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带隙曲率校正

阅读：878发布：2020-05-11

专利汇可以提供带隙曲率校正专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本申请涉及带隙曲率校正。在一些示例中，设备包括曲率校正电路，曲率校正电路包括第一电流源，该第一电流源被配置为生成PTAT电流。在一些示例中，曲率校正电路还包括三个或更多个可编程电流源，该三个或更多个可编程电流源被配置为生成三个或更多个可编程电流。在一些示例中，曲率校正电路被配置为基于PTAT电流和三个或更多个可编程电流来生成PWL电流。在一些示例中，设备还包括参考电压电路，该参考电压电路被配置为基于PWL电流来生成参考电压信号。，下面是带隙曲率校正专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种设备，包括：
曲率校正电路，包括：
第一电流源，被配置为生成与绝对温度成比例的(PTAT)电流；以及
三个或更多个可编程电流源，被配置为生成三个或更多个可编程电流，其中所述曲率校正电路进一步被配置为基于所述PTAT电流和所述三个或更多个可编程电流来生成分段线性(PWL)电流；
以及
参考电压电路，被配置为基于所述PWL电流来生成参考电压信号。
2.根据权利要求1所述的设备，
其中所述曲率校正电路进一步包括第二电流源，所述第二电流源被配置为生成对温度恒定的电流，
其中所述曲率校正电路进一步被配置为基于所述PWL电流和所述对温度恒定的电流来生成偏移PWL电流，以及
其中所述参考电压电路被配置为基于所述偏移PWL电流来生成所述参考电压信号。
3.根据权利要求2所述的设备，
其中所述曲率校正电路进一步包括放大器电路，所述放大器电路被配置为基于所述偏移PWL电流来生成曲率校正(CC)电流，以及其中所述参考电压电路被配置为基于所述CC电流来生成所述参考电压信号。
4.根据权利要求3所述的设备，
其中所述参考电压信号是校正的参考电压信号，以及
其中所述参考电压电路被配置为通过从未校正的参考电压信号至少减去所述CC电流来生成所述校正的参考电压信号。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源的触发温度是可编程的。
6.根据权利要求5所述的设备，进一步包括控制电路，所述控制电路被配置为在所述三个或更多个可编程电流源中的每个相应的可编程电流源的相应的触发温度以下的温度处关闭所述相应的可编程电流源。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源的电流-温度的斜率是可编程的。
8.根据权利要求7所述的设备，
其中所述第一电流源包括电流镜，
其中所述三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源包括电流镜，以及其中所述三个或更多个可编程电流源的相应的可编程电流源的所述电流-温度的斜率可以至少通过以下操作进行编程：
选择在所述第一电流源的所述电流镜中并联连接的有源晶体管的数目；或者选择在所述相应的可编程电流源的所述电流镜中并联连接的有源晶体管的数目。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述三个或更多个可编程电流源中的有源的可编程电流源的数目是可编程的。
10.根据权利要求9所述的设备，进一步包括：控制电路，被配置为通过至少将所述三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源与所述第一电流源连接或断开连接，来选择所述有源的可编程电流源的数目。
11.根据权利要求1所述的设备，
其中所述第一电流源包括电流镜，所述电流镜包括金属氧化物半导体(MOS)晶体管，以及
其中所述三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源包括电流镜，所述电流镜包括MOS晶体管。
12.根据权利要求1所述的设备，其中所述三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源被配置为生成可编程的PTAT电流。
13.一种方法，包括：
生成与绝对温度成比例的(PTAT)电流；
生成三个或更多个可编程电流；
基于所述PTAT电流和所述三个或更多个可编程电流来生成分段线性(PWL)电流；以及基于所述PWL电流来生成参考电压信号。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：
生成对温度恒定的电流；
基于所述PWL电流和所述对温度恒定的电流来生成偏移PWL电流；以及
基于所述偏移PWL电流来生成曲率校正(CC)电流，
其中基于所述CC电流来生成所述参考电压信号。
15.根据权利要求13所述的方法，进一步包括基于所述偏移PWL电流来生成曲率校正(CC)电流，其中生成所述参考电压信号包括从未校正的参考电压信号减去所述CC电流。
16.根据权利要求13所述的方法，进一步包括在相应触发温度以下的温度处断开所述三个或更多个可编程电流中的每个相应的可编程电流。
17.一种设备，包括：
曲率校正电路，包括：
第一电流源，被配置为生成与绝对温度成比例的(PTAT)电流；
三个或更多个可编程电流源，被配置为生成三个或更多个可编程电流；以及三个或更多个开关，其中所述三个或更多个开关中的每个开关与所述三个或更多个可编程电流源中的相应的可编程电流源串联电连接，
其中所述曲率校正电路被配置为基于所述PTAT电流和所述三个或更多个可编程电流来生成分段线性(PWL)电流；
参考电压电路，被配置为基于所述PWL电流来生成参考电压信号；以及控制电路，被配置为通过在针对所述相应的可编程电流源的触发温度以下至少禁用所述三个或更多个开关中的相应开关，来关闭所述三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源，
其中所述三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源的所述触发温度是可编程的。
18.根据权利要求17所述的设备，
其中所述第一电流源包括电流镜，
其中所述三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源包括电流镜，以及其中所述三个或更多个可编程电流源中的相应的可编程电流源的电流-温度的斜率可以至少通过以下操作进行编程：
选择在所述第一电流源的所述电流镜中并联连接的有源晶体管的数目；或者选择在所述相应的可编程电流源的所述电流镜中并联连接的有源晶体管的数目。
19.根据权利要求17所述的设备，其中所述控制电路进一步被配置为通过至少将所述三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源与所述第一电流源连接或断开连接，来选择有源的可编程电流源的数目。
20.根据权利要求17所述的设备，
其中所述第一电流源包括电流镜，所述电流镜包括金属氧化物半导体(MOS)晶体管，以及
其中所述三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源包括电流镜，所述电流镜包括MOS晶体管。

说明书全文

带隙曲率校正

技术领域

[0001] 本公开涉及带隙参考电压电路。

背景技术

[0002] 带隙参考电压电路用于广泛应用的集成电路中。带隙参考电压电路提供在很宽的温度范围(例如在零下四十摄氏度和零上一百二十五摄氏度之间)上的参考电压(通常大约1.2伏特)。带隙参考电压电路的输出电压的整体精度可以被数个因素(诸如工艺变化、器件失配和温度依赖性，也被称为带隙曲率或依赖于温度的曲率)影响。

[0003] 在其中带隙电压被用作精确控制和调节循环的参考的应用(诸如，直流-直流(DC/DC)转换器)可能需要在从零下四十摄氏度到零上一百二十五摄氏度的0.5％的电压精度。带隙电压的依赖于温度的曲率是误差的重要来源，对带隙电压的整体不准确度贡献
0.13％。尽管工艺变化的影响可以通过微调或偏移抵消技术来减少，但是带隙参考电压电路可能需要特定电路来解决从依赖于温度的曲率所引入的误差。然而，如果与带隙曲率有关的误差仍然存在，那么即使减少由于工艺变化和器件失配导致的误差，在宽温度范围上实现0.5％的整体精度也可能是困难的或不经济的。
发明内容

[0004] 本公开描述用于校正参考电压信号的基于温度的曲率的技术。在一些示例中，曲率校正电路被配置为生成分段线性(PWL)电流，以校正参考电压的曲率。曲率校正电路可以被配置为基于与绝对温度成比例的(PTAT)电流和三个或更多个可编程电流生成PWL电流。在一些示例中，可编程电流的电流-温度斜率和/或触发温度可以是可编程的。此外，有源的可编程电流源的数目也可以是可编程的。

[0005] 在一些示例中，设备包括曲率校正电路，该曲率校正电路包括第一电流源，第一电流源被配置为生成PTAT电流。曲率校正电路还包括三个或更多个可编程电流源，该三个或更多个可编程电流源被配置为生成三个或更多个可编程电流。曲率校正电路被配置为基于PTAT电流和三个或更多个可编程电流生成PWL电流。设备还包括参考电压电路，该参考电压电路被配置为基于PWL电流生成参考电压信号。

[0006] 在一些示例中，方法包括生成PTAT电流和生成三个或更多个可编程电流。方法进一步包括基于PTAT电流和三个或更多个可编程电流生成PWL电流。方法还包括基于PWL电流生成参考电压信号。

[0007] 在一些示例中，设备包括曲率校正电路，该曲率校正电路包括被配置为生成PTAT电流的第一电流源和被配置为生成三个或更多个可编程电流的三个或更多个可编程电流源。曲率校正电路还包括三个或更多个开关，其中三个或更多个开关中的每个开关与三个或更多个可编程电流源中的相应的可编程电流源串联电连接。曲率校正电路被配置为基于PTAT电流和三个或更多个可编程电流生成分段线性(PWL)电流。设备进一步包括参考电压电路，参考电压电路被配置为基于PWL电流生成参考电压信号。设备包括控制电路，控制电路被配置为通过在针对相应的可编程电流源的触发温度以下至少禁用三个或更多个开关中的相应开关来关闭三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源。三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源的触发温度是可编程的。

[0008] 在附图和以下描述中阐明了一个或多个示例的细节。其它特征、目的和优点将从描述和附图中以及从权利要求中显而易见。

附图说明

[0009] 图1是按照本公开的一些示例的图示被配置为生成参考电压信号的设备的概念性框图。

[0010] 图2是按照本公开的一些示例的未校正的参考电压信号的基于温度的曲率的曲线图。

[0011] 图3是按照本公开的一些示例的图示曲率校正电路的概念性框图和电路图。

[0012] 图4是按照本公开的一些示例的针对四个可编程电流源的电流和温度的曲线图。

[0013] 图5是按照本公开的一些示例的曲率校正电路的电路图。

[0014] 图6是按照本公开的一些示例的针对可编程电流源的电流和温度的曲线图。

[0015] 图7是按照本公开的一些示例的被配置为并联连接的六个晶体管的电路图。

[0016] 图8和图9是按照本公开的一些示例的图示用于生成参考电压信号的示例技术的流程图。

具体实施方式

[0017] 本公开描述用于生成参考电压信号(诸如带隙参考电压)的设备和方法。在一些示例中，由电路生成的参考电压信号可以随温度(例如，带隙曲率)而变化。为了校正依赖于温度的变化或曲率，电路可以基于分段线性(PWL)电流生成参考电压信号，分段线性(PWL)电流被缩放到与未校正的参考电压信号的曲率匹配。电路可以通过控制三个或更多个可编程电流源来生成PWL电流。

[0018] 设备可以输出校正的参考电压信号，该校正的参考电压信号比由其它设备生成的参考电压信号具有更低的温度依赖性。例如，本公开的可编程电流源可以包括一个或多个可编程参数(诸如，触发温度和/或斜率)。在任何时间均为有源的可编程电流源的数目也是可编程的。电流源的编程可以响应于产品测试而发生或者在操作期间现场发生。可编程电流源可以允许曲率校正(CC)电流的曲率与未校正的参考电压信号的依赖于温度的曲率的紧密匹配。

[0019] 可编程电流源可以补偿制造过程中的工艺变化和失配。例如，因为离开工厂的每个设备可能不同，因此包括可编程电流源的定制化方案可以是足够灵活的，以考虑各单个设备中的差异。工厂中或现场的测试仪或者片上嵌入式数字电路可以编程电流源，以匹配每个设备的未校正的参考电压信号的唯一的依赖于温度的曲率。

[0020] 参考电压信号的精度对于包括负载点直流-直流(DC/DC)转换器电路的设备(诸如功率转换电路)可以是非常重要的。对于设计功率转换设备，实现产品规格(诸如，对于参考电压信号0.5％或1.0％的精度)可以是重要的。与现有技术相比，本公开的技术可以将参考电压信号的精度在宽温度范围上提高多达百分之三十。在一些示例中，使用纯互补金属氧化物半导体(CMOS)电路，而不是双极晶体管，可以产生更好的衬底噪声抗扰性和更大的微调灵活度。此外，本文所描述的电路包括一个或多个与绝对温度成比例的(PTAT)电流源和可能已经在片上可用的对温度恒定的电流源。

[0021] 图1是按照本公开的一些示例的图示被配置为生成参考电压信号160的设备100的概念性框图。如图1中所描绘的，设备100包括曲率校正电路110，曲率校正电路110包括电流源120和130A-130N以及参考电压电路150。设备100还可以包括或者被连接到图1中未描绘的其它部件和电路(诸如功率转换电路、控制电路等)。例如，功率转换电路可以接收参考电压信号160，用于设定DC/DC转换器电路的期望的输出电压、在温度危险的情况下关闭设备和/或设定振荡器的频率。

[0022] 曲率校正电路110可以被配置为基于PTAT电流122和可编程电流132A-132N来生成PWL电流140。曲率校正电路110可以包括被配置为接收电源电压信号(例如，VCC)的电源节点和被配置为接收电压信号(诸如参考接地)的接地节点。

[0023] 电流源120被配置为生成PTAT电流122。PTAT电流122的振幅可以与绝对温度成比例。PTAT电流122可以包括电流对温度的正斜率，以使PTAT电流122的振幅随着电流源120的温度增加而增加。电流源120和130A-130N中的每个电流源可以包括电流镜，该电流镜具有恒定的纵横比或者可编程的纵横比。在一些示例中，电流源120和130A-130N可以包括MOS电流镜，MOS电流镜被配置为传导电流122和132A-132N。

[0024] 可编程电流源130A-130N被配置为生成可编程电流132A-132N。在一些示例中，可编程电流源130A-130N中的每个可编程电流源可以包括可编程触发温度和/或可编程斜率。可编程电流源130A-130N中的每个可编程电流源还可以从曲率校正电路110有选择地连接或断开，以使可编程电流源130A-130N的数目是可调整的。可编程电流源130A-130N中的每个可编程电流源的电流可以具有对温度恒定的振幅或者与绝对温度成比例的振幅。具有对温度恒定的振幅的电流可以被称作“对温度恒定的电流”。具有与绝对温度成比例的振幅的电流可以被称作“PTAT电流”。

[0025] PWL电流140可以包括与未校正的电压信号的曲率近似的曲率。PWL电流140可以包括针对两个或更多个温度范围的线性段。每个线性段可以具有处在可编程电流源130A-130N的触发温度处的端点，如图4中的电流440所示。在一些示例中，曲率校正电路110可以在曲率校正电路110向参考电压电路150递送PWL电流140之前处理PWL电流140。例如，曲率校正电路110可以被配置为偏移或改变PWL电流140的振幅。此外，曲率校正电路110可以被配置为放大或衰减PWL电流140的振幅的范围，以匹配未校正的参考电压信号。

[0026] 参考电压电路150可以被配置为基于PWL电流140来生成参考电压信号160。参考电压电路150可以被配置为从未校正的参考电压信号减去PWL电流140，以生成参考电压信号160。参考电压电路150可以被配置为通过将PWL电流140传导经过导线或分流电阻器来减去PWL电流140。

[0027] 图2是按照本公开的一些示例的未校正的参考电压信号200的基于温度的曲率的曲线图。根据应用，在一百二十摄氏度或一百五十摄氏度以上的温度处，未校正的参考电压信号200的曲线可以是不相关的。在一些示例中，未校正的参考电压信号200在从零下四十摄氏度到一百五十摄氏度的温度范围上可以具有2.5毫伏的变化。因此，对于1.226伏特或者1.227伏特的平均电压电平，总的变化可以大于0.2％。

[0028] 在图2的示例中，未校正的参考电压信号200的曲率是误差的重要来源，占总体不准确度的大约0.13％。尽管工艺变化的影响可以利用微调或偏移抵消技术来减少，但是从曲率补偿引入的误差需要通过特定电路来解决。然而，如果没有减小与带隙曲率相关的误差，那么即使减少由于工艺变化和器件失配导致的误差，实现随温度大约0.5％的整体精度会是不可能的或者不经济的。本公开的技术可以减少带隙参考电压内曲率引入的误差，占据有限的面积，并且具有很小的成本或者没有成本的增加。使用三个或更多个可编程电流源来生成PWL电流和/或CC电流可以是校正带隙曲率的一种经济的方式。

[0029] 另一设备可以被配置为生成受电压控制的电流，该受电压控制的电流与未校正的电压信号和期望的参考电压信号之间的差异大致成比例。该另一设备可以包括一个或多个p型双极晶体管，该p型双极晶体管被配置为提供CC电流，该CC电流将允许几乎独立于温度的参考电压信号的生成。然而，双极晶体管可以具有比MOS晶体管更大的温度依赖性和工艺变化。

[0030] 另一设备可以被配置为通过合计正温度系数电流和负温度系数电流来生成CC电流。该另一设备可以被配置为仅针对零上三十五摄氏度以上的温度提供负温度系数电流，并且CC电流将从零下四十摄氏度增加到零上三十五摄氏度，并且对于零上三十五摄氏度以上的温度开始减小。该另一设备还可以包括p型双极晶体管和电阻器，以确保针对工艺变化的良好稳健性。

[0031] 该另一设备的p型双极晶体管可以比本文描述的CMOS晶体管更大并且更易受衬底噪声的影响。此外，由于该另一设备的双极晶体管的粒度不足，通过例如电路的金属掩模再设计的精细微调将是不可能的。

[0032] 相比之下，本公开的设备可以被配置为生成理想的CC电流的PWL近似，以通过从理想平整行为的小的残余偏差来补偿依赖于温度的曲率。本公开的设备中的部件可以仅仅是纯CMOS晶体管，其比双极晶体管更小，并且对衬底噪声更具抗扰性。此外，PWL曲线的不同段之间的转折点的微调可以通过编程数字电路或者通过金属再设计来容易地获得。

[0033] 图3是按照本公开的一些示例的图示曲率校正电路310的概念性框图和电路图。曲率校正电路310包括电流源320、电流源332、可编程电流源330A-330D和放大器电路346。在一些示例中，曲率校正电路310可以是任何数目的可编程电流源(诸如三个、四个、五个等)。

[0034] 电流源332可以被配置为基于从节点312(VCC)接收的电力或向312(VCC)提供的电力来生成PTAT电流320。可编程电流源330A-330D中的每个可编程电流源可以被配置为生成相应的可编程电流(例如I1、I2、I3和I4)。曲率校正电路310可以被配置为通过从PTAT电流320减去可编程电流中的零个或多个来生成PWL电流340。

[0035] 曲率校正电路310还可以包括三个或更多个开关(图3中未示出)，其中每个开关与可编程电流源330A-330D之一串联电连接。设备300可以包括控制电路(图3中未示出)，该控制电路被配置为操作每个开关，以启用或禁用可编程电流源330A-330D中的每个可编程电流源。例如，如果控制电路禁用曲率校正电路310的所有开关，那么PWL电流340可以等于PTAT电流320，因为将不存在有源的可编程电流源。如果控制电路启用所有的开关，那么PWL电流340可以等于PTAT电流320减去所有四个可编程电流(例如，I1-I4)。

[0036] 电流源332可以被配置为生成对温度恒定的电流(例如，I0)。曲率校正电路310可以被配置为通过从PWL电流340减去对温度恒定的电流，基于对温度恒定的电流来生成偏移PWL电流342(例如，IPWL_0)。放大器电路346可以被配置为基于偏移PWL电流342生成CC电流344(例如ICC)。放大器电路346可以被配置为通过放大或衰减偏移PWL电流342来生成CC电流
344。放大器电路346装置可以包括：乘法器电路或除法器电路，被配置为以偏移PWL电流342的特定倍数或分数来生成CC电流344。

[0037] 参考电压电路350可以被配置为基于CC电流344生成参考电压信号360。参考电压电路350可以被配置为首先生成未校正的参考电压信号，并随后通过从未校正的参考电压信号减去CC电流344来生成参考电压信号360。参考电压电路350可以被配置为通过例如将CC电流344传导经过分流电阻器来从未校正的参考电压信号减去CC电流344。分流电阻器可以被连接到承载未校正的参考电压信号的导体和承载参考电压信号360的导体之间的节点。

[0038] 可编程电流源330A-330D中的每个可编程电流源可以包括一个或多个可编程参数(诸如数目、触发温度和斜率)。控制电路可以被配置为通过在触发温度以下的温度关闭或禁用相应的可编程电流源来确定可编程电流源330A-330D中的一个可编程电流源的触发温度。控制电路可以被配置为通过在触发温度以下的温度处禁用相应的开关来禁用相应的可编程电流源，其中相应的开关与相应的可编程电流源串联连接。在一些示例中，可编程电流源330A-330D中的每个可编程电流源可以包括不同的触发温度，以使得存在五个温度间隔。

[0039] 图4是按照本公开的一些示例的针对四个可编程电流源的电流和温度的曲线图。在最低触发温度以下的第一温度间隔处，可编程电流源330A-330D中没有一个可以导电。参照图4，当可编程电流430A-430D中没有一个从PTAT电流420中被减去时，第一温度间隔可以对应于T1以下的温度。在最低触发温度和第二低触发温度之间的第二温度间隔处，可编程电流源330A-330D中只有一个可编程电流源可以导电。参照图4，当从PTAT电流420减去可编程电流430A时，第二温度间隔可以对应于T1和T2之间的温度。在第二低触发温度和第二高触发温度之间的第三温度间隔处，可编程电流源330A-330D中的两个可编程电流源可以导电。
参照图4，当从PTAT电流420减去可编程电流430A和430B时，第三温度间隔可以对应于T2和T3之间的温度。

[0040] 在第二高触发温度和最高触发温度之间的第四温度间隔处，可编程电流源330A-330D中的三个可编程电流源可以导电。参照图4，当从PTAT电流420减去可编程电流430A-
430C时，第四温度间隔可以对应于T3和T4之间的温度。在最高触发温度以上的第五温度间隔处，可编程电流源330A-330D中的所有四个可编程电流源可以导电。参照图4，当从PTAT电流
420减去所有可编程电流430A-430D时，第五温度间隔可以对应于T4以上的温度。在一些示例中，在曲率校正电路310中可以存在比四个可编程电流源更多或更少的可编程电流源。

[0041] 可编程电流源330A-330D中的每个可编程电流源的电流-温度的斜率可以是可编程的。参照图4，任何可编程电流430A-430D的电流-温度的斜率可以是可编程的。可编程电流的电流-温度的斜率可以与相应的可编程电流源的纵横比有关。控制电路可以通过选择可编程电流源的电流镜中并联连接的有源晶体管的数目和/或通过选择电流源320(见图5)的电流镜中并联连接的有源晶体管的数目来调整可编程电流源的纵横比。电流的斜率也可以通过微调电流镜(诸如通过物理连接或断开一个或多个晶体管或者通过编程控制电路)进行编程。

[0042] 可编程电流源330A-330D的数目也可以是可编程的。例如，控制电路可以被配置为通过禁用(例如，断开)可编程电流源330A-330D中的一个或多个可编程电流源，来减少可编程电流源330A-330D的数目。控制电路可以被配置为通过关闭与可编程电流源串联连接的开关和/或通过将触发温度升高到比设备300的操作温度的范围更高来禁用可编程电流源。对于较低数目的可编程电流源330A-330D，电流440、442和/或444可以具有较少的段和与未校正的参考电压信号的曲率的较粗糙的适配。相比之下，对于较高数目的可编程电流源
330A-330D，电流440、442和/或444可以具有较多的段和与未校正的参考电压信号的曲率的较粗糙的适配。

[0043] 总之，曲率校正电路310和控制电路可以被配置为通过改变随温度变化的斜率和通过改变触发温度T1、T2、T3和T4中的每个触发温度来改变可编程电流430A-430D中的每个可编程电流。触发温度还可以被称为转变点，因为在图4中在每个触发温度处电流440、442和444的斜率可以改变。产生的PWL电流440(例如，IPWL)具有残余偏移，该残余偏移可以通过减去对温度恒定的电流432(例如，I0)来补偿。曲率校正电路310可以被配置为生成偏移PWL电流442作为PWL电流440和电流432之间的差异。放大器电路346可以被配置为放大或衰减偏移PWL电流442以获得期望的CC电流444。可编程电流源330A-330D的数目、温度系数(例如，斜率)和起始温度(例如，触发温度)可以通过控制电路、设计者、程序员、一次性可编程(OTP)存储器和/或可再编程存储器设备(例如，闪存存储器)来调整。

[0044] 在制造时或者设备300的操作现场，可编程电流源330A-330D的参数可以是可编程的。例如，可以在工厂中测试设备300，并且设计者可以基于测试结果选择或者调整可编程电流源330A-330D的参数。附加地或备选地，设备300可以被配置为在现场自测试，并且基于自测试结果来选择或调整可编程电流源330A-330D的参数。

[0045] 图5是按照本公开的一些示例的曲率校正电路510的电路图。曲率校正电路510包括电流源514A-514C，每个电流源包括电流镜。曲率校正电路510包括电流源540和542。曲率校正510的该示例的实际实施可以利用在带隙块中已经可用的IPTAT电流源，其中电压和电阻由等式(1)限定。PTAT电流源可以采用低温系数多晶硅电阻器。对温度恒定的电流源(例如，图3和图4中的I0)可以通过在低温系数多晶硅电阻器上应用带隙电压来获得。图5中描绘了I1的一个可能的实施例。

[0046]

[0047] 电流源514A可以被配置为基于电流514A的纵横比(例如，1:m)和通过电流源540和542(例如，ITC_REF和IPTAT_REF)传导的电流来生成PTAT电流520(例如，IPTAT)。曲线校正电路510可以被配置为从电流520减去电流544(例如，ITC)。电流源514B可以被配置为基于电流514B的纵横比(例如，1:k)和通过电流源540和542传导的电流来生成电流544(例如，ITC)。曲率校正电路510可以被配置为通过电流镜514C来镜像电流520和544的差异，其为电流546(例如，IDIFF)，以生成电流530A(例如，I1)。曲率校正电路510可以包括被配置为其它电流(诸如I2、I3和I4)的相似的电路设计。

[0048] 存在至少两种生成电流530A的可能方式。第一，可以从PTAT电流520减去对温度恒定的电流(例如，电流544)。第二，可以从PTAT电流520减去另一PTAT电流(例如，电流544)。

[0049] 触发温度T1可以通过改变电流源514A和514B的纵横比从而改变电流520和/或544来编程。电流源514A-514C中的每个电流源的纵横比可以单独编程或微调，以使纵横比变量k、m和n中的任一个变量可以在不改变其它变量的情况下被改变。电流530A的温度系数可以通过调整电流源514C的纵横比来编程。调整电流源514A-514C的纵横比的可能的备选方案是金属微调、熔断器、OTP微调和/或数字算法。在一些示例中，曲率校正电路510可以包括与电流源514A-514C中的一个或多个电流源串联连接的一个或多个开关。控制电路可以被配置为在相应的触发温度处启用电流源514A-514C中的每个电流源。

[0050] 在一些示例中，曲率校正电路510可以在电流源514A-514C中仅包括CMOS器件，而不是双极晶体管和/或电阻器。曲率校正电路510可以与其它曲率校正电路不同，因为电流源514A-514C在电流镜中可以仅包括CMOS晶体管。其它器件可以包括双极晶体管和/或电阻器，其可以具有较大的工艺变化和温度依赖性。

[0051] 图6是按照本公开的一些示例的针对可编程电流源的电流和温度的曲线图。图6描绘针对三个触发温度和两个斜率的I1。I1的触发温度可以基于PTAT电流620和对温度恒定的电流ITC的振幅。对于对温度恒定的电流640，根据电流镜514C的纵横比(例如，“1：n”)，可编程电流I1可以具有斜率630A或630B。对于对温度恒定的电流642，可编程电流I1可以具有斜率632A或632B。对于对温度恒定的电流644，可编程电流I1可以具有斜率634A或634B。被配置为生成图6中的电流I1的设备也可以被配置为生成其它Ix电流(例如，I2、I3和I4)，该其它Ix电流可以被移位到比T1更低或更高的触发温度。

[0052] 图7是按照本公开的一些示例的被配置为并联连接的六个晶体管的电路图。图7是图1中的可编程电流源130A-130N、图3中的可编程电流源330A-330D和图5中的电流源514A-514C中的一部分的一个示例电路图。例如，晶体管700A-700F可以等价于晶体管550A-550C中的一个晶体管。晶体管700A-700F可以是n沟道晶体管或p沟道晶体管(诸如，n沟道MOS晶体管或p沟道MOS晶体管)。并联连接的晶体管700A-700F可以被配置为作为单个电流镜来导电，因为经过晶体管700A-700F的总电流可以是经过晶体管700A-700F的有源晶体管的电流之和。在一些示例中，晶体管700A-700F可以并联连接，因为所有高侧端子740A-740F互相电连接，并且所有低侧端子750A-750F互相电连接。

[0053] 例如，晶体管700A-700F可以表示图5中的晶体管550A。高侧端子740A-740F可以电连接到提供电压VCC的高侧电压轨道(例如，节点512)。晶体管700A-700F的控制端子可以被配置为从控制电路730接收控制信号，控制信号还可以被递送到晶体管550A和552A的控制端子。例如，如果晶体管700A-700F是图5中的晶体管550A的一部分，那么低侧端子750A-750F可以被配置为将PTAT电流520递送电流源514B和514C。

[0054] 晶体管700A-700F中的每个晶体管可以被配置为通过断开或闭合开关710A-710F而并联导电或者不并联导电。例如，为了使得晶体管700A-700F中的四个晶体管并联导电，那么信号720A-720D可以闭合开关710A-710D，并且信号720E和720F可以断开开关710E和710F。电流源514A的纵横比可以基于被配置为并联导电的有源晶体管700A-700F的数目。因此，如果开关710A-710D是闭合的，并且开关710E和710F是断开的，那么电流源514A的纵横比可以是四比一。

[0055] 晶体管700A-700F中的一个或多个晶体管可以被配置为通过很多其它方法并联导电。在一些示例中，晶体管700A-700F的控制端子可以与控制电路730断开电连接，并且电连接到高侧端子740A-740F中的相应的一个高侧端子。为了重新连接晶体管，晶体管700A-700F中的相应的一个晶体管的控制端子也可以被电连接到控制信号720，并且与高侧端子
740A-740F中的相应的一个高侧端子断开电连接。备选地或附加地，开关可以与高侧端子
740A-740F中的每个高侧端子或者低侧端子750A-750F中的每个低侧端子串联放置，以与晶体管700A-700F中的相应的一个晶体管形成共源共栅电路。每个共源共栅电路的开关可以被断开或闭合，以与晶体管700A-700F中的相应的一个晶体管连接或断开连接。每个共源共栅电路的开关还可以使其控制端子与电流镜的电源连接或断开连接，从而与晶体管700A-
700F中的相应的一个晶体管连接或断开连接。

[0056] 图8和图9是是按照本公开的一些示例的图示用于生成参考电压信号的示例技术的流程图。图8的示例技术是参照图1中的设备100描述的，但其它部件(诸如图3中的设备300和图5中的曲率校正电路510)可以例证类似的技术。

[0057] 在图8的示例中，电流源120生成PTAT电流122(800)。设备100可以被配置为生成未校正的参考电压信号，该未校正的参考电压信号具有在温度范围上变化的电流-温度的斜率，该电流-温度的斜率可以被称为未校正的参考电压信号的依赖于温度的曲率。未校正的参考电压信号可以通过将未校正的电压信号应用到电阻器(例如，经由欧姆定律)而被转换为电流。PTAT电流122可以具有恒定的电流-温度的斜率，其近似等于在相对低的温度下未校正的参考电压信号的依赖于温度的曲率的电流-温度。

[0058] 可编程电流源130A-130N的最低触发温度可以基于PTAT电流122和相对低的温度下(诸如零摄氏度以下或零下十摄氏度以下)的未校正的参考电压信号之间的适配而被编程。在一些示例中，曲率校正电路110可以包括放大器电路，以在将放大的或衰减的电流应用到未校正的参考电压信号之前放大或衰减电流的斜率。

[0059] 在图8的示例中，可编程电流源130A-130N生成三个或更多个可编程电流132A-132N(802)。可编程电流源130A-130N中的每个可编程电流源的参数可以是单独可编程的(例如，可微调的或可调整的)。设备100的控制电路可以被配置为确定何时、是否以及在什么温度导通可编程电流源130A-130N的晶体管，这可以影响可编程电流源130A-130N的数目和/或触发温度。此外，可编程电流源130A-130N的纵横比也可以是可编程的，这可以影响可编程电流源130A-130N的数目、斜率和/或触发温度。

[0060] 在图8的示例中，曲率校正电路110基于PTAT电流122和三个或更多个可编程电流130A-130N来生成PWL电流140(804)。曲率校正电路110可以被配置为从PTAT电流122减去可编程电流130A-130N，以生成PWL电流140。PWL电流140可以包括若干段，其中每个段在温度范围上延伸。PWL电流140的每个段的电流-温度的斜率可以是近似线性的。参考电压电路
150可以被配置为基于PWL电流140的各段的电流-温度的斜率来生成具有温度变化的参考电压信号160。

[0061] 在图8的示例中，参考电压电路150基于PWL电流140生成参考电压信号160(806)。参考电压电路150可以被配置为将PWL电流140传导经过电阻器，以产生PWL电压信号，将其从未校正的参考电压信号中减去或者将其增加到未校正的参考电压信号，从而生成参考电压信号160。参考电压信号160可以具有与未校正的参考电压信号的平均振幅大致相同的振幅。然而，参考电压信号160的振幅中的依赖于温度的变化可以比未校正的参考电压信号的振幅中的依赖于温度的变化低得多。

[0062] 图9的示例技术是参照图3中的设备300描述的，但其它部件(诸如图1中的设备100和图5中的曲率校正电路510)可以例证类似的技术。在图9的示例中，电流源320生成PTAT电流322(900)，并且可编程电流源330A-330D生成可编程电流332A-332N(902)。在图9的示例中，曲率校正电路310基于PTAT电流332和可编程电流330A-330N来生成PWL电流340(904)。

[0063] 在图9的示例中，曲率校正电路310基于PWL电流340来生成偏移PWL电流342(906)。电流源332可以被配置为生成对温度恒定的电流(I0)。曲率校正电路310可以被配置为通过从PWL电流340减去对温度恒定的电流来生成偏移PWL电流342。偏移PWL电流342可以是PWL电流340的归一化的或者偏移的版本。

[0064] 在图9的示例中，放大器电路346基于偏移PWL电流342生成CC电流(908)。放大器电路346可以被配置为通过放大或衰减偏移PWL电流342来生成CC电流344。在振幅方面，CC电流344可以是偏移PWL电流342的压缩或扩展版本。放大器电路346可以被配置为压缩或扩展偏移PWL电流342，以将CC电流344的振幅范围匹配到未校正的参考电压信号的振幅范围。

[0065] 在图9的示例中，参考电压电路350生成未校正的参考电压信号(910)。参考电压电路350可以包括带隙参考电压电路，该带隙参考电压电路被配置为基于半导体材料(诸如硅或锗)的带隙而生成未校正的参考电压信号。图2图示了作为一个示例的未校正的参考电压信号200。在图9的示例中，参考电压电路350基于PWL电流340生成参考电压信号360(912)。

[0066] 以下编号的示例证明本公开的一个或多个方面。关于一个或多个附图描述了每个示例。对一个或多个附图的参照不旨在将示例的范围限制到所参照的附图。

[0067] 示例1.一种设备包括曲率校正电路，该曲率校正电路包括被配置为生成PTAT电流的第一电流源。曲率校正电路还包括三个或更多个可编程电流源，该三个或更多个可编程电流源被配置为生成三个或更多个可编程电流。曲率校正电路被配置为基于PTAT电流和三个或更多个可编程电流来生成PWL电流。设备还包括参考电压电路，该参考电压电路被配置为基于PWL电流来生成参考电压信号。

[0068] 图1的设备100提供示例1的图示。设备100包括曲率校正电路110，曲率校正电路110包括被配置为生成PTAT电流122的电流源120。曲率校正电路110还包括可编程电流源
130A-130N，可编程电流源130A-130N被配置为生成可编程电流132A-132N。曲率校正电路
110被配置为基于PTAT电流122和可编程电流132A-132N来生成PWL电流140。设备100还包括参考电压电路150，参考电压电路150被配置为基于PWL电流140来生成参考电压信号160。

[0069] 示例2.根据示例1的设备，其中三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源被配置为生成三个或更多个可编程电流中的相应的可编程电流。

[0070] 示例3.根据示例1-2或者其任何组合的设备，其中曲率校正电路被配置为通过从PTAT电流至少减去该三个或更多个可编程电流源来生成PWL电流。

[0071] 示例4.根据示例1-3或者其任何组合的设备，其中参考电压信号是校正的参考电压信号。参考电压电路被配置为通过从未校正的参考电压信号至少减去PWL电流来生成校正的参考电压信号。

[0072] 示例5.根据示例1-4或者其任何组合的设备，其中曲率校正电路进一步包括第二电流源，第二电流源被配置为生成对温度恒定的电流。曲率校正电路进一步被配置为基于PWL电流和由第二电流源生成的对温度恒定的电流来生成偏移PWL电流。参考电压电路被配置为基于偏移PWL电流来生成参考电压信号。

[0073] 图3的设备300提供示例5的图示。曲率校正电路310包括电流源332，电流源332被配置为生成对温度恒定的电流。曲率校正电路310被配置为基于PWL电流340和由电流源332生成的对温度恒定的电流来生成偏移PWL电流342。曲率校正电路310可以被配置为通过从PWL电流340减去对温度恒定的电流而生成偏移PWL电流342。参考电压电路350被配置为基于偏移PWL电流342而生成参考电压信号360。

[0074] 示例6.根据示例1-5或者其任何组合的设备，其中曲率校正电路被配置为通过从PWL电流至少减去对温度恒定的电流而生成偏移PWL电流。

[0075] 示例7.根据示例1-6或者其任何组合的设备，其中参考电压信号是校正的参考电压信号。参考电压电路被配置为通过从未校正的参考电压信号至少减去偏移PWL电流来生成校正的参考电压信号。

[0076] 示例8.根据示例1-7或者其任何组合的设备，其中曲率校正电路进一步包括放大器电路，该放大器电路被配置为基于偏移PWL电流来生成CC电流。参考电压电路被配置为基于CC电流来生成参考电压信号。

[0077] 图3的设备300提供了示例8的图示。曲率校正电路310包括放大器电路346，放大器电路346被配置为基于偏移PWL电流342生成CC电流344。放大器电路346可以包括电流镜，电流镜放大或衰减偏移PWL电流342，以生成CC电流344。参考电压电路350被配置为基于CC电流344来生成参考电压信号360。参考电压信号360也可以基于未校正的参考电压信号。

[0078] 示例9.根据示例1-8或者其任何组合的设备，其中放大器电路被配置为通过至少放大或衰减偏移PWL电流来生成CC电流。

[0079] 示例10.根据示例1-9或者其任何组合的设备，其中参考电压信号是校正的参考电压信号。参考电压电路被配置为通过从未校正的参考电压信号至少减去CC电流来生成校正的参考电压信号。

[0080] 示例11.根据示例1-10或者其任何组合的设备，其中三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源的触发温度是可编程的。

[0081] 示例12.根据示例1-11或者其任何组合的设备，进一步包括控制电路，该控制电路被配置为在相应的可编程电流源的相应的触发温度以下的温度处，关闭三个或更多个可编程电流源中的每个相应的可编程电流源。

[0082] 图4的曲线图提供了示例12的图示。控制电路可以被配置为在温度T1以下关闭第一可编程电流源、在温度T2以下关闭第二可编程电流源、在温度T3以下关闭第三可编程电流源以及在温度T4以下关闭第四可编程电流源。触发温度可以限定电流440、442和444中的断点以及针对电流440、442和444的各段的转变温度。电流440、442和444中的每个电流可以被定义为PWL电流，因为图4中每个电流包括连续的线性段。

[0083] 示例13.根据示例1-12或者其任何组合的设备，其中曲率校正电路进一步包括三个或更多个开关。三个或更多个开关中的每个开关与三个或更多个可编程电流源中的相应的可编程电流源串联电连接。控制电路被配置为通过在相应的触发温度以下至少禁用三个或更多个开关中的相应的开关来关闭三个或更多个可编程电流源中的可编程电流源。

[0084] 示例14.根据示例1-13或者其任何组合的设备，其中三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源的电流-温度的斜率是可编程的。

[0085] 示例15.根据示例1-14或者其任何组合的设备，其中三个或更多个可编程电流源中的相应的可编程电流源的电流-温度的斜率可以通过调整相应的可编程电流源的纵横比进行编程。

[0086] 示例16.根据示例1-15或者其任何组合的设备，其中第一电流源包括电流镜，并且三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源包括电流镜。三个或更多个可编程电流源中的相应的可编程电流源的电流-温度的斜率可以通过至少选择在第一电流源的电流镜中并联连接的有源晶体管的数目或者选择在相应的可编程电流源的电流镜中并联连接的有源晶体管的数目进行编程。

[0087] 示例17.根据示例1-16或者其任何组合的设备，其中三个或更多个可编程电流源中的有源的可编程电流源的数目是可编程的。

[0088] 示例18.根据示例1-17或者其任何组合的设备，进一步包括控制电路，控制电路被配置为通过至少将三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源与第一电流源连接或断开连接来选择有源可编程电流源的数目。

[0089] 示例19.根据示例1-18或者其任何组合的设备，其中有源可编程电流源的数目是三个或更多个可编程电流源中的连接到第一电流源的可编程电流源的数目。

[0090] 示例20.根据示例1-19或者其任何组合的设备，其中第一电流源包括电流镜，该电流镜包括MOS晶体管，并且三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源包括电流镜，该电流镜包括MOS晶体管。

[0091] 示例21.根据示例1-20或者其任何组合的设备，其中三个或更多个可编程电流源的每个可编程电流源被配置为生成可编程PTAT电流。

[0092] 示例22.根据示例1-21或者其任何组合的设备，其中三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源被配置为生成可编程的对温度恒定的电流。

[0093] 示例23.一种方法包括生成PTAT电流和生成三个或更多个可编程电流。方法进一步包括基于PTAT电流和三个或更多个可编程电流来生成PWL电流。方法还包括基于PWL电流来生成参考电压信号。

[0094] 示例24.根据示例23的方法，进一步包括生成对温度恒定的电流以及基于PWL电流和对温度恒定的电流来生成偏移PWL电流。此外，生成参考电压信号进一步基于偏移PWL电流。

[0095] 示例25.示例23-24或者其任何组合的方法，进一步包括基于偏移PWL电流生成CC电流，其中生成参考电压信号进一步基于CC电流。

[0096] 示例26.根据示例23-25或者其任何组合的方法，其中生成参考电源信号包括从未校正的参考电压信号减去CC电流。

[0097] 示例27.根据示例23-26或者其任何组合的方法，进一步包括在相应的触发温度以下的温度处将三个或更多个可编程电流中的每个相应的可编程电流断开连接。

[0098] 示例28.一种设备包括曲率校正电路，曲率校正电路包括被配置为生成PTAT电流的第一电流源以及被配置为生成三个或更多个可编程电流的三个或更多个可编程电流源。曲率校正电路还包括三个或更多个开关，其中三个或更多个开关中的每个开关与三个或更多个可编程电流源中的相应的可编程电流源串联电连接。曲率校正电路被配置为基于所述PTAT电流和三个或更多个可编程电流来生成分段线性(PWL)电流。设备还包括参考电压电路，参考电压电路被配置为基于PWL电流来生成参考电压信号。设备进一步包括控制电路，控制电路被配置为通过在针对相应的可编程电流源的触发温度以下至少禁用三个或更多个开关中的相应开关来关闭三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源。三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源的触发温度是可编程的。

[0099] 示例29.根据示例28的设备，其中第一电流源包括电流镜，并且三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源包括电流镜。三个或更多个可编程电流源中的相应的可编程电流源的电流-温度的斜率可以通过至少选择在第一电流源的电流镜中并联连接的有源晶体管的数目或者选择在相应的可编程电流源的电流镜中并联连接的有源晶体管的数目来进行编程。

[0100] 示例30.根据示例28-29或者其任何组合的设备，其中控制电路进一步被配置为通过至少将三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源与第一电流源连接或断开连接，来选择有源的可编程电流源的数目。

[0101] 示例31.根据示例28-30或者其任何组合的设备，其中第一电流源包括电流镜，该电流镜包括MOS晶体管，并且三个或更多个可编程电流源中的每个可编程电流源包括电流镜，该电流镜包括MOS晶体管。

[0102] 已描述了本公开的各种示例。所描述的系统、操作或功能的任何组合是符合预期的。这些和其它示例在以下权利要求的范围内。

标题	发布/更新时间	阅读量
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带隙曲率校正

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