[发明专利]温度感测电路

说明书

本公开的实施例涉及温度感测电路。局部衬底加热器被配置为将可变衬底加热应用于集成双极型晶体管。感测该双极型晶体管的基极‑发射极电压(Vbe)，改变衬底温度设置，所感测的Vbe被处理以确定双极型晶体管的温度系数。双极型晶体管可以例如是集成温度感测电路的电路组件。

本申请为申请号为201710919814.9、申请日为2017年09月30日的发明名称为“温度感测电路”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于温度感测电路的温度系数估计和补偿，具体涉及在确定温度系数估计和补偿的过程期间使用可变衬底加热来改变温度感测电路的电路组件的温度。

背景技术

片上温度感测是许多集成电路的重要技术特征。例如为了检测过热或系统热超限状态，温度传感器用于监视温度变化。当温度传感器检测到异常温度条件时，可以采取保护措施。在另一示例中，来自片上温度传感器的输出可以用于优化由时钟电路生成的时钟信号的频率或由电压发生器电路生成的电压。至关重要的是，温度传感器的输出(即，指示所感测的温度的数字或模拟信号)具有线性和精确性。例如，集成电路中的工业温度监视应用或温度控制回路通常需要温度精度在0.1℃或超过0.1℃。为了实现这一目标，关键是要对温度传感器进行适当的校准。未校准的温度传感器可以例如具有±5℃的精度。

片上温度传感器的校准通常需要精确的操作参数(例如，温度或电压)的外部输入。现有技术中的一个问题是外部输入的精确操作参数在校准过程可被启动之前稳定所需的时间。作为一个示例，集成电路芯片可以被放置在测试炉中，以施加精确的温度。将炉温升至进行校准所期望的温度所需的时间以及整个校准过程显著增加了芯片生产的成本。如果校准操作需要多个校准输入点(即，在不同温度下执行的校准测试)，则该成本进一步增加。

校准的另一问题是难以控制用于校准的温度环境的精度。在集成电路生产环境中，将该精度控制优于±1℃是非常困难和昂贵的。这种精确的校准设备的高热常数进一步增加了完成校准过程所需的时间，并且这导致生产成本的相应增加。

因此，本领域需要利用片上温度传感器的校准来解决上述问题。

发明内容

应当理解，上述整体描述和以下详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步说明。

在一个实施例中，集成电路包括：半导体衬底、以及集成在所述衬底上和所述衬底中的温敏电路。温敏电路包括：第一电流源，被配置为生成第一电流；第一双极型晶体管，被配置为二极管连接的器件，并被所述第一电流偏置以表现出第一基极-发射极电压(Vbe)，其中所述第一双极型晶体管位于所述半导体衬底的一部分中；衬底加热电路，被配置为响应于温度控制信号对半导体衬底的所述部分进行加热；模数转换器(ADC)电路，具有与第一双极型晶体管耦合的输入，并被配置为将第一Vbe转换为第一数字信号；以及数字控制电路，被配置为生成所述温度控制信号并使得衬底加热电路将所述部分加热到两个不同的温度，所述数字控制电路还被配置为响应于在所述两个不同温度中的每一个温度下的加热，从所述ADC电路接收第一数字信号。

附图说明

附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被并入本说明书并构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。

在附图中：

图1是温度感测电路的电路图；以及

图2示出了响应于由于时间可变的衬底加热引起的温度变化的基极-发射极电压的变化。

具体实施方式