[发明专利]一种斜坡信号生成电路及斜坡信号发生器

说明书

技术领域

本发明属于电子领域，尤其涉及一种斜坡信号生成电路及斜坡信号发生器。

背景技术

半导体工业普遍在设计时在电路中植入相关功能电路用于提供自我测试功能的技术，即内建自测试（Built-inSelfTest，BIST），以此降低器件测试对自动测试设备（ATE）的依赖程度，而在模数转换器（ADC，analog-to-digital converter）静态性能参数积分非线性（Integral nonlinearity，INL）和微分非线性（Differential nonlinearity，DNL）的内建自测试中，常需要用到能够覆盖ADC输入范围的斜坡电压信号，并且为了保证斜坡信号的一定精度，常采用固定电流对固定电容的充放电实现，即在规定的时间内电容被充电到所要求的电压值后进行复位（RESET），以产生周期性的斜坡电压信号Vramp。

图1（a）和图1（b）示出了现有斜坡信号生成电路的两种结构，其中图1（a）示出的斜坡信号生成电路包括：电流源Ip₁、电容C1、复位模块11、运放模块12、第一MOS管M1、第二MOS管M2、电阻R1以及电阻R2；

电流源Ip₁的输入端与电源电压AVDD连接，电流源Ip₁的输出端同时与电容C1的一端、运放模块12的反向输入端连接，电容C1的另一端连接外部供给的斜坡起点电压V_reset，复位模块11的两端分别与电容C1的两端连接，复位模块11的控制端与外部复位控制信号连接，运放模块12的正向输入端通过电阻R1接地，运放模块12的输出端同时与第一MOS管M1、第二MOS管M2的控制端连接，第一MOS管M1的输入端与电源电压AVDD连接，第一MOS管M1的输出端也通过电阻R1接地，第二MOS管M2的输入端与电源电压AVDD连接，第二MOS管M2的输出端通过电阻R2接地。

图1（a）示出的斜坡信号生成电路结构为远端电流I_ramp接收结构，通过电流源Ip₁对电容C1充电，电容C1的电压从斜坡起点电压V_reset开始以Ip₁/C1的斜率升高，运放模块12输出与电容C1上的反向电压控制第一MOS管M1导通，第二MOS管M2镜像第一MOS管M1中的漏电流，并将该漏电流作为斜坡电流信号I_ramp输出给外部电路，直到外部控制复位模块11复位，复位模块11导通，对电容C1放电，电容C1电压落回斜坡起点电压V_reset，以完成一个斜坡信号的产生。

图1（b）示出的斜坡信号生成电路包括：电流源Ip₂、电容C2、复位模块21、运放模块22；

电流源Ip₂的输入端与电源电压AVDD连接，电流源Ip₂的输出端同时与电容C2的一端、运放模块22的反向输入端连接，电容C2的另一端连接外部供给的斜坡起点电压V_reset，复位模块21的两端分别与电容C2的两端连接，复位模块21的控制端与外部复位控制信号连接，运放模块22的正向输入端与运放模块22的输出端连接。

图1（b）示出的斜坡信号生成电路结构为远端电压V_ramp接收结构，通过电流源Ip₂对电容C2充电，电容C2的电压从斜坡起点电压V_reset开始以Ip₂/C2的斜率升高，运放模块22的输出端输出升高的斜坡电压信号，直到外部控制复位模块21复位，复位模块21导通，对电容C2放电，电容C2电压落回斜坡起点电压V_reset，以完成一个斜坡信号的产生，其波形图参见图3，其中Reset为外部输入的控制复位模块21的复位控制信号的波形，Ramp为斜坡电压信号的波形。

在BIST中，若要满足ADC的输入采样需要，准确测试INL和DNL等静态性能，需要斜坡电压信号V_ramp的斜率能够尽量平缓，即斜率越小越好，从公式U=Ip₁/C1也可以看出，若要减小斜坡电压信号V_ramp的斜率应当减小输入电流或增加电容值，然而减小输入电流会影响镜像电流的精确性，因此通常采用增大电容值以实现在不影响镜像电流精确性的基础上保证ADC的输入采样需要。