[發明專利]一種無比較器的遲滯過溫保護電路

有效

• 申請號: 202110248942.1
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113014236B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 周澤坤;王祖傲;艾雪;石躍;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03K17/14
• 分類號: H03K17/14
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

一種無比較器的遲滯過溫保護電路，利用正溫度系數電壓產生模塊產生與絕對溫度成正比的第一控制電壓；過溫保護核心模塊中根據第一控制電壓控制第二PNP型三極管的基極電壓，進而控制第二PNP型三極管的集電極電流隨溫度升高而升高，從而控制第一NPN型三極管的集電極電位，將第一NPN型三極管的集電極電位進行驅動增強得到遲滯過溫保護電路的輸出信號；另外設置遲滯模塊在芯片正常工作時將第一PNP型三極管的集電極電流全部通過第一NMOS管流出，在芯片過溫狀態下將第一PNP型三極管的集電極電流全部通過第四電阻、第四PNP型三極管和第六電阻的通路流出，從而引入遲滯窗口。本發明節省了芯片的面積，減小了信號傳輸的延時，并且能夠防止芯片溫度過高影響器件壽命。

技術領域

本發明屬于基本電子電路技術領域，涉及一種無比較器的遲滯過溫保護電路。

背景技術

隨著集成電路技術的發展，芯片集成度越來越高，器件密度、能耗密度也越來越大。功耗會引起芯片溫度的升高，易引起PN結熱擊穿從而過流會導致芯片無法正常工作。因此，在集成電路系統中，為避免芯片因工作溫度過高造成永久性損壞，以及確保芯片工作的可靠性和穩定性，過溫保護電路是非常必要的。

傳統的過溫保護電路如圖1所示，采用閾值為負溫度系數的三極管Q1實現過溫比較，其工作原理是：比較器的正輸入端電壓取決于三極管Q1的閾值電壓，其負輸入端電壓為定值；隨著溫度升高，比較器正輸入端的電壓降低，當溫度不斷上升，使得比較器正輸入端電壓低于負輸入端電壓時，比較器輸出翻轉，產生的輸出信號發生跳變，從而可以作為過溫標志信號去控制芯片內其他模塊。

但是傳統的過溫保護電路由于帶有比較器，會使得芯片面積過大，信號傳輸延時增加。并且傳統的過溫保護電路由于只設置了一個溫度檢測值，需要溫度超過一定閾值時，才會輸出芯片關斷信號，具有一定的滯后性，很明顯這樣的滯后性會導致某些溫度較高的半導體元器件過熱燒壞，嚴重影響器件壽命。

發明內容

針對上述傳統過溫保護電路由于具有比較器導致的芯片面積大、傳輸延時增加，以及由于只有一個溫度檢測值導致的器件容易燒壞的問題，本發明提出了一種無比較器的具有遲滯功能的過溫保護電路，能夠在芯片溫度過高的時候觸發過溫信號，關閉芯片內部模塊，開啟保護；并且在溫度降低到正常允許的范圍，芯片使能，開始重新上電工作。

本發明的技術方案是：

一種無比較器的遲滯過溫保護電路，包括正溫度系數電壓產生模塊、過溫保護核心模塊和遲滯模塊；

所述正溫度系數電壓產生模塊用于產生與絕對溫度成正比的第一控制電壓；

所述過溫保護核心模塊包括第五電阻、第六電阻、第七電阻、第一NPN型三極管、第二PNP型三極管和輸出驅動單元；

第二PNP型三極管的基極連接所述第一控制電壓，其發射極連接基準電壓，其集電極連接第一NPN型三極管的基極并通過第五電阻和第六電阻的串聯結構后接地；

第一NPN型三極管的集電極連接所述輸出驅動單元的輸入端并通過第七電阻后連接電源電壓，其發射極接地；

所述輸出驅動單元的輸出端作為所述遲滯過溫保護電路的輸出端；

所述遲滯模塊包括第一PNP型三極管、第四PNP型三極管、第四電阻和第一NMOS管，且所述遲滯模塊與所述過溫保護核心模塊共用第六電阻；

第一PNP型三極管的基極連接所述第一控制電壓，其發射極連接所述基準電壓，其集電極連接第一NMOS管的漏極并通過第四電阻后連接第四PNP型三極管的發射極；

第一NMOS管的柵極連接第一NPN型三極管的集電極，其源極接地；

第四PNP型三極管的基極連接第一NPN型三極管的基極，其集電極連接第五電阻和第六電阻的串聯點。