多结半导体电路和方法技术

本公开的方面针对的是涉及多结半导体电路的方法、装置和系统。根据示例实施例，一种装置包括：包含第一电流路径和第二电流路径的多结半导体电路，每个电流路径具有用于提供与绝对温度成正比的输出的对应第一和第二公共电压节点。第一电流路径包括展现第一电流密度的第一p‑n结。第二电流路径包括展现第二电流密度的第二p‑n结，所述第二电流密度成比例地不同于第一电流密度，并包括连接在第二p‑n结和第二公共电压节点之间的电阻器。此外，所述装置包括与电阻器和第二p‑n结之间的节点相连的电流抽头路径，所述电流抽头路径从第二p‑n结转移流经所述电阻器的一部分电流。

【技术实现步骤摘要】

各种实施例的方面针对的是集成电路装置，且更具体地，针对的是具有多结半导体电路的装置和方法。
技术介绍
许多集成电路(IC)使用热关断电路(thermalshutdowncircuit)来防止损坏IC。热关断电路可以在由于管芯温度超过阈值来发信号以停止电流导通。例如，功率管理IC可以在一些功率条件下使用热关断电路来防止过热。对于大多数应用，需要的是响应于管芯温度超过阈值来停止电流导通。关断所述电路可以例如防止损坏电路组件并使对电路组件的损坏最小化。如上所述的热关断电路和相关方法已用于防止由于过较高的温度条件引起的对IC的损坏和/或使所述损坏最小化。然而，在IC中促成这种热关断电路可能在实现起来是困难的或花费成本的。此外，许多应用需要较大的管芯面积，这是所不希望的。这些和其它事物呈现出对用于多种应用的IC设计、热关断电路和实现的挑战。
技术实现思路
各种示例实施例针对集成电路及其实施方式。根据示例实施例，一种装置包括：包含第一电流路径和第二电流路径的多结半导体电路，每个电流路径具有用于提供与绝对温度成正比的输出的对应第一和第二公共电压节点。第一电流路径包括展现第一电流密度的第一p-n结。第二电流路径包括展现第二电流密度的第二p-n结，其中第二电流密度成比例地不同于第一电流密度，且包括被连接在第二p-n结和第二电流路径中的公共电压节点之间的电阻器。所述装置还包括与电阻器和第二p-n结之间的节点相连的电流抽头路径。所述电流抽头路径从第二p-n结转移(divertaway)流经电阻器的一部分电流。在各种实现方案中，通过按照不影响电路其他部分的方式增加或减少经由电流抽头路径的电流，将所述电阻器制作为呈现比其物理值大。根据另一示例实施例，一种装置包括包含第一和第二电流路径的多结半导体电路，其中每个电流路径具有电流源和p-n结，由所述电流源产生的电流流经所述p-n结。所述p-n结展现不同的电流密度。所述装置包括第二电流路径中的阻抗电路，所述阻抗电路具有与第二电流路径中的电流源相连的第一端子以及与第二电流路径中的p-n结相连的第二端子。所述装置还包括反馈电路，用于将第一电流路径中的p-n结处的电压以及第一端子处的电压设置为大约相等的值。此外，所述装置包括与阻抗电路的第二端子相连的电流抽头路径。。所述电流抽头路径从第二p-n结转移自第二路径中的电流源流出的一部分电流，并基于所述p-n结的正向偏置结电压之间的差，来提供流经所述阻抗电路的电流，其中所述电流与绝对温度成正比。根据另一示例实施例，方法包括使对应电流通过第一和第二电流路径。每个电流路径具有对应的第一和第二公共电压节点，所述第一和第二公共电压节点提供与绝对温度成正比的输出。所述方法包括：经由第一电流路径中的第一p-n结展现第一电流密度；以及经由第二电流路径中的第二p-n结展现第二电流密度，其中所述第二电流密度成比例地不同于所述第一电流密度。例如，使电流经过第二电流路径包括：使电流经过连接在第二电流路径中的第二p-n结和公共电压节点之间的电阻器；并在连接在所述电阻器和第二p-n结之间的节点处，从所述第二p-n结转移流经所述电阻器的一部分电流。以上讨论/概述并非意欲描述本公开的每一个实施例或者每一种实施方式。下面的附图和详细说明对各个实施例进行了举例说明。附图说明结合附图考虑到以下详细说明，可以更全面地理解各种示例实施例，其中：图1示出了根据本公开的各种实施例的示例装置；以及图2示出了根据本公开的各种实施例的示例装置。具体实施方式虽然这里讨论的各种实施例适合修改和替代形式，但是已经在附图中通过示例的方式示出了并且将在以下详细描述其多个方案。然而，应该理解，目的并非将本专利技术限于所描述的特定实施例。相反，目的在于覆盖落入本公开范围内的所有修改、等效和替代，所述范围包括在权利要求中定义的方案。另外，本申请中所使用的术语“示例”仅作为说明，而不是限制。据信可将本公开的多个方面应用于各个不同类型的涉及多结半导体电路的装置、系统和方法，所述多结半导体电路基于对应p-n结之间的电压差，提供与绝对温度成正比的输出。所产生的电流通过包括电阻器和所述p-n结之一的电流路径，其中通过所述电阻器的电流提供所述输出。利用电阻器从所述电流路径中的p-n结转移一部分电流。这种方法可以实现为使用相对较小电阻器来提供输出，如通过转移电流而形成(例如，如果没有这种转移，可能需要相对较大的电阻器)。在这种场景下，通过被转移的电流使得所述电阻器呈现为高于其物理值，其中可以在不影响电路的其他部分(例如，相对p-n结之间的电压差)的情况下执行所述操作。在一些实现方案中，可以将这种装置和方法用于热感测电路的场景下，其中所述热感测电路相对于阈值，基于检测到的温度来提供输出，使用所述输出。可以实现这些和其它方案来处理包括上文“
技术介绍
”部分讨论的挑战。虽然不受限于实施例，但是可以通过对使用这些示例性上下文的示例进行讨论来理解各个方案。各种实施例(诸如，以上讨论的实施例)实现在启用热关断电路的IC中，以便诸如通过由于管芯温度超过阈值值而发信号以停止电流导通，来防止损坏所述IC。在各种实例中，这种热关断电路产生与具有不同电流密度的两个二极管或双极结型晶体管(BJT)的正向偏置结电压(Vbe)的差成正比的电流。差分电压与绝对温度(PTAT)成正比，可以拷贝所得到的电流，并将其传送到另一电阻器以便有效地使PTAT电压放大(gainup)。将所获的PTAT电压与用于检测的参考电压进行比较，以检测温度何时大于参考电压(例如，阈值)。根据各种示例实施例，本公开的方面针对的是一种包括多结半导体电路的装置，所述多结半导体电路具有第一和第二电流路径。每个电流路径包括用于提供与绝对温度成正比的输出的公共电压节点以及p-n结。两个电流路径的p-n结可以展现不同的电流密度。电流抽头路径与第二电流路径相连，以便从第二电流路径的p-n结转移流经第二电流路径的电阻器的一部分电流。在各种实现方案中，相对于没有转移电流的情况，通过从p-n结转移流经晶体管的电流，电阻器的相对尺寸可以变得较小。从而，可以限制电阻器所需的整个面积。电流抽头路径可以包括电流镜电路，用于将被转移的一部分电流产生作为对第二电流路径中的电流成比例地进行镜像的电流。第三电流路径可以对流经晶体管的电流进行镜像。第三电流路径可以包括：电阻器、电流源和连接在所述电流源和所述电阻器之间的比较器。所述比较器可以将第三电流路径中的节点处的电压与阈值进行比较。由于流经第二电流路径的电阻器的所得电流被镜像到第三电流路径，将所述电流通过第三电流路径中的电阻器，以便有效地增益放大第三电流路径的节点处的电压。第三电流路径的节点处的电压可以被用作对与绝对温度成正比的值的指示。比较器可以例如响应于第三电流路径的节点处的电压超过所述阈值，来产生过温输出。在一些实施例中，执行这种方法以便响应于过温输出停止电流导通。在各种实施例中，一种装置包括包含第一电流路径和第二电流路径的多结半导体电路。第一电流路径具有第一公共电压节点，第二电流路径具有第二公共电压节点。第一和第二公共电压节点用于提供与绝对温度成正比的输出。第一电流路径包括展现第一电流密度的第一p-n结，且第二电流路径包括展现第二电流密度的第二p-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：多结半导体电路，包含第一电流路径和第二电流路径，每个电流路径在其中具有用于提供与绝对温度成正比的输出的对应第一和第二公共电压节点；所述第一电流路径包括展现第一电流密度的第一p‑n结；所述第二电流路径包括展现第二电流密度的第二p‑n结，其中所述第二电流密度成比例地不同于所述第一电流密度，且包括被连接在第二p‑n结和第二电流路径中的公共电压节点之间的电阻器；以及电流抽头路径，与电阻器和第二p‑n结之间的节点相连，所述电流抽头路径配置为从第二p‑n结转移流经所述电阻器的一部分电流。

【技术特征摘要】
2015.03.20 US 14/664,5621.一种装置，包括：多结半导体电路，包含第一电流路径和第二电流路径，每个电流路径在其中具有用于提供与绝对温度成正比的输出的对应第一和第二公共电压节点；所述第一电流路径包括展现第一电流密度的第一p-n结；所述第二电流路径包括展现第二电流密度的第二p-n结，其中所述第二电流密度成比例地不同于所述第一电流密度，且包括被连接在第二p-n结和第二电流路径中的公共电压节点之间的电阻器；以及电流抽头路径，与电阻器和第二p-n结之间的节点相连，所述电流抽头路径配置为从第二p-n结转移流经所述电阻器的一部分电流。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一和第二p-n结与所述电阻器和公共电压节点配置为使电流流经所述电阻器，所述电流与第一p-n结的结电压和第二p-n结的结电压之间的电压差成正比，所述电压差与绝对温度成正比。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一和第二电流路径包括电流源，所述电流源具有控制第一和第二电流路径中的电流流动的晶体管，还包括反馈电路，所述反馈电路配置为通过驱动所述晶体管的栅极来将公共电压节点设置为公共电压，其中经过所述电流抽头路径使得在保持公共电压的同时所述电阻器呈现为比它的物理值大。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述电流抽头路径包括电流镜电路，配置为将被转移的该部分电流产生作为对第二电流路径中的电流成比例地镜像的电流。5.根据权利要求4所述的装置，其中第一电流路径、第二电流路径和电流抽头路径包括对应的电流源，且每个电流源具有控制电流流动的晶体管,其中电流抽头路径中的电流源配置为产生与由第二电流路径中的电流源产生的电流量相匹配的电流量，以及所述电流镜电路配置为通过产生作为由电流抽头路径中的电流源产生的电流的部分的电流，来产生被转移的该部分电流。6.根据权利要求5所述的装置，其中所述电流源中的晶体管是PMOS晶体管，所述电流镜电路包括第一和第二NMOS晶体管，所述第一和第二NMOS晶体管的栅极彼此相连并与电流抽头路径中的PMOS晶体管的漏极相连，第一NMOS晶体管的漏极与电流抽头路径中的PMOS晶体管的漏极相连，第二NMOS晶体管的漏极与第二电流路径中的公共电压节点相连，第二NMOS晶体管配置为将被转移的该部分电流产生作为流经第一NMOS晶体管的电流的一部分。7.根据权利要求1所述的装置，还包括：第三电流路径，对流经第二电流路径中的电阻器的电流进行镜像，所述第三电流路径具有第三电压节点并与第一和第二电流路径配置为在第三电压节点处展现如下电压，所述电压与第一p-n结的结电压和第二p-n结的结电压之间的电压差成正比。8.根据权利要求7所述的装置，还包括：比较器，配置为将第三电压节点处的电压与阈值进行比较，并且响应于第三电压节点处的电压超过所述阈值来产生过温输出。9.根据权利要求8所述的装置，还包括：带隙参考电路，配置为提供基本独立于温度的带隙参考电压，其中所述比较器配置为使用带隙参考电压用作阈值，将第三电压节点处的电压与带隙参考电压进行比较。10.根据权利要求7所述的装置，其中第一、第二和第三电流路径中的每一个包括：具有晶体管的电流源，所述晶体管控制电流路径中的电流流动；还包括反馈电路，配置为通过驱动第一和第二电流路径中的晶体管的栅极，来将公共电压节点设置为公共电压。11.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一p-n结包括第一二极管，并且所述第二p-n结包括第二二极管。12.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿南塔萨亚南·切拉帕，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL