[發明專利]一種帶有溫度遲滯的過溫保護電路

在審

• 申請號: 201810365623.7
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108594922A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 縱振強;李威
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G05F1/567
• 分類號: G05F1/567
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于模擬集成電路領域，具體提出了一種帶有溫度遲滯功能的過溫保護電路。該電路包括啟動電路、PTAT電流產生電路和過溫保護電路。本發明利用PTAT電流的正溫度系數特性，在低溫漂電阻上產生與溫度成正比的電壓，當溫度達到過溫保護電路設置的閾值時，輸出電壓發生翻轉，表示此時此溫度下芯片不能正常工作。本電路設置的溫度閾值分別為170℃和150℃，正常工作時過溫保護模塊輸出電壓為低電平，當溫度超過170℃后過溫保護模塊輸出高電平，使得整個電路停止工作，起到保護電路的作用。20℃的溫度遲滯設計，可以避免輸出電壓在170℃的時候來回跳變，起到了保護芯片的作用。

技術領域

本發明屬于模擬集成電路技術領域，具體涉及一種帶有溫度遲滯功能的過溫保護電路。

背景技術

隨著集成電路行業的飛速發展，芯片的集成度越來越高，性能越來越好，功耗也隨之不斷增大，使得集成電路在長時間工作時或某些如短路等電路異常情況下，芯片溫度會迅速升高，進而影響整個系統的正常工作。

在現今的集成電路設計中，芯片的工作溫度對其性能有著不可忽略的影響，高溫會對整個電路的穩定性產生很大影響，且過熱會使芯片無法正常工作，甚至會損害電子器件，乃至損壞整個電路系統，所以在大功率高性能的集成電路中，過溫保護電路就顯得尤為重要。如今在許多高精度的電路中，都需要針對過溫情況設計保護電路，以保證電路正常工作。在模擬集成電路領域中，可以利用一些半導體器件參數與溫度的線性關系來轉換為對溫度的檢測，進而控制芯片的工作狀態，保證電路系統工作在正常情況下。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種帶有溫度遲滯功能的過溫保護電路。

本發明的技術方案是：一種帶有溫度遲滯功能的過溫保護電路，其電路包含：啟動電路，PTAT電流產生電路和過溫保護電路。啟動電路使得電路在電源電壓較低時讓電路正常工作，防止其陷入簡并點；PTAT電流產生電路用以產生正溫度系數的電流，設置恰當的比例系數，保證電路能在超過設置的溫度閾值時發生翻轉；過溫保護電路根據溫度變化時，對于輸出電壓的上拉能力和下拉能力的進行比較，達到溫度閾值時使得輸出電壓發生翻轉，進而保護電路。

所述啟動電路包括：5個NMOS管，2個PMOS管，1個晶體管，2個電阻，1個電容。晶體管QP1的基極與集電極均與電源電壓VDD相連，發射極與PMOS管MP2的源極相連；PMOS 管MP2的柵端與電容C1的下極板、NMOS管MN7的漏端、PMOS管MP4的漏端與NMOS管MN8 的漏端相連，記為節點V2，PMOS管MP2的漏端與柵漏相連的NMOS管MN1的漏端相連；柵漏相接的NMOS管MN1的柵端與NMOS管MN2、MN5、MN8的柵端均相連，MN1的源端與柵漏相接的NMOS管MN3的漏端相連；MN3管的柵端與NMOS管MN4、MN6、MN9的柵端均相連，MN3管與MN4管的源端均接地；MN4管的漏端與MN2管的源端相連，MN2管的漏端與MN7管的柵端、電阻R1的下端相連，記為節點V1；電阻R1的上端與PMOS管MP1的漏端相連；PMOS管MP1 的柵端接邏輯偏置信號Vbias，MP1的源端接電源電壓VDD；電阻R3的上端與電源電壓VDD 相連，下端與電容C1的上級板相連；電容C1的下級版與NMOS管MN7的漏端相連；NMOS管 MN7的源端接地。

所述PTAT電流產生電路包括：10個晶體管，2個PMOS管，4個NMOS管。9個并聯的晶體管QP2的基極與集電極均接電源電壓VDD，發射極接電阻R2的上端；電阻R2的下端接PMOS管MP3的源端，記為節點V3；柵漏相接的PMOS管MP3的柵端與PMOS管MP4的柵端相連，MP3的漏端與NMOS管MN5的漏端相連；MN5的源端與MN6的漏端相連；MN6的源端與 MN9管的源端均接地；NMOS管MN9的漏端與MN8管的源端相連，MN8管的漏端與PMOS管MP4 的漏端相連；MP4的源端與晶體管QP3的發射極相連，記為節點V4；晶體管QP3的基極與集電極均接電源電壓VDD。