PM0S管P0的源極、第三PM0S管P2的源極及第四PM0S管P3的源極連接;第二 PM0S管P1的漏極作為比較器C0MP的正輸入端Vinp并與第二電阻R1的輸入端及第二NM0S管N1的源極連接;第二電阻R1的輸入端與第二 PM0S管P1的漏極、第二匪0S管N1的源極及比較器C0MP的正輸入端Vinp連接,第二電阻R1的輸出端與第一電阻R0的輸出端及第二NPN三極管Q1的發(fā)射極連接,并接地,第三PM0S管P2的柵極與第一 PM0S管P0的漏極及柵極、第一 NM0S管N0的漏極、第二 PM0S管P1的柵極及第四PM0S管P3的柵極連接;第三PM0S管P2的源極與電源電壓VDD、第一 PM0S管P0的源極、第二 PM0S管P1的源極及第四PM0S管P3的源極連接;第三PM0S管P2的漏極與第二 NM0S管N1的漏極連接,第二 NM0S管N1的柵極與第二反相級的輸出端及第三反相器的輸入端連接,第二W0S管N1的源極與第二 PM0S管P1的漏極、第二電阻R1的輸入端及比較器C0MP的正輸入端Vinp連接;第四PM0S管P3的柵極與第一 PM0S管P0的漏極及柵極、第一 NM0S管N0的漏極、第二 PM0S管P1的柵極及第三PM0S管P2的柵極連接;第四PM0S管P3的源極與電源電壓VDD、第一PM0S管P0的源極、第二PM0S管P1的源極及第三PM0S管P2的源極連接,第四PM0S管P3的漏極與比較器C0MP的負輸入端Vinn及第一 NPN三極管Q0的集電極和基極連接,第一三極管Q0的集電極和基極與第四PM0S管P3的漏極及比較器C0MP的負輸入端Vinn連接,第一 NPN三極管Q0的發(fā)射極與第二 NPN三極管Q1的集電極和基極連接,第二 NPN三極管Q1的發(fā)射極與第一電阻R0的輸出端及第二電阻R1的輸出端連接,并接地,比較器C0MP的正輸入端Vinp與第二電阻R1的輸入端、第二PM0S管P1的漏極及第二NM0S管N1的源極連接,比較器C0MP的負輸入端Vinn與第一NPN三極管Q0的集電極和基極及第四PM0S管P3的漏極連接,比較器C0MP的輸出端Vout與第一反相器的輸入端連接,第一反相器的輸出端與第二反相器的輸入端連接,第二反相器的輸出端與第二 NM0S管N1的柵極及第三反相器的輸入端連接,第三反相器的輸入端與第二反相器的輸出端及第二 NM0S管N1的柵極連接,第三反相器的輸出端輸出TSD。
[0017]其中,第一電阻R0和第二電阻R1為相同工藝類型且具有相同溫度系數(shù)的電阻。NPN三極管Q0和NPN三極管Q1的VBE為負溫度系數(shù),即其隨著絕對溫度上升,VBE電壓絕對值減小。
[0018]為了實現(xiàn)更精確調(diào)整過溫保護溫度,本發(fā)明通過采用負溫度系數(shù)器件的電壓與基準電壓比較及調(diào)整相同類型電阻的比例,輸出過溫信號,可減少溫度系數(shù)依賴器件,即降低溫度影響因素及工藝的影響,實現(xiàn)更精確調(diào)整過溫保護溫度。
[0019]如圖1所示,下面闡述本發(fā)明的運行原理。假設常溫條件下,系統(tǒng)通電。根據(jù)運算放大器0P正負輸入端虛短,第一電阻R0的壓降為基準電壓Vref,則流過第一電阻R0的電流IR0
= Vref/R0o
[0020]優(yōu)選的,第一PMOS管P0寬長比與第二PMOS管P1寬長比及第四PMOS管P3寬長比相等,第一 PM0S管P0寬長比是第三PM0S管P2寬長比的K倍(其中K為正數(shù)),設定第η個PM0S管
)Ρ3ο
[0021 ] 若第一 PM0S管Ρ0、第二PM0S管P1、第三PM0S管P2、第四PM0S管P3全部導通,則Ids.p0=IdS.P1 = K*IdS.P2= IdS.P3= IrQ = Vref/R0,其中 IDS.PQ為流過第 1 個PMOS管P0 的源漏極電流,Ids.pA流過第2個PM0S管P1的源漏極電流,IDS.P2為流過第3個PM0S管P2的源漏極電流,IDS.P3為流過第4個PM0S管P3的源漏極電流。
[0022]常溫條件下,當?shù)诙?S管N1導通時,流過R1的電流為(IDS.P1+IDS.P2) = (1 + 1/K)*
lDs.pi=(l+l/K)*Vref/R0。
[0023]比較器101正、負輸入端電壓:
[0024]VinPi=(lDs.pi+lDs.p2)*Rl = (l+l/K) *Vref * (R1/R0),
[0025]vinn=x*|vBE|,(χ=?,2,3...5)
[0026]常溫條件下,當?shù)诙﨨MOS管N1關斷時,流過R1的電流為:
[0027]Ids.pi = l*Vref/R0
[0028]VinP2 = Ids.P1*R1 = l*Vref* (R1/R0),
[0029]vinn=x*|vBE|,(x=i,2,3...5)
[0030]因此,常溫條件下,第二NMOS管在導通、關斷條件下,比較器101正輸入端電壓磁滯量為 AVl= (Vinpl~Vinp2)即
[0031 ] AVi= (Ids.pi+Ids.p2)*R1-1ds.pi*R1 = (l/K)*Vref*(Rl/R0) ο
[0032]常溫條件下,假定Vinp〈Vinn,即(Ids.pi+Ids.p2)*R1〈X*Vbe |,(x= 1,2,3...5),其中Vbe為三極管基極發(fā)射極電壓,呈負溫度系數(shù)(隨絕對溫度上升,電壓絕對值減小),Χ代表三極管個數(shù),以圖1為例,圖1中三極管分別為第一ΝΡΝ三極管Q0和第二ΝΡΝ三極管Ql,SPX = 2,則
[0033](l+l/K)*(Vref/R0)*Rl<2* | Vbe ;
[0034]因為1*(¥“/1?0)*1?1〈(1+1/10*(¥“/1?0)*1?1〈2*^£,
[0035]所以由上式可知,常溫條件下,(1仍.打+1^)*1?1〈2*卜冊|,系統(tǒng)通電初始階段,無論第二NM0S管N1是否導通,比較器101的正輸入端電壓小于負輸入端電壓,S卩Vinp〈Vinn,比較器101的輸出端Vout輸出低電平,第二匪0S管N1柵極被拉低至低電平,即第二匪0S管N1關斷,那么,流過第二電阻R1的電流只有Ids.pi = l*Vref/R0,此時,電路輸出端TSD輸出高電平。
[0036]因此,常溫條件下,N1關斷,流過R1的電流為IDS.P1=l*Vref/R0,比較器101的正、負輸入端電壓:
[0037]Vinp = lDS.Pl*Rl = l*Vref*(Rl/R0) , (1)
[0038]Vinn = 2* I Vbe I ο
[0039]作為優(yōu)選方案,第一電阻R0和第二電阻R1為相同工藝類型且具有相同溫度系數(shù)的電阻(阻值根據(jù)設計需要選取)。
[0040]因此,由上述式(1)可知,R1、R0受溫度變化產(chǎn)生的偏差將相互抵消,即比較器101正輸入端電壓Vinp不受溫度影響。
[0041]常溫條件下,Vinp〈Vinn ο
[0042]由于Vbe為三極管基極發(fā)射極電壓,呈負溫度系數(shù)(隨絕對溫度上升,電壓絕對值減小),所以,當溫度不斷上升,νιηη=2*|νΒΕ|,數(shù)值不斷減小。
[0043]當溫度超過過溫保護溫度Tshutdo麗時,出現(xiàn)Vinp>Vinn,比較器101輸出端Vout輸出高電平,N1柵極變?yōu)楦唠娖?,TSD變?yōu)榈碗娖?。N1導通,此時,流過R1的電流為(IDS.P1+IDS.P2) =
(1 + 1/K)*IDS.P1=( l + l/K)*Vref/R0,則
[0044]當溫度超過過溫保護溫度TSHUTDQ?時,比較器101正、負輸入端電壓分別為:
[0045]ψ inp = (Ids.pi+Ids.p2)*R1 = (l+l/K)*Vref*(Rl/R0), (2)
[0046]V7 ^ = be I ,
[0047]其中,^ inp大于常溫的Vinp,^ inn小于常溫的Vinn。
[0048]由上述式(1)(2)可知ν\ηρ>ν_,此時,比較器101輸出端Vout穩(wěn)定輸出高電平,TSD穩(wěn)定輸出低電平。
[0049]當溫度超過TSHUTD_之后開始降低,隨著溫度下降,finn =2* I Ψ BE |數(shù)值逐漸