一种低功耗高可靠性的过温保护电路和芯片制造技术

一种低功耗高可靠性的过温保护电路和芯片，该过温保护电路包括：N个温度检测模块，设于不同芯片区域处，N为大于1的正整数；过温检测模块，包括偏置电流源、N+1个MOS管、镜像恒流源和输出整形单元；第1至第N个MOS管并联在偏置电流源的输出端和镜像恒流源的输入端之间，且分别连接至对应温度检测模块的输出电压；第N+1个MOS管连接在偏置电流源的输出端和镜像恒流源的输出端之间，且连接参考电压；其中，输出整形单元的输入端连接至镜像恒流源的输出端，输出整形单元的输出信号用于判断是否存在温度超出允许阈值的芯片区域。该芯片包括上述过温保护电路。本技术可实现对芯片多个重要局部的过温保护，而无需额外增加比较器。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子电路领域，特别是涉及一种低功耗高可靠性的过温保护电路和芯片。

技术介绍

1、在ic芯片中，为了避免芯片在高温下失效损坏，需要在芯片内设计过温保护电路。随着芯片集成度的提高，功率管也会集成在芯片中，在功率管过大电流的工作条件下，可能出现芯片局部快速发热的情况，因为不是芯片整体发热，所以传统的过温保护电路很可能会出现芯片局部高温但不触发过温保护的问题，这会造成芯片功能失效甚至烧毁。

2、为了避免出现芯片局部高温但不触发过温保护的问题，一种现有可行的方案是使芯片中每一个可能出现局部大功率的模块都连接过温保护电路。现有的过温保护电路通常包括一个温度传感器以及一个与该温度传感器连接的比较器，该比较器用于将温度传感器输出的温度信号与指示阈值温度的参考信号进行比较，当比较结果指示温度传感器所在模块对应的温度超过阈值温度时，则控制相应模块进行过温保护，例如，切断相应模块的供电或切断整个芯片的供电。

3、然而，如果使芯片中每一个可能出现局部大功率的模块都连接上述过温保护电路的话，随着可能出现局部大功率的模块数目的增多，所需比较器的数目也会增多，这样一来又会大幅增大芯片功耗和面积，导致芯片的制造和使用成本大幅增加。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足，本技术提供一种低功耗高可靠性的过温保护电路和芯片，可以在不增加额外过温保护比较器的基础上，实现对芯片多个重要局部的过温保护，从而降低功耗，提高芯片的可靠性。

2、根据本技术的第一方面，提供一种低功耗高可靠性的过温保护电路。该低功耗高可靠性的过温保护电路包括：n个温度检测模块，设于不同芯片区域，n为大于1的正整数；过温检测模块；所述过温检测模块包括偏置电流源、n+1个mos管、镜像恒流源和输出整形单元；所述n+1个mos管中：第1至第n个mos管并联在所述偏置电流源的输出端和所述镜像恒流源的输入端之间，且分别连接至对应温度检测模块的输出电压；第n+1个mos管连接在所述偏置电流源的输出端和所述镜像恒流源的输出端之间，且连接至参考电压；其中，输出整形单元的输入端连接至所述镜像恒流源的输出端，输出整形单元的输出信号用于判断是否存在温度超出允许阈值的芯片区域。

3、进一步的，所述n+1个mos管的面积比为1:1:…:1:n，且所述第n+1个mos管的面积最大。

4、进一步的，n＝2、3或4。

5、进一步的，所述温度检测模块包括温度传感器。

6、进一步的，所述n+1个mos管为n+1个pmos管。

7、进一步的，所述n+1个pmos管的源极连接到所述偏置电流源的输出端；第1至第n个pmos管的栅极分别连接到所述n个温度检测模块，第n+1个pmos管的栅极连接到所述参考电压；第1至第n个pmos管的漏极连接到所述镜像恒流源的输入端，第n+1个pmos管的漏极连接到所述镜像恒流源的输出端。

8、进一步的，所述偏置电流源包括第n+2个pmos管；所述第n+2个pmos管的源极连接电源电压vdd，所述第n+2个pmos管的栅极连接至基准电压，所述第n+2个pmos管的漏极作为所述偏置电流源的输出端。

9、进一步的，所述镜像恒流源包括第一nmos管和第二nmos管；第一nmos管的漏极和栅极以及第二nmos管的栅极相连并引出作为所述镜像恒流源的输入端，所述第一nmos管的源极和第二nmos管的源极接地，所述第二nmos管的漏极引出作为所述镜像恒流源的输出端。

10、进一步的，所述输出整形单元包括第n+3个pmos管、第三nmos管、第一反相器和第二反向器；第n+3个pmos管的栅极连接至基准电压，第n+3个pmos管的源极连接电源电压vdd；第三nmos管的源极接地，第三nmos管的栅极连接所述镜像恒流源的输出端；第一反相器的输入端连接第n+3个pmos管的漏极和第三nmos管的漏极；第二反相器的输入端连接第一反相器的输出端，第二反向器的输出电压作为输出整形单元的输出电压。

11、根据本技术的第二方面，提供一种芯片。该芯片包括根据本技术第一方面所述的低功耗高可靠性的过温保护电路。

12、本技术的有益效果在于，与现有技术相比，可以在不额外增用于加过温保护的比较器的基础上，实现对芯片多个重要局部的过温保护，从而相比需要多个额外过温保护比较器的电路能够大大降低功耗、减小芯片面积；同时，因为可以在不增加芯片功耗的面积和功耗的条件下实现对芯片进行多点温度检测的目的，避免了出现单点过温而芯片没有检测到的情况，所以具有高可靠性。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种低功耗高可靠性的过温保护电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的低功耗高可靠性的过温保护电路，其特征在于，所述N+1个MOS管的面积比为1:1:…:1:N，且所述第N+1个MOS管的面积最大。

3.根据权利要求1所述的低功耗高可靠性的过温保护电路，其特征在于，N＝2、3或4。

4.根据权利要求1所述的低功耗高可靠性的过温保护电路，其特征在于，所述温度检测模块包括温度传感器。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的低功耗高可靠性的过温保护电路，其特征在于，所述N+1个MOS管为N+1个PMOS管。

6.根据权利要求5所述的低功耗高可靠性的过温保护电路，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的低功耗高可靠性的过温保护电路，其特征在于，所述偏置电流源包括第N+2个PMOS管；所述第N+2个PMOS管的源极连接电源电压VDD，所述第N+2个PMOS管的栅极连接至基准电压，所述第N+2个PMOS管的漏极作为所述偏置电流源的输出端。

8.根据权利要求6所述的低功耗高可靠性的过温保护电路，其特征在于，所述镜像恒流源包括第一NMOS管和第二NMOS管；第一NMOS管的漏极和栅极以及第二NMOS管的栅极相连并引出作为所述镜像恒流源的输入端，所述第一NMOS管的源极和第二NMOS管的源极接地，所述第二NMOS管的漏极引出作为所述镜像恒流源的输出端。

9.根据权利要求6所述的低功耗高可靠性的过温保护电路，其特征在于，所述输出整形单元包括第N+3个PMOS管、第三NMOS管、第一反相器和第二反向器；第N+3个PMOS管的栅极连接至基准电压，第N+3个PMOS管的源极连接电源电压VDD；第三NMOS管的源极接地，第三NMOS管的栅极连接所述镜像恒流源的输出端；第一反相器的输入端连接第N+3个PMOS管的漏极和第三NMOS管的漏极；第二反相器的输入端连接第一反相器的输出端，第二反向器的输出电压作为输出整形单元的输出电压。

10.一种芯片，包括权利要求1至9中任一项所述的低功耗高可靠性的过温保护电路。

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【技术特征摘要】

1.一种低功耗高可靠性的过温保护电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的低功耗高可靠性的过温保护电路，其特征在于，所述n+1个mos管的面积比为1:1:…:1:n，且所述第n+1个mos管的面积最大。

3.根据权利要求1所述的低功耗高可靠性的过温保护电路，其特征在于，n＝2、3或4。

4.根据权利要求1所述的低功耗高可靠性的过温保护电路，其特征在于，所述温度检测模块包括温度传感器。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的低功耗高可靠性的过温保护电路，其特征在于，所述n+1个mos管为n+1个pmos管。

6.根据权利要求5所述的低功耗高可靠性的过温保护电路，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的低功耗高可靠性的过温保护电路，其特征在于，所述偏置电流源包括第n+2个pmos管；所述第n+2个pmos管的源极连接电源电压vdd，所述第n+2个pmos管的栅极连接至基准电压，所述第n+2个pmos管的漏极作为所述偏置电流源的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：易新敏，徐海峰，毛帅，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：新型
国别省市：