[发明专利]一种温度系数小的带隙基准电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种带温度系数矫正的带隙基准电路。

背景技术

目前带隙基准电路大多采用传统的电压型结构，通过设计保证带隙基准输出电压随温度、工艺和电源电压的变化在一定范围之内。其工作的基本原理如图1所示，包括运算放大器、三个二极管(D1、D2、D3)以及串接在两个二极管(D2、D3)上的两个电阻R2、R3，三个MOS管。通过一个正温度系数电压和一个负温度系数电压相加，进而得到一个零温度系数的电压。

而在前端测试中，首先测量高温下带隙基准的电压值，根据测量值与目标值之间的偏差，选取相应的代码调整高温下输出电压值。调整代码为激光熔丝输出。

随着工艺特征尺寸的减小和工艺流程复杂度的增加，带隙电路输出电压值随温度的变化量会较大，而且在一张晶圆上，不同的芯片表现出的温度特性也不同。如果还是用传统的带隙电路和传统的前端调整trim方法，就会出现如图2所示的问题。

图2中线b代表的是理想情况下带隙电路输出电压随温度变化的曲线。

线a的是设计仿真中带隙输出电压随温度变化的目标曲线；而线c1‐c2则是实际测试中带隙输出电压随温度变化的曲线，呈正温度系数。如果用传统前端trim方法，则只能将高温下输出电压调整到目标值附近，而低温情况下带隙输出的电压仍然很低，远远偏离目标值。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种温度系数小的带隙基准电路。

本发明的技术解决方案：

一种温度系数小的带隙基准电路，包括运算放大器、MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、二极管D1、二极管D2、二极管D3，分别串连在二极管D2上的电阻R2，三极管D3上的电阻R3，其特殊之处在于：还包括译码编码电路，所述电阻R2为有可变电阻R20，所述电阻R3为有可变电阻R30，所述可变电阻R30的另一端与MOS管M3的漏端连接，所述可变电阻R20的另一端与MOS管M2的漏端连接，所述可变电阻R20和可变电阻R30的滑动端均与译码编码电路的输出端连接。

所述译码编码电路的输入端接高温下的调整码和低温下的调整码，所述译码编码电路的输出端输出能够调整可变电阻R20和可变电阻R30大小的控制信号。

所述高温下的调整码为根据前端测试的结果在高温下将带隙基准电路的输出电压调整到目标值的逻辑调整码；所述低温下的调整码为根据前端测试的结果在低温下将带隙基准电路的输出电压调整到目标值的逻辑调整码。

上述可变电阻R20和可变电阻R30的可调范围相同。

上述译码编码电路是减法器。

上述高温下的调整码是在90℃时的调整码，所述低温下的调整码是在﹣10℃时的调整码。

本发明所具有的优点：

通过测试方法与电路设计的结合，很好的矫正了带隙电路的温度曲线，已达到带隙输出电压随温度工艺稳定，为DRAM芯片在较高的频率下达到SPEC规定的核心性能参数奠定了很高的电压基础。

附图说明

图1为现有的带隙基准电路的结构示意图；

图2为基于现有的带隙基准电路的输出电压在高低温下的变化曲线图；

图3为本发明的带隙基准电路的结构示意图。

具体实施方式

如图3所示，一种温度系数小的带隙基准电路，包括运算放大器、MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、二极管D1、二极管D2、二极管D3以及译码编码电路，分别串连在二极管D2上的电阻R2，三极管D3上的电阻R3，电阻R2为有可变电阻R20，电阻R3为有可变电阻R30，可变电阻R30的另一端与MOS管M3的漏端连接，可变电阻R20的另一端与MOS管M2的漏端连接，可变电阻R20和可变电阻R30的滑动端均与译码编码电路的输出端连接。

首先在前端测试中，测量高温下和低温下的带隙输出电压值，根据电压值与目标值之间的差值，得到高温下的trim调整码和低温下的调整trim码，再把这两组调整trim码送入一个译码编码电路，通过其译码编码输出去控制带隙电路中R3和R2电阻的值，进而调整带隙电路的温度系数，从而保证带隙高低温下的电压差在一定范围之内。

译码编码电路的输入是两组逻辑调整trim码，一组为高温下将输出电压调整到目标值的逻辑调整trim码，另外一组是低温下将输出电压调整到目标值的逻辑调整trim码，输出是一组逻辑调整trim码，送入R2&R3电阻上去调整R2/R3阻值，最终达到校正温度曲线的目的。

实施例：

首先在前端测试中，分别测量90℃下和﹣10℃的带隙输出电压值，根据电压值与目标值之间的差值，得到90℃下的调整trim码和﹣10℃下的调整trim码，再把这两组调整trim码送入一个译码编码电路，通过其译码编码输出去控制带隙电路中可调电路R30和R20电阻的值，进而调整带隙电路的温度系数，从而保证带隙高低温下的电压差在一定范围之内。译码编码电路可以是简单的减法器，也可以是一种算法电路。