温度传感方法和温度传感电路与流程

1.本发明涉及集成电路技术，特别涉及温度传感器技术。


背景技术：

2.现有的集成温度传感器技术中，负温度系数信号vbe及正温度系数信号δvbe都是单独产生的，通过固定的电流在二极管连接的三极管上产生vbe,通过固定比例的电流流过两个(二极管方式连接的)三极管产生δvbe，具体电路见图1。由于两个感温电路的信号都是通过独立的支路电流产生，功耗相对较大，以图1为例，产生δvbe需要10个电流源，产生vbe需要5个电流源，合计15个，工作时，芯片需要维持15个电流源处于可用状态，功耗较大。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是，提供一种低功耗的温度传感方法和温度传感电路。
4.本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，温度传感方法，其特征在于，包括下述步骤：
5.1)正温度系数信号产生：按照预定比例，通过选择开关组将电流源分配至第一晶体管和第二晶体管，由第一晶体管和第二晶体管产生正温度系数信号δvbe，并由采样和积分电路作后续处理；
6.2)负温度系数信号产生：通过所述选择开关组将预定数量的电流源接入负温系数晶体管，由负温系数晶体管产生负温度系数信号vbe，所述负温系数晶体管为第一晶体管或第二晶体管，并由采样和积分电路作后续处理。
7.本发明还提供一种温度传感电路，包括由m个电流源构成的电流源组、第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管和第二晶体管各具有外部输出端，其特征在于，还包括选择开关组，所述选择开关组由m个选择开关构成，选择开关组中的每个选择开关与电流源一一对应；
8.每一选择开关的活动端连接对应的电流源，第一固定端连接第一晶体管，第二固定端连接第二晶体管，控制端接时序控制电路。
9.所述时序控制电路包括下述部分：
10.正温系数控制信号生成单元，用于产生预定时长的方波信号；
11.负温系数控制信号生成单元，用于产生预定时长的高电平或低电平信号；
12.ctr信号生成单元，用于激励正温系数控制信号生成单元和负温系数控制信号生成单元。
13.现有技术中，vbe及δvbe都是单独产生，通过固定的电流在二极管链接的三极管上产生vbe,通过固定比例的电流在两个三极管上产生δvbe。这样同时需要产生vbe和δvbe的电流，增加了温度转换时期的功耗。采用本发明的技术，通过特定的时序对电流分时复用，实现减小功耗的目的。本发明可以将温度转换期间的工作电流减少8ua左右，在低功
耗的应用中具有明显的优势。
附图说明
14.图1是现有技术的示意图。
15.图2是本发明的原理图。
16.图3是本发明时序控制电路的时序图。
具体实施方式
17.以图1所示的现有技术作为对比，芯片中δvbe和vbe分别通过各自电流生成，共使用15支路电流。在低功耗温度传感器中，带隙支路电流占总电流比重很大，造成功耗明显偏大。
18.实施例1
19.参见图2和图3，本实施例为温度传感电路，包括由m个电流源构成的电流源组、第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管和第二晶体管各具有外部输出端，其特征在于，还包括选择开关组，所述选择开关组由m个选择开关构成，选择开关组中的每个选择开关与电流源一一对应；m为大于5的正整数。
20.每一选择开关的活动端连接对应的电流源，第一固定端连接第一晶体管，第二固定端连接第二晶体管，控制端接时序控制电路。第一固定端和第二固定端作为选择开关的两个选项，活动端在第一固定端和第二固定端之间进行选择。
21.所述时序控制电路包括下述部分：
22.正温系数控制信号生成单元，用于产生预定时长的方波信号；
23.负温系数控制信号生成单元，用于产生预定时长的高电平或低电平信号；
24.ctr信号生成单元，用于对正温系数控制信号生成单元和负温系数控制信号生成单元产生激励。
25.本发明在图1所示技术的基础上增加10路2选1开关，随之增加10路开关控制信号，并增加一位控制位ctr作为激励信号，由激励信号实现对电流的控制。现有技术中，电流源分组为作用于正温度系数信号的电流源组和作用于负温度系数信号的电流源组。本发明对电流源进行时分复用，当温度传感器中的积分电路需要对负温度系数信号vbe积分时，ctr信号为低电平，时序控制电路使开关s0～s4输出低电平，开关s5～s9输出高电平，从而带隙电路输出vbe电压。当温度传感器中的积分电路需要对正温度系数信号δvbe积分时，ctr信号为高电平，逻辑电路控制开关s0～s9产生相应的时序从而产生δvbe电压。采用本发明，节省了带隙电流又提高了vbe和δvbe相对准确度。没有额外增加太多成本，成本增加极少。
26.实施例2
27.本实施例为温度传感方法，包括下述步骤：
28.1)正温度系数信号产生：按照预定比例(如图2中的1:9)，通过选择开关组将电流源分配至第一晶体管和第二晶体管，由第一晶体管和第二晶体管产生正温度系数信号δvbe，并由采样和积分电路作后续处理；
29.2)负温度系数信号产生：通过所述选择开关组将预定数量的电流源接入负温系数晶体管，由负温系数晶体管产生负温度系数信号vbe，所述负温系数晶体管为第一晶体管或
第二晶体管，并由采样和积分电路作后续处理。所述预定数量是指依据负温度系数信号所需的电流源数量，如图3，vbe时域内，控制信号为高电平的开关数量为5个，设选择开关的控制电平为高时vcc接入第一晶体管q1，则第一晶体管q1提供负温度系数信号。
30.积分器对δvbe进行积分时，积分器所积分的δvbe为第一晶体管和第二晶体管基极电压的差值(即为δvbe)。在积分器的采样区间需要对δvbe进行积分，即第一晶体管减去第二晶体管为δvbe，在积分区间需要对负的δvbe进行积分即第二晶体管减去第一晶体管为δvbe，在控制时序上表现为采样区间第一晶体管与第二晶体管的电流比例为9：1，在积分区间第一晶体管与第二晶体管的电流比例为1：9。对vbe进行积分时，积分器内部做了时序的处理，积分与采样区间均输入vbe即可，在控制时序上采样区间和积分区间保持一致即可，即为连续的电平。


技术特征：
1.温度传感方法，其特征在于，包括下述步骤：1)正温度系数信号产生：按照预定比例，通过选择开关组将电流源分配至第一晶体管和第二晶体管，由第一晶体管和第二晶体管产生正温度系数信号δvbe，并由采样和积分电路作后续处理；2)负温度系数信号产生：通过所述选择开关组将预定数量的电流源接入负温系数晶体管，由负温系数晶体管产生负温度系数信号vbe，所述负温系数晶体管为第一晶体管或第二晶体管，并由采样和积分电路作后续处理。2.温度传感电路，包括由m个电流源构成的电流源组、第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管和第二晶体管各具有外部输出端，其特征在于，还包括选择开关组，所述选择开关组由m个选择开关构成，选择开关组中的每个选择开关与电流源一一对应；m为大于5的正整数；每一选择开关的活动端连接对应的电流源，第一固定端连接第一晶体管，第二固定端连接第二晶体管，控制端接时序控制电路。3.如权利要求2所述的温度传感电路，其特征在于，所述时序控制电路包括下述部分：正温系数控制信号生成单元，用于产生预定时长的方波信号；负温系数控制信号生成单元，用于产生预定时长的高电平或低电平信号；ctr信号生成单元，用于对正温系数控制信号生成单元和负温系数控制信号生成单元产生激励。

技术总结
温度传感方法和温度传感电路，涉及集成电路技术，本发明的温度传感电路包括由M个电流源构成的电流源组、第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管和第二晶体管各具有外部输出端，其特征在于，还包括选择开关组，所述选择开关组由M个选择开关构成，选择开关组中的每个选择开关与电流源一一对应；M为大于5的正整数；每一选择开关的活动端连接对应的电流源，第一固定端连接第一晶体管，第二固定端连接第二晶体管，控制端接时序控制电路。采用本发明的技术，通过特定的时序对电流分时复用，实现减小功耗的目的。的目的。的目的。


技术研发人员：冯文杰
受保护的技术使用者：山东华科半导体研究院有限公司
技术研发日：2021.12.31
技术公布日：2022/4/29