深圳金百泽电子科技股份有限公司（HYPERLINK"http://www.kbsems.com"www.kbsems.com）成立于1997年，是HYPERLINK"http://www.kbsems.com"线路板行业十强企业，总部设在深圳，研发和生产分布在深圳、惠州和西安等地，为客户提供产品研发的HYPERLINK"http://www.kbsems.com"PCB设计、HYPERLINK"http://www.kbsems.com"PCB快速制造、HYPERLINK"http://www.kbsems.com"SMT加工、组装与测试及硬件集成等垂直整合解决方案，是国内最具特色的电子制造服务提供商。电话：0755-26546699-223可用于音频功放的过温保护电路设计可用于音频功放的过温保护电路设计在集成电路芯片工作的过程中，不可避免地会有功率损耗，而这些功率损耗中的绝大部分将转换成热能散出。在环境过高、短路等异常情况下，会导致芯片内部的热量不能被及时散出，从而不可避免地使芯片工作温度上升。过高的工作温度对芯片工作性能、可靠性和安全性都有很大的影响。研究表明，芯片温度每升高1℃，MOS管的驱动能力将下降约为4％，连线延迟增加5％，集成电路失效率增加一倍，因此芯片内部必须要有过温保护电路来保障芯片安全。文中将介绍一种可用标准CMOS工艺实现的过温保护电路。在电路设计上，使用了与温度成正比的电流源(PTAT电流)和具有负温度系数的PNP管(CMOS工艺中寄生)结电压作为两路差动的感温单元。这种差动的传感方式，可以提高电路对温度变化反应的灵敏度，同时，其具有的迟滞功能，可以有效的避免热振荡对芯片的损坏。1架构原理分析1．1工作原理分析Q1为NWELLCMOS工艺中寄生PNP三极管，其集电极是必须与地点位连接，为了利用寄生PN结导通正向导通电压的负温度特性，把Q1做二极管连接(基集也接到地)，这样A点和地之间的电压VA就具有了PN结正向电压的与温度成反比的性质。由于基准电路输出的偏置电压加在M0、M1、M5的栅极上，则其所在支路上都会产生PTAT电流(ProportionaltoAbso-luteTemperature)；在提供偏置的同时，也在电阻R0上产生了与温度成正比的电压VB即B点电压随之增大。当达到某一温度TH(设定的关断温度)后，VH≥VA、比较器Comp输出高电平，经过倒相器INV后，输出TSD为低电平；此信号作用于电路的其它模块后，使整个芯片停止工作，实现热保护功能。同时，TSD信号正反馈作用于M2栅上，开启M2，加大了电阻R0上电流，使VB更高。在芯片被热保护，停止工作后，芯片上的温度会从TH下降，使得A点电压VA慢慢上升，B点电压VB慢慢下降。由于先前TSD的正反馈作用已经使VB升高，因此在这种状态下，要出现VA≥VB使比较器输出翻转情况就需要A点有比先前的电压VA更大的电压，相应地使得下降时翻转点对应的恢复温度TL也会比TH低。当温度低于TL后，VB≥VA，通过比较器作用后，会使TSD输出高电平，使芯片恢复工作。同时，TSD信号仍然会再次正反馈作用于M2栅上，关断M2，进一步减小了电阻R0上的电流，使VB更低。整个工作过程中，TSD的正反馈起到了迟滞的作用。使得正常工作时，TSD输出高电平作用于电路其它模块。当温度过高时，TSD输出低电平作用于电路其它模块，使芯片停止工作，保护芯片。1．2温度翻转点的计算A点的电压VA为PN结两边电压，PN结电压的表达式可写为式中VG为带隙电压，γ和α为器件参数，A代表了那些方程推到过程中与温度无关的常量。因为Vt=kt／q，可以得到VBE随温度上升是降低的。其关于温度变化的方程为如果忽略由温度变化引起lnT项变化对式(2)的影响，dVBE／dT可近似等于常数C0。常温下C0约为－2mV／K。为了简化计算，则PN结关于温度的变化方程可近似线性为B点的电压为电阻上的电压，可由欧姆定理计算得到。计算温度上升翻转点TH，当温度上升时，由前分析可知，TSD为高电平，M2截止。因此流入R0的电流只有I1一路。此状态下VB电压的表达式为翻转(VA=VB)时的对应方程为计算温度下降翻转点TL当从高于TH温度下降时，由前分析可知，TSD为低电平，M2开启。因此流入电阻R的电流有I1，I2两路。此状态下VB电压的表达式为翻转点(VA=VB)时对应方程为式(10)即为过温保护工作时的迟滞量。2实际电路设计设计的过热保护电路大体上分为3个部分启动电路：启动电路只有在刚上电的时候才会工作，当电源电压从0V慢慢升高，同时输入信号Shut为低电平时，开关管M37就会被打开，MOS管M38也会导通，这样就会使得在M38这条支路上的电压慢慢