[发明专利]数字温度传感器电路

说明书

本发明提供一数字温度传感器电路，包括：PTAT电流源，用于产生与绝对温度成正比的PTAT电流；sigma‑delta调制模块，其包括积分器、模数转换单元与反馈数模转换单元，所述积分器用于将所述PTAT电流转化成温度电压；所述模数转换单元用于将所述温度电压与带隙基准电压比较生成占空比与温度成正比的数字调制信号；所述反馈数模转换单元用于调节模数转换单元输入的电压控制积分器充放电速度；数字滤波器，用于将所述数字调制信号量化为数字信号并输出。本发明的Sigma‑delta调制模块省略了积分放大器，极大降低了功耗；一方面以数字调制信号方式输出数字温度传感器电路，提高了测量精度；另一方面，直接测量芯片内部温度，将温度值量化转换为二进制编码，扩展其适用范围。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，特别是涉及一种数字温度传感器电路。

背景技术

随着社会的不断进步，各种精密仪器的不断诞生，使得对于检测精度的要求也随之提高，尤其是对于整个电路系统的温度的监测，致使集成温度传感器在温度检测系统和需要温度保护的集成芯片中应用越来越多，在大功率半导体器件、如，CPU、超高速AD转换器、超高速DA转换器、功率放大器等，都需及时有效检测其芯片工作温度。

然而，传统的做法在芯片背面放置一温度传感器来测温，往往上述方式不能够准确测得芯片内部温度，特别是针对大功率器件，芯片内部温度分布不均衡，存在局部热点，使得测量的温度不能够准确反应电路温度，无法及时有效的保护。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种数字温度传感器电路，用于解决现有技术中数字温度传感器电路因无法准确采集电路温度，导致给予电路及时有效保护的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种数字温度传感器电路，包括：

PTAT电流源，用于产生与绝对温度成正比的PTAT电流；

sigma-delta调制模块，其包括积分器、模数转换单元与反馈数模转换单元，所述积分器用于将所述PTAT电流转化成温度电压；所述模数转换单元用于将所述温度电压与带隙基准电压比较生成占空比与温度成正比的数字调制信号；所述反馈数模转换单元用于调节模数转换单元输入的电压控制积分器充放电速度；

数字滤波器，用于将所述数字调制信号量化为数字信号并输出。

于本发明的一实施例中，所述PTAT电流源的正极连接电源电压，其负极连接模数转换单元的输入端。

于本发明的一实施例中，所述积分器为积分电容，所述积分电容的一端分别连接所述PTAT电流源的输出端和模数转换单元的输入端，所述积分电容的另一端接地。

于本发明的一实施例中，所述模数转换单元包括比较器、第一触发器与第二触发器，所述比较器的正相输入端连接带隙基准电压，其负相输入端连接积分器的输出端，其正相输出端连接第一触发器，所述第一触发器输出数字调制信号，其负相输出端连接第二触发器，所述第二触发器输出端连接所述反馈数模转换单元。

于本发明的一实施例中，所述比较器为动态比较器。

于本发明的一实施例中，所述反馈数模转换单元包括第一NMOS管与第二NMOS管组成的差分对和第一恒流源，所述第一NMOS管的栅极连接第二触发器的输出端，其漏极连接所述PTAT电流源的输入端；所述第二NMOS管的栅极连接第一触发器的非Q输出端，其漏极连接电源电压，所述差分对的源极连接第一恒流源的正极，所述第一恒流源的负极接地。

于本发明的一实施例中，所述第一触发器与第二触发器均为D类触发器。

于本发明的一实施例中，所述第一、二触发器的控制端和数字滤波器的输入端分别连接时钟信号。