一种温度开关制造技术

本发明专利技术公开了一种温度开关，包括：阈值温度设置模块，用于向基本温度开关模块输出数字信号，调节温度开关模块中控制阈值温度的ＭＯＳ管的有效宽长比，对基本温度开关模块中的阈值温度进行设置；工艺误差补偿模块，用于在基本温度开关模块的阈值温度发生偏差时，向基本温度开关模块提供误差补偿信号，稳定基本温度开关模块中的阈值温度；基本温度开关模块，用于在温度达到阈值温度时改变电路的工作状态，实现温度开关功能。利用本发明专利技术，实现了开关温度阈值的可编程控制，大大降低了温度阈值的偏差，很好的地解决了温度阈值的迟滞问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于温度检测和控制的温度开关
，特别是一种具 有工艺误差补偿功能的可编程温度开关。
技术介绍
温度开关广泛应用于^L代家用电器、电机、芯片等
，进行温 度检测和温度控制。传统温度开关一般釆用温度敏感材料，例如记忆合金 等制成。随着微电子技术的发展，出现了采用集成电路工艺制作的温度开 关，具有体积小、成本低等优点。目前应用的集成器件的温度开关从原理上来说，都是先产生一个与绝 对温度成正比(PTAT)的电流或电压，然后通过比较电路与一参考电压或 电流进行比较，当温度超过阈值时，比较器输出信号发生翻转，实现温度 开关的功能。最近，日本北海道大学提出了一种全新结构的温度开关，只有7个 MOS管，在达到某一阈值温度时电路工作状态突然改变，实现温度开关 的功能。该温度开关的结构与原来温度开关的结构相比，设计上大大简化， 而且功耗更小。但是，该温度幵关有三个明显的缺点一、 开关温度阈值无法编程控制。二、 开关温度阈值随器件参数VTHO几乎呈线性变化，在正常的器件参数变化范围内，温度阈值可能会偏离几十度。例如，根据我们对某0.35)_im CMOS工艺的计算机模拟，当Vrao变化0.1V时，温度阈值变化达4(TC。三、 温度阈值的迟滞过大且不可调。温度阈值的迟滞即为温度从低到 高和从高到低变化时的阈值之差。由于存在上述三个缺点，导致这种温度开关目前无法实用。
技术实现思路
(一) 要解决的技术问题 针对上述现有技术存在的不足，本专利技术的主要目的在于提供一种具有工艺误差补偿功能的可编程温度开关，使温度开关得以实用。(二) 技术方案为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的-一种温度开关，该温度开关包括阈值温度设置模块，用于向基本温度开关模块输出数字信号，调节温 度开关模块中控制阈值温度的MOS管的有效宽长比，对基本温度开关模 块中的阈值温度进行设置；工艺误差补偿模块，用于在基本温度开关模块的阈值温度发生偏差 时，向基本温度开关模块提供误差补偿信号，稳定基本温度开关模块中的 阈值温度；基本温度开关模块，用于在温度达到阈值温度时改变电路的工作状 态，实现温度开关功能。所述阈值温度设置模块包括用于输入输出数字信号的基本数字信号 端口，和用于存储输入的数字信号，并向基本温度开关模块稳定输出数字 信号的存储器电路。所述基本数字信号端口包括用于输入数字信号的串行输入端口，用 于输出数字信号的全并行输出端口 ，和用于对输入输出进行控制的时钟信 号。所述阈值温度设置模块进一步包括用于对输入的数字信号进行译 码，并将译码后的数字信号发送给存储器电路的数字译码电路。所述数字译码电路采用二进制译码方式或格雷译码方式对输入的数 字信号进行译码。所述工艺误差补偿模块包括-偏置电路，用于检测基本温度开关模块中阈值温度的变化，并在基本 温度开关模块的阈值温度发生偏差时，向浮栅神经元MOS晶体管电路提 供误差补偿信号；浮栅神经元MOS晶体管电路，利用接收的误差补偿信号调节基本温度开关模块，稳定基本温度开关模块中的阈值温度。所述偏置电路包括两个输出电压随工艺参数和温度呈线性变化的电 路，和一个随工艺参数和温度偏差很小的减法电路，所述减法电路的输入 端与上述两电路的输出端连接。所述浮栅神经元MOS晶体管电路包括两个并联的电容和一个MOS 晶体管，所述MOS晶体管的栅极同时与两个电容相连。所述偏置电路与浮栅神经元MOS晶体管电路之间进一步包括用作开 关的两个MOS晶体管，周期性的控制两个MOS晶体管的开关状态对浮栅 神经元MOS晶体管电路进行初始化。所述基本温度开关模块为基本温度敏感电路，包括可选择导通的并联 MOS晶体管，所述可选择导通的并联MOS晶体管，用于根据阈值温度设 置模块输入的数字信号调节自身的有效宽长比，实现对阈值温度的设置。(三)有益效果 从上述技术方案可以看出，本专利技术具有以下有益效果-1、 利用本专利技术，通过采用阈值温度设置模块，可以向基本温度开关 模块输出数字信号，调节温度开关模块中控制阈值温度MOS管的有效宽 长比，在不提高电路复杂程度的前提下可以方便的对基本温度开关模块中 的阈值温度进行设置，实现了开关温度阈值的可编程控制。2、 利用本专利技术，通过采用工艺误差补偿模块，在基本温度开关模块 的阈值温度发生偏离时，向基本温度开关模块提供误差补偿信号，稳定基 本温度开关模块中的阈值温度，精确补偿了温度开关的阈值温度由工艺误 差引起的偏差，大大降低了温度阈值的偏差，使阈值温度基本稳定在一个 合适的波动范围内。3、 利用本专利技术，通过对温度开关电路进行周期性的初始化，使温度 开关只受当前温度影响，消除了迟滞，很好的地解决了温度阈值的迟滞问 题。4、 利用本专利技术，电路功耗低，可以进一步达到节约能源的目的，非 常有利于本专利技术的推广和应用。附图说明图1为本专利技术提供的具有工艺误差补偿功能的可编程温度开关的结构框图2为本专利技术提供的阈值温度设置模块的原理图3为本专利技术提供的阈值温度设置模块的一个简单实施电路图4为本专利技术提供的工艺误差补偿模块的实施电路图5为本专利技术提供的偏置电路的实施电路图6为本专利技术提供的基本温度开关模块的实施电路图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实 施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。如图1所示，图1为本专利技术提供的具有工艺误差补偿功能的可编程温 度开关的结构框图，该温度开关包括阈值温度设置模块101、工艺误差补 偿模块102和基本温度开关模块103。其中，阈值温度设置模块101，用于向基本温度开关模块103输出数 字信号，调节温度开关模块103中控制阈值温度的MOS管的有效宽长比， 对基本温度开关模块103中的阈值温度进行设置。所述阈值温度设置模块101包括用于输入输出数字信号的基本数字信 号端口，和用于存储输入的数字信号，并向基本温度开关模块稳定输出数 字信号的存储器电路。所述基本数字信号端口包括用于输入数字信号的串行输入端口 ，用于 输出数字信号的全并行输出端口，和用于对输入输出进行控制的时钟信 号。所述阈值温度设置模块101进一步包括用于对输入的数字信号进行译 码，并将译码后的数字信号发送给存储器电路的数字译码电路。所述数字译码电路可以采用二进制译码方式、格雷译码方式或其他译 码方式对输入的数字信号进行译码。工艺误差补偿模块102，用于在基本温度开关模块103的阈值温度发生偏差时，向基本温度开关模块103提供误差补偿信号，稳定基本温度开 关模块103中的阈值温度；所述工艺误差补偿模块102包括偏置电路，用于检测基本温度开关模 块101中阈值温度的变化，并在基本温度幵关模块101的阈值温度发生偏 差时，向浮栅神经元MOS晶体管电路提供误差补偿信号;浮栅神经元MOS 晶体管电路，用于将接收的误差补偿信号发送给基本温度开关模块101， 稳定基本温度开关模块101中的阈值温度。所述偏置电路包括两个输出电压随工艺参数和温度呈线性变化的电 路，和一个随工艺参数和温度偏差很小的减法电路，所述减法电路的输入 端与上述两电路的输出端连接。所述浮栅神经元MOS晶体管电路包括两个并联的电容和一个MOS 晶体管，所述MOS晶体管的栅极同时与两个电容相连。所述偏置电路与浮栅神经元MOS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度开关，其特征在于，该温度开关包括：阈值温度设置模块，用于向基本温度开关模块输出数字信号，调节温度开关模块中控制阈值温度的ＭＯＳ管的有效宽长比，对基本温度开关模块中的阈值温度进行设置；工艺误差补偿模块，用于在基本温度开 关模块的阈值温度发生偏差时，向基本温度开关模块提供误差补偿信号，稳定基本温度开关模块中的阈值温度；基本温度开关模块，用于在温度达到阈值温度时改变电路的工作状态，实现温度开关功能。

【技术特征摘要】
1、一种温度开关，其特征在于，该温度开关包括阈值温度设置模块，用于向基本温度开关模块输出数字信号，调节温度开关模块中控制阈值温度的MOS管的有效宽长比，对基本温度开关模块中的阈值温度进行设置；工艺误差补偿模块，用于在基本温度开关模块的阈值温度发生偏差时，向基本温度开关模块提供误差补偿信号，稳定基本温度开关模块中的阈值温度；基本温度开关模块，用于在温度达到阈值温度时改变电路的工作状态，实现温度开关功能。2、 根据权利要求1所述的温度开关，其特征在于，所述阈值温度设 置模块包括用于输入输出数字信号的基本数字信号端口，和用于存储输 入的数字信号，并向基本温度开关模块稳定输出数字信号的存储器电路。3、 根据权利要求2所述的温度开关，其特征在于，所述基本数字信 号端口包括-用于输入数字信号的串行输入端口，用于输出数字信号的全并行输出 端口，和用于对输入输出进行控制的时钟信号。4、 根据权利要求2所述的温度开关，其特征在于，所述阈值温度设 置模块进一步包括用于对输入的数字信号进行译码，并将译码后的数字 信号发送给存储器电路的数字译码电路。5、 根据权利要求4所述的温度开关，其特征在于，所述数字译码电 路采用二进制译码方式或格雷译码方式对输入的数字信号进行译码。6、 根据权利要求1所述的温度开关，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昀龙，吴南健，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]