CN104049669A

CN104049669A - 电路装置

Info

Publication number: CN104049669A
Application number: CN201410088990.9A
Authority: CN
Inventors: M.埃贝莱茵
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG; Intel Deutschland GmbH
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2034-03-12
Also published as: DE102014101553A1; CN104049669B; US9240775B2; US20140269834A1; DE102014101553B4

Abstract

一种电路装置可以包括：第一双极晶体管；第二双极晶体管；其中电路装置被配置成提供流动穿过第一双极晶体管的第一电流和流动穿过第二双极晶体管的第二电流；电阻器，连接在第一双极晶体管的第一输入和第二双极晶体管的第一输入之间；第一电路，被配置成提供流动穿过电阻器到第一双极晶体管的第一输入节点的第一电流，以及第二电路，被配置成给第一双极晶体管的第一输入节点提供参考电流，其中第一电流和参考电流具有不同的温度相关性。

Description

电路装置

技术领域

这个公开的各个方面一般地涉及电路装置。

背景技术

用于温度测量的常规方法使用随温度线性增加的电压。这个所谓的PTAT（与绝对温度成比例）电压通常根据用不同的电流密度（例如比率1：N）偏置的PNP双极晶体管的两个基极-发射极电压的差来生成。

实际温度值能够通过把ptat电压（=“dVbe”）与温度独立参考（例如带隙）相比较来提取。在实践中，这通过用模数转换器（ADC）直接测量ptat电压（或多个ptat电压）来实现，模数转换器继而包括（或受控于）这样的参考。

通常，希望具有更高准确度的温度测量。

发明内容

电路装置可以包括：第一双极晶体管；第二双极晶体管；其中电路装置被配置成提供流动穿过第一双极晶体管的第一电流和流动穿过第二双极晶体管的第二电流；电阻器，连接在第一双极晶体管的第一输入和第二双极晶体管的第一输入之间；第一电路，被配置成提供流动穿过电阻器到第一双极晶体管的第一输入节点的第一电流；以及第二电路，被配置成给第一双极晶体管的第一输入节点提供参考电流，其中第一电流和参考电流具有不同的温度相关性。

附图说明

在附图中，遍及不同视图，相似的参考符号通常指代相同的部分。附图不一定按比例，相反地，重点通常放在图示本发明的原理。在后面的描述中，参考后面的附图描述本发明的各个实施例，其中：

图1a-1d示出了适合用于温度测量的基本电路装置；

图1e示出了可以实施电路的系统的框图；

图2到6示出了适合用于温度测量的更详细的电路装置；以及

图7a和7b示出了用于提供温度指示的方法的流程图。

具体实施方式

后面的详细描述参考附图，该附图通过图示的方式示出了在其中可以实践本发明的具体细节和实施例。

词语“示例性”在本文中用于意指“用作示例、实例或图示”。本文中描述为“示例性”的任何实施例或设计不一定解释为相对于其它实施例或设计是优选的或有优势的。

关于形成在侧面或表面“上方”的沉积材料使用的词语“上方”在本文中可以用于意指沉积材料可以“直接”形成在暗示的侧面或表面上（例如与之直接接触）。关于形成在侧面或表面“上方”的沉积材料使用的词语“上方”在本文中可以用于意指沉积材料可以“间接”形成在暗示的侧面或表面上，其中一个或多个附加层布置在暗示的侧面或表面与沉积材料之间。

图1a示出了基本配置中的电路装置，其可以配置成热传感器。电路装置包括配置成提供第一电流的第一电流源1和配置成提供第二电流的第二电流源2，电流源1、2两者都连接到求和节点5。关于求和节点5，第一电流和第二电流可以具有不同的极性。这可以通过把第一电流源1和第二电流2的串联连接连接到电压源来完成。因此，在求和节点5处，第一电流和第二电流的差是可获得的。

第一电流源1可以被配置成根据第一温度相关性提供依赖于温度的第一电流。第二电流源2可以被配置成根据不同于第一温度相关性的第二温度相关性提供依赖于温度的第二电流。因此，在求和节点5处可获得的电流差可以变为依赖于温度。可以进一步提供被配置成控制第二电流源2（例如由第二电流源2提供的电流）的控制电路4。此外第二电流源2可以被配置成进一步依赖于提供给第二电流源2的控制输入的电流控制信号来提供第二电流。应当注意的是，在替代方案中，控制电路4还可以被配置成控制第一电流源1的输入，如图1c和图1d中分别示出的。

电路装置可以进一步包括具有连接到求和节点5的输入的电流比较器3。电流比较器3被配置成感测求和节点5处的电流差并且在其输出提供依赖于第一电流和第二电流之间的差的电流差信号。在变型中，电流差的极性可以被感测并且电流比较器3可以指示第一电流或第二电流中的哪个电流具有更高值。出于这个目的，对于电流比较器3来说提供1比特值可以是足够的。然而，在本公开的各个方面中，电流比较器3可以提供表示电流差的模拟值或具有大于2的范围的数字值。此外，电流比较器3可以具有在其输入处的偏移。在输入处的偏移可以用于补偿第一电流和第二电流的不同电平。电流比较器的输出连接到控制电路4的输入。

控制电路4被配置成在其输出处提供电流控制信号，电流控制信号被供应给第二电流源2以便控制第二电流。电流控制信号可以由控制电路4生成以便由电流比较器3提供的电流差信号采用固定的参考值，该固定的参考值可以是0值。电流比较器3连同控制电路4一起可以形成控制环路，控制环路设置用于第二电流源2的电流控制值以便第一电流和第二电流具有相等值。如果电流差信号匹配参考值，则电流控制信号可以作为温度指示被提供。

图1b示出了图1a中示出的电路装置的变型，其中第二电流源2由可控电阻器2形成，可控电阻器2与正向方向中的双极晶体管6的基极（作为第一输入的一个实施方式）和发射极之间的pn结并联连接。图1b的电流装置的其它部件对应于图1a的相应部件并且如果没有另外说明，如参考图1a的电路装置描述的一样。

晶体管6可以是npn晶体管或pnp晶体管。第二电流由电阻器2跨越晶体管6的基极发射极电压生成。基极发射极电压依赖于温度并且具有负温度系数。由控制电路4提供的电流控制信号可以控制电阻器2的值。因此穿过电阻器2的电流（其还可以被称为第二电流）可以以负温度系数依赖于温度并且依赖于电流控制信号。

第一电流源1可以被配置成以不同于第二电流源2的温度相关性的第一温度相关性提供依赖于温度的第一电流。第一电流的温度系数可以是正的并且第一电流可以是与绝对温度成比例的电流。

第一电流源1和第二电流源2可以串联连接到供应电压。在两个电流源之间的连接处存在求和节点5，在求和节点5处第一电流和第二电流之间的差是可获得的并且求和节点5连接到被配置成产生作为电流差信号的一比特信号的电流比较器3，电流差信号指示出现在求和节点5处的电流差是正的还是负的。这个电流差信号可以馈送给控制电路4，控制电路4被配置成给可控电阻器2提供数字的n比特电流控制信号，可控电阻器2是数字可控的。出于这个目的，电阻器2可以具有针对数字电流控制值的输入。控制电路4可以是被配置成提供电流控制信号以便最小化电流差信号的逻辑电路。出于这个目的，控制电路4在反馈环路中可以使用所有类型的使用数模转换器的已知的模数转换技术。控制电路4可以例如是逐次近似逻辑。由控制电路4产生的电流控制信号可以是温度的指示。

图1e示出了在那里实施了电路装置的系统10。系统10可以是芯片上系统或通常是使用温度指示的任何半导体电路。系统10可以具有系统块16、第一温度传感器11、12、第二温度传感器13、14以及第三温度传感器15。然而，系统10可以仅具有一个温度传感器或任何其它数量的温度传感器。系统块16可以是任何类型的并且可以例如是通信电路并且可以具有数字区段。第一温度传感器11、12可以具有模拟区段11和数字区段12。第二温度传感器13、14也可以具有模拟区段13和数字区段14。第三温度传感器15可以仅具有模拟区段15。第一、第二和第三温度传感器的模拟区段11、13和15可以具有电路装置的第一电流源1和第二电流源2以及电流比较器3。第一和第二温度传感器的数字区段12、14可以具有控制电路4。对于第三温度传感器15，控制电路4可以由系统块16内的元件形成。这些元件可以是专用的数字电路部件或用于执行所要求的功能的程序。三个温度传感器11-15允许感测系统10内的在三个不同地方的温度。不同的温度传感器还可以用于提供指示绝对温度的温度读数和仅指示温度是否超过阈值的二进制温度信息两者。

图2示出了可以配置成热传感器的进一步的电路装置。

电路装置可以包括第一双极npn晶体管Q1和第二双极npn晶体管Q2。双极晶体管Q1和Q2两者的发射极都可以连接到地Gnd。第一双极晶体管Q1的集电极可以经由第一p沟道MOSFET晶体管M1连接到正供应节点Vdd。第二双极晶体管Q2的集电极可以经由第二p沟道MOSFET晶体管M2连接到正供应节点Vdd。第一MOSFET晶体管M1的栅极连接到第二MOSFET晶体管M2的栅极并且连接到第一MOSFET晶体管的漏极，这使得MOSFET晶体管M1和M2两者工作为把第一双极晶体管Q1的集电极电流镜像到第二双极晶体管Q2的电流镜。因此双极晶体管Q1和Q2两者的集电极电流以固定的比率被提供。在进一步方面中，双极晶体管Q1和Q2两者可以被匹配以便具有类似的特性，例如通过用相同的技术制作它们或通过在管芯上把它们放置得非常接近在一起。

第一双极晶体管Q1和第二双极晶体管Q2的基极节点（作为第一输入节点的一个实施方式）可以经由第一电阻器R1连接在一起。第一双极晶体管Q1的基极节点可以经由第二电阻器R2连接到地Gnd。第二双极晶体管Q2的基极节点与第一电阻器R1的第一节点一起经由第三MOSFET晶体管M3连接到正供应节点Vdd，第三MOSFET晶体管M3的栅极连接到第一和第二MOSFET晶体管M1和M2的栅极。第三MOSFET晶体管M3可以延伸到由第一和第二MOSFET晶体管形成的电流镜并且可以依赖于第一双极晶体管Q1的集电极电流提供电流。

第一电阻器R1和第二电阻器R2之间的连接形成求和节点5，在求和节点5处提供穿过第一电阻器R1的电流和穿过第二电阻器R2的电流之间的差。

第一电阻器R1使第一双极晶体管的基极发射极电压和第二双极晶体管的基极发射极电压之间的差降落。双极晶体管Q1和Q2两者的基极发射极电压依赖于它们的温度和它们的电流以及尤其它们的集电极电流密度。因为双极晶体管Q1和Q2两者的集电极电流以及因此基本上发射极电流借助于由第一MOSFET晶体管M1和第二MOSFET晶体管M2形成的电流镜而匹配，第一双极晶体管Q1和第二双极晶体管Q2的基极节点之间的电压依赖于它们集电极电流密度的比率。与双极晶体管Q1和Q2两者的基极节点之间的电压成比例的、穿过第一电阻器R1的电流因此可以变得与电流装置的绝对温度成比例。可以使第一双极晶体管Q1的电流密度低于第二双极晶体管Q2的电流密度，从而使得第一双极晶体管Q1的基极处的电压低于第二双极晶体管Q2的基极处的电压，从而使得穿过第一电阻器R1的电流流动到求和节点5中。双极晶体管Q1和Q2两者的不同的电流密度可以通过以下方式来实现：在具有相同面积的晶体管处使集电极电流不同；或者具有相同的集电极电流并且使晶体管的面积不同；或者通过两者的组合。

第二电阻器R2使第二双极晶体管Q2的基极发射极电压降落，其可以依赖于电流和温度并且展现负温度系数，因此引起第二电流从求和节点5流动穿过第二电阻器R2到地。此外，流动穿过第一电阻器R1到求和节点5中的第一电流和从求和节点5流动到第二电阻器R2中的第二电流之间的电流差可以控制第一双极晶体管Q1，因为其基极连接到求和节点5。电流差可以由第一双极晶体管Q1放大并且经由通过三个MOSFET晶体管M1、M2和M3形成的电流镜镜像到包含第一电阻器R1和第二电阻器R2的电流支路。因此，可以建立具有正反馈的反馈环路。依赖于在求和节点5处第一电流和第二电流的比较结果，系统在两个操作状态之间翻转，因此提供双稳态行为。

在这个电路装置中，生成温度依赖信号（即第一电流）、提供参考（即第二电流）和比较的不同任务全都在反馈环路中被同时完成。

电路可以进一步包括具有连接到第二双极晶体管Q2的集电极的输入的第一放大器A1。第一放大器A1的输出可以被配置成提供电流并且连接到求和节点5。放大器A1可以被配置成依赖于第二双极晶体管Q2的集电极处的电压给求和节点5提供电流。提供给求和节点5的电流可以被添加到流动穿过第一电阻器R1的第一电流。放大器A1说明性地建立了具有负反馈的反馈环路，使得放大器A1试图补偿第一电流和第二电流之间的差。放大器A1的输入可以连接到反相器INV，反相器INV在其输出处产生数字一比特值。反相器INV的输出可以连接到控制电路（未示出），控制电路连接到第二电阻器R2并且可以被配置成控制其值。控制电路可以被配置成借助于电流控制信号适配第二电阻器R2的值，使得第一电流和第二电流之间的差最小化。出于这个目的，控制电路可以观察反相器INV的输出。然后，由控制电路生成的电流控制信号可以作为温度的指示被提供。

图3示出了适合用于温度测量的进一步的电路装置。电路可以像图2中示出的电路一样包括第一双极晶体管Q1和第二双极晶体管Q2、三个MOSFET晶体管M1、M2和M3、以及两个电阻器R1和R2。前面提到的部件的连接和功能如关于图2中示出的电路装置描述的一样。与图2的电路装置不同，图3中示出的电路装置可以包括作为放大器的实施方式的第二放大器A2，第二放大器A2是差分放大器，其可以是具有连接到第一双极晶体管Q1和第二双极晶体管Q2的集电极节点的两个输入的运算放大器。第二放大器A2的输出可以连接到由两个互补MOSFET晶体管（第四MOSFET晶体管M4和第五MOSFET晶体管M5）形成的并且具有连接到求和节点5的输出的缓冲器。MOSFET晶体管M4和M5两者的栅极连接到放大器A2的输出。MOSFET晶体管M4和M5两者的源极连接到一起并且形成连接到求和节点5的输出。第四MOSFET晶体管M4（其是n沟道MOSFET晶体管）的漏极连接到正供应电压Vdd并且第五MOSFET晶体管M5（其是p沟道MOSFET晶体管）的漏极连接到负供应电压或地Gnd。

由第四和第五MOSFET晶体管M4和M5形成的缓冲器把非线性引入到提供给缓冲器的输入的电压和在到求和节点5的其输出处提供的电流的传递曲线中。非线性具有以下效果：由缓冲器提供的给定输出电流摆动和产生所述输出电流摆动所必需的输入电压摆动之间的比率在缓冲器的输入电压范围上不是线性的。缓冲器可以被配置成使得这个比率在电流极性改变极性的点处具有其最小值，即在输出电流的零点周围比针对更高的输出电流值需要更大的输入电压摆动来产生给定的输出电流摆动。在本公开的一个方面中，在缓冲器控制中可以存在电压阈值。这意味着在输出电流的零点周围对应于放大器A2的输出电压OUT的缓冲器的输入电压在它能够在输出电流中引起改变前必须克服这个电压阈值。然后，缓冲器的输入电压表现得与数字信号相像，因为低于阈值电压的所有电压不再发生（因为它们对输出电流没有影响）并且仅高于阈值电压的较高电压值发生。放大器A2的输出信号OUT可以直接地或经由比较器、逻辑门或施密特（Schmitt）触发器被提供给数字输入用于进一步处理。由第四和第五MOSFET晶体管M4和M5形成的缓冲器可以由其它缓冲器电路代替以在放大器A2的输出和在缓冲器的输出处提供的电流之间引入强非线性。

放大器A2的输出电压被提供给控制电路（未示出），控制电路给第二电阻器R2提供电流控制信号。控制电路可以与关于图2描述的一样并且可以例如被配置成依赖于由放大器A2提供的信号OUT以如下的方式控制第二电阻器R2：使得在求和节点5处的电流差最小化。然后，完成这个方式所要求的电流控制信号可以用作温度的指示。

图4示出了本公开的进一步方面。电路装置对应于图3中示出的电路装置，具有以下差别：第一双极晶体管Q1和第二双极晶体管Q2的发射极不直接连接到负供应电压Gnd或地而是经由第三电阻器。这个电路的其余部分与已经参考图3描述的一样。

图5示出了本公开的进一步方面。图5的电路装置对应于图3中示出的电路装置，具有以下差别：由第一和第二MOSFET晶体管M1和M2形成的电流源的部分由第三电阻器R3、第四电阻器R4和第三放大器A3代替，第三放大器A3是差分放大器并且可以是运算放大器。

第三电阻器R3连接在正供应电压Vdd和第一双极晶体管Q1的集电极之间并且因此代替第一MOSFET晶体管M1的漏极源极连接。第四电阻器R4连接在正供应电压Vdd和第二双极晶体管Q2的集电极之间并且因此代替第二MOSFET晶体管M2的漏极源极连接。第三放大器A3具有连接到第一双极晶体管Q1的集电极的正输入和连接到第二双极晶体管Q2的集电极的负输入。第三放大器A3的输出连接到第三MOSFET晶体管M3的栅极，第三MOSFET晶体管M3像图3的电路装置中的第三MOSFET晶体管M3一样连接。第三放大器A3在其差分输入处接收第一和第二双极晶体管Q1和Q2的两个集电极电位之间的电压差。

图5的电路装置的其它部件对应于图3的相应部件并且与参考图3的电路装置描述的一样。

图6示出了本公开的进一步方面。图6的电路装置基本上是图3的电路装置的互补变型。一个差别是双极晶体管Q1和Q2两者都是pnp类型晶体管而不是npn型晶体管以及三个MOSFET晶体管M1、M2和M3是n沟道晶体管而不是p沟道晶体管。电路被对应地适配到其它类型的双极和MOSFET晶体管。另外，第二放大器A2的输出和求和节点5之间的元件是二极管电路而不是图3中示出的MOSFET晶体管缓冲器。二极管电路具有将第二放大器A2的输出连接到求和节点5的两个反并联的二极管D1和D2，这意味着第二放大器A2的输出连接到第二二极管D2的正极和第一二极管D1的负极。第二二极管D2的负极和第一二极管D1的正极连接到求和节点5。由于以下事实：在正向方向上低电压的二极管具有非线性传递特性，所以为了引起电流流动，二极管D1和D2上的最小电压是必需的。第二放大器A2的输出电压在提供给求和节点5的电流的极性在其处改变的操作点周围示出增加的电压摆动并且表现得像可以用作针对随后的数字电路的输入的数字信号。具有第一二极管D1和第二二极管D2的二极管电路能够用在图2到图5的所有其它电路装置中并且可以代替由第四MOSFET晶体管M4和第五MOSFET晶体管M5形成的缓冲器。

此外，图6的电路装置具有像图3到图5的其它电路装置一样的控制电路（未示出），控制电路依赖于第二放大器A2的输出信号OUT控制第二电阻器R2。

图7a示出了提供温度指示的方法的流程图。首先，在20中，可以设置第一电流。这还可以通过使用具有默认电流设定的电流源来完成，电流源在操作的开始时提供已经根据默认设定设置的第一电流。这个电流源可以是不可调整的。然后，在21中，可以设置第二电流。再次，这还可以通过使用具有默认电流设定的电流源来完成，电流源在操作的开始时提供已经根据默认设定设置的第二电流。此外，在23中，感测第一电流和第二电流之间的差并且可以提供温度指示。因为第一电流和第二电流具有不同的温度相关性，所以感测的在第一电流和第二电流之间的差可以指示温度高于还是低于特定阈值。

图7b示出了提供温度指示的方法的进一步流程图。在20中，可以设置第一电流。像在图7a中示出的流程图中一样，这可以通过简单地使用具有默认设定的电流源来完成。然后，在21中，可以设置第二电流。在22中，在感测第一电流和第二电流之间的差之后，方法可以或者继续21并且改变第二电流的设定或者可以进行到23并且可以提供第二电流的设定作为温度指示。方法可以使用感测两个电流之间的差并且基于所感测的电流差来改变第二电流的设定的迭代算法。这样的算法可以被配置成产生针对第二电流的设定，其中第一电流和第二电流之间的差尽可能接近特定值。依赖于针对第二电流的可能的设定，可能的是，无法充分达到特定值。这个特定值可能是零，意指第一电流与第二电流一样高。方法可以使用逐次近似算法。在方法的末尾产生的针对第二电流的设定可以用作温度读数。

在本公开的各个方面中，电路装置可以包括：第一双极晶体管；第二双极晶体管；其中电路装置被配置成提供流动穿过第一双极晶体管的第一集电极电流和流动穿过第二双极晶体管的第二集电极电流；电阻器，连接在第一双极晶体管的基极和第二双极晶体管的基极之间；第一电路，被配置成提供流动穿过电阻器到第一双极晶体管的基极节点的第一电流；第二电路，被配置成给第一双极晶体管的基极节点提供参考电流，其中第一电流和参考电流具有不同的温度相关性。

第一双极晶体管和第二双极晶体管可以是npn晶体管。第一双极晶体管和第二双极晶体管可以按共发射极配置连接。第一双极晶体管和第二双极晶体管的发射极可以连接在一起并且经由发射极电阻器连接到负供应电压。电路装置可以进一步包括：第一电流镜电路，被配置成以所述集电极电流之间的恒定比率提供第一集电极电流和第二集电极电流。第一电流镜可以被配置成依赖于第一集电极电流控制第二集电极电流。电路装置可以被配置成提供第一集电极电流和第二集电极电流使得第一双极晶体管和第二双极晶体管以不同的电流密度操作。电路装置可以被配置成提供第一集电极电流和第二集电极电流使得第二双极晶体管的电流密度高于第一双极晶体管的电流密度。此外，第一电流镜可以被配置成提供穿过第二双极晶体管的集电极电流，该集电极电流高于穿过第一双极晶体管的集电极电流。第一双极晶体管的面积和第二双极晶体管的面积可以相等。第一双极晶体管的面积和第二双极晶体管的面积可以不同。第一双极晶体管的面积可以大于第二双极晶体管的面积。第一电流镜可以包括第一和第二p沟道MOSFET晶体管，两者晶体管MOSFET晶体管的第一栅极连接在一起，连接到第一MOSFET晶体管的漏极以及连接到第一双极晶体管的集电极，MOSFET晶体管两者的源极连接到正供应电压并且第二MOSFET晶体管的漏极连接到第二双极晶体管的集电极。电路装置可以进一步包括内控制环路，内控制环路依赖于第一双极晶体管的集电极电流控制穿过电阻器的第一电流或者依赖于第二双极晶体管的集电极电流控制穿过电阻器的第一电流。电路装置可以进一步包括：内控制环路，被配置成当检测到第一双极晶体管的集电极电流的增加时增加穿过电阻器的第一电流。此外，第一电流镜电路可以被配置成以相对于第一双极晶体管的集电极电流的恒定比率提供流动穿过电阻器的第三电流。此外，第一电流镜电路可以包括第一、第二和第三p沟道MOSFET晶体管，所述三个MOSFET晶体管的栅极连接在一起，连接到第一MOSFET晶体管的漏极以及连接到第一双极晶体管的集电极，所述三个MOSFET晶体管的源极连接到正供应电压，第二MOSFET晶体管的漏极连接到第二双极晶体管的集电极并且第三MOSFET晶体管的漏极连接到第二双极晶体管的基极节点。被配置成给第一双极晶体管的基极节点提供参考电流的第二电路可以是可控的。第二电路可由数字输入控制。第二电路可以包括数模转换器。电路装置可以进一步包括：电流比较器，被配置成依赖于流动穿过电阻器的第一电流和参考电流之间的差提供电流差信号。电路装置可以进一步包括：控制电路，被配置成控制第二电路，第二电路被配置成依赖于电流差信号提供参考电流。控制电路可以被配置成控制参考电流使得流动穿过电阻器的第一电流和参考电流之间的差被最小化。电路装置可以进一步包括：放大器，被配置成放大流动穿过电阻器的第一电流和参考电流之间的差并且提供电流差信号。放大器可以包括第一双极晶体管。电路可以进一步包括：第三电路，被配置成给第一双极晶体管的基极节点提供第三电流。电路装置可以进一步包括：外控制环路，被配置成依赖于流动穿过电阻器的电流和参考电流之间的差控制第三电路。电路装置可以进一步包括：外控制环路，被配置成依赖于第一或第二双极晶体管的集电极处的电压控制第三电路。被配置成提供第三电流的第三电路可以包括非线性元件。非线性元件可以包括提供第三电流的输出和输入并且其中在输出处产生具体电流摆动所要求的在输入处的电压摆动在非线性元件输出处的第三电流的极性改变的地方具有最大值。非线性元件可以包括两个反并联二极管。非线性元件可以包括非反相推挽放大器。非线性元件可以包括缓冲器，缓冲器包括n沟道和p沟道MOSFET晶体管，所述MOSFET晶体管的栅极连接在一起并且接收输入电压，n沟道晶体管的源极连接到p沟道晶体管的源极并且提供第三电流，n沟道晶体管的漏极连接到正供应电压并且p沟道晶体管的漏极连接到负供应电压。

在本公开的各个方面中，温度感测电路装置可以包括：第一电流源，被配置成依赖于电路装置的温度提供第一电流；第二电流源，被配置成依赖于电路装置的温度和电流控制信号提供第二电流；求和节点，连接到第一电流源和第二电流源，被配置成接收第一电流和第二电流；电流比较器，连接到求和节点并且被配置成依赖于第一电流和第二电流之间的差提供输出信号；控制电路，被配置成接收电流比较器的输出信号并且提供电流控制信号用于控制第二电流源；其中第一电流源的温度相关性不同于第二电流源的温度相关性。

第一电流源的温度相关性可以具有与第二电流源的温度相关性不同的极性。电流比较器可以被配置成提供数字输出信号。控制电路可以被配置成提供电流控制信号以建立第一电流和第二电流之间的恒定差。另外，控制电路可以被配置成提供电流控制信号以最小化第一电流和第二电流之间的差。此外，电流控制信号可以是数字信号。电流控制信号可以是指示温度的输出值。电路装置可以包括：数字控制环路，被配置成从电流比较器接收输出并且给第二电流源提供数字电流控制值；以及模拟控制环路，被配置成接收电流比较器的输出并且给求和节点提供模拟电流信号。电路装置可以进一步包括：第三电流源，被配置成给求和节点提供第三电流，第三电流源由电流比较器控制。第三电流源在由电流比较器提供的第三电流源的输入信号和在第三电流源的输出处提供的第三电流之间可以具有非线性传递特性。电路装置可以被配置成给控制信号提供第三电流源的输入信号作为数字输入信号。第三电流源可以包括两个反并联的二极管。第三电流源可以包括缓冲器，缓冲器包括在推挽配置中的两个互补MOSFET晶体管。第三电流源可以被配置成使得在第三电流源的输出处产生给定电流摆动所要求的在第三电流源的输入处的电压摆动在输出处的第三电流的极性改变的地方具有最大值。第二电流源可以包括可控电阻器。电路装置可以进一步包括电流放大器，电流放大器具有连接到求和节点的输入和连接到电流比较器的输入的输出。电路装置可以进一步包括第一双极晶体管，其具有连接到求和节点的栅极并且是电流放大器的部分。此外，电流放大器可以进一步包括：电流镜，被配置成镜像第一双极晶体管的集电极电流，电流比较器输入连接到电流镜的输出。电路装置可以进一步包括操作在不同电流密度并且是第一电流源的部分的第一和第二双极晶体管，并且可以进一步包括一电路，该电路被配置成提供与第一双极晶体管的基极发射极电压和第二双极晶体管的基极发射极电压之间的差成比例的第一电流。此外，电路装置可以进一步包括第二双极晶体管和一电路，第二双极晶体管是第二电流源的部分，该电路被配置成提供与第二双极晶体管的基极发射极电压成比例的第二电流。电路装置可以进一步包括操作在不同电流密度并且是第一电流源的部分的第一和第二双极晶体管，并且可以进一步包括一电路，该电路被配置成提供与第一双极晶体管的基极发射极电压和第二双极晶体管的基极发射极电压之间的差成比例的第一电流，第一双极晶体管的栅极连接到求和节点，第一双极晶体管被配置成放大第一电流和第二电流之间的差并且生成放大的电流差信号，该电流差信号被提供给电流比较器，第二双极晶体管是第二电流源的部分并且连接到一电路，该电路被配置成产生与第二双极晶体管的基极发射极电压成比例的第二电流。电路装置可以进一步包括：电流镜，被配置成以相对于给第二双极晶体管的集电极电流的恒定比率给第一双极晶体管提供集电极电流。电流镜可以被配置成以相对于第一双极晶体管的集电极电流的恒定比率提供第一电流。电流镜可以具有三个电流路径。电流比较器可以被配置成感测第一双极晶体管的集电极电压和第二双极晶体管的集电极电压。

在本发明的各个方面中，提供了用于感测电路装置温度的方法。方法可以包括：依赖于电路装置的温度生成第一电流；依赖于电路装置的温度和电流控制信号生成第二电流；生成指示第一电流和第二电流之间的差的电流差信号；基于电流差信号生成电流控制信号；其中第一电流的温度相关性不同于第二电流的温度相关性。

电流控制信号可以被生成使得电流差信号被最小化。此外，电流控制信号可以是数字值。

电路装置可以包括：放大器；和缓冲器，耦合到放大器的输出，缓冲器由n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管和p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管形成；其中n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极端和p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极端耦合到放大器的输出；其中n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极端耦合到第一参考电位并且p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极端耦合到不同于第一参考电位的第二参考电位；其中n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的源极端耦合到p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的源极端以形成电路装置的控制输出。

虽然已参考具体实施例特别地示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下在本文中可以进行形式和细节上的各种改变。因此本发明的范围由所附的权利要求指示并且因此意图包含落入权利要求的等同物的含义和范围内的所有改变。

Claims

1.一种电路装置，包括：

第一双极晶体管；

第二双极晶体管；

其中所述电路装置被配置成提供流动穿过第一双极晶体管的第一电流和流动穿过第二双极晶体管的第二电流；

电阻器，电耦合在第一双极晶体管的第一输入和第二双极晶体管的第一输入之间；

第一电路，被配置成提供流动穿过所述电阻器到第一双极晶体管的第一输入节点的第一电流；

第二电路，被配置成给第一双极晶体管的第一输入节点提供参考电流，其中第一电流和所述参考电流包括不同的温度相关性。

2.根据权利要求1的电路装置，其中第一和第二双极晶体管是npn晶体管。

3.根据权利要求1的电路装置，其中第一和第二双极晶体管的发射极电耦合到公共节点。

4.根据权利要求1的电路装置，进一步包括：

第一电流镜电路，被配置成以第一集电极电流和第二集电极电流之间的恒定比率提供所述第一集电极电流和第二集电极电流。

5.根据权利要求1的电路装置，进一步包括：

内控制环路，依赖于第一双极晶体管的集电极电流控制穿过所述电阻器的第一电流或者依赖于第二双极晶体管的集电极电流控制穿过所述电阻器的第一电流。

6.根据权利要求1的电路装置，进一步包括：

电流比较器，被配置成依赖于流动穿过所述电阻器的第一电流和所述参考电流之间的差提供电流差信号。

7.根据权利要求6的电路装置，进一步包括：

控制电路，被配置成控制第二电路，其中第二电路被配置成依赖于所述电流差信号提供所述参考电流。

8.根据权利要求1的电路装置，进一步包括：

第三电路，被配置成给第一双极晶体管的基极节点提供第三电流。

9.根据权利要求8的电路装置，其中被配置成提供第三电流的第三电路包括非线性元件。

10.一种温度感测电路装置，包括：

第一电流源，被配置成依赖于所述电路装置的温度提供第一电流；

第二电流源，被配置成依赖于所述电路装置的温度和电流控制信号提供第二电流；

求和节点，电耦合到第一电流源和第二电流源，其中所述求和节点被配置成接收第一电流和第二电流；

电流比较器，电耦合到所述求和节点并且被配置成依赖于第一电流和第二电流之间的差提供输出信号；

控制电路，被配置成接收所述电流比较器的输出信号并且提供所述电流控制信号用于控制第二电流源；

其中第一电流源的温度相关性不同于第二电流源的温度相关性。

11.根据权利要求10的电路装置，其中第一电流源的温度相关性具有与第二电流源的温度相关性不同的极性。

12.根据权利要求10的电路装置，其中所述电流控制信号是数字值。

13.根据权利要求10的电路装置，其中所述电流控制信号是指示温度的输出值。

14.根据权利要求10的电路装置，进一步包括：

第三电流源，被配置成给所述求和节点提供第三电流，第三电流源由所述电流比较器控制。

15.根据权利要求14的电路装置，其中第三电流源在由所述电流比较器提供的第三电流源的输入信号和在第三电流源的输出处提供的第三电流之间具有非线性传递特性。

16.根据权利要求15的电路装置，其中第三电流源被配置成：在第三电路源的输出处的第三电流的极性改变的情况下，在第三电路源的输入处要求在第三电流源的输出处产生给定的电流摆动所要求的最大电压摆动。

17.根据权利要求10的电路装置，进一步包括：

操作在不同电流密度并且是第一电流源的部分的第一和第二双极晶体管，并且进一步包括电路，所述电路被配置成提供与第一双极晶体管的基极发射极电压和第二双极晶体管的基极发射极电压之间的差成比例的第一电流。

18.根据权利要求17的电路装置，进一步包括：

电流镜，被配置成以相对于给第二双极晶体管的集电极电流的恒定比率给第一双极晶体管提供集电极电流。

19.根据权利要求16的电路装置，其中所述电流比较器被配置成感测第一双极晶体管的集电极电压和第二双极晶体管的集电极电压。

20.一种电路装置，包括：

放大器；和

缓冲器，耦合到所述放大器的输出，所述缓冲器由n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管和p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管形成；

其中所述n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极端和所述p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极端耦合到所述放大器的输出；

其中所述n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极端耦合到第一参考电位并且所述p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极端耦合到不同于第一参考电位的第二参考电位；

其中所述n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的源极端耦合到所述p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的源极端以形成所述电路装置的控制输出。

21.一种用于提供温度指示的方法，所述方法包括：

设置第一电流；

设置第二电流；第一电流和第二电流包括不同的温度相关性；

感测第一电流和第二电流之间的差并且提供温度指示。

22.根据权利要求21的方法，进一步包括：

依赖于感测到的在第一电流和第二电流之间的差迭代地设置第二电流并且基于对第二电流的设置来提供所述温度指示。