CN101582687A - 温度补偿电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种温度补偿电路，包含一感测电路、一电阻器串行以及一开关。当集成电路的温度上升到一定程度时，感测电路会送出一个控制信号使开关短路，进而使得该电阻器串行的总电阻值降低，以达到温度补偿效果。
Description
技术领域
本发明关于半导体装置，特别是关于一种应用于一集成电路(integrated circuit，IC)内的温度补偿电路。
背景技术
一般而言，集成电路的内建电阻器(internal resistor)会因为使用过程中本身温度的升高，发生电阻值的温漂效应，而使得本身电阻值产生改变，同时，温度升高愈多，电阻值的变化愈大。
以RC震荡器(RC oscillator)IC为例，当IC温度上升时，每一段内建电阻器的电阻值会变大(假设电阻器是正温度系数)，进而使得流经的偏压电流变小、偏压电压降低，RC震荡器的输出频率就会变慢，甚至严重影响产品性能。为解决上述问题，因此提出本发明。
发明内容
有鉴于上述问题，本发明的目的的一是提供一种温度补偿电路，用以自动检测IC内部的温度，当电阻值的温漂效应变化到一预设程度时，会产生一控制信号来将内建电阻的一部份短路，以降低温漂效应所带来的负面影响。
为达成上述目的，本发明温度补偿电路，内建于一集成电路中，包含：一感测电路、一电阻器串行以及一开关。该感测电路用以感测该集成电路的温度变化，以产生一控制信号，包含：一第一电阻器与一第二电阻器，皆属于一第一类型电阻器且具有相同的电阻值，该第一电阻器的一端与该第二电阻器的一端分别耦接至一第一工作电压；一第三电阻器，其一端与该第一电阻器的另一端于一第一连接点相连接；一第四电阻器，其一端与该第二电阻器的另一端于一第二连接点相连接，其中，该第四电阻器与该第三电阻器皆属于一第二类型电阻器，同时，该第四电阻器的电阻值实质上不等于该第三电阻器的电阻值；一第一电流源，耦接于该第三电阻器与一第二工作电压之间；一第二电流源，耦接于该第四电阻器与该第二工作电压之间，其中该第二电流源的电流量实质上不等于该第一电流源的电流量；以及，一比较器，根据该第一连接点与该第二连接点的电压差，产生该控制信号。该电阻器串行的一端耦接至该第一工作电压或该第二工作电压，该电阻器串行包含至少二个以上彼此串联的电阻器，且该至少二个串联的电阻器皆属于该第二类型电阻器。该开关依据该控制信号开闭，该开关与该电阻器串行中的至少一电阻器形成一并联结构。
附图说明
图1为本发明温度补偿电路的第一实施例的架构示意图。
图2显示比较器的电压转移特性曲线。
图3显示将本发明第二实施例应用于RC震荡器的示意图。
【主要元件符号说明】
100、300温度补偿电路
110、310感测电路
111比较器
S1～S4开关
R1～R9电阻器
320环形震荡器
312、321、322、323反相器
N0、N1、N2、N3 NMOS晶体管
IC1、IC2、If定电流源
具体实施方式
图1为本发明温度补偿电路的第一实施例的架构示意图。请参考图1，本发明温度补偿电路100内建于一集成电路(图未示)之中，包含：一感测电路110、一开关S1以及一电阻器串行的R5、R6、R7。
感测电路110位于工作电压VDD与工作电压GND之间，用以感测该集成电路本身温度变化，以产生一控制信号X。开关S1，接收该控制信号X，并依据该控制信号的电平来开启或关闭。而电阻器串行的R5～R7亦位于工作电压VDD与工作电压GND之间，开关S1与电阻器R7形成一并联结构。
感测电路110包含四个电阻器R1、R2、R3、R4、二个定电流源IC1、IC2以及一比较器111。定电流源IC1、IC2的电流量实质上不相等，而电阻器R1、R2具有相同的电阻值并属于同一类型电阻器(假设为N井电阻器)，且分别耦接至工作电压VDD。电阻器R3的一端耦接至电阻器R1，另一端耦接至定电流源IC1。电阻器R4电阻器耦接至电阻器R2，另一端耦接至定电流源IC2。R3、R4同属于一种不同于R1、R2的电阻器(假设为P+扩散电阻器)，且电阻器R4的电阻值略大于电阻器R3的电阻值，也就是电阻值R4＝R3+ΔR，ΔR＜＜R3。根据本发明，电阻器R1、R2与电阻器R3、R4必须分属二种不同类型的电阻器，电气特性才不会相互影响；同时，电阻器R3、R4与电阻器串行的R5、R6、R7必须属于相同的类型(即P+扩散电阻器)，如此一来，当温度变化时，电阻器R3～R7会呈现相同的变化趋势，电阻器R3、R4才具有指标作用。需注意的是，温度补偿电路100内的所有电阻器R1～R7的电阻值必需对温度变化有一致的趋势，例如：温度增加时，电阻器R1～R7的电阻值必需都呈现增加的趋势，而这样的电阻器就是所谓的正温度系数电阻器；而温度减少时，电阻器R1～R7的电阻值必需都呈现减少的趋势，而这样的电阻器就是所谓的负温度系数电阻器。在一实施例中，电阻器R1、R2与电阻器R3～R7分属二种不同正温度系数电阻器。在另一实施例中，电阻器R1、R2与电阻器R3～R7分属二种不同负温度系数电阻器。
以下假设电阻器R1～R7为正温度系数作说明。
比较器111的正输入端耦接至电阻器R2与电阻器R4的连接点A，负输入端耦接至电阻器R1与电阻器R3的连接点B。比较器111根据正输入端与该负输入端的电压差(VA-VB)，以产生一控制信号X，而比较器111的电压转移特性曲线如图2所示。当(VA-VB)高于某一个电压值VH时，比较器111产生的输出电压VX(或控制信号X的电压电平)等于1，否则VX为0。在常温时，VA的电压会比VB稍高些，但此时(VA-VB)仍然小于VH，于是比较器111的输出VX为0，对开关S1的开闭并无任何影响(假设VX＝1时，开关S1会关闭(on)；VX＝0时，开关S1会开启(off))。当温度升高时，(VA-VB)的电压差值会愈来愈大，一旦(VA-VB)的值超过VH之后，将使得比较器111的输出电压VX由0变成1，进而使得开关S1被关闭(on)，其效果相当于将电阻器R7短路。这将使得电阻器串行的R5～R7的总电阻值降低，进而达到温度补偿的效果。
值得注意的是，在本实施例中的开关S1，可以利用一NMOS晶体管、一PMOS晶体管或一传输栅(transmission gate)来作替换。在另一实施例中，若电阻器R3的电阻值略大于电阻器R4的电阻值，也就是电阻值R3＝R4+ΔR，ΔR＜＜R3，则比较器111的负输入端耦接至电阻器R2与电阻器R4的连接点A，正输入端耦接至电阻器R1与电阻器R3的连接点B，之后，比较器111也会产生如图2的电压转移特性曲线。另外，适用于本发明的电阻器，可利用传统CMOS制程来实现的电阻器，有以下四个类型：多晶硅电阻器(polysilicon resistor)、P+扩散电阻器(diffused resistor)、N+扩散电阻器以及N井电阻器(N-well resistor)。
请注意，以下本发明是以应用至一RC震荡器IC作为范例说明，唯本发明的温度补偿电路亦可应用于其它须要调整电阻值的集成电路上。
一般而言，传统RC震荡器IC从硅片厂出来时通常都会经过一道修剪(trim)电阻的程序，以将该IC内建电阻的电阻值调整到一个预期值，例如：图3中的开关S2用以根据控制信号C1来修剪电阻器R5、R6；开关S3用以根据控制信号C2来修剪电阻器R7；开关S4用以根据控制信号C3来修剪电阻器R8；若修剪程序完成后，开关S2、S3、S4都是开启(off)状态，表示电阻器R5、R6、R7、R8未被修剪，如图3所示。然而，当IC封装好之后，IC的内建电阻器R5～R8的电阻值就固定了。之后，若使用时IC温度发生改变而造成内建电阻器R5～R9的电阻值改变时，IC内部就没用任何机制可以校正电阻值了。此时，若将本发明的温度补偿电路应用于该RC震荡器IC中，将可解决上述IC温度变化造成内建电阻值变化的问题。
图3显示将本发明第二实施例应用于RC震荡器的示意图。请参考图3，RC震荡器300内建于一集成电路(图未示)的中，包含：一感测电路310、一PMOS晶体管P5、一反相器312、一电阻器串行的R5～R9、一NMOS晶体管N3以及一个环形震荡器320。
在温度补偿电路部份，与第一实施例不同的是，在本实施例中，电阻器串行的R5～R9共包含五个电阻器，而开关S1系利用PMOS晶体管P5来实施，并与电阻器R5形成一并联结构。同时，在比较器111与PMOS晶体管P5之间还设置一反相器312，以达到PMOS晶体管P5可以在常温时开启(off)、且在高温时关闭(on)的目的。另外，在本实施例中利用三个NMOS晶体管N0、N1、N2形成的电流镜(current mirror)结构，晶体管N0接收参考电流If产生一偏压VG，晶体管N1、N2再分别接收同一偏压VG而达到电流
的功效。
一般而言，环形震荡器是由奇数个相互串联的反相器所组成，而在本实施例中的环形震荡器320仅以三个相互串联的反相器321、322、323的例子作说明，上述三个反相器并回授成一环状电路。NMOS晶体管N3在此当作一电流镜，将流经电阻器串行的R5～R9的电流转换成一个可控制环形震荡器320的电压VK，使环形震荡器320震荡出相对应电压VK的频率信号J。
请同时参考图2与图3，当IC温度升高时，电阻器串行的R5～R9的电阻值会逐渐变大，进而使得偏压电流IB变小、偏压电压VK降低，震荡器300的输出频率FJ就会逐渐变慢。同时，(VA-VB)的电压差值会愈来愈大，一旦(VA-VB)的值超过VH之后，将使得比较器111的输出电压VX(或控制信号X的电压电平)由0变成1以及反相器312的输出电压VY(或信号Y的电压电平)由1变成0，进而使得PMOS晶体管P5被关闭(on)，其效果相当于将电阻器R5短路。这将使得电阻器串行的R5～R9的总电阻值降低，并造成偏压电流IB与偏压电压VK增加，使震荡器300的输出频率FJ得以回升，进而达到温度补偿的效果。
请注意，本实施例中的PMOS晶体管P5亦可利用一传输栅来作替换。
在较佳实施例的详细说明中所提出的具体实施例仅用以方便说明本发明的技术内容，而非将本发明狭义地限制于上述实施例，在不超出本发明的精神及以下申请专利范围的情况，所做的种种变化实施，皆属于本发明的范围。
Claims (25)
1.一种温度补偿电路，内建于一集成电路中，其特征在于，包含：一感测电路，用以感测该集成电路的温度变化，以产生一控制信号，该感测电路包含：
一第一电阻器与一第二电阻器，皆属于一第一类型电阻器且具有相同的电阻值，该第一电阻器的一端与该第二电阻器的一端分别耦接至一第一工作电压；
一第三电阻器，其一端与该第一电阻器的另一端于一第一连接点相连接；
一第四电阻器，其一端与该第二电阻器的另一端于一第二连接点相连接，其中，该第四电阻器与该第三电阻器皆属于一第二类型电阻器，同时，该第四电阻器的电阻值实质上不等于该第三电阻器的电阻值；
一第一电流源，耦接于该第三电阻器的另一端与一第二工作电压之间；
一第二电流源，耦接于该第四电阻器的另一端与该第二工作电压之间，其中该第二电流源的电流量实质上不等于该第一电流源的电流量；以及
一比较器，根据该第一连接点与该第二连接点的电压差，产生该控制信号；
一电阻器串行，该电阻器串行包含至少二个以上彼此串联的电阻器，且该至少二个串联的电阻器皆属于该第二类型电阻器；以及
一开关，电性连接该比较器，依据该控制信号开闭，该开关与该电阻器串行中的至少一电阻器形成一并联结构。
2.如权利要求1所记载的温度补偿电路，其特征在于，该温度感测电路还包含：
一反相器，耦接于该比较器与该开关之间，用以将该控制信号反相。
3.如权利要求2所记载的温度补偿电路，其特征在于，该开关为一PMOS晶体管，其栅极耦接至该反相器，源极耦接至该第一工作电压，且该第一工作电压高于该第二工作电压。
4.如权利要求2所记载的温度补偿电路，其特征在于，该开关为一传输栅。
5.如权利要求1所记载的温度补偿电路，其特征在于，该开关为一NMOS晶体管，其栅极接收该控制信号，源极耦接至该第二工作电压，且该第一工作电压高于该第二工作电压。
6.如权利要求1所记载的温度补偿电路，其特征在于，该开关为一传输栅。
7.如权利要求1所记载的温度补偿电路，其特征在于，该第一类型电阻器以及该第二类型电阻器分别为一多晶硅电阻器(ploysilicon resistor)、一P+扩散电阻器(diffused resistor)、一N+扩散电阻器以及一N井电阻器(N-well resistor)其中之一，且该第一类型电阻器以及该第二类型电阻器分属二种不同类型。
8.如权利要求1所记载的温度补偿电路，其特征在于，该第一电流源是利用一第一晶体管实施，该第二电流源是利用一第二晶体管实施，该第一晶体管的栅极与该第二晶体管的栅极之间短路并接收同一偏压。
9.如权利要求8所记载的温度补偿电路，其特征在于，还包含一第三晶体管，接收一参考电流以产生该偏压，并与该第一晶体管及该第二晶体管形成一电流镜架构。
10.如权利要求1所记载的温度补偿电路，其特征在于，该第一类型电阻器以及该第二类型电阻器皆属于正温度系数电阻器。
11.如权利要求10所记载的温度补偿电路，其特征在于，该第一类型电阻器以及该第二类型电阻器分属于二种不同正温度系数的电阻器。
12.如权利要求1所记载的温度补偿电路，其特征在于，该第一类型电阻器以及该第二类型电阻器皆属于负温度系数电阻器。
13.如权利要求12所记载的温度补偿电路，其特征在于，该第一类型电阻器以及该第二类型电阻器分属于二种不同负温度系数的电阻器。
14.如权利要求1所记载的温度补偿电路，其特征在于，该比较器具有一正输入端与一负输入端，以接收该第一连接点与该第二连接点的电压。
15.如权利要求14所记载的温度补偿电路，其特征在于，当该第四电阻器的电阻值实质上大于该第三电阻器的电阻值时，该正输入端耦接至该第二连接点，该负输入端耦接至该第一连接点。
16.如权利要求14所记载的温度补偿电路，其特征在于，当该第四电阻器的电阻值实质上小于该第三电阻器的电阻值时，该负输入端耦接至该第二连接点，该正输入端耦接至该第一连接点。
17.如权利要求1所记载的温度补偿电路，其特征在于，该第一工作电压高于该第二工作电压。
18.如权利要求1所记载的温度补偿电路，其特征在于，该第一工作电压低于该第二工作电压。
19.一种温度补偿电路，其特征在于，内建于一集成电路中，该集成电路具有一第工作电压以及一第二工作电压，包含：
一感测电路，包括：
一第一参考电路，是以一第一电阻器、一第三电阻器以及一第一电流源依序串联，该参考电路的第一电阻器端与第一电流源端分别耦接该第一工作电压及该第二工作电压；
一第二参考电路，是以一第二电阻器、一第四电阻器以及一第二电流源依序串联，该参考电路的第二电阻器端与第二电流源端分别耦接该第一工作电压及该第二工作电压；以及
一比较器，比较该第一及第三电阻器之间的电压，以及该第二及第四电阻器之间的电压的电压差；
一电阻器串行，该电阻器串行包含至少二个以上彼此串联的电阻器；
其中，该感测电路依该电压差与该电阻器串行中的至少一电阻器形成一电性连接；
其中，该第一电阻器及第二电阻器为同一类型的电阻器，该第三电阻器、第四电阻器以及组成该电阻器串行的电阻器为同一类电阻器。
20.如权利要求19所记载的温度补偿电路，其特征在于，该第一电阻器、该第二电阻器、该第三电阻器、该第四电阻器以及组成该电阻器串行的该这些电阻器皆属于正温度系数电阻器。
21.如权利要求19所记载的温度补偿电路，其特征在于，该第一电阻器、该第二电阻器、该第三电阻器、该第四电阻器以及组成该电阻器串行的该这些电阻器皆属于负温度系数电阻器。
22.如权利要求19所记载的温度补偿电路，其特征在于，还包括一开关，电性连接该比较器，依据该控制信号开闭。
23.如权利要求22所记载的温度补偿电路，其特征在于，该开关与该电阻器串行中的至少一电阻器形成一并联结构。
24.如权利要求19所记载的温度补偿电路，其特征在于，该第三电阻器的电阻值实值上不等于该第四电阻器的电阻值。
25.如权利要求19所记载的温度补偿电路，其特征在于，该第一电流源的电流量实值上不等于该第四电流源的电流量。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101886933A (zh) * | 2010-07-16 | 2010-11-17 | 灿瑞半导体(上海)有限公司 | 带温度补偿的霍尔开关电路 |
| CN102480282A (zh) * | 2010-11-23 | 2012-05-30 | 快捷半导体(苏州)有限公司 | 稳定导通电阻开关电路 |
| CN104518759A (zh) * | 2013-09-30 | 2015-04-15 | 微晶公司 | 温度补偿计时信号发生器 |
| CN105099439A (zh) * | 2014-05-12 | 2015-11-25 | 瑞昱半导体股份有限公司 | 时脉产生电路与方法 |
| CN105351101A (zh) * | 2015-11-01 | 2016-02-24 | 四川泛华航空仪表电器有限公司 | 振荡自补偿点火功率集成模块 |
| CN108288962A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-07-17 | 中国科学院微电子研究所 | 振荡器系统 |
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101886933A (zh) * | 2010-07-16 | 2010-11-17 | 灿瑞半导体(上海)有限公司 | 带温度补偿的霍尔开关电路 |
| CN101886933B (zh) * | 2010-07-16 | 2012-06-06 | 灿瑞半导体(上海)有限公司 | 带温度补偿的霍尔开关电路 |
| CN102480282A (zh) * | 2010-11-23 | 2012-05-30 | 快捷半导体(苏州)有限公司 | 稳定导通电阻开关电路 |
| CN102480282B (zh) * | 2010-11-23 | 2014-10-15 | 快捷半导体(苏州)有限公司 | 稳定导通电阻开关电路 |
| CN104518759A (zh) * | 2013-09-30 | 2015-04-15 | 微晶公司 | 温度补偿计时信号发生器 |
| CN104518759B (zh) * | 2013-09-30 | 2017-04-12 | 微晶公司 | 温度补偿计时信号发生器 |
| CN105099439A (zh) * | 2014-05-12 | 2015-11-25 | 瑞昱半导体股份有限公司 | 时脉产生电路与方法 |
| CN105099439B (zh) * | 2014-05-12 | 2018-05-25 | 瑞昱半导体股份有限公司 | 时脉产生电路与方法 |
| CN105351101A (zh) * | 2015-11-01 | 2016-02-24 | 四川泛华航空仪表电器有限公司 | 振荡自补偿点火功率集成模块 |
| CN108288962A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-07-17 | 中国科学院微电子研究所 | 振荡器系统 |
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