專利名稱：溫度補(bǔ)償系統(tǒng)及溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，更具體地涉及一種對(duì)芯片內(nèi)部電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)臏囟妊a(bǔ)償系統(tǒng)及溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ā?br> 背景技術(shù)：
眾所周知地，芯片按其功能作用其內(nèi)部電路模塊通常可分為大功耗電路與溫度敏感電路，該兩電路相互配合以實(shí)現(xiàn)和完成芯片本身的功能作用。其中，芯片在工作過(guò)程中其工作狀態(tài)會(huì)發(fā)生改變，而大功耗電路在芯片工作時(shí)功耗較大，同時(shí)其功耗會(huì)隨著芯片工作狀態(tài)的變化而發(fā)生變化，且芯片內(nèi)部溫度的變化主要由大功耗電路產(chǎn)生；而溫度敏感電路則會(huì)因芯片內(nèi)部溫度的變化而其工作狀態(tài)發(fā)生變化，即因大功耗電路產(chǎn)生的功耗的變化而可能使溫度敏感電路工作不穩(wěn)定，需要對(duì)溫度敏感電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償。通常，芯片工作在至少兩種不同的狀態(tài)，當(dāng)芯片的工作狀態(tài)改變后，大功耗電路的功耗也會(huì)發(fā)生改變，從而 導(dǎo)致芯片溫度也隨著變化；這種溫度變化必然會(huì)對(duì)溫度敏感電路產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致其性能發(fā)生改變，比如會(huì)改變振蕩器電路的振蕩頻率，改變基準(zhǔn)電流的輸出電流等?，F(xiàn)在技術(shù)中，通常在芯片的設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)對(duì)溫度敏感電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償設(shè)計(jì)，但這種補(bǔ)償設(shè)計(jì)并未考慮芯片工作狀態(tài)切換后帶來(lái)的溫度變化，對(duì)溫度敏感電路的影響，而這種影響在對(duì)芯片的精度和性能要求更高的設(shè)計(jì)中，這較大地影響整個(gè)芯片的工作性能和精度。因此，有必要提供一種改進(jìn)的對(duì)芯片內(nèi)部電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)臏囟妊a(bǔ)償系統(tǒng)及溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)克服上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種溫度補(bǔ)償系統(tǒng)及溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?，所述溫度補(bǔ)償系統(tǒng)當(dāng)芯片工作狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，可有效地對(duì)芯片內(nèi)部的溫度敏感電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償，使得芯片在工作狀態(tài)之間可平穩(wěn)地過(guò)渡，提高了芯片的工作性能與精確度。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，用于對(duì)芯片內(nèi)部的溫度敏感電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償，所述溫度補(bǔ)償系統(tǒng)包括第一電阻、放大電路、及場(chǎng)效應(yīng)管，所述第一電阻的一端分別與所述放大電路的一輸入端及外部電源相連，所述第一電阻的另一端分別與所述放大電路的另一輸入端、芯片內(nèi)部的大功耗電路的一端相連，所述大功耗電路的另一端接地，所述放大電路的輸出端與所述場(chǎng)效應(yīng)管的柵極相連，所述場(chǎng)效應(yīng)管的源極與外部電源連接，且所述場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述溫度敏感電路的一端相連，所述溫度敏感電路的另一端接地。較佳地，所述放大電路包括第二電阻、第三電阻及運(yùn)算放大器，所述第二電阻一端與所述第一電阻的另一端連接，所述第二電阻的另一端與所述運(yùn)算放大器的反向輸入端連接，所述運(yùn)算放大器的正向輸入端與所述第一電阻的另一端連接，所述運(yùn)算放大器的輸出端與所述場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接，所述第三電阻的兩端分別與所述運(yùn)算放大器的反向輸入端及其輸出端連接。較佳地，所述第三電阻為變阻器。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?，用于?duì)芯片內(nèi)部的溫度敏感電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償，該方法包括如下步驟:a、第一電阻檢測(cè)芯片內(nèi)部的大功耗電路的電流變化；
b、放大電路將第一電阻兩端的電壓按比例放大；c、場(chǎng)效應(yīng)管將經(jīng)放大電路放大后的電壓轉(zhuǎn)換為電流并輸出至芯片內(nèi)部的溫度敏感電路，以對(duì)溫度敏感電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償。 較佳地，所述第三電阻為變阻器，在所述步驟b中，調(diào)節(jié)變阻器的阻值而調(diào)節(jié)所述放大電路的放大倍數(shù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)及溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄍㄟ^(guò)所述第一電阻檢測(cè)大功耗電路的電流變化，而所述大功耗電路的功耗變化同步于其電流的變化，使得所述第一電阻何準(zhǔn)確地檢測(cè)所述大功耗電路的功耗變化，也即檢測(cè)所述芯片的工作狀態(tài)的變化，所述放大電路將所述第一電 阻兩端的電壓相應(yīng)進(jìn)行放大，并通過(guò)所述場(chǎng)效應(yīng)管將放大后的電壓轉(zhuǎn)換為電流，且所述場(chǎng)效應(yīng)管將轉(zhuǎn)換后的電流輸入至芯片內(nèi)部的溫度敏感電路，從而對(duì)溫度敏感電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償，使得芯片在工作狀態(tài)之間可平穩(wěn)地過(guò)渡，提高了芯片的工作性能與精確度。通過(guò)以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明。


圖1為本發(fā)明溫度補(bǔ)償系統(tǒng)與芯片內(nèi)部電路連接的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ǖ牧鞒虉D。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號(hào)代表類似的元件。如上所述，本發(fā)明提供了一種溫度補(bǔ)償系統(tǒng)及溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ鰷囟妊a(bǔ)償系統(tǒng)當(dāng)芯片工作狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，可有效地對(duì)芯片內(nèi)部的溫度敏感電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償，使得芯片在工作狀態(tài)之間可平穩(wěn)地過(guò)渡，提高了芯片的工作性能與精確度。請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明溫度補(bǔ)償系統(tǒng)與芯片內(nèi)部電路連接的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)用于對(duì)芯片內(nèi)部的溫度敏感電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償，所述溫度補(bǔ)償系統(tǒng)包括第一電阻R1、放大電路及場(chǎng)效應(yīng)管Ml ;所述第一電阻Rl的一端與芯片內(nèi)部的大功耗電路的一端連接，且芯片內(nèi)部的大功耗電路的另一端接地，所述第一電阻Rl的另一端與外部電源VCC連接，所述第一電阻Rl用于檢測(cè)大功耗電路的電流變化，由于芯片內(nèi)部的工作溫度與大功耗電路的功耗成正比，而由所述第一電阻Rl與大功耗電路的連接可知，大功耗電路的功耗與其上流過(guò)的電流成正比，即可檢測(cè)芯片內(nèi)部溫度的變化，也即可檢測(cè)芯片工作狀態(tài)的變化；所述放大電路的兩輸入端分別對(duì)應(yīng)與所述第一電阻Rl的兩端連接，在本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用中，為保證外部電源VCC給大功耗電路提供其正常工作所需的電壓，所述第一電阻Rl的阻值較小，從而使得所述第一電阻Rl上的電壓值也較小，不能滿足對(duì)溫度敏感電路的溫度補(bǔ)償?shù)囊?，從而所述放大電路將所述第一電阻Rl兩端的電壓按比例放大；所述放大電路的輸出端與所述場(chǎng)效應(yīng)管Ml的柵極連接，從而所述放大電路將放大后的電壓輸入至所述場(chǎng)效應(yīng)管Ml的柵極；所述場(chǎng)效應(yīng)管Ml的源極與外部電源VCC連接，其漏極與芯片內(nèi)部的溫度敏感電路的一端連接，且芯片內(nèi)部的溫度敏感電路的另一端接地，從而所述場(chǎng)效應(yīng)管Ml將所述放大電路輸出的電壓轉(zhuǎn)換為電流而對(duì)溫度敏感電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償，避免了因芯片工作狀態(tài)的變化，使得大功耗電路的功耗發(fā)生變化而導(dǎo)致溫度敏感電路工作的不穩(wěn)定。具體地，本發(fā)明的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)的放大電路包括第二電阻R2、第三電阻R3及運(yùn)算放大器OP ;所述第二電阻R2的一端與所述第一電阻Rl的另一端連接，所述第二電阻R2的另一端與所述運(yùn)算放大器OP的反向輸入端連接，所述運(yùn)算放大器OP的正向輸入端與所述第一電阻Rl的一端連接，所述運(yùn)算放大器OP的輸出端與所述場(chǎng)效應(yīng)管Ml的柵極連接，所述第三電阻R3的兩端分別與所述運(yùn)算放大器OP的反向輸入端及其輸出端連接；所述第三電阻R3與所述第二電阻R2的比值加上I即為所述運(yùn)算放大器OP的放大倍數(shù)，從而在本發(fā)明溫度補(bǔ)償系統(tǒng)的具體應(yīng)用中，可根據(jù)具體芯片的溫度敏感電路需要進(jìn)行正溫補(bǔ)償還是負(fù)溫補(bǔ)償而選擇具有相應(yīng)比值的第三電阻R3與第二電阻R2，以對(duì)芯片內(nèi)部的溫度敏感電路進(jìn)行相應(yīng)的溫度補(bǔ)償，以保證芯片內(nèi)部溫度因工作狀態(tài)發(fā)生變化而變化時(shí)，溫度敏感電路仍可正常而穩(wěn)定的工作；在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述第三電阻R3為變阻器，從而當(dāng)將本發(fā)明的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)應(yīng)用于不同的芯片上，不需相應(yīng)選擇更換第二電阻R2或第三電阻R3，只需相應(yīng)調(diào)節(jié)所述第三電阻R3的阻值即可對(duì)不同的芯片的溫度敏感電路進(jìn)行相應(yīng)的溫度補(bǔ)償，提高了所述溫度補(bǔ)償系統(tǒng)的使用靈活性及使用范圍。下面結(jié)合圖1描述本發(fā)明溫度補(bǔ)償系統(tǒng)的工作原理:由于芯片的工作電流變化是引起芯片溫度變化的主要原因，具體為當(dāng)芯片工作狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，芯片的工作電流升高時(shí)，芯片溫度升高，其工作電流降低時(shí)，芯片溫度降低；故為了檢測(cè)芯片的溫度變化，可檢測(cè)芯片工作電流的變化，又由于芯片工作電流變化主要集中在大功耗電路，而所述第一電阻Rl連接于外部電源VCC與大功耗電路之間，故所述第一電阻Rl可檢測(cè)大功耗電路的電流變化，且所述第一電阻Rl兩端的電壓正比于其流過(guò)所述第一電阻Rl的電流，即所·述第一電阻Rl兩端的電壓的變化即為其上流過(guò)的電流的變化。如圖1所示，設(shè)流過(guò)所述第一電阻Rl的電流為It，大功耗電路兩端的電壓為Vt，所述第一電阻Rl的阻值為Rt，VCC-Vt = I t*Rt(I)(I)式中It*Rt為所述第一電阻Rl兩端的電壓為，為了避免影響大功耗電路的正常工作，所述第一電阻Rl的阻值較小，從而所述第一電阻Rl兩端的電壓一般較小，需要對(duì)其進(jìn)行放大；由所述第二電阻R2、所述第三電阻R3和所述運(yùn)算放大器OP組成一個(gè)高精度的放大電路，對(duì)所述第一電阻Rl兩端的電壓進(jìn)行放大；設(shè)所述第二電阻R2的阻值為Re，設(shè)所述第三電阻R3的阻值為k*R，其中k為所述第三電阻R3的調(diào)節(jié)系數(shù)，因?yàn)樗龅谌娮鑂3為變阻器，該放大電路的放大系數(shù)Aop為:
RAop =--f 1..Re( 2 )由(2)式可知，調(diào)節(jié)所述第三電阻R3的阻值，便可調(diào)節(jié)放大電路的放大系數(shù)Αορ。根據(jù)(1)、(2)式可得到所述運(yùn)算放大器OP的輸出電壓Vg為:
權(quán)利要求
1.一種溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，用于對(duì)芯片內(nèi)部的溫度敏感電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償，其特征在于，包括第一電阻、放大電路、及場(chǎng)效應(yīng)管，所述第一電阻的一端分別與所述放大電路的一輸入端及外部電源相連，所述第一電阻的另一端分別與所述放大電路的另一輸入端、芯片內(nèi)部的大功耗電路的一端相連，所述大功耗電路的另一端接地，所述放大電路的輸出端與所述場(chǎng)效應(yīng)管的柵極相連，所述場(chǎng)效應(yīng)管的源極與外部電源連接，且所述場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述溫度敏感電路的一端相連，所述溫度敏感電路的另一端接地。
2.如權(quán)利要求1所述的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，所述放大電路包括第二電阻、第三電阻及運(yùn)算放大器，所述第二電阻一端與所述第一電阻的一端連接，所述第二電阻的另一端與所述運(yùn)算放大器的反向輸入端連接，所述運(yùn)算放大器的正向輸入端與所述第一電阻的另一端連接，所述運(yùn)算放大器的輸出端與所述場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接，所述第三電阻的兩端分別與所述運(yùn)算放大器的反向輸入端及其輸出端連接。
3.如權(quán)利要求2所述的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，所述第三電阻為變阻器。
4.一種溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ糜趯?duì)芯片內(nèi)部的溫度敏感電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償，其特征在于，包括如下步驟: a、第一電阻檢測(cè)芯片內(nèi)部的大功耗電路的電流變化； b、放大電路將第一電阻兩端的電壓按比例放大； C、場(chǎng)效應(yīng)管將經(jīng)放大電路放大后的電壓轉(zhuǎn)換為電流并輸出至芯片內(nèi)部的溫度敏感電路，以對(duì)溫度敏感電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
5.如權(quán)利要求4所述的溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟?，所述放大電路包括第二電阻、第三電阻及運(yùn)算放大器，所述第二電阻一端與所述第一電阻的一端連接，所述第二電阻的另一端與所述運(yùn)算放大器的反向輸入端連接，所述運(yùn)算放大器的正向輸入端與所述第一電阻的另一端連接，所述運(yùn)算放大器的輸出端與所述場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接，所述第三電阻的兩端分別與所述運(yùn)算放大器的反向輸入端及其輸出端連接。
6.如權(quán)利要求5所述的溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?，其特征在于，所述第三電阻為變阻器，在所述步驟b中，調(diào)節(jié)變阻器的阻值 而調(diào)節(jié)所述放大電路的放大倍數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種溫度補(bǔ)償系統(tǒng)及溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?，用于?duì)芯片內(nèi)部的溫度敏感電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償，所述溫度補(bǔ)償系統(tǒng)包括第一電阻、放大電路及場(chǎng)效應(yīng)管，所述第一電阻的一端與芯片內(nèi)部的大功耗電路的一端連接，且芯片內(nèi)部的大功耗電路的另一端接地，所述第一電阻的另一端與外部電源連接，所述放大電路的兩輸入端分別對(duì)應(yīng)與所述第一電阻的兩端連接，所述放大電路的輸出端與所述場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接，所述場(chǎng)效應(yīng)管的源極與外部電源連接，其漏極與芯片。本發(fā)明的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)當(dāng)芯片工作狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，可有效地對(duì)芯片內(nèi)部的溫度敏感電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償，使得芯片在工作狀態(tài)之間可平穩(wěn)地過(guò)渡，提高了芯片的工作性能與精確度。
文檔編號(hào)G05F1/567GK103235627SQ20131009826
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者范方平 申請(qǐng)人:四川和芯微電子股份有限公司