寬電源電壓的過溫遲滯保護電路的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及集成電路技術領域，具體為一種適用于寬電源電壓的過溫遲滯保護電 路。
【背景技術】
[0002] 過溫保護（Over-Temperature-Protection，OTP)電路作為現代電源管理芯片中 不可或缺組成部分，其特點在于工作過程中如果電路溫度超過閾值TH，電路產生一個關斷 功率管等器件的信號；當溫度恢復到Tu電路產生一個開啟功率管的信號。OTP電路的主要 技術指標包括：電源電壓范圍、熱振蕩性等。
[0003] 圖1是一種現有的OTP電路結構。其中M1-M4AJ1、以及電阻Rtl構成一個與絕對 溫度成正比（ProportionalToAbsoluteTemperature，PTAT)的電流產生電路。！^、札以 及Q3構成基準電壓電路；M6、M7、R2、馬以及電壓比較器COMP構成過溫檢測電路；最后兩個 模塊是反相器。
[0004] 這種電路結構存在三個缺點：第一，該電路缺少啟動電路。如果由于某種原因Ml 的柵極電壓為高電平，M3的柵極電壓為低電平，那么整個電路則無法正常的工作。第二，所 產生的PTAT電流隨溫度線性不夠好。因為在流片時每個MOS管不可能完全匹配，會存在一 定的失配，這使得MOS管的閾值電壓略微不同；為了使得流過MJPM4的電流相等，根據MOS 管工作在飽和區的電流公式：
【主權項】
1. 一種寬電源電壓的過溫遲滯保護電路，其特征在于：由啟動電路模塊、I PTAT電流產生 電路模塊、基準電壓模塊、過溫檢測模塊W及級聯反相器模塊所組成，其中，啟動電路模塊 的輸出電流提供給IpTAT電流產生電路模塊的輸入端，I pm電流產生電路模塊的輸出電壓提 供給基準電壓模塊的輸入端和過溫檢測模塊的輸入端Vi，基準電壓模塊的輸出Vuf提供給 過溫檢測模塊的輸入端V2和啟動電路模塊的輸入端，過溫檢測模塊的輸出電壓提供給級聯 反相器模塊的輸入端；級聯反相器模塊的輸出電壓V3提供給過溫檢測模塊的輸入端V 4。
2. 根據權利要求1所述的寬電源電壓的過溫遲滯保護電路，其特征在于：所述啟動電 路模塊由MOS管M〇、Mi、M2管所組成，其中，MOS管M。的源端接電源Vdd，MOS管M。柵極接MOS 管Ml的柵極，MOS管M。漏極接MOS管M 1的漏極，MOS管M 1源極接地GND，MOS管M 1漏極接 MOS管M2的柵極，MOS管M 2的源極接地GND，MOS管M 2的漏極接IPTAT電流產生電路模塊的 輸入端。
3. 根據權利要求1所述的寬電源電壓的過溫遲滯保護電路，其特征在于：所述I PTAT電 流產生電路模塊由MOS管13、14、15、16和電阻3。^及晶體管9。、91和運算放大器4。所構成， 其中，MOS管Ms的源極接電源Vdd，MOS管M 3的柵極接MOS管M 4的柵極，MOS管M 3的漏極接 MOS管噸的漏極，MOS管M 4的源極接電源Vdd，MOS管M 4的柵極接MOS管M e的漏極，MOS管 M4的柵極接啟動電路模塊電流輸出端，MOS管M 4的漏極接MOS管M e的漏極，MOS管M e的源 極接晶體管Qi的發射極，MOS管M 5的柵極接放大器A。的輸出，MOS管M e的源極接電阻R。的 上端，MOS管Me的柵極接放大器A。的輸出，放大器A。的同相輸入端接電阻R。的上端，反相 輸入端接晶體管Q。的發射極，放大器A。的輸出端接MOS管M g的柵極，電阻R。的下端接晶體 管Qi的發射極，晶體管Q 1的基極接地GND，晶體管Q1的集電極接地GND，晶體管Q。的基極接 地GND，晶體管Q。的集電極接地GND。
4. 根據權利要求1所述的寬電源電壓的過溫遲滯保護電路，其特征在于：所述基準電 壓模塊由MOS管M,、M9和電阻R 1、晶體管Qs W及運算放大器A 1所構成，其中，MOS管M 7的源 極接電源Vdd，MOS管M,的柵極接I PTAT電流產生電路模塊的輸出電壓V 1，MOS管M,的漏極 接MOS管Mg的源極，MOS管M 9的柵極接運算放大器A 1的輸出，MOS管M 9的漏極接電阻R 1的 上端，電阻Ri的下端接晶體管Q 3的發射極，晶體管Q 3的基極接地GND，晶體管Q 3的集電極 接地GND，運算放大器Ai的同相輸入端接MOS管M 7的柵極，運算放大器A 1的反相輸入端接 MOS管Mg的源極，運算放大器A 1的輸出端接MOS管M 9的柵極。
5. 根據權利要求1所述的寬電源電壓的過溫遲滯保護電路，其特征在于：所述過溫檢 測模塊由MOS管Ms、Mw、Mi3和電阻R2、R3、運算放大器AaW及電壓比較器COMP，其中，MOS管 Ms的源極接電源Vdd，MOS管M 8的柵極接IPTAT電流產生電路模塊的電壓輸出端，MOS管M 8的 漏極接MOS管Ml。的源極，MOS管M 1。的柵極接放大器A 2的輸出，MOS管M 1。的漏極接電阻R 2 的上端，電阻R2的下端接電阻R 3的上端，電阻R 3的上端接MOS管M。的漏極，電阻R 3的下 端接地GND，MOS管Mi3的源極接地GND，MOS管M。的柵極接級聯反相器模塊的輸出電壓端 V3,運算放大器A2的同相輸入端接MOS管M 8柵極，反相輸入端接MOS管M 8的漏極，輸出端接 MOS管Ml。的柵極，比較器COMP的同相輸入端接MOS管M 1。的漏極，反相輸入端接基準電壓 模塊的輸出V^f，輸出端Vout接級聯反相器模塊的輸入端。
6. 根據權利要求1所述的寬電源電壓的過溫遲滯保護電路，其特征在于：所述級聯反 相器模塊由M0S管Mil、Mi2、Mi4、Mis管所組成，其中，M0S管M 11的源極接電源Vdd，M0S管M 11 的柵極接過溫檢測模塊的輸出端，MOS管M。的漏極接MOS管M 15的漏極，MOS管M 15的源極 接地GND，M0S管Mis的柵極接過溫檢測模塊的輸出端，M0S管M 12的源極接電源Vdd，M0S管 的柵極接M0S管M 11的漏極，M0S管M。的漏極接M0S管M 14的漏極，M0S管M 14的源極接 地GND，M0S管Mi4的柵極接M0S管M U的漏極。
【專利摘要】本發明提供一種寬電源電壓的過溫遲滯保護電路，由啟動電路模塊、IPTAT電流產生電路模塊、基準電壓模塊、過溫檢測模塊以及級聯反相器模塊所組成，其中，啟動電路模塊的輸出電流提供給IPTAT電流產生電路模塊的輸入端，IPTAT電流產生電路模塊的輸出電壓提供給基準電壓模塊的輸入端和過溫檢測模塊的輸入端V1，基準電壓模塊的輸出Vref提供給過溫檢測模塊的輸入端V2和啟動電路模塊的輸入端，過溫檢測模塊的輸出電壓提供給級聯反相器模塊的輸入端；級聯反相器模塊的輸出電壓V3提供給過溫檢測模塊的輸入端V4；本發明使電壓基準模塊和過溫檢測模塊能夠精確的鏡像IPTAT電流，減小它們之間電流的誤差，使跳變的溫度幾乎沒有偏移，提高電源電壓的輸入范圍。
【IPC分類】G05F1-569
【公開號】CN104679092
【申請號】CN201510046838
【發明人】羅萍, 曹燦華, 王軍科, 楊東杰, 甄少偉
【申請人】電子科技大學
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月29日