一种过温保护电路的制作方法

本发明属于集成电路领域，涉及一种过温保护电路。

背景技术：

目前，在集成电路中，芯片在工作时会不可避免地产生功率耗散，使得芯片的温度升高。当芯片温度过高时，会对芯片的稳定性、可靠性造成损伤，因此过温保护电路具有重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种过温保护电路，能够通过开关切换设置多个过温点，扩大电路的应用范围，并实现当芯片温度高于设置时，通过迟滞比较器输出过温保护信号，控制芯片进入温度保护状态。

为了解决上述问题，本发明提供一种过温保护电路，其包括比较器、第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5、第六PMOS管MP6、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3，比较器包括正输入端+，负输入端-，输出端Y。

第一NMOS管的源极与第一二极管的正极相连接，第一二极管的负极与地相连接，所述第一NMOS管的栅极和漏极短接，并与第二NMOS管的栅极、第一PMOS管的漏极相连接，第二NMOS管的源极与第五电阻的一端相连接，第五电阻的另一端与第二二极管的正极相连接，第二二极管的负极与地相连接，第二NMOS管的漏极与第二PMOS管的栅极、源极相连接，第二NMOS管的漏极还与第一PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管的栅极相连接，第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管的源极均与电源电压相连接，第三PMOS管的漏极与第一电阻的一端相连接，第一电阻的另一端与第三二极管的正极相连接，第三二极管的负极与地相连接，第三PMOS管的漏极还与比较器的负输入端相连接，第四PMOS管的漏极与第二电阻的一端、第一开关的一端相连接，第五 PMOS管的漏极与第三电阻的一端、第二开关的一端相连接，第六PMOS管的漏极与第四电阻的一端、第三开关的一端相连接，第一开关、第二开关、第三开关的另一端均与比较器的正输入端相连接，为了避免热振荡，比较器采用迟滞比较器。

本发明的有益效果是，本发明中的过温保护电路中能够根据不同应用的芯片，通过开关切换设置多个过温点，实现当芯片温度高于设置时，通过迟滞比较器输出过温保护信号，控制芯片进入温度保护状态。

附图说明

图1是本发明的电路原理图；

图2是过温保护信号示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

如图1所示，通过设置第一NMOS管和第二NMOS管的尺寸相同，第一PMOS 管的尺寸和第二PMOS管的尺寸相同，可知，流过第一PMOS管的电流和流过第二PMOS管的电流相等，且流过第一NMOS管的电流与流过第二NMOS管的电流相等，根据饱和区电流公式：

式中μCox为工艺相关参数，W、L分别表示MOS管的宽、长，VGS为MOS管的栅源电压，VTH为MOS管的阈值电压，由式(1)可知，第一NMOS管的源极电压与第二NMOS管的源极电压相等，第五电阻两端的电压可以表示为：

VD1-VD2＝VTln(n) (2)

式中VD1、VD2分别为第一二极管、第二二极管两端的电压，VT为正温度系数参数，n为第二二极管和第一二极管面积的比值。

第五电阻上产生的电流为：

由于第五电阻两端的电压为正温度系数电压，因此第五电阻上产生的电流为正温度系数电流，此正温度系数电流通过第二PMOS管，分别复制到第三 PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管上，正温度系数电压流过第三电阻产生一个正温度系数电压，而由于二极管两端的电压为负温度系数电压，通过设置合适的电阻，可以在第三PMOS管的漏极产生一个零温度系数电压，其值为：

式中V3为第三PMOS管的漏极电压，VD3为第三二极管两端电压。

而第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管的漏极电压则为正温度系数电压，其电压大小分别为：

式中V4、V5、V6分别为第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管的漏极电压。

通过设置第一开关、第二开关、第三开关，选择V4、V5、V6中的一个电压与V3做比较，当V4、V5、V6中的一个电压大于V3时，比较器输出过温保护信号。

如图2所示，选择第一开关闭合，第二开关和第三开关断开，比较器比较V3和V4，当V4>V3时，迟滞比较器在温度T1时，输出高电平过温保护信号；选择第二开关闭合，第一开关和第三开关断开，比较器比较V3和V5，当V5>V3时，比较器在温度T2时，输出高电平过温保护信号；选择第三开关闭合，第一开关和第二开关断开，迟滞比较器比较V3和V6，当V6>V3时，比较器在温度T3时，输出高电平过温保护信号。过温信号给出以后，芯片进入过温保护状态，温度会下降，温度下降后，芯片会重新进入工作状态，为了避免芯片在过温点附近发生而热振荡，因此采用迟滞比较器，避免电路发生热振荡。

以上结合附图对本发明进行了详细说明，但本发明不仅仅局限于上述具体实施方式，本领域的普通技术人员根据所具备的知识，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。