一種溫度開關制造技術

本發明專利技術公開了一種溫度開關，包括：閾值溫度設置模塊，用于向基本溫度開關模塊輸出數字信號，調節溫度開關模塊中控制閾值溫度的ＭＯＳ管的有效寬長比，對基本溫度開關模塊中的閾值溫度進行設置；工藝誤差補償模塊，用于在基本溫度開關模塊的閾值溫度發生偏差時，向基本溫度開關模塊提供誤差補償信號，穩定基本溫度開關模塊中的閾值溫度；基本溫度開關模塊，用于在溫度達到閾值溫度時改變電路的工作狀態，實現溫度開關功能。利用本發明專利技術，實現了開關溫度閾值的可編程控制，大大降低了溫度閾值的偏差，很好的地解決了溫度閾值的遲滯問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及用于溫度檢測和控制的溫度開關
，特別是一種具 有工藝誤差補償功能的可編程溫度開關。
技術介紹
溫度開關廣泛應用于^L代家用電器、電機、芯片等
，進行溫 度檢測和溫度控制。傳統溫度開關一般釆用溫度敏感材料，例如記憶合金 等制成。隨著微電子技術的發展，出現了采用集成電路工藝制作的溫度開 關，具有體積小、成本低等優點。目前應用的集成器件的溫度開關從原理上來說，都是先產生一個與絕 對溫度成正比(PTAT)的電流或電壓，然后通過比較電路與一參考電壓或 電流進行比較，當溫度超過閾值時，比較器輸出信號發生翻轉，實現溫度 開關的功能。最近，日本北海道大學提出了一種全新結構的溫度開關，只有7個 MOS管，在達到某一閾值溫度時電路工作狀態突然改變，實現溫度開關 的功能。該溫度開關的結構與原來溫度開關的結構相比，設計上大大簡化， 而且功耗更小。但是，該溫度幵關有三個明顯的缺點一、 開關溫度閾值無法編程控制。二、 開關溫度閾值隨器件參數VTHO幾乎呈線性變化，在正常的器件參數變化范圍內，溫度閾值可能會偏離幾十度。例如，根據我們對某0.35)_im CMOS工藝的計算機模擬，當Vrao變化0.1V時，溫度閾值變化達4(TC。三、 溫度閾值的遲滯過大且不可調。溫度閾值的遲滯即為溫度從低到 高和從高到低變化時的閾值之差。由于存在上述三個缺點，導致這種溫度開關目前無法實用。
技術實現思路
(一) 要解決的技術問題 針對上述現有技術存在的不足，本專利技術的主要目的在于提供一種具有工藝誤差補償功能的可編程溫度開關，使溫度開關得以實用。(二) 技術方案為達到上述目的，本專利技術的技術方案是這樣實現的-一種溫度開關，該溫度開關包括閾值溫度設置模塊，用于向基本溫度開關模塊輸出數字信號，調節溫 度開關模塊中控制閾值溫度的MOS管的有效寬長比，對基本溫度開關模 塊中的閾值溫度進行設置；工藝誤差補償模塊，用于在基本溫度開關模塊的閾值溫度發生偏差 時，向基本溫度開關模塊提供誤差補償信號，穩定基本溫度開關模塊中的 閾值溫度；基本溫度開關模塊，用于在溫度達到閾值溫度時改變電路的工作狀 態，實現溫度開關功能。所述閾值溫度設置模塊包括用于輸入輸出數字信號的基本數字信號 端口，和用于存儲輸入的數字信號，并向基本溫度開關模塊穩定輸出數字 信號的存儲器電路。所述基本數字信號端口包括用于輸入數字信號的串行輸入端口，用 于輸出數字信號的全并行輸出端口 ，和用于對輸入輸出進行控制的時鐘信 號。所述閾值溫度設置模塊進一步包括用于對輸入的數字信號進行譯 碼，并將譯碼后的數字信號發送給存儲器電路的數字譯碼電路。所述數字譯碼電路采用二進制譯碼方式或格雷譯碼方式對輸入的數 字信號進行譯碼。所述工藝誤差補償模塊包括-偏置電路，用于檢測基本溫度開關模塊中閾值溫度的變化，并在基本 溫度開關模塊的閾值溫度發生偏差時，向浮柵神經元MOS晶體管電路提 供誤差補償信號；浮柵神經元MOS晶體管電路，利用接收的誤差補償信號調節基本溫度開關模塊，穩定基本溫度開關模塊中的閾值溫度。所述偏置電路包括兩個輸出電壓隨工藝參數和溫度呈線性變化的電 路，和一個隨工藝參數和溫度偏差很小的減法電路，所述減法電路的輸入 端與上述兩電路的輸出端連接。所述浮柵神經元MOS晶體管電路包括兩個并聯的電容和一個MOS 晶體管，所述MOS晶體管的柵極同時與兩個電容相連。所述偏置電路與浮柵神經元MOS晶體管電路之間進一步包括用作開 關的兩個MOS晶體管，周期性的控制兩個MOS晶體管的開關狀態對浮柵 神經元MOS晶體管電路進行初始化。所述基本溫度開關模塊為基本溫度敏感電路，包括可選擇導通的并聯 MOS晶體管，所述可選擇導通的并聯MOS晶體管，用于根據閾值溫度設 置模塊輸入的數字信號調節自身的有效寬長比，實現對閾值溫度的設置。(三)有益效果 從上述技術方案可以看出，本專利技術具有以下有益效果-1、 利用本專利技術，通過采用閾值溫度設置模塊，可以向基本溫度開關 模塊輸出數字信號，調節溫度開關模塊中控制閾值溫度MOS管的有效寬 長比，在不提高電路復雜程度的前提下可以方便的對基本溫度開關模塊中 的閾值溫度進行設置，實現了開關溫度閾值的可編程控制。2、 利用本專利技術，通過采用工藝誤差補償模塊，在基本溫度開關模塊 的閾值溫度發生偏離時，向基本溫度開關模塊提供誤差補償信號，穩定基 本溫度開關模塊中的閾值溫度，精確補償了溫度開關的閾值溫度由工藝誤 差引起的偏差，大大降低了溫度閾值的偏差，使閾值溫度基本穩定在一個 合適的波動范圍內。3、 利用本專利技術，通過對溫度開關電路進行周期性的初始化，使溫度 開關只受當前溫度影響，消除了遲滯，很好的地解決了溫度閾值的遲滯問 題。4、 利用本專利技術，電路功耗低，可以進一步達到節約能源的目的，非 常有利于本專利技術的推廣和應用。附圖說明圖1為本專利技術提供的具有工藝誤差補償功能的可編程溫度開關的結構框圖2為本專利技術提供的閾值溫度設置模塊的原理圖3為本專利技術提供的閾值溫度設置模塊的一個簡單實施電路圖4為本專利技術提供的工藝誤差補償模塊的實施電路圖5為本專利技術提供的偏置電路的實施電路圖6為本專利技術提供的基本溫度開關模塊的實施電路圖。具體實施例方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實 施例，并參照附圖，對本專利技術進一步詳細說明。如圖1所示，圖1為本專利技術提供的具有工藝誤差補償功能的可編程溫 度開關的結構框圖，該溫度開關包括閾值溫度設置模塊101、工藝誤差補 償模塊102和基本溫度開關模塊103。其中，閾值溫度設置模塊101，用于向基本溫度開關模塊103輸出數 字信號，調節溫度開關模塊103中控制閾值溫度的MOS管的有效寬長比， 對基本溫度開關模塊103中的閾值溫度進行設置。所述閾值溫度設置模塊101包括用于輸入輸出數字信號的基本數字信 號端口，和用于存儲輸入的數字信號，并向基本溫度開關模塊穩定輸出數 字信號的存儲器電路。所述基本數字信號端口包括用于輸入數字信號的串行輸入端口 ，用于 輸出數字信號的全并行輸出端口，和用于對輸入輸出進行控制的時鐘信 號。所述閾值溫度設置模塊101進一步包括用于對輸入的數字信號進行譯 碼，并將譯碼后的數字信號發送給存儲器電路的數字譯碼電路。所述數字譯碼電路可以采用二進制譯碼方式、格雷譯碼方式或其他譯 碼方式對輸入的數字信號進行譯碼。工藝誤差補償模塊102，用于在基本溫度開關模塊103的閾值溫度發生偏差時，向基本溫度開關模塊103提供誤差補償信號，穩定基本溫度開 關模塊103中的閾值溫度；所述工藝誤差補償模塊102包括偏置電路，用于檢測基本溫度開關模 塊101中閾值溫度的變化，并在基本溫度幵關模塊101的閾值溫度發生偏 差時，向浮柵神經元MOS晶體管電路提供誤差補償信號;浮柵神經元MOS 晶體管電路，用于將接收的誤差補償信號發送給基本溫度開關模塊101， 穩定基本溫度開關模塊101中的閾值溫度。所述偏置電路包括兩個輸出電壓隨工藝參數和溫度呈線性變化的電 路，和一個隨工藝參數和溫度偏差很小的減法電路，所述減法電路的輸入 端與上述兩電路的輸出端連接。所述浮柵神經元MOS晶體管電路包括兩個并聯的電容和一個MOS 晶體管，所述MOS晶體管的柵極同時與兩個電容相連。所述偏置電路與浮柵神經元MOS本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種溫度開關，其特征在于，該溫度開關包括：閾值溫度設置模塊，用于向基本溫度開關模塊輸出數字信號，調節溫度開關模塊中控制閾值溫度的ＭＯＳ管的有效寬長比，對基本溫度開關模塊中的閾值溫度進行設置；工藝誤差補償模塊，用于在基本溫度開 關模塊的閾值溫度發生偏差時，向基本溫度開關模塊提供誤差補償信號，穩定基本溫度開關模塊中的閾值溫度；基本溫度開關模塊，用于在溫度達到閾值溫度時改變電路的工作狀態，實現溫度開關功能。

【技術特征摘要】
1、一種溫度開關，其特征在于，該溫度開關包括閾值溫度設置模塊，用于向基本溫度開關模塊輸出數字信號，調節溫度開關模塊中控制閾值溫度的MOS管的有效寬長比，對基本溫度開關模塊中的閾值溫度進行設置；工藝誤差補償模塊，用于在基本溫度開關模塊的閾值溫度發生偏差時，向基本溫度開關模塊提供誤差補償信號，穩定基本溫度開關模塊中的閾值溫度；基本溫度開關模塊，用于在溫度達到閾值溫度時改變電路的工作狀態，實現溫度開關功能。2、 根據權利要求1所述的溫度開關，其特征在于，所述閾值溫度設 置模塊包括用于輸入輸出數字信號的基本數字信號端口，和用于存儲輸 入的數字信號，并向基本溫度開關模塊穩定輸出數字信號的存儲器電路。3、 根據權利要求2所述的溫度開關，其特征在于，所述基本數字信 號端口包括-用于輸入數字信號的串行輸入端口，用于輸出數字信號的全并行輸出 端口，和用于對輸入輸出進行控制的時鐘信號。4、 根據權利要求2所述的溫度開關，其特征在于，所述閾值溫度設 置模塊進一步包括用于對輸入的數字信號進行譯碼，并將譯碼后的數字 信號發送給存儲器電路的數字譯碼電路。5、 根據權利要求4所述的溫度開關，其特征在于，所述數字譯碼電 路采用二進制譯碼方式或格雷譯碼方式對輸入的數字信號進行譯碼。6、 根據權利要求1所述的溫度開關，其特征...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李昀龍，吳南健，
申請(專利權)人：中國科學院半導體研究所，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]