过温保护设计

芯片内部的集成电路含有大量的晶体管等结构,在工作状态下会产生一定的热量,当温度过高时会对其性能造成影响,甚至损坏芯片,因此一款完整的芯片结构,一般需要包含过温保护电路(OTP)[1.2.3]。
过温保护电路主要是将温度变化转化为电压值的变化，然后与阅读值进行比较，以控制芯片温度不超过温度宽值。温度测量模式的选择、控制环路的设计和基准电压的输入对过温保护电路的性能至关重要，直接影响其稳定性和精度[4、5]。
[1]Liu, Zhidong, and Hoi Lee. “A wide-input-range efficiency-enhanced synchronous integrated LED driver with adaptive resonant timing control.” IEEE Journal of Solid-State Circuits 51.8 (2016): 1810-1825.

传统的OTP一般采用温度采样电压输入比较器和参考电压进行比较控制，需要设计温度采样电路和参考电压生成电路，具有延迟偏移大、结构复杂、精度低的缺点[6、7]。

本文设计的OTP灵活运用带除基准，简化电路，降低工艺和电源电压对其精度的影响。

参考：基于滞回比较的过温保护电路设计

采用滞回比较的理念，设计了芯片过温保护电路（OTP）。OTP在电路中，利用三极管的负温度特性进行温度检测，通过模拟确定两个阈值电压，比较器输出连接反相器，设计低温漂带间隙基准电路，输出两个参考电压，实现无热振荡的温度保护。基于TSMC 0.18μm工艺库，利用cadence spectre模拟结果表明，TT在工艺角下，基准电路温漂系数约为15×10-6/℃,温度在达到150℃在附近，当温度降至112时，比较器输出从高电平转为低电平，芯片停止工作.4℃附近输出翻转为高电平，芯片工作正常，温度滞后为37.6℃。该电路满足不同工艺角下的设计要求，通过与芯片中的间隙基准模块相结合，简化了电路，具有良好的稳定性。

A wide-input-range efficiency-enhanced synchronous integrated led driver with adaptive resonant timing contro

参考：一种Brokaw带隙基准结构下的过温保护电路设计
设计了一个基础Brokaw带隙基准结构下的高精度过温保护（OTP）电路。两个三极管通过基准电路VBE差产生正温度系数的电压，将其视为正温度系数的传感器，以检测温度变化。该电路利用基准和电阻分压获得两个零温度系数的电压，通过选择一个传输门改变比较器的阈值，实现温度滞后效应OTP电路系统。基于0.18μm BCD工艺,利用hspice模拟验证结果表明，当温度高于125时，在典型工艺角度℃当温度低于92℃33℃的迟滞量。电源在3～5.5 V当范围波动时，温度保护阈值和迟滞误差不得超过0.06℃。