一种基准电流源电路的校准电路及校准方法与流程

1.本技术涉及电路技术领域，尤其涉及一种基准电流源电路的校准电路及校准方法。


背景技术：

2.带隙基准电路作为整个电路或者系统的“基准”，其性能直接影响整个电路或者系统的性能。传统的基准电流源电路由ptat(正温度系数电流)与ctat(负温度系数电流)组合形成与温度无关的基准电流。
3.然而，在基准电流源电路的芯片内部器件的性能参数容易受到工艺或者环境的影响，基准电流的精准度会随之降低。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种基准电流源电路的校准电路及校准方法，能够对基准电流源电路的芯片内部器件的性能参数进行校准，以避免基准电流的精准度的降低。
5.本技术实施例的第一方面，提供一种基准电流源电路的校准电路，包括：
6.比较器，所述比较器的第一输入端用于与基准电流源电路的芯片内部模块电连接，所述比较器的第二输入端用于与所述基准电流源电路的芯片外部模块电连接；
7.逻辑单元，所述逻辑单元的输入端与所述比较器的输出端电连接，所述逻辑单元的输出端用于与所述芯片内部模块电连接。
8.在一些实施方式中，所述比较器的所述第一输入端用于接入所述芯片内部模块的第一电流信号，所述比较器的所述第二输入端用于接入所述芯片外部模块的第二电流信号；或，
9.所述比较器的所述第一输入端用于接入所述芯片内部模块的第一电压信号，所述比较器的所述第二输入端用于接入所述芯片外部模块的第二电压信号。
10.在一些实施方式中，所述比较器用于比较所述第一电流信号和所述第二电流信号的大小，若所述第一电流信号小于所述第二电流信号，则所述比较器输出端输出的电流比较结果为0或1，若所述第一电流信号大于或等于所述第二电流信号，则所述比较器输出端输出的所述电流比较结果为1或0；或，
11.所述比较器用于比较所述第一电压信号和所述第二电压信号的大小，若所述第一电压信号小于所述第二电压信号，则所述比较器输出端输出的电压比较结果为0或1，若所述第一电压信号大于或等于所述第二电压信号，则所述比较器输出端输出的所述电压比较结果为1或0。
12.在一些实施方式中，所述逻辑单元的输出端用于与所述芯片内部模块的可调电阻的电阻档位调节端电连接；
13.所述逻辑单元用于在所述第一电流信号小于所述第二电流信号的情况下，调节所述电阻档位调节端，以改变所述可调电阻的电阻档位，否则不调节；或，
14.所述逻辑单元用于在所述第一电压信号小于所述第二电压信号的情况下，调节所述电阻档位调节端，以改变所述可调电阻的电阻档位，否则不调节。
15.在一些实施方式中，所述逻辑单元的输出端用于与所述芯片内部模块的负温度系数电流支路内的所述可调电阻电连接。
16.在一些实施方式中，所述芯片内部模块的运算放大器的正极上的电压为所述第一电压信号，或，流经所述运算放大器的正极的电流为所述第一电流信号；
17.所述芯片外部模块的参考电阻的非接地端上的电压为所述第二电压信号，或，所述流经所述参考电阻的电流为所述第二电流信号。
18.本技术实施例的第二方面，提供一种基准电流源电路的校准方法，应用于如第一方面所述的基准电流源电路的校准电路，所述校准方法包括：
19.比较基准电流源电路的芯片内部模块的电路参数和芯片外部模块的电路参数，输出比较结果；
20.根据所述比较结果，调整所述芯片内部模块内的器件参数，以使所述芯片内部模块的电路参数大于或等于所述芯片外部模块的电路参数。
21.在一些实施方式中，比较基准电流源电路的芯片内部模块的电路参数和芯片外部模块的电路参数，输出比较结果，包括：
22.比较基准电流源电路的芯片内部模块的第一电流信号和芯片外部模块的第二电流信号，输出电流比较结果；或，
23.比较基准电流源电路的芯片内部模块的第一电压信号和芯片外部模块的第二电压信号，输出电压比较结果。
24.在一些实施方式中，若所述第一电流信号小于所述第二电流信号，则输出的所述电流比较结果为0或1，若所述第一电流信号大于或等于所述第二电流信号，则输出的所述电流比较结果为1或0；或，
25.若所述第一电压信号小于所述第二电压信号，则输出的所述电压比较结果为0或1，若所述第一电压信号大于或等于所述第二电压信号，则输出的所述电压比较结果为1或0。
26.在一些实施方式中，所述根据所述比较结果，调整所述芯片内部模块内的器件参数，以使所述芯片内部模块的电路参数大于或等于所述芯片外部模块的电路参数，包括：
27.根据所述比较结果，调整所述芯片内部模块可调电阻的阻值，以使所述芯片内部模块的电路参数大于或等于所述芯片外部模块的电路参数。
28.本技术实施例提供的基准电流源电路的校准电路及校准方法，设置比较器比较基准电流源电路的芯片内部模块的电路参数和芯片外部模块的电路参数，将比较结果输出至逻辑单元。逻辑单元根据比较结果，以芯片外部模块的电路参数为基准，对芯片内部模块内的器件参数进行调整，以使芯片内部模块的电路参数大于或等于芯片外部模块的电路参数，起到以芯片外部模块为基准，对芯片内部模块进行校准的效果，以避免因电路参数漂移而使得基准电流的精准度的降低的问题发生。
附图说明
29.图1为本技术实施例提供的一种基准电流源电路的校准电路的示意性结构框图；
30.图2为本技术实施例提供的一种基准电流源电路的结构示意图；
31.图3为本技术实施例提供的一种基准电流源电路的校准方法的示意性流程图。
具体实施方式
32.为了更好的理解本说明书实施例提供的技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本说明书实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本说明书实施例以及实施例中的具体特征是对本说明书实施例技术方案的详细的说明，而不是对本说明书技术方案的限定，在不冲突的情况下，本说明书实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
33.在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“两个以上”包括两个或大于两个的情况。
34.带隙基准电路作为整个电路或者系统的“基准”，其性能直接影响整个电路或者系统的性能。传统的基准电流源电路由正温度系数电流与负温度系数电流组合形成与温度无关的基准电流。然而，在基准电流源电路的芯片内部器件的性能参数容易受到工艺或者环境的影响，电阻的阻值容易发生较大幅度的波动，进而影响基准电流的精准度。
35.本技术实施例提供一种基准电流源电路的校准电路及校准方法，能够对基准电流源电路的芯片内部器件的性能参数进行校准，以避免基准电流的精准度的降低。
36.本技术实施例的第一方面，提供一种基准电流源电路的校准电路，图1为本技术实施例提供的一种基准电流源电路的校准电路的示意性结构框图。如图1所示，本技术实施例提供的基准电流源电路的校准电路，包括：比较器100，比较器100的第一输入端用于与基准电流源电路的芯片内部模块inic电连接，比较器100的第二输入端用于与基准电流源电路的芯片外部模块outic电连接；逻辑单元200，逻辑单元200的输入端与比较器100的输出端电连接，逻辑单元200的输出端用于与芯片内部模块inic电连接。
37.示例性的，基准电流源电路通常包括芯片内部模块inic和芯片外部模块outic，在电路的运行过程中，芯片内部模块inic的电路参数容易随着芯片上集成电路工艺的差异或者环境因素发生漂移，由于理论上基准电流源电路的芯片内部模块inic的电流和芯片外部模块outic的电流是相同的，均为基准电流，芯片内部模块inic的电路参数的偏移，则导致芯片内部模块inic的电流和芯片外部模块outic的电流不同，本技术实施例提供的校准电路可以是以芯片外部模块outic的电流参数为基准，对芯片内部模块inic的电路进行校准，以使得芯片内部模块inic的电流和芯片外部模块outic的电流保持相同，或者芯片内部模块inic的电压大于芯片外部模块outic的电压，能够使得基准电流源电路提供精准度较高的基准电流。比较器100可以用于比较基准电流源电路的芯片内部模块inic的电路参数和芯片外部模块outic的电路参数，将比较结果输出至逻辑单元200。电路参数可以是电流、电压或电阻，本技术实施例不作具体限定。逻辑单元200根据比较结果，对芯片内部模块inic
内的器件参数进行调整，以使芯片内部模块inic的电路参数大于或等于芯片外部模块outic的电路参数。
38.本技术实施例提供的基准电流源电路的校准电路，设置比较器100比较基准电流源电路的芯片内部模块inic的电路参数和芯片外部模块outic的电路参数，将比较结果输出至逻辑单元200。逻辑单元200根据比较结果，以芯片外部模块outic的电路参数为基准，对芯片内部模块inic内的器件参数进行调整，以使芯片内部模块inic的电路参数大于或等于芯片外部模块outic的电路参数，起到以芯片外部模块outic为基准，对芯片内部模块inic进行校准的效果，以避免因电路参数漂移而使得基准电流的精准度的降低的问题发生。
39.在一些实施方式中，比较器100的第一输入端用于接入芯片内部模块inic的第一电流信号，比较器100的第二输入端用于接入芯片外部模块outic的第二电流信号；或，比较器100的第一输入端用于接入芯片内部模块inic的第一电压信号，比较器100的第二输入端用于接入芯片外部模块outic的第二电压信号。
40.示例性的，电路参数可以是电流信号或电压信号，比较器100可以比较第一电流信号和第二电流信号，还可以比较第一电压信号和第二电压信号，理论上，在正常的基准电流源电路中，第一电流信号与第二电流信号应该是相等的，或第一电流信号大于第二电流信号，但是在发生参数漂移的情况下，第一电流信号和第二电流信号有可能随时发生变化而变得不同；同理，在正常的基准电流源电路中，第一电压信号大于或等于第二电压信号。
41.示例性的，比较器100输出的比较结果可以是二进制的形式，0或1。例如，比较器100用于比较第一电流信号和第二电流信号的大小，若第一电流信号小于第二电流信号，则比较器输出端输出的电流比较结果为0或1，若第一电流信号大于或等于第二电流信号，则比较器输出端输出的电流比较结果为1或0。比较结果是第一电流信号小于第二电流信号，则比较器输出的可以是0，也可以输出1，相反则输出1或0。比较器100用于比较第一电压信号和第二电压信号的大小，若第一电压信号小于第二电压信号，则比较器输出端输出的电压比较结果为0或1，若第一电压信号大于或等于第二电压信号，则比较器输出端输出的电压比较结果为1或0。第一电流信号大于或等于第二电流信号，或者第一电压信号大于或等于第二电压信号，则无需调整芯片内部模块inic的器件参数，相反，则需要调整芯片内部模块inic的器件参数，直至第一电流信号大于或等于第二电流信号，或者第一电压信号大于或等于第二电压信号。
42.本技术实施例提供的基准电流源电路的校准电路，比较器可以用于比较电流或者电压的大小，采用二进制数字信号作为比较结果输出，根据比较结果判断是否需要调整芯片内部模块的器件参数，能够以芯片外部模块outic为基准，对芯片内部模块inic进行校准的效果，以避免因电路参数漂移而使得基准电流的精准度的降低的问题发生。
43.在一些实施方式中，逻辑单元的输出端用于与芯片内部模块的可调电阻的电阻档位调节端电连接；逻辑单元用于在第一电流信号小于第二电流信号的情况下，调节电阻档位调节端，以改变可调电阻的电阻档位，否则不调节；或，逻辑单元用于在第一电压信号小于第二电压信号的情况下，调节电阻档位调节端，以改变可调电阻的电阻档位，否则不调节。
44.示例性的，在基准电流源电路的芯片内部器件的性能参数容易受到工艺或者环境
的影响，主要可以表现为电阻的阻值容易发生较大幅度的波动，进而影响基准电流的精准度。本技术实施例通过比较芯片内部模块与芯片外部模块的电流或电压的大小，可以间接反映出芯片内部模块的电阻是否发生变化，导致芯片内部模块小于芯片外部模块的提供的基准电流，则基准电流源电路提供的基准电流不准确，失去基准电流源的功能。因此，可以通过调节芯片内部模块的电阻来实现对芯片内部模块的校准，以使芯片内部模块的电流恢复至与芯片外部模块的电流相等或者大于。
45.在一些实施方式中，逻辑单元的输出端用于与芯片内部模块的负温度系数电流支路内的可调电阻电连接。
46.在一些实施方式中，芯片内部模块的运算放大器的正极上的电压为第一电压信号，或，流经运算放大器的正极的电流为第一电流信号；述芯片外部模块的参考电阻的非接地端上的电压为第二电压信号，或，流经所述参考电阻的电流为第二电流信号。
47.示例性的，图2为本技术实施例提供的一种基准电流源电路的结构示意图。如图2所示，芯片内部模块inic包括运算放大器a1，运算放大器a1的正极接入负温度系数电流支路，负温度系数电流支路包括可调电阻rint和第二三极管q2，第二三极管q2的集电极和基极接地；运算放大器a1的负极接入正温度系数支路，正温度系数支路包括第一三极管q1，运算放大器a1的负极还连接有第三电阻r3，运算放大器a1的正极还连接有第二电阻r2。正温度系数支路和负温度系数支路接入运算放大器a1的两个输入端，能够实现芯片内部模块inic得到与温度无关的基准电流。运算放大器a1的输出端接入第一mos管m1的栅极、第二mos管m2的栅极、第三mos管m3的栅极以及第四mos管m4的栅极，运算放大器a1的输出端输出的信号可以控制第一mos管m1的栅极、第二mos管m2的栅极、第三mos管m3的栅极以及第四mos管m4的开启，第一mos管m1的栅极、第二mos管m2的栅极、第三mos管m3的栅极以及第四mos管m4的源极均接入电源电压v
dd
，第二mos管m4的漏极接入第四电阻r4，第一mos管m1的栅极、第二mos管m2的栅极、第三mos管m3的栅极以及第四mos管m4的是电流镜的作用。芯片外部模块outic包括参考电阻rext，参考电阻rext的一端接地，另一端接入第一mos管m1的漏极。在标准的基准电流源电路中，运算放大器a1的正极电压为第一电压信号vint，参考电阻rext的非接地端的电压为第二电压信号vext，第一电压信号vint应该等于或大于第二电压信号vext，但由于工艺或者环境影响，可调电阻rint的阻值发生漂移，则需要通过调节可调电阻rint的电阻档位调节端来校准可调电阻的阻值，使得第一电压信号vint等于或大于第二电压信号vext。
48.示例性的，若第一电压信号vint大于或等于第二电压信号vext，比较器输出的电压比较结果为0，则逻辑单元不生成调节指令；若第一电压信号vint小于第二电压信号vext，比较器输出的电压比较结果为1，则逻辑单元生成调节指令，调节指令可以是4bit的二进制编码，主要需要依据可调电阻的档位数量。当根据调节指令调节可调电阻的阻值后，继续比较第一电压信号vint和第二电压信号vext的大小，如果依然输出电压比较结果为1，则在调节指令的基础上加1，继续调节可调电阻，直至第一电压信号vint大于或等于第二电压信号vext，停止生成调节指令，校准结束。
49.本技术实施例的第二方面，提供一种基准电流源电路的校准方法，应用于如第一方面所述的基准电流源电路的校准电路，图3为本技术实施例提供的一种基准电流源电路的校准方法的示意性流程图。如图3所示，本技术实施例提供的基准电流源电路的校准方
法，包括：
50.s100：比较基准电流源电路的芯片内部模块的电路参数和芯片外部模块的电路参数，输出比较结果。
51.s200：根据比较结果，调整芯片内部模块内的器件参数，以使芯片内部模块的电路参数大于或等于芯片外部模块的电路参数。以芯片外部模块outic的电流参数为基准，对芯片内部模块inic的电路进行校准，以使得芯片内部模块inic的电流和芯片外部模块outic的电流保持相等或大于，能够使得基准电流源电路提供精准度较高的基准电流。比较器100可以用于比较基准电流源电路的芯片内部模块inic的电路参数和芯片外部模块outic的电路参数，将比较结果输出至逻辑单元200。电路参数可以是电流、电压或电阻，本技术实施例不作具体限定。逻辑单元200根据比较结果，对芯片内部模块inic内的器件参数进行调整，以使芯片内部模块inic的电路参数大于或等于芯片外部模块outic的电路参数。
52.本技术实施例提供的基准电流源电路的校准电路，设置比较器比较基准电流源电路的芯片内部模块的电路参数和芯片外部模块的电路参数，将比较结果输出至逻辑单元。逻辑单元根据比较结果，以芯片外部模块的电路参数为基准，对芯片内部模块内的器件参数进行调整，以使芯片内部模块的电路参数大于或等于芯片外部模块的电路参数，起到以芯片外部模块为基准，对芯片内部模块进行校准的效果，以避免因电路参数漂移而使得基准电流的精准度的降低的问题发生。
53.在一些实施方式中，步骤s100，可以包括：
54.比较基准电流源电路的芯片内部模块的第一电流信号和芯片外部模块的第二电流信号，输出电流比较结果；或，
55.比较基准电流源电路的芯片内部模块的第一电压信号和芯片外部模块的第二电压信号，输出电压比较结果。
56.在一些实施方式中，若第一电流信号小于第二电流信号，则输出的电流比较结果为0或1，若第一电流信号大于或等于第二电流信号，则输出的电流比较结果为1或0；或，
57.若第一电压信号小于第二电压信号，则输出的电压比较结果为0或1，若第一电压信号大于或等于第二电压信号，则输出的电压比较结果为1或0。
58.示例性的，若第一电压信号vint大于或等于第二电压信号vext，比较器输出的电压比较结果为0，则逻辑单元不生成调节指令；若第一电压信号vint小于第二电压信号vext，比较器输出的电压比较结果为1，则逻辑单元生成调节指令，调节指令可以是4bit的二进制编码，主要需要依据可调电阻的档位数量。当根据调节指令调节可调电阻的阻值后，继续比较第一电压信号vint和第二电压信号vext的大小，如果依然输出电压比较结果为1，则在调节指令的基础上加1，继续调节可调电阻，直至第一电压信号vint大于或等于第二电压信号vext，停止生成调节指令，校准结束。
59.在一些实施方式中，根据比较结果，调整芯片内部模块内的器件参数，以使芯片内部模块的电路参数大于或等于芯片外部模块的电路参数，包括：
60.根据比较结果，调整芯片内部模块可调电阻的阻值，以使芯片内部模块的电路参数大于或等于芯片外部模块的电路参数。
61.在基准电流源电路的芯片内部器件的性能参数容易受到工艺或者环境的影响，主要可以表现为电阻的阻值容易发生较大幅度的波动，进而影响基准电流的精准度。本技术
实施例通过比较芯片内部模块与芯片外部模块的电流或电压的大小，可以间接反映出芯片内部模块的电阻是否发生变化，导致芯片内部模块小于芯片外部模块的提供的基准电流，则基准电流源电路提供的基准电流不准确，失去基准电流源的功能。因此，可以通过调节芯片内部模块的电阻来实现对芯片内部模块的校准，以使芯片内部模块的电流恢复至与芯片外部模块的电流相等或者大于。
62.尽管已描述了本说明书的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本说明书范围的所有变更和修改。
63.显然，本领域的技术人员可以对本说明书进行各种改动和变型而不脱离本说明书的精神和范围。这样，倘若本说明书的这些修改和变型属于本说明书权利要求及其等同技术的范围之内，则本说明书也意图包含这些改动和变型在内。