專利名稱：一種溫度開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于溫度檢測(cè)和控制的溫度開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種具 有工藝誤差補(bǔ)償功能的可編程溫度開關(guān)。
背景技術(shù)：
溫度開關(guān)廣泛應(yīng)用于^L代家用電器、電機(jī)、芯片等技術(shù)領(lǐng)域，進(jìn)行溫 度檢測(cè)和溫度控制。傳統(tǒng)溫度開關(guān)一般釆用溫度敏感材料，例如記憶合金 等制成。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了采用集成電路工藝制作的溫度開 關(guān)，具有體積小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
目前應(yīng)用的集成器件的溫度開關(guān)從原理上來(lái)說(shuō)，都是先產(chǎn)生一個(gè)與絕 對(duì)溫度成正比(PTAT)的電流或電壓，然后通過(guò)比較電路與一參考電壓或 電流進(jìn)行比較，當(dāng)溫度超過(guò)閾值時(shí)，比較器輸出信號(hào)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)溫度 開關(guān)的功能。
最近，日本北海道大學(xué)提出了一種全新結(jié)構(gòu)的溫度開關(guān)，只有7個(gè) MOS管，在達(dá)到某一閾值溫度時(shí)電路工作狀態(tài)突然改變，實(shí)現(xiàn)溫度開關(guān) 的功能。該溫度開關(guān)的結(jié)構(gòu)與原來(lái)溫度開關(guān)的結(jié)構(gòu)相比，設(shè)計(jì)上大大簡(jiǎn)化， 而且功耗更小。
但是，該溫度幵關(guān)有三個(gè)明顯的缺點(diǎn)
一、 開關(guān)溫度閾值無(wú)法編程控制。
二、 開關(guān)溫度閾值隨器件參數(shù)VTHO幾乎呈線性變化，在正常的器件參
數(shù)變化范圍內(nèi)，溫度閾值可能會(huì)偏離幾十度。例如，根據(jù)我們對(duì)某0.35)_im CMOS工藝的計(jì)算機(jī)模擬，當(dāng)Vrao變化0.1V時(shí)，溫度閾值變化達(dá)4(TC。
三、 溫度閾值的遲滯過(guò)大且不可調(diào)。溫度閾值的遲滯即為溫度從低到 高和從高到低變化時(shí)的閾值之差。
由于存在上述三個(gè)缺點(diǎn)，導(dǎo)致這種溫度開關(guān)目前無(wú)法實(shí)用。

發(fā)明內(nèi)容
(一) 要解決的技術(shù)問(wèn)題 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有
工藝誤差補(bǔ)償功能的可編程溫度開關(guān)，使溫度開關(guān)得以實(shí)用。
(二) 技術(shù)方案
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的-一種溫度開關(guān)，該溫度開關(guān)包括
閾值溫度設(shè)置模塊，用于向基本溫度開關(guān)模塊輸出數(shù)字信號(hào)，調(diào)節(jié)溫 度開關(guān)模塊中控制閾值溫度的MOS管的有效寬長(zhǎng)比，對(duì)基本溫度開關(guān)模 塊中的閾值溫度進(jìn)行設(shè)置；
工藝誤差補(bǔ)償模塊，用于在基本溫度開關(guān)模塊的閾值溫度發(fā)生偏差 時(shí)，向基本溫度開關(guān)模塊提供誤差補(bǔ)償信號(hào)，穩(wěn)定基本溫度開關(guān)模塊中的 閾值溫度；
基本溫度開關(guān)模塊，用于在溫度達(dá)到閾值溫度時(shí)改變電路的工作狀 態(tài)，實(shí)現(xiàn)溫度開關(guān)功能。
所述閾值溫度設(shè)置模塊包括用于輸入輸出數(shù)字信號(hào)的基本數(shù)字信號(hào) 端口，和用于存儲(chǔ)輸入的數(shù)字信號(hào)，并向基本溫度開關(guān)模塊穩(wěn)定輸出數(shù)字 信號(hào)的存儲(chǔ)器電路。
所述基本數(shù)字信號(hào)端口包括用于輸入數(shù)字信號(hào)的串行輸入端口，用 于輸出數(shù)字信號(hào)的全并行輸出端口 ，和用于對(duì)輸入輸出進(jìn)行控制的時(shí)鐘信 號(hào)。
所述閾值溫度設(shè)置模塊進(jìn)一步包括用于對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行譯 碼，并將譯碼后的數(shù)字信號(hào)發(fā)送給存儲(chǔ)器電路的數(shù)字譯碼電路。
所述數(shù)字譯碼電路采用二進(jìn)制譯碼方式或格雷譯碼方式對(duì)輸入的數(shù) 字信號(hào)進(jìn)行譯碼。
所述工藝誤差補(bǔ)償模塊包括-
偏置電路，用于檢測(cè)基本溫度開關(guān)模塊中閾值溫度的變化，并在基本 溫度開關(guān)模塊的閾值溫度發(fā)生偏差時(shí)，向浮柵神經(jīng)元MOS晶體管電路提 供誤差補(bǔ)償信號(hào)；浮柵神經(jīng)元MOS晶體管電路，利用接收的誤差補(bǔ)償信號(hào)調(diào)節(jié)基本溫
度開關(guān)模塊，穩(wěn)定基本溫度開關(guān)模塊中的閾值溫度。
所述偏置電路包括兩個(gè)輸出電壓隨工藝參數(shù)和溫度呈線性變化的電 路，和一個(gè)隨工藝參數(shù)和溫度偏差很小的減法電路，所述減法電路的輸入 端與上述兩電路的輸出端連接。
所述浮柵神經(jīng)元MOS晶體管電路包括兩個(gè)并聯(lián)的電容和一個(gè)MOS 晶體管，所述MOS晶體管的柵極同時(shí)與兩個(gè)電容相連。
所述偏置電路與浮柵神經(jīng)元MOS晶體管電路之間進(jìn)一步包括用作開 關(guān)的兩個(gè)MOS晶體管，周期性的控制兩個(gè)MOS晶體管的開關(guān)狀態(tài)對(duì)浮柵 神經(jīng)元MOS晶體管電路進(jìn)行初始化。
所述基本溫度開關(guān)模塊為基本溫度敏感電路，包括可選擇導(dǎo)通的并聯(lián) MOS晶體管，所述可選擇導(dǎo)通的并聯(lián)MOS晶體管，用于根據(jù)閾值溫度設(shè) 置模塊輸入的數(shù)字信號(hào)調(diào)節(jié)自身的有效寬長(zhǎng)比，實(shí)現(xiàn)對(duì)閾值溫度的設(shè)置。
(三)有益效果 從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果-
1、 利用本發(fā)明，通過(guò)采用閾值溫度設(shè)置模塊，可以向基本溫度開關(guān) 模塊輸出數(shù)字信號(hào)，調(diào)節(jié)溫度開關(guān)模塊中控制閾值溫度MOS管的有效寬 長(zhǎng)比，在不提高電路復(fù)雜程度的前提下可以方便的對(duì)基本溫度開關(guān)模塊中 的閾值溫度進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)溫度閾值的可編程控制。
2、 利用本發(fā)明，通過(guò)采用工藝誤差補(bǔ)償模塊，在基本溫度開關(guān)模塊 的閾值溫度發(fā)生偏離時(shí)，向基本溫度開關(guān)模塊提供誤差補(bǔ)償信號(hào)，穩(wěn)定基 本溫度開關(guān)模塊中的閾值溫度，精確補(bǔ)償了溫度開關(guān)的閾值溫度由工藝誤 差引起的偏差，大大降低了溫度閾值的偏差，使閾值溫度基本穩(wěn)定在一個(gè) 合適的波動(dòng)范圍內(nèi)。
3、 利用本發(fā)明，通過(guò)對(duì)溫度開關(guān)電路進(jìn)行周期性的初始化，使溫度 開關(guān)只受當(dāng)前溫度影響，消除了遲滯，很好的地解決了溫度閾值的遲滯問(wèn) 題。
4、 利用本發(fā)明，電路功耗低，可以進(jìn)一步達(dá)到節(jié)約能源的目的，非 常有利于本發(fā)明的推廣和應(yīng)用。


圖1為本發(fā)明提供的具有工藝誤差補(bǔ)償功能的可編程溫度開關(guān)的結(jié)構(gòu)
框圖2為本發(fā)明提供的閾值溫度設(shè)置模塊的原理圖3為本發(fā)明提供的閾值溫度設(shè)置模塊的一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)施電路圖4為本發(fā)明提供的工藝誤差補(bǔ)償模塊的實(shí)施電路圖5為本發(fā)明提供的偏置電路的實(shí)施電路圖6為本發(fā)明提供的基本溫度開關(guān)模塊的實(shí)施電路圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí) 施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1所示，圖1為本發(fā)明提供的具有工藝誤差補(bǔ)償功能的可編程溫 度開關(guān)的結(jié)構(gòu)框圖，該溫度開關(guān)包括閾值溫度設(shè)置模塊101、工藝誤差補(bǔ) 償模塊102和基本溫度開關(guān)模塊103。
其中，閾值溫度設(shè)置模塊101，用于向基本溫度開關(guān)模塊103輸出數(shù) 字信號(hào)，調(diào)節(jié)溫度開關(guān)模塊103中控制閾值溫度的MOS管的有效寬長(zhǎng)比， 對(duì)基本溫度開關(guān)模塊103中的閾值溫度進(jìn)行設(shè)置。
所述閾值溫度設(shè)置模塊101包括用于輸入輸出數(shù)字信號(hào)的基本數(shù)字信 號(hào)端口，和用于存儲(chǔ)輸入的數(shù)字信號(hào)，并向基本溫度開關(guān)模塊穩(wěn)定輸出數(shù) 字信號(hào)的存儲(chǔ)器電路。
所述基本數(shù)字信號(hào)端口包括用于輸入數(shù)字信號(hào)的串行輸入端口 ，用于 輸出數(shù)字信號(hào)的全并行輸出端口，和用于對(duì)輸入輸出進(jìn)行控制的時(shí)鐘信 號(hào)。
所述閾值溫度設(shè)置模塊101進(jìn)一步包括用于對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行譯 碼，并將譯碼后的數(shù)字信號(hào)發(fā)送給存儲(chǔ)器電路的數(shù)字譯碼電路。
所述數(shù)字譯碼電路可以采用二進(jìn)制譯碼方式、格雷譯碼方式或其他譯 碼方式對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行譯碼。
工藝誤差補(bǔ)償模塊102，用于在基本溫度開關(guān)模塊103的閾值溫度發(fā)
生偏差時(shí)，向基本溫度開關(guān)模塊103提供誤差補(bǔ)償信號(hào)，穩(wěn)定基本溫度開 關(guān)模塊103中的閾值溫度；
所述工藝誤差補(bǔ)償模塊102包括偏置電路，用于檢測(cè)基本溫度開關(guān)模 塊101中閾值溫度的變化，并在基本溫度幵關(guān)模塊101的閾值溫度發(fā)生偏 差時(shí)，向浮柵神經(jīng)元MOS晶體管電路提供誤差補(bǔ)償信號(hào);浮柵神經(jīng)元MOS 晶體管電路，用于將接收的誤差補(bǔ)償信號(hào)發(fā)送給基本溫度開關(guān)模塊101， 穩(wěn)定基本溫度開關(guān)模塊101中的閾值溫度。
所述偏置電路包括兩個(gè)輸出電壓隨工藝參數(shù)和溫度呈線性變化的電 路，和一個(gè)隨工藝參數(shù)和溫度偏差很小的減法電路，所述減法電路的輸入 端與上述兩電路的輸出端連接。
所述浮柵神經(jīng)元MOS晶體管電路包括兩個(gè)并聯(lián)的電容和一個(gè)MOS 晶體管，所述MOS晶體管的柵極同時(shí)與兩個(gè)電容相連。
所述偏置電路與浮柵神經(jīng)元MOS晶體管電路之間進(jìn)一步包括用作開 關(guān)的兩個(gè)MOS晶體管，周期性的控制兩個(gè)MOS晶體管的開關(guān)狀態(tài)對(duì)浮柵 神經(jīng)元MOS晶體管電路進(jìn)行初始化。
基本溫度開關(guān)模塊103，用于在溫度達(dá)到閾值溫度時(shí)改變電路的工作 狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)溫度開關(guān)功能。
所述基本溫度開關(guān)模塊為基本溫度敏感電路，包括可選擇導(dǎo)通的并聯(lián) MOS晶體管，所述可選擇導(dǎo)通的并聯(lián)MOS晶體管，用于根據(jù)閾值溫度設(shè) 置模塊輸入的數(shù)字信號(hào)調(diào)節(jié)自身的有效寬長(zhǎng)比，實(shí)現(xiàn)對(duì)閾值溫度的設(shè)置。
基于圖1所述的本發(fā)明提供的具有工藝誤差補(bǔ)償功能的可編程溫度開 關(guān)的結(jié)構(gòu)框圖，以下結(jié)合具體的原理圖和實(shí)施電路圖對(duì)本發(fā)明提供的具有 工藝誤差補(bǔ)償功能的可編程溫度開關(guān)進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
如圖2所示，圖2為本發(fā)明提供的閾值溫度設(shè)置模塊的原理圖?；?的數(shù)字信號(hào)端口有寬度為N位的串行輸入端口、 M位的全并行輸出端口 和時(shí)鐘信號(hào)端口。工作時(shí)，首先在時(shí)鐘信號(hào)端口 clock的控制下，長(zhǎng)度為 n位的數(shù)字信號(hào)通過(guò)寬度為N位的串行輸入端口輸入到閾值溫度設(shè)置模 塊中，然后由譯碼電路對(duì)其進(jìn)行譯碼。譯碼方式依需要而定，可以是二進(jìn) 制譯碼、格雷譯碼等。然后譯碼電路將譯好的M位數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)到寄存
器電路中，寄存器電路通過(guò)M位的全并行輸出端口向基本溫度開關(guān)模塊 穩(wěn)定輸出數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)基本溫度開關(guān)模塊中的閾值溫度進(jìn)行設(shè)置。這
里n、 N和M的值根據(jù)不同的需要而定。
另外，在閾值溫度設(shè)置模塊中還可以增加復(fù)位(reset)端口，加入初 始化功能等。
如圖3所示，圖3為本發(fā)明提供的閾值溫度設(shè)置模塊的一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)施 電路圖。該簡(jiǎn)單實(shí)施電路圖不包括譯碼電路，對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)不進(jìn)行譯 碼，整個(gè)模塊僅由12個(gè)寄存器簡(jiǎn)單的級(jí)聯(lián)構(gòu)成。利用1位串行輸入端串 行輸入12位的數(shù)字信號(hào)，輸入完成時(shí)12位數(shù)字信號(hào)即已并行輸出。其 中，RST為初始化控制端，下降沿有效。
如圖4所示，圖4為本發(fā)明提供的工藝誤差補(bǔ)償模塊的實(shí)施電路圖。 Cl、 C2兩個(gè)電容和MOS晶體管MN5構(gòu)成浮柵神經(jīng)元電路，它的節(jié)點(diǎn)電 位初始化由偏置電路來(lái)控制。a節(jié)點(diǎn)通過(guò)MN6接偏置電壓VB1， VB1不 隨溫度和工藝誤差發(fā)生變化；b節(jié)點(diǎn)通過(guò)MN7接偏置電壓VB2, VB2隨 工藝誤差線性變化；C2的另一極接地。a和b節(jié)點(diǎn)電位初始化時(shí)，reset 為高電平，MN6和MN7導(dǎo)通，Va和Vb分別被充電到VB1和VB2，穩(wěn) 定后reset變?yōu)榈碗娖?，開關(guān)管關(guān)斷，電路向穩(wěn)態(tài)過(guò)渡。根據(jù)電容分壓原 理，a節(jié)點(diǎn)電壓的變化使b節(jié)點(diǎn)電壓也發(fā)生變化，兩者變化的幅度之比與 Cl、 C2的比例有關(guān)。同時(shí)，b節(jié)點(diǎn)的電壓又會(huì)通過(guò)溫度開關(guān)電路影響a 節(jié)點(diǎn)的電壓，最終達(dá)到穩(wěn)態(tài)。
當(dāng)工藝參數(shù)VxHQ變化時(shí)，需要b節(jié)點(diǎn)初始化的電壓值Vb2隨VxH0線
性變化才能使溫度閾值保持不變，從而起到補(bǔ)償?shù)淖饔?。比如，在典型?況下，NMOS管的工藝參數(shù)VxH0N為0.5V，此時(shí)V^為I.IV，偏置電路的 輸出電壓VB2為850mV，閾值溫度為60°C;假設(shè)參數(shù)出現(xiàn)偏差，VTH0N 變?yōu)?.4， VB,不受工藝參數(shù)影響，仍為I.IV。此時(shí)，如果要求溫度閾值 不變，Cl的負(fù)極預(yù)置電壓需要升高50mV左右。這時(shí)，偏置電路的輸出 電壓VB2正好從典型值850mV變?yōu)榱?900mV，達(dá)到了補(bǔ)償?shù)男Ч?；反之?V丁h。n變大，Cl的負(fù)極預(yù)置電壓需要降低來(lái)保證溫度閾值不變，而此時(shí) VB2的電壓值正好降低了一定幅度，也滿足了要求。而且,通過(guò)開關(guān)管MN6、 MN7周期性的導(dǎo)通和關(guān)斷對(duì)電路進(jìn)行初始化，電路只受當(dāng)前溫度的影響，
消除了溫度遲滯的問(wèn)題。
如圖5所示，圖5為本發(fā)明提供的偏置電路的實(shí)施電路圖。最左邊的
部分MP22至MP29用來(lái)提供兩個(gè)穩(wěn)定的偏置電壓Vbh和Vbl， Vbh和Vbl 不隨工藝誤差和溫度變化。
VB1要求盡量不隨工藝和溫度變化，可以由幾個(gè)尺寸相同、工作狀態(tài) 相同并且緊鄰的PMOS管分壓得到，例如圖中用MP19、 MP20、 MP21串 聯(lián)分壓實(shí)現(xiàn)，三個(gè)管子都工作于飽和區(qū)，并且由于在版圖中緊鄰，具有相
同的工藝參數(shù)和溫度，所以輸出電壓受工藝和溫度影響很小。產(chǎn)生VB2的
電路主要包括三部分，偏置電壓產(chǎn)生電路BIAS1、 BIAS2和減法電路。 MNIO、 MN11及負(fù)載管MPIO、 MPll、電壓輸入端VBH和電壓輸出端VH 組成BIAS1模塊；MP12、 MN12及負(fù)載管MP13、 MP14、電壓輸入端VBL 和電壓輸出端V^組成BIAS2模塊。MP12、 MP13和MP10、 MN10兩支 路的輸出電壓V7、 V6隨工藝誤差發(fā)生變化。MP14、 MN12和MP11 、 MN11 兩支路可以看成是兩個(gè)單級(jí)放大器，放大了V6、 V7隨工藝誤差的變化。 合理設(shè)計(jì)各個(gè)管子的尺寸可以使他們的輸出電壓VH和VL隨工藝參數(shù)V 線性變化，但大小、幅度不同，有幾乎相同的溫漂系數(shù)。
尺寸相同的四個(gè)PMOS管MP15至MP18組成減法電路，不隨工藝及 溫度的變化而變化。在工作時(shí)四個(gè)PMOS管MP15至MP18都處于飽和區(qū)， 由于流過(guò)MP15、 MP17的電流相等，根據(jù)飽和區(qū)電流公式可以推出Vdd —V1=VH—VL;同理，由流過(guò)MP16、 MP18的電流相等可以推出Vdd— VB2=V1，將兩式聯(lián)立就有VB2=VH—VL。由于MP15至MP18的尺寸和 工作條件完全相同，在版圖中位置鄰近，所以工藝參數(shù)和溫度幾乎相同，
工作狀態(tài)也就不隨之發(fā)生變化，這樣得到的VB2隨工藝參數(shù)vth。線性變化
且溫漂系數(shù)很小。
VBH、 VBL要求盡量不隨工藝和溫度變化，可以由幾個(gè)尺寸相同、工作
狀態(tài)相同并且緊鄰的PMOS管分壓得到。圖中給出了一個(gè)例子Vbh和 VH1分別由兩個(gè)尺寸相同的PMOS管MP22、 MP23和MP24和MP25串連 分壓提供，VBL由VBH和VH1通過(guò)一個(gè)減法電路(由MP26至MP29構(gòu)成)
相減得到。
如圖6所示，圖6為本發(fā)明提供的基本溫度開關(guān)模塊的實(shí)施電路圖。
它的基本溫度開關(guān)部分是由兩個(gè)PMOS管MP1、 MP2和五個(gè)NMOS管 MN1至MN5組成。具體工作原理如下當(dāng)溫度較低時(shí)，MP1和MP2處 于飽和區(qū)，MN1至MN4位于亞閾值區(qū)，MN5工作在線性區(qū)，b節(jié)點(diǎn)的電 壓Vb比較高。隨溫度的升高，通過(guò)工藝誤差補(bǔ)償模塊的控制，Vb將隨a 節(jié)點(diǎn)的電壓Va逐漸降低，到某一溫度時(shí)Vb降到MN5的閾值電壓以下， 電路的工作狀態(tài)發(fā)生突變，所有管子全都處于截止?fàn)顟B(tài)，Vb出現(xiàn)陡降。此 時(shí)的溫度即為閾值溫度。這個(gè)溫度開關(guān)電路的閾值溫度隨MN3、 MN4管 的寬長(zhǎng)比的比值KM (KM= (W/L) 4/ (W/L) 3)增大而非線性上升， 所以可通過(guò)控制一系列并聯(lián)支路的導(dǎo)通和截止來(lái)對(duì)溫度閾值進(jìn)行設(shè)置。
雖然只改變MN4的等效寬度就可以達(dá)到目標(biāo)，但由于閾值溫度隨KM 的變化具有非線性(斜率逐漸變小)，只增加MN4的等效寬度\￥4來(lái)進(jìn)行 調(diào)節(jié)會(huì)隨著溫度閾值的升高越來(lái)越困難，這時(shí)減小MN3的等效寬度W3 更容易改變KM，還可以更有效的利用MN4的等效寬度調(diào)節(jié)模塊，所以 我們采用了對(duì)MN3、 MN4的等效寬度同時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)的方式來(lái)完成對(duì)閾值 溫度的設(shè)置。
圖6左側(cè)虛線內(nèi)為MN3等效寬度調(diào)節(jié)模塊，MNlh和MN123為并聯(lián) 管，長(zhǎng)度與MN3相同，寬度各異，Sl3和S23為開關(guān)，受閾值溫度設(shè)置模 塊的輸出信號(hào)A[2:1]控希U。開關(guān)可以用單個(gè)MOS管或傳輸門等結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。 當(dāng)某一開關(guān)Sn3閉合時(shí)，這一支路導(dǎo)通，MN3的等效寬度增加了 Wn (Wn 為MNln3的寬度)。右側(cè)虛線內(nèi)為MN4等效寬度調(diào)節(jié)模塊，MN114至 MN164為并聯(lián)管，SU至S64為開關(guān)，受B[6:1]控制，原理與左側(cè)模塊相同。 由于閾值溫度隨KM的增大非線性上升，所以只用4位數(shù)字信號(hào)進(jìn)行16 級(jí)的調(diào)節(jié)會(huì)帶來(lái)很大的偏差，需要添加額外的補(bǔ)償支路，這里MN4等效 寬度調(diào)節(jié)模塊中的右側(cè)4路即為補(bǔ)償控制支路。圖6只是以16級(jí)調(diào)節(jié)為 例進(jìn)行說(shuō)明，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)如果需要調(diào)節(jié)的級(jí)數(shù)發(fā)生變化，并聯(lián)支路的數(shù) 目也會(huì)相應(yīng)變化。
閾值溫度設(shè)置模塊輸出數(shù)位的0、 1信號(hào)(具體的譯碼方式視需要而 定)，控制寬度調(diào)節(jié)模塊中并聯(lián)支路的導(dǎo)通和截止。
以上所述的原理圖和實(shí)施電路圖，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益 效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體
實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做 的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種溫度開關(guān)，其特征在于，該溫度開關(guān)包括閾值溫度設(shè)置模塊，用于向基本溫度開關(guān)模塊輸出數(shù)字信號(hào)，調(diào)節(jié)溫度開關(guān)模塊中控制閾值溫度的MOS管的有效寬長(zhǎng)比，對(duì)基本溫度開關(guān)模塊中的閾值溫度進(jìn)行設(shè)置；工藝誤差補(bǔ)償模塊，用于在基本溫度開關(guān)模塊的閾值溫度發(fā)生偏差時(shí)，向基本溫度開關(guān)模塊提供誤差補(bǔ)償信號(hào)，穩(wěn)定基本溫度開關(guān)模塊中的閾值溫度；基本溫度開關(guān)模塊，用于在溫度達(dá)到閾值溫度時(shí)改變電路的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)溫度開關(guān)功能。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度開關(guān)，其特征在于，所述閾值溫度設(shè) 置模塊包括用于輸入輸出數(shù)字信號(hào)的基本數(shù)字信號(hào)端口，和用于存儲(chǔ)輸 入的數(shù)字信號(hào)，并向基本溫度開關(guān)模塊穩(wěn)定輸出數(shù)字信號(hào)的存儲(chǔ)器電路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度開關(guān)，其特征在于，所述基本數(shù)字信 號(hào)端口包括-用于輸入數(shù)字信號(hào)的串行輸入端口，用于輸出數(shù)字信號(hào)的全并行輸出 端口，和用于對(duì)輸入輸出進(jìn)行控制的時(shí)鐘信號(hào)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度開關(guān)，其特征在于，所述閾值溫度設(shè) 置模塊進(jìn)一步包括用于對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行譯碼，并將譯碼后的數(shù)字 信號(hào)發(fā)送給存儲(chǔ)器電路的數(shù)字譯碼電路。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的溫度開關(guān)，其特征在于，所述數(shù)字譯碼電 路采用二進(jìn)制譯碼方式或格雷譯碼方式對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行譯碼。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度開關(guān)，其特征在于，所述工藝誤差補(bǔ) 償模塊包括偏置電路，用于檢測(cè)基本溫度開關(guān)模塊中閾值溫度的變化，并在基本溫度開關(guān)模塊的閾值溫度發(fā)生偏差時(shí)，向浮柵神經(jīng)元MOS晶體管電路提 供誤差補(bǔ)償信號(hào)；浮柵神經(jīng)元MOS晶體管電路，利用接收的誤差補(bǔ)償信號(hào)調(diào)節(jié)基本溫 度開關(guān)模塊，穩(wěn)定基本溫度開關(guān)模塊中的閾值溫度。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的溫度開關(guān)，其特征在于，所述偏置電路包 括兩個(gè)輸出電壓隨工藝參數(shù)和溫度呈線性變化的電路，和一個(gè)隨工藝參數(shù) 和溫度偏差很小的減法電路，所述減法電路的輸入端與上述兩電路的輸出 端連接。8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的溫度開關(guān)，其特征在于，所述浮柵神經(jīng)元 MOS晶體管電路包括兩個(gè)并聯(lián)的電容和一個(gè)MOS晶體管，所述MOS晶 體管的柵極同時(shí)與兩個(gè)電容相連。9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的溫度開關(guān)，其特征在于，所述偏置電路與 浮柵神經(jīng)元MOS晶體管電路之間進(jìn)一步包括用作開關(guān)的兩個(gè)MOS晶體 管，周期性的控制兩個(gè)MOS晶體管的開關(guān)狀態(tài)對(duì)浮柵神經(jīng)元MOS晶體管 電路進(jìn)行初始化。10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度開關(guān)，其特征在于，所述基本溫度開 關(guān)模塊為基本溫度敏感電路，包括可選擇導(dǎo)通的并聯(lián)MOS晶體管，所述 可選擇導(dǎo)通的并聯(lián)MOS晶體管，用于根據(jù)閾值溫度設(shè)置模塊輸入的數(shù)字 信號(hào)調(diào)節(jié)自身的有效寬長(zhǎng)比，實(shí)現(xiàn)對(duì)閾值溫度的設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種溫度開關(guān)，包括閾值溫度設(shè)置模塊，用于向基本溫度開關(guān)模塊輸出數(shù)字信號(hào)，調(diào)節(jié)溫度開關(guān)模塊中控制閾值溫度的MOS管的有效寬長(zhǎng)比，對(duì)基本溫度開關(guān)模塊中的閾值溫度進(jìn)行設(shè)置；工藝誤差補(bǔ)償模塊，用于在基本溫度開關(guān)模塊的閾值溫度發(fā)生偏差時(shí)，向基本溫度開關(guān)模塊提供誤差補(bǔ)償信號(hào)，穩(wěn)定基本溫度開關(guān)模塊中的閾值溫度；基本溫度開關(guān)模塊，用于在溫度達(dá)到閾值溫度時(shí)改變電路的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)溫度開關(guān)功能。利用本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)溫度閾值的可編程控制，大大降低了溫度閾值的偏差，很好的地解決了溫度閾值的遲滯問(wèn)題。
文檔編號(hào)G05D23/20GK101097816SQ20061009014
公開日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2006年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月29日
發(fā)明者吳南健, 李昀龍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所