CN100434886C - 低功率消耗和小电路面积温度感测器 - Google Patents
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Abstract
一种低功率消耗和小电路面积温度感测器的电路和方法，该温度感应器是比别的温度感测器更精确，因为它使用的参考电压相对于温度具有较陡峭的斜率，此外，这个温度感测器比传统设计消耗更低的功率，因为它仅仅需要两个电压比较器，这是透过独特的传输闸电压选择系统来完成，它允许两个比较器在不同的温度控制状态模式下重复使用，该简单设计可被应用来增加检测温度的数目。
Description
技术领域
本发明是有关将温度感应电路嵌设在积体电路中，尤指一种更精确、消耗功率更低，以及更小积体电路面积的温度感测器。
背景技术
温度感测器用于控制各式各样的积体电路功能，这些动态功能包括动态随机存取记忆体的更新频率和延迟单元的延迟时间，两者都随温度而变化，晶片温度感测器是随着温度的变化而作调节或改变动态随机存取记忆体的更新的频率；同样的，晶片温度感测器也用于调节或稳定所发生的电路延迟时间的变化，电路延迟时间的稳定性对电路而言是很重要的，其取决于提供给正确电路应用上所需的电路延迟的精确性，例如一电路延迟连锁电路；另外，晶片温度感测器也被寄与可以实现数位温度计应用的期望。
由于温度感测器占用部分具有其它整合功能的积体电路，那么这些整合的温度感测器占用最小的晶片面积和消耗最少的晶片功率是非常重要的，此外，对整合的温度感测器的其它重要设计参数则是温度测量本身的精确性。
图1a显示了电压相对于温度的先前技术图表，其是为四个图示于图1c电路中的节点的电压相对于温度图，如图1a所示，VR1直线和Vbe2曲线的交叉点出现在温度T1，该VR1是为图1c上电阻器R1上端节点上的电压，而Vbe2是为电晶体Q2二端的电压，电压Vbe2是参考电压，也就是图1c上的VREF＝Vbe2，该VR2是图1c上R2电阻器上端节点上的电压，图1c是显示输入至比较放大器110内的Vbe2和VR1、输入至比较放大器120内的Vbe2和VR2以及输入至比较放大器130内的Vbe2和VR3，VR3是为图1c上电阻器R3上端节点的电压。
在图1a，如果VR1大于Vbe2，那么VT1为非零；一个非零的VT1表示，图1c的电路是检测出一温度范围超出如图1b所示的T1。
在图1a，如果VR2大于Vbe2，那么VT2为非零；一个非零的VT2表示，图1c的电路是检测出一温度范围超出如图1b所示的T2。
在图1a，如果VR3大于Vbe2，那么VT3为非零；一个非零的VT3表示，图1c的电路是检测出一温度范围超出如图1b所示的T3。
美国专利6,078,208描述了一精密温度感测器，它能够产生随着环境温度作大幅变化的时脉频率；该电路有一个振荡产生器，两个独立的电流产生器，一个参考振荡器和一个频率计数器，两个独立电流产生器的输出是组合起来提供一个电容器产生的近似线性的电容器充电电流，该电流是与温度变化成正比，电容器充电电流是用于驱动振荡产生器，并输出一时钟频率，而该时钟频率是与具有决定性斜率和截断的温度是呈线性相关，频率计数器是针对具有参考振荡器的振荡产生的输出来进行比较以便于计算出一个代表温度的数位值。
美国专利6,019,508揭示出一个整合的温度感测器电路；这个电路由两个不同的电流源组成，并且使用由反相时脉控制的多路开关。一第一个电压是于第一个时脉相位时产生于一电容器上，而一第二个电压是于第二个时脉相位时产生于该电容器上，一第二个电容器是连接于一运算放大器的输入和输出之间，该第二个电容器是于第一个时钟相位时进行放电，并于第二个时脉相位时进行充电，由于第二个电压与温度呈相关，故运算放大器输出上的电压则视两电容器的温度和比率而定。
美国专利5,835,553(Suzuki)描述了一个温度感测器电路；该电路包括一个产生计数脉冲的脉冲源和一个具有电阻的电阻器，其电阻是随温度而变化，温度检测电路是设计来依据温度变化来转换电阻器的电阻变化成为一代表脉冲的数位，计数器是用来计算讯号，并且对每一个温度测量讯号来累积一计数值，因而可以保持累积的计数值，计数器输出该累积计数值来回应一具有低于第一频率的第二频率的重设讯号。
发明内容
本发明的主要目的，即在于创作出一种使用低功率小面积的整合温度感应电路的电路和方法，本发明的进一步目的在于提供一温度感测器，其比常见的技术更精确，并且能划分增加被检测的温度数目。
本发明的目的是藉由一测量积体电路温度的电路来达成，而该积体电路是具有一温度感应器电路，这种温度感应电路是包括一产生参考电压的电流镜参考电路、以及一放大该参考电压的参考电压放大器，其中该放大器输出一放大的参考电压，并为一组电压比较器所使用，该放大参考电压提供了一负极输入至该电压比较器中，而正极输入至该电压比较器是由一可产生多重电压水平的电流镜输出电路来提供。
该组电压比较器是包括：一第一电压比较器，其负极输入是为参考电压放大器的输出，其正极输入是从该第一输出电阻器的第一节点，其输出得以转换并指出，已侦测到一最低绝对温度；一第二电压比较器，其负极输入是为参考电压放大器的输出，其正极输入是从该第二输出电阻器的第一节点，其输出得以转换并指出，已侦测到次低的绝对温度；以及一第三电压比较器，其负极输入是为参考电压放大器的输出，其正极输入是从该第三输出电阻器的第一节点，其输出得以转换并指出，已侦测到一第三低的绝对温度。
于第一输出电阻器的第一节点的电压与一含有温度感应电路的半导体裸晶的最低绝对温度成正比，而于第二输出电阻器的第一节点的电压与一含有温度感应电路的半导体裸晶的次低绝对温度成正比，而于第三输出电阻器的第一节点的电压与一含有温度感应电路的半导体裸晶的第三低绝对温度成正比。
为求进一步了解本发明的构造特征、技术内容与功能，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图示乃供参考与说明用，并非用以对本发明施予限制。
附图说明
图1a是为有关常见技术中，显示电阻电压和参考电压交点的电压相对于温度的图形；
图1b是为有关常见技术中，显示温度结果的电压相对于温度的图形；
图1c是为有关常见技术中一种基本温度感测器电路；
图2a是为本发明第一实施例的电阻电压和参考电压交点的电压相对于温度的图形；
图2b是为温度测量结果的电压相对于温度的图形；
图2c是为本发明第一实施例的温度感测器电路；
图3是为描述图2c的电路控制的状态图表；
图4a是为本发明第二实施例的电路；
图4b是为本发明第二实施例的汇总表；
图5是为描述图4的电路控制的状态图表；以及
图6是为本发明第一和第二实施例的电阻电压和两个不同参考电压交点的电压相对于温度的图形。
具体实施方式
本发明的第一实施例是显示于图2c，该图中的电路具有三个PMOS装置P1、P2和P3，P型金属氧化物半导体，它们是用来执行类似于图1c电路的一个电流镜功能；也就是，除了插入在图2c中标示为210的电路外，图2c的电路是类似于图1c的电路；新的电路210以系数N来增强了它的输入，它就是Vbe2。而N-1值是为电阻器230对电阻器240的比率，例如，如果我们需要用5来乘以Vbe2，N-1＝5-1＝4；因此，可决定出R4和R5的数值，并产生一比率R4/R5＝4/1；如果R5＝1000欧姆，那么R4＝4000欧姆，在图2c中，该放大器220具有正输入端Vbe2以及作为负向输入的回馈输入，通过负输入端，该放大器220的输出是Vbe2 x N，Vbe2乘以N，此产生了图2a中的VREF曲线，其比图1a的VREF曲线斜率更加陡峭，在图2a中，VREF等于Vbe2 x N，如果在图2a中需要一个陡峭的VREF曲线，那么就可以选择一个较大的N，这将产生一个R4和R5电阻值的不同选择。
增加参考电压VREF的斜率将导致更加精确，更加清楚界定的温度测量，也就是在图2c中，陡峭的斜率让2c图的电路较不受处理电阻器的数值变化的影响。
图2a显示电压相对于温度的图形，图2a描述的是在图2c电路上四个节点的电压相对于温度的图形，如图2a所示，VR1’直线和Vbe2 x N曲线的交点出现于T1的温度上，VR1’是图2c上电阻R1’上端节点的电压，Vbe2是跨越电晶体Q2的电压，电晶体Q2的大小是大于电晶体Q1，并以系数M:1来表示，其中M＞1，这让Q2的电阻小于Q1的电阻，并提供了一透过电阻器Rbe来达到一可控制的电压下降，电阻Rbe可改变来调节期望的Vbe2参考电压，电压Vbe2 x N是为参考电压，在图2c上的VREF＝Vbe2xN。VR2’是为图2c上电阻器R2’的上端节点的电压。
图2c显示Vbe2xN和VR1’作为比较器A1的输入，图2c显示Vbe2 x N和VR2’作为比较器A2的输入，图2c显示Vbe2 x N和VR3’作为比较器A3的输入，VR3’是图2c上电阻器R3’上端节点上的电压。
参阅图2c，电压VR1’、VR2’和VR3’的温度依附衍生如下：
Iq1＝Iq2＝Ir＝I为确保以上电流相等，需要以下设备尺寸。
(W/L)P1＝(W/L)P2＝(W/L)P3
其中，W/L是场效应电晶体宽度和长度的比例，而P1、P2和P3是为显示在图2c上的场效应电晶体。
Vbe1＝I*Rbe+Vbe2
I＝(Vbe1-Vbe2)/Rbe＝[(k*T/q)*ln(l/ls1)-(k*T/q)*ln(I/Is2)]/Rbe
I＝[(k*T/q)*ln(Is2/Is1)]/Rbe＝[(k*T/q)*ln(M)]/Rbe
VR1’＝I*(R1’+R2’+R3’)＝[(k*T/q)*ln(M)]*(R1’+R2’+R3’)/Rbe
VR2’＝I*(R2’+R3’)＝[(k*T/q)*ln(M)]*(R2’+R3’)/Rbe
VR3’＝I*(R3’)＝[(k*T/q)*ln(M)]*(R3’)/Rbe
在图2a中，如果VR1’大于Vbe2xN，则VT1将为非零；一个非零的VT1表示，图2c的电路是检测到一超过如图2b所示的T1的温度范围。
在图2a中，如果VR2’大于Vbe2xN，则VT2将为非零；一个非零的VT2表示，图2c的电路是检测到一超过如图2b所示的T2的温度范围。
在图2a中，如果VR3’大于Vbe2xN，则VT3将为非零；一个非零的VT3表示，图2c的电路是检测到一超过如图2b所示的T3的温度范围。
图3显示在图2c中电路操作的状态图表示法；状态图是表示出四个温度状态S0、S1、S2、S3或者等效的三个温度T1、T2、T3的情况被测量到，在状态图S0、S1、S2、S3中状态的数目是等于K+1，其中，K＝被测量的温度数位，不同状态表示出不同的温度视窗，基于不同状态S0、S1、S2、S3的决定，揭示的温度感测器能检测到不同的温度视窗，基于VT1，VT2或VT3的转换决定，揭示的温度感测器能检测一精确的温度，在图3中，状态S0即代表初始温度状态，它是假定，温度值的增加是从初始温度状态S0至S1至S2至S3，而电压图310是显示出，由状态S0至S1至S2至S3的进展，在S0时期时，VT1、VT2和VT3皆为低电位，在S1时期时，VT1则为高电位，而在S2时期时VT1和VT2皆为高电位，而在S3时期VT1、VT2和VT3都为高电位，在图3中，表格310是显示出，图2C的比较器A1在S0状态时为ON，比较器A1和A2在S1状态时期亦为ON，比较器A2和A3在S2状态时亦为ON，比较器A3在S3状态时亦为ON，以上信息告诉我们，在任何时点上，最多只有两个比较器为ON，这个仅仅两个比较器为ON的事实将于图4中作进一步说明。
在图4，从S0状态到S1状态的转变是由VT1从低电位转变到高电位所产生的，从图2b让我们回想起，当积体电路晶片的温度从低于T1上升至高于T1时，VT1讯号将从低电位转变到高电位，当VR1’大于或等于图2a中VREF时，即可检测出此状况，此不等性可由图2c电路的比较器A1中检测出，比较器作用方式如下：如果VR1’小于VREF，那么VT1为低电位，如果VR1’大于或等于VREF，那么VT1为高电位。
在图3，从S1状态到S2状态的转变是由VT2从低电位转变到高电位所触发的，从图2b让我们回想起，当积体电路晶片的温度从低于T2上升至高于T2时，VT2讯号将从低电位转变到高电位，当VR2’大于或等于图2a中VREF时，即可检测出此状况，此不等性可由图2c电路的比较器A2中检测出。
在图3，从S2状态到S3状态的转变是由VT3从低电位转变到高电位所触发的，从图2b让我们回想起，当积体电路晶片的温度从低于T3上升至高于T3时，VT3讯号将从低电位转变到高电位，当VR3’大于或等于图2a中VREF时，即可检测出此状况，此不等性可由图2c电路的比较器A3中检测出。
在图3，从S3状态到S2状态的转变是由VT3从高电位转变到低电位所触发的，从图2b让我们回想起，当积体电路晶片的温度从高于T3下降至低于T3时，VT3讯号将从高电位转变到低电位，当VR3’小于图2a中VREF时，即可检测出此状况，此不等性可由图2c电路的比较器A3中检测出。
在图3，从S2状态到S1状态的转变是由VT2从高电位转变到低电位所触发的，从图2b让我们回想起，当积体电路晶片的温度从高于T2下降至低于T2时，VT2讯号将从高电位转变到低电位，当VR2’小于图2a中VREF时，即可检测出此状况，此不等性可由图2c电路的比较器A2中检测出。
在图3，从S1状态到S0状态的转变是由VT1从高电位转变到低电位所触发的，从图2b让我们回想起，当积体电路晶片的温度低于T1时，VT1讯号将从高电平转变到低电位，当VR1’小于图2a中VREF时，即可检测出此状况，此不等性可由图2c电路的比较器A1中检测出。
图4a是显示本发明的第二实施例，该图4a电路类似于图2c电路，它由两个比较器A1’451和A2’452组成，而不是如图2c所示的三个比较器A1、A2和A3组成，图4a电路有两个增加的电路组481、482，电路组481和482有三个互补的金属氧化物半导体通闸，每个由平行的N型通道金属氧化物半导体和P型通道金属氧化物半导体的场效应电晶体传输电栅来完成，类似的，这些闸极的控制讯号彼此互补，在电路组481和482的传输电栅的汲极是共同连接至标示为VR1″和VR2″的节点上，其分别传送至在A1’和A2’电压比较器451和452的正输入端；于图4a中的通闸的源极是连接至电压VR1’、VR2’和VR3’。
另外，图4a电路有两个增加的电路组461，462，电路组461和462有三个互补的金属氧化物半导体通闸，每个由平行的N型通道金属氧化物半导体和P型通道金属氧化物半导体的场效应电晶体传输电栅来完成，类似的，这些闸极的控制讯号彼此互补，电路组461和462的传输电栅的汲极是共同连接至标示为VT1’″和VT2’″的节点上，其分别来自A1’和A2’电压比较器451和452的输出端，于图4a中的通闸的源极是连接至电压VT1’、VT2’和VT3’。
增设的电路组481、482是用于控制选择性回馈电压VR1’、VR2’和VR3’，电路组481、482是连接到比较器A1’和A2’输入端，这些输入端必需于不同的状态S0、S1、S2和S3期间有效，图4b中表格471阐明了从图2c哪个比较器被比较器A1’和A2’所代替，例如在S1状态期间，比较器A1’取代了比较器A1，以及比较器A2’代替比较器A2，在图4b中表格471，在S2状态期间，比较器A1’取代了比较器A2，以及比较器A2’代替比较器A3。
图4b显示，表格475说明了在电路组461和462上通栅的栅节点上的控制讯号状态，表格475上的SS0、SS1、SS2和SS3所显示的电位必需能够产生图4b，表格475上所显示的通栅的源极节点上所形成的讯号。
同样地，图4b的表格472是源自于表格471，表格472显示，在S2状态期间，电压VT1’代表电压VT2，而电压VT2’代表电压VT3，图4b中的VT1、VT2和VT3等同于图2c中VT1、VT2和VT3，图4b的表格473显示，要求的控制讯号启动必需达到显示在表格471和472上的两个比较器的创新使用，表格473的启动导致VR1″和VR2″的选择性布置。
图5显示了描述图4电路操作的状态图510，以上六个独特的状态转换是提供了本发明的温度感测器电路和积体电路的能力，并以藉由状态S0，S1，S2，或S3来识别其所代表的温度。
在图5中，我们发现有四个状态S0、S1、S2和S3来代表3个温度T1、T2和T3，通常是需要n+1个状态来代表n个不同的温度，此外，在图4电路中，每个电路组例如461和462皆有n’个通闸或传输电栅，例如，测量100个不同的温度，就必需设计101个状态，为简化通闸设计以及因为例如图4中463的FET装置的多样性而产生的电容性负载，本设计可能每11个状态需使用到两个比较器，来限制通闸的数量达到每组电路组例如461或462至10个设备。10个不同温度需要11个状态来进行识别。
在图5中，状态S0时，A1’为OFF，而A2’为ON，此导致VT1在为低电位、未锁住，因为A2’决定VT1，此亦导致VT2和VT3为低电位，VT2和VT3需要锁住，因为状态S0时没有驱动器来检测VT2和VT3，在图5中，状态S1时，A1’为ON，而A2’为OFF，这导致VT1处于高电位和VT2’处于低电位、未锁住，因为A1’决定VT1，而A2’决定VT2，VT3需要被锁住，因为在状态S1时没有驱动器来检测的VT3，在图5中，状态S2时，A1’、A2’皆为ON，此导致VT2处于高电平和VT3处于低电位、未锁住，因为A1’决定VT2，而A2’决定VT3，VT1需要被锁住，因为在状态S2没有驱动器检测VT1，在图5中，状态S3时，A1’为ON，A2’为OFF，此导致VT3处于高电位、未锁住，因为A1’决定VT3，这也导致VT1和VT2处于高电位，VT1和VT2需要被锁住，因为在状态S3没有驱动器来检测VT1和VT2。
这些VT1、VT2和VT3的代表值在任何时候能够用来评估并决定电路处在哪个状态，例如在S1状态，VT1的驱动器为A1’，而VT2的驱动器是A2’，VT3则应为被锁住为低电位，因为在S1状态VT3没有驱动器，当A1’检测到VT1在S1状态时从电位转变到低电位，状态将从S1变成S0，然后VT1’驱动器将从A1’变化为A2’，并且A1’将关闭，以及VT2和VT3的值被锁住为低电位，因为在S0状态没有VT2和VT3的驱动器，当A2’检测到VT2在S1状态从低电位转变到高电位时，状态则将从S1变化为S2，VT2’驱动器将从A2’变化为A1’，VT3不再被锁住，A2’将是VT3的驱动器以及VT1被锁住为高电位，因为在S2状态没有VT1的驱动器，在图5，520的波形和530的表格显示VT1、VT2和VT3在S0、S1、S2和S3状态中的转变，表格540总结了在不同状态中，A1’和A2’的状况，例如在S0状态时，VT1的驱动器是A2’，在S1状态时，VT1的驱动器是A1’，而VT2的驱动器是A2’，在S2状态时，VT2的驱动器是A1’，而VT3的驱动器是A2’，在S3状态时，VT3的驱动器是A1’，而A2’为OFF。
在图5从S0状态转变为S1状态期间，VT1从低电位转为高电位，从S1状态转变为S2状态期间，VT2从低电位上升转为高电位，从S2状态转变为S3状态期间，VT3从低电位上升为高电位，从S3状态转变为S2状态期间，VT3从高电位转为低电位，从S2状态转变为S1状态期间，VT2从高电位转为低电位，从S1状态转变为S0状态期间，VT1从高电位下降为低电位。
图6显示本发明是如何比在图1c上所提出的基本温度感测器更精确，在图6中T1是被没有偏移电压的理想比较器所决定的温度；ΔT是为由实际比较器所决定出来的温度变化，由于没有理想因素从而可能导致偏移电压Vos，既然本发明有一个参考电压等于Vbe x 2，即为两倍于先前技术中的参考电压Vbe。
在图6Vbe x 2的斜率是两倍于Vbe的斜率，陡峭的斜率得让本发明比图1c上提议的基本温度感测器更精确，图6显示温度变化ΔT设计为小于原始ΔT，从图6的以上分析，我们看到，本发明的内容比图1c上提议的基本温度感测器有更小的温度变化，故本发明更为精确，并且较不受非理想因素的影响。
但以上所述的，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的范围。即凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。
Claims (32)
1.一种低功率消耗和小电路面积温度感测器的电路，其特征在于：至少包括：一产生参考电压的电流镜参考电路；一放大该参考电压的参考电压放大器，其中该放大器输出一放大的参考电压；一组电压比较器，其中，该放大参考电压提供了一负极输入至该电压比较器中，以及一电流镜输出电路，可产生多重电压水平，而每一电压水平是为电压比较器的正极输入。
2.如权利要求1所述的低功率消耗和小电路面积温度感测器的电路，其特征在于：其中该电流镜参考电路包括：一第一双极性电晶体，是以二极体的型式与共同接地的一基极和集极连接器相接；一第二双极性电晶体，是以二极体的型式与共同接地的一基极和集极相接，其中，第二双极性电晶体具有M倍于第一双极性电晶体的面积，并且M大于1；一放大器，其负极输入是连接至该第一双极性电晶体的射极，而其正极则连接至一输入电阻器的第一节点，而第二节点则连接至上述两双极性电晶体的第二电晶体的一射极；以及三个PMOS FET，P型金属氧化物半导体场效电晶体，其源极是接至电源供应器，而其闸极则连接至上述放大器的输出，其中共同闸极连接让上述三个PMOS FET具有相同的电流，而上述三个PMOS FET的第一PMOS FET具有一连接至上述第一双极性电晶体发射极的汲极，而上述三个PMOS FET的第二PMOSFET具有一连接至上述输入电阻器的第一节点的汲极，而上述三个PMOS FET的第三PMOS FET亦具有一汲极，其连接至一位于电流镜输出电路分支内的第一输出电阻器的第一节点。
3.如权利要求2所述的低功率消耗和小电路面积温度感测器的电路，其特征在于：其中该参考电压放大器具有一连接至上述输入电阻器的第二节点的正极输入，而该参考电压放大器另具有一连接至一第一参考电压放大器电阻器的第一节点的负极输入，而其第二节点则予以接地，其中该参考电压放大器具有一连接至第二参考电压放大器电阻器的第一节点的输出，而其第二节点则连接至第一参考电压电阻器的第一节点，如果参考电压放大器的放大倍数为N时，该第一参考电压放大器电阻器以1表示，则该第二参考电压放大器电阻器则以N-1表示。
4.如权利要求3所述的低功率消耗和小电路面积温度感测器的电路，其特征在于：其中该组电压比较器包括：一第一电压比较器，其负极输入是为参考电压放大器的输出，其正极输入是从第一输出电阻器的第一节点，其输出得以转换并指出，已侦测到一最低绝对温度；一第二电压比较器，其负极输入是为参考电压放大器的输出，其正极输入是从第二输出电阻器的第一节点，其输出得以转换并指出，已侦测到次低的绝对温度；以及，一第三电压比较器，其负极输入是为参考电压放大器的输出，其正极输入是从第三输出电阻器的第一节点，其输出得以转换并指出，已侦测到一第三低的绝对温度。
5.如权利要求4所述的低功率消耗和小电路面积温度感测器的电路，其特征在于：其中电流镜输出电路是由三个PMOSFET的第三PMOS FET所组成，其汲极连接至第一输出电阻器的第一节点，第二输出电阻器具有一第二节点，其连接至一第三输出电阻器的第一节点，该第三输出电阻器的一第二节点则予以接地。
6.如权利要求5所述的低功率消耗和小电路面积温度感测器的电路，其特征在于：其中于第一输出电阻器的第一节点的电压与一含有温度感应电路的半导体裸晶的最低绝对温度成正比，而于第二输出电阻器的第一节点的电压与一含有温度感应电路的半导体裸晶的次低绝对温度成正比，而于第三输出电阻器的第一节点的电压与一含有温度感应电路的半导体裸晶的第三低绝对温度成正比。
7.一种低功率消耗和小电路面积温度感测器的电路，其特征在于：至少包括：一产生参考电压的电流镜参考电路；一放大该参考电压的参考电压放大器，其中该放大器输出一放大的参考电压；一组电压比较器，该放大参考电压提供了一负极输入至该电压比较器中；一电流镜输出电路，可产生多重电压水平，而每一电压水平是为电压比较器的正极输入；第一群组的三个转换闸极FET，其可有选择性地将不同的输出电压水平连接至该组电压比较器的第一电压比较器的正极输入；以及，第二群组的三个转换闸极FET，其可有选择性地将不同的输出电压水平连接至该组电压比较器的第二电压比较器的正极输入。
8.如权利要求7所述的低功率消耗和小电路面积温度感测器的电路，其特征在于：其中该电流镜参考电路包括：一第一双极性电晶体，是以二极体的型式与共同接地的一基极和集极相接；一第二双极性电晶体，是以二极管的型式与共同接地的一基极和集极相接，该第二双极性电晶体具有M倍于第一双极性电晶体的面积，并且M大于1；一放大器，其负极输入是连接至该第一双极性电晶体的射极，而其正极则连接至一输入电阻器的第一节点，而第二节点则连接至上述两双极性电晶体的第二电晶体的一射极；以及，三个PMOS FET，P型金属氧化物半导体场效电晶体，其源极是连接至电源供应器，而其闸极则连接至上述放大器的输出，其中，共同闸极连接让上述三个PMOSFET具有相同的电流，而上述三个PMOS FET的第一PMOSFET具有一连接至上述第一双极性电晶体发射极的汲极，而上述三个PMOS FET的第二PMOS FET具有一连接至上述输入电阻器的第一节点的漏极，而上述三个PMOS FET的第三PMOS FET亦具有一漏极，其连接至一位于电流镜输出电路分支内的第一输出电阻器的第一节点。
9.如权利要求8所述的低功率消耗和小电路面积温度感测器的电路，其特征在于：其中该参考电压放大器具有一连接至上述输入电阻器的第二节点的正极输入，而该参考电压放大器另具有一连接至一第一参考电压放大器电阻器的第一节点的负极输入，而其第二节点则予以接地，该参考电压放大器具有一连接至第二参考电压放大器电阻器的第一节点的输出，而其第二节点则连接至第一参考电压电阻器的第一节点，参考电压放大器的放大倍数为N，则该第一参考电压放大器电阻器以1来表示，该第二参考电压放大器电阻器则以N-1来表示。
10.如权利要求9所述的低功率消耗和小电路面积温度感测器的电路，其特征在于：其中该组电压比较器包括：一第一电压比较器，其负极输入是为参考电压放大器的输出，其正极输入是从第一群组转换闸极FET，并连接第一输出电阻器的第一节点，或是第二输出电阻器的第一节点，或是第三输出电阻器的第一节点，端视状态控制模式而定，其输出得以闭锁，而其水平和转换是配合状态控制模式来决定一绝对温度水平；以及，一第二电压比较器，其负极输入是为参考电压放大器的输出，其正极输入是从第二群组转换闸极FET，并连接第一输出电阻器的第一节点，或是第二输出电阻器的第一节点，或是第三输出电阻器的第一节点，端视状态控制模式而定，其输出得以闭锁，而其水平和转换是配合状态控制模式来决定一绝对温度水平。
11.如权利要求10所述的低功率消耗和小电路面积温度感测器的电路，其特征在于：其中电流镜输出电路是由三个PMOS FET的第三PMOS FET所组成，其汲极连接至第一输出电阻器的第一节点，该第二输出电阻器具有一第二节点，其连接至一第三输出电阻器的第一节点，该第三输出电阻器的一第二节点则予以接地。
12.如权利要求11所述的低功率消耗和小电路面积温度感测器的电路，其特征在于：其中该第一输出电阻器的第一节点的电压与一含有温度感应电路的半导体裸晶的最低绝对温度成正比，而于第二输出电阻器的第一节点的电压与一含有温度感应电路的半导体裸晶的次低绝对温度成正比，而于第三输出电阻器的第一节点的电压与一含有温度感应电路的半导体裸晶的第三低绝对温度成正比。
13.如权利要求12所述的低功率消耗和小电路面积温度感测器的电路，其特征在于：其中第一群组三个转换闸极FET分别具有漏极，并共同连接该组电压比较器的第一电压比较器的正极输入，该第一群组三个转换闸极FET分别具有源极，每一所述源极各自只连接该第一输出电阻器的第一节点、第二输出电阻器的第一节点以及第三输出电阻器的第一节点，该第一群组三个转换闸极FET分别具有闸极，且连接至来自状态控制模式的控制讯号。
14.如权利要求13所述的低功率消耗和小电路面积温度感测器的电路，其特征在于：其中予以侦测的绝对温度的数量增加得藉由附加该输出电阻器以及一转换闸极FET来达成，并可侦测每一绝对温度。
15.如权利要求14所述的低功率消耗和小电路面积温度感测器的电路，其特征在于：其中状态控制模式的数量等于被侦测的温度数目加1。
16.如权利要求15所述的低功率消耗和小电路面积温度感测器的电路，其特征在于：其中被侦测的温度数目增加超过该转换闸极FET的电路负载限制时，该对电压比较器将被复制。
17.一种低功率消耗和小电路面积温度感测的方法，其特征在于：至少包括下列步骤：使用一电流镜参考电路来产生一参考电压；使用一放大器来放大参考电压；提供一组电压比较器，该放大的参考电压提供了一负极输入至该电压比较器；以及，提供一电流镜输出电路，其可产生多重的电压水平，每一电压水平可作为电压比较器的正极输入。
18.如权利要求17所述的低功率消耗和小电路面积温度感测的方法，其特征在于：其中该电流镜参考电路包括：一第一双极性电晶体，是以二极体的型式与共同接地的一基极和集极相接；一第二双极性电晶体，是以二极体的型式与共同接地的一基极和集极相接，该第二双极性电晶体具有M倍于第一双极性电晶体的面积，并且M大于1；一放大器，其负极输入是连接至该第一双极性电晶体的射极，而其正极则连接至一输入电阻器的第一节点，而第二节点则连接至上述两双极性电晶体的第二电晶体的一射极；以及，三个PMOS FET，P型金属-氧化物半导体场效电晶体，其源极是连接至电源供应器，而其闸极则连接至上述放大器的输出，共同闸极连接让上述三个PMOS FET具有相同的电流，而上述三个PMOS FET的第一PMOS FET具有一连接至上述第一双极性电晶体发射极的汲极，而上述三个PMOS FET的第二PMOS FET具有一连接至上述输入电阻器的第一节点的汲极，而上述三个PMOS FET的第三PMOS FET亦具有一汲极，其连接至一位于电流镜输出电路分支内的第一输出电阻器的第一节点。
19.如权利要求18所述的低功率消耗和小电路面积温度感测的方法，其特征在于：其中该参考电压放大器具有一连接至上述输入电阻器的第二节点的正极输入，而该参考电压放大器另具有一连接至一第一参考电压放大器电阻器的第一节点的负极输入，而其第二节点则予以接地，该参考电压放大器具有一连接至第二参考压放大器电阻器的第一节点的输出，而其第二节点则连接至第一参考电压电阻器的第一节点，该参考电压放大器的放大倍数为N时，该第一参考电压放大器电阻器以1表示，则该第二参考电压放大器电阻器则以N-1来表示。
20.如权利要求19所述的低功率消耗和小电路面积温度感测的方法，其特征在于：其中该组电压比较器包括：一第一电压比较器，其负极输入是为参考电压放大器的输出，其正极输入是从第一输出电阻器的第一节点，其输出得以转换并指出，已侦测到一最低绝对温度；一第二电压比较器，其负极输入是为参考电压放大器的输出，其正极输入是从第二输出电阻器的第一节点，其输出得以转换并指出，已侦测到次低的绝对温度；以及，一第三电压比较器，其负极输入是为参考电压放大器的输出，其正极输入是从第三输出电阻器的第一节点，其输出得以转换并指出，已侦测到一第三低的绝对温度。
21.如权利要求20所述的低功率消耗和小电路面积温度感测的方法，其特征在于：其中电流镜输出电路是由三个PMOSFET的第三PMOS FET所组成，其漏极连接至第一输出电阻器的第一节点，该第二输出电阻器具有一第二节点，其连接至一第三输出电阻器的第一节点，该第三输出电阻器的一第二节点则予以接地。
22.如权利要求21所述的低功率消耗和小电路面积温度感测的方法，其特征在于：其中于第一输出电阻器的第一节点的电压与一含有温度感应电路的半导体裸晶的最低绝对温度成正比，而于第二输出电阻器的第一节点的电压与一含有温度感应电路的半导体裸晶的次低绝对温度成正比，而于第三输出电阻器的第一节点的电压与一含有温度感应电路的半导体裸晶的第三低绝对温度成正比。
23.一种低功率消耗和小电路面积温度感测的方法，其特征在于：至少包括下列步骤：使用一电流镜参考电路来产生一参考电压；使用一放大器来放大参考电压；提供一对电压比较器，该放大的参考电压提供了一负极输入至该电压比较器；提供一电流镜输出电路，其可产生多重的电压水平，每一电压水平可作为电压比较器的正极输入；提供第一群组的三个转换闸极FET，其可选择性地将不同的输出电压水平连接至一该对电压比较器的第一电压比较器的正极输入；以及，提供第二群组的三个转换闸极FET，其可选择性地将不同的输出电压水平连接至一该对电压比较器的第二电压比较器的正极输入。
24.如权利要求23所述的低功率消耗和小电路面积温度感测的方法，其特征在于：其中该电流镜参考电路包括：一第一双极性电晶体，是以二极体的型式与共同接地的一基极和集极相接；一第二双极性电晶体，是以二极体的型式与共同接地的一基极和集极相接，该第二双极性电晶体具有M倍于第一双极性电晶体的面积，并且M大于1；一放大器，其负极输入是连接至该第一双极性电晶体的射极，而其正极则连接至一输入电阻器的第一节点，而第二节点则连接至上述两双极性电晶体的第二电晶体的一射极；以及，三个PMOS FET，P型金属-氧化物半导体场效电晶体，其源极是连接至电源供应器，而其闸极则连接至上述放大器的输出，共同闸极连接让上述三个PMOS FET具有相同的电流，而上述三个PMOS FET的第一PMOS FET具有一连接至上述第一双极性电晶体发射极的汲极，而上述三个PMOS FET的第二PMOS FET具有一连接至上述输入电阻器的第一节点的汲极，而上述三个PMOS FET的第三PMOS FET亦具有一汲极，其连接至一位于电流镜输出电路分支内的第一输出电阻器的第一节点。
25.如权利要求24所述的低功率消耗和小电路面积温度感测的方法，其特征在于：其中该参考电压放大器具有一连接至上述输入电阻器的第二节点的正极输入，而该参考电压放大器另具有一连接至一第一参考电压放大器电阻器的第一节点的负极输入，而其第二节点则予以接地，该参考电压放大器具有一连接至第二参考电压放大器电阻器的第一节点的输出，而其第二节点则连接至第一参考电压电阻器的第一节点，该参考电压放大器的放大倍数为N时，该第一参考电压放大器电阻器以1表示，则该第二参考电压放大器电阻器则以N-1来表示。
26.如权利要求25所述的低功率消耗和小电路面积温度感测的方法，其特征在于：其中该对电压比较器包括：一第一电压比较器，其负极输入是为参考电压放大器的输出，其正极输入是从第一群组转换闸极FET，且连接第一输出电阻器的第一节点，或是第二输出电阻器的第一节点，或是第三输出电阻器的第一节点，端视状态控制模式而定，其输出得以闭锁，而其水平和转换是配合状态控制模式来决定一绝对温度水平；以及，一第二电压比较器，其负极输入是为参考电压放大器的输出，其正极输入是从第二群组转换闸极FET，且连接第一输出电阻器的第一节点，或是第二输出电阻器的第一节点，或是第三输出电阻器的第一节点，端视状态控制模式而定，其输出得以闭锁，而其水平和转换是配合状态控制模式来决定一绝对温度水平。
27.如权利要求26所述的低功率消耗和小电路面积温度感测的方法，其特征在于：其中电流镜输出电路是由三个PMOSFET的第三PMOS FET所组成，其漏极连接至第一输出电阻器的第一节点，该第二输出电阻器具有一第二节点，其连接至一第三输出电阻器的第一节点，该第三输出电阻器的一第二节点则予以接地。
28.如权利要求27所述的低功率消耗和小电路面积温度感测的方法，其特征在于：其中于第一输出电阻器的第一节点的电压与一含有温度感应电路的半导体裸晶的最低绝对温度成正比，而于第二输出电阻器的第一节点的电压与一含有温度感应电路的半导体裸晶的次低绝对温度成正比，而于第三输出电阻器的第一节点的电压与一含有温度感应电路的半导体裸晶的第三低绝对温度成正比。
29.如权利要求28所述的低功率消耗和小电路面积温度感测的方法，其特征在于：其中第一群组三个转换闸极FET分别具有漏极，并共同连接该对电压比较器的第一电压比较器的正极输入，该第一群组三个转换闸极FET分别具有源极，每一所述的源极各自只连接该第一输出电阻器的第一节点、第二输出电阻器的第一节点以及第三输出电阻器的第一节点，该第一群组三个转换闸极FET分别具有闸极，且连接至来自状态控制模式的控制讯号。
30.如权利要求29所述的低功率消耗和小电路面积温度感测的方法，其特征在于：其中予以侦测的绝对温度的数量增加得藉由附加该输出电阻器以及一转换闸极FET来达成，并可侦测每一绝对温度。
31.如权利要求30所述的低功率消耗和小电路面积温度感测的方法，其特征在于：其中状态控制模式的数量等于被侦测的温度数目加1。
32.如权利要求31所述的低功率消耗和小电路面积温度感测的方法，其特征在于：其中当被侦测的温度数目增加超过该转换闸极FET的电路负载限制时，该对电压比较器将被复制。
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