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专利号: 2020800015763
申请人: 深圳市汇顶科技股份有限公司
专利类型:其他
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-08-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种温度传感器,其特征在于,包括:偏置电流产生电路、曲率补偿电流产生电路、基准电压产生电路和输出电压产生电路;

所述偏置电流产生电路分别与所述曲率补偿电流产生电路、所述基准电压产生电路和所述输出电压产生电路连接,所述曲率补偿电流产生电路与所述输出电压产生电路连接;

所述偏置电流产生电路,用于产生初始偏置电流,所述初始偏置电流与温度呈非线性关系;

所述曲率补偿电流产生电路,用于产生补偿电流,并输出至所述偏置电流产生电路和所述输出电压产生电路,以补偿所述初始偏置电流,得到零温度系数的偏置电流;

所述偏置电流产生电路,还用于将所述偏置电流输出至所述基准电压产生电路和所述输出电压产生电路;

所述基准电压产生电路,用于接收所述偏置电流,并根据所述偏置电流输出零温度系数的基准电压;

所述输出电压产生电路,用于接收所述偏置电流和所述补偿电流,并根据所述偏置电流和所述补偿电流,输出与温度呈线性关系的输出电压。

2.根据权利要求1所述的温度传感器,其特征在于,所述初始偏置电流包括正温度系数电流、负温度系数电流,所述负温度系数电流与温度呈非线性关系,所述偏置电流包括正温度系数电流、负温度系数电流以及所述补偿电流,所述正温度系数电流、所述负温度系数电流和所述补偿电流之和为零温度系数电流。

3.根据权利要求2所述的温度传感器,其特征在于,所述偏置电流产生电路中包括:第一运算放大器、正温度系数电流产生模块、负温度系数电流产生模块、第一MOS管和第二MOS管;

所述第一运算放大器的输入端与所述正温度系数电流产生模块、所述负温度系数电流产生模块连接,所述第一运算放大器的输出端与所述第一MOS管、所述第二MOS管连接;

所述正温度系数电流产生模块,用于产生所述正温度系数电流;

所述负温度系数电流产生模块,用于产生所述负温度系数电流;

通过所述第一MOS管和所述第二MOS管输出的电流为所述偏置电流。

4.根据权利要求3所述的温度传感器,其特征在于,所述负温度系数电流产生模块包括:第一电阻和第二电阻;所述正温度系数电流产生模块包括第一双极性晶体管、第二双极性晶体管和第三电阻;

所述第一运算放大器的负向输入端分别与所述第一电阻的第一端、所述第一双极性晶体管的发射极连接,所述第一运算放大器的正向输入端分别与所述第二电阻的第一端、所述第三电阻的第一端连接,所述第三电阻的第二端与所述第二双极性晶体管的发射极连接,所述第一电阻的第二端、所述第一双极性晶体管的基极、集电极、所述第二双极性晶体管的基极、集电极与所述第二电阻第二端均接地;

所述第一MOS管的源极与所述第二MOS管的源极、电源连接,所述第一MOS管的栅极与所述第二MOS管的栅极连接,并与所述第一运算放大器输出端连接,所述第一MOS管的漏极与所述第一运算放大器的负向输入端连接,所述第二MOS管的漏极与所述第一运算放大器的正向输入端连接。

5.根据权利要求4所述的温度传感器,其特征在于,所述曲率补偿电流产生电路包括:第二运算放大器、第四电阻、第三双极性晶体管、第三MOS管;

所述第二运算放大器的正向输入端与所述第四电阻的第一端连接,所述第四电阻的第二端与所述第一运算放大器的正向输入端连接,所述第二运算放大器的负向输入端与所述第三双极性晶体管的发射极连接,所述第三双极性晶体管的基极、集电极接地;

所述第三MOS管的源极与所述第一MOS管的源极连接,所述第三MOS管的栅极与所述第二运算放大器的输出端连接,所述第三MOS管的漏极与所述第四电阻的第一端连接。

6.根据权利要求5所述的温度传感器,其特征在于,所述偏置电流产生电路还包括:第四MOS管;

所述第四MOS管的源极与所述第一MOS管的源极连接,所述第四MOS管的栅极与所述第一MOS管的栅极连接,所述第四MOS管的漏极与所述第二运算放大器的负向输入端连接。

7.根据权利要求6所述的温度传感器,其特征在于,所述偏置电流产生电路还包括:放大电流输入模块,所述曲率补偿电流产生电路还包括:补偿电流输入模块和电流镜;

所述输出电压产生电路分别与所述放大电流输入模块、所述电流镜连接,所述放大电流输入模块还与所述第二MOS管连接,所述补偿电流输入模块分别与第三MOS管、所述电流镜连接;

所述放大电流输入模块,用于将所述偏置电流的放大电流输出至所述输出电压产生电路;

所述补偿电流输入模块,用于将所述补偿电流输出至所述电流镜;

所述电流镜,用于将所述补偿电流镜像转换后输出至所述输出电压产生电路;

所述输出电压产生电路,用于根据镜像转换后的补偿电流和所述偏置电流的放大电流,产生所述输出电压。

8.根据权利要求7所述的温度传感器,其特征在于,所述输出电压产生电路包括:第五电阻和第四双极性晶体管;

所述第五电阻的第一端、所述第四双极性晶体管的发射极与所述放大电流输入模块连接,所述第五电阻的第二端与所述电流镜连接,所述第四双极性晶体管的基极、集电极接地;

所述第四双极性晶体管两端的电压和所述第五电阻两端的电压之和为所述输出电压。

9.根据权利要求8所述的温度传感器,其特征在于,所述补偿电流输入模块包括第五MOS管,所述放大电流输入模块包括第六MOS管,所述电流镜包括第七MOS管和第八MOS管;

所述第五MOS管的源极、所述第六MOS管的源极与所述第一MOS管的源极连接,所述第五MOS管的栅极与所述第三MOS管的栅极连接,所述第六MOS管的栅极与所述第一MOS管的栅极连接,所述第五MOS管的漏极与所述第七MOS管的栅极、源极连接,所述第六MOS管的漏极与所述第四双极性晶体管的发射极连接,所述第七MOS管的栅极、漏极连接,并与所述第八MOS管的栅极连接,所述第七MOS管的源极、所述第八MOS管的源极接地,所述第八MOS管的漏极与所述第五电阻的第二端连接。

10.根据权利要求9所述的温度传感器,其特征在于,所述偏置电流产生电路还包括:第九MOS管,所述基准电压产生电路包括:第六电阻;

所述第九MOS管的源极与所述第一MOS管的源极连接,所述第九MOS管的栅极与所述第一MOS管的栅极连接,所述第九MOS管的漏极与所述第六电阻的第一端连接,所述第六电阻的第二端接地;

所述第六电阻两端的电压为所述基准电压。

11.根据权利要求10所述的温度传感器,其特征在于,所述曲率补偿电流产生电路还包括:第十MOS管;

所述第十MOS管的源极与所述第一MOS管的源极连接,所述第十MOS管的栅极与所述第二运算放大器的输出端连接,所述第十MOS管的漏极与所述第一运算放大器的负向输入端连接。

12.根据权利要求11所述的温度传感器,其特征在于,所述第一电阻的阻值与所述第二电阻的阻值相等,所述第一电阻的阻值与所述第五电阻的阻值的比值与第一双极性晶体管的工艺参数相关,所述第四电阻的阻值与所述第五电阻的阻值的比值与第四双极性晶体管的工艺参数相关。

13.根据权利要求12所述的温度传感器,其特征在于,所述第一电阻的阻值与所述第四电阻的阻值满足如下公式1:R1为第一电阻的阻值,R4为第四电阻的阻值,η1为与所述第一双极性晶体管的工艺参数相关的系数;

所述第四电阻的阻值与所述第五电阻的阻值满足如下公式2:

R5为第五电阻的阻值,η4为与所述第四双极性晶体管的工艺参数相关的系数。

14.根据权利要求12或13所述的温度传感器,其特征在于,所述第一MOS管、所述第二MOS管、所述第三MOS管与所述第十MOS管满足如下公式3:(W/L)3为所述第三MOS管的宽长比,(W/L)10为所述第十MOS管的宽长比,(W/L)2为所述第二MOS管的宽长比,(W/L)1为所述第一MOS管的宽长比;

所述第四MOS管与所述第一MOS管满足如下公式4:

(W/L)4为所述第四MOS管的宽长比,A3为所述第三双极性晶体管的面积,A1为所述第一双极性晶体管的面积;

所述第三MOS管、所述第五MOS管、所述第七MOS管与所述第八MOS管满足如下公式5:(W/L)5为所述第五MOS管的宽长比,(W/L)8为所述第八MOS管的宽长比,(W/L)7为所述第七MOS管的宽长比。

15.根据权利要求1所述的温度传感器,其特征在于,所述温度传感器还包括:处理模块,所述处理模块分别与所述基准电压产生电路、所述输出电压产生电路连接;

所述处理模块,用于接收所述基准电压产生电路产生的基准电压和所述输出电压产生电路产生的输出电压,并根据所述基准电压和所述输出电压,输出温度检测信号。

16.根据权利要求15所述的温度传感器,其特征在于,所述处理模块为模数转换电路。

17.一种电子设备,其特征在于,包括:如上述权利要求1-16中任一项的温度传感器。

18.一种温度检测系统,其特征在于,包括:控制设备和如上述权利要求1-16中任一项的温度传感器;

所述控制设备,用于向所述温度传感器发送温度检测指令,所述温度检测指令用于指示所述温度传感器反馈温度检测信号。