芯片内部温度检测预警集成电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种芯片内部温度检测预警集成电路，两级温度检测电路的输出由一级电流选择电路选择出大电流后，经一级电流镜电路输出至下一级电流选择电路，与再一级温度检测电路的输出进行比较输出最大电流，经再一级电流镜电路输出，以此类推，直至第N级温度检测电路的输出与前N‑1级温度检测电路输出被选择出的最大电流进入第N‑1级电流选择电路，经第N‑1级电流选择电路选择出N级温度检测电路中输出的最大电流，经检测电阻转换为电压后与基准电压电路提供的基准电压进行比较，当最大电流超过警戒后，电压比较器的输出产生跳变，从而警示芯片内的被测点的温度最高点已经超过安全限值，实现对多点或多区域温度最高点的检测。

Integrated circuit for temperature detection and early warning in chip

【技术实现步骤摘要】
芯片内部温度检测预警集成电路
本技术属于集成电路
，具体地说，是涉及一种芯片内部温度检测预警集成电路。
技术介绍
随着芯片规模与面积的增加，其散热已成为影响芯片性能比较大的因素。通常，芯片温度平均每升高1摄氏度，驱动能力下降4%，连线延迟增加5%，集成电路失效率增加一倍，因此，对于芯片温度的检测就十分重要，从芯片中各个不同关键点或不同区域中找到温度最高的那一点，并进行实时检测和输出尤为重要。常规的芯片内部温度检测方式主要有两种：芯片片内检测和芯片片外检测。其中，片外检测需要使用额外的分离式温度传感器或红外检测装置，导致检测结构复杂且系统庞大，不便应用。片内检测主要应用PN结合热敏电阻的温度特性来设计温度传感器，具有体积小、成本低等优点，这类传感器多是通过一些特定方式产生PTAT（与绝对温度成正比）电流或电压，继而根据该PTAT电流或电压与温度的线性关系来实现对片内温度的检测。对于较大面积的芯片来说，不同的区域温度会存在温差，所以现有的片内温度检测电路多为实现单点或单区域检测，但单点或单区域检测出的温度未必是芯片各区域中温度最高的那一点或那一区域的温度，因此存在无法准确获知最高点温度的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种芯片内部温度检测预警集成电路，实现片内多点或多区域温度检测，并能在检测到温度最高点超出限值时发出报警，解决现有单点或单区域检测无法准确获知温度最高点的技术问题。为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案予以实现：提出一种芯片内部温度检测预警集成电路，包括：第N级温度检测电路，前N-1级温度检测模块、第N-1级电流选择电路、第N-1级电流镜电路、基准电压电路、检测电阻和电压比较电路；所述前N-1级温度检测模块的输出端连接所述第N-1级电流选择电路的第一输入端，所述第N级温度检测电路的输出端连接所述第N-1级电流选择电路的第二输入端，所述第N-1级电流选择电路的输出端连接所述第N-1级电流镜电路的输入端；所述第N-1级电流镜电路的输出端连接所述电压比较电路的第一输入端，所述电压比较电路的第二输入端连接所述基准电压电路的输出端；所述第N-1级电流镜电路的输出对地下拉所述检测电阻；N为大于等于2的整数；其中，所述前N-1级温度检测模块包括第N-1级温度检测电路、前N-2级温度检测模块、第N-2级电流选择电路和第N-1级电流镜电路；所述前N-2级温度检测模块的输出端连接所述第N-2级电流选择电路的第一输入端，所述第N-1级温度检测电路的输出端连接所述第N-2级电流选择电路的第二输入端，所述第N-2级电流选择电路的输出端连接所述第N-2级电流镜电路的输入端；所述第N-2级电流镜电路的输出端为所述前N-1级温度检测模块的输出端。进一步的，所述温度检测电路包括电源接口、启动接口和电流输出接口，基于所述电流输出接口输出的电流表示温度信息。进一步的，所述温度检测电路由启动电路、放大器电路、偏置电路和输出电路组成；所述启动电路的输入端为所述启动接口，所述启动电路的输出端连接所述输出电路，所述输出电路的输出端为所述电流输出接口；所述放大器电路和所述偏置电路为所述温度检测电路提供稳定工作电压。进一步的，所述电流选择电路由两个共源共栅电流镜组成。进一步的，所述电压比较电路包括电源接口、使能接口、基准电流输入接口、差分输入接口、和比较输出接口；所述第一输入端和所述第二输入端为所述差分输入接口；所述电压比较电路由一级前置放大器电路、二级锁存放大器电路、比较输出电路和第二偏置电路组成；其中，所述第二偏置电路的输入为所述基准电流输入接口，用于为所述电压比较电路提供稳定工作电压；所述一级前置放大器电路、所述二级锁存放大器电路和所述比较电路顺次连接，所述差分输入接口为所述一级前置放大器电路的输入，所述比较输出电路的输出端为所述比较输出接口。进一步的，所述电压比较电路还包括反向比较输出接口和反向器；所述反向器连接所述比较输出电路，所述反向器的输出端为所述反向比较输出接口。与现有技术相比，本技术的优点和积极效果是：本技术提出的芯片内部温度检测预警集成电路，包括N级温度检测电路，根据检测需求设置于芯片内部的多点或多区域上，用于检测多点或多区域的温度，两个温度检测电路的输出的电流经电流选择电路，选择出其中的大电流输出，该输出的大电流再与一个温度检测电路的电流输出经一个电流选择电路的选择，得出三者中最大的电流输出，以此类推，对于N级温度检测电路，第N-1级电流选择电路输出的是N级温度检测电路中输出最大的电流，经检测电阻的转换作为电压比较器的输入，与基准电压进行比较，在筛选出的电流电压大于基准电压时，电压比较器的输出会产生跳变，警示芯片内的被测点的温度最高点已经超过安全限值，从而实现对多点或多区域温度最高点的检测，解决现有单点或单区域检测无法准确获知温度最高点的技术问题。结合附图阅读本技术实施方式的详细描述后，本技术的其他特点和优点将变得更加清楚。附图说明图1为本技术提出的芯片内部温度检测预警集成电路的电路架构图；图2为本技术提出的芯片内部温度检测预警集成电路的实施例一的电路架构图；图3为实施例一中给出的芯片内部温度检测预警集成电路的直流仿真图；图4为实施例一中给出的芯片内部温度检测预警集成电路的检测结果示例图；图5为本技术提出的芯片内部温度检测预警集成电路的实施例二的电路架构图；图6为本技术提出的温度检测电路的模块架构图；图7-1至图7-3为本技术提出的温度检测电路的电路实施例图；图8为本技术提出的电流选择电路的模块架构图；图9为本技术提出的电流选择电路的电路实施例图；图10为本技术提出的电流镜电路的实施例图；图11为本技术提出的电压比较电路的模块架构图；图12-1和图12-2为本技术提出的电压比较电路的电路实施例图。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明。本技术旨在提出一种芯片内部温度检测预警集成电路，对芯片内部多点或多区域实施温度检测，并在其中某点或某个区域的温度超过限值时发出警示信号，实现对多点或多区域最高温度的检测以及报警。具体的，如图1所示，本技术提出的芯片内部温度检测预警集成电路包括第N级温度检测电路、前N-1级温度检测模块、第N-1级电流选择电路、第N-1级电流镜电路、基准电压电路VN、检测电阻R0和电压比较电路V；其中，前N-1级温度检测模块的输出端连接第N-1级电流选择电路的第一输入端，第N级温度检测电路的输出端连接第N-1级电流选择电路的第二输入端，第N-1级电流选择电路的输出端连接第N-1级电流镜电路的输入端；第N-1级电流镜电路的输出端连接电压比较电路V的第一输入端，电压比较电路V的第二输入端连接基准电压电路VN的输出端；第N-1级电流镜电路的输出对地下拉检测电阻R0；本申请旨在实现芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.芯片内部温度检测预警集成电路，其特征在于，包括：/n第N级温度检测电路，前N-1级温度检测模块、第N-1级电流选择电路、第N-1级电流镜电路、基准电压电路、检测电阻和电压比较电路；/n所述前N-1级温度检测模块的输出端连接所述第N-1级电流选择电路的第一输入端，所述第N级温度检测电路的输出端连接所述第N-1级电流选择电路的第二输入端，所述第N-1级电流选择电路的输出端连接所述第N-1级电流镜电路的输入端；所述第N-1级电流镜电路的输出端连接所述电压比较电路的第一输入端，所述电压比较电路的第二输入端连接所述基准电压电路的输出端；所述第N-1级电流镜电路的输出对地下拉所述检测电阻；N为大于等于2的整数；/n其中，所述前N-1级温度检测模块包括第N-1级温度检测电路、前N-2级温度检测模块、第N-2级电流选择电路和第N-1级电流镜电路；所述前N-2级温度检测模块的输出端连接所述第N-2级电流选择电路的第一输入端，所述第N-1级温度检测电路的输出端连接所述第N-2级电流选择电路的第二输入端，所述第N-2级电流选择电路的输出端连接所述第N-2级电流镜电路的输入端；所述第N-2级电流镜电路的输出端为所述前N-1级温度检测模块的输出端。/n...

【技术特征摘要】
1.芯片内部温度检测预警集成电路，其特征在于，包括：
第N级温度检测电路，前N-1级温度检测模块、第N-1级电流选择电路、第N-1级电流镜电路、基准电压电路、检测电阻和电压比较电路；
所述前N-1级温度检测模块的输出端连接所述第N-1级电流选择电路的第一输入端，所述第N级温度检测电路的输出端连接所述第N-1级电流选择电路的第二输入端，所述第N-1级电流选择电路的输出端连接所述第N-1级电流镜电路的输入端；所述第N-1级电流镜电路的输出端连接所述电压比较电路的第一输入端，所述电压比较电路的第二输入端连接所述基准电压电路的输出端；所述第N-1级电流镜电路的输出对地下拉所述检测电阻；N为大于等于2的整数；
其中，所述前N-1级温度检测模块包括第N-1级温度检测电路、前N-2级温度检测模块、第N-2级电流选择电路和第N-1级电流镜电路；所述前N-2级温度检测模块的输出端连接所述第N-2级电流选择电路的第一输入端，所述第N-1级温度检测电路的输出端连接所述第N-2级电流选择电路的第二输入端，所述第N-2级电流选择电路的输出端连接所述第N-2级电流镜电路的输入端；所述第N-2级电流镜电路的输出端为所述前N-1级温度检测模块的输出端。


2.根据权利要求1所述的芯片内部温度检测预警集成电路，其特征在于，所述温度检测电路包括电源接口、启动接口和电流输出接口，基于所述电流输出接口输出的电流表示温度信息。
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵凯，
申请(专利权)人：青岛本原微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37