專利名稱：用于帶有溫度補(bǔ)償?shù)木艹趶堈袷幤骷呻娐返男?zhǔn)技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地說涉及產(chǎn)生時(shí)鐘頻率的集成電路。具體地說，本發(fā)明提供用于精密弛張振蕩器的相互關(guān)聯(lián)的一些校準(zhǔn)技術(shù)，該精密弛張振蕩器在環(huán)境溫度、制造方法和電壓很寬的變化范圍內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率。在一單片集成電路中即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
2.在先技術(shù)的介紹本技術(shù)領(lǐng)域的當(dāng)前狀態(tài)主要根據(jù)兩種方案中的一種RC弛張振蕩器。在

圖1中所示的第一實(shí)例中，將單一的比較器連接到脈沖發(fā)生器，以便將一電容交替地充電和放電以產(chǎn)生用于“D型”觸發(fā)器的時(shí)鐘。在這種設(shè)計(jì)中存在幾種誤差根源。電阻和電容通常具有不可預(yù)見的電壓和溫度系數(shù)。充電電流和比較器輸入擺動(dòng)是電源電壓的函數(shù)，而電源電壓也會(huì)產(chǎn)生漂移。此外，脈沖發(fā)生器輸出可以隨溫度和電源電壓變化。這些因素導(dǎo)致時(shí)鐘頻率隨溫度變化。
在圖2中所示的第二實(shí)例中，RC電路向兩個(gè)比較器中的每一個(gè)提供公共的輸入。將各獨(dú)立的基準(zhǔn)電壓提供到每一個(gè)比較器中的另一輸入端。兩個(gè)比較器中的每一個(gè)的輸出連接到“置位-復(fù)位型”觸發(fā)器的輸入端。觸發(fā)器的輸出用于使電容充電和放電。雖然，這種電路消除了上面討論的在圖1中所示的脈沖發(fā)生器的不精確，但本身存在其它問題。由于其不太可能使電容按照相同的速率充電和放電，特別是由于溫度變化可產(chǎn)生占空比誤差。此外，由于難于在溫度變化范圍內(nèi)彼此跟蹤協(xié)調(diào)一致地提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓故引起誤差。
因此，需要提供一種與溫度無關(guān)能夠維持穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率的弛張振蕩器。此外，需要提供一種用于微調(diào)(trimming)弛張振蕩器的目標(biāo)時(shí)鐘頻率以補(bǔ)償過程變化量的校準(zhǔn)技術(shù)。
本發(fā)明的概要本發(fā)明的目的是提供幾種校準(zhǔn)技術(shù)，它們的共同目標(biāo)是提供用于達(dá)到目標(biāo)時(shí)鐘頻率和優(yōu)化弛張振蕩器電路的溫度系數(shù)的電容充電電流。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種獨(dú)立的電流校準(zhǔn)技術(shù)，其獨(dú)立將絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流設(shè)定到一預(yù)定值并將絕對(duì)溫度比例型電流設(shè)定到零或近于零。在至少一個(gè)實(shí)施例中，可以從電路中全部省去絕對(duì)溫度比例型電流發(fā)生器。在這種技術(shù)的一種改型方案中，本發(fā)明的目的是提供一種將絕對(duì)溫度比例型電流獨(dú)立設(shè)定到一預(yù)定值，并將絕對(duì)溫度比例型電流設(shè)定到零或近于零。在這種改型方案中，可以省去絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流電流發(fā)生器。另外該獨(dú)立電流校準(zhǔn)技術(shù)的目的是將絕對(duì)溫度互補(bǔ)型(或絕對(duì)溫度比例型)校準(zhǔn)值存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種固定補(bǔ)償?shù)男?zhǔn)技術(shù)，其根據(jù)一群(populatior)的隨機(jī)樣本(sample)計(jì)算用于一群器件的平均絕對(duì)溫度比例型電流；計(jì)算用于確定在一呈現(xiàn)平均功能的器件(device)中的平均絕對(duì)溫度比例型電流的絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值，和將這些絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值應(yīng)用于一整群器件。另外該固定補(bǔ)償?shù)男?zhǔn)技術(shù)的目的是將絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中并將絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值硬連線(hardwire)到適當(dāng)?shù)倪壿嬰娖健?br> 本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種可變補(bǔ)償?shù)男?zhǔn)技術(shù)，用于帶有溫度補(bǔ)償?shù)木苷袷幤?，其根?jù)該群的隨機(jī)樣本計(jì)算用于一群器件的平均絕對(duì)溫度比例型電流；計(jì)算用于確定在該群的每個(gè)器件中的平均絕對(duì)溫度比例型電流的絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值和將這些獨(dú)立計(jì)算的絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值應(yīng)用于該群的每個(gè)器件。另外，該可變補(bǔ)償?shù)男?zhǔn)技術(shù)的目的是將絕對(duì)溫度互補(bǔ)型和絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種固定比的校準(zhǔn)技術(shù)，用于帶有溫度補(bǔ)償?shù)木苷袷幤?，其根?jù)一群的隨機(jī)樣本計(jì)算用于一群器件的平均絕對(duì)溫度比例型絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流比；計(jì)算用于確定在呈現(xiàn)平均功能的器件中的平均絕對(duì)溫度比例型電流的絕對(duì)溫度比例型和絕對(duì)溫度互補(bǔ)型的校準(zhǔn)值和將這些絕對(duì)溫度比例型和絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值應(yīng)用于整群器件。另外該固定比的校準(zhǔn)技術(shù)的目的是將絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中并將根據(jù)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值將絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值解碼。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種可變比的校準(zhǔn)技術(shù)，用于帶有溫度補(bǔ)償?shù)木苷袷幤?，其通過對(duì)于該群的每個(gè)器件在兩個(gè)不同的溫度下取電流測(cè)量值，計(jì)算關(guān)于絕對(duì)溫度比例型電流發(fā)生器和絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流發(fā)生器的溫度系數(shù)，根據(jù)溫度系數(shù)的比產(chǎn)生絕對(duì)溫度比例型絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流比；計(jì)算用于確定在每個(gè)器件中的絕對(duì)溫度比例型和絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流的絕對(duì)溫度比例型和絕對(duì)溫度互補(bǔ)型的校準(zhǔn)值，和將獨(dú)立計(jì)算的絕對(duì)溫度比例型和絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值應(yīng)用于該群的每個(gè)器件。另外，該可變比的校準(zhǔn)技術(shù)的目的是將絕對(duì)溫度互補(bǔ)型和絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，公開一種在很寬的環(huán)境溫度變化范圍內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率的精密弛張振蕩器。該精密弛張振蕩器包含振蕩發(fā)生器、用于產(chǎn)生第一輸出電流的第一電流發(fā)生器和用于產(chǎn)生第二輸出電流的第二電流發(fā)生器。在一單片集成電路中即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明的獨(dú)立電流校準(zhǔn)方法，將絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流設(shè)定到正常溫度下的一預(yù)定值并將絕對(duì)溫度比例型電流設(shè)定到零或近于零?；蛘吡硗鈱⒔^對(duì)溫度比例型電流設(shè)定到正常溫度下的一預(yù)定值，并將CTA T電流設(shè)定到零或近于零。
根據(jù)本發(fā)明的固定補(bǔ)償方法，計(jì)算用于一群器件的隨機(jī)樣本的正常溫度下的平均絕對(duì)溫度比例型電流。計(jì)算用于設(shè)定絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的校準(zhǔn)值，用于設(shè)定在這些呈現(xiàn)平均功能的器件的中的平均絕對(duì)溫度比例型電流。將計(jì)算的校準(zhǔn)值存儲(chǔ)在該群的每個(gè)器件非易失性存儲(chǔ)器中。按逐個(gè)器件的方式計(jì)算絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值，用于達(dá)到一絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流使絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流與絕對(duì)溫度比例型電流的和對(duì)應(yīng)于用于目標(biāo)時(shí)鐘頻率的電容充電電流。
根據(jù)本發(fā)明的可變補(bǔ)償方法，計(jì)算用于一群器件的隨機(jī)樣本的正常溫度下的平均絕對(duì)溫度比例型電流。獨(dú)立地計(jì)算計(jì)算用于設(shè)定絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的校準(zhǔn)值，用于設(shè)定在該群的每個(gè)器件的中的平均絕對(duì)溫度比例型電流。按逐個(gè)器件的方式計(jì)算絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值，用于達(dá)到一絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流使絕對(duì)溫度比例型電流與絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流的和對(duì)應(yīng)于用于目標(biāo)時(shí)鐘頻率的電容充電電流。
根據(jù)本發(fā)明的固定比方法，計(jì)算用于一群器件的隨機(jī)樣本的正常溫度下的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型絕對(duì)溫度比例型電流的平均比。獨(dú)立地計(jì)算用于設(shè)定絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的校準(zhǔn)值，用于設(shè)定在該群的每個(gè)器件中的絕對(duì)溫度比例型絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流的平均比。
根據(jù)本發(fā)明的可變比方法，通過對(duì)于該群的每個(gè)器件在兩個(gè)不同的溫度下取電流測(cè)量值，計(jì)算用于絕對(duì)溫度比例型電流發(fā)生器和絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流發(fā)生器的溫度系數(shù)。根據(jù)溫度系數(shù)的比產(chǎn)生對(duì)于每個(gè)器件的絕對(duì)溫度比例型絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流比。計(jì)算用于確定在每個(gè)器件中的絕對(duì)溫度比例型和絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流的絕對(duì)溫度比例型和絕對(duì)溫度互補(bǔ)型的校準(zhǔn)值并應(yīng)用于該群的每個(gè)器件。
根據(jù)如下對(duì)在附圖中所表示的本發(fā)明的各實(shí)施例的更具體的介紹，將使本發(fā)明的上述和其它目的、特征及優(yōu)點(diǎn)變得更明顯。
附圖的簡(jiǎn)要說明圖1是表示在先技術(shù)的帶有脈沖發(fā)生器的RC弛張振蕩器示意圖。
圖2是表示在先技術(shù)的雙比較器的RC弛張振蕩器示意圖。
圖3是表示本發(fā)明的方塊圖。
圖4是表示本發(fā)明中絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流發(fā)生器的方塊圖。
圖5是表示本發(fā)明中絕對(duì)溫度比例型電流發(fā)生器的方塊圖。
圖6是表示本發(fā)明中具體參數(shù)的時(shí)間關(guān)系圖。
圖7是表示本發(fā)明中用于獨(dú)立電流校準(zhǔn)方法的可選絕對(duì)溫度比例型電流電流發(fā)生器的方塊圖。
圖8是表示本發(fā)明中用于可供選擇硬連線的絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的方塊圖。
圖9是表示本發(fā)明中兩組存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中的校準(zhǔn)值的方塊圖，一組校準(zhǔn)值用于設(shè)定絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)，第二組校準(zhǔn)值用于設(shè)定絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)。
圖10是表示本發(fā)明中按照解碼的絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)選擇的一組存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中的校準(zhǔn)值的方塊圖。
表1表示對(duì)于影響振蕩頻率的獨(dú)立過程變化參數(shù)的平均值、最小值和最大值。在這一個(gè)表中所得到的數(shù)值是對(duì)于目標(biāo)時(shí)鐘頻率為4兆赫的典型情況。
表2鑒別幾種校準(zhǔn)技術(shù)和用于利用多晶硅電阻制造的弛張振蕩器相關(guān)的相依參數(shù)。該表表示對(duì)于各相依參數(shù)的平均值、最小值和最大值。在這一個(gè)表中所得到的數(shù)值是對(duì)于目標(biāo)時(shí)鐘頻率為4兆赫的典型情況。
表3鑒別幾種校準(zhǔn)技術(shù)和用于利用擴(kuò)散電阻制造的弛張振蕩器相關(guān)的相依參數(shù)。該表表示對(duì)于各相依參數(shù)的平均值、最小值和最大值。在這一個(gè)表中所得到的數(shù)值是對(duì)于目標(biāo)時(shí)鐘頻率為4兆赫的典型情況。
本發(fā)明的詳細(xì)描述參照?qǐng)D3，該圖表示在很寬的環(huán)境溫度變化范圍內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率的精密弛張振蕩器1。最好，精密弛張振蕩器1產(chǎn)生在約為1千赫到8兆赫的范圍內(nèi)的穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率。然而，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解，本發(fā)明并不局限在特定的頻率范圍內(nèi)。
精密弛張振蕩器1包含振蕩發(fā)生器100、第一電流發(fā)生器200和第二電流發(fā)生器300，第一電流發(fā)生器200通常是一種絕對(duì)溫度互補(bǔ)型(Complementary to Absolute Temperature)(CTAT)電流發(fā)生器，第二電流發(fā)生器300通常是一種絕對(duì)溫度比例型(Proportional to AbsoluteTemperature)(PTAT)電流發(fā)生器。在本發(fā)明的本實(shí)施例中，在一單片集成電路中即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
CTAT電流發(fā)生器200和PTAT電流發(fā)生器300獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)，并對(duì)于本發(fā)明來說提供幾種重要的功能。CTAT電流發(fā)生器200和PTAT電流發(fā)生器300通過提供偏移電流CTAT電流220和PTAT電流320，(即相對(duì)于溫度具有相反的斜率的電流)，補(bǔ)償溫度變化對(duì)于器件中的內(nèi)部組件例如電阻、電容和比較器的影響。將CTAT電流290和PTAT電流390(圖4和5)綜合形成電容充電電流Iccc 190(Iccc 190＝CTAT電流290+PTAT電流390)。當(dāng)引入到用于對(duì)第一電容110和第二電容120的振蕩發(fā)生器100時(shí)，形成CTAT電流290與PTAT電流390的綜合或求和。由于CTAT電流290與PTAT電流390近于線性并相對(duì)于溫度具有相反的斜率，所以作為求和結(jié)果的Iccc 190幾乎與溫度無關(guān)。
在該優(yōu)選實(shí)施例中，振蕩發(fā)生器100包含置位-復(fù)位觸發(fā)器160、由兩個(gè)比較器182和184組成的比較器電路180、兩個(gè)電容器110和120、4個(gè)晶體管開關(guān)130、132、134和136、兩個(gè)反相器140和142以及一個(gè)用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓152的帶隙基準(zhǔn)電壓電路150。
晶體管開關(guān)130和134分別為第一電容110和第二電容120提供充電通道。晶體管開關(guān)132和136分別為第一電容110和第二電容120提供放電通道。在該優(yōu)選實(shí)施例中，晶體管開關(guān)130、132、134和136是MOSFET晶體管，然而，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解本發(fā)明并不局限于這些晶體管。
通過使一個(gè)電容充電而使其它電容放電運(yùn)行振蕩發(fā)生器100。用于第一電容110的放電通道經(jīng)過晶體管開關(guān)132連接到比較器182的一個(gè)輸入端。用于第二電容120的放電通道經(jīng)過晶體管開關(guān)136連接到比較器184的一個(gè)輸入端。
在該優(yōu)選實(shí)施例中，為了達(dá)到最佳性能，利用一個(gè)穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓源例如帶隙基準(zhǔn)電壓電路150。帶隙基準(zhǔn)電壓電路150連接到比較器182和184的第二輸入端并提供單一的基準(zhǔn)電壓152，用于設(shè)定在每個(gè)比較器182和184處以及CTAT電流發(fā)生器200的共模電壓。對(duì)于帶隙基準(zhǔn)電壓電路150的PBIAS輸入325是由下文將介紹的PTAT偏置發(fā)生器310輸出的。帶隙基準(zhǔn)電壓電路150具有的穩(wěn)定電容充電電流和將由于比較器輸入擺動(dòng)的變化和傳播延遲引起的誤差最小化的優(yōu)點(diǎn)。此外，為了抵消或者至少最小化基準(zhǔn)電壓漂移的影響，CTAT電流發(fā)生器200像比較器182和184一樣依據(jù)同一基準(zhǔn)電壓152。例如，如果基準(zhǔn)電壓152增加，等于VREF/R的CTAT電流290(圖4)也增加。由于在別處沒有補(bǔ)償，這一增加的CTAT電流290將導(dǎo)致時(shí)鐘頻率166更快，因?yàn)闀?huì)產(chǎn)生更大的Iccc190，而更大的Iccc190將導(dǎo)致使第一電容110和第二電容120充電更快。然而，第一電容110和第二電容120必須為比較器182和184充電到更高的電平，以便相對(duì)于增加的基準(zhǔn)電壓152跳變(trip)。因此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率僅需要一較簡(jiǎn)單的很低成本的基準(zhǔn)電壓源。有各種各樣帶隙基準(zhǔn)電壓電路150以及其它基準(zhǔn)電壓源例如分壓器的實(shí)施例，這些對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是公知的。然而，在先技術(shù)并未公開在本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)帶隙基準(zhǔn)電壓電路150的新穎方法。
比較器182的輸出端連接到觸發(fā)器160的置位輸入端162。比較器184的輸出端連接到觸發(fā)器160的復(fù)位輸入端164。因此，當(dāng)電容110和電容120交替地充電和放電時(shí)，比較器182和比較器184將觸發(fā)器160交替地置位和復(fù)位，因此產(chǎn)生時(shí)鐘輸出。
觸發(fā)器160的Q輸出端166提供與溫度變化無關(guān)的穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率。在該優(yōu)選實(shí)施例中，Q輸出端166還通到晶體管開關(guān)132以及經(jīng)過反相器140通到晶體管開關(guān)130。因此，Q輸出端166提供該控制晶體管開關(guān)130和132的信號(hào)，晶體管開關(guān)130和132又開閉對(duì)于電容110的充電和放電通道。
觸發(fā)器160的互補(bǔ)Q輸出端168提供與溫度變化無關(guān)的及與Q輸出端166互補(bǔ)的第二穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率?；パa(bǔ)Q輸出端168通到晶體管開關(guān)132以及經(jīng)過反相器140通到晶體管開關(guān)130。因此，互補(bǔ)Q輸出端168提供該控制晶體管開關(guān)134和136的信號(hào)，晶體管開關(guān)134和136又開閉對(duì)于電容120的充電和放電通道。
參照?qǐng)D4，其中相似的標(biāo)號(hào)代表相似的元件，CTAT電流發(fā)生器200包含CTAT偏置發(fā)生器210以及用于產(chǎn)生CTAT電流290的電流鏡250。CTAT偏置發(fā)生器210包含放大器電路220、至少一個(gè)具有小的正溫度系數(shù)用于調(diào)節(jié)放大器輸入電流的電阻232和234，以及用于向放大器220提供輸入電流的晶體管240。放大器220屬于級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)用于供電和消除噪聲?；鶞?zhǔn)電壓152連接到放大器220的一個(gè)輸入端。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)利用用于控制發(fā)送到電流鏡250的電流并因此用于產(chǎn)生與溫度無關(guān)的穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率的選擇位(bit)236可以選擇在內(nèi)部電阻232之上的一外部電阻234。
電流鏡250包含多個(gè)(從1到n)晶體管252。CTAT偏置發(fā)生器放大器220連接到電流鏡晶體管252。通過經(jīng)校準(zhǔn)選擇開關(guān)254選擇或啟用一個(gè)或多個(gè)晶體管252求和，以數(shù)字方式對(duì)用于實(shí)現(xiàn)CTATPTAT適當(dāng)均衡的CTAT電流290的微調(diào)進(jìn)行編程，以便獲得期望的電流。在該優(yōu)選實(shí)施例中，電流鏡250用作分流器，這在本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是公知的。在其它實(shí)施例中，電流鏡250可以按照電流放大器構(gòu)成。CTAT電流290是從各電流鏡晶體管252中所選擇的輸出的和。
參照?qǐng)D5其中相似的標(biāo)號(hào)代表相似的元件，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的作為一種ΔVBE電路的PTAT電流發(fā)生器300包含PTAT偏置發(fā)生器310和用于產(chǎn)生PTAT電流390的PTAT電流鏡350。PTAT偏置發(fā)生器310包含放大器電路320、產(chǎn)生第一偏置電壓的第一偏置電路330和用于產(chǎn)生第二偏置電壓的第二偏置電路340，第一偏置電壓加在具有小溫度系數(shù)的可選擇電阻332或334上。第一偏置電壓和第二偏置電壓提供到放大器320的輸入端。放大器320的輸出為PBIAS325，該輸出端連接到第一偏置電路330、第二偏置電路340、PTAT電流鏡350和帶隙基準(zhǔn)電壓電路150(圖1)。與CTAT電流發(fā)生器200相似，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)利用用于控制發(fā)送到電流鏡350的電流并因此用于產(chǎn)生與溫度無關(guān)的穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率的控制位(bit)336可以選擇在內(nèi)部電阻332之上的一外部電阻334。
電流鏡350包含多個(gè)(從1到n)晶體管352。通過對(duì)經(jīng)校準(zhǔn)選擇開關(guān)354選擇或啟用一個(gè)或多個(gè)晶體管352進(jìn)行編程，以數(shù)字方式執(zhí)行微調(diào)以便得到所需的PTAT電流390。在該優(yōu)選實(shí)施例中，電流鏡350用作分流器，這在本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是公知的。在其它實(shí)施例中，電流鏡350可以按照電流放大器構(gòu)成。PTAT電流390是從各電流鏡晶體管352中所選擇的輸出的和。
參照?qǐng)D6其中相似的標(biāo)號(hào)代表相似的元件，圖中表示關(guān)于弛張振蕩器1的時(shí)間關(guān)系示意圖。V1 112代表電容110的充電和放電(圖1)。應(yīng)注意，V1 112的正斜率(充電)等于Iccc190除以電容110的電容值。V1 112的最大幅值等于基準(zhǔn)電壓152。CMP1代表比較器182的輸出，其連接到觸發(fā)器160的置位輸入端162。
V2 122代表電容120的充電和放電。在這種情況下，V2 122的正斜率(充電)等于Iccc190除以電容120的電容值。CMP2代表比較器184的輸出，其連接到觸發(fā)器160的置位輸入端164。CLK是觸發(fā)器160的Q輸出端166。
對(duì)于50％的占空比，電容110和電容120的數(shù)值是相同的，從而為V1112和V2 122形成相似的斜率。當(dāng)電容電壓超過基準(zhǔn)電壓152時(shí)，比較器182和比較器184向低跳變(pulse low)，使觸發(fā)器160改變狀態(tài)。RST(復(fù)位)用于將比較器182和比較器184初始化并將觸發(fā)器160置于已知的狀態(tài)。
有幾種校準(zhǔn)技術(shù)可用于圖3、4和5中所示的本發(fā)明設(shè)定ICTAT290、ICTAT290以及因此設(shè)定ICCC190。在表1-3中表示了各種校準(zhǔn)技術(shù)以及與每種技術(shù)相關(guān)的參數(shù)。表1表示一些獨(dú)立的過程參數(shù)，這些過程參數(shù)影響時(shí)鐘頻率和對(duì)于溫度的頻率穩(wěn)定性。此外，在表1中可以找到通常一群器件中的這些參數(shù)的平均值、最小值和最大值。這些獨(dú)立的參數(shù)包含由本發(fā)明的帶隙基準(zhǔn)電壓發(fā)生器提供的基準(zhǔn)電壓、CTAT電流發(fā)生器的溫度系數(shù)和PTAT電流發(fā)生器的溫度系數(shù)以及電容C1和C2(圖3)的數(shù)值。
表2和3表示各種校準(zhǔn)技術(shù)、對(duì)于時(shí)鐘頻率為4兆赫的所需電容充電電流、對(duì)于每種校準(zhǔn)技術(shù)的相關(guān)校準(zhǔn)參數(shù)以及形成的PTAT電流和器件的溫度系數(shù)。在表2和3中還表示從一群器件的隨機(jī)樣本中所取的對(duì)于每種參數(shù)的平均值、最小值和最大值。在表2中，對(duì)于這些參數(shù)的數(shù)值代表多晶硅電阻的情況。表3中包含的這些參數(shù)的數(shù)值代表擴(kuò)散電阻的情況。在表2和3中包含的參數(shù)的數(shù)值是用于產(chǎn)生4兆赫的目標(biāo)時(shí)鐘頻率的典型值。另外的時(shí)鐘頻率將需要相關(guān)校準(zhǔn)參數(shù)的不同數(shù)值，然而，對(duì)于每種校準(zhǔn)技術(shù)的基本概念仍然是有效的。
在1998.12.4申請(qǐng)的名稱為“帶有溫度補(bǔ)償?shù)木艹趶堈袷幤骱透鞣N運(yùn)行模式”的序號(hào)為09/205,758的美國(guó)專利申請(qǐng)中更詳細(xì)地公開了電阻型即多晶硅電阻對(duì)擴(kuò)散電阻的對(duì)于溫度系數(shù)的重要性。該專利申請(qǐng)是1998.3.19申請(qǐng)的名稱為“帶有溫度補(bǔ)償?shù)木艹趶堈袷幤鳌钡男蛱?hào)為09/044,361的美國(guó)專利申請(qǐng)的部分繼續(xù)。如上面對(duì)目標(biāo)時(shí)鐘頻率所述的那樣，對(duì)于每種電阻類型各相關(guān)校準(zhǔn)參數(shù)的數(shù)值是各不相同的。然而，對(duì)于下面討論的每種校準(zhǔn)技術(shù)，其基本概念與電阻類型無關(guān)。此外，在該優(yōu)選實(shí)施例中，CTAT電流發(fā)生器200和PTAT電流發(fā)生器300具有共同的電阻類型即為多晶硅電阻或擴(kuò)散電阻。
參照?qǐng)D7-10，概括地說，其中相似的標(biāo)號(hào)代表相似的元件，對(duì)用于設(shè)定CTAT校準(zhǔn)選擇開關(guān)254的校準(zhǔn)值以及因此ICTAT290、在該優(yōu)選實(shí)施例中的ICCC190的主要部分按照逐個(gè)器件的方式進(jìn)行編程并存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器800中。在其它實(shí)施例中，CTAT和PTAT的作用可以是相反的。即，在另外實(shí)施例中，IPTAT390 ICCC190的主要部分。該非易失性存儲(chǔ)器利用地址總線(AB)、數(shù)據(jù)總線(DB)和控制總線(CS)連接到集成電路中的CPU部分900。
可以與CTAT校準(zhǔn)值一樣，按照逐個(gè)器件的方式計(jì)算用于設(shè)定PTAT校準(zhǔn)選擇開關(guān)354的校準(zhǔn)值以及因此IPTAT390。另外，或者通過硬連線PTAT校準(zhǔn)選擇開關(guān)354或者通過將PTAT校準(zhǔn)值存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器800中，可以根據(jù)器件的隨機(jī)樣本從該群器件產(chǎn)生PTAT校準(zhǔn)值，計(jì)算用于特定技術(shù)的PTAT校準(zhǔn)參數(shù)的平均值或預(yù)期值，有助于形成在該群中的每個(gè)器件預(yù)期值。根據(jù)從該群的隨機(jī)樣本計(jì)算平均值的計(jì)算法，得到特性的正態(tài)分布函數(shù)。然而，至少在其中一種技術(shù)中，計(jì)算按照逐個(gè)器件的方式PTAT校準(zhǔn)值。這是更耗時(shí)的，因此是一個(gè)成本更高的計(jì)算法。然而，在使一群器件的時(shí)鐘頻率變化最小化方面器件的性能增強(qiáng)了。
參照?qǐng)D7，最簡(jiǎn)單的和最低成本的但是最有效的技術(shù)是微調(diào)ICTAT290的獨(dú)立電流法，其在正常工作溫度下產(chǎn)生目標(biāo)頻率。利用這種方法不會(huì)影響PTAT電流發(fā)生器300并因此消除IPTAT390或設(shè)定為零。通過取消PTAT電流發(fā)生器300的要求，將電路簡(jiǎn)化。圖7中的PTAT電流發(fā)生器300中的虛線部分代表其對(duì)于獨(dú)立電流法是可供選擇的組成部分。
獨(dú)立電流計(jì)算法的不利方面在于，實(shí)際上沒有溫度補(bǔ)償，因?yàn)槌趶堈袷幤魍耆Q于電阻232和234的溫度系數(shù)。由于沒有溫度補(bǔ)償，根據(jù)電阻溫度系數(shù)對(duì)于溫度變化將使ICCC190和時(shí)鐘頻率166中將含有明顯的和不希望的脈動(dòng)。如在表2中所表示的，對(duì)于一器件的對(duì)于多晶硅電阻的頻率誤差預(yù)期值為-300百萬分率(ppm)/℃。按照最小偏移的器件仍然有為-240百萬分率/℃的頻率誤差。按照最大偏移的器件仍然有為-360百萬分率/℃的頻率誤差。如表3中所示，由于擴(kuò)散電阻的溫度系數(shù)大，頻率誤差甚至更大。
稱為固定補(bǔ)償法的第二校準(zhǔn)技術(shù)添加了PTAT電流發(fā)生器300，其具有可熔的或硬連線的PTAT校準(zhǔn)選擇開關(guān)354，如圖8中所示。在該優(yōu)選實(shí)際例中，將PTAT校準(zhǔn)選擇開關(guān)354硬連線到邏輯0(通常地電位)或邏輯1(通常VDD)。
按照固定補(bǔ)償法，根據(jù)一隨機(jī)樣本計(jì)算在正常溫度(25℃)下的對(duì)于該群的PTAT的預(yù)期值。然后，確定用于PTAT校準(zhǔn)選擇開關(guān)354的設(shè)定值，以便產(chǎn)生對(duì)于這些呈現(xiàn)平均PTAT電流性能的器件所需的IPTAT390。將用于PTAT校準(zhǔn)選擇開關(guān)354的相同設(shè)定值應(yīng)用于該群的每個(gè)器件。
這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是向ICCC190添加一穩(wěn)定電流IPTAT390，因此，比利用獨(dú)立電流法形成對(duì)于溫度更穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率。此外，這種技術(shù)是一種成本低的溫度校準(zhǔn)解決方案，這是因?yàn)閷⒁唤MPTAT校準(zhǔn)值應(yīng)用于該群所有的器件。利用這一方案可避免對(duì)于各個(gè)器件的唯一設(shè)定值的耗時(shí)的操作過程。此外，通過回避對(duì)于非易失性存儲(chǔ)器的要求以及對(duì)在其它技術(shù)中求得的PTAT校準(zhǔn)值的解碼邏輯，還可以實(shí)現(xiàn)降低成本。
這一方案的缺點(diǎn)在于，將PTAT校準(zhǔn)選擇開關(guān)354的相同設(shè)定值應(yīng)用于該群中的所有器件，與獨(dú)立過程參數(shù)無關(guān)。即用于PTAT校準(zhǔn)選擇開關(guān)354的相同設(shè)定值可能在不同器件的中產(chǎn)生不同的電流，這是因?yàn)檫^程變化，如在表1和2中所示。因此，要對(duì)某些器件比其它的器件更精確地編程。
本發(fā)明提供的另一種校準(zhǔn)技術(shù)是可變補(bǔ)償法，如圖9中所示?？勺冄a(bǔ)償法其特征在于，對(duì)于該群中的所有器件通過改變PTAT校準(zhǔn)選擇開關(guān)的設(shè)定值，能夠維持IPTAT390(通常為微安級(jí))。與利用固定補(bǔ)償法一樣，根據(jù)一隨機(jī)樣本計(jì)算在正常溫度下的對(duì)于該群的PTAT的預(yù)期值。然而，與固定補(bǔ)償法不同，按照逐個(gè)器件的方式確定用于PTAT校準(zhǔn)選擇開關(guān)354的設(shè)定值，以產(chǎn)生在每個(gè)器件中的平均PTAT電流390。因此，圖9中所示的每個(gè)器件將具有用于PTAT校準(zhǔn)選擇開關(guān)354的慣用的校準(zhǔn)值，這些校準(zhǔn)值與用于CTAT校準(zhǔn)選擇開關(guān)254的校準(zhǔn)值分開存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器800中。
可變補(bǔ)償法的優(yōu)點(diǎn)是超過固定補(bǔ)償法的優(yōu)異的頻率穩(wěn)定性，因?yàn)閷⒃撊褐械拿總€(gè)器件獨(dú)立地校準(zhǔn)，產(chǎn)生平均IPTAT390。然而，由于每個(gè)器件必須獨(dú)立地校準(zhǔn)以設(shè)定平均IPTAT390以及PTAT校準(zhǔn)值必須分別存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器800中，這種技術(shù)增加了成本和使弛張振蕩器復(fù)雜化。
能保證比可變補(bǔ)償法對(duì)于溫度有更高的時(shí)鐘頻率穩(wěn)定性的是如圖10中所示的固定比方法。利用這種方法，根據(jù)一隨機(jī)樣本計(jì)算在正常溫度下的對(duì)于該群的IPTAT∶ICTAT電流比的預(yù)期值。與上面討論的其中相關(guān)參數(shù)是IPTAT390的幅值的方法不同，對(duì)于固定比方法的相關(guān)參數(shù)是IPTAT∶ICTAT電流比。
按照該固定比方法，CTAT電流發(fā)生器200和PTAT電流發(fā)生器300共用存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器800中的公用的一組校準(zhǔn)值，如圖10中所示的。根據(jù)CTAT校準(zhǔn)值的簡(jiǎn)單邏輯編碼370產(chǎn)生PTAT校準(zhǔn)選擇開關(guān)設(shè)定值354，以得到平均IPTAT∶ICTAT電流比。因此，每個(gè)器件將CTAT校準(zhǔn)值唯一地解碼，用以得到適當(dāng)?shù)腜TAT校準(zhǔn)值。通過共用在CTAT電流鏡250和PTAT電流鏡350之間的公用的一組校準(zhǔn)值，使得節(jié)省非易失性存儲(chǔ)器。因此，按照逐個(gè)器件的方式計(jì)算PTAT校準(zhǔn)選擇開關(guān)設(shè)定值354，使得對(duì)于在正常溫度下的IPTAT∶ICTAT預(yù)期值將該群的每個(gè)器件編程，如表1和2中所示。
最后一種最有效的校準(zhǔn)技術(shù)稱為可變比方法。用于可變比方法的硬件結(jié)構(gòu)與圖9中所示的可變補(bǔ)償法相同。然而，可變比方法包含的步驟與可變補(bǔ)償法包含的步驟是不同的。按照可變比方法，以在兩個(gè)溫度下的最佳IPTAT∶ICTAT電流比校準(zhǔn)弛張振蕩器，這與在正常單一工作溫度下相反。按照逐個(gè)的方式執(zhí)行如下的順序操作。
建立兩個(gè)溫度數(shù)據(jù)點(diǎn)，以按照如下公式計(jì)算CTAT電流對(duì)于溫度的斜率
斜率ICTAT＝ΔICTAT/ΔT其中T是以℃計(jì)的溫度。
在計(jì)算ICTAT290的斜率之后，按照如下公式計(jì)算ICTAT的溫度系數(shù)溫度系數(shù)(Temo)＝斜率ICTAT/ICTAT.NM其中ICTAT.NM＝CTAT電流(25℃)進(jìn)行類似的計(jì)算，以得到對(duì)于IPTAT的溫度系數(shù)。接著計(jì)算對(duì)于每個(gè)器件的Temo(IPTAT)∶Temo(ICTAT)電流比。最后計(jì)算校準(zhǔn)值，以產(chǎn)生IPTAT和ICTAT，其中IPTAT∶ICTAT電流比與溫度系數(shù)的比是一致的。將這些校準(zhǔn)值分別存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器，如圖9中所示。雖然可變比方法最精確和有效，但也最復(fù)雜和該校準(zhǔn)技術(shù)成本最高，這是因?yàn)樾枰趦蓚€(gè)溫度下校準(zhǔn)以及需要與器件相關(guān)的一系列復(fù)雜的計(jì)算。
本發(fā)明將由于制造方法、電源電壓和溫度變化引起的時(shí)鐘頻率漂移降到最小。通過提供偏移偏置電流實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，該偏移偏置電流當(dāng)求和時(shí)與溫度變化無關(guān)，經(jīng)過可編程電流鏡250和350微調(diào)，以消除過程變化，利用穩(wěn)定電壓基準(zhǔn)例如帶隙基準(zhǔn)電壓電路150和雙電容雙比較器振蕩發(fā)生器100。用于微調(diào)偏置電流的優(yōu)化性能的校準(zhǔn)技術(shù)包含獨(dú)立的ICTAT，固定補(bǔ)償、恒定值、恒定比和最佳比。此外，在本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是公知的模擬設(shè)計(jì)技術(shù)例如組件匹配和級(jí)聯(lián)電流源，增強(qiáng)了電路穩(wěn)定性。
雖然參照一優(yōu)選實(shí)施例表示和介紹了本發(fā)明，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的前提下可以對(duì)結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)進(jìn)行改變。
表1影響振蕩頻率的參數(shù)的預(yù)期的過程變化
表2頻率溫度穩(wěn)定性與過程變化的函數(shù)關(guān)系以及利用多晶硅電阻按4兆赫的補(bǔ)償方法
表3頻率溫度穩(wěn)定性與過程變化的函數(shù)關(guān)系以及利用LDD電阻按4兆赫的補(bǔ)償方法
權(quán)利要求
1.一種用于帶有溫度補(bǔ)償電路的精密弛張振蕩器的校準(zhǔn)技術(shù)，包含的步驟有在該電路內(nèi)提供一電容充電電流(Iccc)，用于產(chǎn)生目標(biāo)時(shí)鐘頻率，其中該電容充電電流是由絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流組成的；計(jì)算用于目標(biāo)時(shí)鐘頻率的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流；確定用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值；存儲(chǔ)用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值；讀取用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值；以及設(shè)定多個(gè)與絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值一致的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)技術(shù)，其中將用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)技術(shù)，還包含的步驟有提供一絕對(duì)溫度比例型電流，其中電容充電電流(Iccc)還包含絕對(duì)溫度比例型電流，以及其中電容充電電流(Iccc)等于絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流與絕對(duì)溫度比例型電流的和。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的校準(zhǔn)技術(shù)，還包含的步驟有設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)，其中絕對(duì)溫度比例型電流近似為零。
5.一種用于帶有溫度補(bǔ)償電路的精密弛張振蕩器的校準(zhǔn)技術(shù)，包含的步驟有在該電路內(nèi)提供一用于產(chǎn)生目標(biāo)時(shí)鐘頻率的電容充電電流(Iccc)，其中該電容充電電流由絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流與絕對(duì)溫度比例型電流的和組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的校準(zhǔn)技術(shù)，還包含的步驟有提供多個(gè)電路，以形成該電路群；以及由該群中選擇電路的隨機(jī)樣本。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的校準(zhǔn)技術(shù)，還包含的步驟有計(jì)算在正常的溫度下關(guān)于電路的隨機(jī)樣本的平均絕對(duì)溫度比例型電流，用于達(dá)到目標(biāo)時(shí)鐘頻率和用于優(yōu)化電路的溫度系數(shù)；根據(jù)具有平均絕對(duì)溫度比例型電流性能的電路的隨機(jī)樣本確定絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值，用于設(shè)定電路中的多個(gè)絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)；存儲(chǔ)絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值，用于設(shè)定在該群的每個(gè)電路中的多個(gè)絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)；讀取用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值；以及設(shè)定多個(gè)與絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值一致的絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的校準(zhǔn)技術(shù)，還包含的步驟有計(jì)算用于近似目標(biāo)時(shí)鐘頻率的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流；確定用于設(shè)定電路中的多個(gè)絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值；存儲(chǔ)用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值；讀取用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值；以及設(shè)定多個(gè)與絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值一致的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的校準(zhǔn)技術(shù)，其中將用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值硬連線到一邏輯電平；以及將用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值存儲(chǔ)到非易失性存儲(chǔ)器中。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的校準(zhǔn)技術(shù)，還包含的步驟有計(jì)算在正常的溫度下關(guān)于電路的隨機(jī)樣本的平均絕對(duì)溫度比例型電流，用于達(dá)到目標(biāo)時(shí)鐘頻率和用于優(yōu)化電路的溫度系數(shù)；確定絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值，用于設(shè)定在該群的每個(gè)電路中的多個(gè)絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)，其中多個(gè)絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的設(shè)定產(chǎn)生關(guān)于在該群的每個(gè)電路的平均絕對(duì)溫度比例型電流；存儲(chǔ)用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值；讀取用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值；以及設(shè)定多個(gè)與絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值一致的絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的校準(zhǔn)技術(shù)，還包含的步驟有計(jì)算用于近似目標(biāo)時(shí)鐘頻率的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流；確定用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值；存儲(chǔ)用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值；讀取用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值；以及設(shè)定多個(gè)與絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值一致的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的校準(zhǔn)技術(shù)，其中將用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值存儲(chǔ)到第一非易失性存儲(chǔ)器中；以及將用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值存儲(chǔ)到第二非易失性存儲(chǔ)器中。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的校準(zhǔn)技術(shù)，還包含的步驟有計(jì)算在正常溫度下關(guān)于電路的隨機(jī)樣本的平均IPTAT∶ICTAT電流比，用于達(dá)到目標(biāo)時(shí)鐘頻率和用于優(yōu)化電路的溫度系數(shù)；確定絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值，用于設(shè)定關(guān)于在該群的每個(gè)電路的多個(gè)絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)，其中多個(gè)絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的設(shè)定對(duì)應(yīng)于在該群的每個(gè)電路的平均IPTAT∶ICTAT電流比；根據(jù)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值解碼絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值，用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)；以及設(shè)定多個(gè)與絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值一致的絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的校準(zhǔn)技術(shù)，還包含的步驟有計(jì)算用于近似目標(biāo)時(shí)鐘頻率的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流；確定用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值；存儲(chǔ)用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值；讀取用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值；以及設(shè)定多個(gè)與絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值一致的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的校準(zhǔn)技術(shù)，其中將用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值存儲(chǔ)到非易失性存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元中；以及將用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值存儲(chǔ)到非易失性存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元中。
16.一種用于帶有溫度補(bǔ)償電路的精密弛張振蕩器的校準(zhǔn)技術(shù)，包含的步驟有在該電路內(nèi)提供一用于產(chǎn)生目標(biāo)時(shí)鐘頻率的電容充電電流(Iccc)，其中該電容充電電流是由絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流與絕對(duì)溫度比例型電流的和組成的；計(jì)算絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流相對(duì)于溫度的變化斜率；根據(jù)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流的變化斜率計(jì)算絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型溫度系數(shù)；計(jì)算絕對(duì)溫度比例型電流相對(duì)于溫度的變化斜率；計(jì)算絕對(duì)溫度比例型電流的絕對(duì)溫度比例型溫度系數(shù)；計(jì)算絕對(duì)溫度比例型溫度系數(shù)與絕對(duì)溫度互補(bǔ)型溫度系數(shù)的比；計(jì)算絕對(duì)溫度比例型電流與絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流的比；確定絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值，用于設(shè)定用于產(chǎn)生絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流的多個(gè)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)，確定絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值，用于設(shè)定用于產(chǎn)生絕對(duì)溫度比例型電流的多個(gè)絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)，其中絕對(duì)溫度比例型電流與絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流的比約等于絕對(duì)溫度比例型溫度系數(shù)與絕對(duì)溫度互補(bǔ)型溫度系數(shù)的比；存儲(chǔ)用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值；存儲(chǔ)用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值；讀取用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值；讀取用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值；設(shè)定多個(gè)與絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值一致的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)；以及設(shè)定多個(gè)與絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值一致的絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的校準(zhǔn)技術(shù)，其中將用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度互補(bǔ)型校準(zhǔn)值存儲(chǔ)到第一非易失性存儲(chǔ)器中；以及將用于設(shè)定多個(gè)絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)的絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值存儲(chǔ)到第二非易失性存儲(chǔ)器中。
全文摘要
用于帶有溫度補(bǔ)償?shù)膸追N精密弛張振蕩器的校準(zhǔn)技術(shù)在很寬的環(huán)境溫度變化范圍內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率。這些校準(zhǔn)技術(shù)提供確定絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流、絕對(duì)溫度比例型電流或絕對(duì)溫度比例型電流與絕對(duì)溫度互補(bǔ)型電流的比的不同的方法。這些校準(zhǔn)技術(shù)為確定絕對(duì)溫度互補(bǔ)型和絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)值以及設(shè)定為絕對(duì)溫度互補(bǔ)型和絕對(duì)溫度比例型校準(zhǔn)選擇開關(guān)提供不同的方法。
文檔編號(hào)H03B5/04GK1535499SQ00801090
公開日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2000年4月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月26日
發(fā)明者詹姆斯·B·諾蘭, 瑞安·S·埃利森, S 埃利森, 詹姆斯 B 諾蘭 申請(qǐng)人:密克羅奇普技術(shù)公司