專利名稱：Mos型過溫保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及模擬集成電路中需要對電路溫度進(jìn)行檢測和保護(hù)的MOS型 過溫保護(hù)保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
在電源器件、驅(qū)動電路等集成電路中，經(jīng)常將過溫保護(hù)電路集成在芯片內(nèi) 部，以提髙芯片的可靠性。圖1是傳統(tǒng)的過溫保護(hù)電路。它由電阻R1、 R2，晶體管Q1、 Q2，電流源II、 12，以及反向器U1、 U2形成。該電路的溫度采樣電路由R1、 R2、 Ql和電流源Il 形成，Ql的VBE是一個(gè)PN結(jié)壓降，其溫度特性溫度每升高1"C,正向壓降減小 2mv左右。正常情況下，R1和R2上形成壓降VR1+R2小于VR1，此時(shí)過溫信號輸 出為低，Q2打開，因此，此時(shí)VR1+R2等于VR1。當(dāng)溫度上升到過溫點(diǎn)時(shí)，VBE 等于VR1， Ql開通，過溫信號輸出為髙，Q2關(guān)閉，此時(shí)VR1+R2等于VR1加VR2。 因此，即使溫度下降到過溫點(diǎn)時(shí)，過溫輸出信號仍然保持為零。只有當(dāng)溫度下降 到使VBE小于VR1+R2，電路才會重新進(jìn)入JH常工作狀態(tài)，溫度窗口的存在降低 了發(fā)生熱振蕩的幾率。對于MOS集成電路來說，三極管的實(shí)現(xiàn)非常的困難，并且由于采樣電阻在生 產(chǎn)過程存在偏差(10 20%),導(dǎo)致過溫點(diǎn)出現(xiàn)較大誤差。目前，還沒有很好的 辦法解決這些問題。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種MOS型過溫保護(hù)電路。它不使用電阻和三 極管，提高過溫保護(hù)的精度，能應(yīng)用于普通MOS工藝。本實(shí)用新型提供的一種MOS型過溫保護(hù)電路，包含過溫保護(hù)電路，其特征 在于在該電路上連接有由一個(gè)NMOS管(Ml)和一個(gè)二極管(Dl)連接而成 溫度信號采樣電路;在上述的MOS型過溫保護(hù)電路，還包括一與所述過溫保護(hù)電路相連的窗口 形成電路；窗口形成電路由兩個(gè)NMOS眘(M3、 M4)和反向器(A1)連接而成。采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)第一，本方案比使用采樣電阻 的傳統(tǒng)電路的溫度信號采樣精度更高，它完全消除了過溫保護(hù)電路對采樣電阻精 度的要求第二，本方案過溫點(diǎn)和窗口的設(shè)計(jì)與MOS管的閾值電壓不相關(guān)，因此過溫保護(hù)的精度相對普通的過溫保護(hù)電路有了很大改善第三，本方案簡化了工 藝實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵撾娐凡皇褂萌龢O管，因此不需使用BiCMOS,故能廣泛應(yīng)用于普 通MOS集成電路中。


圖1是傳統(tǒng)的過溫保護(hù)電路圖 圖2是本實(shí)用新型溫度信號采樣電路圖 圖3是本實(shí)用新型窗口形成電路圖 圖4是本實(shí)用新型過溫保護(hù)電路圖具體實(shí)施方式
圖2是本實(shí)用新型的齓度信號采樣電路，它由一個(gè)NMOS管(Ml)和一 個(gè)二極管(Dl)連接而成。Ml的樹漏短接，連接到電流源Il， Ml的源極接到 Dl的正極，Dl的負(fù)極接地。本實(shí)用新型中Ml的寬長比設(shè)計(jì)得很大，同時(shí)選擇合適的電流源Il，使得M1的 過驅(qū)動電壓很小，相對其閾值電壓來說可以忽略，此時(shí)N1點(diǎn)電壓可以近似用下式表示VN1=VTH+VD1上式中VD1為一個(gè)PN結(jié)壓降，常溫下，VD1約為700毫伏，溫度每升高 It, VDl減小2mv左右?？梢钥闯?，VN1是一個(gè)隨溫度線性變化的電壓。圖4中選擇合適的:I2，同時(shí)選擇寬長比遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于M1的M2，保證M2常溫下 開啟，M2的開啟電壓包含閾值電壓Vth和額外電壓厶V開啟?？梢钥闯?，只要厶V 開啟小于VD1。 M2保持開啟，過溫信號輸出為低。此時(shí)M3和M4的柵電壓都為高， M3和M4都開啟。所以，12的電流分配給M2和M3兩路。當(dāng)溫度上升到過溫點(diǎn)時(shí)， 厶V開啟開始大于VD1， M2關(guān)閉，過溫輸出信號為低，M3和M4也進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。 溫度采樣及過溫點(diǎn)設(shè)定不涉及電阻和三極管，同時(shí)與M0S管的閾值電壓不相關(guān)， 因此過溫點(diǎn)的精度相對常見的過溫保護(hù)電路有了很大改善。圖3是本實(shí)用新型的窗口形成電路圖。它由兩個(gè)NMOS管(M3、 M4)和
反向器(A1)連接而成。M3與圖2中Ml的柵極短接，其漏極與M4的源極短接。 反向器Al的輸入與M4的漏極短接，然后連接到圖2中Ml的漏極，反向器輸 出與M4的柵極短接，然后連接過溫信號輸出點(diǎn)。進(jìn)入過溫保護(hù)態(tài)后，M3和 M4先后關(guān)閉，從圖3可以看出，M3的開通，必須保證其柵電壓大于其開啟電 壓，同時(shí)M4必須開通。M4要開通，Ml必須先開通。因此，重新進(jìn)入正常狀 態(tài)的開通時(shí)序是Ml—M4—M3?？梢钥闯鲋匦逻M(jìn)入正常狀態(tài)瞬間，Il全部流過 Ml，而不是分別流過M1和M3。因此M1的厶V開啟2比進(jìn)入過溫保護(hù)時(shí)要高，也 就是說，溫度必須下降到比過溫點(diǎn)更低,厶V開啟2開始大于VD1，電路重新回 復(fù)到正常狀態(tài)。電路恢復(fù)正常工作的的溫度小于電路進(jìn)入過溫保護(hù)，這個(gè)溫度差 就是溫度窗口，窗口的存在減小了發(fā)生熱振蕩的幾率。本發(fā)明設(shè)計(jì)的窗口形成電 路同樣不涉及到電阻，對窗口精度的提離有很大的改善。
權(quán)利要求1、 一種MOS型過溫保護(hù)電路，包含過溫保護(hù)電路，其特征在于在該電路上連接有一個(gè)NMOS管(Ml)和一個(gè)二極管(Dl)連接而 成的溫度信號采樣電路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的MOS型過溫保護(hù)電路，其特征在于它 還包括一 與所述過溫保護(hù)電路相連的窗口形成電路。
3、 裉據(jù)權(quán)利要求2所述的MOS型過溫保護(hù)電路，其特征在于所述 的窗口形成電路由兩個(gè)NMOS管(M3、 M4)和反向器(A1)連接而成。
專利摘要一種MOS型過溫保護(hù)電路，包括溫度信號采樣電路和窗口形成電路，溫度信號采樣電路，有一個(gè)NMOS管(M1)和一個(gè)二極管(D1)連接而成，用于檢測電路的溫度變化，窗口形成電路，由兩個(gè)NMOS管(M3、M4)和反向器(A1)連接而成，本實(shí)用新型電路具有以下優(yōu)點(diǎn)第一，溫度信號采樣電路不使用采樣電阻，消除了過溫保護(hù)電路對采樣電阻精度的要求；第二，本方案過溫點(diǎn)和窗口的設(shè)計(jì)與MOS管的閾值電壓不相關(guān)，因此過溫保護(hù)的精度相對普通的過溫保護(hù)電路有了很大改善；第三，該電路不使用三極管，能廣泛應(yīng)用于MOS集成電路中。
文檔編號H02H7/20GK201038745SQ200720036138
公開日2008年3月19日 申請日期2007年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月12日
發(fā)明者易揚(yáng)波, 平 陶 申請人:無錫博創(chuàng)微電子有限公司