[发明专利]一种电压传感器、芯片和电子设备

说明书

本文公开一种电压传感器、芯片和电子设备，本发明实施例电压传感器包括：第一电压产生电路、第二电压产生电路和模数转换电路(ADC)；其中，第一电压产生电路产生稳定的第一电压差，根据产生的第一电压差输出第一差分参考电压；第二电压产生电路产生第二差分参考电压；ADC接收待检测的输入电压，根据第一差分参考电压和第二差分参考电压计算输入电压的电压信息。本发明实施例通过电压产生电路，获得由稳定的第一电压差输出的第一差分参考电压和第二差分参考电压，可以得到用于确定输入电压大小的参考电压；因为不需要传统的带隙基准产生电路，避免了传统带隙基准电压的随机失调误差，因此，在降低芯片体积和功耗的情况下，保证了电压传感器的精度。

技术领域

本文涉及但不限于传感器技术，尤指一种电压传感器、芯片和电子设备。

背景技术

随着芯片制程的进步，芯片朝着更小尺寸和更低电源电压的方向发展。芯片的热效应影响逐渐被提上研究日程。为了避免芯片输入电压异常对芯片的性能带来负面影响，需要芯片内部集成电压传感器，以便实时监控芯片输入电压。

目前在芯片内部集成电压传感器主要通过带隙基准电路产生电压基准，并以此通过模数转换器(ADC，或称为A/D转换器)对输入电压进行量化，获得一个表征电压大小的电压信息，比如双极结型晶体管(BJT)的基极(B)与发射极(E)之间的结电压(VBE)。基于带隙基准电路在内的设计给芯片设计增加了成本，且占用较多的芯片面积，并增加电量消耗；带隙基准电路的制造存在随机偏差，使电压传感器产生较大误差，影响测量精度；对于高精度的应用，需要额外配备一个替换带隙基准电路的片外的参考电压源，会额外增加成本。

随着物联网技术的普及，人们对传感器的要求也进一步提升，高精度、体积小和成本低的电压传感器，成为芯片电压监控的一个重要需求。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本发明实施例提供一种电压传感器、芯片和电子设备，能够在降低电压传感器体积的同时，确保电压传感器的检测精度。

本发明实施例提供了一种电压传感器，包括：第一电压产生电路、第二电压产生电路和模数转换电路ADC；其中，

第一电压产生电路设置为：产生稳定的第一电压差，根据产生的第一电压差输出第一差分参考电压；

第二电压产生电路设置为：产生两路第二电压差，构成第二差分参考电压；

ADC与第一电压产生电路和第二电压产生电路连接，设置为：

接收待检测的输入电压，根据第一差分参考电压和第二差分参考电压计算输入电压的电压信息。

在一种示例性实例中，所述电压传感器还包括电压缓冲单元，所述电压缓冲单元接入待检测的输入电压，输出端连接所述模数转换模块的输入端，设置为：

将所述输入电压增益处理为所述ADC工作范围内的电压信号。

在一种示例性实例中，所述第一电压产生电路包括：产生第一电流的第一电流源和第一晶体管；其中，

所述第一电流源与所述第一晶体管的发射极连接，基极与集电极相连并接地，发射极和集电极分别连接第一输出节点和第二输出节点；所述第一电流流经所述第一晶体管，在所述第一晶体管的基极和发射极产生所述第一电压差，所述第一输出节点和所述第二输出节点输出所述第一差分参考电压；或，