一种断点补偿和热限制电路制造技术

一种断点补偿和热限制电路，包括一个带隙电压基准电路，被提供断点补偿来调节由电路提供的基准电压的温度系数。该电压电路也包括一个热限制晶体管，它由一个具有正温度系数的电压提供偏置。当温度达到预定值时，该热限制晶体管吸收一个迅速增加的电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用来减少带隙电压基准电路的输出电压随温度变化而变化的的幅度的电路。
技术介绍
单片集成电路的操作参数通常表现出温度依赖性。在这样的温度依赖性的来源中的有一个晶体管的基极-发射极电压降(Vbe)，具有通常为_2mV/°C的负温度系数，且通过热电压(Vt)的两个不匹配的晶体管的基极-发射极电压下降(AVbe)的不同展现出一个与温度成正比的正温度系数
技术实现思路
所以本专利技术的目的是提供一个电压基准电路，它包括一个带隙基准电路和调整由作为温度函数的带隙基准电路提供的基准电压的温度系数。本专利技术进一步目的是提供一个基准电压电路，它包括一个也能够提供偏置为一个热关断电路的带隙基准电路。本专利技术的这些和其他部件由一个电压基准电路完成，在电路中，一个断点补偿电压在温度超过预定温度的情况下产生，由一个偏置为由带隙电压基准产生的正温度系数的断点补偿晶体管提供该预定温度。本专利技术的技术解决方案在一个模拟集成电路电压调节器等的设计中，有必要在电路内部建立一个电压或电流基准，它实质上是不随温度变化的。带隙电压基准电路往往是用来提供一基准电压或电流。这样一个电路产生一个相对稳定的输出电压通过补偿一个具有正温度系数(电压差为AVbe)的基极-发射极电压降Vbe的负温度系数的设备。尤其是，双温度系数在电路中产生，且电压差AVbe的正温度系数由于热电压缩放比例因子与温度⑷无关，与基极-发射极电压降Vbe的负温度系数相结合来获得一个名义上的温度依赖性为零的输出电压。然而，在实践中，带隙电压基准电路的输出电压保留了一定程度的温度依赖性，因为相反极性的温度系数都是非线性的，这样，各自的漂移率随温度而变化。因此，随着温度的变化，这两个系数对不保持在一个固定的比例关系，产生一个非线性网络温度系数。此夕卜，组成该电路的装置通常表现出其他不单独补偿的非线性温度系数。非补偿温度系数的总和产生一个随温度变化而非线性变化的输出电压网络。例如，在带隙电压基准电路的一种称为Brokaw Cell的带隙基准电路的类型中，输出电压表现出温度依赖性使输出电压在较低和较高的温度下逐渐降低，当到了绘制温度时，使输出电压曲线形状近似倒抛物线。这一在较低和较高的温度下输出电压的退化限制了最低温度系数，随着温度范围增加它可以被获得。许多利用带隙基准的电路也需要超温保护。这种保护是必要的，以防止由于高功耗造成过度温度上升而导致高功率电路例如电压调节器等维持永久性损坏。当温度超过预定阈值水平时，热关断电路通过检测电路的温度和自动关机电路提供必要的保护。因为一个调节器可在温度接近所需关机温度时工作，所以热过载保护不得影响电路在温度接近关机温度时正常工作。简单的热关断电路通常具有较低的热增益。因此，调节器使用这些简单的关机电路必须设置关机温度高于可取温度。鉴于上述情况，希望能提供一个基准电压电路包括一个带隙基准电路，产生具有比带隙参考电路小的温度依赖性的输出电压。它还需要能够提供一个基准电压电路，包括一个带隙基准电路，当操作温度超过预定阈值时，它也能够迅速关闭周围的电路。此外，能够提高由一个带隙基准电路提供的基准电压的温度独立性，并在没有大大增加电路复杂度的情况下提供热关断能力，这将是可取的。对比文献，专利技术专利电压发生电路，申请号200520009466. 9. 附图说明图I是一个常规Brokaw cell带隙基准电路的示意图；图2是一个图形，显示了图I的Brokaw cell能隙基准电路在工作温度范围内的输出电压；图3是一个图形，显示了基准电压电路包括Brokaw cell电路和断点补偿装置的输出电压；图4是体现本专利技术包括断点温度补偿的电压基准电路的一个原理图；图5是一个图形，显示了断点补偿和图4的热关断装置的操作。具体实施例方式参考图I,它显示了传统的Brokaw cell带隙基准电路100。电路100包括品体管102，它的集电极连接一个负载104，且它的基极连接到晶体管106的基极。晶体管102有多个发射器绑在一起，用来提供一个发射极面积，是晶体管106基极的η倍，使得晶体管102和106工作在不同的电流密度。虽然其他η值也可以使用，但是η的值通常是10。晶体管102的发射极连接电阻110的一端，且电阻110的另一端连接晶体管106的发射极和电阻112的一端。电阻112的另一端接地。晶体管106的集电极连接到负载108。放大器114连接到一个输出端子V。，一个非反相输入端连接到晶体管106的集电极，且一个反相输入端连接晶体管102的集电极。负载104和108可以作为一个镜像电流源，分别在晶体管102和106的集电极提供基本相等的电流I/和12’。它们也可能是简单的电阻负载。在任何情况下，集电极电流不需要相等。(集电极电流)可以调整比例，以达到发射极面积成某种比例的等同效果。假设提供基极电流I3被提供给晶体管104和106来正向偏置它们各自的基极-发射结，的发射器晶体管102和106的发射极之间的发射极面积的不同导致电阻110上电压AVbe的不同。忽视，基极电流的影响，电流I1等于电流I/，且电流12等于电流12’。电流值等于流经电阻112的电流I1和I2总和。晶体管102和106的基极电压V。等于晶体管106的基极-发射极电压Vbe和电阻112两端电压之和。晶体管106的基极-发射极电压Vbe具有一个约为_2mV/°C的负温度系数。电压差AVbe具有一个正温度系数，因为它是一个热电压Vt的功能，依次与绝对温度成正比，根据公式Vt = KT/q，这里的k是玻尔兹曼常数，q是电子电荷，且T是绝对温度。该电路运行以至于晶体管106的基极-发射极结的负温度系数与电压差AVbe的正温度系数相反。到第一个近似，当晶体管102和106的基极电压V。约为I. 2(带隙电压硅)时，该系数相互抵消，这样随着温度变化，电压V。在那个电压水平上的变化名义上是零。当发射率η和电阻R1还有112的值被选择来提供一个约等于I. 2V的电压V。时，从而该电路产生一个温度稳定电压V0。这一原则强调了电路100的基本理论运作，它将晶体管106的基极-发射极电压Vbe的温度依赖性和电压差AVbe作为线性项。然而，每一个项实际上随着温度变化而非线性变化。结果，电路100展示了在只有一度的温度下的一个值为零的净温度系数和随温度变化而变化的电压V。。从图2可以看出，输出电压V。的曲线200达到在一个温度Vp下的峰值电压VP，且随着温度从值Vp的增加或减少降低而降低，曲线200斜率为零，表明该电路在那个点上是 温度稳定的，但稳定性以一个增长速度随着温度从温度Tp升高或降低而丧失。一个Brokaw Cell电路输出电压的平均气温稳定性的测量，通过绘制一个矩形202围绕曲线200在特定温度T1J2范围内建立，矩形202足够大用来包括曲线200的整体。矩形202的面积越小，电路的超过给定温度范围的输出电压越稳定。一个减少电压基准电路不稳定的途径是为了提供断点补偿。断点补偿通过在某一特定温度(断点温度)下引入一个对电路运作的校正影响来实现，用来改变电路的净温度系数，并从而改变曲线200的形状以减少矩形202的面积。图3显示了断点补偿如何影响一个典型Brokaw Cell电路的输出电压。曲线300代表了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种断点补偿和热限制电路，其特征是：在一个具有用来在操作温度范围内的工作温度下提供输出电压的输出端的基准电压电路中，第一和第二两电源正极和一个带隙电压基准根据不同的温度系数在第一个节点提供基准电压，在第二节点提供一个与两晶体管的基极？发射极电压之间的差异成正比且具有正温度系数的电压，一个断点补偿电路包括：连接在输出端和第一节点之间的第一电阻装置；连接到输出端子和第一供应终端的装置用来提供一个电流至输出端；还有连接到第一节点、第二节点和第二电源正极，且响应第二节点电压的补偿装置，当操作温度到达一个断点补偿阈值时，用来产生一个补偿电压通过所述第一电阻装置，即输出电压是基准电压和补偿电压之和，且超过操作温度下等于或高于断点温度阈值的基准电压。所述第一电阻装置包括一个电阻。第二节点电压的正极温度系数等于或大于2mV/℃。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：包兴坤，
申请(专利权)人：苏州硅智源微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：