隨著集成電路技術(shù)的廣泛應(yīng)用及集成度的不斷增加，超大規(guī)模集成電路（VLSI）的功耗、芯片內(nèi)部的溫度不斷提高，溫度保護(hù)電路已經(jīng)成為了眾多芯片設(shè)計(jì)中必不可少的一部分。本文在CSMC 0．5／μm CMOS工藝下，設(shè)計(jì)一種適用于音頻功放的高精度帶熱滯回功能溫度保護(hù)電路。
電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
整個(gè)電路結(jié)構(gòu)可分為啟動(dòng)電路、PTAT電流產(chǎn)生電路、溫度比較及其輸出電路。下面詳細(xì)介紹各部分電路的設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)。文中所設(shè)計(jì)的溫度保護(hù)電感器整體電路圖如圖1所示。
啟動(dòng)電路
在與電源無關(guān)的偏置電路中有一個(gè)很重要的問題，那就是“簡并”偏置點(diǎn)的存在，每條支路的電流可能為零，即電路不能進(jìn)入正常工作狀態(tài)，故必須添加啟動(dòng)電路，以便電源上電時(shí)擺脫簡并偏置點(diǎn)。上電瞬間，電容C上無電荷，M7柵極呈現(xiàn)低電壓，M7～M9導(dǎo)通，PD（低功耗引腳）為低電平，M3將M6柵壓拉高，由于設(shè)計(jì)中M2寬長比較小，而此時(shí)又不導(dǎo)通，Q1～Q4支路導(dǎo)通http://www.dgfpc.com/大電流電感，電路脫離“簡并點(diǎn)”；隨著M6柵電位的繼續(xù)升高，M2導(dǎo)通，M3源電位急劇降低，某時(shí)刻M3 被關(guān)斷，啟動(dòng)電路與偏置電路實(shí)現(xiàn)隔離，電容C兩端電壓恒定，為M7提供合適的柵壓，偏置電路正常工作。然而，當(dāng)PD為高電平時(shí)，M4導(dǎo)通，將M6，M10 的柵電位拉低，使得整個(gè)電路處于低功耗狀態(tài)。
溫度比較及輸出電路
由于晶體管的BE結(jié)正向?qū)妷壕哂胸?fù)溫度系數(shù)；PTAT電流進(jìn)行I-V變換產(chǎn)生電壓具有正溫度特性；利用這兩路電壓不同的溫度特性來實(shí)現(xiàn)溫度檢測，產(chǎn)生過溫保護(hù)信號的輸出，M26～M30，M33，M34構(gòu)成一個(gè)兩級開環(huán)比較器，反相器的接入是為了滿足高轉(zhuǎn)換速率的要求。M31，M32是低功耗管，M23～M25的作用是構(gòu)成一個(gè)正反饋回路，以防止在臨界狀態(tài)發(fā)生不穩(wěn)定性，同時(shí)又為電路產(chǎn)生了滯回區(qū)間。 大功率電感廠家 |大電流電感工廠
