用于產(chǎn)生偏置輸出的偏置電路的制作方法
【專利摘要】在一個方面，一種裝置包括準備電路，用于當提供給準備電路和電壓調(diào)節(jié)器的電源電壓足以操作電壓調(diào)節(jié)器時輸出就緒指示符。進而，電壓調(diào)節(jié)器將接收電源電壓并輸出調(diào)節(jié)的電壓，接收來自準備電路的第一電流，并且當就緒指示符未激活時基于第一電流控制調(diào)節(jié)的電壓。該裝置進一步包括偏置電路，用于接收調(diào)節(jié)的電壓并且產(chǎn)生一個或多個偏置電流，所述偏置電流可以被提供給輸出電路，以將一個或多個偏置輸出輸出到來自其的一個或多個客戶端電路。
【專利說明】
用于產(chǎn)生偏置輸出的偏置電路
【背景技術(shù)】
[0001]許多集成電路(IC)包括多個內(nèi)部電路以執(zhí)行各種不同的功能。為使某些電路能夠正常工作，電路的部件(諸如晶體管和其它電氣元件)可能需要偏置電流和/或電壓。通常，集成電路包括內(nèi)部偏置發(fā)生器以產(chǎn)生這樣的偏置信號。然而，這些電路可能消耗不期望的功率量來提供適當水平的偏置信號。此外，這些電路可能難以控制，特別是當?shù)讓蛹呻娐返牟僮饕笞兓瘯r。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]在一個方面，一種裝置包括準備電路，用于當提供給準備電路和電壓調(diào)節(jié)器的電源電壓足以操作電壓調(diào)節(jié)器時輸出就緒指示符。進而，電壓調(diào)節(jié)器用于接收電源電壓并輸出調(diào)節(jié)的電壓，接收來自準備電路的第一電流，并且當就緒指示符未激活時基于第一電流控制所述調(diào)節(jié)的電壓。該裝置進一步包括偏置電路以接收所述調(diào)節(jié)的電壓，該偏置電路包括產(chǎn)生第一帶隙偏置電流的第一電路和產(chǎn)生第二偏置電流的第二電路。輸出電路接收第一帶隙偏置電流和第二偏置電流中的一個選定偏置電流，并且基于第一帶隙偏置電流和第二偏置電流中的所述選定偏置電流將一個或多個偏置輸出輸出到一個或多個客戶端電路。
[0003]在一個示例中，當就緒指示符激活時，電壓調(diào)節(jié)器將基于來自輸出電路的一個或多個偏置輸出之一控制調(diào)節(jié)的電壓。準備電路可以包括第一多個互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)電流鏡，其中的一個將提供第一電流給電壓調(diào)節(jié)器。輸出電路可以包括第二多個CMOS電流鏡，以接收第一帶隙偏置電流和第二偏置電流中的所述一個選定偏置電流，并且從其產(chǎn)生一個或多個偏置輸出。第一電路可以包括帶隙核心電路，并且第二電路包括恒定跨導(dǎo)電路。
[0004]在一個示例中，電壓調(diào)節(jié)器包括以第一功耗水平操作的第一前置放大器和以第二功耗水平操作的第二前置放大器，其中在占空循環(huán)模式(duty cycle mode)的開啟部分期間，第一前置放大器將被控制以被供電，并且在占空循環(huán)模式的開啟部分和斷開部分期間，第二前置放大器被控制以被供電，第二功耗水平低于第一功耗水平。電壓調(diào)節(jié)器進一步可以包括:第一開關(guān)，用于當就緒指示符未激活時提供第一基準電壓給第一前置放大器，并且當就緒指示符激活時提供第二基準電壓給第一前置放大器；以及第二開關(guān)，用于當就緒指示符激活時向電壓調(diào)節(jié)器的輸出裝置提供第一前置放大器的輸出，并且當就緒指示符未激活時向該輸出裝置提供第一基準電壓。
[0005]在一個示例中，該裝置進一步包括控制器，用于使恒定跨導(dǎo)電路能夠在第一時間間隔給輸出電路的電荷存儲裝置再充電，并且使恒定跨導(dǎo)電路和帶隙核心電路能夠在第二時間間隔執(zhí)行第二偏置電流相對第一帶隙偏置電流的校準，第二時間間隔大于第一時間間隔。
[0006]在另一方面，一種方法包括:在第一預(yù)定時間間隔后，退出偏置電路的休眠狀態(tài)并且使用由偏置電路的恒定跨導(dǎo)電路產(chǎn)生的第一偏置電流使偏置電路的輸出電路的電荷存儲裝置被刷新；在刷新電荷存儲裝置后，使偏置電路進入休眠狀態(tài);在第二預(yù)定時間間隔后，退出偏置電路的休眠狀態(tài)并且使第一偏置電流與由偏置電路的帶隙偏置電路產(chǎn)生的第二偏置電流進行比較，并且基于該比較更新校準值，其中該校準值被用于相對第二偏置電流校準第一偏置電流;以及在更新校準值后，使偏置電路進入休眠狀態(tài)。
[0007]在一個示例中，在第一預(yù)定時間間隔后退出休眠狀態(tài)進一步包括啟用偏置電路的調(diào)節(jié)器電路的次級前置放大器。在第一預(yù)定時間間隔后退出休眠狀態(tài)可以進一步包括啟用恒定跨導(dǎo)電路且同時保持禁用帶隙偏置電路。
[0008]在一個示例中，該方法進一步包括啟用調(diào)節(jié)器電路的初級前置放大器，以使調(diào)節(jié)器電路輸出調(diào)節(jié)的電壓。在包括偏置電路的集成電路的激活模式中，該方法可以進一步包括退出休眠狀態(tài)并且啟用恒定跨導(dǎo)電路、帶隙偏置電路以及調(diào)節(jié)器電路的第一前置放大器。更新校準值包括在存儲裝置中存儲耦合到恒定跨導(dǎo)電路的電流鏡的電阻元件的控制設(shè)定值，以控制電阻元件的電阻。
[0009]在一個示例中，該方法進一步包括基于校準值確定溫度并且在此基礎(chǔ)上更新包括偏置電路的集成電路的一個或多個器件特性。應(yīng)注意，在一個示例中，狀態(tài)機可以被用于控制偏置電路。
[0010]另一個方面涉及一種集成電路，該集成電路包括:多個客戶端電路，多個客戶端電路中的至少一些用于接收偏置信號；以及偏置電路，用于產(chǎn)生多個偏置信號并且將多個偏置信號中的至少一些提供給多個客戶端電路中的一個或多個。在一個示例中，偏置電路包括:準備電路，用于指示電源電壓何時足以操作偏置電路;耦合到準備電路以輸出調(diào)節(jié)的電壓的電壓調(diào)節(jié)器;用于產(chǎn)生第一偏置電流的第一偏置電路；用于產(chǎn)生第二偏置電流的第二偏置電路；以及輸出電路，用于接收第一偏置電流和第二偏置電流中的至少一個，并且從其產(chǎn)生多個偏置信號，其中第一偏置電路、第二偏置電路以及輸出電路使用調(diào)節(jié)的電壓來操作。
[0011]電壓調(diào)節(jié)器、第一偏置電路和第二偏置電路以占空循環(huán)模式操作。在一個示例中，準備電路包括比較器，所述比較器具有:第一輸入端子，用于接收基于與絕對溫度成比例的(PTAT)電流的第一電壓，該PTAT電流由具有多個CMOS電流鏡的CMOS電流發(fā)生器電路產(chǎn)生；第二輸入端子，用于接收對應(yīng)于電源電壓的預(yù)定部分的基準電壓；以及比較電路，用于將基于PTAT電流的第一電壓與基準電壓進行比較并且輸出比較值；以及延遲電路，用于接收該比較值并且在第一電壓超過基準電壓之后的閾值期間后將就緒信號輸出給電壓調(diào)節(jié)器。
[0012]該集成電路可以進一步包括校準電路，用于比較第一偏置電流和第二偏置電流并且從其產(chǎn)生校準值，該校準值用于控制耦合到第二偏置電路的電流鏡的可控電阻。
[0013]在一個示例中，電壓調(diào)節(jié)器包括:以第一功耗水平操作的第一前置放大器;和以第二功耗水平操作的第二前置放大器，第二功耗水平低于第一功耗水平。
【附圖說明】
[0014]圖1是根據(jù)一個實施例的偏置電路的高級框圖。
[0015]圖2和圖2-1是根據(jù)一個實施例的包括偏置電路的進一步細節(jié)的框圖。
[0016]圖3是根據(jù)一個實施例的包括準備電路的進一步細節(jié)的示意圖。
[0017]圖4是根據(jù)一個實施例的電壓調(diào)節(jié)器電路的進一步細節(jié)的示意圖。
[0018]圖5和圖5-1是根據(jù)一個實施例的偏置電路內(nèi)的附加電路的進一步細節(jié)的示意圖。
[0019]圖6是偏置電路諸如圖1和圖2所示的電路的操作方法的流程圖。
[0020]圖7是根據(jù)一個實施例以占空循環(huán)模式控制偏置電路的方法的流程圖。
[0021]圖8是根據(jù)另一實施例以占空循環(huán)模式控制偏置電路的方法的流程圖。
[0022]圖9是根據(jù)一個實施例的集成電路的框圖。
【具體實施方式】
[°023]參考圖1，其不出根據(jù)一個實施例的偏置電路的尚級框圖。如圖1的圖不所不，偏置電路10可以提供用于給定IC(諸如微控制器單元(MCU)或包括MCU或其他控制器電路的其他IC)的各種客戶端電路塊的偏置源的低功率高準確性發(fā)生器。在各種實施例中，偏置電路10可以用于給客戶端電路提供準確/低噪聲的偏置輸出(例如，電流)。這些電路可以使用這樣的偏置輸出來偏置各種不同的電路類型(諸如比較器、放大器等)和/或產(chǎn)生精確的電流/電壓基準。
[0024]通常，偏置電路10被配置成接收電源電壓Vsupply，當電源接通后以給定水平接收電源電壓時，該電源電壓足以操作偏置電路10，以使得能夠產(chǎn)生多個偏置輸出Biaso-Biasn。在不同的實施例中，偏置輸出可以作為電壓或電流來產(chǎn)生，這取決于期望的用途和實施方式。
[0025]在所示的實施例中，偏置電路10包括被配置成接收電源電壓Vsupply并且產(chǎn)生就緒信號(ready signal)的準備電路(ready circuit)20，當電源電壓達到閾值水平時，該就緒信號被提供給調(diào)節(jié)器電路30。此外，準備電路20可以產(chǎn)生基準值，該基準值在一個實施例中被實現(xiàn)為與絕對溫度成比例的電流(Iptat)。當電路處于啟動模式時，在能夠從來自偏置電路10的接收的偏置輸出產(chǎn)生更可靠的基準電壓之前，該基準值可以被用于產(chǎn)生調(diào)節(jié)器電路30內(nèi)的基準電壓。
[0026]在一個實施例中，調(diào)節(jié)器電路30可以被實現(xiàn)為片上低壓差(LDO)調(diào)節(jié)器，以提供調(diào)節(jié)的電壓Vreg給偏置電路10的各個部件。在示出的實施例中，調(diào)節(jié)器電路30生成Vreg并將其提供到多個目的地，包括帶隙偏置電路40、恒定跨導(dǎo)(Gm)電路50以及輸出電路80。
[0027]在示出的實施例中，帶隙偏置電路40可以被配置為生成輸出帶隙偏置電流(Ibgr)，該輸出帶隙偏置電流被提供給選擇電路70。應(yīng)注意，帶隙電流可以通過在電阻器Rx上施加帶隙電壓(其是獨立于溫度的電壓)來產(chǎn)生。進而，帶隙電壓可以通過使帶隙電流流入電阻器來重新創(chuàng)建，其優(yōu)選對Rx具有相同的溫度補償。在一個實施例中，選擇電路70可以被實現(xiàn)為開關(guān)。如進一步所示，恒定Gm電路50還可以生成輸出Gm偏置電流(Igmc)。這些電流被進一步耦合反饋到校準電路60。如本文所描述，校準電路60可以被配置為周期性地比較由恒定Gm電路50生成的Gm偏置電流與由帶隙偏置電路40產(chǎn)生的帶隙偏置電流，以相對于更精確的帶隙偏置電流來校準Gm偏置電流。如在恒定Gm電路50可以被配置為相比帶隙偏置電路40以較低功率水平操作的特定實施例中，就是這種情況。就此而言，在IC或包括偏置電路10的其它裝置的某些空閑時間期間，帶隙偏置電路40可以被置于低功率或休眠模式，并且由恒定Gm電路50產(chǎn)生的偏置電流可以被選擇性地提供給輸出電路80。
[0028]在各種實施例中，輸出電路80可以被配置作為一個或多個電流鏡，以產(chǎn)生多個偏置輸出Biaso-Biasn。在一些情況下，這些輸出中的至少一個可以作為反饋輸入Biasx被提供給調(diào)節(jié)器電路30，用于產(chǎn)生基準電壓以便用于調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)器電路30的輸出電壓。
[0029]如圖1進一步示出，控制器90可以是控制邏輯的全部或部分，或者可以是M⑶內(nèi)的獨立邏輯。控制器90適于控制偏置電路10的各種部件。例如，當?shù)讓涌蛻舳穗娐肥俏醇せ畹幕蛘卟恍枰o定的一個或多個偏置輸出時，偏置電路10的至少一些部分可以被斷電。此外，當整個電路處于低功率狀態(tài)時(例如，實施操作以周期性進行測量的計量裝置或其它感測設(shè)備)，偏置輸出的一些或全部可以通過使用偏置電路10的部分部件來控制以保持激活。因此控制器90可以向偏置電路10的一個或多個部件(為了便于說明，未在圖1中示出)提供控制信號，以便基于總體電路狀態(tài)控制部件的功率狀態(tài)。注意在一些情況下，控制器90可以被配置為執(zhí)行存儲在非暫時性存儲裝置中的指令以控制偏置電路。在其他情況下，控制器90可以被實現(xiàn)為硬連線狀態(tài)機以導(dǎo)致更低的電流消耗，因為當執(zhí)行刷新和校準時，主(PU可以處于休眠模式，以便提供更魯棒的方案。應(yīng)理解的是，雖然在圖1的實施例中以這種高水平示出，但許多變體和替代是可能的。
[0030]現(xiàn)在參考圖2和圖2-1，其示出包括根據(jù)一個實施例的偏置電路的進一步細節(jié)的框圖。在圖2中，偏置電路10被示出為具有單獨電路塊的一些示意性細節(jié)。如圖所示，準備電路100耦合到調(diào)節(jié)器電路200，調(diào)節(jié)器電路200進而被配置為生成調(diào)節(jié)的電壓Vreg。如圖所示，該調(diào)節(jié)的電壓作為電源電壓被提供給帶隙核心電路300、恒定Gm電路400以及輸出電路600。應(yīng)注意，由恒定Gm電路400輸出的電流隨溫度強烈變化。因此，恒定Gm電路400可以以規(guī)則的時間間隔相對于帶隙核心電路300進行校準。在一個實施例中，帶隙核心電路300、恒定Gm電路400和調(diào)節(jié)器電路200可以被配置為以占空循環(huán)(開/關(guān))模式操作，以便達到非常低的電流消耗，尤其當在電池操作的IC中實施時。為此，電荷被保持在并聯(lián)連接在輸出電路600的輸出晶體管的柵極端子與源極端子之間的一個或多個采樣和保持(S/Η)電容器處，以便向客戶端塊提供連續(xù)的偏置電流，包括在斷開期間也是如此?？商娲兀梢圆淮嬖诿鞔_的S/H電容器，因為電荷可以保持在并聯(lián)的許多PMOS器件的固有柵-源電容處。
[0031 ] 如進一步所示，在帶隙核心電路300和恒定Gm電路400中產(chǎn)生的電流中的一個選定電流可以通過開關(guān)SW31提供給中間輸出電路500，中間輸出電路500進而將中間電流提供給輸出電路600，輸出電路600進而產(chǎn)生多個偏置電流Ibiasl-1biasN。借助于開關(guān)SW31，來自帶隙核心電路300(其可以被配置用于低噪聲/高精確度)或者來自恒定Gm電路400(其可以被配置成具有非常低的電流消耗/快速啟動)的電流被供應(yīng)給中間電路500。這些偏置電流可以被提供給具有諸如在裝置的客戶端電路內(nèi)的比較器、放大器和/或電壓和電流基準發(fā)生電路的各種電路。此外，如本文進一步描述，至少一個偏置電流可以作為反饋偏置電流被提供給調(diào)節(jié)器電路200。
[0032]如圖2中的進一步細節(jié)所示，準備電路100被配置為當達到充足的電源電壓水平時產(chǎn)生就緒信號Bias_rdy，使得可以實現(xiàn)偏置電路10的正確操作。更具體地，準備電路100包括多個電流源Ii_l3，每個電流源被配置成產(chǎn)生獨立的PTAT電流Iptat。應(yīng)注意，電流源Ii提供PTAT電流作為由調(diào)節(jié)器電路200使用的初始基準值。進而，電流源12被耦合到第一雙極型晶體管PNPl的源極端子，該第一雙極型晶體管PNPl具有耦合到基準電壓節(jié)點(例如，接地電平)的柵極端子和耦合到襯底接地端的漏極端子。晶體管PNPl的源極端子進一步耦合到與另一電阻器R6串聯(lián)耦合的電阻器R5。另外，電阻器R7耦合在電阻器中間(inter-resistor)節(jié)點NI與第三電流源13之間。
[0033]如圖2進一步所示，電流源I3和電阻器R7耦合到比較器110的第一輸入端子，比較器110在一個實施例中可以被實現(xiàn)為Schmitt觸發(fā)器或遲滯比較器。進而，比較器110的第二輸入端子耦合到耦合在電阻器Rl和R2之間的電阻器中間節(jié)點N2。在操作中，比較器110被配置成當電源電壓Vdd超過基準值時產(chǎn)生正輸出。當此情況發(fā)生時，比較器110產(chǎn)生正輸出指示，延遲電路120延遲該正輸出指示，以便在就緒信號Bias_rdy發(fā)出之前提供延遲的附加測量，該就緒信號表明電源電壓處于足以適當?shù)貫槠秒娐?0供電的水平。
[0034]因此，準備電路100被配置為指示電源電壓何時足夠高以用于偏置電路10，以便在指定限值范圍內(nèi)安全操作。應(yīng)注意，在一些實施例中，準備電路100可以進一步感測調(diào)節(jié)器電路200的輸出，使得只有當外部電源Vdd和內(nèi)部電源Vreg二者都高于預(yù)定閾值時，比較器110的輸出變?yōu)楦?HIGH)。在這種情況下，AND功能可以使用另一比較器的輸出來實現(xiàn)，例如，該比較器檢測調(diào)節(jié)的電源電壓何時超過NMOS器件的閾值。
[0035]通過圖2中所示的設(shè)計，準備電路100提供產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)器電路200的啟動基準的次級電路功能，在更準確的基準電流可用之前，可以在IC啟動序列期間使用次級電路功能。
[0036]因此，在各種實施例中，準備電路100執(zhí)行非常精確的偏置就緒閾值(biasreadythreshold)檢測。還要注意的是，偏置就緒閾值的下限確定諸如欠壓檢測器的電路將完全起作用時的最小電源電壓。進而，偏置就緒閾值的上限確定系統(tǒng)的最小可啟動電源電壓。在一個實施例中，設(shè)計的目標可以是閾值隨溫度和工藝變化在上限與下限之間具有最低可能擴展。此外，給定的設(shè)計也可以設(shè)定閾值盡可能接近最小電池/電源電壓水平和/或任何欠壓檢測器閾值。
[0037]應(yīng)注意，比較器110的基準調(diào)整(trimming)在IC啟動期間是不可用的，因為來自非易失性存儲器的調(diào)整代碼在啟動過程期間是不可用的，并且基準被設(shè)計為隨電源、工藝和溫度的變化具有較低的變化。盡管如此，實施例提供非常精確的閾值檢測，而無需使用帶隙型電路，這通常需要雙極型晶體管陣列以用于準確的基準生成。
[0038]參考調(diào)節(jié)器電路200，緊密控制的調(diào)節(jié)的電壓Vreg經(jīng)由源極跟隨器配置的η溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(M0SFET或NM0S)MN11輸出。在一個實施例中，該晶體管可以是具有大約OV的閾值電壓(Vt)的原生(天然)M0SFET，以提供改進的凈空。原生晶體管(或有時稱為天然晶體管)是處于在增強模式和耗盡模式之間的中間狀態(tài)的各種M0SFET。為了緊密地控制輸出電壓，MOSFET MNll由放大器210門控，其細節(jié)在下面進一步描述。如圖所示，放大器210在第二輸入端子處接收反饋中的調(diào)節(jié)的電壓輸出并且在第一輸入端子處接收耦合到基準電壓節(jié)點Vref的基準信號，該基準信號借助于開關(guān)SWlO選擇性地提供，其或者是使用來自準備電路100的電流源11的PTAT電流產(chǎn)生的電壓，或者是從由輸出鏡電路600產(chǎn)生的偏置電流獲得的更準確的基準電壓?？梢钥闯?，就緒信號對開關(guān)SWlO和SWll進行控制以使得分別將適當基準提供給放大器210并且將適當信號提供給MOSFET MNll的柵極端子。如圖2進一步所示，電阻器R12耦合在啟動基準線與雙極型晶體管PNPlO的源極端子之間，該雙極型晶體管PNPlO具有耦合到基準電壓節(jié)點(例如，接地電平)的柵極端子和耦合到襯底接地端的漏極端子。另外，電阻器Rll耦合到基準電壓節(jié)點，該電阻器Rll在一個實施例中可以是可控的(例如，可調(diào)整的)電阻器。
[0039]仍然參照圖2，在該高級視圖中，帶隙核心電路300被示出作為電流源I4以產(chǎn)生帶隙電流Ibgr。進而，恒定Gm電路400也被示出作為電流源I5以產(chǎn)生Gm電流Igmc。進而，這些電流中的一個選定電流通過開關(guān)SW31被提供給中間輸出電路500。在所示的實施例中，中間輸出電路500被實施為具有并聯(lián)的MOSFET MN51和MN52的NMOS電流鏡，MOSFET MN51和MN52具有共同耦合的柵極端子和源極端子并且被耦合成電流源結(jié)構(gòu)以提供輸出電流Iint到輸出電路6 O O。在存在的情況下，N M O S鏡中的額外M O S F E T耦合到輸出鏡電路的多個實例(instance)。例如，輸出鏡電路600的多個實例可以是有益的，從而在客戶端塊電流打開和關(guān)閉時減少客戶端偏置電流之間的干擾。多個實例的其他好處包括為不同的偏置電流值優(yōu)化輸出鏡的能力，因為一些輸出鏡電路可以傳輸不同幅度的偏置電流。一些輸出鏡實例可以具有附加的調(diào)整位，以進一步提尚偏置電流精度。
[0040]最后參考圖2，輸出電路600提供基于CMOS的電流鏡，該電流鏡包括多個P溝道MOSFET (或PMOS)晶體管MP61-MP6N。應(yīng)注意，輸出連接的晶體管MP62-MP6N均被配置為提供偏置電流Iblasl-1blasN。這些PMOS器件可以具有不同的尺寸以例如通過多個相同的晶體管單元的并聯(lián)組合提供不同的電流值，以保證最佳的電流匹配。應(yīng)注意，輸出鏡電路600提供采樣和保持配置，使得電荷可保持存儲在采樣/保持(S/Η)電容器Cshl-Csh2上，電容器Cshl-Csh2被控制以選擇性地耦合到PMOS晶體管的相應(yīng)柵極端子(當開關(guān)SW_shl-SW_sh2斷開時)。進而，當這些開關(guān)閉合時，這些電容器被充電或刷新。在其他情況下，該S/Η功能可以使用單個開關(guān)和電容器來實現(xiàn)。應(yīng)理解的是，雖然在圖2的實施例中以這種高水平示出，但許多變體和替代是可能的。
[0041]現(xiàn)在參考圖3，其示出包括根據(jù)一個實施例的準備電路的進一步細節(jié)的示意圖。從圖3看出，準備電路100通常如前面關(guān)于圖2的準備電路100所述的那樣進行配置。然而，關(guān)于電流源I2和I3的細節(jié)被示出。在此，電流源I2通過MOSFET MP4來實現(xiàn)，該MOSFET MP4具有與電流生成電路125的輸出端共同耦合的柵極端子以及耦合到電阻器R5和雙極型晶體管PNPl的源極端子的漏極端子。類似地，電流源13由MOSFET MP3表示，該MOSFET MP3具有共同耦合到電流生成電路125的輸出端的柵極端子，并且具有耦合到基準電壓節(jié)點的漏極端子。
[0042]為了便于圖示說明，未顯示向調(diào)節(jié)器電路200提供電流源I1作為啟動基準信號的另一 PMOS晶體管。因此，如圖3的布置所示，電流被供應(yīng)到單個雙極型晶體管和電阻器裝置中，這導(dǎo)致比較器基準隨工藝和溫度的非常低的變化，并且顯著減小面積和電路復(fù)雜性。
[0043]如圖3所示，使用來自電流生成電路125的基于CMOS晶體管的PTAT電流來產(chǎn)生比較器110的基準電壓Vref。如圖所示，電流生成電路125包括基于CMOS的電流鏡，所述電流鏡包括二極管接法的MOSFET MNl和MP2以及額外的MOSFET MPI和MN2。MOSFET MPl和MP2具有共同耦合的柵極端子和源極端子，以及耦合到MOSFET MNl和MN2的漏極端子的漏極端子，MOSFET MNl和MN2也有具有共同耦合的柵極端子和源極端子。在一個實施例中，MOSFET MNl和麗2可以具有不同尺寸，比例為1:N。更具體地，麗2的尺寸比麗I大。在不同的實施例中，N可以通常大于或等于4(例如，在某些情況下，N = S或16)。此外，電阻器R3耦合在基準電平(例如，接地端)與MOSFET MN2的源極端子之間。
[0044]因為電流生成電路125實現(xiàn)于正反饋結(jié)構(gòu)中以確保啟動時的正常操作，所以啟動電路130耦合到MOSFET MNl的共同耦合的柵極端子和漏極端子。對于處于正反饋的這兩個電流鏡，存在兩個狀態(tài)或水平，或者電流為零或者通過經(jīng)由啟動電路130注入電流而拉動MOSFET MNl和MN2的柵極端子到更高電平。當適當?shù)碾娏饕呀r，啟動電路130可以隨后被禁用。
[0045]現(xiàn)在參考圖4，其示出根據(jù)一個實施例的電壓調(diào)節(jié)器電路的進一步細節(jié)的示意圖。更具體地，圖4示出調(diào)節(jié)器電路200的進一步細節(jié)。如圖所示，放大器210由單獨的前置放大器212和214表示。在一個實施例中，前置放大器212和214可以被實現(xiàn)為一個或多個跨導(dǎo)器，這些跨導(dǎo)器被配置為輸出電流到實現(xiàn)為源極跟隨器配置的MOSFET MN21的輸出裝置。
[0046]前置放大器212(“Gm_yA”)被配置為次級前置放大器，并且可以被設(shè)計為消耗數(shù)量級為幾微安(μΑ)的電流。前置放大器212被設(shè)計成具有針對占空循環(huán)模式的高PSRR和快速啟動。在一些實施例中，前置放大器212被配置為僅在短時間段內(nèi)開啟，以補充/刷新所有S/H電容器中的電荷，以便保持所有輸出偏置電流準確。
[0047]前置放大器214(“Gm_nA”)被配置為初級前置放大器，并且可以被設(shè)計為消耗數(shù)量級為幾納安(nA)的電流。前置放大器214被設(shè)計用于保持電源電壓以使輸出鏡有效的主要功能，使得給客戶端塊的偏置電流可以是未被中斷的。在一些實施例中，當恒定Gm電路和/或BGR核心電路接通時，前置放大器214被配置為總是接通的(ON)，以提供良好的PSRR和負載調(diào)節(jié)。
[0048]耦合到前置放大器212和214的第一輸入端子上的基準輸入在開關(guān)SW20(本身由Bias_rdy信號控制)的控制下被選擇性地提供，該基準輸入或者是根據(jù)從準備電路接收的PTAT電流(Iptat)產(chǎn)生的啟動基準信號或者是從輸出電路的偏置輸出(Ivbgr)接收的更準確的基準電壓水平。進一步應(yīng)注意，基準電容器Cref耦合到這些輸入端子。前置放大器212和214的第二輸入端子被耦合以接收從調(diào)節(jié)器電路200輸出的調(diào)節(jié)的電壓。
[0049]如進一步所示，Bias_rdy信號也控制開關(guān)SW21以選擇性地提供前置放大器212和214的輸出或啟動基準信號到用作輸出裝置的MOSFET MN21的柵極端子。如進一步所示，耦合電容器Ce也耦合到該端子。根據(jù)從準備電路接收的PTAT電流獲得的啟動基準是不太準確的，并且其主要功能是在前置放大器的偏置電流以及精確的基準電壓生成可用之前保證成功的偏置電路啟動(加電)。如圖4所示，當由通過Bias_rdy控制的開關(guān)SW20和SW21選擇時，啟動基準直接連接到源極跟隨器晶體管MN21的柵極端子，從而在啟動期間繞過前置放大器212和214兩者。應(yīng)注意，該啟動基準由從準備電路100接收的基于CMOS的PTAT電流偏置，以便實現(xiàn)隨溫度變化的低基準漂移。
[0050]在帶隙/偏置電路啟動成功(其由Bias_rdy指示)之后，開關(guān)SW21和SW22從該啟動基準跳變到選擇更精確的基準Vref，并且還將輸入端切換到被耦合到前置放大器212和214的輸出端的輸出裝置MN21的柵極端子。應(yīng)注意，該Vref基準是更準確的并且還具有優(yōu)良的電源抑制比(PSRR)，因為基準電流來源于由調(diào)節(jié)的電源電壓Vreg供電的線路。
[0051 ] 更具體地，雖然調(diào)節(jié)器電路200的主要功能是在帶隙核心電路300和/或恒定Gm電路400被啟用(0N模式)時提供高PSRR和優(yōu)良的負載調(diào)節(jié)，但是在帶隙核心電路300或恒定Gm電路400被禁用(OFF模式)時，調(diào)節(jié)器電路200還為輸出鏡提供電源電壓，因為輸出電流鏡在OFF模式期間仍然輸送電流到器件的至少一些電路塊。應(yīng)理解在此OFF模式下，如本文所述，輸出鏡處于HOLD(保持)模式并且柵極電荷被保持在采樣電容器處。應(yīng)注意，Vref也是占空循環(huán)的以減少電流消耗。當Vref為占空循環(huán)(采樣和保持)時，電流Ibgr可以接通和斷開，并且電荷在斷開期間被保持在電容器Cref處。進而，相應(yīng)的S/Η開關(guān)將Cref連接到Vref以在接通模式期間補充電荷。例如，S/Η開關(guān)可以耦合在開關(guān)SW20與電容器Cref之間(與SW20串聯(lián))。調(diào)節(jié)的電源電壓Vreg可以在包括偏置電路10的IC開啟時始終存在，并且調(diào)節(jié)器電路200的至少一部分可以是占空循環(huán)的以減少電流消耗。應(yīng)注意，從來自輸出鏡電路600的偏置輸出生成的該基準電壓可能使啟動序列變得復(fù)雜，但可以大大提高PSRR和基準電壓精確度。應(yīng)理解的是，雖然在圖4的實施例中以這種高水平示出，但許多變體和替代是可能的。
[0052]現(xiàn)在參考圖5和圖5-1，其示出根據(jù)一個實施例的偏置電路內(nèi)的附加電路的進一步細節(jié)的示意圖。如圖5所示，示出的帶隙核心電路300包括多個MOSFET MP31-MP33，其全部具有耦合到電源電壓(其對應(yīng)于由調(diào)節(jié)器電路200輸出的調(diào)節(jié)電壓)的共同源極端子和共同耦合的柵極端子(由放大器310的輸出驅(qū)動)。如圖可見，MOSFET MP31的漏極端子耦合到放大器310的第二輸入端子，并且經(jīng)由調(diào)整電阻器(R30)耦合到雙極型晶體管PNP30，其中在一個實施例中，該調(diào)整電阻器(R30)是可控制的調(diào)整電阻器，該雙極型晶體管PNP30與另一電阻器R33并聯(lián)耦合。進而，放大器310的第二輸入端子耦合到MOSFET MP32的漏極端子，該漏極端子進一步耦合到電阻器R33，電阻器R33進而串聯(lián)耦合到電阻器R32并且與電阻器R31(在一個實施例中，其可以是溫度可調(diào)電阻器)并聯(lián)。電阻器R32還耦合到雙極型晶體管PNP31的源極端子，雙極型晶體管PNP31可以具有與雙極型晶體管PNP30不同的尺寸(具有1:M的相對比率)οMOSFET MP33的漏極端子提供帶隙偏置電流Ibgr，如圖可見，當選擇性地控制帶隙偏置電流Ibgr時，其選擇性地耦合到校準電路450或開關(guān)SW31以便輸出。
[0053]恒定Gm電路400包括具有MOSFET MN41、MN42、MP44以及MP45的基于CMOS的電流鏡。如圖所示，這些電流鏡被耦合到輸出MOSFET MP46，以從MOSFET MP46的漏極端子提供恒定Gm偏置電流Igmc，該電流Igmc類似地耦合到校準電路450和開關(guān)SW31。如圖5進一步示出，恒定Gm電路400進一步包括啟動電路410，該啟動電路410可以操作以在啟動時注入電流，從而通過輸送電流到MOSFET MN41的共同耦合的柵極端子和漏極端子來正確地控制電流鏡(與上述關(guān)于圖3的啟動電路130類似地操作)。
[0054]在占空循環(huán)模式期間，一些實施例可以(在導(dǎo)通循環(huán)期間)使用恒定Gm電路400而不是帶隙核心電路300(尤其當不需要低噪聲偏置電流時)，因為恒定Gm電路400可以被配置為消耗更少的電流，同時具有更快的啟動時間。但是，使用恒定Gm電路400的一個缺點是，它的輸出電流是高度依賴溫度的(PTAT型)，并且因此這種電路可以相對于帶隙核心電路300被校準，例如，根據(jù)周期性的時間間隔(其在不同的實施例中可以變化)來校準。
[0055]現(xiàn)在參照校準電路450，當被控制以執(zhí)行比較(響應(yīng)于開關(guān)CAL Sffl-CAL SW2的選擇性控制)時，由電路300和400輸出的偏置電流耦合到由MOSFET M46和M47形成的電流鏡。該電流鏡向比較器460輸出比較值，當來自恒定Gm電路400的偏置電流超過來自帶隙核心電路300的偏置電流時，該比較器460輸出正值。在一個實施方式中，比較器460的輸出被反轉(zhuǎn)，這意味著當來自恒定Gm電路400的偏置電流低于來自帶隙核心電路300的偏置電流時，該比較器輸出正值。如圖所示，比較器460的輸出被提供給被配置為執(zhí)行逐次逼近算法的數(shù)字轉(zhuǎn)換器475。在其他情況下，信號反轉(zhuǎn)可以在數(shù)字轉(zhuǎn)換器475內(nèi)實現(xiàn)。在一個實施例中，該數(shù)字轉(zhuǎn)換器可以被實現(xiàn)為逐次逼近寄存器以生成校準值，該校準值可以是用于控制恒定Gm電路400的校準電阻器Rcal的N位校準值。
[0056]由于恒定Gm電路400的偏置電流與管芯溫度(PTAT電流)直接成比例/成正比，并且?guī)逗诵碾娐?00的偏置電流隨溫度變化幾乎是恒定的，因此N位校準值也與絕對溫度直接成比例/成正比。N位校準值可以被轉(zhuǎn)換為攝氏度，例如，使用下面的公式:Temp= (N_bit_cal -OFFSET) /GAIN+27，其中OFFSET (偏移)和GAIN(增益)是線性擬合常數(shù)。這個校準值可以被進一步發(fā)送到MCU的邏輯以提供溫度指示，其中所述邏輯可以在更新各種器件特性或參數(shù)時使用該校準值。需要注意的是，由于各種隨機錯配、系統(tǒng)誤差以及有限的小校準步導(dǎo)致的誤差，恒定Gm電路400的校準不是無限準確的，這導(dǎo)致在來自帶隙核心電路300 (I vbgr)和恒定Gm電路400(Igmc)的偏置電流之間的差異(誤差)。在一些實施例中，這個誤差可能保持非常小，使得不論來源如何，客戶端塊都看到幾乎相同的偏置電流。
[0057]在一個實施例中，以下過程可以被用于降低如上所述的由于各種誤差源導(dǎo)致的恒定Gm校準誤差。首先，可以使用數(shù)字轉(zhuǎn)換器475執(zhí)行校準，以校準恒定Gm電流。然后，測量在恒定6!11電流]^111(3與帶隙核心電流]^81'之間的誤差<^1'1'_031 = ]^111(3-]^81'$1'1'_031理想地可以是零)。根據(jù)該校準誤差(Err_cal)，可以計算使校準誤差降低到最小值的更新的調(diào)整設(shè)定值。該過程可以在生產(chǎn)測試期間完成，并且由測試設(shè)備軟件執(zhí)行計算。
[0058]使用該更新值，校準可以再次被執(zhí)行以驗證誤差已經(jīng)降低到期望的水平(例如，低于誤差閾值)。如果是這樣，則調(diào)整設(shè)定值可以被存儲(例如，存儲在非易失性存儲器中)并且在恒定Gm電路400的未來校正操作期間被使用。以此方式，校準精確度被提高而未顯著地增加電路復(fù)雜性、校準位或硅片面積。應(yīng)注意，校準本身的輸出(Cal_bus)可以被存儲在易失性存儲器(例如，寄存器)，因為它僅對給定的管芯溫度有效。
[0059]相反，在正常(非校準)模式中，校準開關(guān)CAL Sffl-CAL SW2將從電路300和400輸出的偏置電流提供給開關(guān)SW31，開關(guān)SW31選擇偏置電流中的給定電流以提供給中間輸出電路500。
[0060]現(xiàn)在參考圖6，其示出偏置電路(諸如圖1和圖2所示的電路)的操作的方法的流程圖。如圖所示，方法600開始于確定電源電壓是否超過第一基準電壓(菱形610)。這種比較可以在準備電路的比較器中進行，該比較器比較輸入電源電壓與基準值。當確定電源電壓超過該基準電壓(表明適用于適當電路操作的電源電壓的可用性)時，控制傳到框620，在框620中可以使就緒指示符有效(assert)。具體地，該就緒指示符可以從準備電路被發(fā)送到電壓調(diào)節(jié)器。
[0061 ] 仍參考圖6，在框630中，偏置電流可以在帶隙核心電路和/或恒定Gm電路中產(chǎn)生。這些偏置電流中的一個可以被選擇(框640)，并提供給輸出電路650，輸出電路650進而根據(jù)該偏置電流產(chǎn)生多個偏置輸出(框660)。
[0062]在框670中，可以根據(jù)偏置輸出之一產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)器電路的第二基準電壓。在等待允許電路穩(wěn)定(settle)的延遲(框680)之后，在框690中，調(diào)節(jié)器輸出可被切換到輸出裝置(例如，源極跟隨器配置的晶體管)，以使調(diào)節(jié)的電壓能夠被提供給偏置電路的各個下游部分，包括帶隙偏置電路、恒定Gm電路以及輸出電路。應(yīng)理解的是，雖然在圖6中以這種高水平示出，偏置電路的操作可以包括其他組成步驟。
[0063]現(xiàn)在參考圖7，其示出根據(jù)一個實施例用于以占空循環(huán)模式控制偏置電路的方法的流程圖。如圖7所示，方法700可以用于喚醒偏置電路的各種部件以執(zhí)行電荷刷新操作，使得當偏置電路中的許多部件處于休眠模式時，適當?shù)钠幂敵鋈阅軌虺掷m(xù)產(chǎn)生。在一些實施例中，耦合到偏置電路的控制器(例如，MCU或其它控制邏輯)可以執(zhí)行方法700，以使電路的各個部分能夠被啟用以執(zhí)行操作并且此后返回到休眠狀態(tài)。
[0064]如圖所示，方法700通過在第一預(yù)定時間間隔處退出偏置電路的休眠狀態(tài)而開始(框710)。在一個實施例中，該預(yù)定時間間隔可以是大約一毫秒的數(shù)量級。作為該退出的一部分，調(diào)節(jié)器電路的次級前置放大器可以被啟用(框720)。作為一個示例，該次級前置放大器可以是Gm-μΑ放大器。在框730中，可以啟用恒定Gm電路(或帶隙核心電路)以刷新輸出電路的電荷存儲裝置(例如，一個或多個電容器)。為此，由此電路所產(chǎn)生的偏置電流的切換被啟用以允許對這些電容器充電。在該刷新充電完成后，在框740中，電荷存儲裝置可以被切換到保持模式。此后，為了該刷新充電目的而被加電的偏置電路的各種加電部件可以被設(shè)置回休眠狀態(tài)(框750)。并且相應(yīng)地，該占空循環(huán)ON(接通)狀態(tài)可以結(jié)束并且偏置電路返回到占空循環(huán)模式的OFF(斷開)狀態(tài)或休眠狀態(tài)下的操作。
[0065]現(xiàn)在參考圖8，其示出根據(jù)另一實施例的用于以占空循環(huán)模式控制偏置電路的方法的流程圖。如圖8所示，方法800可以用于喚醒偏置電路的各個組件以執(zhí)行校準操作，使得低功率的恒定Gm電路而不是更高功耗的帶隙核心電路可以在占空循環(huán)模式下使用。在一些實施例中，親合到偏置電路的控制器(例如，MCU或其它控制邏輯)可以執(zhí)行方法800，使得電路的各個部分被啟用以執(zhí)行操作并且此后返回到休眠狀態(tài)。
[0066]如圖所示，圖8通過以第二預(yù)定時間間隔退出偏置電路的休眠狀態(tài)而開始(框810)。第二預(yù)定時間間隔可以長于第一預(yù)定時間間隔，并且例如可以是在約0.25秒到I秒之間。應(yīng)注意，在第二預(yù)定時間間隔處的占空循環(huán)模式的ON狀態(tài)期間，校準操作可以被執(zhí)行以相對帶隙偏置電路校正恒定Gm電路。在ON狀態(tài)的這種校準模式中，可以啟用調(diào)節(jié)器電路的第一前置放大器(例如，Gm-nA)(框820)。另外，帶隙核心電路和恒定Gm電路二者都可以被啟用(框830和840)。
[0067]接下來，在框850中，將由帶隙核心電路產(chǎn)生的帶隙偏置電流與由恒定Gm電路產(chǎn)生的恒定Gm偏置電流進行比較。在一個實施例中，這種比較可以使用二進制搜索算法(例如，使用逐次逼近寄存器)來執(zhí)行。在不同的實施例中，二進制搜索算法僅在IC加電后的第一校準期間使用。所有后續(xù)的校準可以通過簡單地遞增/遞減現(xiàn)有的N位校準值直到Igmc = Ibgr來實現(xiàn)，這可能帶來更快的校準(更低的電流消耗)，條件是在校準之間管芯溫度沒有顯著改變(例如，多于幾度)，這是一個合理的假設(shè)。
[0068]接下來，在框860中，可以基于該比較更新校準值，該校準值用來相對帶隙偏置電流校準恒定Gm偏置電流。此外，可以存儲(例如，存儲在非易失性存儲裝置中以供將來使用)用于控制恒定Gm電路的校準電阻的該校準值。此后，在框870中，偏置電路可以被置于休眠狀態(tài)。應(yīng)理解的是，雖然在圖8的實施例中以這種高水平示出，但許多變體和替代是可能的。
[0069]此外，應(yīng)理解的是，上述圖7和圖8表示以占空循環(huán)模式的操作，其中偏置電路的一部分電路可以處于OFF(關(guān)斷)狀態(tài)，即使在占空循環(huán)模式中的ON(接通)部分期間。在其它操作模式例如激活模式中，其中IC的MCU或其它主處理電路處于激活操作模式，偏置電路的所有部件(除了準備電路和啟動電路)可以上電。
[0070]現(xiàn)在參考圖9，其示出根據(jù)一個實施例的集成電路的框圖。如圖9所示，集成電路900可以采取微控制器或其它此類電路的形式。如圖所示，集成電路900耦合到天線910，天線910可以提供一個或多個頻帶的射頻(RF)信號的發(fā)射和接收(或在某些情況下，可以存在多個這樣的天線)。
[0071]進而，天線910耦合到無線電收發(fā)機920，無線電收發(fā)機920可以包括一個或多個信號處理路徑以處理一個或多個頻帶的傳入和傳出RF信號。進而，無線電收發(fā)器920與MCU930通信，M⑶930可以包括集成電路的主處理和控制電路。M⑶930與包括模擬電路940的附加電路通信，模擬電路940可以充當與各種模擬部件(諸如可以經(jīng)由一組I/O端口 980耦合到集成電路900的各種不同的片外傳感器)的接口。在示出的實施例中，模擬電路940包括模擬到數(shù)字/數(shù)字到模擬電路(ADC/DAC)945以數(shù)字化從這些片外源接收的傳入的模擬信號，并且將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換為模擬形式，例如傳送到片外源的控制信息。一組互連970可以耦合集成電路的各種部件，以提供電源、時鐘和數(shù)據(jù)信號的通信。
[0072]仍然參照圖9，電源電路950包括一個或多個電壓調(diào)節(jié)器954，以向集成電路900的各種組件提供調(diào)節(jié)的電壓。如本文所述的偏置電路952可以用于指示合適的電源電壓何時可用于電壓調(diào)節(jié)器954。此外，偏置電路952可以被配置為提供適當?shù)钠幂敵鼋o集成電路900的各種客戶端電路，這些客戶端電路包括電源電路950和時鐘電路960內(nèi)的部件，時鐘電路960可以用于使用接收此類偏置信號的一個或多個內(nèi)部振蕩器來產(chǎn)生各種時鐘信號。更進一步注意到，來自偏置電路952的附加偏置輸出可以被提供給模擬電路940內(nèi)的組件。在某些情況下，偏置輸出可以被提供給其他組件。應(yīng)理解的是，雖然在圖9的圖示中以這種高水平示出，但許多變體和替代是可能的。
[0073]雖然已經(jīng)相對于有限數(shù)量的實施例描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到這些實施例的許多修改和變化。預(yù)期的是隨附權(quán)利要求覆蓋落入本發(fā)明的真實精神和范圍內(nèi)的所有這些修改和變化。
【主權(quán)項】
1.一種裝置，其包括: 準備電路，其用于當提供給所述準備電路和電壓調(diào)節(jié)器的電源電壓足以操作所述電壓調(diào)節(jié)器時輸出就緒指示符； 所述電壓調(diào)節(jié)器，其用于接收所述電源電壓并且輸出調(diào)節(jié)的電壓，所述電壓調(diào)節(jié)器接收來自所述準備電路的第一電流并且當所述就緒指示符未激活時基于所述第一電流控制所述調(diào)節(jié)的電壓； 偏置電路，其用于接收所述調(diào)節(jié)的電壓，并且所述偏置電路包括產(chǎn)生第一帶隙偏置電流的第一電路和產(chǎn)生第二偏置電流的第二電路；以及 輸出電路，其用于接收所述第一帶隙偏置電流和所述第二偏置電流中的一個選定電流，并且基于所述第一帶隙偏置電流和所述第二偏置電流中的所述一個選定電流將一個或多個偏置輸出輸出到一個或多個客戶端電路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中當所述就緒指示符激活時，所述電壓調(diào)節(jié)器將基于來自所述輸出電路的所述一個或多個偏置輸出之一控制所述調(diào)節(jié)的電壓。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述準備電路包括第一多個互補金屬氧化物半導(dǎo)體電流鏡即CMOS電流鏡，其中所述第一多個CMOS電流鏡中的一個將提供所述第一電流給所述電壓調(diào)節(jié)器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述輸出電路包括第二多個CMOS電流鏡，以接收所述第一帶隙偏置電流和所述第二偏置電流中的所述一個選定偏置電流，并且由其產(chǎn)生所述一個或多個偏置輸出。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述第一電路包括帶隙核心電路并且所述第二電路包括恒定跨導(dǎo)電路。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述電壓調(diào)節(jié)器包括以第一功耗水平操作的第一前置放大器和以第二功耗水平操作的第二前置放大器，其中在占空循環(huán)模式的開啟部分期間，所述第一前置放大器被控制以被供電，并且在所述占空循環(huán)模式的所述開啟部分和斷開部分期間，所述第二前置放大器被控制以被供電，所述第二功耗水平低于所述第一功耗水平。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述電壓調(diào)節(jié)器包括: 第一開關(guān)，用于當所述就緒指示符未激活時提供第一基準電壓給所述第一前置放大器，并且當所述就緒指示符激活時提供第二基準電壓給所述第一前置放大器； 第二開關(guān)，用于當所述就緒指示符激活時向所述電壓調(diào)節(jié)器的輸出裝置提供所述第一前置放大器的輸出，并且當所述就緒指示符未激活時向所述輸出裝置提供所述第一基準電壓。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其進一步包括控制器，用于使所述恒定跨導(dǎo)電路能夠在第一時間間隔給所述輸出電路的電荷存儲裝置再充電，并且使所述恒定跨導(dǎo)電路和所述帶隙核心電路能夠在第二時間間隔執(zhí)行所述第二偏置電流相對所述第一帶隙偏置電流的校準，所述第二時間間隔大于所述第一時間間隔。9.一種方法，其包括: 在第一預(yù)定時間間隔后，退出偏置電路的休眠狀態(tài)，并且使用由所述偏置電路的恒定跨導(dǎo)電路產(chǎn)生的第一偏置電流使所述偏置電路的輸出電路的電荷存儲裝置被刷新； 在刷新所述電荷存儲裝置后，使所述偏置電路進入所述休眠狀態(tài)； 在第二預(yù)定時間間隔后，退出所述偏置電路的所述休眠狀態(tài)，并且使所述第一偏置電流與由所述偏置電路的帶隙偏置電路產(chǎn)生的第二偏置電流進行比較，并且基于所述比較更新校準值，其中所述校準值被用于相對所述第二偏置電流校準所述第一偏置電流;以及在更新所述校準值后，使所述偏置電路進入所述休眠狀態(tài)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中在所述第一預(yù)定時間間隔后退出所述休眠狀態(tài)進一步包括啟用所述偏置電路的調(diào)節(jié)器電路的次級前置放大器。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中在所述第一預(yù)定時間間隔后退出所述休眠狀態(tài)進一步包括啟用所述恒定跨導(dǎo)電路且同時保持禁用所述帶隙偏置電路。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其進一步包括啟用所述調(diào)節(jié)器電路的初級前置放大器以使所述調(diào)節(jié)器電路輸出所述調(diào)節(jié)的電壓。13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其進一步包括，在包括所述偏置電路的集成電路的激活模式中，退出所述休眠狀態(tài)并且啟用所述恒定跨導(dǎo)電路、所述帶隙偏置電路以及所述調(diào)節(jié)器電路的第一前置放大器。14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中更新所述校準值包括在存儲裝置中存儲耦合到所述恒定跨導(dǎo)電路的電流鏡的電阻元件的控制設(shè)定值，用以控制所述電阻元件的電阻。15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其進一步包括基于所述校準值確定溫度，并且在此基礎(chǔ)上更新包括所述偏置電路的所述集成電路的一個或多個器件特性。16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其進一步包括使用狀態(tài)機來控制所述偏置電路。17.—種集成電路，其包括: 多個客戶端電路，所述多個客戶端電路中的至少一些用于接收偏置信號；以及偏置電路，用于產(chǎn)生多個偏置信號并且將所述多個偏置信號中的至少一些提供給所述多個客戶端電路中的一個或多個，所述偏置電路包括: 準備電路，用于指示電源電壓何時足以操作所述偏置電路； 電壓調(diào)節(jié)器，其耦合到所述準備電路以輸出調(diào)節(jié)的電壓； 第一偏置電路，用于產(chǎn)生第一偏置電流； 第二偏置電路，用于產(chǎn)生第二偏置電流；以及 輸出電路，用于接收所述第一偏置電流和所述第二偏置電流中的至少一個，并且由其產(chǎn)生所述多個偏置信號，其中所述第一偏置電路、所述第二偏置電路和所述輸出電路使用所述調(diào)節(jié)的電壓來操作。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的集成電路，其中所述電壓調(diào)節(jié)器、所述第一偏置電路和所述第二偏置電路以占空循環(huán)模式操作。19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的集成電路，其中所述準備電路包括: 比較器，其具有: 第一輸入端子，用于接收基于與絕對溫度成比例的電流即PTAT電流的第一電壓，所述PTAT電流由具有多個互補金屬氧化物半導(dǎo)體電流鏡即CMOS電流鏡的CMOS電流發(fā)生器電路產(chǎn)生； 第二輸入端子，用以接收對應(yīng)于所述電源電壓的預(yù)定部分的基準電壓;和 比較電路，用于將基于所述PTAT電流的第一電壓與所述基準電壓比較并且輸出比較值；以及 延遲電路，用于接收所述比較值并且在所述第一電壓超過所述基準電壓之后的閾值期間后，將就緒信號輸出給所述電壓調(diào)節(jié)器。20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的集成電路，其進一步包括校準電路，用于比較所述第一偏置電流和所述第二偏置電流并且由此產(chǎn)生校準值，所述校準值用于控制耦合到所述第二偏置電路的電流鏡的可控電阻。21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的集成電路，其中所述電壓調(diào)節(jié)器包括: 以第一功耗水平操作的第一前置放大器;和 以第二功耗水平操作的第二前置放大器，所述第二功耗水平低于所述第一功耗水平。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的集成電路，其中所述電壓調(diào)節(jié)器包括: 第一開關(guān)，用于當所述就緒指示符未激活時提供第一基準電壓給所述第一前置放大器，并且當所述電源電壓足以操作所述偏置電路時提供第二基準電壓給所述第一前置放大器;和 第二開關(guān)，用于當所述電源電壓足以操作所述偏置電路時向所述電壓調(diào)節(jié)器的輸出裝置提供所述第一前置放大器的輸出，并且當所述電源電壓不足以操作所述偏置電路時向所述輸出裝置提供所述第一基準電壓。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的集成電路，其進一步包括控制器，用于使所述第二偏置電路能夠在第一時間間隔給所述輸出電路的電荷存儲裝置再充電，并且使所述第二偏置電路和所述第一偏置電路能夠在第二時間間隔啟用所述校準電路以比較所述第一偏置電流和所述第二偏置電流，所述第二時間間隔大于所述第一時間間隔。
【文檔編號】G05F3/26GK105912068SQ201510932588
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年12月15日
【發(fā)明人】P·科內(nèi)奇尼, D·彼得森
【申請人】硅實驗室公司