1.本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种片上温度测量修调电路、电子电路、电子设备
背景技术：
2.集成电路工作所处的温度对电路性能以及系统参数配置有重要影响，因此，芯片上温度测量电路成为很多应用场景的必须。但是由于集成电路工艺制造偏差、工作温度变化、供电电压的影响，需要对片上温度测量电路进行修调，来提高其准确性。
3.请参考图1，该图为一种常见的片上温度测量电路，其由一个偏置电流源ib1和npn型双极性晶体管q1组成；ib1输出的电流、q1基极与发射极之间的电压差vbe即vn1、q1的pn结的绝对温度t的关系式如下
[0004][0005]
其中：b，m为比例常数，k为玻尔兹曼常数，eg为带隙能量。代入相关实验参数计算可知，对于绝大多数集成电路工艺，在-40℃到125℃的温度范围内，测温电压vbe即vn1，与绝对温度t呈现出近似负相关(complementary to absolute temperature,ctat)，因此可以根据测温电压vn1的大小计算相应的绝对温度t，但是由于加工工艺、电源电压和工作温度(process,voltage and temperature，即pvt)的影响，测温电压vn1和绝对温度t之间的关系会产生偏差。在芯片测试时，现有技术通常通过调节ib1的值使得vn1到我们所需要的目标值，但由于ib1和vn1呈指数关系，需要较多的测试步骤进行迭代以使vn1达到目标值，因而增加了测试时长。
技术实现要素：
[0006]
本发明提供了一种片上温度测量修调电路、电子电路、电子设备，通过简单的修调步骤快速实现对片上温度测量的修正，提高片上温度测量的精度。
[0007]
根据本发明的第一方面，提供了一种片上温度测量修调电路，包括片上温度测量单元、第一修调单元、第二修调单元；
[0008]
所述片上温度测量单元包括一第一晶体管，片上温度测量单元用于对外输出第一参考电压，其中所述第一参考电压与所述第一晶体管的绝对温度之间存在第一关系，所述第一关系包括偏差；
[0009]
所述第一修调单元的输入端耦接至所述片上温度测量单元的输出端，所述第一修调单元用于对输入的所述第一参考电压进行修调，并对外输出第一修调电压；其中，所述第一修调电压用于表征所述第一晶体管的绝对温度下对应的标准电压值；
[0010]
所述第二修调单元包括一第三晶体管，所述第二修调单元的输入端耦接至所述第一修调单元的输出端，所述第二修调单元用于对输入的所述第一修调电压进行镜像，并对外输出第二修调电压；且流经所述第三晶体管的电流依据所述第一修调电压改变，以使得
所述第二修调电压与所述第三晶体管的绝对温度的对应关系得以被修调。
[0011]
可选的，所述片上温度测量单元还包括第一电流源；
[0012]
所述第一电流源的第一端接所述第一晶体管的第二端，其第二端接电源端；
[0013]
所述第一晶体管的第二端接其自身的基极，其第二端还作为所述片上温度测量单元的输出端，其第一端接地；所述第一晶体管用于根据所述第一电流源输出的第一电流，在其第二端输出所述第一参考电压。
[0014]
可选的，所述第一修调单元包括第二电流源、电阻修调阵列、第三电流源；
[0015]
所述第二电流源的第一端接所述电阻修调阵列的第一端，其第二端接电源端；
[0016]
所述电阻修调阵列的输入端作为所述第一修调单元的输入端，其输出端作为所述第一修调单元的输出端；所述电阻修调阵列用于对输入的所述第一参考电压进行修调，并在其输出端输出所述第一修调电压；
[0017]
所述第三电流源的第二端接所述电阻修调阵列的第二端，其第一端接地。
[0018]
可选的，所述电阻修调阵列包括n个串联连接的电阻；
[0019]
所述电阻修调阵列的每个电阻的第一端和第二端均通过一开关与所述电阻修调阵列的输出端连接，且选择第j电阻的第一端作为所述电阻修调阵列的输入端；其中，n、j均为正整数，且2≤j≤n。
[0020]
可选的，所述电阻修调阵列内的每个电阻的阻值均相同。
[0021]
可选的，所述第二电流源输出的电流大小和所述第三电流源输出的电流大小相等。
[0022]
可选的，所述第二修调单元还包括第二晶体管、第一mos管、第二mos管；
[0023]
所述第二晶体管的基极作为所述第二修调单元的输入端，其第二端接所述第一mos管的第二端；
[0024]
所述第一mos管的第二端接其自身的栅极，其栅极接所述第二mos管的栅极；
[0025]
所述第二mos管的第二端接所述第三晶体管的第二端；
[0026]
所述第三晶体管的第二端接其自身的基极，其第二端还作为所述第二修调单元的输出端；
[0027]
所述第二晶体管的第一端和所述第三晶体管的第一端均接地；所述第一mos管的第一端和所述第二mos管的第一端均接电源端。
[0028]
可选的，所述第一mos管的尺寸和所述第二mos管的尺寸保持匹配。
[0029]
可选的，所述第一晶体管的尺寸、所述第二晶体管的尺寸、所述第三晶体管的尺寸均保持匹配。
[0030]
根据本发明的第二方面，提供了一种电子电路，包括本发明的第一方面及可选方案所提供的片上温度测量修调电路。
[0031]
根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括本发明的第二方面所提供的电子电路。
[0032]
通过所述第一修调单元将所述第一参考电压修调成所述第一晶体管的绝对温度下对应的标准电压值，再将所述第一修调电压输出至所述第二修调单元；通过所述第二修调单元将所述第三晶体管第二端的电压镜像成所述第一修调电压，且使流经所述第三晶体管的电流依据所述第一修调电压改变，以使得所述第二修调电压与所述第三晶体管的绝对
温度的对应关系得以被修调。该方案不需要经过多次迭代，简单有效。
附图说明
[0033]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0034]
图1是现有的片上温度测量电路；
[0035]
图2是本发明实施例提供的片上温度测量电路的电路结构示意图一；
[0036]
图3是本发明实施例提供的片上温度测量电路的电路结构补充图一；
[0037]
图4是本发明实施例提供的片上温度测量电路的电路结构示意图二；
[0038]
图5是本发明实施例提供的片上温度测量电路的电路结构补充图二；
[0039]
图6是本发明实施例提供的片上温度测量电路的电路结构补充图三。附图说明：
[0040]
10-片上温度测量单元；
[0041]
20-第一修调单元；
[0042]
21-电阻修调阵列；
[0043]
30-第二修调单元；
[0044]
40-缓冲单元；
[0045]
ib1-第一电流源；
[0046]
ib2-第二电流源；
[0047]
ib3-第三电流源；
[0048]
q1-第一晶体管；
[0049]
q2-第二晶体管；
[0050]
q3-第三晶体管；
[0051]
qj-第j晶体管；
[0052]
m1-第一mos管；
[0053]
m2-第二mos管；
[0054]
m3-缓冲mos管；
[0055]
m4-第四mos管；
[0056]
m5-第五mos管；
[0057]
m6-第六mos管；
[0058]
m7-第七mos管；
[0059]
vn1-第一参考电压；
[0060]
vn2-第一修调电压；
[0061]
vctat-第二修调电压；
[0062]
amp-运算放大器；
[0063]
r1-第1电阻；
[0064]
rj-第j电阻；
[0065]
rn-第n电阻；
[0066]
rpar-匹配电阻；
[0067]
s1-第1开关；
[0068]
sj 1-第j 1开关；
[0069]
sn 1-第n 1开关。
具体实施方式
[0070]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0071]
请参考图2，本发明实施例提供了一种片上温度测量修调电路，包括片上温度测量单元10、第一修调单元20、第二修调单元30；
[0072]
所述片上温度测量单元10包括一第一晶体管q1，片上温度测量单元10用于对外输出第一参考电压vn1，其中所述第一参考电压vn1与所述第一晶体管q1的绝对温度之间存在第一关系，所述第一关系包括偏差；
[0073]
所述第一修调单元20的输入端耦接至所述片上温度测量单元10的输出端，所述第一修调单元20用于对输入的所述第一参考电压vn1进行修调，并对外输出第一修调电压vn2；其中，所述第一修调电压vn2用于表征所述第一晶体管q1的绝对温度下的对应的标准电压值；
[0074]
所述第二修调单元30包括一第三晶体管q3，所述第二修调单元30的输入端耦接至所述第一修调单元20的输出端，所述第二修调单元30用于对输入的所述第一修调电压vn2进行镜像，并对外输出第二修调电压vctat；且流经所述第三晶体管q3的电流依据所述第一修调电压vn2改变，以使得所述第二修调电压vctat与所述第三晶体管q3的绝对温度的对应关系得以修调。所述第二修调单元30的输入端耦接至所述第一修调单元20的输出端，所述第二修调单元30用于对输入的所述第一修调电压vn2进行镜像，并对外输出第二修调电压vctat；其中，若所述第二修调电压vctat与目标温度下的标准电压值之间的差值小于第一阈值，则表示完成对所述第一参考电压vn1的修调。
[0075]
请参考图2，作为一种具体实施方式，所述片上温度测量单元10还包括第一电流源ib1；
[0076]
所述第一电流源ib1的第一端接所述第一晶体管q1的第二端，其第二端接电源端；
[0077]
所述第一晶体管q1的第二端接其自身的基极，其第二端还作为所述片上温度测量单元10的输出端，其第一端接地；所述第一晶体管q1用于根据所述第一电流源ib1输出的第一电流，在其第二端输出所述第一参考电压vn1。
[0078]
请参考图2，作为一种具体实施方式，所述第一修调单元20包括第二电流源ib2、电阻修调阵列21、第三电流源ib3；
[0079]
所述第二电流源ib2的第一端接所述电阻修调阵列21的第一端，其第二端接电源
端；
[0080]
所述电阻修调阵列21的输入端作为所述第一修调单元20的输入端，其输出端作为所述第一修调单元20的输出端；所述电阻修调阵列21用于对输入的所述第一参考电压vn1进行修调，并在其输出端输出所述第一修调电压vn2；
[0081]
所述第三电流源ib3的第二端接所述电阻修调阵列21的第二端，其第一端接地。
[0082]
请参考图2，作为一种具体实施方式，所述电阻修调阵列21包括n个串联连接的电阻；
[0083]
所述电阻修调阵列21的每个电阻的第一端和第二端均通过一开关与所述电阻修调阵列21的输出端连接，且选择第j电阻rj的第一端作为所述电阻修调阵列21的输入端；其中，n、j均为正整数，且2≤j≤n。
[0084]
请参考图3，作为一种补充实施方式，在所述电阻修调阵列21内多个或是全部串联连接的电阻都可并联一个匹配电阻，例如从第j电阻rj至所述第n电阻rn并联一个匹配电阻rpar，至于在哪些电阻上并联匹配电阻可以根据实际需求进行相应设置，在此不做限定；这样做的好处是可以提高所述电阻修调阵列21的电压分辨率。
[0085]
作为一种优选实施方式，所述电阻修调阵列21内的每个电阻的阻值均相同，以确保对所述第一参考电压vn1进行精确修调。
[0086]
作为一种优选实施方式，所述第二电流源ib2输出的电流大小和所述第三电流源ib3输出的电流大小相等，确保所述第一电流源ib1的流出的所述第一电流完全流过所述第一晶体管q1，以避免所述第一电流流入所述第一修调单元20。
[0087]
请参考图2，作为一种具体实施方式，所述第二修调单元30还包括第二晶体管q2、第一mos管m1、第二mos管m2；
[0088]
所述第二晶体管q2的基极作为所述第二修调单元30的输入端，其第二端接所述第一mos管m1的第二端；
[0089]
所述第一mos管m1的第二端接其自身的栅极，其栅极接所述第二mos管m2的栅极；
[0090]
所述第二mos管m2的第二端接所述第三晶体管q3的第二端；所述第三晶体管q3的第二端接其自身的基极，其第二端还作为所述第二修调单元30的输出端；
[0091]
所述第二晶体管q2的第一端和所述第三晶体管q3的第一端均接地；所述第一mos管m1的第一端和所述第二mos管m2的第一端均接电源端。
[0092]
请参考图4，作为一种补充实施方式，在所述第一修调单元20和所述第二修调单元30之间还可以增加一缓冲单元40，以消除所述第二晶体管q2的基极电流和所述第三晶体管q3的基极电流对匹配精度的影响，提高所述第一修调电压vn2和所述第二修调电压vctat的镜像精度。
[0093]
所述缓冲单元40包括一运算放大器amp和一缓冲mos管m3；所述运算放大器amp的同相输入端耦接至所述电阻修调阵列21的输出端，其反相输入端耦接至所述第二晶体管q2的基极，其输出端耦接至所述缓冲mos管m3的栅极；所述缓冲mos管m3的第一端耦接至所述第二晶体管q2的第二端，其第二端耦接至所述第一mos管m1的第二端。
[0094]
请参考图5，作为一种补充实施方式，所述第一mos管m1和所述第二mos管m2构成的电流镜结构可以被替代为共源共栅电流镜，以提高流经所述第二晶体管q2电流和流经所述第三晶体管q3电流的匹配精度，其中所述共源共栅电流镜由第四mos管m4至第七mos管m7构
成。
[0095]
作为一种优选实施方式，所述第一mos管m1的尺寸和所述第二mos管m2的尺寸保持匹配，以确保所述第一修调电压vn2作用于所述第二晶体管q2基极所产生的电流能通过所述第一mos管m1和所述第二mos管m2构成的电流镜结构精准镜像到所述第三晶体管q3的第二端处；其中，所述第一mos管m1的尺寸和所述第二mos管m2的尺寸保持匹配具体为：所述第一mos管m1的宽长比和所述第二mos管m2的宽长比的比值为1:1。
[0096]
同时所述第一晶体管q1的尺寸、所述第二晶体管q2的尺寸、所述第三晶体管q3的尺寸均保持匹配，以确保所述第三晶体管q3的第二端也是其基极处输出的所述第二修调电压vctat高精度镜像所述第一修调电压vn2；其中，所述第一晶体管q1的尺寸、所述第二晶体管q2的尺寸、所述第三晶体管q3的尺寸均保持匹配具体为：所述第一晶体管q1的宽长比、所述第二晶体管q2的宽长比、所述第三晶体管q3的宽长比的比值为1:1:1。
[0097]
作为一种具体实施方式，所述第一mos管m1和所述第二mos管m2均为pmos管；所述缓冲mos管m3为nmos管；所述第一晶体管q1、所述第二晶体管q2、所述第三晶体管q3均为npn型双极性晶体管即npn型三极管。
[0098]
请参考图6，作为一种补充实施方式，所述第一晶体管q1可以被所述第一晶体管q1至第j晶体管qj的串联结构代替，同理，所述第二晶体管q2和所述第三晶体管q3也可以被所述第一晶体管q1至第j晶体管qj的串联结构代替。
[0099]
请参考图2，本发明实施例提供的所述片上温度测量修调电路将所述第一参考电压vn1修调至所述第二修调电压vctat的工作原理为：
[0100]
在所述电阻修调阵列21中，第1开关s1至第n 1开关sn 1在同一时间内只有一个开关导通。因为选择第j电阻rj的第一端作为所述电阻修调阵列21的输入端，其对应的是第j 1开关sj 1，所以当闭合所述第j 1开关sj 1时，所述第一修调电压vn2等于所述第一参考电压vn1。当闭合第k开关时，所述第一修调电压vn2与所述第一参考电压vn1之间的关系式为：
[0101]vn2
＝v
n1
(k-j-1)
·r·
ib2；其中，k为正整数，且k为第1开关s1至第n 1开关sn 1中的任何一个，如果k＝j 1,则表示pvt造成的工艺偏差可以忽略不计，即无需对所述第一参考电压vn1和第一晶体管q1的pn结绝对温度之间的关系进行修调，vn2为第一修调电压vn2，vn1为第一参考电压vn1，r为所述电阻修调阵列21内单个电阻的阻值，ib2为所述第二电流源ib2输出的电流。
[0102]
因为所述第二晶体管q2的宽长比和所述第三晶体管q3的宽长比的比值为1:1，同时所述第一mos管m1的宽长比和所述第二mos管m2的宽长比的比值为1:1，所以所述第二修调电压vctat等于所述第一修调电压vn2，且流经所述第二晶体管q2的电流等于流经所述第三晶体管q3的电流。
[0103]
请参考图2，本发明实施例提供的所述片上温度测量修调电路对所述第一参考电压vn1及所述第一参考电压vn1和第一晶体管q1的pn结绝对温度之间的关系因pvt而产生的偏差进行修调的工作流程为：
[0104]
在固定的环境温度下，先对未经修调的所述第三晶体管q3输出的所述第二修调电压vctat进行多次仿真或测试，并通过取平均值的方式得到当前所述第一晶体管q1的pn结绝对温度所对应的所述第一晶体管q1基极和发射极之间电压差的目标值即目标电压。接着闭合第j 1开关sj 1，并采集此时的所述第二修调电压vctat即测试电压，所述测试电压等
于所述第一修调电压vn2等于所述第一参考电压vn1。接着将所述目标电压和所述测试电压之差代入开关修调公式，得到所述电阻修调阵列21内应该闭合的开关位置，所述开关修调公式为：
[0105]
该公式的结果就近取整。
[0106]
接着将通过所述开关修调公式得出的结果所对应位置的开关闭合即表示完成了对所述第一参考电压vn1的偏差修调；同时，也完成了对所述第一参考电压vn1和所述第一晶体管q1的pn结绝对温度之间关系的偏差修调，其具体原理为：因为所述第一晶体管q1的宽长比和所述第三晶体管q3的宽长比的比值为1:1，所以在同一环境温度下，所述第一晶体管q1的pn结绝对温度等于所述第三晶体管q3的pn结绝对温度，因此所述第一参考电压vn1和所述第一晶体管q1的pn结绝对温度之间关系的偏差修调等同于所述第一参考电压vn1和所述第三晶体管q3的pn结绝对温度之间关系的偏差修调；而调节所述第一参考电压vn1和所述第三晶体管q3的pn结绝对温度之间关系的偏差需要调节流经所述第三晶体管q3的电流，所以先将所述第一修调电压vn2通过所述电阻修调阵列21调节为所述目标电压，再将所述第一修调电压vn2作用于所述第二晶体管q2的基极，以使流经所述第二晶体管q2的电流变为目标电流，又因为所述第一mos管m1的宽长比和所述第二mos管m2的宽长比的比值为1:1，流经所述第二晶体管q2的电流等于流经所述第三晶体管q3的电流，所以流经所述第三晶体管q3的电流也修调成了目标电流，即表示完成了所述第一参考电压vn1和所述第三晶体管q3的pn结绝对温度之间关系的偏差修调。
[0107]
本发明实施例提供的所述片上温度测量修调电路具有的有益效果为：
[0108]
1.可简单实现对所述第一参考电压vn1及所述第一参考电压vn1和所述第一晶体管q1的pn结绝对温度之间的关系因pvt而产生的偏差的修调工作。
[0109]
2.只需对所述第一参考电压vn1及所述第一参考电压vn1和所述第一晶体管q1的pn结绝对温度之间的关系因pvt而产生的偏差进行一次修调，不许多次迭代，缩短了修调时间。
[0110]
本发明实施例还提供了一种电子电路，包括所述片上温度测量修调电路。
[0111]
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括所述电子电路。
[0112]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。