一种带热滞回功能的CMOS温度保护电路

作者：时间：2009-12-22来源：网络收藏

与此同时，M7～M10这条支路为偏置电路提供了负反馈，以减小电源电压对偏置电流的影响，使得电路在平衡状态时保证X，Y两点电压相等。然而，反馈的引入也为偏置电路引入了不稳定的因素，这里M13和M7构成了一个两级闭环运放，为保证偏置电路的稳定，必须进行补偿。通过电容C将主极点设置在第一级运放M13的输出端，从而保证了电路的稳定性。若Q3发射区的面积是Q4发射区面积的n倍，流过的电流大小均为I，则：

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/181136.htm

式中：Vbe=VTln(Ic／Is)=(kT／q)ln(IC／IS)；k是波尔兹曼常数；T是绝对温度；q是电子电荷。饱和电流IS与发射区面积成正比，即IS3=nIS4。
因此：

由式(9)可知，流经R1的电流与电源无关，只与绝对温度成正比，即得到PTAT电流。
1．3 温度比较及输出电路
由于晶体管的BE结正向导通电压具有负温度系数；PTAT电流进行I-V变换产生电压具有正温度特性；利用这两路电压不同的温度特性来实现温度检测，产生过温保护信号的输出。
M26～M30，M33，M34构成一个两级开环比较器，反相器的接入是为了满足高转换速率的要求。M31，M32是低功耗管，M23～M25的作用是构成一个正反馈回路，以防止在临界状态发生不稳定性，同时又为电路产生了滞回区间。
比较器的两个输入端电压分别记为VQ和VR；M17～M22用来镜像基准源电路产生的PTAT电流，这里它们与M14有着相同的宽长比。因此流经这三条支路的电流都为IPTAT。在常温下，M25截止，R2完成对PTAT电流的I-V变换，即VR=2IPTATR2，此时VRVQ，比较器输出为低电平。随着温度的升高，IPTAT不断增大，VR也随之增大。与此同时，晶体管BE结正向导通电压VQ以2．2 mV／℃的速度下降。当VR=VQ的瞬间，比较器发生翻转，使得输出为高电平，从而启动温度保护。在温度保护启动的同时，M25开始导通。此时，流过R2上的电流变为两部分，一部分是原来就存在的M19～M22提供的偏置电流，另一部分就是新引入的由M23～M25提供的电流。这样做的好处是在温度下降时，只有在温度低于开始的关断温度一定值时才能重新工作，相当于在关断点附近形成热迟滞，有效地防止了热振荡现象的发生。