一种集成电路温度保护电路制造技术

本实用新型专利技术公布了一种集成电路温度保护电路，其包括感应温度的帯隙结构、比例电流源、以及用于过温保护的保护回路；将帯隙结构作为集成电路的温度采集器，利用帯隙结构输出随温度升高电流变大的特性，使输出电流经比例电流源转换为输出电压控制过温保护回路工作。本实用新型专利技术所提供的过温保护装置，避免了常规设计中由于BE导通压降随工艺波动造成的过温保护点的波动，提高了电路过温保护点的一致性，提高了集成电路的可靠性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种利用帯隙结构输出随温度变化曲线实现集成电路的过温保护的方法，属于集成电路设计

技术介绍
温度保护对集成电路的可靠性及使用寿命及其重要。目前集成电路设计中所使用的温度保护结构如图I所示为稳压管稳压后经电阻分压在一 NPN三极管基极形成约O. 4V的直流基准电位电位，NPN管发射极接地，集电极接电路的偏置电流。常温时，由于NPN管BE结导通电压为O. 7V故该NPN管截止，电路偏置电流不受影响。由于BE结导通电压为负温度系数，即温度每升高一摄氏度，BE结导通电压降低约2mV。当温度升高到一定值时，BE结导通电压低于O. 4V，此时该NPN管导通，拉走电路的部分偏置电流，使得电路的整体电流 减小，电路发热速度减慢，在某一时刻，电路发热及散热保持平衡，芯片温度达到最高点。一般来说芯片内部最高温度不能超过150摄氏度，超过150摄氏度集成电路中的管子会出现损坏。芯片温度由常温升高到150摄氏度BE结导通电压下降约130*2mV=0. 26V，这即是将NPN管基极电位设置在O. 4V左右的原因。
技术实现思路
本技术目的在于针对现有技术的缺陷提供一种利用帯隙结构采样集成电路的温度控制过温保护回路的集成电路温度保护电路。本技术为实现上述目的，采用如下技术方案一种集成电路温度保护电路，其特征在于其包括感应温度的帯隙结构、比例电流源、以及用于过温保护的保护回路；将帯隙结构作为集成电路的温度采集器，利用帯隙结构输出随温度升高电流变大的特性，使输出电流经比例电流源转换为输出电压控制过温保护回路工作。其具体特征在于所述保护装置包括NPN型三极管Tl、三极管T2、三极管T5、三极管T6、三极管T8、三极管T9和PNP型三极管T3、三极管T4、三极管T7以及电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4 ;三极管T5、三极管T6串接在VCC与地之间，集电极与基极短接，为三极管Tl、三极管T2基极提供钳位电压；三极管Tl、三极管T2和电阻R3、电阻R4组成帯隙结构；三极管T3、三极管T4和电阻R1、电阻R2组成镜像电流源，为三极管Tl、三极管T2供电；三极管T7，三极管T8，三极管T9构成热保护启动电路，三极管T7基极与三极管Tl、三极管T4的集电极相接，发射极接VCC，集电极接三极管T8集电极；三极管T8集电极与基极短接与三极管T9基极相接，发射极接地；三极管T9集电极接电路的偏置电流，发射极接地。本技术所提供的过温保护装置，避免了常规设计中由于BE导通压降随工艺波动造成的过温保护点的波动，提高了电路过温保护点的一致性，提高了集成电路的可靠性。附图说明图I为现有技术电路图；图2本技术电路图。具体实施方式一种集成电路温度保护电路，其包括感应温度的帯隙结构、比例电流源、以及用于过温保护的保护回路；将帯隙结构作为集成电路的温度采集器，利用帯隙结构输出随温度升高电流变大的特性，使输出电流经比例电流源转换为输出电压控制过温保护回路工作。如图2所示所述保护装置包括NPN型三极管TI、三极管T2、三极管T5、三极管T6、三极管T8、三极管T9和PNP型三极管T3、三极管T4、三极管T7以及电阻R1、电阻R2、电阻 R3、电阻R4 ;三极管T5、三极管T6串接在VCC与地之间，集电极与基极短接，为三极管Tl、三极管T2基极提供钳位电压；三极管Tl、三极管T2和电阻R3、电阻R4组成帯隙结构；三极管T3、三极管T4和电阻R1、电阻R2组成镜像电流源，为三极管Tl、三极管T2供电；三极管T7，三极管T8，三极管T9构成热保护启动电路，三极管T7基极与三极管Tl、三极管T4的集电极相接，发射极接VCC，集电极接三极管T8集电极；三极管T8集电极与基极短接与三极管T9基极相接，发射极接地；三极管T9集电极接电路的偏置电流，发射极接地。该图工作原理如下常温时，三极管T5、三极管T6将三极管Tl、三极管T2基极电位钳位在2Vbe，此时，流过三极管T2的电流为ICT2=Vbe/R4，流过三极管Tl的电流为ICT1=ΛVbe/R3=lnlO*VT/R3，(ΛVbe为Tl与T2导通时Vbe 电压差，VT 为热电压)，此时 ICT2>Icti，所以三极管T7基极电位为高，三极管T7截止，三极管T8、三极管T9截止，电路的偏置电流12不受影响；当温度升高时，由于Vbe降低(Vbe为负温度系数)，所以随温度升高Ict2减小；由于VT=kT/q (k为波尔兹曼常数，T为绝对温度，q为电子电量)当温度升高时，VT变大，所以随温度升高Im增大；当温度升高到一定值时，Ict2= Icti ;当温度继续升高，Ict2减小，而Icti继续增大，此时镜像电流源提供的电流不能满足三极管Tl需求电流，所以三极管T7基极电位降低，三极管T7导通，三极管T8、三极管T9随之导通，电路偏置电流12被三极管T9拉走，温度越高三极管T9拉走电流越大，电路的功耗随之降低，实现了对电路的过温保护。本技术核心内容为帯隙结构实现温度采样的技术，使用帯隙结构采样温度的回路不做严格规定。本技术对帯隙结构实现过温保护的回路不做严格限制，凡在本原理之内所做的任何修改、等同替换及改进均应包含在本技术的保护范围内。权利要求1.一种集成电路温度保护电路，其特征在于其包括感应温度的帯隙结构、比例电流源、以及用于过温保护的保护回路；将帯隙结构作为集成电路的温度采集器，利用帯隙结构输出随温度升高电流变大的特性，使输出电流经比例电流源转换为输出电压控制过温保护回路工作。2.根据权利要求I所述的一种集成电路温度保护电路，其特征在于所述保护装置包括NPN型三极管Tl、三极管T2、三极管T5、三极管T6、三极管T8、三极管T9和PNP型三极管T3、三极管T4、三极管T7以及电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4 ;三极管T5、三极管T6串接在VCC与地之间，集电极与基极短接，为三极管Tl、三极管T2基极提供钳位电压；三极管Tl、三极管T2和电阻R3、电阻R4组成帯隙结构；三极管T3、三极管T4和电阻Rl、电阻R2组成镜像电流源，为三极管Tl、三极管T2供电；三极管T7，三极管T8，三极管T9构成热保护启动电路，三极管T7基极与三极管Tl、三极管T4的集电极相接，发射极接VCC，集电极接三极管T8集电极；三极管T8集电极与基极短接与三极管T9基极相接，发射极接地；三极管T9集电极接电路的偏置电流，发射极接地。专利摘要本技术公布了一种集成电路温度保护电路，其包括感应温度的帯隙结构、比例电流源、以及用于过温保护的保护回路；将帯隙结构作为集成电路的温度采集器，利用帯隙结构输出随温度升高电流变大的特性，使输出电流经比例电流源转换为输出电压控制过温保护回路工作。本技术所提供的过温保护装置，避免了常规设计中由于BE导通压降随工艺波动造成的过温保护点的波动，提高了电路过温保护点的一致性，提高了集成电路的可靠性。文档编号G05F1/56GK202661914SQ20122026774公开日2013年1月9日 申请日期2012年6月7日 优先权日2012年6月7日专利技术者苏卡, 滕龙, 邓晓军, 张艳丽 申请人:无锡友达电子有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成电路温度保护电路，其特征在于：其包括感应温度的帯隙结构、比例电流源、以及用于过温保护的保护回路；将帯隙结构作为集成电路的温度采集器，利用帯隙结构输出随温度升高电流变大的特性，使输出电流经比例电流源转换为输出电压控制过温保护回路工作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏卡，滕龙，邓晓军，张艳丽，
申请(专利权)人：无锡友达电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：