一種具有靜電屏蔽的溫度補償金屬電阻器的製造方法
2023-05-15 17:58:56
一種具有靜電屏蔽的溫度補償金屬電阻器的製造方法
【專利摘要】一種具有靜電屏蔽的溫度補償金屬電阻器。一種用於生成溫度補償基準電壓（VREF）的溫度基準電路，包括被構造用於生成基本上與溫度無關的帶隙基準電壓（VBGR）和基本上成比例於絕對溫度變化的成比例絕對溫度基準電壓（VPTAT）的帶隙基準電路。所述電路包括連接到所述帶隙基準電路並且具有作為VREF基礎的輸出的運算放大器。所述電路還包括連接到所述運算放大器和所述帶隙基準電路並且被構造以便使VREF基本上等於VPTAT乘以常數k1減去VBGR乘以常數k2的反饋電路。
【專利說明】一種具有靜電屏蔽的溫度補償金屬電阻器
[0001]本申請是是申請日為2008年11月25日、申請號為200880132107.4的發明名稱為「用於半導體晶片內金屬電阻器的溫度補償的電路、調修和布圖」的專利申請的分案申請。
【技術領域】
[0002]本申請涉及包含在半導體晶片內的金屬電阻器的溫度補償。更具體地，本申請涉及用於生成溫度補償基準電壓的電路，以及所述電路的布圖和調修技術。
【背景技術】
[0003]金屬電阻器被應用於半導體晶片內以實現各種目的。在某些應用中，金屬電阻器用於感應電路的工作參數，例如當電池正在被充電時被輸入電池的電流量，和/或當電池正在被使用時從其中輸出的電流量。
[0004]金屬電阻器的電阻值通常作為溫度函數而波動。這種變化的發生通常由於金屬電阻器、其它部件，和/或其它熱源所產生的熱量。這種金屬電阻器的電阻值隨溫度變化的偏差可能對其感應的精確度產生消極影響，並且進而，影響相關電路功能的性能。
[0005]解決這一問題的一個方法是對電路中適當的點施加溫度補償電壓，以便補償作為溫度函數的金屬電阻器電阻值的變化。隨著所述電阻值由於溫度上升而升高，所述補償電壓也升高。當其被適當地施加時，所述溫度補償電壓可以降低誤差，所述誤差是如果不施加該電壓時由電阻值的溫度偏差所引起的。
[0006]一種典型的用於生成溫度補償電壓的方法是使用公知的delta Vbe電壓基準電路。這種電路生成與絕對溫度成比例變化的電壓，即，成比例絕對溫度(「PTAT」)電壓。然而，PTAT電壓一般具有隨溫度變化的曲線，當外推該曲線時，其在O開爾文(Kelvin)處將達到O伏。另一方面，金屬電阻器的電阻值一般具有隨溫度變化的曲線，當外推該曲線時，其在O開爾文以外的溫度達到O歐姆。這種在過零點位置上的差異將會降低PTAT電壓精確補償由於溫度變化引起的金屬電阻器電阻值偏差的能力。
【發明內容】
[0007]溫度補償電路可以生成溫度補償基準電壓(VKEF)。所述電路可以包括帶隙基準電路，所述帶隙基準電路(Bandgap reference circuit)被構造用於生成帶隙基準電壓(VBeK)，該電壓基本上是溫度無關的。所述帶隙基準電路還可以被構造用於生成成比例絕對溫度基準電壓(Vptat) (proportional-to-absolute-temperature reference voltage),該電壓基本上與絕對溫度成比例變化。所述溫度補償電路還可以包括運算放大器，所述運算放大器連接到所述帶隙基準電路並且具有作為Vkef基準的輸出值。所述溫度補償電路還可以包括反饋電路，所述反饋電路連接到所述運算放大器和所述帶隙基準電路。所述反饋電路可以被構造用於使Vkef基本上等於Vptat乘以常數K1，減去VBeK乘以常數K2。
[0008]溫度補償半導體晶片可以包括在所述半導體晶片內的金屬電阻器。溫度補償電路也可以在所述半導體晶片內，所述溫度補償電路被構造用於生成溫度補償基準電壓(VKEF)，該電壓基本上補償作為溫度函數的金屬電阻器電阻值變化。所述溫度補償電路可以是上面討論的類型。
[0009]一種方法可以調修半導體晶片以補償所述半導體晶片內金屬電阻器電阻值作為溫度函數的預期變化。所述半導體晶片可以包括運算放大器和具有調修裝置的反饋電路，所述反饋電路連接到所述運算放大器。該方法可以包括調修在反饋電路中的所述調修裝置以便最大化基準電壓(Vkef)的能力以便補償作為溫度函數的所述金屬電阻器電阻值的變化。
[0010]用於生成溫度補償基準電壓(Veef)的溫度補償電路可以包括用於生成基本上溫度無關的帶隙基準電壓(Vrai)和基本上與絕對溫度成比例的成比例絕對溫度基準電壓(Vptat)的裝置。所述電路可以包括用於使VREF基本上等於VPTAT乘以常數kl，減去VBRG乘以常數k2的裝置，該裝置可以包括連接到運算放大器的反饋電路。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]附圖公開了示例性的實施方式。它們並未舉出全部實施方式。其它實施方式可以附加地或替代地加以使用。為了節約篇幅或者為了更有效的解釋，顯而易見的或者不必要的細節被省略。相反，某些實施方式可以加以實現而不需要此處所公開的全部細節。當相同的附圖標記出現在不同的附圖中時，其旨在表示相同或類似的部件或步驟。
[0012]圖1是用於生成溫度補償基準電壓的溫度補償電路的框圖；
[0013]圖2是用於生成溫度補償基準電壓的溫度補償電路的示意圖；
[0014]圖3是反映帶隙基準電路中調修裝置設置值與該帶隙基準電路中電阻值比率之間對應關係的表格；
[0015]圖4 Ca)是反映金屬電阻器的溫度係數值和帶隙基準電路中調修裝置設置值、與反饋電路中調修裝置設置值之間對應關係的表格；
[0016]圖4 (b)是反映反饋電路中調修裝置設置值與所述反饋電路中電阻比率之間對應關係的表格；
[0017]圖5是被構造用於生成可選電阻比率值的電路；
[0018]圖6是集成於電池充電器的溫度補償基準電壓電路的示意圖；
[0019]圖7是兵兵(ping-pong)型庫侖計數器的示意圖；
[0020]圖8是在圖7所示的桌球(ping-pong)型庫侖計數器中積分信號的時序圖；
[0021]圖9示出了可以施加到圖7所示的桌球(ping-pong)型庫侖計數器的溫度補償信號;
[0022]圖10是集成於庫侖計數器的溫度補償基準電壓電路的示意圖；
[0023]圖11示出了用於半導體晶片中的金屬電阻器的金屬箔圖案；
[0024]圖12示出了圖11中所示的金屬箔圖案的放大局部；
[0025]圖13示出了用於靜電屏蔽的結構；
[0026]圖14示出了圖13中子單元的放大視圖。
【具體實施方式】
[0027]在下文中介紹示例性的實施方式。其它實施方式可以附加地或替代地加以使用。為了節約篇幅或者為了更有效的解釋，顯而易見的或者不必要的細節被省略。相反，某些實施方式可以加以實現而不需要此處所公開的全部細節。
[0028]作為溫度函數的非磁性金屬電阻值的變化可以通過以下公式來估計:
[0029]
【權利要求】
1.一種電子電路,包括: 金屬電阻器，用於在使用過程中產生電磁幹擾； 溫度補償電路，具備用於補償由於所述金屬電阻器的溫度變化引起的所述金屬電阻器的電阻值變化並熱耦合到所述金屬電阻器的結構； 靜電屏蔽，位於所述金屬電阻器和所述溫度補償電路之間，用於大體上防止靜電幹擾對所述溫度補償電路的運作造成不良影響。
2.根據權利要求1所述的電子電路，其中所述靜電屏蔽包括基本上橫跨表面的金屬箔圖案，並且橫跨整個表面的金屬箔圖案沒有完整的線性路徑。
3.根據權利要求2所述的電子電路，其中所述金屬箔形成相互電性連接的子單元矩陣。
4.根據權利要求3所述的電子電路，其中沒有完整的金屬箔線性路徑橫跨兩個或多個所述相互電性連接的子單元。
5.根據權利要求4所述的電子電路，其中每個所述子單元包括一組互鎖的大致呈U型的金屬箔部件。
6.根據權利要求5所述的電子電路，其中每組所述互鎖的大致呈U型的金屬箔部件相互之間電性連接。
7.根據權利要求6所述 的電子電路，其中每組所述互鎖的大致呈U型的金屬箔部件相互之間僅通過單一的電性連接進行連接。
8.根據權利要求7所述的電子電路，其中所述單一的電性連接是所述金屬箔的一部分，所述一部分在所述U型金屬箔上除了末端的任意位置處電性連接到每個U型金屬箔部件的一部分。
9.根據權利要求3所述的電子電路，其中每個所述子單元為矩形。
10.根據權利要求9所述的電子電路，其中，每個所述子單元電性連接到至少一個其他的子單元，連接位置為兩個所述子單元上的均不是所述子單元的角落。
11.根據權利要求10所述的電子電路，其中所述靜電屏蔽有周界，並且每個不是周界部分的子單元電性連接到四個其他的子單元，連接位置為兩個所述子單元上的均不是所述子單元的角落。
12.根據權利要求1所述的電子電路，其中所述金屬電阻器具有兩個連接節點和在所述兩個連接節點之間的金屬箔圖案，所述金屬箔圖案包括在所述兩個連接節點之間傳導電流的承載電流部分，以及在所述兩個連接節點之間不傳導電流的非承載電流部分。
13.根據權利要求12所述的電子電路，其中所述金屬箔的非承載電流部分基本上分布於整個所述金屬箔的承載電流部分。
14.根據權利要求12所述的電子電路，其中所述金屬箔的非承載電流部分構成所述金屬箔的實質部分。
15.根據權利要求12所述的電子電路，其中所述金屬箔上的至少一些非承載電流部分分別跨接在兩個承載電流部分的當電流流經所述金屬電阻器時基本上等電勢的位置。
16.根據權利要求15所述的電子電路，其中所述金屬箔的每一個非承載電流部分跨接在所述金屬箔的兩個承載電流部分的當電流流經所述金屬電阻器時基本上等電勢的位置。
17.根據權利要求12所述的電子電路，其中所述承載電流部分包括連接在所述兩個連接節點之間的基本線性的金屬箔細長條。
18.根據權利要求17所述的電子電路，其中每個所述非承載電流部分跨接在兩個所述基本線性的金屬箔細長條的當電流流經所述金屬電阻器時基本上等電勢的位置。
19.根據權利要求18所述的電子電路，其中每個所述非承載電流部分包括兩個細長的金屬箔部分，所述兩個細長的金屬箔部分在大致中間的位置以大致直角相互交叉。
20.根據權利要求19所述的電子電路，其中每個非承載電流部分中的一個所述金屬箔細長條的末端連接到兩個金屬箔的承載電流部分的當電流流經所述金屬電阻器時基本上等電勢的位置。
21.根據權利要求20所述的電子電路，其中所述每個非承載電流部分中的另一個所述金屬箔細長條的末端不連接所述金屬箔的任何部分。
22.一種靜電屏蔽，包括:金屬箔圖案，所述金屬箔圖案基本上橫跨表面的金屬箔圖案，並且橫跨整個表面的金屬箔圖案沒有完整的線性路徑。
23.根據權利要求22所述的靜電屏蔽，其中所述金屬箔形成相互電性連接的子單元矩陣。
24.根據權利要求23所述的靜電屏蔽，其中沒有完整的金屬箔線性路徑橫跨兩個或多個所述相互電性連接的子單元。
25.根據權利要求24所述的靜電屏蔽，其中每個所述子單元包括一組互鎖的大致呈U型的金屬箔部件。
26.根據權利要求25所述的靜電 屏蔽，其中每組所述互鎖的大致呈U型的金屬箔部件相互之間電性連接。
27.根據權利要求26所述的靜電屏蔽，其中每組所述互鎖的大致呈U型的金屬箔部件相互之間僅通過單一的電性連接進行連接。
28.根據權利要求27所述的靜電屏蔽，其中所述單一的電性連接是所述金屬箔的一部分，所述一部分在所述U型金屬箔上除了末端的任意位置處電性連接到每個U型金屬箔部件的一部分。
29.根據權利要求23所述的靜電屏蔽，其中每個所述子單元為矩形。
30.根據權利要求29所述的靜電屏蔽，其中每個所述子單元電性連接到至少一個其他的子單元，連接位置為兩個所述子單元上的均不是所述子單元的角落。
31.根據權利要求30所述的靜電屏蔽，其中所述靜電屏蔽有周界，並且每個不是周界部分的子單元電性連接到四個其他的子單元，連接位置為兩個所述子單元上的均不是所述子單元的角落。
【文檔編號】G05F1/567GK103885520SQ201410070158
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2008年11月25日 優先權日:2008年11月25日
【發明者】本哈德·海爾姆特·恩格爾 申請人:凌力爾特有限公司