苟　静，冯全源

(西南交通大学信息科学与技术学院微电子研究所，四川成都　610031)

0　引言

随着电路的集成密度不断提高，功耗成为影响电路功能及稳定性的重要因素，功耗会引起芯片温度的升高，进一步引起PN结热击穿而过流，从而导致芯片无法正常工作，因此，功率电路通常需要过温保护电路[1]。过温保护电路的设计思路是利用对温度敏感的元件来检测芯片内部温度的变化，当温度超过设定值时，保护电路工作，将系统关断，以防其损坏[2-3]。

1　典型的过温保护电路

目前过温保护电路的设计思路是利用二极管或三极管的温度特性来检测芯片内部温度的变化[4]，温度超过设定值时，保护电路工作，芯片关断。典型的过温保护电路如图1所示。

图1　典型的过温保护电路

该电路设计的关键是应用BJT和PTAT电流源的温度效应。PTAT电流即与绝对温度成正比的电流。正常温度时，NMOS管M9导通，R3被短接，VA=VR2，Q1集电极电压为高，保护电路输出低。当温度升高时，VBE降低，VA随IPTAT电流的升高而升高，当VA>VBE时，Q1导通。当温度到达热关断阈值TH时，Q1进入深度饱和区，从而使Q1集电极电压从高电平变为低电平，保护电路输出变为高电平。此时NMOS管M9关断，R3不再被短接，VA=VR2+VR3，所以当工作温度逐渐降低时，需要降至热关断阈值TH以下的重启温度TL时，才能使VA

该电路可以通过调节电阻R2、R3的阻值来控制热关断阈值温度的高低。但是这种电路是通过调解电阻来调整控制热关断阈值温度的高低的，而在不同集成电路工艺参数下电阻的阻值变化很大。因……