一種過溫保護(hù)電路的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及一種集成于芯片中的過溫保護(hù)電路?！尽颈尘凹夹g(shù)】】
[0002]在各種電路系統(tǒng)中，特別是功率較大的系統(tǒng)，可能會(huì)出現(xiàn)溫度過高的情況。為了提高電路和器件的可靠性，一般功率電路都設(shè)置有過溫度保護(hù)電路，通常過溫保護(hù)電路的功能為檢測(cè)電路的溫度，當(dāng)超過預(yù)設(shè)溫度閾值時(shí)，其控制電路停止工作或減小電路輸出電流。
[0003]在集成電路(或芯片)中，集成了功率器件的電路，例如充電器、穩(wěn)壓器等都在芯片上集成了過溫保護(hù)電路。然而現(xiàn)有的集成于芯片中的過溫保護(hù)電路在結(jié)構(gòu)和性能上還存在很多不足。
[0004]因此，有必要提供一種改進(jìn)的過溫保護(hù)電路的技術(shù)方案。
【【實(shí)用新型內(nèi)容】】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種過溫保護(hù)電路，其可實(shí)現(xiàn)當(dāng)芯片溫度過高時(shí)，輸出過溫保護(hù)信號(hào)，控制芯片進(jìn)入溫度保護(hù)狀態(tài)。
[0006]為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種過溫保護(hù)電路，其包括過溫檢測(cè)電路和信號(hào)輸出電路。所述過溫檢測(cè)電路生成第一電流和第二電流，并比較第一電流和第二電流，基于第一電流和第二電流的比較結(jié)果輸出表示溫度是否超過溫度保護(hù)閾值的過溫檢測(cè)信號(hào)，其中第一電流的溫度系數(shù)與第二電流的溫度系數(shù)不同，所述信號(hào)輸出電路在所述過溫檢測(cè)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下輸出表示溫度是否超過溫度保護(hù)閾值的過溫保護(hù)信號(hào)。
[0007]進(jìn)一步的，在所述信號(hào)輸出電路輸出的過溫保護(hù)信號(hào)由表示溫度未超過溫度保護(hù)閾值的狀態(tài)跳變?yōu)楸硎緶囟瘸^溫度保護(hù)閾值的狀態(tài)時(shí)，將所述第二電流的電流值由第一值減小至第二值，在所述信號(hào)輸出電路輸出的過溫保護(hù)信號(hào)由表示溫度超過溫度保護(hù)閾值的狀態(tài)跳變?yōu)楸硎緶囟任闯^溫度保護(hù)閾值的狀態(tài)時(shí)，將所述第二電流的電流值由第二值增加至第一值。
[0008]進(jìn)一步的，所述過溫檢測(cè)電路包括PMOS晶體管MP1、MP2、MP3、MP4，NMOS晶體管MNl、MN2、MN3、MN4，雙極型晶體管 Ql、Q2，電阻 Rl、R2。PMOS 晶體管 MP1、MP2、MP3 和 MP4 的源極均與電源端VIN相連，PMOS晶體管MP1、MP2、MP3和MP4的柵極互相連接，PMOS晶體管MPl的柵極與其漏極相連；NM0S晶體管MNl、MN2、MN3和MN4的漏極分別與PMOS晶體管MPl、MP2、MP3和MP4的漏極相連，NMOS晶體管麗2、麗3和MN4的柵極互連，NMOS晶體管麗I的柵極與NMOS晶體管麗2的漏極相連；NM0S晶體管麗2的源極與雙極晶體管Ql的發(fā)射極相連，雙極晶體管Ql的集電極與地節(jié)點(diǎn)GND相連，NMOS晶體管麗3的源極經(jīng)電阻Rl和雙極晶體管Q2的發(fā)射極相連，雙極晶體管Q2的集電極與地節(jié)點(diǎn)GND，匪OS晶體管MN4的源極經(jīng)電阻R2與地節(jié)點(diǎn)GND相連；雙極晶體管Ql的基極與Q2的基極相連后連接至地節(jié)點(diǎn)GND ；NMOS晶體管麗I的源極與NMOS晶體管麗3的源級(jí)相連。PMOS晶體管MP4上的電流為第一電流；NM0S晶體管MN4上的電流為第二電流；PM0S晶體管MP4和NMOS晶體管MN4之間的連接節(jié)點(diǎn)為所述過溫檢測(cè)電路的輸出端。
[0009]進(jìn)一步的，所述信號(hào)輸出電路包括PMOS晶體管MP5、電流源13和反相器INVl。PMOS晶體管MP5的柵極與所述過溫檢測(cè)電路的輸出端相連，其源極與所述電源端VIN相連，其漏極與所述電流源13的輸入端相連，電流源13的輸出端與地節(jié)點(diǎn)GND相連；反相器INVl的輸入端與PMOS晶體管和電流源13之間的連接節(jié)點(diǎn)相連，其輸出端與所述信號(hào)輸出電路的輸出端相連。
[0010]進(jìn)一步的，當(dāng)?shù)谝浑娏鞔笥诘诙娏鲿r(shí)，所述過溫檢測(cè)電路的輸出端變?yōu)楦唠娖叫盘?hào)，此時(shí)PMOS晶體管MP5關(guān)斷，反相器INVl輸出高電平信號(hào)，表示溫度超過溫度保護(hù)閾值。
[0011]進(jìn)一步的，所述過溫檢測(cè)電路還包括電阻R3和與所述電阻R3并聯(lián)的開關(guān)器件。所述電阻R3與所述電阻R2串聯(lián)于NMOS晶體管MN4的源級(jí)和地節(jié)點(diǎn)GND之間；所述開關(guān)器件的控制端與所述信號(hào)輸出電路的輸出端相連，在所述信號(hào)輸出電路輸出的過溫保護(hù)信號(hào)表示溫度超過溫度保護(hù)閾值時(shí)，所述開關(guān)器件截止，在所述信號(hào)輸出電路輸出的過溫保護(hù)信號(hào)表示未溫度超過溫度保護(hù)閾值時(shí)，所述開關(guān)器件導(dǎo)通。
[0012]進(jìn)一步的，所述過溫保護(hù)電路還包括啟動(dòng)電路，所述啟動(dòng)電路的輸出端與過溫檢測(cè)電路中的NMOS晶體管麗I的柵極相連，所述啟動(dòng)電路通過向NMOS晶體管麗I的柵極注入電流以啟動(dòng)所述過溫度檢測(cè)電路。
[0013]進(jìn)一步的，所述啟動(dòng)電路包括PMOS晶體管MP6、MP7和MP8，所述PMOS晶體管MP6的源極與所述電源端VIN相連，其柵極與PMOS晶體管MPl的柵極相連；PM0S晶體管MP8的源極與所述電源端VIN相連，其柵極與PMOS晶體管MP6的漏極相連，其漏極作為所述啟動(dòng)電路的輸出端與所述NMOS晶體管麗I的柵極相連；所述PMOS晶體管MP7的襯體與PMOS晶體管MP6的漏極相連，其源極、柵極和漏極均與地節(jié)點(diǎn)GND相連。當(dāng)所述過溫檢測(cè)電路未啟動(dòng)時(shí)，PMOS晶體管MP6上的電流小于PMOS晶體管MP7的襯體的漏電流，導(dǎo)致PMOS晶體管MP8導(dǎo)通，注入電流至NMOS晶體管麗I的柵極，以啟動(dòng)所述過溫檢測(cè)電路；當(dāng)所述過溫檢測(cè)電路啟動(dòng)后，所述PMOS晶體管MP6上的電流大于PMOS晶體管MP7的襯體的漏電流，致使PMOS晶體管MP8關(guān)斷。
[0014]進(jìn)一步的，流過雙極型晶體管Ql的電流大于流過所述雙極型晶體管Q2的電流；或雙極型晶體管Q2和Ql的發(fā)射極面積之比大于1，第一電流為正溫度系數(shù)，第二電流為負(fù)溫度系數(shù)，該過溫保護(hù)電路集成于一個(gè)芯片中。
[0015]進(jìn)一步的，所述過溫保護(hù)電路還包括基準(zhǔn)電流產(chǎn)生電路，所述基準(zhǔn)電流產(chǎn)生電路包括PMOS晶體管MP9，所述晶體管MP9的源極與所述電源端VIN相連，其柵極與所述PMOS晶體管MPl的柵極相連，其漏極作為該基準(zhǔn)電流產(chǎn)生電路的輸出端，過溫檢測(cè)電路還包括分別與PMOS晶體管MP1、MP2、MP3、MP4串聯(lián)的四個(gè)PMOS晶體管，以形成級(jí)聯(lián)電流鏡結(jié)構(gòu)。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型中的過溫保護(hù)電路中設(shè)置不同溫度系數(shù)的第一電流和第二電流，溫度的變化會(huì)導(dǎo)致第一電流的電流值和第二電流的電流值發(fā)生不同的變化，在溫度超過溫度保護(hù)閾值時(shí)，第一電流和第二電流的電流值的大小關(guān)系就會(huì)翻轉(zhuǎn)，基于此來判定電路的溫度是否超過溫度保護(hù)閾值，以實(shí)現(xiàn)當(dāng)芯片溫度過高時(shí)，輸出過溫保護(hù)信號(hào)，控制芯片進(jìn)入溫度保護(hù)狀態(tài)。【【附圖說明】】
[0017]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中:
[0018]圖1為本實(shí)用新型中的過溫保護(hù)電路在一個(gè)實(shí)施例中的電路示意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型中的過溫保護(hù)電路在另一個(gè)實(shí)施例中的電路示意圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0020]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0021]請(qǐng)參考圖1所示，其為本實(shí)用新型在一個(gè)實(shí)施例中的過溫保護(hù)電路的電路示意圖。該過溫保護(hù)電路包括過溫檢測(cè)電路I1和信號(hào)輸出電路120。
[0022]所述過溫檢測(cè)電路110生成有第一電流11和第二電流12，并比較第一電流和第二電流的電流大小，基于第一電流Il和第二電流12的比較結(jié)果輸出表示溫度是否超過溫度保護(hù)閾值的過溫檢測(cè)信號(hào)，其中第一電流的溫度系數(shù)與第二電流的溫度系數(shù)不同。由于第一電流和第二電流的溫度系數(shù)不同，溫度的變化會(huì)導(dǎo)致第一電流的電流值和第二電流的電流值發(fā)生不同的變化，通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)置，在溫度超過溫度保護(hù)閾值時(shí)，第一電流和第二電流的電流值的大小關(guān)系就會(huì)翻轉(zhuǎn)，這樣基于第一電流和第二電流的比較結(jié)果輸出表示溫度是否超過溫度保護(hù)閾值的過溫檢測(cè)信號(hào)。優(yōu)選的實(shí)施例中，其中第一電流為正溫度系數(shù)，即第一電流的電流值會(huì)隨著溫度的