用于检测芯片温度的电路及相应的检测芯片温度的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于检测芯片温度的电路及相应的检测芯片温度的方法，其中，所述的用于检测芯片温度的电路中设置温度检测电路模块及温度计算模块，温度检测电路模块分别在接通第一电流I1和第二电流I2时，输出与所述的芯片的温度对应的电压，而温度计算模块利用温度检测电路模块输出的电压，求取与待测温度对应的电压的差值的平均值ΔV

【技术实现步骤摘要】
用于检测芯片温度的电路及相应的检测芯片温度的方法


[0001]本专利技术涉及电学领域，尤其涉及电路检测领域，具体是指一种用于检测芯片温度的电路及相应的检测芯片温度的方法。

技术介绍

[0002]集成电路应用广泛，在很多应用场景中，需要对集成电路自身的温度进行监测，防止温度过高烧毁电路，甚至引起事故。
[0003]如一些集成电路需要在工作电流较大的场景中应用，当集成电路存在短路或者工作电流异常增大时，电路温度会升高；而为了避免温度过高带来不良影响，必须对电路进行温度保护，具体来说就是要能够检测到温度的异常升高，然后及时切断电路的电源，防止电路烧毁甚至引发火灾。
[0004]以前一般是在集成电路的外围连接温度传感器来监测温度，而这种方式存在如下缺点：
[0005]1、增加温度传感器会增加外围成本，并且占用更多的空间；
[0006]2、电路温度升高后，需要一定时间才能传递给外围的温度传感器，这一段时间内可能电路已经烧毁了，及时性差。
[0007]为了解决上述问题，现有技术中在集成电路内部设置一个PN结二极管，通过测量PN结二极管的正向电压，利用PN结二极管的正向电压负温系数，推出PN结二极管正向电压和温度间的表达式，此时只需要使用模数转换器对PN结二极管正向电压进行测量，就可以得到当前温度，但这种解决方案存在如下缺点：
[0008]1、PN结二极管的正向电压和温度之间是二阶函数，计算比较复杂、困难；
[0009]2、PN结二极管正向电压随温度变化率较小，这对电压测量精度要求较高，很小的测量误差就会导致较大的温度测量误差、检测精度差。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是克服至少一个上述现有技术的缺点，提供了一种易于实现、无需复杂的电路结构及复杂电路控制方法，且操作简便的用于检测芯片温度的电路及相应的检测芯片温度的方法。
[0011]为了实现上述目的或其他目的，本专利技术的用于检测芯片温度的电路及相应的检测芯片温度的方法如下：
[0012]该用于检测芯片温度的电路，其主要特点是，所述的用于检测芯片温度的电路包括：
[0013]温度检测电路模块，设置于所述的芯片内部，并分别在接通第一电流I1和第二电流I2时，输出与所述的芯片的温度对应的电压；
[0014]温度计算模块，根据所述的温度检测电路模块分别在接通所述的第一电流I1和第二电流I2时，输出的与所述的芯片的温度对应的电压，计算得到与待测温度对应的电压的
差值的平均值ΔV
X
，并以所述的与待测温度对应的电压的差值的平均值ΔV
X
为依据，计算出与所述的待测温度对应的温度值T。
[0015]较佳地，所述的温度计算模块内置下列式1，并利用下列式1计算出与所述的待测温度对应的温度值T，其单位为开尔文：
[0016][0017]其中，V
Tr
为：与系统预设的温度Tr对应的、预设于所述的温度计算模块中的基准电压值；
[0018]G可由下式2求得：
[0019][0020]其中，K：电子运动的波矢函数，大小为电子的波长除以2π，q：单个电子的电荷，是常量。
[0021]较佳地，所述的温度检测电路模块包括电流产生子模块及电压采样子模块，
[0022]所述的电流产生子模块用于为所述的电压采样子模块提供所述的第一电流I1和第二电流I2；
[0023]所述的电压采样子模块分别在接通所述的第一电流I1和第二电流I2时，输出与所述的芯片的温度对应的电压给所述的温度计算模块。
[0024]更佳地，所述的电流产生子模块包括第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管组、第一PMOS管及第二PMOS管；
[0025]所述的第一NMOS管的源极和栅极、第二NMOS管的栅极及第三NMOS管组的第一端均与外部电流源相连接；
[0026]所述的第一NMOS管的漏极、第二NMOS管的源极、第三NMOS管组的第二端、第一PMOS管的漏极及第二PMOS管的漏极均接地；
[0027]所述的第二NMOS管的漏极与第一PMOS管的源极相连接，所述的第三NMOS管组的第三端与所述的第二PMOS管的源极相连接；
[0028]所述的第一PMOS管的栅极用于输出所述的第一电流I1，所述的第二PMOS管的栅极用于输出所述的第二电流I2。
[0029]进一步地，所述的第三NMOS管组包括至少一个第三NMOS管；
[0030]各个所述的第三NMOS管的栅极均与所述的第三NMOS管组的第一端相连接；
[0031]各个所述的第三NMOS管的源极均与所述的第三NMOS管组的第二端相连接；
[0032]各个所述的第三NMOS管的漏极均与所述的第三NMOS管组的第三端相连接。
[0033]更进一步地，当所述的第三NMOS管组包括二个及以上的第三NMOS管时，各个所述的第三NMOS管的漏极均通过第一开关与所述的第三NMOS管组的第三端相连接，所述的第一开关与控制模块相连接；
[0034]通过控制第一开关导通的数量，改变第一电流I1与第二电流I2的比值大小。
[0035]更佳地，所述的电压采样子模块包括第一电压采样单元及至少一组第二电压采样单元；
[0036]所述的第一电压采样单元及各组第二电压采样单元中均包括第二开关、第三开关
及三极管；
[0037]所述的第二开关的第一端与所述的第一电流I1相连接，所述的第二开关的第二端与所述的三极管的发射极相连接；
[0038]所述的第三开关的第一端与所述的第二电流I2相连接、所述的第三开关的第二端与所述的三极管的发射极相连接；所述的三极管的基极及集电极均接地；
[0039]所述的第二开关及第三开关的控制端均与控制模块相连接；
[0040]所述的温度计算模块分别与所述的第一电压采样单元及各组第二电压采样单元中所述的三极管的发射极相连接。
[0041]进一步地，所述的第一电压采样单元及各组第二电压采样单元中均还包括第三PMOS管及第四PMOS管；
[0042]所述的第二开关的第一端通过所述的第三PMOS管与所述的第一电流I1相连接，所述的第三开关的第一端通过所述的第四PMOS管与所述的第二电流I2相连接；
[0043]其中，所述的第三PMOS管的栅极接入所述的第一电流I1，所述的第四PMOS管的栅极接入所述的第二电流I2；所述的第三PMOS管的漏极及第四PMOS管的漏极均接地；
[0044]所述的第三PMOS管的源极与所述的第二开关的第一端相连接，所述的第四PMOS管的源极与所述的第三开关的第一端相连接。
[0045]进一步地，所述的控制模块包括第一控制线及第二控制线；
[0046]所述的第一控制线分别与所述的第一电压采样单元中的第二开关及各个所述的第二电压采样单元中的第三开关相连接；
[0047]所述的第二控制线分别与所述的第一电压采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测芯片温度的电路，其特征在于，所述的用于检测芯片温度的电路包括：温度检测电路模块，设置于所述的芯片内部，并分别在接通第一电流I1和第二电流I2时，输出与所述的芯片的温度对应的电压；温度计算模块，根据所述的温度检测电路模块分别在接通所述的第一电流I1和第二电流I2时，输出的与所述的芯片的温度对应的电压，计算得到与待测温度对应的电压的差值的平均值ΔV
X
，并以所述的与待测温度对应的电压的差值的平均值ΔV
X
为依据，计算出与所述的待测温度对应的温度值T。2.根据权利要求1所述的用于检测芯片温度的电路，其特征在于，所述的温度计算模块内置下列式1，并利用下列式1计算出与所述的待测温度对应的温度值T，其单位为开尔文：其中，V
Tr
为：与系统预设的温度Tr对应的、预设于所述的温度计算模块中的基准电压值；G可由下式2求得：其中，K：电子运动的波矢函数，大小为电子的波长除以2π，q：单个电子的电荷，是常量。3.根据权利要求1所述的用于检测芯片温度的电路，其特征在于，所述的温度检测电路模块包括电流产生子模块及电压采样子模块，所述的电流产生子模块用于为所述的电压采样子模块提供所述的第一电流I1和第二电流I2；所述的电压采样子模块分别在接通所述的第一电流I1和第二电流I2时，输出与所述的芯片的温度对应的电压给所述的温度计算模块。4.根据权利要求2所述的用于检测芯片温度的电路，其特征在于，所述的电流产生子模块包括第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管组、第一PMOS管及第二PMOS管；所述的第一NMOS管的源极和栅极、第二NMOS管的栅极及第三NMOS管组的第一端均与外部电流源相连接；所述的第一NMOS管的漏极、第二NMOS管的源极、第三NMOS管组的第二端、第一PMOS管的漏极及第二PMOS管的漏极均接地；所述的第二NMOS管的漏极与第一PMOS管的源极相连接，所述的第三NMOS管组的第三端与所述的第二PMOS管的源极相连接；所述的第一PMOS管的栅极用于输出所述的第一电流I1，所述的第二PMOS管的栅极用于输出所述的第二电流I2。5.根据权利要求4所述的用于检测芯片温度的电路，其特征在于，所述的第三NMOS管组包括至少一个第三NMOS管；各个所述的第三NMOS管的栅极均与所述的第三NMOS管组的第一端相连接；各个所述的第三NMOS管的源极均与所述的第三NMOS管组的第二端相连接；各个所述的第三NMOS管的漏极均与所述的第三NMOS管组的第三端相连接。
6.根据权利要求5所述的用于检测芯片温度的电路，其特征在于，当所述的第三NMOS管组包括二个及以上的第三NMOS管时，各个所述的第三NMOS管的漏极均通过第一开关与所述的第三NMOS管组的第三端相连接，所述的第一开关与控制模块相连接；通过控制第一开关导通的数量，改变第一电流I1与第二电流I2的比值大小。7.根据权利要求3所述的用于检测芯片温度的电路，其特征在于，所述的电压采样子模块包括第一电压采样单元及至少一组第二电压采样单元；所述的第一电压采样单元及各组第二电压采样单元中均包括第二开关、第三开关及三极管；所述的第二开关的第一端与所述的第一电流I1相连接，所述的第二开关的第二端与所述的三极管的发射极相连接；所述的第三开关的第一端与所述的第二电流I2相连接、所述的第三开关的第二端与所述的三极管的发射极相连接；所述的三极管的基极及集电极均接地；所述的第二开关及第三开关的控制端均与控制模块相连接；所述的温度计算模块分别与所述的第一电压采样单元及各组第二电压采样单元中所述的三极管的发射极相连接。8.根据权利要求7所述的用于检测芯片温度的电路，其特征在于，所述的第一电压采样单元及各组第二电压采样单元中均还包括第三PMOS管及第四PMOS管；所述的第二开关的第一端通过所述的第三PMOS管与所述的第一电流I1相连接，所述的第三开关的第一端通过所述的第四PMOS管与所述的第二电流I2相连接；其中，所述的第三PMOS管的栅极接入所述的第一电流I1，所述的第四PMOS管的栅极接入所述的第二电流I2；所述的第三PMOS管的漏极及第四PMOS管的漏极均接地；所述的第三PMOS管的源极与所述的第二开关的第一端相连接，所述的第四PMOS管的源极与所述的第三开关的第一端相连接。9.根据权利要求7所述的用于检测芯片温度的电路，其特征在于，所述的控制模块包括第一控制线及第二控制线；所述的第一控制线分别与所述的第一电压采样单元中的第二开关及各个所述的第二电压采样单元中的第三开关相连接；所述的第二控制线分别与所述的第一电压采样单元中的第三开关及各个所述的第二电压采样单元中的第二开关相连接。10.根据权利要求1所述的用于检测芯片温度的电路，其特征在于，所述的温度计算模块包括：模数转换器，用于将所述的温度检测电路模块输出的与所述的芯片的温度对应的电压的幅值信号转换为数字信号；温度计算子模块，与所述的模数转换器相连接，根据所述的模数转换器输出的与所述的芯片的温度对应的电压的数字信号，计算得到与待测温度对应的电压的差值的平均值ΔV
X
，并以所述的与待测温度对应的电压的差值的平均值ΔV
X
为依据，计算出与所述的待测温度对应的温度值T。11.一种基于权利要求1～10中任一项所述的用于检测芯片温度的电路实...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙洋，谢兴华，
申请(专利权)人：华润微集成电路无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：