[发明专利]一种运算放大电路、方法及温度传感器

说明书

技术领域

本发明涉及电路设计领域中的信号放大技术，尤其涉及一种运算放大电路、 方法及温度传感器。

背景技术

温度传感器广泛应用于工业温度控制领域中的电脑(PC)、手机等终端设 备，用于监测终端设备芯片内的工作温度以及对工作温度进行实时调节，以实 现温度控制及节省功耗的功能。传统的温度传感器采用铂电阻、热敏阻及热电 堆探测等技术实现，由于上述技术已发展得非常成熟，因此，传统的温度传感 器的温度探测精度较高，通常可以达到0.1℃的温度探测精度；直到20世纪90年 代，第一个基于互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxide Semiconductor，CMOS)工艺的集成温度传感器被开发出来后，集成温度传感 器替代了传统的温度传感器，被广泛地应用于工业温度控制领域中。

现有集成温度传感器的组成结构如图1所示，包括：两个面积比为N：1的 三极管、运算放大器、模数转换器；由于三极管具有I-V关系温度特性，因此， 三极管最适合用于产生与温度成线性关系的电压，其中，当两个面积比为N：1 的三极管流过同样大小的电流时，两个三极管产生不同的基极-发射极电压信号 V_be1和V_be2，V_be1和V_be2的差值电压信号ΔV_be与温度具有较好的线性关系， ΔV_be＝lnN*K*T/q；其中，N为两个三极管发射区的面积比例，K为波尔兹曼常数， T为绝对温度，q为电位电荷量；通过监测差值电压ΔV_be就能测量出当前的温度 值，后续通过一个与温度无关的参考电压V_ref来对ΔV_be进行量度，并由所述运算 放大器进行放大且由所述模数转换器转换为数字信号输出；该参考电压V_ref采用 成熟的带隙基准电路来产生，带隙基准电路产生的参考电压V_ref是一个与温度、 工艺及电源电压呈弱相关的电压值，通常为1.2V；但该差值电压信号ΔV_be很小， 通常电压范围为10mV-100mV，在低电压CMOS工艺的集成温度传感器中，如 果直接简单地采用运算放大器放大该差值电压信号ΔV_be，那么，由于运算放大 器的闭环放大倍数通常为10倍，经运算放大器放大后的差值电压信号仅可以利 用后续模数转换器量程的50％左右，由此可见，现有的集成温度传感器的放大 倍数较为固定，不能灵活地实现差值电压信号的放大，且不能较好地利用后续 模数转换器的量程。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种运算放大电路、方法及温度传感器， 通过预设的电压放大参数控制调节运算放大器的放大倍数，从而能够灵活地实 现差值电压信号的放大。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种运算放大电路，该运算放大电路包括：控制子电 路、运算放大子电路；其中，

所述控制子电路，用于接收到信号采样指令时，控制所述运算放大子电路 工作在信号采样阶段；并在所述运算放大子电路完成信号采样后，控制所述运 算放大电路工作在信号放大阶段；

所述运算放大子电路，用于工作在信号采样阶段时，完成第一电压信号及 第二电压信号的采样；工作在信号放大阶段时，根据所述第一电压信号、第二 电压信号、参考电源电压、预设的电压放大参数得到放大后的差值电压信号。

上述方案中，所述控制子电路包括：第一开关至第六开关、参考电源；

所述运算放大子电路包括：第一电容至第四电容、运算放大器。