一种过温保护电路设计

CMOS模拟电路课程设计 ———一种过温保护电路设计 目录 第一部分：温度保护电路设计 一、 基本原理 二、 电路实现 1. 过温保护功能的描述 2. 迟滞功能的实现 3. 比较器的实现 三、 各个管子的功能介绍 四、 器件参数设计 1. 确定 VREF 的值 2. 确定反馈抽取电流 I2 3. 作为电流镜的管子的参数选取 4. 两级运放的参数选取 5. 反馈回路参数确定 第二部分电流源设计 一、 电流源电路原理 二、 器件参数估算 1. 电流分配： 2. 参数计算（300K） 第三部分：仿真结果与分析验证 1. 整体静态工作电流 2. 电流源温度特性 3. 电流源电压特性 4. 整体电路工艺稳定性 第四部分：设计总结 参考文献 第一部分 温度保护电路设计 一．基本原理 如图1所示，Q0的作用是检测芯片工作温度的。在正常情况下，三极管反射极的电位VE即比较器负端电位比正端电位高，比较器输出低电平，芯片正常工作。当温度升高时，由于三极管EB结电压的是负温度系数，三极管发射极到基极的电压VEB会降低，但是由于基极电位是基准电压VREFl，故三极管的发射极电压即比较器的负端电位会降低。当温度超过翻转阈值的时候，比较器负端电位会降到比正端的电位VREF2低，比较器就会输出高电平，从而关断功率开关器件，避免芯片被烧毁。迟滞产生电路的作用是在芯片正常工作和过温时产生大小不同的电流，改变比较器的翻转阈值。从而防止功率开关器件在翻转点频繁开启和关断。 图1.温度保护电路原理图 二．电路实现 1．过温保护功能的描述 当管芯温度超过160℃时，过温保护电路输出控制信号OUTPUT输出为高电平；直到温度降至140℃时，过温保护电路输出控制信号OUTPUT才重新变为低电平。 I1 I2 Q0 M13 M11 M16 M1 M2 M15 M14 M0 M12 M10 M9 M8 M7 M6 M5 M4 M3 M22 M21 M20 M19 M18 M17 OUTPUT 图2过温保护实际电路 2.迟滞功能的实现 当温度没有达到过温点时，OUTPUT为低电平，M13管关断，流过QO的电流为I1。根据三极管发射结电压与电流的关系可知 01()()lnEB QEB NOMALTIVVVIs （1） 当温度达到160℃，比较器输出变为高电平，M13管的栅极变为高电平，进而打开M13管，从而流过Q0管的电流减少，变为I1-I2，这时 012()()lnEB QEB OTTIIVVVIs （2） 导致VBE(Q0)进一步减小，减小的量为 0112()(lnln)EB QTIIIVVIsIs （3） 温度的迟滞量为： 0EBdelayVTA （4） 式中A0为三...