专利名称：一种高低温度保护电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及集成电路芯片的温度保护电路，尤其涉及集成电路芯片内部 的高低温保护电路。
背景技术：
在集成电路芯片里的温度保护电路大部分都是高温保护电路，整机的低 温保护功能采用分立元器件实现， 一般不会在集成电路芯片里实现低温保护 功能，原因是集成电路芯片在低温环境下，电阻等无源器件电气特性变化太 大，如比较器、运放等模拟电路电气特性也影响较大，设计者必须利用工艺 厂家工艺参数进行设计，电路难实现。目前，在公开的资料有关集成电路芯 片在低温环境保护电路资料很少，设计者在集成电路里面采用，而在集成电 路外围器件增加分立器件实现低温保护是目前较为通用的做法。
在整机或者集成电路芯片里，高温保护电路利用元器件的温度电气特性 实现高温保护。图l是一种利用负温度系数器件工作的高温保护电路。如图
l所示，电源VDD通过连接有源负载，有源负载连接到线Ll,负温度系数 器件连接地GND和线L1。在
图1中的负温度系数器件为三极管PNP基极 和集电极共地构成的二极管电路形式，这种电路形式具有负温度特性。緩冲 器通过连接线Ll,输出一个控制信号Y。在正常工作温度下，线L1电压维 持在高电平，当温度高于设定的温度时候，由于在负温度系数器件作用下线 Ll电压已经降到低电平，从而输出控制信号Y,此时Y为低电平，对整机 或者集成电路芯片进行高温保护。但是，由于器件和电路本身原因，该电路 精度不够准确，往往设定的高温保护温度范围比较大，不能准确设定一个非 常具体温度。
图2是一种芯片内部采用PTAT器件(Proportional To Absolute Temperature,绝对温度比例)和负温度系数器件实现高温保护功能的电路框图。如图2所示，电源VDD通过连接有源负载A，有源负载A连接到线LA; 而PTAT器件连接地GND和线LA。电源VDD通过连接有源负载B,有源 负载B连接到线LB;负温度系数器件连接地GND和线LB;线LA和线LB 分别连接至比较器的两个输入端，比较器输出控制信号Y。
图3是采用PTAT器件和负温度系数器件实现高温保护功能的一个具体 应用电路图，其中PTAT器件采用电阻R。其中负温度系数器件为三极管 PNP基极和集电极共地构成的二极管电路形式。
图4是负温度系数器件和PTAT器件的电压温度曲线图。设置图2和图 3中线LB上的电压为VBE,线LA上的电压为VPTAT。如图4所示，当温 度增加的时候，PTAT器件电气特性为VPTAT随着温度增加线性变大，而 负温度系数器件电气特性为VBE随着温度增加线性变小。在图4中，温度 从0K开始，在随着温度升高，VBE与VPTAT压差从正压差逐渐变小，最 后变成负压差，设定比较器的阈值电压为图4中C、D两点间的电压差VCD， 当温度达到高温保护温度Tl时候，在满足VPTAT - VBE大于VCD的条件 时，比较器的输出信号Y电平翻转，从而给系统提供一个保护信号；而电 路在正常工作温度时候，即VPTAT-VBE小于VCD，比较器的输出信号Y 电平不翻转。该电路的优点是可以比较准确的设定一个保护的温度，可靠性 也比较高。但该电路只能实现高温保护功能，不能实现低温保护功能。
如果把图3所示的电路中VPTAT和VBE的输入到比较器中，比较器进 行设定的阈值电压为图中A、 B点电压差VAB,当温度达到低温保护温度 Tl时候，VPTAT - VBE小于VAB条件时候，比较器输出信号Y电平翻转， 从而给系统提供一个保护信号；而电路在正常工作温度时候，VPTAT-VBE 大于VAB，比较器输出信号Y电平不翻转。这样可以实现低温保护功能。 但是该低温保护电路在实际工程应用上，很难使用。芯片的工业级正常工作 温度从-40°C ~85°C,而军用级正常工作温度-55。C ~ 125°C。在电路设计 时候通常设定低温保护的温度为-65°C,而高温保护的温度设成150°C。从 PTAT器件和负温度系数器件电压温度曲线可以看出低温区域的VAB是远 大于VCD。所以上述低温保护电路的比较器很难设定阈值电压为VAB。所 以实际该电路无法进行有效(如-65°C)的低温保护。
从上面的分析可以看出，图1所示的这种采用负温度系数器件工作的高
温保护电路和图2 (含图3)所示的这种采用PTAT器件和负温度系数器件 实现高温保护功能都只能在集成电路芯片内部实现高温保护功能，不能实现 低温保护功能。其中图1这种高温保护电路还存在高温保护温度范围不准确 的缺陷；而图2和图3这种高温保护功能电路在实际应用中无法达到低温保 护功能要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种高低温保护电路，用于实现对 集成电路芯片内部进行高温、低温保护，解决现有的温度保护电路只能实现 高温保护，尤其是在集成电路芯片内部不能同时实现低温保护功能的问题。
本发明提供一种高低温保护电路，在高温或低温下对芯片进行保护，包 括一 PTAT器件支路、 一负温度系数器件支路、以及输入端分别与PTAT器 件支路、负温度系数器件支路连接的、输出信号为Y1的比较器，本发明特 点在于
该高低温保护电路还包括一回滞比较器和数字逻辑判断模块，其中，回 滞比较器的两输入端分别与所述PTAT器件支路和所述负温度系数器件支 路相连接，其输出端输出信号Y2并和比较器的输出端分别与数字逻辑判断 模块的输入端相连接，该数字逻辑判断模块根据输入的Yl、 Y2由输出端向 外输出一个控制信号Y。
所述芯片具有如下的温度参数芯片正常工作温度范围TL TH，其 中TL为最低工作温度，而TH为最高工作温度；高温保护点的温度T1，满 足TH〈T1;低温保护点的温度T2，满足T2〈TL;工作下限温度T0，满 足T2〈T0^TL
所述PTAT器件支路根据芯片工作温度自动产生随温度增加线性变大 的温度电压VPTAT;所述负温度系数器件支路根据芯片工作温度自动产生 随温度增加线性变小的温度电压VBE;所述VPTAT和VBE作为两输入信 号分别输入至比较器和回滞比较器。
所述比较器的阈值电压设置为在高温保护点的温度T1由VBE - VPTAT 所得的第一电压差，当温度超过高温保护点的温度Tl时，满足VPTAT-VBE大于第一电压差的条件时，比较器的输出信号Y1为1，当温度低于高 温保护点的温度T1时，满足VPTAT-VBE小于第一电压差的条件时，比 较器的输出信号Yl为0。
所述回滞比较器的上阈值电压设置为在芯片工作下限温度TO时由VBE -VPTAT所得的第二电压差，所述回滞比较器的下阈值电压设置在低温保 护点的温度T2时由VBE-VPTAT所得的第三电压差，
在温度上升过程中，当温度小于TO时，满足VBE-VPTAT小于第二 电压差的条件时，回滞比较器的输出信号Y2为0，当温度大于TO时，满足 VBE-VPTAT大于第二电压差的条件时，回滞比较器的输出信号Y2由0 变为1。
在温度下降过程中，当温度大于低温保护点的温度T2时，满足VBE-VPTAT 大于第三电压差的条件时， 回滞比较器的输出信号Y2为1，当温度 小于T2时，满足VBE-VPTAT小于第三电压差的条件时，回滞比较器的 输出信号Y2由1变为0。
所述数字逻辑判断模块，其一输入端输入比较器的输出信号Yl，另一 输入端输入回滞比较器的输出信号Y2,其输出端输出信号Y,
当芯片的温度大于高温保护点的温度T1时，根据Y1和Y2电平的情况， 数字逻辑判断模块输出Y为给外部电路的关断信号；
当芯片的温度小于低温保护点的温度T2时，根据Yl和Y2电平的情况， 数字逻辑判断模块输出Y为给外部电路的关断信号；
在升温的温度区间T0-T1,根据Yl和Y2电平的情况，数字逻辑判断 模块输出Y为给外部电路的工作信号；
在降温的温度区间Tl ~T2，根据Yl和Y2电平的情况，数字逻辑判断 模块输出Y为给外部电路的工作信号。
所述逻辑判断模块在Yl为0, Y2为1时候，输出Y为工作信号，即 Y=l;在Yl为O, Y2为0时候，Y输出为关断信号，即Y=0;在Yl为l,
Y2为l时候，Y输出为关断信号，即Y-0。 所述逻辑判断模块是一个异或门。
本发明还提供一种上述高低温保护电路的工作方法，包括如下步骤
(1 )设置芯片的温度参数、比较器的阈值电压、回滞比较器的上阈值 电压和下阈值电压，以及数字逻辑判断模块的控制逻辑；
(2) 在升温时，比较器和回滞比较器分别根据配置的温度参数及各自 的闹值电压输出信号Yl和Y2，由数字逻辑判断模块按控制逻辑对Yl和 Y2处理后输出信号Y,实施高温保护；
(3) 在降温时，比较器和回滞比较器分别根据配置的温度参数及各自 的阈值电压输出信号Yl和Y2，由数字逻辑判断模块按控制逻辑对Yl和 Y2处理后输出信号Y，实施低温保护。
所述步骤(1)进一步可分为
Al、配置芯片正常工作温度范围为TL TH，其中TL为最低工作温度， 而TH为最高工作温度；高温保护点的温度T1，满足TH<T1;低温保护点 的温度T2，满足T2〈TL;工作下限温度T0，满足T2〈T0^TL;
A2、配置PTAT器件支路的温度电压VPTAT和负温度系数器件支路的 温度电压VBE作为两输入信号分别输入至比较器和回滞比较器，将比较器 的阈值电压设置为Tl时的VBE-VPTAT;将回滞比较器的上阈值电压设置 为在TO时的VBE-VPTAT,将回滞比较器的上阈值电压设置为在T2时的 VBE - VPTAT;
A3、配置所述数字逻辑判断模块在Yl为0， Y2为1时候，输出Y为 工作信号；在Yl为O, Y2为0时候，Y输出为关断信号；在Y1为1， Y2 为1时候，Y输出为关断信号。
所述步骤(2)进一步可分为
Bl、当芯片温度小于T2时，比较器和回滞比较器的输出Yl、 Y2都为 0，数字逻辑判断模块输出Y=0,表示输出一个关断信号；
B2、当温度升高至T2 T0温度区间时，比较器和回滞比较器输出Yl、 Y2都为0，数字逻辑判断模块输出Y=0，表示输出一个关断信号；
B3、当温度继续升高至T0 T1温度区间时，比较器输出Y1保持0，
回滞比较器输出Y2由0变成1,数字逻辑判断模块输出Y=l，表示输出一 个工作信号；
B4、当温度升高至超过T1的温度区间时，比较器输出Yl由0变成1， 回滞比较器输出Y2保持为1，数字逻辑判断模块输出Y=0,表示输出一个 关断信号。
所述步骤(3)进一步可分为
Cl、当温度从超过T1降低到Tl时，回滞比较器输出Y2为1，比较器 输出Yl为1，数字逻辑判断模块输出Y=0,表示输出一个关断信号；
C2、当温度降低至T1 T2的温度区间时，回滞比较器输出Y2保持为1， 比较器输出Yl由1变成O，数字逻辑判断模块输出Y=l，表示输出一个工 作信号；
C3、当温度继续降低至低于T2的温度区间时，比较器输出Y1保持为 0，回滞比较器输出Y2由1变成O，数字逻辑判断模块输出Y=0，表示输出 一个关断信号。
所述数字逻辑判断模块配置的控制逻辑为异或门。
本发明所提供的一种高低温保护电路，由于采用了回滞比较器和数字逻 辑判断模块判断温度电压状态，同时实现了高温和低温保护功能，在高温情 况下，如果超过一定的限定温度，对整机或者芯片进行保护，在低温情况下， 对内部器件、芯片进行保护，能够防止芯片在高温或低温时出现故障。
附困说明
图l是现有技术中一种利用负温度系数器件工作的高温保护电路图2是现有技术中一种芯片内部采用PTAT器件和负温度系数器件实现 高温保护功能的电路框图3是现有技术中一种芯片内部采用PTAT器件和负温度系数器件实现 高温保护功能的具体电路图4是负温度系数器件和PTAT器件的电压温度曲线图5是本发明实施例中的所述高低温保护电路原理图6是本发明实施例中所述回滞比较器的输出信号和温度关系图7是本发明实施例所述数字逻辑判断模块输出输入信号与高温变化 曲线关系图8是本发明实施例所述数字逻辑判断模块输出输入信号与低温变化 曲线关系图9是本发明实施例中所述高低温保护电路的典型应用电路框图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步的详细描述。
为了提供高、低温保护功能，防止芯片出现故障。本实施例中提供的一 种高低温保护电路，采用了回滞比较器和数字逻辑判断模块来判断温度电压 状态，实现高温和低温保护功能，防止芯片在高温或低温下出现故障。
图5是本实施例中高低温保护电路的原理图，所示的高低温保护电路中 包括 一个PTAT器件支路、 一个负温度系数器件支路、 一个比较器、 一个 回滞比较器和一个数字逻辑判断模块。其中
所述比较器的两个输入端分别与PTAT器件支路和负温度系数器件支 路相连接，所述回滞比较器的两个输入端分别与PTAT器件支路和负温度系 数器件支路相连接，而所述比较器的输出端与所述回滞比较器的输出端分别 与所述数字逻辑判断模块的两个输入端相连接，该数字逻辑判断模块则输出 判断信号Y。
在图5所示的高低温保护电路中，PTAT器件支路根据芯片工作温度自 动产生特定的温度电压VPTAT;负温度系数器件支路根据芯片工作温度自 动产生特定的温度电压VBE,将比较器和回滞比较器对应的两输入信号分 别记为VPTAT和VBE,其对应的输出信号分别记为Y1信号和Y2信号。
再次参照图4所示的负温度系数器件和PTAT器件电压温度曲线图，其
中
设置芯片正常工作温度范围为TL~TH,其中TL为最低工作温度，而 TH为最高工作温度；
定义T1为高温保护点的温度，满足TH<T1;
定义T2为低温保护点的温度，满足T2 < TL;
定义TO为工作下卩艮5显度，TO满足T2 < TO ^ TL。
上述各温度参数在横坐标温度上的具体配置如图4所示，当T0=TL时， 两者重合。
如图4所示，将比较器的阈值电压设为对应T1的电压VCD，也就是C 和D点的电压压差VCD,其特点是当芯片的温度升高，超过T1的时候， 由于VPTAT-VBE>VCD,所以比较器输出信号Y1电平翻转。
如图4所示，将回滞比较器的上阈值电压设在TO的电压VGH，也就是 G和H点的电压差VGH;将回滞比较器的下阈值电压设在T2的电压VAB, 也就是A和B点的电压压差VAB，其特点是当芯片的温度升高，超过T0 的时候，回滞比较器的输出信号Y2电平翻转，当芯片的温度降低，超过T2 的时候，回滞比较器的输出信号Y2电平翻转。
图5所示的高低温保护电路在进行高低温保护时的工作原理如下
A、当温度从低温区域升高时，该电路实现高温保护功能
(la)当芯片温度在小于低温保护点的温度T2时，比较器和回滞比较 器的输出Yl、 Y2都为0，即Y1=Y2=0，这时，数字逻辑判断模块输出Y=0， Y=0表示该电路给芯片 一个关断信号。
(2a)当温度升高时，即温度在低温保护点的温度T2 正常工作时的 下限温度T0的时候，比较器和回滞比较器输出Y1、Y2都为0，即Y1=Y2=0, 这时，数字逻辑判断模块输出Y=0。 Y表示是该电路给芯片一个关断信号。
(3a)当温度继续升高，即温度在正常工作时的下限温度TO 高温保护 点的温度T1时，比较器输出Yl保持0;而回滞比较器输出Y2由0变成1。 这时，数字逻辑判断模块输出Y=l, Y表示该电路是给芯片一个工作信号。
(4a)当温度升高超过高温保护点的温度T1时候，回滞比较器输出Y2 保持为1;比较器输出Yl由0变成1。这时，数字逻辑判断模块输出Y=0。 Y是给芯片一个关断信号。
B、当温度从高温区域降低时，该电路实现低温保护功能
(lb)当温度从超过高温保护点的温度T1降低到高温保护点的温度T1 时，回滞比较器输出Y2为1，比较器输出Yl为1，这时，数字逻辑判断模 块输出Y-O, Y表示该电路给芯片一个关断信号；
(2b)当温度继续降低，即温度在高温保护点的温度T1 低温保护点的 温度T2的范围时，回滞比较器输出Y2保持为1;比较器输出Y1由1变成 0，这时，数字逻辑判断模块输出Y=l， Y表示该电路给芯片一个工作信号；
(3b)当温度继续降低，即温度降低到低于低温保护点的温度T2时， 比较器输出Yl保持为0;回滞比较器输出Y2由1变成O,这时，数字逻辑 判断模块输出丫=0, Y表示该电路给芯片一个关断信号。
图6是回滞比较器的输出信号Y和温度T的关系图，如图6所示，回 滞比较器在芯片的温度升高到T0时，由于VBE-VPTAT大于上阈值电压 VGH,所以其输出信号Y2由数字0变1;当回滞比较器的温度降低到T2 时，由于VBE-VPTAT小于下阈值电压VAB，所以其输出信号Y2由1变 0。
图7是数字逻辑判断模块输出输入信号与高温变化曲线关系图，其特点 是当芯片温度大于T1时候，根据Y1和Y2电平情况，即Yl=l， Y2=l， 数字逻辑判断模块输出信号Y为给外部电路的关断信号，即当Y1为1， Y2为l时候，Y输出为关断信号。
图8是数字逻辑判断模块输出输入信号与低温变化曲线关系图，其特点 是当芯片温度小于T2时候，根据Y1和Y2电平情况，即Y1=0， Y2=0, 数字逻辑判断模块输出信号Y为给外部电路的关断信号，即当Yl为O, Y2为0时候，Y输出为关断信号。
结合图7和图8，所述图5所示的高低温保护电路具有以下特点
在Yl为0, Y2为1时，数字逻辑判断模块输出Y为工作信号；
当回滞比较器在从低于T2的温度升高过程中，在T2 ~ TO温度区间， 回滞比较器输出Y2为0，数字逻辑判断模块输出Y为关断信号；
当回滞比较器在从高于TO的温度降低过程中，在TO ~ T2温度区间， 回滞比较器输出Y2为1，数字逻辑判断模块输出Y为工作信号；
由于T0满足T2〈T0^TL条件，所以Y在温度低于T2时候，输出为 关断信号；在温度高于Tl时候，输出为关断信号；在正常工作温度TL-TH，输出为工作信号；所以在T0 T2温度区间，不管数字逻辑判断模块输 出Y为工作信号还是关断信号，并不影响该高低温保护电路的使用。
图9是所述高低温保护电路的一种典型应用电路框图，该电路包括两个 电源VDD,两个地线GND,有源负载A,有源负栽B，电阻，负温度系数 器件，比较器，回滞比较器，异或门以及线LBE和线LPTAT。
该电路中，一PTAT支路，是由电源VDD和有源负栽A—端连接，该 有源负载A的另一端与线LPTAT连接；电阻一端接地，另一端与线LPTAT 连接组成的网络；
该电路中， 一负温度系数器件支路，是由电源VDD和有源负载B—端 连接，该有源负载B的另一端与线LBE连接；负温度系数器件一端接地， 另 一端与线LBE连接组成的网络；
该电路中，线LPTAT和线LBE分别连接至比较器和回滞比较器的两个 输入端，比较器输出为Yl,回滞比较器输出为Y2,
该电路中，还包括一个异或门，用于实现数字逻辑判断模块的功能，比 较器和回滞比较器的两输出端Yl和Y2分别与异或门的两个输入端连接， 异或门的输出为Y。
本实施例为一款工业级芯片，根据芯片的工业级正常工作温度范围为 -40。C ~85°C,设置高温保护的温度为150°C,低温保护的温度-65°C。 即T2= — 65°C , T0= - 50。C(满足T0< — 40°C)， T1=15(TC ， TL= — 40°C , TH=85 °C。根据电路特性可知当Y为关断信号时，Y=0;当Y为工作信号时，Y =1。
基于以上电路和数据，当工业级芯片的温度从低温区域升高时，该高低
温保护电路实现方式如下
(la)当芯片温度在小于-65。C (T2)时候，比较器和回滞比较器的输 出Y1、 Y2都为0，即Y1二Y2二0，这时，异或门输出Y=0, Y^表示该电路 给芯片一个关断信号。
(2a)当温度升高时，即温度在-65。C -50°C (T2 T0)的时候，比 较器和回滞比较器输出Yl、 Y2都为0，即Y1=Y2=0,这时，异或门输出 Y=0。 Y-O表示是该电路给芯片一个关断信号。
(3a)当温度升高超过-50°C (TO),但小于150°C (Tl)的时候(能 改成当温度继续升高，即温度在-50。C 150。C (TO ~T1)的时候，比较器输 出Y1保持0;而回滞比较器输出Y2由0变成l。这时，异或门输出Y4，
Y = 1表示该电路是给芯片一个工作信号。
(4a)当温度升高超过150。C (Tl)时候，回滞比较器输出Y2保持为 1;比较器输出Yl由0变成1。这时，异或门输出Y-O。 Y-O是表示给芯 片一个关断信号。
当温度从高温区域降低时，高低温保护电路实现方式如下
(lb)当温度从超过150。C (Tl)降低到150°C (Tl)时，回滞比较器 输出Y2为1，比较器输出Y1为1，这时，异或门输出Y-O， Y-O表示该 电路给芯片一个关断信号；
(2b)当温度继续降低，即温度在150。C (T1) -65。C (T2)时，回滞 比较器输出Y2保持为1;比较器输出Yl由1变成O,这时，异或门输出 Y=l， Y-l表示该电路给芯片一个工作信号；
(3b)当温度继续降低，即温度降低至低于-65。C (T2)时，比较器输 出Y1保持为0;回滞比较器输出Y2由1变成O。这时，异或门输出Y二O,
Y = 0表示该电路给芯片 一个关断信号。
从以上温度变化，该种典型的应用电路的特点可归纳如下
(1) 当温度处于工业级正常工作温度从-40°C ~85°C,本电路输出Y 为工作信号。
(2) 当温度低于-65。C (低温保护温度)，本电路输出Y为关断信号。
(3)当温度高于150。C (高温保护温度)，本电路输出Y为关断信号。
通过以上的详细介绍，可以清楚地看到，本发明可以有效地解决芯片实 现高温和低温保护功能问题。
权利要求
1、一种高低温保护电路，在高温或低温下对芯片进行保护，包括一PTAT器件支路、一负温度系数器件支路、以及输入端分别与PTAT器件支路、负温度系数器件支路连接的、输出信号为Y1的比较器，其特征在于该高低温保护电路还包括一回滞比较器和数字逻辑判断模块，其中，回滞比较器的两输入端分别与所述PTAT器件支路和所述负温度系数器件支路相连接，其输出端输出信号Y2并和比较器的输出端分别与数字逻辑判断模块的输入端相连接，该数字逻辑判断模块根据输入的Y1、Y2由输出端向外输出一个控制信号Y。
2、 如权利要求1所述的高低温保护电路，其特征在于所述芯片具有如下的温度参数芯片正常工作温度范围TL TH,其 中TL为最低工作温度，而TH为最高工作温度；高温保护点的温度T1，满 足TH〈T1;低温保护点的温度T2，满足T2〈TL;工作下限温度TO,满 足T2 < T0 S TL;所述PTAT器件支路根据芯片工作温度自动产生随温度增加线性变大 的温度电压VPTAT;所述负温度系数器件支路根据芯片工作温度自动产生 随温度增加线性变小的温度电压VBE;所述VPTAT和VBE作为两输入信 号分别输入至比较器和回滞比较器。
3、 如权利要求2所述的高低温保护电路，其特征在于，所述比较器的 阈值电压设置为在高温保护点的温度Tl由VBE-VPTAT所得的第一电压 差，当温度超过高温保护点的温度Tl时，满足VPTAT-VBE大于第一电 压差的条件时，比较器的输出信号Yl为1，当温度低于高温保护点的温度 Tl时，满足VPTAT-VBE小于第一电压差的条件时，比较器的输出信号 Yl为0。
4、 如权利要求2所述的高低温保护电路，其特征在于，所述回滞比较 器的上阈值电压设置为在芯片工作下限温度T0时由VBE-VPTAT所得的 第二电压差，所述回滞比较器的下阈值电压设置在低温保护点的温度T2时 由VBE - VPTAT所得的第三电压差，在温度上升过程中，当温度小于TO时，满足VBE-VPTAT小于第二 电压差的条件时，回滞比较器的输出信号Y2为0,当温度大于TO时，满足 VBE-VPTAT大于第二电压差的条件时，回滞比较器的输出信号Y2由0 变为1。在温度下降过程中，当温度大于低温保护点的温度T2时，满足VBE-VPTAT大于第三电压差的条件时，回滞比较器的输出信号Y2为1，当温度 小于T2时，满足VBE-VPTAT小于第三电压差的条件时，回滞比较器的 输出信号Y2由1变为0。
5、 如权利要求1或3或4所述的高低温保护电路，其特征在于，所述 数字逻辑判断模块，其一输入端输入比较器的输出信号Yl，另一输入端输 入回滞比较器的输出信号Y2，其输出端输出信号Y,当芯片的温度大于高温保护点的温度T1时，根据Y1和Y2电平的情况， 数字逻辑判断模块输出Y为给外部电路的关断信号；当芯片的温度小于低温保护点的温度T2时,根据Yl和Y2电平的情况， 数字逻辑判断模块输出Y为给外部电路的关断信号；在升温的温度区间T0 T1，根据Yl和Y2电平的情况，数字逻辑判断 模块输出Y为给外部电路的工作信号；在降温的温度区间T1 T2，根据Yl和Y2电平的情况，数字逻辑判断 模块输出Y为给外部电路的工作信号。
6、 如权利要求5所述的高低温保护电路，其特征在于，所述逻辑判断 模块在Y1为0， Y2为l时候，输出Y为工作信号，即Y-1;在Yl为0, Y2为0时候，Y输出为关断信号，即Y=0;在Yl为1， Y2为1时候，Y 输出为关断信号，即Y-O。
7、 如权利要求1所述的高低温保护电路，其特征在于，所述逻辑判断 模块是一个异或门。
8、 一种基于权利要求1所述高低温保护电路的工作方法，其特征在于， 包括如下步骤(1)设置芯片的温度参数、比较器的阈值电压、回滞比较器的上阈值 电压和下阈值电压，以及数字逻辑判断才莫块的控制逻辑；(2) 在升温时，比较器和回滞比较器分别根据配置的温度参数及各自 的阈值电压输出信号Yl和Y2,由数字逻辑判断模块按控制逻辑对Yl和 Y2处理后输出信号Y,实施高温保护；(3) 在降温时，比较器和回滞比较器分别根据配置的温度参数及各自 的阈值电压输出信号Yl和Y2，由数字逻辑判断模块按控制逻辑对Yl和 Y2处理后输出信号Y，实施低温保护。
9、如权利要求8所述的工作方法，其特征在于所述步骤(1)进一步可分为Al、配置芯片正常工作温度范围为TL~TH，其中TL为最低工作温度， 而TH为最高工作温度；高温保护点的温度Tl,满足TH<T1;低温保护点 的温度T2，满足T2〈TL;工作下限温度T0，满足T2〈T0^TL;A2、配置PTAT器件支路的温度电压VPTAT和负温度系数器件支路的 温度电压VBE作为两输入信号分别输入至比较器和回滞比较器，将比较器 的阈值电压设置为Tl时的VBE-VPTAT;将回滞比较器的上阈值电压设置 为在TO时的VBE-VPTAT,将回滞比较器的上阈值电压设置为在T2时的 VBE - VPTAT;A3、配置所述数字逻辑判断模块在Yl为0, Y2为1时候，输出Y为 工作信号；在Yl为O, Y2为0时候，Y输出为关断信号；在Yl为l, Y2 为1时候，Y输出为关断信号；所述步骤(2)进一步可分为Bl、当芯片温度小于T2时，比较器和回滞比较器的输出Yl、 Y2都为 0,数字逻辑判断模块输出Y=0,表示输出一个关断信号；B2、当温度升高至T2 T0温度区间时，比较器和回滞比较器输出Yl、 Y2都为0，数字逻辑判断模块输出Y=0,表示输出一个关断信号；B3、当温度继续升高至TO ~ Tl温度区间时，比较器输出Yl保持O, 回滞比较器输出Y2由0变成l，数字逻辑判断模块输出Y=l,表示输出一 个工作信号；B4、当温度升高至超过T1的温度区间时，比较器输出Yl由0变成1， 回滞比较器输出Y2保持为1,数字逻辑判断模块输出Y=0,表示输出一个 关断信号；所述步骤(3)进一步可分为Cl、当温度从超过T1降低到Tl时，回滞比较器输出Y2为1，比较器 输出Yl为1,数字逻辑判断模块输出Y=0,表示输出一个关断信号；C2、当温度降低至T1 T2的温度区间时，回滞比较器输出Y2保持为1， 比较器输出Yl由1变成0，数字逻辑判断模块输出Y=l,表示输出一个工 作信号；C3、当温度继续降低至低于T2的温度区间时，比较器输出Y1保持为 0,回滞比较器输出Y2由1变成O,数字逻辑判断模块输出Y=0,表示输出 一个关断信号。
10、如权利要求8所述的工作方法，其特征在于，所述数字逻辑判断模 块配置的控制逻辑为异或门。
全文摘要
本发明公开了一种高低温度保护电路，其中包括的PTAT器件支路和负温度系数器件支路，分别将输出电压输入至比较器和回滞比较器的输入端，所述比较器和回滞比较器的输入端输入数字逻辑判断模块，由数字逻辑判断模块根据比较器和回滞比较器的输出信号确定在高温或低温下的保护控制信号，能够同时实现高温和低温保护功能，在高温情况下，如果超过一定的限定温度，对整机或者芯片进行保护，在低温情况下，对内部器件、芯片进行保护，能够防止芯片在高温或低温时出现故障。
文档编号H01L23/58GK101192597SQ20071008676
公开日2008年6月4日 申请日期2007年3月15日 优先权日2007年3月15日
发明者陈学君 申请人:中兴通讯股份有限公司