宽电源电压的过温迟滞保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及集成电路技术领域，具体为一种适用于宽电源电压的过温迟滞保护电 路。
【背景技术】
[0002] 过温保护（Over-Temperature-Protection，OTP)电路作为现代电源管理芯片中 不可或缺组成部分，其特点在于工作过程中如果电路温度超过阈值TH，电路产生一个关断 功率管等器件的信号；当温度恢复到Tu电路产生一个开启功率管的信号。OTP电路的主要 技术指标包括：电源电压范围、热振荡性等。
[0003] 图1是一种现有的OTP电路结构。其中M1-M4AJ1、以及电阻Rtl构成一个与绝对 温度成正比（ProportionalToAbsoluteTemperature，PTAT)的电流产生电路。！^、札以 及Q3构成基准电压电路；M6、M7、R2、馬以及电压比较器COMP构成过温检测电路；最后两个 模块是反相器。
[0004] 这种电路结构存在三个缺点：第一，该电路缺少启动电路。如果由于某种原因Ml 的栅极电压为高电平，M3的栅极电压为低电平，那么整个电路则无法正常的工作。第二，所 产生的PTAT电流随温度线性不够好。因为在流片时每个MOS管不可能完全匹配，会存在一 定的失配，这使得MOS管的阈值电压略微不同；为了使得流过MJPM4的电流相等，根据MOS 管工作在饱和区的电流公式：
【主权项】
1. 一种宽电源电压的过温迟滞保护电路，其特征在于：由启动电路模块、I PTAT电流产生 电路模块、基准电压模块、过温检测模块W及级联反相器模块所组成，其中，启动电路模块 的输出电流提供给IpTAT电流产生电路模块的输入端，I pm电流产生电路模块的输出电压提 供给基准电压模块的输入端和过温检测模块的输入端Vi，基准电压模块的输出Vuf提供给 过温检测模块的输入端V2和启动电路模块的输入端，过温检测模块的输出电压提供给级联 反相器模块的输入端；级联反相器模块的输出电压V3提供给过温检测模块的输入端V 4。
2. 根据权利要求1所述的宽电源电压的过温迟滞保护电路，其特征在于：所述启动电 路模块由MOS管M〇、Mi、M2管所组成，其中，MOS管M。的源端接电源Vdd，MOS管M。栅极接MOS 管Ml的栅极，MOS管M。漏极接MOS管M 1的漏极，MOS管M 1源极接地GND，MOS管M 1漏极接 MOS管M2的栅极，MOS管M 2的源极接地GND，MOS管M 2的漏极接IPTAT电流产生电路模块的 输入端。
3. 根据权利要求1所述的宽电源电压的过温迟滞保护电路，其特征在于：所述I PTAT电 流产生电路模块由MOS管13、14、15、16和电阻3。^及晶体管9。、91和运算放大器4。所构成， 其中，MOS管Ms的源极接电源Vdd，MOS管M 3的栅极接MOS管M 4的栅极，MOS管M 3的漏极接 MOS管吨的漏极，MOS管M 4的源极接电源Vdd，MOS管M 4的栅极接MOS管M e的漏极，MOS管 M4的栅极接启动电路模块电流输出端，MOS管M 4的漏极接MOS管M e的漏极，MOS管M e的源 极接晶体管Qi的发射极，MOS管M 5的栅极接放大器A。的输出，MOS管M e的源极接电阻R。的 上端，MOS管Me的栅极接放大器A。的输出，放大器A。的同相输入端接电阻R。的上端，反相 输入端接晶体管Q。的发射极，放大器A。的输出端接MOS管M g的栅极，电阻R。的下端接晶体 管Qi的发射极，晶体管Q 1的基极接地GND，晶体管Q1的集电极接地GND，晶体管Q。的基极接 地GND，晶体管Q。的集电极接地GND。
4. 根据权利要求1所述的宽电源电压的过温迟滞保护电路，其特征在于：所述基准电 压模块由MOS管M,、M9和电阻R 1、晶体管Qs W及运算放大器A 1所构成，其中，MOS管M 7的源 极接电源Vdd，MOS管M,的栅极接I PTAT电流产生电路模块的输出电压V 1，MOS管M,的漏极 接MOS管Mg的源极，MOS管M 9的栅极接运算放大器A 1的输出，MOS管M 9的漏极接电阻R 1的 上端，电阻Ri的下端接晶体管Q 3的发射极，晶体管Q 3的基极接地GND，晶体管Q 3的集电极 接地GND，运算放大器Ai的同相输入端接MOS管M 7的栅极，运算放大器A 1的反相输入端接 MOS管Mg的源极，运算放大器A 1的输出端接MOS管M 9的栅极。
5. 根据权利要求1所述的宽电源电压的过温迟滞保护电路，其特征在于：所述过温检 测模块由MOS管Ms、Mw、Mi3和电阻R2、R3、运算放大器AaW及电压比较器COMP，其中，MOS管 Ms的源极接电源Vdd，MOS管M 8的栅极接IPTAT电流产生电路模块的电压输出端，MOS管M 8的 漏极接MOS管Ml。的源极，MOS管M 1。的栅极接放大器A 2的输出，MOS管M 1。的漏极接电阻R 2 的上端，电阻R2的下端接电阻R 3的上端，电阻R 3的上端接MOS管M。的漏极，电阻R 3的下 端接地GND，MOS管Mi3的源极接地GND，MOS管M。的栅极接级联反相器模块的输出电压端 V3,运算放大器A2的同相输入端接MOS管M 8栅极，反相输入端接MOS管M 8的漏极，输出端接 MOS管Ml。的栅极，比较器COMP的同相输入端接MOS管M 1。的漏极，反相输入端接基准电压 模块的输出V^f，输出端Vout接级联反相器模块的输入端。
6. 根据权利要求1所述的宽电源电压的过温迟滞保护电路，其特征在于：所述级联反 相器模块由M0S管Mil、Mi2、Mi4、Mis管所组成，其中，M0S管M 11的源极接电源Vdd，M0S管M 11 的栅极接过温检测模块的输出端，MOS管M。的漏极接MOS管M 15的漏极，MOS管M 15的源极 接地GND，M0S管Mis的栅极接过温检测模块的输出端，M0S管M 12的源极接电源Vdd，M0S管 的栅极接M0S管M 11的漏极，M0S管M。的漏极接M0S管M 14的漏极，M0S管M 14的源极接 地GND，M0S管Mi4的栅极接M0S管M U的漏极。
【专利摘要】本发明提供一种宽电源电压的过温迟滞保护电路，由启动电路模块、IPTAT电流产生电路模块、基准电压模块、过温检测模块以及级联反相器模块所组成，其中，启动电路模块的输出电流提供给IPTAT电流产生电路模块的输入端，IPTAT电流产生电路模块的输出电压提供给基准电压模块的输入端和过温检测模块的输入端V1，基准电压模块的输出Vref提供给过温检测模块的输入端V2和启动电路模块的输入端，过温检测模块的输出电压提供给级联反相器模块的输入端；级联反相器模块的输出电压V3提供给过温检测模块的输入端V4；本发明使电压基准模块和过温检测模块能够精确的镜像IPTAT电流，减小它们之间电流的误差，使跳变的温度几乎没有偏移，提高电源电压的输入范围。
【IPC分类】G05F1-569
【公开号】CN104679092
【申请号】CN201510046838
【发明人】罗萍, 曹灿华, 王军科, 杨东杰, 甄少伟
【申请人】电子科技大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年1月29日