一种高精度低功耗的过温保护电路制造技术

一种高精度低功耗的过温保护电路，包含启动电路、PTAT(Proportional To Absolute Temperature)电流源模块、CTAT（Complementary To Absolute Temperature）电流源模块、过温保护核心电路，其中启动电路包括第一PMOS管PM1、第二PMOS管PM2、第一NMOS管NM1、第二NMOS管NM2，其中PATA电流源模块包括第三PMOS管PM3、第四PMOS管PM4、第三NMOS管NM3、第四NMOS管NM4、第一电阻R1，其中CTAT电流源模块包括第五PMOS管PM5、第六PMOS管PM6、第五NMOS管NM5、第六NMOS管NM6、第二电阻R2，其中过温保护核心电路包括第七PMOS管PM7、第八PMOS管PM8、第九PMOS管PM9、第七NMOS管NM7、第八NMOS管NM8、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、比较器COMP、第一反相器U1、第二反相器U2，本发明专利技术通过获得一个PTAT电流和一个CTAT电流两者共同作用在电阻上，产生一个与温度无关的电压V

A high precision and low power over temperature protection circuit

【技术实现步骤摘要】
一种高精度低功耗的过温保护电路


[0001]本专利技术涉及，特别提供了高精度低功耗的过温保护电路，随着集成电路的发展，芯片的集成度越来越高，能耗密度也就越来越大，能耗会使芯片的温度上高，易引起PN结的热击穿，从而导致芯片不可逆转的损坏，过温保护电路能够实时监控芯片内部温度，当温度超过一定阈值就会自动关断芯片，防止芯片因过温而造成大面积损坏。

技术介绍

[0002]传统的过温保护电路的设计思路是利用双极型晶体管的温度特性来检测芯片的工作温度，电路产生与温度正相关的电流作用在电阻上得到温度检测电压，再通过电压比较器使温度检测电压和系统设置的无温度系数的带隙基准电压进行比较，当温度检测电压高于带隙基准电压时，关断芯片。

技术实现思路

[0003]本专利技术在上述传统过温保护电路的基础上，使用PTAT电流源和CTAT电流源作用在电阻上产生的电压取代了带隙基准电压作为无温度系数电压和温度检测电压进行比较，同时加入了由NM7、NM8构成二选一的数据选择器，输入由电阻R4、R5、R6确定，输出端作用在比较器的负输入端，进一步使温度的变化更加的精确。
[0004]一种高精度低功耗的过温保护电路，用于保护芯片免于因温度过高而导致的不可逆的损坏，所述过温保护电路包括启动电路模块，所述启动电路模块包括第一PMOS管PM1、第二PMOS管PM2、第一NMOS管NM1、第二NMOS管NM2，其中第一PMOS管的源极接VDD，漏极和栅极相连并连接到第二PMOS管的源极，第二PMOS管的漏极和栅极相连并分别与第一NMOS管的漏极和第二NMOS管的栅极相连，第一NMOS管的源极接地，第一NMOS管的栅极与过温保护核心电路中的第七PMOS管的漏极相连，第二NMOS管的源极接地，漏极作为启动电路的输出与PTAT(Proportional To Absolute Temperature)电流源模块中的第三PMOS管的栅极相连。
[0005]具体的，所述PTAT(Proportional To Absolute Temperature)电流源模块包括第三PMOS管PM3、第四PMOS管PM4、第三NMOS管NM3、第四NMOS管NM4、第一电阻R1，其中第三PMOS管和第四PMOS管的源极接VDD，第三PMOS管的栅极和第四PMOS管的栅极相连并与启动电路的输出连接，同时分别连接到CTAT(Complementary To Absolute Temperature)电流源模块中的第五PMOS管的栅极和过温保护核心电路中的第八PMOS管和第九PMOS管的栅极，第三PMOS管的漏极通过R1与第三NMOS管的漏极连接，第三NMOS管的源极接地，栅极连接到第三PMOS管的漏极，第四PMOS管的漏极与其自身栅极相连并连接到第四NMOS管的漏极，第四NMOS管的栅极连接到第三NMOS管的漏极，第四NMOS管的源极接地。
[0006]具体的，所述CTAT(Complementary To Absolute Temperature)电流源模块包括第五PMOS管PM5、第六PMOS管PM6、第五NMOS管NM5、第六NMOS管NM6、第二电阻R2，其中第五PMOS管的栅极由PTAT提供偏置电压，第五PMOS管的源极接VDD，第五PMOS管的漏极分别与第六NMOS管的栅极和第五NMOS管的漏极相连，第五NMOS管的栅极接第六NMOS管的源极，第五
NMOS管的源极接地，第六NMOS管的源极通过电阻R2接地，第六NMOS管的漏极接第六PMOS管的漏极，第六PMOS管的漏极与自身栅极相连并连接到过温保护核心电路中的第七PMOS管的栅极，第六PMOS管的源极接VDD。
[0007]具体的，所述过温保护核心电路包括第七PMOS管PM7、第八PMOS管PM8、第九PMOS管PM9、第七NMOS管NM7、第八NMOS管NM8、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、比较器COMP、第一反相器U1、第二反相器U2，其中第七PMOS管、第八PMOS管和第九PMOS管的源极接VDD，第七PMOS管的栅极由CTAT提供偏置电压，第七PMOS管的漏极通过电阻R3接地，同时连接第八PMOS管的漏极和比较器COMP的正输入端，第八PMOS管和第九PMOS管的栅极由PTAT提供电压偏置，第九PMOS管的漏极通过电阻R4接第七NMOS管的源极，第七NMOS管的栅极与第二反相器的输出端相连，第七NMOS管的漏极分别连接比较器COMP的负输入端和第八NMOS管的源极，第八NMOS管的漏极通过电阻R5接第七NMOS管的源极，并通过电阻R6接地，第八NMOS管的栅极接第一反相器的输出端并作为过温保护电路的输出端OTP_OUT，比较器COMP的输出端接第一反相器的输入，第一反相器的输出接第二反相器的输入。
[0008]本专利技术的有益效果为：无需额外的带隙基准电路，简化了整体的电路结构，同时对比较器负输入端增加了数据选择器，提高了温度检测的精度和降低了功耗。
附图说明
[0009]图1为本专利技术中一种高精度低功耗的过温保护电路的电路图。
具体实施方式
[0010]本专利技术提出的一种高精度低功耗的过温保护电路，包括启动电路、PTAT(Proportional To Absolute Temperature)电流源模块、CTAT(Complementary To Absolute Temperature)电流源模块、过温保护核心电路，其中启动电路用于为PTAT提供偏置电压，包括第一PMOS管PM1、第二PMOS管PM2、第一NMOS管NM1、第二NMOS管NM2，其中第一PMOS管的源极接VDD，漏极和栅极相连并连接到第二PMOS管的源极，第二PMOS管的漏极和栅极相连并分别与第一NMOS管的漏极和第二NMOS管的栅极相连，第一NMOS管的源极接地，第一NMOS管的栅极与过温保护核心电路中的第七PMOS管的漏极相连，第二NMOS管的源极接地，漏极作为启动电路的输出与PTAT(Proportional To Absolute Temperature)电流源模块中的第三PMOS管的栅极相连。
[0011]本专利技术通过PTAT(Proportional To Absolute Temperature)电流源模块，产生与温度正相关的电流，包括第三PMOS管PM3、第四PMOS管PM4、第三NMOS管NM3、第四NMOS管NM4、第一电阻R1，其中第三PMOS管和第四PMOS管的源极接VDD，第三PMOS管的栅极和第四PMOS管的栅极相连并与启动电路的输出连接，同时分别连接到CTAT(Complementary To Absolute Temperature)电流源模块中的第五PMOS管的栅极和过温保护核心电路中的第八PMOS管和第九PMOS管的栅极，第三PMOS管的漏极通过R1与第三NMOS管的漏极连接，第三NMOS管的源极接地，栅极连接到第三PMOS管的漏极，第四PMOS管的漏极与其自身栅极相连并连接到第四NMOS管的漏极，第四NMOS管的栅极连接到第三N本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度低功耗的过温保护电路，所述过温保护电路包括启动电路模块，其特征在于，所述启动电路模块包括第一PMOS管PM1、第二PMOS管PM2、第一NMOS管NM1、第二NMOS管NM2，其中第一PMOS管的源极接VDD，漏极和栅极相连并连接到第二PMOS管的源极，第二PMOS管的漏极和栅极相连并分别与第一NMOS管的漏极和第二NMOS管的栅极相连，第一NMOS管的源极接地，第一NMOS管的栅极与过温保护核心电路中的第七PMOS管的漏极相连，第二NMOS管的源极接地，漏极作为启动电路的输出与PTAT(Proportional To Absolute Temperature)电流源模块中的第三PMOS管的栅极相连。2.根据权利要求1所述的高精度低功耗的过温保护电路，其特征在于，所述PTAT(Proportional To Absolute Temperature)电流源模块包括第三PMOS管PM3、第四PMOS管PM4、第三NMOS管NM3、第四NMOS管NM4、第一电阻R1，其中第三PMOS管和第四PMOS管的源极接VDD，第三PMOS管的栅极和第四PMOS管的栅极相连并与启动电路的输出连接，同时分别连接到CTAT(Complementary To Absolute Temperature)电流源模块中的第五PMOS管的栅极和过温保护核心电路中的第八PMOS管和第九PMOS管的栅极，第三PMOS管的漏极通过R1与第三NMOS管的漏极连接，第三NMOS管的源极接地，栅极连接到第三PMOS管的漏极，第四PMOS管的漏极与其自身栅极相连并连接到第四NMOS管的漏极，第四NMOS管的栅极连接到第三NMOS管的漏极，第四NMOS管的源极接地。3.根据权利要求2所述的高精度低功耗的过温保护电路，其特征在于，所述CTAT(Complementary To Abs...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈剑均，许美程，
申请(专利权)人：宜矽源半导体南京有限公司，
类型：发明
国别省市：