專(zhuān)利名稱(chēng)：一種集成電路溫度保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種利用帯隙結(jié)構(gòu)輸出隨溫度變化曲線實(shí)現(xiàn)集成電路的過(guò)溫保護(hù)的方法，屬于集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
溫度保護(hù)對(duì)集成電路的可靠性及使用壽命及其重要。目前集成電路設(shè)計(jì)中所使用的溫度保護(hù)結(jié)構(gòu)如圖I所示為穩(wěn)壓管穩(wěn)壓后經(jīng)電阻分壓在一 NPN三極管基極形成約O. 4V的直流基準(zhǔn)電位電位，NPN管發(fā)射極接地，集電極接電路的偏置電流。常溫時(shí)，由于NPN管BE結(jié)導(dǎo)通電壓為O. 7V故該NPN管截止，電路偏置電流不受影響。由于BE結(jié)導(dǎo)通電壓為負(fù)溫度系數(shù)，即溫度每升高一攝氏度，BE結(jié)導(dǎo)通電壓降低約2mV。當(dāng)溫度升高到一定值時(shí)，BE結(jié)導(dǎo)通電壓低于O. 4V，此時(shí)該NPN管導(dǎo)通，拉走電路的部分偏置電流，使得電路的整體電流 減小，電路發(fā)熱速度減慢，在某一時(shí)刻，電路發(fā)熱及散熱保持平衡，芯片溫度達(dá)到最高點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)芯片內(nèi)部最高溫度不能超過(guò)150攝氏度，超過(guò)150攝氏度集成電路中的管子會(huì)出現(xiàn)損壞。芯片溫度由常溫升高到150攝氏度BE結(jié)導(dǎo)通電壓下降約130*2mV=0. 26V，這即是將NPN管基極電位設(shè)置在O. 4V左右的原因。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷提供一種利用帯隙結(jié)構(gòu)采樣集成電路的溫度控制過(guò)溫保護(hù)回路的集成電路溫度保護(hù)電路。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案一種集成電路溫度保護(hù)電路，其特征在于其包括感應(yīng)溫度的帯隙結(jié)構(gòu)、比例電流源、以及用于過(guò)溫保護(hù)的保護(hù)回路；將帯隙結(jié)構(gòu)作為集成電路的溫度采集器，利用帯隙結(jié)構(gòu)輸出隨溫度升高電流變大的特性，使輸出電流經(jīng)比例電流源轉(zhuǎn)換為輸出電壓控制過(guò)溫保護(hù)回路工作。其具體特征在于所述保護(hù)裝置包括NPN型三極管Tl、三極管T2、三極管T5、三極管T6、三極管T8、三極管T9和PNP型三極管T3、三極管T4、三極管T7以及電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4 ;三極管T5、三極管T6串接在VCC與地之間，集電極與基極短接，為三極管Tl、三極管T2基極提供鉗位電壓；三極管Tl、三極管T2和電阻R3、電阻R4組成帯隙結(jié)構(gòu)；三極管T3、三極管T4和電阻R1、電阻R2組成鏡像電流源，為三極管Tl、三極管T2供電；三極管T7，三極管T8，三極管T9構(gòu)成熱保護(hù)啟動(dòng)電路，三極管T7基極與三極管Tl、三極管T4的集電極相接，發(fā)射極接VCC，集電極接三極管T8集電極；三極管T8集電極與基極短接與三極管T9基極相接，發(fā)射極接地；三極管T9集電極接電路的偏置電流，發(fā)射極接地。本實(shí)用新型所提供的過(guò)溫保護(hù)裝置，避免了常規(guī)設(shè)計(jì)中由于BE導(dǎo)通壓降隨工藝波動(dòng)造成的過(guò)溫保護(hù)點(diǎn)的波動(dòng)，提高了電路過(guò)溫保護(hù)點(diǎn)的一致性，提高了集成電路的可靠性。
圖I為現(xiàn)有技術(shù)電路圖；圖2本實(shí)用新型電路圖。
具體實(shí)施方式
一種集成電路溫度保護(hù)電路，其包括感應(yīng)溫度的帯隙結(jié)構(gòu)、比例電流源、以及用于過(guò)溫保護(hù)的保護(hù)回路；將帯隙結(jié)構(gòu)作為集成電路的溫度采集器，利用帯隙結(jié)構(gòu)輸出隨溫度升高電流變大的特性，使輸出電流經(jīng)比例電流源轉(zhuǎn)換為輸出電壓控制過(guò)溫保護(hù)回路工作。如圖2所示所述保護(hù)裝置包括NPN型三極管TI、三極管T2、三極管T5、三極管T6、三極管T8、三極管T9和PNP型三極管T3、三極管T4、三極管T7以及電阻R1、電阻R2、電阻 R3、電阻R4 ;三極管T5、三極管T6串接在VCC與地之間，集電極與基極短接，為三極管Tl、三極管T2基極提供鉗位電壓；三極管Tl、三極管T2和電阻R3、電阻R4組成帯隙結(jié)構(gòu)；三極管T3、三極管T4和電阻R1、電阻R2組成鏡像電流源，為三極管Tl、三極管T2供電；三極管T7，三極管T8，三極管T9構(gòu)成熱保護(hù)啟動(dòng)電路，三極管T7基極與三極管Tl、三極管T4的集電極相接，發(fā)射極接VCC，集電極接三極管T8集電極；三極管T8集電極與基極短接與三極管T9基極相接，發(fā)射極接地；三極管T9集電極接電路的偏置電流，發(fā)射極接地。該圖工作原理如下常溫時(shí)，三極管T5、三極管T6將三極管Tl、三極管T2基極電位鉗位在2Vbe，此時(shí)，流過(guò)三極管T2的電流為ICT2=Vbe/R4，流過(guò)三極管Tl的電流為ICT1=ΛVbe/R3=lnlO*VT/R3，(ΛVbe為T(mén)l與T2導(dǎo)通時(shí)Vbe 電壓差，VT 為熱電壓)，此時(shí) ICT2>Icti，所以三極管T7基極電位為高，三極管T7截止，三極管T8、三極管T9截止，電路的偏置電流12不受影響；當(dāng)溫度升高時(shí)，由于Vbe降低(Vbe為負(fù)溫度系數(shù))，所以隨溫度升高Ict2減??；由于VT=kT/q (k為波爾茲曼常數(shù)，T為絕對(duì)溫度，q為電子電量)當(dāng)溫度升高時(shí)，VT變大，所以隨溫度升高Im增大；當(dāng)溫度升高到一定值時(shí)，Ict2= Icti ;當(dāng)溫度繼續(xù)升高，Ict2減小，而Icti繼續(xù)增大，此時(shí)鏡像電流源提供的電流不能滿足三極管Tl需求電流，所以三極管T7基極電位降低，三極管T7導(dǎo)通，三極管T8、三極管T9隨之導(dǎo)通，電路偏置電流12被三極管T9拉走，溫度越高三極管T9拉走電流越大，電路的功耗隨之降低，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電路的過(guò)溫保護(hù)。本實(shí)用新型核心內(nèi)容為帯隙結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)溫度采樣的技術(shù)，使用帯隙結(jié)構(gòu)采樣溫度的回路不做嚴(yán)格規(guī)定。本實(shí)用新型對(duì)帯隙結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)過(guò)溫保護(hù)的回路不做嚴(yán)格限制，凡在本原理之內(nèi)所做的任何修改、等同替換及改進(jìn)均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種集成電路溫度保護(hù)電路，其特征在于其包括感應(yīng)溫度的帯隙結(jié)構(gòu)、比例電流源、以及用于過(guò)溫保護(hù)的保護(hù)回路；將帯隙結(jié)構(gòu)作為集成電路的溫度采集器，利用帯隙結(jié)構(gòu)輸出隨溫度升高電流變大的特性，使輸出電流經(jīng)比例電流源轉(zhuǎn)換為輸出電壓控制過(guò)溫保護(hù)回路工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種集成電路溫度保護(hù)電路，其特征在于所述保護(hù)裝置包括NPN型三極管Tl、三極管T2、三極管T5、三極管T6、三極管T8、三極管T9和PNP型三極管T3、三極管T4、三極管T7以及電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4 ;三極管T5、三極管T6串接在VCC與地之間，集電極與基極短接，為三極管Tl、三極管T2基極提供鉗位電壓；三極管Tl、三極管T2和電阻R3、電阻R4組成帯隙結(jié)構(gòu)；三極管T3、三極管T4和電阻Rl、電阻R2組成鏡像電流源，為三極管Tl、三極管T2供電；三極管T7，三極管T8，三極管T9構(gòu)成熱保護(hù)啟動(dòng)電路，三極管T7基極與三極管Tl、三極管T4的集電極相接，發(fā)射極接VCC，集電極接三極管T8集電極；三極管T8集電極與基極短接與三極管T9基極相接，發(fā)射極接地；三極管T9集電極接電路的偏置電流，發(fā)射極接地。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公布了一種集成電路溫度保護(hù)電路，其包括感應(yīng)溫度的帯隙結(jié)構(gòu)、比例電流源、以及用于過(guò)溫保護(hù)的保護(hù)回路；將帯隙結(jié)構(gòu)作為集成電路的溫度采集器，利用帯隙結(jié)構(gòu)輸出隨溫度升高電流變大的特性，使輸出電流經(jīng)比例電流源轉(zhuǎn)換為輸出電壓控制過(guò)溫保護(hù)回路工作。本實(shí)用新型所提供的過(guò)溫保護(hù)裝置，避免了常規(guī)設(shè)計(jì)中由于BE導(dǎo)通壓降隨工藝波動(dòng)造成的過(guò)溫保護(hù)點(diǎn)的波動(dòng)，提高了電路過(guò)溫保護(hù)點(diǎn)的一致性，提高了集成電路的可靠性。
文檔編號(hào)G05F1/56GK202661914SQ20122026774
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
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