本發(fā)明涉及集成電路，具體為半導(dǎo)體設(shè)計(jì)pvt差異消除電路、方法及集成電路。

背景技術(shù)：

1、半導(dǎo)體器件、元件多種多樣，其中，作為半導(dǎo)體元件之一的振蕩器存在于許多電子設(shè)備中，如無線電接收機(jī)、電視機(jī)、無線電和電視廣播發(fā)射機(jī)、計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)外設(shè)、手機(jī)、雷達(dá)等設(shè)備中。振蕩器是一種能夠產(chǎn)生重復(fù)的電子信號(hào)（通常是正弦波或方波）的電子元件。根據(jù)振蕩激勵(lì)方式的不同，振蕩器可分為自激振蕩器和驅(qū)動(dòng)振蕩器；按電路結(jié)構(gòu)的不同可分為阻容振蕩器、lc振蕩器、晶振、叉形振蕩器等；按輸出波形的不同，又可分為正弦波、方波、鋸齒波等振蕩器。

2、在rc振蕩器電路中，濾波器是電阻和電容網(wǎng)絡(luò)，rc振蕩器主要用于產(chǎn)生較低頻率，常見的rc振蕩器電路有移相振蕩器和文氏電橋振蕩器；而在lc振蕩器電路中，濾波器是一個(gè)調(diào)諧電路，由連接在一起的電感（l）和電容（c）組成，并用作諧振器；無論是阻容振蕩器還是lc振蕩器，都需要對(duì)振蕩器中產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)的電容元件的充放電速度進(jìn)行測試，以保證振蕩器在使用過程中具有可靠的時(shí)鐘頻率。測試時(shí)，需要對(duì)電容元件進(jìn)行盡可能獨(dú)立的pvt（production?verification?test，pvt）測試，以消除工藝、電壓或溫度對(duì)元件性能的影響。

3、現(xiàn)有的pvt測試電路往往采用環(huán)形振蕩器以及雙向傳輸門來共同測試電容的充放電速度，其中，環(huán)形振蕩器由奇數(shù)個(gè)門電路構(gòu)成，通常多個(gè)依次串聯(lián)的反相器獲得延時(shí)信號(hào)，而現(xiàn)有測試電路中的第一個(gè)反相器的跳變點(diǎn)決定了周期的間隔時(shí)間。

4、由于現(xiàn)有測試電路沒有消除第一個(gè)反相器輸入端的跳變電壓，導(dǎo)致該跳變電壓對(duì)電容的周期計(jì)算結(jié)果存在影響，使得電容周期的測試結(jié)果難以從pvt差異的影響中獨(dú)立出來，造成振蕩器周期測試的理論值與其真實(shí)值之間的差異較大，不利于客觀分析振蕩器中電容元件的時(shí)鐘頻率數(shù)值，且不利于獲得被測元件準(zhǔn)確的充放電速度結(jié)果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于采用跳閘點(diǎn)跟蹤電路消除了第一個(gè)反相器輸入端的跳變電壓，通過消除該跳變電壓對(duì)電容周期計(jì)算結(jié)果的不良影響，使電容周期的測試結(jié)果能夠從pvt差異的影響中獨(dú)立出來，減小pvt差異對(duì)電容周期測試結(jié)果的影響，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、第一方面，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體設(shè)計(jì)pvt差異消除電路，包括信號(hào)放大模塊、跳閘點(diǎn)跟蹤電路、周期檢測控制單元和被測單元，所述信號(hào)放大模塊對(duì)其輸入端輸入的電信號(hào)進(jìn)行濾波后放大，能夠通過放大微弱的電信號(hào)，減少噪聲干擾、增強(qiáng)輸入電信號(hào)的幅度，使通信更加清晰和順暢，能夠確保下一級(jí)電路對(duì)輸入信號(hào)的有效接收；

3、所述跳閘點(diǎn)跟蹤電路作為電隔離元件為下一級(jí)電路提供穩(wěn)定的電信號(hào)，所述跳閘點(diǎn)跟蹤電路的一個(gè)輸入端與周期檢測控制單元的一個(gè)連接端電連接，所述跳閘點(diǎn)跟蹤電路的一個(gè)輸入端與所述信號(hào)放大模塊的輸出端之間連接有上拉電阻r，通過連接上拉電阻r，能夠確保跳閘點(diǎn)跟蹤電路的一個(gè)輸入信號(hào)始終處于一個(gè)確定的電平，從而保證電路的穩(wěn)定運(yùn)行，通過設(shè)置上拉電阻r能夠通過減小信號(hào)線的快速變化，有效減少電磁干擾；所述周期檢測控制單元輸出周期性時(shí)鐘頻率信號(hào)；所述被測單元的一端與所述周期檢測控制單元的輸出端電連接，所述被測單元接收所述周期檢測控制單元發(fā)出的周期電信號(hào)。

4、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述信號(hào)放大模塊包括運(yùn)算放大器、反饋單元和輸入單元；所述運(yùn)算放大器為同相運(yùn)算放大器，通過連接同相運(yùn)算放大器并保持其輸出與輸入同相，便于進(jìn)行相位調(diào)整，所述同相運(yùn)算放大器的反相連接端與輸出端之間連接反饋單元，反饋單元與接地端之間連接輸入單元；所述反饋單元為反饋電阻，輸入單元為外部電阻；所述信號(hào)放大模塊的電路閉環(huán)增益，其中a為閉環(huán)增益；為反饋電阻；為外部電阻。

5、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述跳閘點(diǎn)跟蹤電路包括等比例放大器，等比例放大器的輸出端連接n溝道場效應(yīng)管的柵極，n溝道場效應(yīng)管的源極接地，n溝道場效應(yīng)管的漏極與所述等比例放大器的反相連接端電連接，通過設(shè)置等比例放大器，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電信號(hào)進(jìn)行綜合、比較、校正和放大，以消除噪聲和畸變功能，提高信號(hào)的傳輸質(zhì)量，n溝道場效應(yīng)管的漏極與電阻r的一端連接處形成y連接點(diǎn)。

6、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述同相運(yùn)算放大器的同相輸入端連接一個(gè)p溝道場效應(yīng)管和一個(gè)n溝道場效應(yīng)管，場效應(yīng)管的源極連接高電平，場效應(yīng)管的漏極與所述n溝道場效應(yīng)管的漏極連接，n溝道場效應(yīng)管的源極接地，n溝道場效應(yīng)管的柵極與p溝道場效應(yīng)管的柵極串聯(lián)，當(dāng)p溝道場效應(yīng)管和n溝道場效應(yīng)管兩者的柵極連接點(diǎn)d點(diǎn)處輸入高電平時(shí)，p溝道場效應(yīng)管的源極與漏極截止，n溝道場效應(yīng)管的源極與漏極導(dǎo)通；當(dāng)d點(diǎn)處輸入低電平時(shí)，p溝道場效應(yīng)管的源極與漏極導(dǎo)通，n溝道場效應(yīng)管的源極與漏極截止，使得跳閘點(diǎn)跟蹤電路能夠在高電平或低電平輸入時(shí)，均能接收輸入信號(hào)，能夠保持對(duì)周期檢測控制單元輸入點(diǎn)處跳變電壓的反映速度；

7、所述n溝道場效應(yīng)管的柵極與p溝道場效應(yīng)管的柵極連接所述跳閘點(diǎn)跟蹤電路的一個(gè)輸入端，能夠保證對(duì)周期檢測控制單元的輸入端跳變電壓的有效反饋。

8、所述p溝道場效應(yīng)管和n溝道場效應(yīng)管控制下一級(jí)電路的輸入信號(hào)的關(guān)斷與開啟，p溝道場效應(yīng)管和n溝道場效應(yīng)管為互補(bǔ)輸出級(jí)電路，能夠通過兩個(gè)場效應(yīng)管交替導(dǎo)通來提高電路的負(fù)載能力和開關(guān)速度，使得電路在輸出高電平和低電平時(shí)，電路的開啟與關(guān)閉狀態(tài)能夠快速切換，減少了功耗并提高了每個(gè)管子的承受能力；由于p溝道場效應(yīng)管和n溝道場效應(yīng)管接入同相運(yùn)算放大器的輸入端，能夠保證不論哪個(gè)管子導(dǎo)通，其導(dǎo)通電阻都很小，有助于減小rc常數(shù)，加快電流變化的速度、減少功耗并提高效率，同時(shí)，對(duì)于線性驅(qū)動(dòng)器電路而言，p溝道場效應(yīng)管和n溝道場效應(yīng)管能夠保證互補(bǔ)的輸出級(jí)工作在線性狀態(tài)，減少交叉失真，并可以通過控制靜態(tài)電流，優(yōu)化電路的性能；且當(dāng)負(fù)載電路為差分電路時(shí)，p溝道場效應(yīng)管和n溝道場效應(yīng)管能夠很好地支持這種電路結(jié)構(gòu)，提高電路的性能和穩(wěn)定性，有利于保持電路的高負(fù)載能力、快速開關(guān)、低功耗和高效率的電路性能；

9、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述周期檢測控制單元為一級(jí)環(huán)形振蕩器、二級(jí)環(huán)形振蕩器或若干級(jí)環(huán)形振蕩器中的任意一種，當(dāng)周期檢測控制單元為二級(jí)環(huán)形振蕩器或若干級(jí)環(huán)形振蕩器時(shí)，由于周期檢測控制單元中級(jí)聯(lián)接入了數(shù)量更多的反相器或放大器，能夠顯著提高輸出頻率。

10、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述周期檢測控制單元包括一級(jí)環(huán)形振蕩器和傳輸延遲單元，所述一級(jí)環(huán)形振蕩器與所述傳輸延遲單元串聯(lián)連接，傳輸延遲單元為rc延遲電路，所述一級(jí)環(huán)形振蕩器與所述傳輸延遲單元串聯(lián)連接，環(huán)形振蕩器能夠生成時(shí)鐘信號(hào)，通過連接傳輸延遲單元，能夠使周期檢測控制單元獲取更大的傳輸延遲，方便調(diào)節(jié)整單頻率，通過加入rc延遲電路，通過rc充放電過程延遲反相器的傳輸延遲時(shí)間，增強(qiáng)周期跳變的速度。

11、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述周期檢測控制單元包括第一反相器、第二反相器、第三反相器和第四反相器和第五反相器的等效電路，所述第五反相器的等效電路為p溝道場效應(yīng)管，所述第五反相器的等效電路為p溝道場效應(yīng)管；所述第一反相器的輸入端與跳閘點(diǎn)跟蹤電路的輸出端以及被測單元的輸入端電連接，所述第一反相器的輸出端電連接所述第二反相器的輸入端，所述第二反相器的輸出端電連接第三反相器的輸入端，所述第三反相器的輸出端電連接所述第四反相器的輸入端，所述第四反相器的輸出端電連接所述p溝道場效應(yīng)管的柵極，所述p溝道場效應(yīng)管的源極連接高電平輸入，所述p溝道場效應(yīng)管的漏極連接所述第一反相器的輸入端。

12、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：傳輸延遲單元為rc振蕩延遲電路，所述rc振蕩延遲電路包括電容，電容的一端電連接所述第一反相器的輸出端，電容的另一端電連接所述第二反相器的輸出端，所述第二反相器的輸出端與所述電容之間連接有電阻，所述電容的一端電連接保護(hù)電阻，所述保護(hù)電阻的另一端電連接第三反相器的輸入端，保護(hù)電阻能夠防止其后面所連接的第三反相器損壞。

13、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述周期檢測控制單元還包括n溝道場效應(yīng)管，所述n溝道場效應(yīng)管的柵極與跳閘點(diǎn)跟蹤電路的輸出端連接，所述n溝道場效應(yīng)管的源極接地，所述n溝道場效應(yīng)管的漏極與所述第一反相器的輸入端連接，n溝道場效應(yīng)管的柵極輸入的電平大于其開啟電壓，能夠使其漏源極導(dǎo)通，從而使對(duì)電容c的正極板充電，當(dāng)電容c的正極板電壓升高至飽和后，電容c對(duì)地放電，完成一次充放電過程。

14、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述被測單元的一個(gè)連接端接地，所述被測單元為電容c，電容c為固定電容、可變電容或微調(diào)電容中的任意一種。

15、第二方面，本發(fā)明公開一種半導(dǎo)體設(shè)計(jì)pvt差異消除方法，包括第一方面所述的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)pvt差異消除電路，所述方法包括：

16、在運(yùn)算放大器的同相輸入端并聯(lián)耦合電壓表測量輸入的電壓，并將電壓作為跳閘點(diǎn)跟蹤電路的一個(gè)輸入電信號(hào)；

17、使跳閘點(diǎn)跟蹤電路的反饋信號(hào)為電壓，使反饋電壓=；

18、采用一定的方法得到流過電阻r的電流；

19、對(duì)被測單元的時(shí)間周期進(jìn)行微分得；

20、計(jì)算；

21、，完成時(shí)間周期的pvt獨(dú)立測試，通過采用微分思路對(duì)被測單元的時(shí)間周期進(jìn)行微分得到微分周期，同時(shí)在微分電壓的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)微分電壓準(zhǔn)確的計(jì)算，通過帶入rc時(shí)間常數(shù)計(jì)算公式中，能夠通過跟蹤周期檢測控制單元的輸入點(diǎn)跳變電壓，消除該跳變電壓對(duì)rc電路常數(shù)值的檢測差異，大大提升了被測單元測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

22、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：得到流過電阻r的電流的方法為計(jì)算法或測量法其中的一種或兩種方法的組合；

23、其中，計(jì)算法為，為信號(hào)放大模塊的輸出電壓；

24、測量法為在電阻r所在支路上串聯(lián)電流表。

25、第三方面，本發(fā)明公開一種集成電路，包括第一方面所述的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)pvt差異消除電路。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

27、1、本發(fā)明通過采用跳閘點(diǎn)跟蹤電路消除了第一個(gè)反相器輸入端的跳變電壓，能夠有效消除該跳變電壓對(duì)電容周期計(jì)算結(jié)果的不良影響，使得電容周期的測試結(jié)果能夠從pvt差異的影響中獨(dú)立出來，有效減小了振蕩器周期測試的理論值與其真實(shí)值之間的差異幅值，有利于客觀分析振蕩器中電容元件的時(shí)鐘頻率數(shù)值，同時(shí)有利于獲得被測元件準(zhǔn)確的充放電速度結(jié)果，大大提高了被測電容的充放電周期測試的精確性。

28、2、本發(fā)明通過采用p溝道場效應(yīng)管和n溝道場效應(yīng)管控制下一級(jí)電路的輸入信號(hào)，有助于減小rc常數(shù)，加快電流變化的速度、減少功耗并提高效率，同時(shí)，對(duì)于線性驅(qū)動(dòng)器電路而言，p溝道場效應(yīng)管和n溝道場效應(yīng)管能夠通過保證互補(bǔ)的輸出級(jí)工作在線性狀態(tài)，減少交叉失真，有利于保持電路的高負(fù)載能力、快速開關(guān)、低功耗和高效率的電路性能。

29、3、本發(fā)明通過采用微分思路對(duì)被測單元的時(shí)間周期進(jìn)行微分得到微分周期，同時(shí)在微分電壓的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)微分電壓準(zhǔn)確的計(jì)算，通過帶入rc時(shí)間常數(shù)計(jì)算公式中，能夠通過跟蹤周期檢測控制單元的輸入點(diǎn)跳變電壓，消除該跳變電壓對(duì)rc電路常數(shù)值的檢測差異，大大提升了被測單元計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。