用于产生指示温度的电信号的装置制造方法及图纸

公开了用于产生指示温度的电信号的装置，该装置包括：第一薄膜晶体管TFT，包括第一源极、第一栅极和第一漏极，第一漏极被配置为接收参考电流；以及第二TFT，包括第二源极、第二栅极和第二漏极，第一栅极和第二栅极都被配置为接收相同的栅极电压，其中第一TFT和第二TFT被配置为使得第一TFT的温度相关关系与第二TFT的温度相关关系不同，使得第二TFT和第二漏极处的输出电流取决于温度。输出电流的温度相关关系可以通过为第一TFT和第二TFT选择合适的设计参数来控制。还公开了一种设计该装置以产生具有目标温度相关关系的输出电流的方法。产生具有目标温度相关关系的输出电流的方法。产生具有目标温度相关关系的输出电流的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于产生指示温度的电信号的装置


[0001]本专利技术涉及一种用于产生指示温度的电信号的装置。

技术介绍

[0002]可以检测温度变化的电路和设备是已知的。例如，可以利用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的阈值电压来检测温度变化，或者可以利用热敏电阻来产生随温度增加的输出电流。在这两种情况下，产生的信号都可以用于温度调节(例如在过热保护电路中)，但是需要额外的电路来响应于检测到的电流的增加而减小输出电流。此外，在这种电路中用于修改输出信号的温度相关关系的设计自由度可能有限。因此，在本领域中需要这样的一种电路设计，其能够适于产生具有变化的温度相关关系的输出信号。

技术实现思路

[0003]根据本专利技术的第一方面，提供了一种装置，包括：第一薄膜晶体管TFT，包括第一源极、第一栅极和第一漏极，第一漏极被配置为接收参考电流；以及第二TFT，包括第二源极、第二栅极和第二漏极，第一栅极和第二栅极都被配置为接收相同的栅极电压，其中第一TFT和第二TFT被配置为使得第一TFT的温度相关关系与第二TFT的温度相关关系不同，使得第二TFT和第二漏极处的输出电流取决于温度。
[0004]在根据第一方面的一些实施例中，第一TFT和第二TFT各自独立地都具有正(positive)温度相关关系，并且第一TFT的温度相关关系强于第二TFT更，因此输出电流的总体温度相关关系为负(negative)，使得输出电流的幅度随着第一TFT和第二TFT的温度升高而减小。
[0005]在根据第一方面的一些实施例中，第一TFT和第二TFT各自独立地都具有负温度相关关系，并且第二TFT的温度相关关系强于第一TFT，因此输出电流的总体温度相关关系为负，使得输出电流的幅度随着第一TFT和第二TFT的温度升高而减小。
[0006]在根据第一方面的一些实施例中，第一TFT和第二TFT是源门控晶体管(source
‑
gated transistor)。
[0007]在根据第一方面的一些实施例中，第一源极和第一栅极之间的交叠面积S1不同于第二源极和第二栅极之间的交叠面积S2，使得第一TFT的温度相关关系不同于第二TFT的温度相关关系。
[0008]在根据第一方面的一些实施例中，对于第一TFT和第二TFT中的每一个存在阈值源极长度，超过该阈值源极长度，则增加源极长度对流过TFT的电流的温度相关关系的影响是能够忽略不计的，其中S1和S2中的一个处于或大于阈值源极长度，并且S1和S2中的另一个小于阈值源极长度。
[0009]在根据第一方面的一些实施例中，第一TFT和第二TFT具有不同的组分，使得第一TFT的温度相关关系不同于第二TFT的温度相关关系。
[0010]在根据第一方面的一些实施例中，第一栅极和第二栅极包括单个栅极的相应部
分，使得该单个栅极充当第一TFT和第二TFT的公共栅极。
[0011]在根据第一方面的一些实施例中，该装置被配置为在上限温度阈值和下限温度阈值之间的温度范围内操作，并且其中上限温度阈值和下限温度阈值是第一TFT和第二TFT的相应温度
‑
电流曲线的线性部分内的温度。应当理解，该上下文中的“线性”应解释为近似或基本上是线性的，因为实际上温度和电流之间的关系可能不是完全线性的。
[0012]在根据第一方面的一些实施例中，该装置包括恒流源，该恒流源被配置为向第一漏极提供恒定电流作为参考电流。
[0013]在根据第一方面的一些实施例中，该装置包括连接到第二TFT的负载，使得流过负载的电流取决于第二漏极处的输出电流。
[0014]在根据第一方面的一些实施例中，该装置被配置为作为温度传感器来操作，其中第二漏极处的输出电流的幅度指示第一TFT和第二TFT的温度。
[0015]在根据第一方面的一些实施例中，该装置包括：电流测量单元，被配置为测量输出电流的幅度；以及温度确定单元，被配置为根据由电流测量单元测量的电流来确定第一TFT和第二TFT的温度。温度确定单元可被配置为输出所确定的温度，例如作为对所确定的温度的可听或可视指示。
[0016]在根据第一方面的一些实施例中，该装置包括温度控制器，其被配置为升高或降低第一TFT和第二TFT的温度，其中第二TFT被配置为向温度控制器提供输出电流，使得由温度控制器产生的加热或冷却效果的幅度取决于输出电流的幅度，其中第一TFT和第二TFT以及温度控制器形成反馈回路，使得该装置充当温度调节电路，其被配置为将第一TFT和第二TFT所处的环境维持在于基本恒定的温度。
[0017]在根据第一方面的一些实施例中，温度控制器包括振荡器电路，该振荡器电路被配置为使得振荡器电路的振荡频率取决于由第二TFT提供的输出电流的幅度。
[0018]在根据第一方面的一些实施例中，由于电流流过振荡器电路而产生的对第一TFT和第二TFT的焦耳(Joule)热效应取决于由第二TFT提供的输出电流的幅度。
[0019]在根据第一方面的一些实施例中，该装置包括温度控制电路，该温度控制电路被配置为接收振荡器电路的输出作为定时信号，并根据定时信号的振荡频率产生加热或冷却效果，使得由温度控制电路产生的加热或冷却效果取决于第一TFT和第二TFT的温度。
[0020]在根据第一方面的一些实施例中，振荡器电路是电流匮乏环形振荡器电路，并且第二TFT是包括在该电流匮乏环形振荡器电路中的多个第二TFT中的一个，该多个第二TFT中的每一个包括被配置为接收与第一栅极相同的栅极电压的相应第二栅极。
[0021]根据本专利技术的第二方面，提供了一种可穿戴电子设备，包括根据第一方面的装置，其中该装置被配置为调节可穿戴电子设备的至少一部分的温度。
[0022]根据本专利技术的第三方面，提供了一种设计根据第一方面的装置的方法，该方法包括：确定第二TFT处的输出电流的目标温度相关关系；确定提供具有目标温度相关关系的输出电流所需的第一TFT的温度相关关系和第二TFT的温度相关关系；以及确定提供所确定的第一TFT的温度相关关系所需的第一TFT的特性，并确定提供所确定的第二TFT的温度相关关系所需的第二TFT的特性。
[0023]在根据第三方面的一些实施例中，该方法还可以包括制造所设计的装置的步骤。
附图说明
[0024]现在将参考附图通过仅示例的方式描述本专利技术的实施例，其中：
[0025]图1示出了根据本专利技术实施例的用于产生具有正温度相关关系或负温度相关关系的电信号的装置；
[0026]图2示出了根据本专利技术实施例的多晶硅肖特基势垒SGT的平面图；
[0027]图3示出了根据本专利技术实施例的多晶硅肖特基势垒SGT的横截面；
[0028]图4示出了根据本专利技术实施例的氧化铟
‑
镓
‑
锌(IGZO)SGT的横截面；
[0029]图5是示出根据本专利技术实施例的多晶硅SGT的测量传输特性的曲线图；
[0030]图6是示出根据本专利技术实施例的多晶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，包括：第一薄膜晶体管TFT，包括第一源极、第一栅极和第一漏极，所述第一漏极被配置为接收参考电流；以及第二TFT，包括第二源极、第二栅极和第二漏极，所述第一栅极和所述第二栅极都被配置为接收相同的栅极电压，其中，所述第一TFT和所述第二TFT被配置为使得所述第一TFT的温度相关关系与所述第二TFT的温度相关关系不同，使得所述第二TFT和所述第二漏极处的输出电流取决于温度。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一TFT和所述第二TFT各自独立地都具有正温度相关关系、或者各自独立地都具有负温度相关关系，并且其中，所述第一TFT的温度相关关系强于所述第二TFT，因此所述输出电流的总体温度相关关系为负，使得所述输出电流的幅度随着所述第一TFT和所述第二TFT的温度升高而减小。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一TFT和所述第二TFT各自独立地都具有负温度相关关系，并且其中，所述第二TFT的温度相关关系强于所述第一TFT，因此所述输出电流的总体温度相关关系为负，使得所述输出电流的幅度随着所述第一TFT和所述第二TFT的温度升高而减小。4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其中，所述第一TFT和所述第二TFT是源门控晶体管。5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第一源极和所述第一栅极之间的交叠面积S1不同于所述第二源极和所述第二栅极之间的交叠面积S2，使得所述第一TFT的温度相关关系不同于所述第二TFT的温度相关关系。6.根据权利要求5所述的装置，其中，对于所述第一TFT和所述第二TFT中的每一个存在阈值源极长度，超过该阈值源极长度，则增加源极长度对流过TFT的电流的温度相关关系的影响是能够忽略的，并且其中，S1和S2中的一个处于或大于所述阈值源极长度，并且S1和S2中的另一个小于所述阈值源极长度。7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述第一TFT和所述第二TFT具有不同的组分，使得所述第一TFT的温度相关关系不同于所述第二TFT的温度相关关系。8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述第一栅极和所述第二栅极包括单个栅极的相应部分，使得该单个栅极充当所述第一TFT和所述第二TFT的公共栅极。9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述装置被配置为在上限温度阈值和下限温度阈值之间的温度范围内操作，并且其中，所述上限温度阈值和所述下限温度阈值是所述第一TFT和所述第二TFT的相应温度
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电流曲线的线性部分内的温度。10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，包括：恒流源，被配置为向所述第一漏极提供恒定电流作为所述参考电流。11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，包括：连接到所述第二TFT的负载，使得流过所述负载的电流取决于...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉杜，
申请(专利权)人：萨里大学，
类型：发明
国别省市：