[发明专利]用于产生偏置输出的偏置电路

说明书

背景技术

许多集成电路(IC)包括多个内部电路以执行各种不同的功能。为使某些电路能够正常工作，电路的部件(诸如晶体管和其它电气元件)可能需要偏置电流和/或电压。通常，集成电路包括内部偏置发生器以产生这样的偏置信号。然而，这些电路可能消耗不期望的功率量来提供适当水平的偏置信号。此外，这些电路可能难以控制，特别是当底层集成电路的操作要求变化时。

发明内容

在一个方面，一种装置包括准备电路，用于当提供给准备电路和电压调节器的电源电压足以操作电压调节器时输出就绪指示符。进而，电压调节器用于接收电源电压并输出调节的电压，接收来自准备电路的第一电流，并且当就绪指示符未激活时基于第一电流控制所述调节的电压。该装置进一步包括偏置电路以接收所述调节的电压，该偏置电路包括产生第一带隙偏置电流的第一电路和产生第二偏置电流的第二电路。输出电路接收第一带隙偏置电流和第二偏置电流中的一个选定偏置电流，并且基于第一带隙偏置电流和第二偏置电流中的所述选定偏置电流将一个或多个偏置输出输出到一个或多个客户端电路。

在一个示例中，当就绪指示符激活时，电压调节器将基于来自输出电路的一个或多个偏置输出之一控制调节的电压。准备电路可以包括第一多个互补金属氧化物半导体(CMOS)电流镜，其中的一个将提供第一电流给电压调节器。输出电路可以包括第二多个CMOS电流镜，以接收第一带隙偏置电流和第二偏置电流中的所述一个选定偏置电流，并且从其产生一个或多个偏置输出。第一电路可以包括带隙核心电路，并且第二电路包括恒定跨导电路。

在一个示例中，电压调节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，其中在占空循环模式(duty cycle mode)的开启部分期间，第一前置放大器将被控制以被供电，并且在占空循环模式的开启部分和断开部分期间，第二前置放大器被控制以被供电，第二功耗水平低于第一功耗水平。电压调节器进一步可以包括：第一开关，用于当就绪指示符未激活时提供第一基准电压给第一前置放大器，并且当就绪指示符激活时提供第二基准电压给第一前置放大器；以及第二开关，用于当就绪指示符激活时向电压调节器的输出装置提供第一前置放大器的输出，并且当就绪指示符未激活时向该输出装置提供第一基准电压。

在一个示例中，该装置进一步包括控制器，用于使恒定跨导电路能够在第一时间间隔给输出电路的电荷存储装置再充电，并且使恒定跨导电路和带隙核心电路能够在第二时间间隔执行第二偏置电流相对第一带隙偏置电流的校准，第二时间间隔大于第一时间间隔。

在另一方面，一种方法包括：在第一预定时间间隔后，退出偏置电路的休眠状态并且使用由偏置电路的恒定跨导电路产生的第一偏置电流使偏置电路的输出电路的电荷存储装置被刷新；在刷新电荷存储装置后，使偏置电路进入休眠状态；在第二预定时间间隔后，退出偏置电路的休眠状态并且使第一偏置电流与由偏置电路的带隙偏置电路产生的第二偏置电流进行比较，并且基于该比较更新校准值，其中该校准值被用于相对第二偏置电流校准第一偏置电流；以及在更新校准值后，使偏置电路进入休眠状态。

在一个示例中，在第一预定时间间隔后退出休眠状态进一步包括启用偏置电路的调节器电路的次级前置放大器。在第一预定时间间隔后退出休眠状态可以进一步包括启用恒定跨导电路且同时保持禁用带隙偏置电路。

在一个示例中，该方法进一步包括启用调节器电路的初级前置放大器，以使调节器电路输出调节的电压。在包括偏置电路的集成电路的激活模式中，该方法可以进一步包括退出休眠状态并且启用恒定跨导电路、带隙偏置电路以及调节器电路的第一前置放大器。更新校准值包括在存储装置中存储耦合到恒定跨导电路的电流镜的电阻元件的控制设定值，以控制电阻元件的电阻。

在一个示例中，该方法进一步包括基于校准值确定温度并且在此基础上更新包括偏置电路的集成电路的一个或多个器件特性。应注意，在一个示例中，状态机可以被用于控制偏置电路。

另一个方面涉及一种集成电路，该集成电路包括：多个客户端电路，多个客户端电路中的至少一些用于接收偏置信号；以及偏置电路，用于产生多个偏置信号并且将多个偏置信号中的至少一些提供给多个客户端电路中的一个或多个。在一个示例中，偏置电路包括：准备电路，用于指示电源电压何时足以操作偏置电路；耦合到准备电路以输出调节的电压的电压调节器；用于产生第一偏置电流的第一偏置电路；用于产生第二偏置电流的第二偏置电路；以及输出电路，用于接收第一偏置电流和第二偏置电流中的至少一个，并且从其产生多个偏置信号，其中第一偏置电路、第二偏置电路以及输出电路使用调节的电压来操作。