用于在高溫下操作低功率電路的系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及低功率電路，且特定來說，本發(fā)明涉及能夠在相對高溫下操作的低功率電路。
【背景技術】
[0002]電子裝置越來越多被設計成具有低功率或電池功率功能性。因此，節(jié)能為實施裝置特征的微控制器及其它電路的重要要求。
[0003]許多裝置在“睡眠”或“待機”模式下操作，其電路經(jīng)配置以通過低待機電流運作，例如待機電流可能低至9nA。在一些實施方案中，此類電路經(jīng)指定在-40C到85C的溫度下運作。然而，一些應用(稱為“擴展溫度”應用)要求高達150C的溫度下的功能性。然而，遺憾的是，在消耗非常低的電流的電路中，當操作溫度增加時，泄漏電流成指數(shù)方式增加。這導致電路故障，因為在電路中流動的全部或大多數(shù)偏置電流可泄漏到接地及/或電力供應軌。
[0004]因此，在過去，在低電流與高溫操作之間已存在折衷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]通過根據(jù)本發(fā)明的實施例的系統(tǒng)及方法在很大程度上克服現(xiàn)有技術中的這些及其它缺點。
[0006]更特定來說，根據(jù)實施例，提供其中響應于溫度而調(diào)整所使用的電流量的電路。在一些實施例中，電路可在兩個模式下操作:低功率及高溫。
[0007]—種用于集成電路中的系統(tǒng)包含:第一電路，其包含用于在低功率模式下操作的第一元件；第二電路，其包含用于在高溫模式下操作的第二元件；及用于在所述低功率模式與所述高溫模式之間選擇的一或多個切換元件。
[0008]一種用于確保溫度相關電路操作的方法包含:提供基于溫度的控制信號；及響應于所述基于溫度的控制信號而在第一電路與第二電路之間切換電路操作，其中第一電路包含用于在低功率模式下操作的第一元件，且所述第二電路包括用于在高溫模式下操作的第二元件。在其中控制電路測量溫度且接著自動選擇低功率或高溫模式的情況下，可添加遲滯以在所感測溫度跨越跳變點時避免在兩個模式之間快速雙態(tài)切換。
【附圖說明】
[0009]可通過參考附圖而更加理解本發(fā)明且使所屬領域的一般技術人員明白本發(fā)明的眾多目的、特征及優(yōu)點。不同圖式中使用相同參考符號指示類似或相同物品。
[0010]圖1為說明根據(jù)實施例的示范性電路的框圖。
[0011]圖2為根據(jù)實施例的另一電路的圖式。
【具體實施方式】
[0012]如下文更詳細地描述，提供實施低電流待機操作的電路。所述電路可在標準溫度范圍內(nèi)的第一、低功率模式中操作，且可在超出標準溫度范圍的溫度下的至少一個第二模式中操作。示范性標準溫度范圍為-40C到85C。示范性擴展溫度范圍高達約150C。
[0013]現(xiàn)轉向圖式，且特別注意圖1，圖中展示根據(jù)實施例的用于低功率及高溫模式的示范性電路100的圖式。
[0014]電路100包含:電路103a，其經(jīng)配置以用于低功率操作；及電路103b，其經(jīng)配置以用于高溫操作。在所說明的實施例中，雖然電路103a、103b為振蕩器電路，但電路103a、103b可表示對高溫下的退化具敏感性，且其中功率消耗是一個問題的任一電路功能。此外，應注意，雖然本文僅論述兩個離散操作模式，但其它實施例可包含根據(jù)溫度而在連續(xù)操作功率電平下發(fā)揮作用的電路。
[0015]提供模式選擇模塊101以將模式選擇信號或控制輸送到電路。模式選擇模塊101可實施為用于選擇模式的任一適合電路或控制。例如，模式選擇模塊可實施為:芯片上熔絲，其經(jīng)編程以預選擇所述部分的操作是否將針對低功率或高溫而優(yōu)化；在組裝期間放置的接合線；測量溫度且選擇操作模式的電路的輸出；或模式寄存器(其由用戶軟件控制)。因此，模式選擇模塊101可(例如)響應于溫度感測功能而實施為手動控制或實施為自動控制。
[0016]在所說明的實例中，將模式選擇輸入提供到反相器102a、多路復用器102b的控制輸入及高溫電路103b。因此，如果模式選擇輸入為低(O)，那么選擇低功率模式；如果模式選擇輸入為高(I)，那么選擇高溫模式。因此，反相器102a用以啟用對應電路103a、103b，而多路復用器102b選擇其輸出。
[0017]在一些實施例中，可提供充當校準單元的額外電路104a、104b。校準單元104a、104b可用來分別“修整”對應電路103a、103b的功能，對應電路103a、103b用來優(yōu)化相應操作溫度范圍的性能。
[0018]圖2說明另一實施例。更特定來說，在圖2中，提供包含對高溫敏感的電路元件的單一電路202。
[0019]模式選擇單元201大體上類似于圖1的模式選擇單元101。然而，在此實施例中，模式選擇信號可為表示溫度的模擬信號。
[0020]歸因于在高溫下存在的泄漏電流，電路202為對操作中的破壞或退化敏感的功能。在所說明的實例中，斜坡產(chǎn)生器204通過產(chǎn)生用于為電容器204a充電的參考電流203而產(chǎn)生斜坡。在低功率模式下，電阻器203b經(jīng)由開關208b耦合到電路。
[0021]針對低功率操作，在203中所使用的電流最小化。然而，在高溫下，除想要的電流之外，存在非想要的泄漏電流。這些泄漏電流可從若干源出現(xiàn)。例如，全部MOS源極及漏極植入物含有到存在于CMOS電路中的阱及襯底的寄生二極管。這些二極管被逆向偏置，但會傳導隨溫度升高而成指數(shù)增加的泄漏電流。
[0022]為維持高溫下的性能，針對低電流模式，可在203中使用在通過啟用不同電阻器203b (經(jīng)由開關208a)而非電阻器203a而產(chǎn)生的所要電流。因此，雖然可產(chǎn)生大于泄漏電流的所要電流，但要以較高功率消耗為代價。另外，為了在新電流設定的情況下保持相同斜坡率，充電電容值也同樣需要改變。因此，第二充電電容器204b可針對高溫、較高電流模式提供，可使用開關210來切換。
[0023]接著，在一些實施例中，模式選擇信號206控制開關208a、208b