專利名稱：低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)將溫度感應(yīng)電路嵌設(shè)在積體電路中，尤指一種更精確、消耗功率更低，以及更小積體電路面積的溫度感測(cè)器。
背景技術(shù)：
溫度感測(cè)器用于控制各式各樣的積體電路功能，這些動(dòng)態(tài)功能包括動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取記憶體的更新頻率和延遲單元的延遲時(shí)間，兩者都隨溫度而變化，晶片溫度感測(cè)器是隨著溫度的變化而作調(diào)節(jié)或改變動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取記憶體的更新的頻率；同樣的，晶片溫度感測(cè)器也用于調(diào)節(jié)或穩(wěn)定所發(fā)生的電路延遲時(shí)間的變化，電路延遲時(shí)間的穩(wěn)定性對(duì)電路而言是很重要的，其取決于提供給正確電路應(yīng)用上所需的電路延遲的精確性，例如一電路延遲連鎖電路；另外，晶片溫度感測(cè)器也被寄與可以實(shí)現(xiàn)數(shù)位溫度計(jì)應(yīng)用的期望。
由于溫度感測(cè)器占用部分具有其它整合功能的積體電路，那么這些整合的溫度感測(cè)器占用最小的晶片面積和消耗最少的晶片功率是非常重要的，此外，對(duì)整合的溫度感測(cè)器的其它重要設(shè)計(jì)參數(shù)則是溫度測(cè)量本身的精確性。
圖1a顯示了電壓相對(duì)于溫度的先前技術(shù)圖表，其是為四個(gè)圖示于圖1c電路中的節(jié)點(diǎn)的電壓相對(duì)于溫度圖，如圖1a所示，VR1直線和Vbe2曲線的交叉點(diǎn)出現(xiàn)在溫度T1，該VR1是為圖1c上電阻器R1上端節(jié)點(diǎn)上的電壓，而Vbe2是為電晶體Q2二端的電壓，電壓Vbe2是參考電壓，也就是圖1c上的VREF＝Vbe2，該VR2是圖1c上R2電阻器上端節(jié)點(diǎn)上的電壓，圖1c是顯示輸入至比較放大器110內(nèi)的Vbe2和VR1、輸入至比較放大器120內(nèi)的Vbe2和VR2以及輸入至比較放大器130內(nèi)的Vbe2和VR3，VR3是為圖1c上電阻器R3上端節(jié)點(diǎn)的電壓。
在圖1a，如果VR1大于Vbe2，那么VT1為非零；一個(gè)非零的VT1表示，圖1c的電路是檢測(cè)出一溫度范圍超出如圖1b所示的T1。
在圖1a，如果VR2大于Vbe2，那么VT2為非零；一個(gè)非零的VT2表示，圖1c的電路是檢測(cè)出一溫度范圍超出如圖1b所示的T2。
在圖1a，如果VR3大于Vbe2，那么VT3為非零；一個(gè)非零的VT3表示，圖1c的電路是檢測(cè)出一溫度范圍超出如圖1b所示的T3。
美國(guó)專利6,078,208描述了一精密溫度感測(cè)器，它能夠產(chǎn)生隨著環(huán)境溫度作大幅變化的時(shí)脈頻率；該電路有一個(gè)振蕩產(chǎn)生器，兩個(gè)獨(dú)立的電流產(chǎn)生器，一個(gè)參考振蕩器和一個(gè)頻率計(jì)數(shù)器，兩個(gè)獨(dú)立電流產(chǎn)生器的輸出是組合起來(lái)提供一個(gè)電容器產(chǎn)生的近似線性的電容器充電電流，該電流是與溫度變化成正比，電容器充電電流是用于驅(qū)動(dòng)振蕩產(chǎn)生器，并輸出一時(shí)鐘頻率，而該時(shí)鐘頻率是與具有決定性斜率和截?cái)嗟臏囟仁浅示€性相關(guān)，頻率計(jì)數(shù)器是針對(duì)具有參考振蕩器的振蕩產(chǎn)生的輸出來(lái)進(jìn)行比較以便于計(jì)算出一個(gè)代表溫度的數(shù)位值。
美國(guó)專利6,019,508揭示出一個(gè)整合的溫度感測(cè)器電路；這個(gè)電路由兩個(gè)不同的電流源組成，并且使用由反相時(shí)脈控制的多路開(kāi)關(guān)。一第一個(gè)電壓是于第一個(gè)時(shí)脈相位時(shí)產(chǎn)生于一電容器上，而一第二個(gè)電壓是于第二個(gè)時(shí)脈相位時(shí)產(chǎn)生于該電容器上，一第二個(gè)電容器是連接于一運(yùn)算放大器的輸入和輸出之間，該第二個(gè)電容器是于第一個(gè)時(shí)鐘相位時(shí)進(jìn)行放電，并于第二個(gè)時(shí)脈相位時(shí)進(jìn)行充電，由于第二個(gè)電壓與溫度呈相關(guān)，故運(yùn)算放大器輸出上的電壓則視兩電容器的溫度和比率而定。
美國(guó)專利5,835,553(Suzuki)描述了一個(gè)溫度感測(cè)器電路；該電路包括一個(gè)產(chǎn)生計(jì)數(shù)脈沖的脈沖源和一個(gè)具有電阻的電阻器，其電阻是隨溫度而變化，溫度檢測(cè)電路是設(shè)計(jì)來(lái)依據(jù)溫度變化來(lái)轉(zhuǎn)換電阻器的電阻變化成為一代表脈沖的數(shù)位，計(jì)數(shù)器是用來(lái)計(jì)算訊號(hào)，并且對(duì)每一個(gè)溫度測(cè)量訊號(hào)來(lái)累積一計(jì)數(shù)值，因而可以保持累積的計(jì)數(shù)值，計(jì)數(shù)器輸出該累積計(jì)數(shù)值來(lái)回應(yīng)一具有低于第一頻率的第二頻率的重設(shè)訊號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，即在于創(chuàng)作出一種使用低功率小面積的整合溫度感應(yīng)電路的電路和方法，本發(fā)明的進(jìn)一步目的在于提供一溫度感測(cè)器，其比常見(jiàn)的技術(shù)更精確，并且能劃分增加被檢測(cè)的溫度數(shù)目。
本發(fā)明的目的是藉由一測(cè)量積體電路溫度的電路來(lái)達(dá)成，而該積體電路是具有一溫度感應(yīng)器電路，這種溫度感應(yīng)電路是包括一產(chǎn)生參考電壓的電流鏡參考電路、以及一放大該參考電壓的參考電壓放大器，其中該放大器輸出一放大的參考電壓，并為一組電壓比較器所使用，該放大參考電壓提供了一負(fù)極輸入至該電壓比較器中，而正極輸入至該電壓比較器是由一可產(chǎn)生多重電壓水平的電流鏡輸出電路來(lái)提供。
該組電壓比較器是包括一第一電壓比較器，其負(fù)極輸入是為參考電壓放大器的輸出，其正極輸入是從該第一輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，其輸出得以轉(zhuǎn)換并指出，已偵測(cè)到一最低絕對(duì)溫度；一第二電壓比較器，其負(fù)極輸入是為參考電壓放大器的輸出，其正極輸入是從該第二輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，其輸出得以轉(zhuǎn)換并指出，已偵測(cè)到次低的絕對(duì)溫度；以及一第三電壓比較器，其負(fù)極輸入是為參考電壓放大器的輸出，其正極輸入是從該第三輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，其輸出得以轉(zhuǎn)換并指出，已偵測(cè)到一第三低的絕對(duì)溫度。
于第一輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的電壓與一含有溫度感應(yīng)電路的半導(dǎo)體裸晶的最低絕對(duì)溫度成正比，而于第二輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的電壓與一含有溫度感應(yīng)電路的半導(dǎo)體裸晶的次低絕對(duì)溫度成正比，而于第三輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的電壓與一含有溫度感應(yīng)電路的半導(dǎo)體裸晶的第三低絕對(duì)溫度成正比。
為求進(jìn)一步了解本發(fā)明的構(gòu)造特征、技術(shù)內(nèi)容與功能，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，然而所附圖示乃供參考與說(shuō)明用，并非用以對(duì)本發(fā)明施予限制。


圖1a是為有關(guān)常見(jiàn)技術(shù)中，顯示電阻電壓和參考電壓交點(diǎn)的電壓相對(duì)于溫度的圖形；圖1b是為有關(guān)常見(jiàn)技術(shù)中，顯示溫度結(jié)果的電壓相對(duì)于溫度的圖形；圖1c是為有關(guān)常見(jiàn)技術(shù)中一種基本溫度感測(cè)器電路；圖2a是為本發(fā)明第一實(shí)施例的電阻電壓和參考電壓交點(diǎn)的電壓相對(duì)于溫度的圖形；圖2b是為溫度測(cè)量結(jié)果的電壓相對(duì)于溫度的圖形；圖2c是為本發(fā)明第一實(shí)施例的溫度感測(cè)器電路；圖3是為描述圖2c的電路控制的狀態(tài)圖表；圖4a是為本發(fā)明第二實(shí)施例的電路；圖4b是為本發(fā)明第二實(shí)施例的匯總表；圖5是為描述圖4的電路控制的狀態(tài)圖表；以及圖6是為本發(fā)明第一和第二實(shí)施例的電阻電壓和兩個(gè)不同參考電壓交點(diǎn)的電壓相對(duì)于溫度的圖形。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的第一實(shí)施例是顯示于圖2c，該圖中的電路具有三個(gè)PMOS裝置P1、P2和P3，P型金屬氧化物半導(dǎo)體，它們是用來(lái)執(zhí)行類似于圖1c電路的一個(gè)電流鏡功能；也就是，除了插入在圖2c中標(biāo)示為210的電路外，圖2c的電路是類似于圖1c的電路；新的電路210以系數(shù)N來(lái)增強(qiáng)了它的輸入，它就是Vbe2。而N-1值是為電阻器230對(duì)電阻器240的比率，例如，如果我們需要用5來(lái)乘以Vbe2，N-1＝5-1＝4；因此，可決定出R4和R5的數(shù)值，并產(chǎn)生一比率R4/R5＝4/1；如果R5＝1000歐姆，那么R4＝4000歐姆，在圖2c中，該放大器220具有正輸入端Vbe2以及作為負(fù)向輸入的回饋輸入，通過(guò)負(fù)輸入端，該放大器220的輸出是Vbe2×N，Vbe2乘以N，此產(chǎn)生了圖2a中的VREF曲線，其比圖1a的VREF曲線斜率更加陡峭，在圖2a中，VREF等于Vbe2×N，如果在圖2a中需要一個(gè)陡峭的VREF曲線，那么就可以選擇一個(gè)較大的N，這將產(chǎn)生一個(gè)R4和R5電阻值的不同選擇。
增加參考電壓VREF的斜率將導(dǎo)致更加精確，更加清楚界定的溫度測(cè)量，也就是在圖2c中，陡峭的斜率讓2c圖的電路較不受處理電阻器的數(shù)值變化的影響。
圖2a顯示電壓相對(duì)于溫度的圖形，圖2a描述的是在圖2c電路上四個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓相對(duì)于溫度的圖形，如圖2a所示，VR1’直線和Vbe2×N曲線的交點(diǎn)出現(xiàn)于T1的溫度上，VR1’是圖2c上電阻R1’上端節(jié)點(diǎn)的電壓，Vbe2是跨越電晶體Q2的電壓，電晶體Q2的大小是大于電晶體Q1，并以系數(shù)M∶1來(lái)表示，其中M＞1，這讓Q2的電阻小于Q1的電阻，并提供了一透過(guò)電阻器Rbe來(lái)達(dá)到一可控制的電壓下降，電阻Rbe可改變來(lái)調(diào)節(jié)期望的Vbe2參考電壓，電壓Vbe2×N是為參考電壓，在圖2c上的VREF＝Vbe2×N。VR2’是為圖2c上電阻器R2’的上端節(jié)點(diǎn)的電壓。
圖2c顯示Vbe2×N和VR1’作為比較器A1的輸入，圖2c顯示Vbe2×N和VR2’作為比較器A2的輸入，圖2c顯示Vbe2×N和VR3’作為比較器A3的輸入，VR3’是圖2c上電阻器R3’上端節(jié)點(diǎn)上的電壓。
參閱圖2c，電壓VR1’、VR2’和VR3’的溫度依附衍生如下Iq1＝Iq2＝Ir＝I為確保以上電流相等，需要以下設(shè)備尺寸。
(W/L)P1＝(W/L)P2＝(W/L)P3其中，W/L是場(chǎng)效應(yīng)電晶體寬度和長(zhǎng)度的比例，而P1、P2和P3是為顯示在圖2c上的場(chǎng)效應(yīng)電晶體。
Vbe1＝I*Rbe+Vbe2I＝(Vbe1-Vbe2)/Rbe＝[(k*T/q)*ln(l/ls1)-(k*T/q)*ln(I/Is2)]/RbeI＝[(k*T/q)*ln(Is2/Is1)]/Rbe＝[(k*T/q)*ln(M)]/Rbe
VR1’＝I*(R1’+R2’+R3’)＝[(k*T/q)*ln(M)]*(R1’+R2’+R3’)/RbeVR2’＝I*(R2’+R3’)＝[(k*T/q)*ln(M)]*(R2’+R3’)/RbeVR3’＝I*(R3’)＝[(k*T/q)*ln(M)]*(R3’)/Rbe在圖2a中，如果VR1’大于Vbe2×N，則VT1將為非零；一個(gè)非零的VT1表示，圖2c的電路是檢測(cè)到一超過(guò)如圖2b所示的T1的溫度范圍。
在圖2a中，如果VR2’大于Vbe2×N，則VT2將為非零；一個(gè)非零的VT2表示，圖2c的電路是檢測(cè)到一超過(guò)如圖2b所示的T2的溫度范圍。
在圖2a中，如果VR3’大于Vbe2×N，則VT3將為非零；一個(gè)非零的VT3表示，圖2c的電路是檢測(cè)到一超過(guò)如圖2b所示的T3的溫度范圍。
圖3顯示在圖2c中電路操作的狀態(tài)圖表示法；狀態(tài)圖是表示出四個(gè)溫度狀態(tài)S0、S1、S2、S3或者等效的三個(gè)溫度T1、T2、T3的情況被測(cè)量到，在狀態(tài)圖S0、S1、S2、S3中狀態(tài)的數(shù)目是等于K+1，其中，K＝被測(cè)量的溫度數(shù)位，不同狀態(tài)表示出不同的溫度視窗，基于不同狀態(tài)S0、S1、S2、S3的決定，揭示的溫度感測(cè)器能檢測(cè)到不同的溫度視窗，基于VT1，VT2或VT3的轉(zhuǎn)換決定，揭示的溫度感測(cè)器能檢測(cè)一精確的溫度，在圖3中，狀態(tài)S0即代表初始溫度狀態(tài)，它是假定，溫度值的增加是從初始溫度狀態(tài)S0至S1至S2至S3，而電壓圖310是顯示出，由狀態(tài)S0至S1至S2至S3的進(jìn)展，在S0時(shí)期時(shí)，VT1、VT2和VT3皆為低電位，在S1時(shí)期時(shí)，VT1則為高電位，而在S2時(shí)期時(shí)VT1和VT2皆為高電位，而在S3時(shí)期VT1、VT2和VT3都為高電位，在圖3中，表格310是顯示出，圖2C的比較器A1在S0狀態(tài)時(shí)為ON，比較器A1和A2在S1狀態(tài)時(shí)期亦為ON，比較器A2和A3在S2狀態(tài)時(shí)亦為ON，比較器A3在S3狀態(tài)時(shí)亦為ON，以上信息告訴我們，在任何時(shí)點(diǎn)上，最多只有兩個(gè)比較器為ON，這個(gè)僅僅兩個(gè)比較器為ON的事實(shí)將于圖4中作進(jìn)一步說(shuō)明。
在圖4，從S0狀態(tài)到S1狀態(tài)的轉(zhuǎn)變是由VT1從低電位轉(zhuǎn)變到高電位所產(chǎn)生的，從圖2b讓我們回想起，當(dāng)積體電路晶片的溫度從低于T1上升至高于T1時(shí)，VT1訊號(hào)將從低電位轉(zhuǎn)變到高電位，當(dāng)VR1’大于或等于圖2a中VREF時(shí)，即可檢測(cè)出此狀況，此不等性可由圖2c電路的比較器A1中檢測(cè)出，比較器作用方式如下如果VR1’小于VREF，那么VT1為低電位，如果VR1’大于或等于VREF，那么VT1為高電位。
在圖3，從S1狀態(tài)到S2狀態(tài)的轉(zhuǎn)變是由VT2從低電位轉(zhuǎn)變到高電位所觸發(fā)的，從圖2b讓我們回想起，當(dāng)積體電路晶片的溫度從低于T2上升至高于T2時(shí)，VT2訊號(hào)將從低電位轉(zhuǎn)變到高電位，當(dāng)VR2’大于或等于圖2a中VREF時(shí)，即可檢測(cè)出此狀況，此不等性可由圖2c電路的比較器A2中檢測(cè)出。
在圖3，從S2狀態(tài)到S3狀態(tài)的轉(zhuǎn)變是由VT3從低電位轉(zhuǎn)變到高電位所觸發(fā)的，從圖2b讓我們回想起，當(dāng)積體電路晶片的溫度從低于T3上升至高于T3時(shí)，VT3訊號(hào)將從低電位轉(zhuǎn)變到高電位，當(dāng)VR3’大于或等于圖2a中VREF時(shí)，即可檢測(cè)出此狀況，此不等性可由圖2c電路的比較器A3中檢測(cè)出。
在圖3，從S3狀態(tài)到S2狀態(tài)的轉(zhuǎn)變是由VT3從高電位轉(zhuǎn)變到低電位所觸發(fā)的，從圖2b讓我們回想起，當(dāng)積體電路晶片的溫度從高于T3下降至低于T3時(shí)，VT3訊號(hào)將從高電位轉(zhuǎn)變到低電位，當(dāng)VR3’小于圖2a中VREF時(shí)，即可檢測(cè)出此狀況，此不等性可由圖2c電路的比較器A3中檢測(cè)出。
在圖3，從S2狀態(tài)到S1狀態(tài)的轉(zhuǎn)變是由VT2從高電位轉(zhuǎn)變到低電位所觸發(fā)的，從圖2b讓我們回想起，當(dāng)積體電路晶片的溫度從高于T2下降至低于T2時(shí)，VT2訊號(hào)將從高電位轉(zhuǎn)變到低電位，當(dāng)VR2’小于圖2a中VREF時(shí)，即可檢測(cè)出此狀況，此不等性可由圖2c電路的比較器A2中檢測(cè)出。
在圖3，從S1狀態(tài)到S0狀態(tài)的轉(zhuǎn)變是由VT1從高電位轉(zhuǎn)變到低電位所觸發(fā)的，從圖2b讓我們回想起，當(dāng)積體電路晶片的溫度低于T1時(shí)，VT1訊號(hào)將從高電平轉(zhuǎn)變到低電位，當(dāng)VR1’小于圖2a中VREF時(shí)，即可檢測(cè)出此狀況，此不等性可由圖2c電路的比較器A1中檢測(cè)出。
圖4a是顯示本發(fā)明的第二實(shí)施例，該圖4a電路類似于圖2c電路，它由兩個(gè)比較器A1’451和A2’452組成，而不是如圖2c所示的三個(gè)比較器A1、A2和A3組成，圖4a電路有兩個(gè)增加的電路組481、482，電路組481和482有三個(gè)互補(bǔ)的金屬氧化物半導(dǎo)體通閘，每個(gè)由平行的N型通道金屬氧化物半導(dǎo)體和P型通道金屬氧化物半導(dǎo)體的場(chǎng)效應(yīng)電晶體傳輸電柵來(lái)完成，類似的，這些閘極的控制訊號(hào)彼此互補(bǔ)，在電路組481和482的傳輸電柵的汲極是共同連接至標(biāo)示為VR1″和VR2″的節(jié)點(diǎn)上，其分別傳送至在A1’和A2’電壓比較器451和452的正輸入端；于圖4a中的通閘的源極是連接至電壓VR1’、VR2’和VR3’。
另外，圖4a電路有兩個(gè)增加的電路組461，462，電路組461和462有三個(gè)互補(bǔ)的金屬氧化物半導(dǎo)體通閘，每個(gè)由平行的N型通道金屬氧化物半導(dǎo)體和P型通道金屬氧化物半導(dǎo)體的場(chǎng)效應(yīng)電晶體傳輸電柵來(lái)完成，類似的，這些閘極的控制訊號(hào)彼此互補(bǔ)，電路組461和462的傳輸電柵的汲極是共同連接至標(biāo)示為VT1’″和VT2’″的節(jié)點(diǎn)上，其分別來(lái)自A1’和A2’電壓比較器451和452的輸出端，于圖4a中的通閘的源極是連接至電壓VT1’、VT2’和VT3’。
增設(shè)的電路組481、482是用于控制選擇性回饋電壓VR1’、VR2’和VR3’，電路組481、482是連接到比較器A1’和A2’輸入端，這些輸入端必需于不同的狀態(tài)S0、S1、S2和S3期間有效，圖4b中表格471闡明了從圖2c哪個(gè)比較器被比較器A1’和A2’所代替，例如在S1狀態(tài)期間，比較器A1’取代了比較器A1，以及比較器A2’代替比較器A2，在圖4b中表格471，在S2狀態(tài)期間，比較器A1’取代了比較器A2，以及比較器A2’代替比較器A3。
圖4b顯示，表格475說(shuō)明了在電路組461和462上通柵的柵節(jié)點(diǎn)上的控制訊號(hào)狀態(tài)，表格475上的SS0、SS1、SS2和SS3所顯示的電位必需能夠產(chǎn)生圖4b，表格475上所顯示的通柵的源極節(jié)點(diǎn)上所形成的訊號(hào)。
同樣地，圖4b的表格472是源自于表格471，表格472顯示，在S2狀態(tài)期間，電壓VT1’代表電壓VT2，而電壓VT2’代表電壓VT3，圖4b中的VT1、VT2和VT3等同于圖2c中VT1、VT2和VT3，圖4b的表格473顯示，要求的控制訊號(hào)啟動(dòng)必需達(dá)到顯示在表格471和472上的兩個(gè)比較器的創(chuàng)新使用，表格473的啟動(dòng)導(dǎo)致VR1″和VR2″的選擇性布置。
圖5顯示了描述圖4電路操作的狀態(tài)圖510，以上六個(gè)獨(dú)特的狀態(tài)轉(zhuǎn)換是提供了本發(fā)明的溫度感測(cè)器電路和積體電路的能力，并以藉由狀態(tài)S0，S1，S2，或S3來(lái)識(shí)別其所代表的溫度。
在圖5中，我們發(fā)現(xiàn)有四個(gè)狀態(tài)S0、S1、S2和S3來(lái)代表3個(gè)溫度T1、T2和T3，通常是需要n+1個(gè)狀態(tài)來(lái)代表n個(gè)不同的溫度，此外，在圖4電路中，每個(gè)電路組例如461和462皆有n’個(gè)通閘或傳輸電柵，例如，測(cè)量100個(gè)不同的溫度，就必需設(shè)計(jì)101個(gè)狀態(tài)，為簡(jiǎn)化通閘設(shè)計(jì)以及因?yàn)槔鐖D4中463的FET裝置的多樣性而產(chǎn)生的電容性負(fù)載，本設(shè)計(jì)可能每11個(gè)狀態(tài)需使用到兩個(gè)比較器，來(lái)限制通閘的數(shù)量達(dá)到每組電路組例如461或462至10個(gè)設(shè)備。10個(gè)不同溫度需要11個(gè)狀態(tài)來(lái)進(jìn)行識(shí)別。
在圖5中，狀態(tài)S0時(shí)，A1’為OFF，而A2’為ON，此導(dǎo)致VT1在為低電位、未鎖住，因?yàn)锳2’決定VT1，此亦導(dǎo)致VT2和VT3為低電位，VT2和VT3需要鎖住，因?yàn)闋顟B(tài)S0時(shí)沒(méi)有驅(qū)動(dòng)器來(lái)檢測(cè)VT2和VT3，在圖5中，狀態(tài)S1時(shí)，A1’為ON，而A2’為OFF，這導(dǎo)致VT1處于高電位和VT2’處于低電位、未鎖住，因?yàn)锳1’決定VT1，而A2’決定VT2，VT3需要被鎖住，因?yàn)樵跔顟B(tài)S1時(shí)沒(méi)有驅(qū)動(dòng)器來(lái)檢測(cè)的VT3，在圖5中，狀態(tài)S2時(shí)，A1’、A2’皆為ON，此導(dǎo)致VT2處于高電平和VT3處于低電位、未鎖住，因?yàn)锳1’決定VT2，而A2’決定VT3，VT1需要被鎖住，因?yàn)樵跔顟B(tài)S2沒(méi)有驅(qū)動(dòng)器檢測(cè)VT1，在圖5中，狀態(tài)S3時(shí)，A1’為ON，A2’為OFF，此導(dǎo)致VT3處于高電位、未鎖住，因?yàn)锳1’決定VT3，這也導(dǎo)致VT1和VT2處于高電位，VT1和VT2需要被鎖住，因?yàn)樵跔顟B(tài)S3沒(méi)有驅(qū)動(dòng)器來(lái)檢測(cè)VT1和VT2。
這些VT1、VT2和VT3的代表值在任何時(shí)候能夠用來(lái)評(píng)估并決定電路處在哪個(gè)狀態(tài)，例如在S1狀態(tài)，VT1的驅(qū)動(dòng)器為A1’，而VT2的驅(qū)動(dòng)器是A2’，VT3則應(yīng)為被鎖住為低電位，因?yàn)樵赟1狀態(tài)VT3沒(méi)有驅(qū)動(dòng)器，當(dāng)A1’檢測(cè)到VT1在S1狀態(tài)時(shí)從電位轉(zhuǎn)變到低電位，狀態(tài)將從S1變成S0，然后VT1’驅(qū)動(dòng)器將從A1’變化為A2’，并且A1’將關(guān)閉，以及VT2和VT3的值被鎖住為低電位，因?yàn)樵赟0狀態(tài)沒(méi)有VT2和VT3的驅(qū)動(dòng)器，當(dāng)A2’檢測(cè)到VT2在S1狀態(tài)從低電位轉(zhuǎn)變到高電位時(shí)，狀態(tài)則將從S1變化為S2，VT2’驅(qū)動(dòng)器將從A2’變化為A1’，VT3不再被鎖住，A2’將是VT3的驅(qū)動(dòng)器以及VT1被鎖住為高電位，因?yàn)樵赟2狀態(tài)沒(méi)有VT1的驅(qū)動(dòng)器，在圖5，520的波形和530的表格顯示VT1、VT2和VT3在S0、S1、S2和S3狀態(tài)中的轉(zhuǎn)變，表格540總結(jié)了在不同狀態(tài)中，A1’和A2’的狀況，例如在S0狀態(tài)時(shí)，VT1的驅(qū)動(dòng)器是A2’，在S1狀態(tài)時(shí)，VT1的驅(qū)動(dòng)器是A1’，而VT2的驅(qū)動(dòng)器是A2’，在S2狀態(tài)時(shí)，VT2的驅(qū)動(dòng)器是A1’，而VT3的驅(qū)動(dòng)器是A2’，在S3狀態(tài)時(shí)，VT3的驅(qū)動(dòng)器是A1’，而A2’為OFF。
在圖5從S0狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)镾1狀態(tài)期間，VT1從低電位轉(zhuǎn)為高電位，從S1狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)镾2狀態(tài)期間，VT2從低電位上升轉(zhuǎn)為高電位，從S2狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)镾3狀態(tài)期間，VT3從低電位上升為高電位，從S3狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)镾2狀態(tài)期間，VT3從高電位轉(zhuǎn)為低電位，從S2狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)镾1狀態(tài)期間，VT2從高電位轉(zhuǎn)為低電位，從S1狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)镾0狀態(tài)期間，VT1從高電位下降為低電位。
圖6顯示本發(fā)明是如何比在圖1c上所提出的基本溫度感測(cè)器更精確，在圖6中T1是被沒(méi)有偏移電壓的理想比較器所決定的溫度；ΔT是為由實(shí)際比較器所決定出來(lái)的溫度變化，由于沒(méi)有理想因素從而可能導(dǎo)致偏移電壓Vos，既然本發(fā)明有一個(gè)參考電壓等于Vbe×2，即為兩倍于先前技術(shù)中的參考電壓Vbe。
在圖6Vbe×2的斜率是兩倍于Vbe的斜率，陡峭的斜率得讓本發(fā)明比圖1c上提議的基本溫度感測(cè)器更精確，圖6顯示溫度變化ΔT設(shè)計(jì)為小于原始ΔT，從圖6的以上分析，我們看到，本發(fā)明的內(nèi)容比圖1c上提議的基本溫度感測(cè)器有更小的溫度變化，故本發(fā)明更為精確，并且較不受非理想因素的影響。
但以上所述的，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定本發(fā)明的范圍。即凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的均等變化與修飾，皆為本發(fā)明專利范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)器的電路，其特征在于至少包括一產(chǎn)生參考電壓的電流鏡參考電路；一放大該參考電壓的參考電壓放大器，其中該放大器輸出一放大的參考電壓；一組電壓比較器，其中，該放大參考電壓提供了一負(fù)極輸入至該電壓比較器中，以及一電流鏡輸出電路，可產(chǎn)生多重電壓水平，而每一電壓水平是為電壓比較器的額外輸入。
2.如權(quán)利要求1所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)器的電路，其特征在于其中該電流鏡參考電路包括一第一雙極性電晶體，是以二極體的型式與共同接地的一基極和集極連接器相接；一第二雙極性電晶體，是以二極體的型式與共同接地的一基極和集極相接，其中，第二雙極性電晶體具有M倍于第一雙極性電晶體的面積，并且M大于1；一放大器，其負(fù)極輸入是連接至該第一雙極性電晶體的射極，而其正極則連接至一輸入電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，而第二節(jié)點(diǎn)則連接至上述兩雙極電晶體的第二電晶體的一射極；以及三個(gè)PMOS FET，P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效電晶體，其源極是接至電源供應(yīng)器，而其閘極則連接至上述放大器的輸出，其中共同閘極連接讓上述三個(gè)PMOS FET具有相同的電流，而上述三個(gè)PMOS FET的第一PMOS FET具有一連接至上述第一雙極電晶體發(fā)射極的汲極，而上述三個(gè)PMOS FET的第二PMOS FET具有一連接至上述輸入電阻器的一節(jié)點(diǎn)的汲極，而上述三個(gè)PMOS FET的第三PMOSFET亦具有一汲極，其連接至一位于輸出電流鏡電路分支內(nèi)的第一輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)器的電路，其特征在于其中該參考電壓放大器具有一連接至上述輸入電阻器的第二節(jié)點(diǎn)的正極輸入，而該參考電壓放大器另具有一連接至一第一參考電壓放大器電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的負(fù)極輸入，而其第二節(jié)點(diǎn)則予以接地，其中該參考電壓放大器具有一連接至第二參考電壓放大器電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的輸出，而其第二節(jié)點(diǎn)則連接至第一參考電壓電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，如果參考電壓放大器的放大倍數(shù)為N時(shí)，該第一參考電壓放大器電阻器以1表示，則該第二參考電壓放大器電阻器則以N-1表示。
4.如權(quán)利要求3所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)器的電路，其特征在于其中該組電壓比較器包括一第一電壓比較器，其負(fù)極輸入是為參考電壓放大器的輸出，其正極輸入是從該第一輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，其輸出得以轉(zhuǎn)換并指出，已偵測(cè)到一最低絕對(duì)溫度；一第二電壓比較器，其負(fù)極輸入是為參考電壓放大器的輸出，其正極輸入是從該第二輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，其輸出得以轉(zhuǎn)換并指出，已偵測(cè)到次低的絕對(duì)溫度；以及，一第三電壓比較器，其負(fù)極輸入是為參考電壓放大器的輸出，其正極輸入是從該第三輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，其輸出得以轉(zhuǎn)換并指出，已偵測(cè)到一第三低的絕對(duì)溫度。
5.如權(quán)利要求4所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)器的電路，其特征在于其中電流鏡輸出電路是由三個(gè)PMOSFET的第三PMOS FET所組成，其汲極連接至第一輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，第二輸出電阻器具有一第二節(jié)點(diǎn)，其連接至一第三輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，該第三輸出電阻器的一第二節(jié)點(diǎn)則予以接地。
6.如權(quán)利要求5所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)器的電路，其特征在于其中于第一輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的電壓與一含有溫度感應(yīng)電路的半導(dǎo)體裸晶的最低絕對(duì)溫度成正比，而于第二輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的電壓與一含有溫度感應(yīng)電路的半導(dǎo)體裸晶的次低絕對(duì)溫度成正比，而于第三輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的電壓與一含有溫度感應(yīng)電路的半導(dǎo)體裸晶的第三低絕對(duì)溫度成正比。
7.一種低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)器的電路，其特征在于至少包括一產(chǎn)生參考電壓的電流鏡參考電路；一放大該參考電壓的參考電壓放大器，其中該放大器輸出一放大的參考電壓；一組電壓比較器，該放大參考電壓提供了一負(fù)極輸入至該電壓比較器中；一電流鏡輸出電路，可產(chǎn)生多重電壓水平，而每一電壓水平是為電壓比較器的額外輸入；第一群組的三個(gè)轉(zhuǎn)換閘極FET，其可有選擇性地將不同的輸出電壓水平連接至該組電壓比較器的第一電壓比較器的正極輸入；以及，第二群組的三個(gè)轉(zhuǎn)換閘極FET，其可有選擇性地將不同的輸出電壓水平連接至該組電壓比較器的第二電壓比較器的正極輸入。
8.如權(quán)利要求7所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)器的電路，其特征在于其中該電流鏡參考電路包括一第一雙極性電晶體，是以二極體的型式與共同接地的一基極和集極相接；一第二雙極電晶體，是以二極管的型式與共同接地的一基極和集極相接，該第二雙極性電晶體具有M倍于第一雙極性電晶體的面積，并且M大于1；一放大器，其負(fù)極輸入是連接至該第一雙極性電晶體的射極，而其正極則連接至一輸入電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，而第二節(jié)點(diǎn)則連接至上述兩雙極電晶體的第二電晶體的一射極；以及，三個(gè)PMOSFET，P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效電晶體，其源極是連接至電源供應(yīng)器，而其閘極則連接至上述放大器的輸出，其中，共同閘極連接讓上述三個(gè)PMOSFET具有相同的電流，而上述三個(gè)PMOS FET的第一PMOSFET具有一連接至上述第一雙極電晶體發(fā)射極的汲極，而上述三個(gè)PMOS FET的第二PMOS FET具有一連接至上述輸入電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的的漏極，而上述三個(gè)PMOS FET的第三PMOS FET亦具有一漏極，其連接至一位于輸出電流鏡電路分支內(nèi)的第一輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求8所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)器的電路，其特征在于其中該參考電壓放大器具有一連接至上述輸入電阻器的第二節(jié)點(diǎn)的正極輸入，而該參考電壓放大器另具有一連接至一第一參考電壓放大器電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的負(fù)極輸入，而其第二節(jié)點(diǎn)則予以接地，該參考電壓放大器具有一連接至第二參考電壓放大器電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的輸出，而其第二節(jié)點(diǎn)則連接至第一參考電壓電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，參考電壓放大器的放大倍數(shù)為N，則該第一參考電壓放大器電阻器以1來(lái)表示，該第二參考電壓放大器電阻器則以N-1來(lái)表示。
10.如權(quán)利要求9所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)器的電路，其特征在于其中該組電壓比較器包括一第一電壓比較器，其負(fù)極輸入是為參考電壓放大器的輸出，其正極輸入是從第一群組轉(zhuǎn)換閘極FET，并連接第一輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，或是第二輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，或是第三輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，端視狀態(tài)控制模式而定，其輸出得以閉鎖，而其水平和轉(zhuǎn)換是配合狀態(tài)控制模式來(lái)決定一絕對(duì)溫度水平；以及，一第二電壓比較器，其負(fù)極輸入是為參考電壓放大器的輸出，其正極輸入是從第二群組轉(zhuǎn)換閘極FET，并連接第一輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，或是第二輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，或是第三輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，端視狀態(tài)控制模式而定，其輸出得以閉鎖，而其水平和轉(zhuǎn)換是配合狀態(tài)控制模式來(lái)決定一絕對(duì)溫度水平。
11.如權(quán)利要求10所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)器的電路，其特征在于其中電流鏡輸出電路是由三個(gè)PMOS FET的第三PMOS FET所組成，其汲極連接至第一輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，該第二輸出電阻器具有一第二節(jié)點(diǎn)，其連接至一第三輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，該第三輸出電阻器的一第二節(jié)點(diǎn)則予以接地。
12.如權(quán)利要求11所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)器的電路，其特征在于其中該第一輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的電壓與一含有溫度感應(yīng)電路的半導(dǎo)體裸晶的最低絕對(duì)溫度成正比，而于第二輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的電壓與一含有溫度感應(yīng)電路的半導(dǎo)體裸晶的次低絕對(duì)溫度成正比，而于第三輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的電壓與一含有溫度感應(yīng)電路的半導(dǎo)體裸晶的第三低絕對(duì)溫度成正比。
13.如權(quán)利要求12所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)器的電路，其特征在于其中第一群組三個(gè)轉(zhuǎn)換閘極FET分別具有漏極，并共同連接該組電壓比較器的第一電壓比較器的正極輸入，該第一群組三個(gè)轉(zhuǎn)換閘極FET分別具有源極，并分別連接該第一輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)、第二輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)以及第三輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，該第一群組三個(gè)轉(zhuǎn)換閘極FET分別具有閘極，且連接至來(lái)自狀態(tài)控制模式的控制訊號(hào)。
14.如權(quán)利要求13所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)器的電路，其特征在于其中予以偵測(cè)的絕對(duì)溫度的數(shù)量增加得藉由附加該輸出電阻器以及一轉(zhuǎn)換閘極FET來(lái)達(dá)成，并可偵測(cè)每一絕對(duì)溫度。
15.如權(quán)利要求14所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)器的電路，其特征在于其中狀態(tài)控制模式的數(shù)量等于被偵測(cè)的溫度數(shù)目加1。
16.如權(quán)利要求15所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)器的電路，其特征在于其中被偵測(cè)的溫度數(shù)目增加超過(guò)該轉(zhuǎn)換閘極FET的電路負(fù)載限制時(shí)，該對(duì)電壓比較器將被復(fù)制。
17.一種低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)的方法，其特征在于至少包括下列步驟使用一電流鏡參考電路來(lái)產(chǎn)生一參考電壓；使用一放大器來(lái)放大參考電壓；提供一組電壓比較器，該放大的參考電壓提供了一負(fù)極輸入至該電壓比較器；以及，提供一電流鏡輸出電路，其可產(chǎn)生多重的電壓水平，每一電壓水平可作為電壓比較器的額外輸入。
18.如權(quán)利要求17所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)的方法，其特征在于其中該電流鏡參考電路包括一第一雙極性電晶體，是以二極體的型式與共同接地的一基極和集極相接；一第二雙極性電晶體，是以二極體的型式與共同接地的一基極和集極相接，該第二雙極性電晶體具有M倍于第一雙極性電晶體的面積，并且M大于1；一放大器，其負(fù)極輸入是連接至該第一雙極性電晶體的射極，而其正極則連接至一輸入電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，而第二節(jié)點(diǎn)則連接至上述兩雙極電晶體的第二電晶體的一射極；以及，三個(gè)PMOS FET，P型金屬一氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效電晶體，其源極是連接至電源供應(yīng)器，而其閘極則連接至上述放大器的輸出，該共同閘極連接讓上述三個(gè)PMOS FET具有相同的電流，而上述三個(gè)PMOS FET的第一PMOS FET具有一連接至上述第一雙極電晶體發(fā)射極的汲極，而上述三個(gè)PMOS FET的第二PMOS FET具有一連接至上述輸入電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的汲極，而上述三個(gè)PMOS FET的第三PMOS FET亦具有一汲極，其連接至一位于輸出電流發(fā)電路分支內(nèi)的第一輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)。
19.如權(quán)利要求18所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)的方法，其特征在于其中該參考電壓放大器具有一連接至上述輸入電阻器的第二節(jié)點(diǎn)的正極輸入，而該參考電壓放大器另具有一連接至一第一參考電壓放大器電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的負(fù)極輸入，而其第二節(jié)點(diǎn)則予以接地，該參考電壓放大器具有一連接至第二參考?jí)悍糯笃麟娮杵鞯牡谝还?jié)點(diǎn)的輸出，而其第二節(jié)點(diǎn)則連接至第一參考電壓電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，該參考電壓放大器的放大倍數(shù)為N時(shí)，該第一參考電壓放大器電阻器以1表示，則該第二參考電壓放大器電阻器則以N-1來(lái)表示。
20.如權(quán)利要求19所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)的方法，其特征在于其中該組電壓比較器包括一第一電壓比較器，其負(fù)極輸入是為參考電壓放大器的輸出，其正極輸入是從該第一輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，其輸出得以轉(zhuǎn)換并指出，已偵測(cè)到一最低絕對(duì)溫度；一第二電壓比較器，其負(fù)極輸入是為參考電壓放大器的輸出，其正極輸入是從該第二輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，其輸出得以轉(zhuǎn)換并指出，已偵測(cè)到次低的絕對(duì)溫度；以及，一第三電壓比較器，其負(fù)極輸入是為參考電壓放大器的輸出，其正極輸入是從該第三輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，其輸出得以轉(zhuǎn)換并指出，已偵測(cè)到一第三低的絕對(duì)溫度。
21.如權(quán)利要求20所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)的方法，其特征在于其中電流鏡輸出電路是由三個(gè)PMOSFET的第三PMOS FET所組成，其漏極連接至第一輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，該第二輸出電阻器具有一第二節(jié)點(diǎn)，其連接至一第三輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，該第三輸出電阻器的一第二節(jié)點(diǎn)則予以接地。
22.如權(quán)利要求21所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)的方法，其特征在于其中于第一輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的電壓與一含有溫度感應(yīng)電路的半導(dǎo)體裸晶的最低絕對(duì)溫度成正比，而于第二輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的電壓與一含有溫度感應(yīng)電路的半導(dǎo)體裸晶的次低絕對(duì)溫度成正比，而于第三輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的電壓與一含有溫度感應(yīng)電路的半導(dǎo)體裸晶的第三低絕對(duì)溫度成正比。
23.一種低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)的方法，其特征在于至少包括下列步驟使用一電流鏡參考電路來(lái)產(chǎn)生一參考電壓；使用一放大器來(lái)放大參考電壓；提供一對(duì)電壓比較器，該放大的參考電壓提供了一負(fù)極輸入至該電壓比較器；提供一電流鏡輸出電路，其可產(chǎn)生多重的電壓水平，每一電壓水平可作為電壓比較器的額外輸入；提供第一群組的三個(gè)轉(zhuǎn)換閘極FET，其可選擇性地將不同的輸出電壓水平連接至一該對(duì)電壓比較器的第一電壓比較器的正極輸入；以及，提供第二群組的三個(gè)轉(zhuǎn)換閘極FET，其可選擇性地將不同的輸出電壓水平連接至一該對(duì)電壓比較器的第二電壓比較器的負(fù)極輸入。
24.如權(quán)利要求23所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)的方法，其特征在于其中該電流鏡參考電路包括一第一雙極性電晶體，是以二極體的型式與共同接地的一基極和集極相接；一第二雙極性電晶體，是以二極體的型式與共同接地的一基極和集極相接，該第二雙極性電晶體具有M倍于第一雙極性電晶體的面積，并且M大于1；一放大器，其負(fù)極輸入是連接至該第一雙極性電晶體的射極，而其正極則連接至一輸入電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，而第二節(jié)點(diǎn)則連接至上述兩雙極電晶體的第二電晶體的一射極；以及，三個(gè)PMOS FET，P型金屬一氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效電晶體，其源極是連接至電源供應(yīng)器，而其閘極則連接至上述放大器的輸出，該共同閘極連接讓上述三個(gè)PMOS FET具有相同的電流，而上述三個(gè)PMOS FET的第一PMOS FET具有一連接至上述第一雙極電晶體發(fā)射極的汲極，而上述三個(gè)PMOS FET的第二PMOS FET具有一連接至上述輸入電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的的汲極，而上述三個(gè)PMOS FET的第三PMOS FET亦具有一汲極，其連接至一位于輸出電流鏡電路分支內(nèi)的第一輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)。
25.如權(quán)利要求24所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)的方法，其特征在于其中該參考電壓放大器具有一連接至上述輸入電阻器的第二節(jié)點(diǎn)的正極輸入，而該參考電壓放大器另具有一連接至一第一參考電壓放大器電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的負(fù)極輸入，而其第二節(jié)點(diǎn)則予以接地，該參考電壓放大器具有一連接至第二參考電壓放大器電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的輸出，而其第二節(jié)點(diǎn)則連接至第一參考電壓電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，該參考電壓放大器的放大倍數(shù)為N時(shí)，該第一參考電壓放大器電阻器以1表示，則該第二參考電壓放大器電阻器則以N-1來(lái)表示。
26.如權(quán)利要求25所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)的方法，其特征在于其中該組電壓比較器包括一第一電壓比較器，其負(fù)極輸入是為參考電壓放大器的輸出，其正極輸入是從第一群組轉(zhuǎn)換閘極FET，且連接第一輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，或是第二輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，或是第三輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，端視狀態(tài)控制模式而定，其輸出得以閉鎖，而其水平和轉(zhuǎn)換是配合狀態(tài)控制模式來(lái)決定一絕對(duì)溫度水平；以及，一第二電壓比較器，其負(fù)極輸入是為參考電壓放大器的輸出，其正極輸入是從第二群組轉(zhuǎn)換閘極FET，且連接第一輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，或是第二輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，或是第三輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，端視狀態(tài)控制模式而定，其輸出得以閉鎖，而其水平和轉(zhuǎn)換是配合狀態(tài)控制模式來(lái)決定一絕對(duì)溫度水平。
27.如權(quán)利要求26所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)的方法，其特征在于其中電流鏡輸出電路是由三個(gè)PMOSFET的第三PMOS FET所組成，其漏極連接至第一輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，該第二輸出電阻器具有一第二節(jié)點(diǎn)，其連接至一第三輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，該第三輸出電阻器的一第二節(jié)點(diǎn)則予以接地。
28.如權(quán)利要求27所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)的方法，其特征在于其中于第一輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的電壓與一含有溫度感應(yīng)電路的半導(dǎo)體裸晶的最低絕對(duì)溫度成正比，而于第二輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的電壓與一含有溫度感應(yīng)電路的半導(dǎo)體裸晶的次低絕對(duì)溫度成正比，而于第三輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)的電壓與一含有溫度感應(yīng)電路的半導(dǎo)體裸晶的第三低絕對(duì)溫度成正比。
29.如權(quán)利要求28所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)的方法，其特征在于其中第一群組三個(gè)轉(zhuǎn)換閘極FET分別具有漏極，并共同連接該組電壓比較器的第一電壓比較器的正極輸入，該第一群組三個(gè)轉(zhuǎn)換閘極FET分別具有源極，并分別連接該第一輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)、第二輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)以及第三輸出電阻器的第一節(jié)點(diǎn)，該第一群組三個(gè)轉(zhuǎn)換閘極FET分別具有閘極，且連接至來(lái)自狀態(tài)控制模式的控制訊號(hào)。
30.如權(quán)利要求29所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)的方法，其特征在于其中予以偵測(cè)的絕對(duì)溫度的數(shù)量增加得藉由附加該輸出電阻器以及一轉(zhuǎn)換閘極FET來(lái)達(dá)成，并可偵測(cè)每一絕對(duì)溫度。
31.如權(quán)利要求30所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)的方法，其特征在于其中狀態(tài)控制模式的數(shù)量等于被偵測(cè)的溫度數(shù)目加1。
32.如權(quán)利要求31所述的低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)的方法，其特征在于其中當(dāng)被偵測(cè)的溫度數(shù)目增加超過(guò)該轉(zhuǎn)換閘極FET的電路負(fù)載限制時(shí)，該對(duì)電壓比較器將被復(fù)制。
全文摘要
一種低功率消耗和小電路面積溫度感測(cè)器的電路和方法，該溫度感應(yīng)器是比別的溫度感測(cè)器更精確，因?yàn)樗褂玫膮⒖茧妷合鄬?duì)于溫度具有較陡峭的斜率，此外，這個(gè)溫度感測(cè)器比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)消耗更低的功率，因?yàn)樗鼉H僅需要兩個(gè)電壓比較器，這是透過(guò)獨(dú)特的傳輸閘電壓選擇系統(tǒng)來(lái)完成，它允許兩個(gè)比較器在不同的溫度控制狀態(tài)模式下重復(fù)使用，該簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)可被應(yīng)用來(lái)增加檢測(cè)溫度的數(shù)目。
文檔編號(hào)G01K1/00GK1940512SQ20051009243
公開(kāi)日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2005年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月27日
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