[发明专利]一种低功耗芯片的过温保护电路

说明书

本发明提供一种低功耗芯片的过温保护电路，包括：第一电流镜、第二电流镜、PMOS管PM3、NMOS管NM1、NM2、NM3、NM4、三极管Q1、Q2、运算放大器AMP、反相器INV1和INV2，运算放大器AMP作为比较器使用，运算放大器AMP的同相端与NMOS管NM1的栅极连接、反相端接在了与温度无关的基准电压Vref上、输出端与反相器INV1连接，反相器INV1与反相器INV2串联，反相器INV1的输出信号OVT_N输入到NMOS管NM3的栅极，反相器INV2的输出信号OVT_P输入到PMOS管PM3的栅极和NMOS管NM4的栅极，通过比较运算放大器AMP同相端的电压VNTAT与反相端的电压Vref，从而控制输出信号OVT_N、OVT_P为高电平或低电平，从而改变PMOS管PM3、NMOS管NM3和NMOS管NM4的通断状态，使得温度未超过过温点时芯片正常工作、温度超过过温点时芯片受保护被关闭。

技术领域

本发明涉及集成电路设计领域，更具体地，涉及一种低功耗芯片的过温保护电路。

背景技术

芯片的过温保护电路是一种常用且一直需要处于开启状态的保护电路，如果芯片在高温的环境下持续工作，将会有烧毁芯片内部器件的风险，所以过温保护电路是在温度过高时，提供保护动作，并具有一定的迟滞功能，在温度下降到一个安全值时，重新使芯片正常工作。

传统的芯片的过温保护电路有两种，第一种如图1所示，通过电流镜镜像一路与温度呈正相关的电流(ICTAT)流过两个电阻，从而产生一个与温度呈负相关的电压(VCTAT)。用于作比较器使用的运算放大器AMP同相端接一个与温度无关的带隙基准电压(VBG)，反相端接一个负温度系数的电压，运放的输出OVT接在NMOS管NM1的栅端，同时OVT也作为过温保护信号。当温度比较低未发生过温时，VBGVCTAT,OVT为低电平，NM1截止,电阻R1接入电路当中，芯片正常工作；当温度持续上升并超过过温点时，VBGVCTAT,OVT从低电平跳变为高电平，NM1导通，电阻R1被短路，芯片受保护被关闭。由于电阻R1被短路，只有当温度下降到比过温点更低时，OVT才回到低电平，使芯片重新正常工作。

第二种常见的芯片的过温保护电路，如图2所示，该电路利用三极管Q1的基极-发射极电压VBE的负温特性代替了传统结构中的VCTAT电压，其中要求IBias具有零温特性，从而产生了基准电压输入到了运算放大器的反相端。

但是，现有技术的芯片的过温保护电路，在低功耗应用环境中都不适用，低功耗应用中，电流必须非常小，此时需要通过流过一个电阻来产生一个比较高的电压，势必会要求电阻的阻值变得非常大，那么版图的面积势必会急剧增加。

有鉴于此，为了解决低功耗应用环境下，即低功耗芯片中的过温保护电路，若按照现有技术进行设计，版图面积势必会过大的问题，本发明提出了一种结构简单、功耗极低，无需电阻的过温保护电路，极大的减小版图面积。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种低功耗芯片的过温保护电路，结构简单、功耗极低、无需电阻，并且极大的减小了版图面积。