具有溫度檢測功能的參考電壓源電路的製作方法
2023-05-03 19:56:46
具有溫度檢測功能的參考電壓源電路的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種具有溫度檢測功能的參考電壓源電路，包括第一電晶體、第一電阻和用於實時檢測溫度的溫度檢測信號模塊；第一電晶體的柵極連接至溫度檢測信號模塊，第一電晶體的源極連接溫度檢測信號模塊的電源Vpower，第一電晶體的漏極串聯第一電阻接地，第一電晶體和第一電阻的相應的公共端作為參考電壓源。本發明的具有溫度檢測功能的參考電壓源電路，同時實現溫度檢測和低溫度係數的參考電壓，不但能夠得到溫度係數很小的參考電壓，並且具備溫度傳感器的功能，能夠檢測晶片內部的溫度變化。降低電路複雜程度，減少了電路器件，同時可減小晶片面積，從而實現降低成本；並且由於電路模塊減少，從而達到減小電源晶片自身耗電目的。
【專利說明】具有溫度檢測功能的參考電壓源電路
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及參考電壓源電路領域，尤其涉及一種具有溫度檢測功能的參考電壓源電路。
【背景技術】
[0002]帶隙基準在集成電路設計中得到了廣泛的應用，尤其在電源管理晶片中，低溫度係數的參考電壓源是必需的電路模塊，電源管理晶片的一切輸出電源都是以帶隙基準作為參考電壓。同時，電源管理晶片一般工作電流都很大，因此需要考慮溫度保護，因此溫度傳感器也是電源管理晶片的必要組成模塊。
[0003]傳統的電源管理晶片為了得到溫度係數很小的參考電壓和精確的溫度傳感器，都需要帶隙基準和溫度傳感器兩個電路。帶隙基準和溫度傳感器都利用了雙極性電晶體的特性，因此各自具有一套雙極性電晶體，同時各有一套運算放大器；同時為了減小雙極性電晶體之間的誤差和運算放大器失調電壓對參考電壓源帶來影響，雙極性電晶體和運算放大器的面積也很大，因此傳統電源管理晶片的實現方式，電路面積很大，成本很高。同時傳統的實現方式，由於採用了兩個電路模塊，因此電源管理晶片的自身耗電也比較大。而在實際應用中，現有的電子設備都需要降低休眠時的靜態耗電，因此對電源管理晶片的自身工作電流的要求也越來越苛刻。
【發明內容】
[0004]鑑於現有技術的現狀，本發明的目的在於提供一種具有溫度檢測功能的參考電壓源電路，滿足電源管理晶片低溫度係數參考電壓和溫度保護的需求，降低電路複雜程度，從而實現降低成本，並且達到減小電源晶片自身耗電的目的。為實現上述目的，本發明的技術方案如下:
[0005]一種具有溫度檢測功能的參考電壓源電路，包括第一電晶體、第一電阻和用於實時檢測溫度的溫度檢測信號模塊；所述第一電晶體的柵極連接至所述溫度檢測信號模塊，所述第一電晶體的源極連接所述溫度檢測信號模塊的電源Vpower，所述第一電晶體的漏極串聯所述第一電阻接地，所述第一電晶體和第一電阻的相應的公共端作為參考電壓源。
[0006]在其中一個實施例中，所述溫度檢測信號模塊包括第二電晶體、第三電晶體、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、反饋放大器、第一三極體、第二三極體和第三三極體；
[0007]所述第一電晶體的柵極、所述第二電晶體的柵極和所述第三電晶體的柵極共連連接至所述反饋放大器的輸出端，所述第一電晶體的源極、所述第二電晶體的源極和所述第三電晶體的源極共連連接至所述電源Vpower ；
[0008]所述第三電晶體的漏極串聯所述第四電阻後連接至所述第一三極體的集電極，所述第一三極體的發射極接地，所述第一三極體的基極與所述第一三極體的集電極相連；所述第三電晶體的漏極還串聯第三電阻接地，所述第三電晶體的漏極連接至所述反饋放大器的正極輸入端，所述反饋放大器的負極輸入端連接至所述第二電晶體的漏極；所述第二電晶體的漏極連接所述第二三極體的集電極，所述第二三極體的基極與所述第二三極體的集電極相連，所述第二三極體的發射極接地，所述第二電晶體的漏極還串聯第二電阻接地；
[0009]所述第三三極體的基極與所述第二三極體的集電極相連，所述第三三極體的集電極串聯所述第五電阻連接至所述電源Vpower，所述第三三極體的發射極接地，所述第三三極體和所述第五電阻的相應的公共端作為溫度檢測信號源。
[0010]在其中一個實施例中，所述第一電晶體、第二電晶體和第三電晶體均為增強型PMOS管,所述第一三極體、第二三極體和第三三極體均為NPN型雙極電晶體。
[0011]在其中一個實施例中，所述溫度檢測信號模塊包括第二電晶體、第三電晶體、第四電晶體、第五電晶體、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、反饋放大器、第一三極體、
第二三極體和第三三極體；
[0012]所述第一電晶體的柵極、所述第二電晶體的柵極和所述第三電晶體的柵極共連連接至所述反饋放大器的輸出端，所述第一電晶體的源極、所述第二電晶體的源極和所述第三電晶體的源極共連連接至所述電源Vpower ；
[0013]所述第三電晶體的漏極串聯所述第四電阻後連接至所述第一三極體的集電極，所述第一三極體的發射極接地，所述第一三極體的基極連接第一三極體的集電極；所述第三電晶體的漏極還串聯所述第三電阻後接地，所述第三電晶體的漏極連接至反饋放大器的正極輸入端，所述反饋放大器的負極輸入端連接至所述第二電晶體的漏極；所述第二電晶體的漏極連接所述第二三極體的集電極，所述第二三極體的基極與所述第二三極體的集電極相連，所述第二三極體的發射極接地，所述第二電晶體的漏極還串聯所述第二電阻接地；
[0014]所述第三三極體的基極與所述第二三極體的集電極相連，所述第三三極體的集電極連接所述第四電晶體的漏極，所述第四電晶體的源極連接所述電源Vpower，所述第三三極體的發射極接地；
[0015]所述第四電晶體的源極和所述第五電晶體的源極分別連接所述電源Vpower，所述第四電晶體的柵極、所述第四電晶體的漏極和所述第五電晶體的柵極共連，所述第五電晶體的漏極串聯所述第五電阻接地，所述第五電晶體的漏極和所述第五電阻的相應的公共端作為溫度檢測信號源。
[0016]在其中一個實施例中，所述第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第四晶體和第五電晶體均為增強型PMOS管，所述第一三極體、第二三極體和第三三極體均為NPN型雙極電晶體。
[0017]在其中一個實施例中，所述第二電阻的阻值和所述第三電阻的阻值相同。
[0018]在其中一個實施例中，所述第一三極體與所述第二三極體的並聯個數比為為N，其中 N>1。
[0019]本發明的有益效果是:
[0020]本發明的具有溫度檢測功能的參考電壓源電路，利用帶隙基準電壓源中的雙極性電晶體，採用一套雙極性電晶體，一個運算放大器，同時實現溫度檢測和低溫度係數的參考電壓，不但能夠得到溫度係數很小的參考電壓，並且具備溫度傳感器的功能，能夠檢測晶片內部的溫度變化。其滿足電源管理晶片低溫度係數參考電壓和溫度保護的需求，降低電路複雜程度，減少了電路器件，同時可減小晶片面積，從而實現降低成本；並且由於電路模塊減少，從而達到減小電源晶片自身耗電目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明的具有溫度檢測功能的參考電壓源電路實施例一的電路圖；
[0022]圖2為本發明的具有溫度檢測功能的參考電壓源電路實施例二的電路圖。
【具體實施方式】
[0023]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例對本發明的具有溫度檢測功能的參考電壓源電路進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用於解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0024]參照圖1和圖2，本發明的一種具有溫度檢測功能的參考電壓源電路一實施例包括第一電晶體Ml、第一電阻Rl和用於實時檢測溫度的溫度檢測信號模塊；第一電晶體Ml的柵極連接至溫度檢測信號模塊，第一電晶體Ml的源極連接溫度檢測信號模塊的電源Vpower,第一電晶體Ml的漏極串聯第一電阻Rl接地，第一電晶體Ml和第一電阻Rl的相應的公共端作為參考電壓源Vref。
[0025]較優地，作為一種可實施方式，如圖1所示，溫度檢測信號模塊包括第二電晶體M2、第三電晶體M3、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、反饋放大器U、第
一三極體Q1、第二三極體Q2和第三三極體Q3。
[0026]第一電晶體Ml的柵極、第二電晶體M2的柵極和第三電晶體M3的柵極共連連接至反饋放大器U的輸出端，第一電晶體Ml的源極、第二電晶體M2的源極和第三電晶體M3的源極共連連接至電源Vpower。
[0027]第三電晶體M3的漏極串聯第四電阻R4後連接至第一三極體Ql的集電極，第一三極體Ql的發射極接地GND，第一三極體Ql的基極與第一三極體Ql的集電極相連；第三電晶體M3的漏極還串聯第三電阻R3接地，第三電晶體M3的漏極連接至反饋放大器U的正極輸入端(+)，反饋放大器U的負極輸入端(_)連接至第二電晶體M2的漏極；第二電晶體M2的漏極連接第二三極體Q2的集電極，第二三極體Q2的基極與第二三極體Q2的集電極相連，第二三極體Q2的發射極接地，第二電晶體M2的漏極還串聯第二電阻R2接地。
[0028]第三三極體Q3的基極與第二三極體Q3的集電極相連，第三三極體Q3的集電極串聯第五電阻R5連接至電源Vpower，第三三極體Q3的發射極接地，第三三極體Q3和第五電阻R5的相應的公共端作為溫度檢測信號源Vjsense。
[0029]其中，第一電晶體Ml、第二電晶體M2和第三晶體M3管均為增強型PMOS管，第一三極體Q1、第二三極體Q2和第三三極體Q3均為NPN型雙極電晶體；第二電阻的阻值R2和第三電阻R3的阻值相同，即R2=R3。
[0030]較優地，作為另一種可實施方式，如圖2所示，溫度檢測信號模塊包括第二電晶體M2、第三電晶體M3、第四電晶體M4、第五電晶體M5、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、反饋放大器U、第一三極體Q1、第二三極體Q2和第三三極體Q3。
[0031]第一電晶體Ml的柵極、第二電晶體M2的柵極和第三電晶體M3的柵極共連連接至反饋放大器U的輸出端，第一電晶體Ml的源極、第二電晶體M2的源極和第三電晶體M3的源極共連連接至電源Vpower。[0032]第三電晶體M3的漏極串聯第四電阻R4後連接至第一三極體Ql的集電極，第一三極體Ql的發射極接地，第一三極體Ql的基極與第一三極體Ql的集電極相連；第三電晶體M3的漏極還串聯第三電阻R3後接地，第三電晶體M3的漏極連接至反饋放大器U的正極輸入端(+)，反饋放大器的負極輸入端(_)連接至第二電晶體M2的漏極；第二電晶體M2的漏極連接第二三極體Q2的集電極，第二三極體Q2的基極與第二三極體Q2的集電極相連，第二三極體Q2的發射極接地，第二電晶體M2的漏極還串聯第二電阻R2接地。
[0033]第三三極體Q3的基極與第二三極體Q2的集電極相連，第三三極體Q3的集電極連接第四電晶體M4的漏極，第四電晶體M4的源極連接電源Vpower，第三三極體Q3的發射極接地。
[0034]第四電晶體M4的源極和第五電晶體M5的源極分別連接電源Vpower，第四電晶體M4的柵極、第四電晶體M4的漏極和第五電晶體M5的柵極共連，第五電晶體M5的漏極串聯第五電阻R5接地，第五電晶體M5的漏極和第五電阻R5的相應的公共端作為溫度檢測信號源 V_tsense。
[0035]其中，第一電晶體Ml、第二電晶體M2、第三電晶體M3、第四晶體M4和第五電晶體M5均為增強型PMOS管。
[0036]如圖2所示，第一三極體Q1、第二三極體Q2、第三三極體Q3均為NPN型雙極電晶體，第一三極體Ql與第二三極體Q2並聯個數比為N,其中N>1。
[0037]電阻R2 = R3，穩定工作時，反饋放大器U的正極輸出端和負極輸出端電壓相等，SPVl = V2，所以通過第二電阻R2和第三電阻R3的電流同為II，反饋放大器U的輸出端控制其上端的PMOS管提供偏置電流，第二電晶體M2和第三電晶體M3尺寸相同，其電流大小同為12，通過第一三極體Q1、第二三極體Q2的電流同為10，且有12 = 10+11，對於較為理想的NPN型雙極電晶體，其放大倍數β ?1，基極電流Ib相對集電極電流Ic和發射極電流Ie來說很小，可以認為Ic~Ie = 10，根據雙極電晶體的工作原理，可以得到:
【權利要求】
1.一種具有溫度檢測功能的參考電壓源電路，其特徵在於: 包括第一電晶體、第一電阻和用於實時檢測溫度的溫度檢測信號模塊；所述第一電晶體的柵極連接至所述溫度檢測信號模塊，所述第一電晶體的源極連接所述溫度檢測信號模塊的電源Vpower，所述第一電晶體的漏極串聯所述第一電阻接地，所述第一電晶體和第一電阻的相應的公共端作為參考電壓源。
2.根據權利要求1所述的具有溫度檢測功能的參考電壓源電路，其特徵在於: 所述溫度檢測信號模塊包括第二電晶體、第三電晶體、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、反饋放大器、第一三極體、第二三極體和第三三極體； 所述第一電晶體的柵極、所述第二電晶體的柵極和所述第三電晶體的柵極共連連接至所述反饋放大器的輸出端，所述第一電晶體的源極、所述第二電晶體的源極和所述第三電晶體的源極共連連接至所述電源Vpower ； 所述第三電晶體的漏極串聯所述第四電阻後連接至所述第一三極體的集電極，所述第一三極體的發射極接地，所述第一三極體的基極與所述第一三極體的集電極相連；所述第三電晶體的漏極還串聯第三電阻接地，所述第三電晶體的漏極連接至所述反饋放大器的正極輸入端，所述反饋放大器的負極輸入端連接至所述第二電晶體的漏極；所述第二電晶體的漏極連接所述第二三極體的集電極，所述第二三極體的基極與所述第二三極體的集電極相連，所述第二三極體的發射極接地，所述第二電晶體的漏極還串聯第二電阻接地； 所述第三三極體的基極與所述第二三極體的集電極相連，所述第三三極體的集電極串聯所述第五電阻連接至所述電源Vpower，所述第三三極體的發射極接地，所述第三三極體和所述第五電阻的相應的公共端作為溫度檢測信號源。
3.根據權利要求2所述的具有溫度檢測功能的參考電壓源電路，其特徵在於: 所述第一電晶體、第二晶體`管和第三電晶體均為增強型PMOS管，所述第一三極體、第二三極體和第三三極體均為NPN型雙極電晶體。
4.根據權利要求1所述的具有溫度檢測功能的參考電壓源電路，其特徵在於: 所述溫度檢測信號模塊包括第二電晶體、第三電晶體、第四電晶體、第五電晶體、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、反饋放大器、第一三極體、第二三極體和第三三極體； 所述第一電晶體的柵極、所述第二電晶體的柵極和所述第三電晶體的柵極共連連接至所述反饋放大器的輸出端，所述第一電晶體的源極、所述第二電晶體的源極和所述第三電晶體的源極共連連接至所述電源Vpower ； 所述第三電晶體的漏極串聯所述第四電阻後連接至所述第一三極體的集電極，所述第一三極體的發射極接地，所述第一三極體的基極連接第一三極體的集電極；所述第三電晶體的漏極還串聯所述第三電阻後接地，所述第三電晶體的漏極連接至反饋放大器的正極輸入端，所述反饋放大器的負極輸入端連接至所述第二電晶體的漏極；所述第二電晶體的漏極連接所述第二三極體的集電極，所述第二三極體的基極與所述第二三極體的集電極相連，所述第二三極體的發射極接地，所述第二電晶體的漏極還串聯所述第二電阻接地； 所述第三三極體的基極與所述第二三極體的集電極相連，所述第三三極體的集電極連接所述第四電晶體的漏極，所述第四電晶體的源極連接所述電源Vpower，所述第三三極體的發射極接地；所述第四電晶體的源極和所述第五電晶體的源極分別連接所述電源Vpower，所述第四電晶體的柵極、所述第四電晶體的漏極和所述第五電晶體的柵極共連，所述第五電晶體的漏極串聯所述第五電阻接地，所述第五電晶體的漏極和所述第五電阻的相應的公共端作為溫度檢測信號源。
5.根據權利要求4所述的具有溫度檢測功能的參考電壓源電路，其特徵在於: 所述第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第四晶體和第五電晶體均為增強型PMOS管，所述第一三極體、第二三極體和第三三極體均為NPN型雙極電晶體。
6.根據權利要求2-5任一項所述的具有溫度檢測功能的參考電壓源電路，其特徵在於: 所述第二電阻的阻值和所述第三電阻的阻值相同。
7.根據權利要求6所述的具有溫度檢測功能的參考電壓源電路，其特徵在於: 所述第一三極體與所述第`二三極體的並聯個數比為N，其中N>1。
【文檔編號】G05F1/569GK103677059SQ201310712461
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月20日 優先權日:2013年12月20日
【發明者】滕慶宇, 鄧琴 申請人:珠海全志科技股份有限公司