一种热传感器，包括具有第一和第二输入节点的比较器。参考电压发生器与第一输入节点电连接。参考电压发生器被配置为提供基本上与温度无关的参考电压。温度感测电路与第二输入节点电连接。温度感测电路被配置为提供依赖于温度的电压。温度感测电路包括电流反射镜。第一金属氧化物半导体(MOS)晶体管电连接在电流反射镜和地之间。第一电阻器与电流反射镜电连接。第二MOS晶体管与第一电阻器串联电连接。第二MOS晶体管和第一电阻器以并联的方式与第一MOS晶体管电连接。
【技术实现步骤摘要】
本申请的实施例涉及在温度和数字码之间生成线性关系。各种实施例用于温度传感器。
技术介绍
温度传感器可用于监控诸如CPU (中央处理单元)、GPU (图形处理单元)、MPU (微 处理单元)、soc(片上系统)等的电子部件的温度。当温度超过预定阈值时，传感器可警告电路降低或者甚至关闭单元来减小功耗，从而减小温度，使得可以防止会引起单元的破坏性故障的过热。通常，温度传感器包括参考电路和温度测量电路，其中，温度依存性与绝对温度成正比(PTAT)或者与绝对温度互补(CTAT)。此外，可以使用依赖于比较PTAT电压与CTAT基极-射极电压的基于温度传感器的DAC (数模转换器)。然而，该方法会遭遇DAC码-温度非线性问题，即，其在较宽的温度范围内不能实现很好的线性，导致较差的温度测量精度。在涉及CTAT电压的一些方法中，在设计温度范围中，所比较的电压随着高温系统发生变化。当所比较的电压为PTAT时，实施方案引入了固有的DAC码-温度非线性，结果，除非执行大量的温度校准(例如，多点校准)，否则会遭遇较差的温度测量精度。其他方法试图使比较(或参考)电压族各曲线平行，从而实现更好的DAC码-温度线性，但不能成功，因为实际上曲线是不平行的。因此，这些方法也会遭遇较差的温度测量精度。
技术实现思路
本申请的实施例涉及在温度和数字码之间提供线性关系。各种实施例用于温度传感器。在一个实施例中，在特定温度(例如，半导体器件的使用温度)处，传感器中的电路向比较器提供温度依赖参考电压(例如，Vctat)和比较电压(例如，Ncw) . Vctat依赖于作为与绝对温度互补的温度。比较电压Vqip被生成为具有DAC码作为输入。如果Vctat和Vqip相等，则比较器输出例如通过提供真逻辑来进行表示。如果Vctat和Vcmp不相等，则比较器输出被提供给另一电路(例如，调整电路)，其改变DAC码直到Vctat和Vqip相等。实际上，在特定时间点，当Vctat和Vaff相等时，由温度传感电路经历的温度对应于DAC码。在各个实施例中，由温度传感电路经历的各个温度和DAC码基本上是线性相关的。还公开了依赖于与绝对温度成正比的温度的电压(例如，Vptat)所相关的其他实施例。本专利技术提供了一种热传感器，包括比较器，具有第一输入节点和第二输入节点；参考电压发生器，与比较器的第一输入节点电连接，参考电压发生器被配置为提供基本上独立于温度的参考电压；以及温度感测电路，与比较器的第二输入节点电连接，温度感测电路被配置为提供依赖于温度的电压，其中，温度感测电路包括电流反射镜；第一金属氧化物半导体MOS晶体管，电连接在电流反射镜与地之间，其中，第一节点在第一 MOS晶体管与电流反射镜之间；第一电阻器，与电流反射镜电连接，其中，第二节点在第一电阻器与电流反射镜之间；以及第二MOS晶体管，与第一电阻器串联电连接，其中，第二MOS晶体管和第一电阻器以并联的方式与第一 MOS晶体管电连接。其中，第一 MOS晶体管和第二 MOS晶体管在热传感器的感测操作期间在子阈域中进行操作。其中，温度感测电路为与绝对温度互补CTAT感测电路。其中，第一节点与比较器的第二输入节点电连接。该热传感器还包括第三MOS晶体管，与电源电压电连接；第四MOS晶体管，与第三MOS晶体管串联电连接；第二电阻器，电连接在第一节点与第三晶体管和第四晶体管之间的第三节点之间；以及第三电阻器，电连接在第三节点和第二节点之间。其中，第四MOS晶体管在热传感器的感测操作期间在子阈域中进行操作。其中，温度感测电路为与绝对温度成比例PTAT感测电路。该热传感器还包括第三MOS晶体管，与电源电压电连接，其中，第三MOS晶体管的栅极与电流反射镜电连接；以及第二电阻器，与第三MOS晶体管串联电连接，其中，第三MOS晶体管和第二电阻器之间的第三节点与比较器的第一输入节点电连接。该热传感器还包括第四MOS晶体管，与电源电压电连接；第五MOS晶体管，与第三MOS晶体管串联电连接，其中，第四节点在第四MOS晶体管和第五MOS晶体管之间；第三 电阻器，电连接在第四节点和第一节点之间；以及第四电阻器，电连接在第四节点和第二节点之间。其中，第五MOS晶体管在热传感器的感测操作期间在子阈域中进行操作。此外，还提供了一种热传感器，包括比较器，具有第一输入节点和第二输入节点；参考电压发生器，与比较器的第一输入节点电连接，参考电压发生器被配置为提供基本上独立于温度的参考电压；以及与绝对温度互补CTAT感测电路，与比较器的第二输入节点电连接，CTAT感测电路被配置为提供依赖于温度的电压，其中，CTAT感测电路包括电流反射镜；第一金属氧化物半导体MOS晶体管，电连接在电流反射镜与地之间，其中，第一节点在第一 MOS晶体管与电流反射镜之间；第一电阻器，与电流反射镜电连接，其中，第二节点在第一电阻器与电流反射镜之间；以及第二 MOS晶体管，与第一电阻器串联电连接，其中，第二 MOS晶体管和第一电阻器以并联的方式与第一 MOS晶体管电连接，并且第一 MOS晶体管和第二 MOS晶体管在热传感器的感测操作期间在子阈域中进行操作。其中，第一节点与比较器的第二输入节点电连接。该热传感器还包括第三MOS晶体管，与电源电压电连接；第四MOS晶体管，与第三MOS晶体管串联电连接；第二电阻器，电连接在第一节点与第三晶体管和第四晶体管之间的第三节点之间；以及第三电阻器，电连接在第三节点和第二节点之间。其中，第四MOS晶体管在热传感器的感测操作期间在子阈域中进行操作。此外，还提供了一种热传感器，包括比较器，具有第一输入节点和第二输入节点；参考电压发生器，与比较器的第一输入节点电连接，参考电压发生器被配置为提供基本上独立于温度的参考电压；以及与绝对温度成比例PTAT感测电路，与比较器的第二输入节点电连接，PTAT感测电路被配置为提供依赖于温度的电压，其中，PTAT感测电路包括电流反射镜；第一金属氧化物半导体MOS晶体管，电连接在电流反射镜与地之间，其中，第一节点在第一 MOS晶体管与电流反射镜之间；第一电阻器，与电流反射镜电连接，其中，第二节点在第一电阻器与电流反射镜之间；以及第二 MOS晶体管，与第一电阻器串联电连接，其中，第二 MOS晶体管和第一电阻器以并联的方式与第一 MOS晶体管电连接，并且第一 MOS晶体管和第二 MOS晶体管在热传感器的感测操作期间在子阈域中进行操作。该热传感器还包括第三MOS晶体管，与电源电压电连接，其中，第三MOS晶体管的栅极与电流反射镜电连接；以及第二电阻器，与第三MOS晶体管串联电连接，其中，第三MOS晶体管和第二电阻器之间的第三节点与比较器的第一输入节点电连接。该热传感器还包括第四MOS晶体管，与电源电压电连接；第五MOS晶体管，与第三MOS晶体管串联电连接，其中，第四节点在第四MOS晶体管和第五MOS晶体管之间；第三 电阻器，电连接在第四节点和第一节点之间；以及第四电阻器，电连接在第四节点和第二节点之间。其中，第五MOS晶体管在热传感器的感测操作期间在子阈域中进行操作。本申请的实施例可具有以下特征和/或优点中的一个或者它们的组合。温度传感电路的实施例可以集成到由先进CMOS (互补金属氧化物半导体)工艺所制造的半导体电路中。温本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热传感器，包括：比较器，具有第一输入节点和第二输入节点；参考电压发生器，与所述比较器的所述第一输入节点电连接，所述参考电压发生器被配置为提供基本上独立于温度的参考电压；以及温度感测电路，与所述比较器的所述第二输入节点电连接，所述温度感测电路被配置为提供依赖于温度的电压，其中，所述温度感测电路包括：电流反射镜；第一金属氧化物半导体MOS晶体管，电连接在所述电流反射镜与地之间，其中，第一节点在所述第一MOS晶体管与所述电流反射镜之间；第一电阻器，与所述电流反射镜电连接，其中，第二节点在所述第一电阻器与所述电流反射镜之间；以及第二MOS晶体管，与所述第一电阻器串联电连接，其中，所述第二MOS晶体管和所述第一电阻器以并联的方式与所述第一MOS晶体管电连接。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：隋彧文，
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：
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