一种电阻工艺偏差的补偿方法、装置、电阻及rc振荡器的制造方法
【专利摘要】本发明适用于集成电路领域，提供了一种电阻工艺偏差的补偿方法、装置、零温度系数的电阻及RC振荡器，该方法包括：生成第一RC振荡信号和第二RC振荡信号；根据第一RC振荡信号和第二RC振荡信号生成计数值，计数值包含电阻工艺偏差信息；根据计数值计算出电阻工艺偏差值；根据电阻工艺偏差值对电阻进行补偿，使电阻具有零温度系数。本发明利用一RC振荡器的时钟对另一RC振荡器的时钟进行计数，并将该反映了具有相反温度系数的电阻之间的相对工艺偏差信息的计数值通过计算单元计算出电阻工艺偏差值，再将该电阻工艺偏差值对第三RC振荡器的电阻进行补偿，使得第三RC振荡器的电阻可靠有效地变为零温度系数电阻，实现了温度补偿目的。
【专利说明】—种电阻工艺偏差的补偿方法、装置、电阻及RC振荡器
【技术领域】
[0001]本发明属于集成电路领域，尤其涉及一种电阻工艺偏差的补偿方法、装置、零温度系数的电阻及具有温度补偿特性的RC振荡器。
【背景技术】
[0002]数模混合信号芯片中的数字电路通常需要频率精准的时钟信号，时钟信号在芯片内部由振荡器产生。RC振荡器结构简单，集成度高，性能良好，从而得到了广泛的研究和应用。
[0003]在常规的RC振荡器中，通过经由电阻控制的电流系统对电容进行充电或者放电来操作。当电容上的电压达到上限(或者高于某个阈值)时，切换装置开始对电容进行放电；当电容上的电压达到下限(或者低于某个阈值)时，切换装置开始对电容进行充电，于是电容上的电压在上限电压和下限电压间产生来回摆动，形成振荡信号。对电容的充电和放电速率经由电阻的电流来控制。
[0004]但是，CMOS工艺上MOS器件、电容、电阻都存在较大的工艺分散性，且都带有温度系数，导致RC振荡器产生的频率往往不够精确，在一些需要高精度时序信号的芯片中就不适用了，尤其是电阻的温度系数对时钟的影响通常是难以被忽略的。
[0005]现有技术通常采用具有相反温度系数的电阻Rl和电阻R2串联(或者并联)组成电阻R，通过合理设置电阻Rl与电阻R2的阻值之比，从而实现零温度系数电阻的目的。
[0006]假设电阻Rl为正温度系数，电阻R2为负温度系数，那么:
[0007]Rl = Rl0 (l+α I(T-T0)), R2 = R20 (1-a 2 (T-T0)) (I)
[0008]其中，Ttl为额定温度(通常选取25°C )，R1q、R2q分别为电阻R1、电阻R2在额定温度Ttl(通常选取25°C)下的阻值，称为额定阻值，电阻Rl的温度系数为正温度系数α?，电阻R2的温度系数为负温度系数_α 2。
[0009]设计目标是，对于任意温度T，Rl与R2之和为常数RO (与温度无关)，即:R1+R2 =%。根据这个约束条件，对等式(I)进行变换，得到:
【权利要求】
1.一种电阻工艺偏差的补偿方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤: 生成第一 RC振荡信号和第二 RC振荡信号； 根据所述第一 RC振荡信号和所述第二 RC振荡信号生成计数值，所述计数值包含电阻工艺偏差信息； 根据所述计数值计算出电阻工艺偏差值； 根据所述电阻工艺偏差值对电阻进行补偿，使电阻具有零温度系数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一RC振荡信号和所述第二RC振荡信号生成计数值的步骤具体为: 设定多个所述第二 RC振荡信号或所述第一 RC振荡信号的周期为计数时间窗口 ；在所述计数时间窗口内对所述第一 RC振荡信号或所述第二 RC振荡信号的周期进行计数,生成计数值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述计数值计算出电阻工艺偏差值的步骤具体为: 根据RC振荡器的频率表达式和所述计数值，得到计数值与额定电阻值的关系等式；将预设电阻工艺偏差信息带入所述计数值与额定电阻值的关系等式，得到电阻工艺偏差信息与计数值的关系等式； 利用所述电阻工艺偏差信息与计数值的关系等式，并且令所述第一 RC振荡信号和第二 RC振荡信号对应的电阻温度系数比值固定，计算出所述电阻工艺偏差值。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述计数值计算出电阻工艺偏差值的步骤之后，所述根据所述电阻工艺偏差值对电阻进行补偿的步骤之前，所述方法还可以包括下述步骤: 存储所述电阻工艺偏差值。
5.一种电阻工艺偏差的补偿装置，其特征在于，所述装置包括: 第一 RC振荡器,用于生成第一 RC振荡信号； 第二 RC振荡器，用于生成第二 RC振荡信号； 计数器，所述计数器的第一输入端与所述第一 RC振荡器的输出端连接，所述计数器的第二输入端与所述第二 RC振荡器的输出端连接，所述计数器用于根据所述第一 RC振荡信号和所述第二 RC振荡信号生成计数值，所述计数值包含电阻工艺偏差信息； 计算单元，所述计算单元的输入端与所述计数器的输出端连接，用于根据所述计数值计算电阻工艺偏差值； 第三RC振荡器，所述第三RC振荡器的输入端与所述计算单元的输出端连接，用于根据所述电阻工艺偏差值对电阻进行补偿，使其电阻具有零温度系数； 所述第一 RC振荡器与所述第二 RC振荡器结构相同，且分别具有一互为相反温度系数的电阻。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计数器为多个触发器串联构成，通过设定多个所述第二 RC振荡信号或所述第一 RC振荡信号的周期为计数时间窗口，并在所述计数时间窗口内对所述第一 RC振荡信号或所述第二 RC振荡信号周期进行计数，生成计数值。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 非易失性存储器，用于存储所述电阻工艺偏差值，所述非易失性存储器的输入端与所述计算单元的输出端连接，所述非易失性存储器的输出端与所述第三RC振荡器的输入端连接。
8.—种零温度系数的电阻，其特征在于，所述电阻采用如权利要求1至4任一项所述的方法进行电阻工艺偏差补偿。
9.一种具有温度补偿特性的RC振荡器，所述振荡器包括如权利要求8所述的零温度系数的电阻。
【文档编号】H03H1/02GK104135244SQ201410357072
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】许建超, 赵琮, 汤江逊, 欧阳振华, 许志玲 申请人:深圳市锐能微科技有限公司