二极管温度检测电路的参数调节 调节二极管温度检测电路的参数是为了能更好地适应迟滞比较器的参考电压。在一般的模拟电路中,参考电压(Vref)不会很多,所以,设计的电路要符合这个参考电压。要注意的是,标准的参考电压是不允许用来分压的。参考电压如果当作电源用分压再得到另一个需要的参考电压,则前一个标准的参考电压就会不准,这样会对其他的电路产生影响。所以,调节此电路参数的目的就是使此电路的上跳变点VT+和下跳变点VT-的中间点(VT++VT-)/2=Vref。这样就可以避免用不标准的参考电压,也就避免了标准参考电压的分压行为。
假设在总电路中标准的参考电压为2.0V。则二极管温度检测电路的参数要调节到(VT++VT-)/2=2.0V。调节的方法很多,3个用作镜像电流源的MOS管的尺寸可以很方便的调节,MOS管尺寸改变则流过二极管的电流就会改变,从而引起上下跳变点电压的改变。甚至还可以调节二极管,比如去掉1个二极管,就用3个二极管来做温度检测。如图3所示的尺寸时,50℃时为2.16V,120℃时为1.535V,即VT+=1.535V,VT-=2.16V。则(VT++VT-)/2=1.85V,不到2.0V。最方便的调节方法就是放大二极管前面1个NMOS管的尺寸。尺寸越大则跳变点电压就越高。当然也可以调节另外的2个MOS管的尺寸。总之要使得(VT++VT-)/2=2.0V。
最终调节后的电路尺寸如图4所示。
从仿真结果可以看出,在此参数下温度为50℃时,V点电压为2.26V,温度为120℃时,V点电压为1.69V。则(VT++VT-)/2=1.98V,基本满足设计要求。
版图性能的简单研究 集成电路的设计总要最终反映到版图上,版图的质量一方面和版图设计师的经验有关,另一方面又和生产厂家的工艺有关。
画二极管的时候要注意在二极管的周围加上一圈保护层(用P扩散层或N扩散层,因电路而异),以吸收二极管的电流,防止外泄。这是因为二极管的电流流向和普通MOS管是不同的。从剖面图上看MOS管的电流就在加电后形成的导电沟道里横向流动,而二极管的电流不但会垂直流动而且还会在衬底上横向流动,引起其它电路不正常工作。加了保护层后就可以把二极管外泄的电流吸收掉。
如果有些厂家不提供二极管的设计模型,只提供三级管的模型,这时可以把三级管的c极和b极短接起来当作二极管来用。当然此时参数就要重新调节,这本身并不复杂。但是,如果有些厂家只提供垂直型结构的PNP三极管模型,这就有些麻烦。用垂直型结构的PNP三极管的c极和b极短接是做不出串联的温度检测电路。
垂直型结构的PNP三极管从平面上来看是围成一圈的结构:最里面是P扩散层(三级管的e极),外面一圈是N扩散层(三级管的b极),两者都是被一块N阱包围,N阱外面又是一圈P扩散层(三级管的c极)。最外面的P扩散层其实接的是P型衬底,而P型衬底是接地的,即c极接地。采用这样结构三级管的β值稳定、性能优良,但是,这样就不能把三极管串联使用。遇到这种情况没有其它办法,只能舍弃垂直型PNP三极管而改用其它类型的,但电路的误差就会比较大。
介绍了一种利用串连二极管构成的过热保护电路的电路结构,工作原理,及参数调节的要点,也简要提及了版图的绘制。该过热保护电路结构简单、原理清晰、性能可靠,适用于功率集成电路。
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