[发明专利]与温度无关的欠压检测器和有关方法

说明书

技术领域

本公开内容一般地涉及集成电路的设计，并且具体地涉及控制用于集成电路的启动电压和有关方法。

背景技术

集成电路一般在一定的输入偏置电压的范围内、比如在最大额定输入偏置电压和最小额定输入偏置电压的范围内可操作。集成电路上的电路元件(比如用于功率转换器的控制芯片)在低于最小额定电压的输入偏置电压下将不能可靠地操作，并且该电路元件在高于最大额定电压的输入偏置电压下可能不可逆地受损。作为保护特征，通常在集成电路的设计中包括欠压检测器以生成用于芯片的启动电流并且设置用于芯片的最低工作输入偏置电压阈值。如果输入偏置电压小于阈值，则禁止芯片的操作。

向集成电路供应的输入偏置电压一般由欠压检测器感测，该欠压检测器运用与多个晶体管串联耦合的电阻器-分压器网络，各晶体管通过将它的基极耦合到它的集电极或者将它的栅极耦合到它的漏极而以二极管配置连接。与温度和工艺有关的二极管上的电压降一般展现与电阻器(特别是作为半导体元件形成于集成电路上的电阻器)上的对应电压降不同的变化。这些电压降的不同表现在用来检测输入偏置电压下限的比较器中产生与温度和工艺有关的可变阈值电压。一般要求在欠压检测器的设计中适应阈值电压的可变性，这限制了用于集成电路的更低操作电压范围。

现在参照图1，图示了用于集成电路的常规欠压检测器的示意图，该集成电路可以用来设置用于集成电路的最低工作输入偏置电压阈值。如果输入偏置电压小于该阈值，则禁止集成电路的操作，并且将集成电路维持于待命状态。如果输入偏置电压大于该阈值，则激活集成电路的正常操作。

输入偏置电压V_BAT由运用电阻器-分压器网络的欠压检测器感测。在电阻器R1和R2的连接点产生的输入偏置电压V_BAT的经缩放的值V1由用晶体管M1和M2形成的比较器感测，这些晶体管耦合到由晶体管M3和M4形成的电流镜。参考电压V_BG由带隙参考(比如1.25V带隙参考)供应到比较器。电流镜的设计在本领域中众所周知并且将不进一步加以描述以求简洁。比较器的输出信号103由晶体管M7反相、然后由反相器INV1感测并且由反相器INV2再次反相，以产生与芯片接通阈值电压有关的欠压检测器输出信号UPM1。

提供用于集成电路的宽的操作电压范围对于市面上这样的器件而言常常是关键的成功因素。用以检测欠压限制以下的输入偏置电压的、用于集成电路的改进布置的设计将解决尚未解决的应用需要。

发明内容

根据一个实施例，一种欠压检测器被配置成检测至半导体器件的低输入电压，其中电压检测基本上与其操作温度或者用来形成欠压检测器的半导体组件的半导体工艺无关。在一个实施例中，形成分压器网络，其中代表半导体器件数目的比值与电阻器分压器中的电阻器的电阻比相等。在又一实施例中，通过在欠压检测器中其它电阻的存在来校正比值的相等。在一个实施例中，用分压器网络形成欠压检测器，该分压器网络包括：数目为M的至少一个半导体器件的第一串联电路布置，耦合到输入偏置电压源的第一端子；以及第一分压器电阻器和第二分压器电阻器的第二串联电路布置，与第一串联电路布置串联耦合。电路节点形成于第一与第二分压器电阻器之间。第三串联电路布置与第二串联电路布置串联耦合。第三串联电路布置包括耦合到输入偏置电压源的第二端子的、数目为P的至少一个半导体器件。形成比较器，其中一个输入耦合到形成于两个分压器电阻器之间的电路节点而另一输入耦合到电压参考。

P个和M个半导体器件各自以二极管配置耦合。

第一串联电路布置可以被配置成提供用于比较器的偏置电流。

第一偏置电阻器耦合到第一比较器输入晶体管的电流输入端子，而第二偏置电阻器耦合到第二比较器输入晶体管的电流输入端子。

具有输入的电流镜可以耦合到第一串联电路布置以提供用于比较器的偏置电流。

在一个实施例中，第一偏置电阻器的电阻等于第二偏置电阻器的电阻，而数目P与数目M之比等于第二分压器电阻器的电阻与第一分压器电阻器的电阻之比。

附图说明

在附图和以下描述中阐述本公开内容的一个或者多个实施例的细节。在图中相同标号一般在各图中通篇表示相同组成部分并且可以仅被描述一次以求简洁。为了更完整理解本公开内容，现在参照与以下附图结合的下文描述，其中：

图1图示了用于集成电路的常规欠压检测器的示意图；以及

图2图示了根据一个实施例构造的用于集成电路的欠压检测器的示意图。

具体实施方式

这里讨论的具体实施例仅为示例而不限制本发明的范围。