[发明专利]一种温度检测电路

说明书

本发明涉及集成电路领域，公开了一种温度检测电路，该电路包括电阻器，受控电阻串，比较器和控制逻辑；电阻器的一端连接固定电平和比较器的正向输入端,另一端连接比较器的负向输入端和受控电阻串的一端，比较器输出端连接控制逻辑的输入端，控制逻辑输出端连接受控电阻的数字控制输入端同时作为温度检测结果输出；比较器的输入失调电压与温度成正比例关系，根据输入失调电压即可得到温度检测的结果。本发明电路只包括MOS管和电阻器件，可以在CMOS工艺下实现，无需专门设计温度传感电路，无需模数转换电路，降低了电路的复杂度，有效减小电路面积和成本。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种温度检测电路。

背景技术

温度是一种物理现象，在生产生活、各行各业当中都对我们产生着深刻的影响。温度传感器电路是使用非常广泛的一种电路，随着近年来人工智能领域的兴起，温度传感器作为基本构成元件，市场需求不断扩大。同时，温度对芯片性能具有较大影响，芯片逻辑系统在温度超限的情况下，容易产生错误的时序或翻转，进入异常工作状态，造成内部数据错误、操作错误，或存储器内容的异常读出错误，导致内部信息泄露。温度检测电路实时检测芯片内部温度，温度超限时产生报警信号，能够有效防止错误产生，确保芯片系统安全。

图1为传统的温度检测电路的电路图，该电路包括温度相关电压生成电路110、参考电压模块120和模数转换器模块130；温度相关电压生成电路110产生于温度相关的电信号，其电压VT可与温度成正相关也可以与温度成负相关关系，参考电压模块120输出参考电压信号VREF，模数转换器依据参考电压VREF对VT进行量化，输出检测结果。传统的温度传感器大多使用Sigma-Delta ADC实现转换，其具有高分辨率高精度等特点，但由于其使用了电容阵列，消耗的版图面积较大，且其电路架构复杂，转换时间较长。

传统的温度检测电路中，通常通过三极管器件产生温度相关的电压，参考专利CN103063317B中，利用两个面积不同的三极管产生与温度成正比例的电流，该电流再驱动三极管产生与温度成反比例的电压VBE，电路中加入了斩波技术消除电路中的失配和噪声，实现了对工艺偏差的补偿。

现有的温度检测电路中，通常采用模数转换器对温度相关的电压进行转换输出数字码，参考专利CN 108204862A中，通过逐次逼近控制电路实现对与温度相关基准电压VBE的数字化量化，其中基准电压为芯片的一个随温度线性变化的电压。但是，电路中需要基准电压VBE生成单元。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种在标准CMOS工艺下实现的高精度温度检测电路，该电路中无需单独涉及温度传感电路。

本发明采用的技术方案如下：一种温度检测电路，包括：电阻器、受控电阻串、比较器和控制逻辑；

所述电阻器的一端连接固定电平和比较器的正向输入端,另一端连接比较器的负向输入端和受控电阻串的一端；

所述比较器的输出端连接控制逻辑的输入端，所述控制逻辑的输出端连接受控电阻串的数字控制输入端，同时所述控制逻辑的输出端输出温度检测结果；

所述比较器的输入失调电压与温度成正比例关系，根据电路中比较器的输入失调电压计算得出温度检测结果。

进一步的，所述比较器的输入对管为NMOS器件并且工作在亚阈值区域，所述输入对管的尺寸比例为N：1，所述N大于0。

进一步的，所述比较器的输入对管为PMOS器件并且工作在亚阈值区域，所述输入对管的尺寸比例为N：1，所述N大于0。

进一步的，所述输入失调电压计算式为ξV_TlnN，其中ξ为比较器亚阈值导电系数，V_T为热电压且与温度线性相关，N为输入对管尺寸比例。

进一步的，所述控制逻辑采用逐次逼近算法对受控电阻串进行控制。