[實用新型]可設置溫度的恒溫芯片

無效

• 申請號: 200820302520.8
• 申請日: 2008-10-22
• 公開（公告）號: CN201327596Y
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 杜波
• 申請（專利權）人: 杜波
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及電子領域，具體地說是一種芯片。

背景技術

在一些要求高精度、高穩定性的應用中，為了減小溫度變化對電路和元器件參數、性能的影響，需要為一些關鍵的電路和元器件提供恒溫的工作環境。當前的恒溫環境一般使用恒溫箱和恒溫槽來提供，由分立元件構成溫度控制系統，具有一定的空間，可以將關鍵的電路或者元器件放入其中。缺點是體積大，維持功耗高，達到穩定的時間長。

實用新型內容

為了克服當前恒溫系統的缺點，本實用新型將整個溫度控制結構與應用電路集成于一顆芯片上，能夠使芯片在不同的外界溫度環境下，維持在設定的溫度值，為芯片上的應用電路提供穩定的工作溫度環境，從而減小外界溫度變化對電路參數、性能的影響。

本實用新型采用的技術方案是：如圖1所示，給芯片上的溫度傳感器(2)加上適當的偏置電流或者偏置電壓(3)，使得傳感器產生一個與溫度相關的電壓，將該電壓與用來設置溫度的設置電壓(1)送入比較器(4)進行比較，用比較器(4)的輸出來控制芯片上的發熱單元(5)，應用電路(6)在版圖設計上置于發熱單元(5)的中間，如果芯片溫度低于設置的溫度，溫度傳感器(2)產生的電壓高于設置溫度的設置電壓(1)，比較器(4)控制芯片上發熱單元(5)使其電流增加，芯片溫度升高；如果芯片溫度高于設置的溫度，溫度傳感器(2)產生的電壓低于設置溫度的設置電壓(1)，比較器(4)控制芯片上發熱單元(5)使其電流減小，芯片溫度降低；最終芯片達到并穩定在設置的溫度，使應用電路(6)工作于穩定又均勻的溫度環境中。

一種可設置溫度的恒溫芯片，包括設置電壓，檢測溫度的溫度傳感器，為傳感器提供偏置的偏置電路，比較器，發熱單元，應用電路，所述的設置電壓與所述的溫度傳感器產生的電壓送入所述的比較器比較，比較器的輸出控制所述的發熱單元，共同組成一種恒溫控制反饋結構，應用電路位于發熱單元中間，其特征在于：所述恒溫控制反饋結構和應用電路集成在同一顆芯片上。

該可設置溫度的恒溫芯片，所述設置溫度的設置電壓是固定值。

該可設置溫度的恒溫芯片，所述設置溫度的設置電壓能夠通過芯片外部來調節。

該可設置溫度的恒溫芯片，所述檢測溫度的傳感器是所述芯片上的二極管、三極管、MOS管或者是電阻。

該可設置溫度的恒溫芯片，所述的發熱單元是所述芯片上的NMOS管、PMOS管、三極管或者是電阻。

本實用新型的有益效果是：可以采用小型的芯片封裝，以減小散熱率，從而使維持設定溫度的功耗大大降低，縮短達到穩定的時間，并且減小了體積，方便應用于更多場合。

附圖說明

下面結合附圖和實施實例對本實用新型做進一步說明。

圖1是本實用新型的原理性結構示意圖。

圖2是本實用新型的一種采用二極管PN結作為溫度傳感器，使用外部設置電壓，采用NMOS管作為發熱單元，應用電路為電壓基準的恒溫電壓基準結構示意圖。

圖3是本實用新型的一種采用溫敏電阻作為溫度傳感器，固定電壓作為設置電壓，采用PMOS管作為發熱單元，應用電路為電流基準的恒溫電流源結構示意圖。

具體實施方式

實施例一

如圖2所示，用于設置溫度的設置電壓(11)，連接到比較器(9)的負輸入端，恒流源偏置電路(8)為測量溫度的PN結(7)的提供固定的偏置電流，PN結(7)的P極連接到比較器(9)的正輸入端，N極接地，比較器(9)的輸出端連接到發熱單元NMOS管(10)的柵極，用于控制NMOS管(10)的電流，NMOS管(10)的源極接地，漏極接電源，電壓基準(12)在版圖上被NMOS管(10)環繞。PN結(7)的壓降與環境溫度成負相關關系，溫度越高，PN結(7)的結壓降越低；溫度越低，PN結(7)的結壓降越高。當芯片溫度比設置溫度低時，PN結(7)的結壓降高于設置電壓(11)，比較器(9)的輸出電壓提高，使得流過NMOS管(10)的電流增大，芯片溫度升高；當芯片溫度高于設定溫度時，PN結(7)的結壓降低于設置電壓(11)，比較器(9)的輸出電壓變低，使得流過NMOS管(10)的電流減小，芯片溫度下降。當PN結(7)的結壓降等于設置電壓(11)時，達到平衡狀態，此時芯片的溫度就是所要設置的溫度，流過NMOS管(10)的電流為維持溫度的維持電流。通過以上的反饋，使芯片迅速達到并穩定于一個預設的溫度上，為片上電壓基準(12)提供不隨外界溫度變化的穩定溫度環境。

實施例二