具有合适温度系数的PTAT电流，可以改善高低温下的性能，但是与IZT相比，PTAT电流的绝对电流值随工艺角的偏差(corner variations)很大,对于某些工艺,这个偏差甚至高达+/-20% (主要是受限于片上无源器件的工艺偏差)；而IZT随工艺角的偏差则比较小，一般可以忽略。PTAT电流的工艺偏差，会导致采用PTAT电流作为参考电流的电路模块的整体功耗和性能存在较大的不确定性，这种不确定性的存在，关系到芯片的功耗、性能、成品率等。因此，在利用PTAT电流的温度系数优化电路高低温性能的同时，如何克服PTAT电流的工艺偏差是急需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种PTAT电流的工艺偏差校准方法及系统，解决PTAT电流的工艺偏差的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案:一种绝对温度系数电流的工艺偏差校准方法，包括:电流产生模块产生零温度系数电流和校准前的绝对温度系数电流；利用所述零温度系数电流对所述校准前的绝对温度系数电流进行校准。利用所述零温度系数电流对所述校准前的绝对温度系数电流进行校准的方法具体为:校准阶段:第一电流镜模块根据控制字的值将所述电流产生模块产生的校准前的绝对温度系数电流转化为第一参考电流；与所述第一电流镜模块结构相同的第二电流镜模块将所述电流产生模块产生的零温度系数电流转化为第二参考电流；比较所述第一参考电流与所述第二参考电流的大小，并根据比较结果更新所述控制字的值，直到第一电流镜模块根据更新后的控制字的值输出的第一参考电流与所述第二参考电流的差值在预设范围内，则确定所述控制字的最终值；工作阶段:所述第一电流镜模块根据所述控制字的最终值将所述电流产生模块产生的校准前的绝对温度系数电流转化为校准后的绝对温度系数电流，并输出。比较所述第一参考电流与所述第二参考电流的大小的方法具体为:将所述第一参考电流流经预设的第一电阻，转换为第一参考电压；将所述第二参考电流流经预设的与所述第一电阻相同的第二电阻，转换为第二参考电压；通过一比较器比较第一参考电压与第二参考电压的大小；根据比较结果输出高电平或低电平的判断信号。根据比较结果更新所述控制字的值的方法具体为:根据所述高电平或低电平的判断信号，采用二分搜索法更新所述控制字的值。还包括将所述控制字的最终值保存在非易失性存储器中；工作阶段，预先从所述非易失性存储器读取所述控制字的最终值。一种绝对温度系数电流的工艺偏差校准系统，包括电流产生模块和校准模块，其中，所述电流产生模块用于产生零温度系数电流和校准前的绝对温度系数电流；所述校准模块用于利用所述电流产生模块产生的所述零温度系数电流对所述校准前的绝对温度系数电流进行校准。所述校准模块包括第一电流镜模块、第二电流镜模块和控制字更新模块，其中，所述第一电流镜模块用于根据控制字的值将所述电流产生模块产生的校准前的绝对温度系数电流转化为第一参考电流；并根据所述控制字更新模块确定的控制字的最终值，将所述电流产生模块产生的校准前的绝对温度系数电流转化为校准后的绝对温度系数电流，并输出；所述第二电流镜模块用于在校准阶段将所述电流产生模块产生的零温度系数电流转化为第二参考电流；所述控制字更新模块用于在校准阶段比较所述第一参考电流与所述第二参考电流的大小，并根据比较结果更新所述控制字的值，直到所述第一电流镜模块根据更新后的控制字的值输出的第一参考电流与所述第二参考电流的差值在预设范围内，确定所述控制字的最终值。所述第一电流镜模块包括第一电流至电压转化电路和第一电压至电流转化电路，其中，所述第一电流至电压转化电路用于将所述电流产生模块产生的校准前的绝对温度系数电流转化为第一中间电压；所述第一电压至电流转化电路用于在校准阶段根据控制字的值将所述第一电流至电压转化电路转化成的第一中间电压转化为第一参考电流；还用于在工作阶段，根据所述控制字更新模块确定的控制字的最终值将所述电流产生模块产生的校准前的绝对温度系数电流转化为校准后的绝对温度系数电流，并输出。所述第二电流镜模块包括第二电流至电压转化电路和第二电压至电流转化电路，其中，所述第二电流至电压转化电路用于在校准阶段将所述电流产生模块产生的零温度系数电流转化为第二中间电压； 所述第二电压至电流转化电路用于在校准阶段将所述第二电流至电压转化电路转化成的第二中间电压转化为第二参考电流。所述控制字更新模块包括第一电阻、与所述第一电阻相同的第二电阻、比较器和数字算法模块；所述第一电阻的一端接地，另一端连接在所述第一电流镜模块的输出端与所述比较器的输入端之间；所述第二电阻的一端接地，另一端连接在所述第二电流镜模块的输出端与所述比较器的另一输入端之间；所述数字算法模块连接在所述比较器的输出端与所述第一电流镜模块的输入端之间；其中所述第一电阻用于将所述第一参考电流转换为第一参考电压；所述第二电阻用于将所述第二参考电流转换为第二参考电压；所述比较器用于比较所述第一参考电压与所述第二参考电压的大小，并根据比较结果输出高电平或低电平的判断信号。所述数字算法模块用于根据所述比较器输出的判断信号更新所述控制字的值，直到所述第一电流镜模块根据更新后的控制字的值输出的第一参考电流与所述第二参考电流的差值在预设范围内，确定所述控制字的最终值。所述校准模块还包括第一开关和第二开关；所述第一开关连接在所述第一电流镜模块的输出端与所述第一电阻的另一端之间；所述第二开关连接在所述第一电流镜模块的输出端与正常应用电路之间；所述第一开关闭合，且第二开关断开时为校准阶段；所述第一开关断开，且第二开关闭合时为工作阶段。所述校准电路还包括非易失性存储器；所述非易失性存储器与所述数字算法模块、所述第一电流镜模块的输入端连接；所述数字算法模块用于将所述控制字的最终值保存在所述非易失性存储器；所述非易失性存储器用于保存所述控制字的最终值；所述第一电流镜模块用于根据所述控制字的最终值，对所述电流产生模块产生的校准前的绝对温度系数电流进行校准之前，从所述非易失性存储器获取所述控制字的最终值。本专利技术提供一种PTAT电流的工艺偏差校准方法及系统，因IZT工艺偏差很小，近似可以忽略，利用IZT校准PTAT电流，可以得到一个既含有PTAT温度系数，又具有与IZT近似相同的工艺偏差的PTAT电流。进一步，对于大部分芯片，为了产生一个比较精准的IZT，通常需要在芯片上设置一个单独的管脚和一个与该管脚相连接的片外电阻，本专利技术利用IZT校准PTAT电流的技术方案，不需要重复设置额外的芯片管脚和辅助元件，实现了元器件的复用；进一步，只本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝对温度系数电流的工艺偏差校准方法，其特征在于，包括：电流产生模块产生零温度系数电流和校准前的绝对温度系数电流；利用所述零温度系数电流对所述校准前的绝对温度系数电流进行校准。

【技术特征摘要】
1.一种绝对温度系数电流的工艺偏差校准方法，其特征在于，包括: 电流产生模块产生零温度系数电流和校准前的绝对温度系数电流； 利用所述零温度系数电流对所述校准前的绝对温度系数电流进行校准。2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述零温度系数电流对所述校准前的绝对温度系数电流进行校准的方法具体为: 校准阶段:第一电流镜模块根据控制字的值将所述电流产生模块产生的校准前的绝对温度系数电流转化为第一参考电流；与所述第一电流镜模块结构相同的第二电流镜模块将所述电流产生模块产生的零温度系数电流转化为第二参考电流； 比较所述第一参考电流与所述第二参考电流的大小，并根据比较结果更新所述控制字的值，直到第一电流镜模块根据更新后的控制字的值输出的第一参考电流与所述第二参考电流的差值在预设范围内，则确定所述控制字的最终值； 工作阶段:所述第一电流镜模块根据所述控制字的最终值将所述电流产生模块产生的校准前的绝对温度系数电流转化为校准后的绝对温度系数电流，并输出。3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，比较所述第一参考电流与所述第二参考电流的大小的方法具体为: 将所述第一参考电流流经预设的第一电 阻，转换为第一参考电压； 将所述第二参考电流流经预设的与所述第一电阻相同的第二电阻，转换为第二参考电压； 通过一比较器比较第一参考电压与第二参考电压的大小； 根据比较结果输出高电平或低电平的判断信号。4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，根据比较结果更新所述控制字的值的方法具体为:根据所述高电平或低电平的判断信号，采用二分搜索法更新所述控制字的值。5.按权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括将所述控制字的最终值保存在非易失性存储器中；工作阶段，预先从所述非易失性存储器读取所述控制字的最终值。6.一种绝对温度系数电流的工艺偏差校准系统，其特征在于，包括电流产生模块和校准模块，其中， 所述电流产生模块用于产生零温度系数电流和校准前的绝对温度系数电流； 所述校准模块用于利用所述电流产生模块产生的所述零温度系数电流对所述校准前的绝对温度系数电流进行校准。7.按权利要求6所述的系统，其特征在于，所述校准模块包括第一电流镜模块、第二电流镜模块和控制字更新模块，其中， 所述第一电流镜模块用于根据控制字的值将所述电流产生模块产生的校准前的绝对温度系数电流转化为第一参考电流；并根据所述控制字更新模块确定的控制字的最终值，将所述电流产生模块产生的校准前的绝对温度系数电流转化为校准后的绝对温度系数电流，并输出； 所述第二电流镜模块用于在校准阶段将所述电流产生模块产生的零温度系数电流转化为第二参考电流； 所述控制字更新模块用于在校准阶段比较所述第一参考电流与所述第二参考电流的大小，并根据比较结果更新所述控制字的值，直到所述第一电流镜模块根据更新后的控制字的值输出的第一参考电流与所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：许建超，潘文杰，
申请(专利权)人：国民技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：