提供温度与数字码间线性关系的方法技术

一种提供温度与数位数字码间线性关系的方法，该方法包括提供对应至一温度的一第一电压；提供一第二电压，其以多个数字码作为输入；以及利用该第一电压与该第二电压识别对应该温度的一数字码；其中多个该温度大体与所述多个数字码呈线性关系。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及提供数字码与温度间线性关系的方法。各种实施例应用于温度感测器 之中。
技术介绍
温度感测器可用来监控中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)、绘图处 理单元(Graphics Processing Unit，GPU)、微处理(Micro Processing Unit，MPU)、单芯片 系统(System On Chip，S0C)等电子元件的温度。当温度超出预设临界值时，感测器可发出 警报告知电路降低运作速度，甚至关闭其运作以减少功率消耗而降低温度，进而避免元件 因过热而发生结构损坏。一般来说，温度感测器包括参考电路与温度测量电路，其温度相依性不是与绝对 温度有正关系(proportional to absolute temperature, PTAT)就是与绝对温度有互补 关系(Complementary to absolute temperature,CTAT)。正比于绝对温度，表示其具有正 温度系数，测量电路输出的电压随温度上升而增加；互补于绝对温度，表示其具有负温度系 数，测量电路输出的电压随温度上升而降低。此外，可使用一数字至模拟转换器(digital to analog converter, DAC)型温度感测器，其采用比较PTAT电压与CTAT基射电压的方式 运作。然而，此方法的DAC码与温度间存在非线性的问题，此即表示，该方法无法在大的温 度范围下保持良好线性关系，使得温度测量的准确性不佳。某些技术涉及CTAT电压，其比较电压会在设计的温度范围中以高温度系数变动。 当比较电压为PTAT时，此方法本质上就会造成DAC码相对温度的非线性，而且，在没有其他 温度校正措施(例如多点校正技术)的情况下，会有不良的温度测量准确度。为了达到更 好的DAC码对温度线性度，其他技术试图将比较电压(或参考电压)的曲线平行化，但是， 由于所述多个曲线实际上无法彼此平行，所以这些技术是不成功的。该等公知技术也因此 遭受温度测量不准确的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种方法，包括提供对应至一温度的一第一电压；提供一第二电压，其 以多个数字码作为输入；以及利用该第一电压与该第二电压识别对应该温度的一数字码； 其中多个该温度大体与所述多个数字码呈线性关系。本专利技术另提供一种方法，包括提供一第一电压，其与温度相依；以及提供一第二 电压，具有不显著的温度系数，并以多个数字码为其输入；其中在一识别的温度下，若该第 一电压不等于该第二电压，则调整一数字码直到该第一电压大致相等于该第二电压；以使 该识别的温度对应至该数字码；多个该识别的温度大致与所述多个数字码线性相关。本专利技术另提供一电路，包括一第一电路，用以产生对应至一温度的一第一电压；以 多个数字码作为输入而产生一第二电压；以及使用该第一电压与该第二电压以识别对应至 该温度的一数字码；一改变手段，以改变一数字码的方式改变一数字至模拟电流与一数字至模拟电阻值中的一者或两者的组合以改变该第二电压；其中多个该温度大致与所述多个 数字码呈线性关系。附图说明 图1为CTAT型的比较器100的实施例。图2为本专利技术中VCTAT、VCMP与温度T间的关系图表200。图3以线条310指出温度T与VCTAT相关DAC码C间的关系图300。图4为依据本专利技术第1实施例的电路400。图5为依照第二实施例的电路500。图6为本专利技术一实施例的PTAT型比较器600。图7为依据本专利技术一实施例的一图表700用以说明VPTAT、VCMP与温度T间的关系。图8为一图表800，其以线条810表示在PTAT型实施例中温度T与DAC码C间的关系。图9为本专利技术实施例中用以产生VPTAT的电路900。图10为电路1000，用以说明DAC晶体管M4的实施例。图11为晶体管M4开启或关闭次数与值L的对应表1100。图12为一图表120，用以说明图10中数字码与信号CT间的关系。并且，上述附图中的附图标记说明如下100 比较器；110、120 线路；Vcmp 比较电压；Vctat 参考电压；310 线条；厘”厘⑶曰日体管；A1 放大器；Imi、Im2 电流；NODE1 节点 1 ；NODE2 节点 2 ；R21、R22 电阻器；R3 DAC电阻器；Im4 DAC 电流；Cqut 合成信号。具体实施例方式本专利技术的实施例关于一种能够。可在温度感 测器中应用各种实施例。在某些实施例中，在特定温度下(例如半导体装置的操作温度)， 感测器中的一电路(例如温度感测电路)可将一温度相依性参考电压(例如Vctat)与一比 较电压(例如Vcmp)提供至比较器。Vctat以互补于绝对温度的方式与温度相依。比较电压VeMP则以DAC码为输入而产生。若VCTAT与VeMP相等(例如大体相等)时，则比较器会输出信 号表示该事实(例如以逻辑高态表示)。若VCTAT与VeMP并不相等时，则会将比较器输出提供 至另外的电路(例如一校正电路)，该电路会改变该DAC码直到VCTAT与VeMP两者相等为止。 实际上，在一特定时点，温度感测电路所感测的温度对应到当VCTAT与VeMP相等时的DAC码。 在各实施例中，各温度感测电路所感测的温度与DAC码大体呈线性相关。其他实施例中亦 包括电压与绝对温度呈正比关系的情形。下文将说明本专利技术的实施例的特征与优点。实施例中的温度感测电路可与 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)工艺的半导体电路整合。温度与 DAC 码间的线性度会提升温度感测电路的准确性，使温度容易被校准，进而得到精准的温度感 测结果。下文为介绍本专利技术的最佳实施例。各实施例用以说明本专利技术的原理，但非用以限 制本专利技术。任何本领域普通技术人员，在不脱离本专利技术的精神和范围内，当可做些许的更动 与润饰。本专利技术中在各实施例中将重复使用某些数字，但其仅为简化说明，并非表示各实施 例间必然存在何种关系。电压以互补于绝对温度(VCTAT)的方式与温度相依图1为CTAT型的比较器100的实施例。线路110上的参考电压VCTAT与线路120 上的比较电压veMP由下述电路(例如温度感测电路)所产生。比较器100的比较电压VCMP 与VCTAT，并提供线路130上的合成信号(■。在各实施例中，VeMP为一电压，其会在大温度范 围上以非常小且不明显的温度系数变动。此外，各乂，值以DAC(数字至模拟转换器)码 作为输入而产生。Vctat为一绝对温度互补型(complementary to absolute temperature, CTAT)参考电压，并在一对应温度下由温度感测电路产生。举例而言，在一应用中，该温度感 测电路可为半导体装置(例如CPU)中一感测器的一部分。操作上，CPU所承受的特定温度 (例如运作温度)同样被温度感测电路所感测，而VCTAT即以此温度为输入而产生。在某些 实施例中，VeMP起先低于VCTAT，而为假值(具有低逻辑)。之后VeMP增加至稍高于(大体 相等于)VCTAT,而COTT为真值(具有高逻辑)。当VeMP低于VCTAT时，则信号COTT将供应至其他 电路(例如一校正电路，图未示)，该电路可改变DAC码进而改变VeMP，直到Ve本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：提供对应至一温度的一第一电压；提供一第二电压，其以多个数字码作为输入；以及利用该第一电压与该第二电压识别对应该温度的一数字码；其中多个该温度大体与所述多个数字码呈线性关系。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：隋彧文，陈建宏，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]