一種電阻工藝偏差的補(bǔ)償方法、裝置、電阻及rc振蕩器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于集成電路領(lǐng)域，提供了一種電阻工藝偏差的補(bǔ)償方法、裝置、零溫度系數(shù)的電阻及RC振蕩器，該方法包括：生成第一RC振蕩信號(hào)和第二RC振蕩信號(hào)；根據(jù)第一RC振蕩信號(hào)和第二RC振蕩信號(hào)生成計(jì)數(shù)值，計(jì)數(shù)值包含電阻工藝偏差信息；根據(jù)計(jì)數(shù)值計(jì)算出電阻工藝偏差值；根據(jù)電阻工藝偏差值對(duì)電阻進(jìn)行補(bǔ)償，使電阻具有零溫度系數(shù)。本發(fā)明利用一RC振蕩器的時(shí)鐘對(duì)另一RC振蕩器的時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，并將該反映了具有相反溫度系數(shù)的電阻之間的相對(duì)工藝偏差信息的計(jì)數(shù)值通過計(jì)算單元計(jì)算出電阻工藝偏差值，再將該電阻工藝偏差值對(duì)第三RC振蕩器的電阻進(jìn)行補(bǔ)償，使得第三RC振蕩器的電阻可靠有效地變?yōu)榱銣囟认禂?shù)電阻，實(shí)現(xiàn)了溫度補(bǔ)償目的。
【專利說明】—種電阻工藝偏差的補(bǔ)償方法、裝置、電阻及RC振蕩器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種電阻工藝偏差的補(bǔ)償方法、裝置、零溫度系數(shù)的電阻及具有溫度補(bǔ)償特性的RC振蕩器。

【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)模混合信號(hào)芯片中的數(shù)字電路通常需要頻率精準(zhǔn)的時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)鐘信號(hào)在芯片內(nèi)部由振蕩器產(chǎn)生。RC振蕩器結(jié)構(gòu)簡單，集成度高，性能良好，從而得到了廣泛的研究和應(yīng)用。
[0003]在常規(guī)的RC振蕩器中，通過經(jīng)由電阻控制的電流系統(tǒng)對(duì)電容進(jìn)行充電或者放電來操作。當(dāng)電容上的電壓達(dá)到上限(或者高于某個(gè)閾值)時(shí)，切換裝置開始對(duì)電容進(jìn)行放電；當(dāng)電容上的電壓達(dá)到下限(或者低于某個(gè)閾值)時(shí)，切換裝置開始對(duì)電容進(jìn)行充電，于是電容上的電壓在上限電壓和下限電壓間產(chǎn)生來回?cái)[動(dòng)，形成振蕩信號(hào)。對(duì)電容的充電和放電速率經(jīng)由電阻的電流來控制。
[0004]但是，CMOS工藝上MOS器件、電容、電阻都存在較大的工藝分散性，且都帶有溫度系數(shù)，導(dǎo)致RC振蕩器產(chǎn)生的頻率往往不夠精確，在一些需要高精度時(shí)序信號(hào)的芯片中就不適用了，尤其是電阻的溫度系數(shù)對(duì)時(shí)鐘的影響通常是難以被忽略的。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)通常采用具有相反溫度系數(shù)的電阻Rl和電阻R2串聯(lián)(或者并聯(lián))組成電阻R，通過合理設(shè)置電阻Rl與電阻R2的阻值之比，從而實(shí)現(xiàn)零溫度系數(shù)電阻的目的。
[0006]假設(shè)電阻Rl為正溫度系數(shù)，電阻R2為負(fù)溫度系數(shù)，那么:
[0007]Rl = Rl0 (l+α I(T-T0)), R2 = R20 (1-a 2 (T-T0)) (I)
[0008]其中，Ttl為額定溫度(通常選取25°C )，R1q、R2q分別為電阻R1、電阻R2在額定溫度Ttl(通常選取25°C)下的阻值，稱為額定阻值，電阻Rl的溫度系數(shù)為正溫度系數(shù)α?，電阻R2的溫度系數(shù)為負(fù)溫度系數(shù)_α 2。
[0009]設(shè)計(jì)目標(biāo)是，對(duì)于任意溫度T，Rl與R2之和為常數(shù)RO (與溫度無關(guān))，即:R1+R2 =%。根據(jù)這個(gè)約束條件，對(duì)等式(I)進(jìn)行變換，得到:

【權(quán)利要求】
1.一種電阻工藝偏差的補(bǔ)償方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟: 生成第一 RC振蕩信號(hào)和第二 RC振蕩信號(hào)； 根據(jù)所述第一 RC振蕩信號(hào)和所述第二 RC振蕩信號(hào)生成計(jì)數(shù)值，所述計(jì)數(shù)值包含電阻工藝偏差信息； 根據(jù)所述計(jì)數(shù)值計(jì)算出電阻工藝偏差值； 根據(jù)所述電阻工藝偏差值對(duì)電阻進(jìn)行補(bǔ)償，使電阻具有零溫度系數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一RC振蕩信號(hào)和所述第二RC振蕩信號(hào)生成計(jì)數(shù)值的步驟具體為: 設(shè)定多個(gè)所述第二 RC振蕩信號(hào)或所述第一 RC振蕩信號(hào)的周期為計(jì)數(shù)時(shí)間窗口 ；在所述計(jì)數(shù)時(shí)間窗口內(nèi)對(duì)所述第一 RC振蕩信號(hào)或所述第二 RC振蕩信號(hào)的周期進(jìn)行計(jì)數(shù),生成計(jì)數(shù)值。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述計(jì)數(shù)值計(jì)算出電阻工藝偏差值的步驟具體為: 根據(jù)RC振蕩器的頻率表達(dá)式和所述計(jì)數(shù)值，得到計(jì)數(shù)值與額定電阻值的關(guān)系等式；將預(yù)設(shè)電阻工藝偏差信息帶入所述計(jì)數(shù)值與額定電阻值的關(guān)系等式，得到電阻工藝偏差信息與計(jì)數(shù)值的關(guān)系等式； 利用所述電阻工藝偏差信息與計(jì)數(shù)值的關(guān)系等式，并且令所述第一 RC振蕩信號(hào)和第二 RC振蕩信號(hào)對(duì)應(yīng)的電阻溫度系數(shù)比值固定，計(jì)算出所述電阻工藝偏差值。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根據(jù)所述計(jì)數(shù)值計(jì)算出電阻工藝偏差值的步驟之后，所述根據(jù)所述電阻工藝偏差值對(duì)電阻進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牟襟E之前，所述方法還可以包括下述步驟: 存儲(chǔ)所述電阻工藝偏差值。
5.一種電阻工藝偏差的補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述裝置包括: 第一 RC振蕩器,用于生成第一 RC振蕩信號(hào)； 第二 RC振蕩器，用于生成第二 RC振蕩信號(hào)； 計(jì)數(shù)器，所述計(jì)數(shù)器的第一輸入端與所述第一 RC振蕩器的輸出端連接，所述計(jì)數(shù)器的第二輸入端與所述第二 RC振蕩器的輸出端連接，所述計(jì)數(shù)器用于根據(jù)所述第一 RC振蕩信號(hào)和所述第二 RC振蕩信號(hào)生成計(jì)數(shù)值，所述計(jì)數(shù)值包含電阻工藝偏差信息； 計(jì)算單元，所述計(jì)算單元的輸入端與所述計(jì)數(shù)器的輸出端連接，用于根據(jù)所述計(jì)數(shù)值計(jì)算電阻工藝偏差值； 第三RC振蕩器，所述第三RC振蕩器的輸入端與所述計(jì)算單元的輸出端連接，用于根據(jù)所述電阻工藝偏差值對(duì)電阻進(jìn)行補(bǔ)償，使其電阻具有零溫度系數(shù)； 所述第一 RC振蕩器與所述第二 RC振蕩器結(jié)構(gòu)相同，且分別具有一互為相反溫度系數(shù)的電阻。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述計(jì)數(shù)器為多個(gè)觸發(fā)器串聯(lián)構(gòu)成，通過設(shè)定多個(gè)所述第二 RC振蕩信號(hào)或所述第一 RC振蕩信號(hào)的周期為計(jì)數(shù)時(shí)間窗口，并在所述計(jì)數(shù)時(shí)間窗口內(nèi)對(duì)所述第一 RC振蕩信號(hào)或所述第二 RC振蕩信號(hào)周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，生成計(jì)數(shù)值。
7.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 非易失性存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)所述電阻工藝偏差值，所述非易失性存儲(chǔ)器的輸入端與所述計(jì)算單元的輸出端連接，所述非易失性存儲(chǔ)器的輸出端與所述第三RC振蕩器的輸入端連接。
8.—種零溫度系數(shù)的電阻，其特征在于，所述電阻采用如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的方法進(jìn)行電阻工藝偏差補(bǔ)償。
9.一種具有溫度補(bǔ)償特性的RC振蕩器，所述振蕩器包括如權(quán)利要求8所述的零溫度系數(shù)的電阻。
【文檔編號(hào)】H03H1/02GK104135244SQ201410357072
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】許建超, 趙琮, 湯江遜, 歐陽振華, 許志玲 申請(qǐng)人:深圳市銳能微科技有限公司