本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，特別是涉及一種溫度監(jiān)測(cè)電路。

背景技術(shù)：

在集成電路設(shè)計(jì)中，有很多應(yīng)用都需要用到能夠?qū)囟冗M(jìn)行監(jiān)測(cè)的功能模塊，以更好的保護(hù)集成電路設(shè)計(jì)中的芯片的正常工作，避免溫度過高或者過低，例如，溫度過高時(shí)，會(huì)使得芯片被燒；溫度過低時(shí)，電池芯片無(wú)法工作。

對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)同時(shí)需要做到盡量減小工藝偏差對(duì)其監(jiān)測(cè)值帶來的偏差，使得監(jiān)測(cè)范圍更加精確。

現(xiàn)有的溫度監(jiān)測(cè)電路往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且監(jiān)測(cè)范圍不夠精確，因此有必要提供一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且溫度監(jiān)測(cè)范圍精確的溫度監(jiān)測(cè)電路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且溫度監(jiān)測(cè)范圍精確的溫度監(jiān)測(cè)電路。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種溫度監(jiān)測(cè)電路，包括偏置電壓輸入端、與所述偏置電壓輸入端相連的帶隙基準(zhǔn)子電路、與所述帶隙基準(zhǔn)子電路相連的監(jiān)測(cè)判斷子電路、基準(zhǔn)電壓輸出端及監(jiān)測(cè)電壓輸出端，所述偏置電壓輸入端輸入偏置電壓至所述帶隙基準(zhǔn)子電路，所述帶隙基準(zhǔn)子電路產(chǎn)生與溫度無(wú)關(guān)的基準(zhǔn)電壓至所述基準(zhǔn)電壓輸出端，所述監(jiān)測(cè)判斷子電路產(chǎn)生監(jiān)測(cè)電壓至所述監(jiān)測(cè)電壓輸出端，并通過比較所述基準(zhǔn)電壓輸出端及所述監(jiān)測(cè)電壓輸出端的電壓大小判斷當(dāng)前監(jiān)測(cè)溫度點(diǎn)高于或低于預(yù)先設(shè)置的溫度點(diǎn)。

所述帶隙基準(zhǔn)子電路包括第一場(chǎng)效應(yīng)管、與所述第一場(chǎng)效應(yīng)管相連的第二場(chǎng)效應(yīng)管、與所述第一場(chǎng)效應(yīng)管和所述第二場(chǎng)效應(yīng)管相連的第三場(chǎng)效應(yīng)管、與所述偏置電壓輸入端相連的第四場(chǎng)效應(yīng)管、與所述第四場(chǎng)效應(yīng)管相連的第五場(chǎng)效應(yīng)管、與所述第五場(chǎng)效應(yīng)管相連的第六場(chǎng)效應(yīng)管、與所述第四場(chǎng)效應(yīng)管和所述第五場(chǎng)效應(yīng)管相連的放大器、與所述放大器相連的第一電阻、與所述第一電阻相連的第一組三極管、與所述放大器相連的第二三極管、與所述第六場(chǎng)效應(yīng)管相連的第二電阻及與所述第二電阻相連的第三三極管；所述監(jiān)測(cè)判斷子電路包括第七場(chǎng)效應(yīng)管、與所述第七場(chǎng)效應(yīng)管相連的第八場(chǎng)效應(yīng)管及與所述第八場(chǎng)效應(yīng)管相連的第三電阻，所述第一組三極管包括N個(gè)并聯(lián)連接的三極管，其中，N>1。

所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的柵極及所述第七場(chǎng)效應(yīng)管的柵極共同連接所述放大器的輸出端，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的源極相連。

所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的源極相連；所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述第六場(chǎng)效應(yīng)管的源極相連；所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、所述第六場(chǎng)效應(yīng)管的柵極及所述第八場(chǎng)效應(yīng)管的柵極共同連接所述偏置電壓輸入端，所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述放大器的正向輸入端及所述第一電阻的一端相連。

所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述放大器的反向輸入端及所述第二三極管的發(fā)射極相連；所述第六場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述第二電阻的一端共同連接所述基準(zhǔn)電壓輸出端；所述第七場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述第八場(chǎng)效應(yīng)管的源極相連。

所述第八場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述第三電阻的一端共同連接所述監(jiān)測(cè)電壓輸出端；所述第一電阻的另一端與所述第一組三極管中的每一個(gè)三極管的發(fā)射極相連；所述第二電阻的另一端與所述第三三極管的發(fā)射極相連。

所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的源極及所述第七場(chǎng)效應(yīng)管的源極共同連接電源端；所述第一組三極管中的每一個(gè)三極管的基極和集電極、所述第二三極管的基極和集電極、所述第三三極管的基極和集電極及所述第三電阻的另一端共同接地。

所述第一場(chǎng)效應(yīng)管、所述第二場(chǎng)效應(yīng)管、所述第三場(chǎng)效應(yīng)管、所述第四場(chǎng)效應(yīng)管、所述第五場(chǎng)效應(yīng)管、所述第六場(chǎng)效應(yīng)管、所述第七場(chǎng)效應(yīng)管及所述第八場(chǎng)效應(yīng)管均為P型場(chǎng)效應(yīng)管。

本發(fā)明的有益效果是：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且溫度監(jiān)測(cè)范圍精確。

附圖說明

圖1為本發(fā)明溫度監(jiān)測(cè)電路的電路圖；

圖2為本發(fā)明溫度監(jiān)測(cè)電路的波形示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

如圖1所示，圖1為本發(fā)明溫度監(jiān)測(cè)電路的電路圖，其包括偏置電壓輸入端VBIAS、與偏置電壓輸入端VBIAS相連的帶隙基準(zhǔn)子電路、與帶隙基準(zhǔn)子電路相連的監(jiān)測(cè)判斷子電路、基準(zhǔn)電壓輸出端VREF及監(jiān)測(cè)電壓輸出端VTEST，偏置電壓輸入端VBIAS輸入偏置電壓至帶隙基準(zhǔn)子電路，帶隙基準(zhǔn)子電路產(chǎn)生與溫度無(wú)關(guān)的基準(zhǔn)電壓至基準(zhǔn)電壓輸出端VREF，監(jiān)測(cè)判斷子電路產(chǎn)生監(jiān)測(cè)電壓至監(jiān)測(cè)電壓輸出端VTEST，并通過比較基準(zhǔn)電壓輸出端VREF及監(jiān)測(cè)電壓輸出端VTEST的電壓大小判斷當(dāng)前監(jiān)測(cè)溫度點(diǎn)高于或低于預(yù)先設(shè)置的溫度點(diǎn)。

其中，帶隙基準(zhǔn)子電路包括第一場(chǎng)效應(yīng)管M1、與第一場(chǎng)效應(yīng)管M1相連的第二場(chǎng)效應(yīng)管M2、與第一場(chǎng)效應(yīng)管M1和第二場(chǎng)效應(yīng)管M2相連的第三場(chǎng)效應(yīng)管M3、與偏置電壓輸入端VBIAS相連的第四場(chǎng)效應(yīng)管M4、與第四場(chǎng)效應(yīng)管M4相連的第五場(chǎng)效應(yīng)管M5、與第五場(chǎng)效應(yīng)管M5相連的第六場(chǎng)效應(yīng)管M6、與第四場(chǎng)效應(yīng)管M4和第五場(chǎng)效應(yīng)管M5相連的放大器AMP、與放大器AMP相連的第一電阻R1、與第一電阻R1相連的第一組三極管Q1、與放大器AMP相連的第二三極管Q2、與第六場(chǎng)效應(yīng)管M6相連的第二電阻R2及與第二電阻R2相連的第三三極管Q3；監(jiān)測(cè)判斷子電路包括第七場(chǎng)效應(yīng)管M7、與第七場(chǎng)效應(yīng)管M7相連的第八場(chǎng)效應(yīng)管M8及與第八場(chǎng)效應(yīng)管M8相連的第三電阻R3。其中，第一組三極管Q1包括N個(gè)并聯(lián)連接的三極管，N>1。

本發(fā)明溫度監(jiān)測(cè)電路的電路具體連接方式如下：第一場(chǎng)效應(yīng)管M1的柵極、第二場(chǎng)效應(yīng)管M2的柵極、第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的柵極及第七場(chǎng)效應(yīng)管M7的柵極共同連接放大器AMP的輸出端，第一場(chǎng)效應(yīng)管M1的漏極與第四場(chǎng)效應(yīng)管M4的源極相連；第二場(chǎng)效應(yīng)管M2的漏極與第五場(chǎng)效應(yīng)管M5的源極相連；第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的漏極與第六場(chǎng)效應(yīng)管M6的源極相連；第四場(chǎng)效應(yīng)管M4的柵極、第五場(chǎng)效應(yīng)管M5的柵極、第六場(chǎng)效應(yīng)管M6的柵極及第八場(chǎng)效應(yīng)管M8的柵極共同連接偏置電壓輸入端VBIAS，第四場(chǎng)效應(yīng)管M4的漏極與放大器AMP的正向輸入端及第一電阻R1的一端相連；第五場(chǎng)效應(yīng)管M5的漏極與放大器AMP的反向輸入端及第二三極管Q2的發(fā)射極相連；第六場(chǎng)效應(yīng)管M6的漏極與第二電阻R2的一端共同連接基準(zhǔn)電壓輸出端VREF；第七場(chǎng)效應(yīng)管M7的漏極與第八場(chǎng)效應(yīng)管M8的源極相連；第八場(chǎng)效應(yīng)管M8的漏極與第三電阻R3的一端共同連接監(jiān)測(cè)電壓輸出端VTEST；第一電阻R1的另一端與第一組三極管Q1中的每一個(gè)三極管的發(fā)射極相連；第二電阻R2的另一端與第三三極管Q3的發(fā)射極相連；第一場(chǎng)效應(yīng)管M1的源極、第二場(chǎng)效應(yīng)管M2的源極、第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的源極及第七場(chǎng)效應(yīng)管M7的源極共同連接電源端V_DD；第一組三極管Q1中的每一個(gè)三極管的基極和集電極、第二三極管Q2的基極和集電極、第三三極管Q3的基極和集電極及第三電阻R3的另一端共同接地。

在本實(shí)施例中，第一場(chǎng)效應(yīng)管M1、第二場(chǎng)效應(yīng)管M2、第三場(chǎng)效應(yīng)管M3、第四場(chǎng)效應(yīng)管M4、第五場(chǎng)效應(yīng)管M5、第六場(chǎng)效應(yīng)管M6、第七場(chǎng)效應(yīng)管M7及第八場(chǎng)效應(yīng)管M8均為P型場(chǎng)效應(yīng)管；在其他實(shí)施例中，上述場(chǎng)效應(yīng)管可以為其他結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)相同功能的元器件，并不限于此。

本發(fā)明溫度監(jiān)測(cè)電路的工作原理如下所述：

偏置電壓輸入端VBIAS輸入偏置電壓至帶隙基準(zhǔn)子電路，帶隙基準(zhǔn)子電路輸出參考電壓至基準(zhǔn)電壓輸出端VREF，參考電壓的大小與工藝角和溫度無(wú)關(guān)，其大小為其中，V_TEST代表參考電壓的大小，R₁為第一電阻R1的阻值，R₃為第三電阻R3的阻值，ΔV_be為第一組三極管Q1的發(fā)射極與第二三極管Q2的發(fā)射極直接的壓差；當(dāng)?shù)谝唤M三極管Q1與第二三極管Q2的面積不同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)壓差，該壓差不會(huì)隨著溫度的變化而變化，也不會(huì)隨著工藝角的變化而變化。由以上公式可以看出，監(jiān)測(cè)電壓輸出端VTEST輸出的監(jiān)測(cè)電壓僅與ΔV_be有關(guān)，而ΔV_be和工藝偏差無(wú)關(guān)，僅和溫度變化成正比。因此，在設(shè)計(jì)中，只需要設(shè)計(jì)好第一電阻R1、第二電阻R2及第三電阻R3之間的匹配，并設(shè)計(jì)好第一場(chǎng)效應(yīng)管M1、第二場(chǎng)效應(yīng)管M2、第三場(chǎng)效應(yīng)管M3及第七場(chǎng)效應(yīng)管M7之間的匹配，就可以盡量減小設(shè)計(jì)中的誤差帶來的失配。

監(jiān)測(cè)電壓輸出端VTEST輸出與溫度成正比的監(jiān)測(cè)電壓，監(jiān)測(cè)判斷子電路通過比較基準(zhǔn)電壓輸出端VREF及監(jiān)測(cè)電壓輸出端VTEST的電壓大小，判斷當(dāng)前監(jiān)測(cè)溫度點(diǎn)高于或低于預(yù)先設(shè)置的溫度點(diǎn)。

在本發(fā)明中，流過第一場(chǎng)效應(yīng)管M1和第四場(chǎng)效應(yīng)管M4的電流、流過第二場(chǎng)效應(yīng)管M2和第五場(chǎng)效應(yīng)管M5的電流及流過第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的電流和流過第六場(chǎng)效應(yīng)管M6的電流相等；監(jiān)測(cè)電壓輸出端VTEST輸出的監(jiān)測(cè)電壓可通過調(diào)節(jié)第三電阻R3的阻值來進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)不同的溫度值。

請(qǐng)同時(shí)參閱圖2，圖2為本發(fā)明溫度監(jiān)測(cè)電路的波形示意圖。由圖中可以看出，基準(zhǔn)電壓輸出端VREF輸出的參考電壓與工藝角和溫度無(wú)關(guān)，監(jiān)測(cè)電壓輸出端VTEST輸出的監(jiān)測(cè)電壓僅與ΔV_be有關(guān)，而ΔV_be和工藝偏差無(wú)關(guān)，僅和溫度變化成正比。因此，本發(fā)明溫度監(jiān)測(cè)電路解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于工藝角變化帶來的溫度監(jiān)測(cè)中出現(xiàn)的誤差的問題。

綜上所述，本發(fā)明溫度監(jiān)測(cè)電路具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且溫度監(jiān)測(cè)范圍精確的特點(diǎn)。