温度传感器电路、芯片及用电设备的制作方法

allin2025-03-25  33


本发明涉及温度检测,尤其涉及一种温度传感器电路、一种芯片和一种用电设备。


背景技术:

1、温度传感器有多种可以生成用于测温的电压/电流的架构,同时也有多种可以用于读出的电路方式,常见的读出方式有占空比读出和δσadc读出两种方式。

2、在使用占空比读出方式的温度传感器技术方案中,其前端电路除了用于生成δvbe所必须的一对三极管,还需要一个单独的三级管来生成vbe,从而增加了电路占用面积与功耗。


技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的第一个目的在于提出一种温度传感器电路,负温度系数电路对正温度系数中的三极管进行复用,简化了电路,减少了电路占用面积,同时降低了运行功耗。

2、本发明的第二个目的在于提出一种芯片。

3、本发明的第三个目的在于提出一种用电设备。

4、为达到上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种温度传感器电路,包括:正温度系数电路,正温度系数电路至少包括两个三极管,正温度系数电路用基于两个三极管的基极-发射极电压差生成正温度系数电流;负温度系数电路,负温度系数电路复用两个三极管中的一个,以基于复用的三极管的基极-发射极电压生成负温度系数电流;信号输出电路,信号输出电路的第一输入端与正温度系数电路相连,信号输出电路的第二输入端与负温度系数电路相连,信号输出电路用于基于正温度系数电流和负温度系数电流,利用电容充放电方式生成逻辑电平信号,以基于逻辑电平信号获得当前温度。

5、根据本发明实施例的温度传感器电路,正温度系数电路基于两个三极管的基极-发射极电压的差生成正温度系数电流,负温度系数电路复用正温度系数电路中的一个三极管,并基于复用的三极管的基极-发射极电压生成负温度系数电流,信号输出电路的第一输入端与正温度系数电路相连,信号输出电路的第二输入端与负温度系数电路相连,信号输出电路基于正温度系数电流和负温度系数电流,利用电容充放电方式生成逻辑电平信号,以基于逻辑电平信号获得当前温度。由此,该电路中的负温度系数电路对正温度系数中的三极管进行复用,简化了电路,减少了电路占用面积,同时降低了功耗。

6、另外,根据本发明上述实施例的温度传感器电路,还可以具有如下的附加技术特征:

7、根据本发明的一个实施例,正温度系数电路包括:第一三极管,第一三极管的基极和集电极均接地;第二三极管,第二三极管的基极和集电极均接地;第一电阻,第一电阻的一端与第二三极管的发射极相连;第一钳位电路,第一钳位电路的负输入端与第一三极管的发射极相连,第一钳位电路的正输入端与第一电阻的另一端相连;其中,在第一钳位电路的负输入端和正输入端的对地电位相同的情况下,基于第一三极管的基极-发射极电压和第二三极管的基极-发射极电压在第一电阻的两端生成正温度系数电压,并基于正温度系数电压在第一电阻内生成正温度系数电流。

8、根据本发明的一个实施例,第一钳位电路包括:第一运算放大器,第一运算放大器的负输入端与第一三极管的发射极相连,第一运算放大器的正输入端与第一电阻的另一端相连;第一电流镜,第一电流镜的第一端与第一运算放大器的负输入端相连,第一电流镜的第二端与预设电源相连,第一电流镜的控制端与第一运算放大器的输出端和信号输出电路的第一输入端分别相连;第二电流镜,第二电流镜的第一端与第一运算放大器的正输入端相连,第二电流镜的第二端与预设电源相连,第二电流镜的控制端与第一电流镜的控制端、第一运算放大器的输出端和信号输出电路的第一输入端分别相连。

9、根据本发明的一个实施例,负温度系数电路的输入端与第一电阻的另一端相连,以复用第一三极管的基极-发射极电压生成负温度系数电流;或者,负温度系数电路的输入端与第一电阻的一端相连,以复用第二三极管的基极-发射极电压生成负温度系数电流。

10、根据本发明的一个实施例,负温度系数电路包括:第二运算放大器,第二运算放大器的正输入端与第一电阻的另一端相连,以复用第一三极管的基极-发射极电压得到负温度系数电压,或者与第一电阻的一端相连,以复用第二三极管的基极-发射极电压得到负温度系数电压;第二电阻,第二电阻的一端与第二运算放大器的负输入端相连,第二电阻的另一端接地,其中,在第二运算放大器处于虚短状态下,基于负温度系数电压在第二电阻内生成负温度系数电流;第三mos(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,金属-氧化物-半导体场效应晶体管)管,第三mos管的栅极与第二运算放大器的输出端相连,第三mos管的第一端与第二运算放大器的负输入端和第二电阻的一端分别相连,第三mos管的第二端与信号输出电路的第二输入端相连。

11、根据本发明的一个实施例,第一三极管的电流偏置为第二三极管的电流偏置的p倍,其中,p大于1。

12、根据本发明的一个实施例,信号输出电路包括:第三电流镜,第三电流镜的输入端与正温度系数电路相连,第三电流镜用于复制正温度系数电流得到第一正温度系数复制电流;第四电流镜,第四电流镜的输入端与正温度系数电路相连,第四电流镜用于复制正温度系数电流得到第二正温度系数复制电流;第一选择开关,第一选择开关的第一端与第四电流镜的输出端相连;电容,电容的一端与负温度系数电路的输出端、第三电流镜的输出端和第一选择开关的第二端分别相连,电容的另一端接地;输出选择电路,输出选择电路的输入端与电容的一端相连,输出选择电路的第一输出端与第一选择开关的控制端相连,输出选择电路的第二输出端用于输出逻辑电平信号;其中,基于逻辑电平信号控制第一选择开关动作以基于第一正温度系数复制电流、第二正温度系数复制电流和负温度系数电流对电容充电,并基于第一正温度系数复制电流和负温度系数电流对电容放电,以生成逻辑电平信号。

13、根据本发明的一个实施例,第三电流镜包括第四mos管,第四mos管的第一端与电容的一端相连,第四mos管的第二端与预设电源相连,第四mos管的栅极与正温度系数电路相连。

14、根据本发明的一个实施例,第四电流镜包括第五mos管,第五mos管的第一端与第一选择开关的第一端相连,第五mos管的第二端与预设电源相连,第五mos管的栅极与第四mos管的栅极和正温度系数电路分别相连。

15、根据本发明的一个实施例,输出选择电路包括:触发器,触发器的输入端与电容的一端相连,触发器的输出端作为输出选择电路的第二输出端;反相器,反相器的输入端与触发器的输出端相连,反相器的输出端与第一选择开关的控制端相连。

16、根据本发明的一个实施例,温度传感器电路还包括:第二选择开关,第二选择开关的第一端与第一电阻的另一端相连,第二选择开关的第二端与第一电阻的一端相连,第二选择开关的第三端与信号输出电路的第二输入端相连;其中,通过控制第二选择开关的第一端与第二选择开关的第三端相连得到第一逻辑电平信号,并控制第二选择开关的第二端与第二选择开关的第三端相连得到第二逻辑电平信号,以基于第一逻辑电平信号和第二逻辑电平信号得到校准后的当前温度。

17、为达到上述目的,本发明第二方面实施例提出了一种芯片,包括上述的温度传感器电路。

18、根据本发明实施例的芯片,基于上述的温度传感器电路,减少了占用面积,降低了功耗。

19、为达到上述目的,本发明第三方面实施例提出了一种用电设备,包括上述的温度传感器电路,或者上述的芯片。

20、根据本发明实施例的用电设备,基于上述的温度传感器电路或者上述的芯片,降低了温度检测所需功耗。

21、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。


技术特征:

1.一种温度传感器电路,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的温度传感器电路,其特征在于,所述正温度系数电路包括:

3.根据权利要求2所述的温度传感器电路,其特征在于,所述第一钳位电路包括:

4.根据权利要求2所述的温度传感器电路,其特征在于,所述负温度系数电路的输入端与所述第一电阻的另一端相连,以复用所述第一三极管的基极-发射极电压生成所述负温度系数电流;或者,所述负温度系数电路的输入端与所述第一电阻的一端相连,以复用所述第二三极管的基极-发射极电压生成所述负温度系数电流。

5.根据权利要求4所述的温度传感器电路,其特征在于,所述负温度系数电路包括:

6.根据权利要求2所述的温度传感器电路,其特征在于,所述第一三极管的电流偏置为所述第二三极管的电流偏置的p倍,其中,p大于1。

7.根据权利要求1-6任一项所述的温度传感器电路,其特征在于,所述信号输出电路包括:

8.根据权利要求7所述的温度传感器电路,其特征在于,所述输出选择电路包括:

9.根据权利要求4或5所述的温度传感器电路,其特征在于,所述温度传感器电路还包括:第二选择开关,所述第二选择开关的第一端与所述第一电阻的另一端相连,所述第二选择开关的第二端与所述第一电阻的一端相连,所述第二选择开关的第三端与所述信号输出电路的第二输入端相连;其中,通过控制所述第二选择开关的第一端与所述第二选择开关的第三端相连得到第一逻辑电平信号,并控制所述第二选择开关的第二端与所述第二选择开关的第三端相连得到第二逻辑电平信号,以基于所述第一逻辑电平信号和所述第二逻辑电平信号得到校准后的当前温度。

10.一种芯片,其特征在于,包括根据权利要求1-9任一项所述的温度传感器电路。

11.一种用电设备,其特征在于,包括根据权利要求1-9任一项所述的温度传感器电路,或者根据权利要求10所述的芯片。


技术总结
本发明公开了一种温度传感器电路、芯片及用电设备,所述电路包括:正温度系数电路,正温度系数电路用基于两个三极管的基极‑发射极电压的差生成正温度系数电流;负温度系数电路,负温度系数电路复用两个三极管中的一个,以基于复用的三极管的基极‑发射极电压生成负温度系数电流;信号输出电路,信号输出电路的第一输入端与正温度系数电路相连,信号输出电路的第二输入端与负温度系数电路相连,信号输出电路用基于正温度系数电流和负温度系数电流,利用电容充放电方式生成逻辑电平信号,以基于逻辑电平信号获得当前温度。该电路中的负温度系数电路对正温度系数中的三极管进行复用,实现了电路简化,减少了电路占用面积,同时降低了运行功耗。

技术研发人员:李纪平,苗清,李梦姣,赵天挺
受保护的技术使用者:北京智芯微电子科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
转载请注明原文地址: https://www.8miu.com/read-19579.html

最新回复(0)