專利名稱：可設(shè)置溫度的恒溫芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域，具體地說是一種芯片。
背景技術(shù)：
在一些要求高精度、高穩(wěn)定性的應(yīng)用中，為了減小溫度變化對(duì)電路和元器件參數(shù)、 性能的影響，需要為一些關(guān)鍵的電路和元器件提供恒溫的工作環(huán)境。當(dāng)前的恒溫環(huán)境一般 使用恒溫箱和恒溫槽來提供，由分立元件構(gòu)成溫度控制系統(tǒng)，具有一定的空間，可以將關(guān)鍵 的電路或者元器件放入其中。缺點(diǎn)是體積大，維持功耗高，達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間長。

發(fā)明內(nèi)容
為為了克服當(dāng)前恒溫系統(tǒng)的缺點(diǎn)，本發(fā)明將整個(gè)溫度控制結(jié)構(gòu)與應(yīng)用電路集成于 一顆芯片上，能夠使芯片在不同的外界溫度環(huán)境下，維持在設(shè)定的溫度值，為芯片上的應(yīng)用 電路提供穩(wěn)定的工作溫度環(huán)境，從而減小外界溫度變化對(duì)電路參數(shù)、性能的影響。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是如圖l所示，給芯片上的溫度傳感器(2)加上適當(dāng)?shù)钠?置電流或者偏置電壓(3)，使得傳感器產(chǎn)生一個(gè)與溫度相關(guān)的電壓，將該電壓與用來設(shè)置溫 度的設(shè)置電壓(1)送入比較器(4)進(jìn)行比較，用比較器(4)的輸出來控制芯片上的發(fā)熱單 元(5)，應(yīng)用電路(6)在版圖設(shè)計(jì)上置于發(fā)熱單元(5)的中間，如果芯片溫度低于設(shè)置的溫 度，溫度傳感器(2)產(chǎn)生的電壓高于設(shè)置溫度的設(shè)置電壓(l)，比較器(4)控制芯片上發(fā)熱 單元(5)使其電流增加，芯片溫度升高；如果芯片溫度高于設(shè)置的溫度，溫度傳感器(2)產(chǎn) 生的電壓低于設(shè)置溫度的設(shè)置電壓(l)，比較器(4)控制芯片上發(fā)熱單元(5)使其電流減 小，芯片溫度降低；最終芯片達(dá)到并穩(wěn)定在設(shè)置的溫度，使應(yīng)用電路(6)工作于穩(wěn)定又均勻 的溫度環(huán)境中。 —種可設(shè)置溫度的恒溫芯片，包括設(shè)置電壓，檢測溫度的溫度傳感器，為傳感器提 供偏置的偏置電路，比較器，發(fā)熱單元，應(yīng)用電路，所述的設(shè)置電壓與所述的溫度傳感器產(chǎn) 生的電壓送入所述的比較器比較，比較器的輸出控制所述的發(fā)熱單元，共同組成一種恒溫 控制反饋結(jié)構(gòu)，應(yīng)用電路位于發(fā)熱單元中間，其特征在于所述恒溫控制反饋結(jié)構(gòu)和應(yīng)用電 路集成在同一顆芯片上。 該可設(shè)置溫度的恒溫芯片，所述設(shè)置溫度的設(shè)置電壓是固定值。 該可設(shè)置溫度的恒溫芯片，所述設(shè)置溫度的設(shè)置電壓能夠通過芯片外部來調(diào)節(jié)。 該可設(shè)置溫度的恒溫芯片，所述檢測溫度的傳感器是所述芯片上的二極管、三極
管、M0S管或者是電阻。 該可設(shè)置溫度的恒溫芯片，所述的發(fā)熱單元是所述芯片上的NM0S管、PM0S管、三 極管或者是電阻。 本發(fā)明的有益效果是可以采用小型的芯片封裝，以減小散熱率，從而使維持設(shè)定 溫度的功耗大大降低，縮短達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間，并且減小了體積，方便應(yīng)用于更多場合。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明的原理性結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明的一種采用二極管PN結(jié)作為溫度傳感器，使用外部設(shè)置電壓，采用 NM0S管作為發(fā)熱單元，應(yīng)用電路為電壓基準(zhǔn)的恒溫電壓基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明的一種采用溫敏電阻作為溫度傳感器，固定電壓作為設(shè)置電壓，采 用PM0S管作為發(fā)熱單元應(yīng)用電路為電流基準(zhǔn)的恒溫電流源結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例一 如圖2所示，用于設(shè)置溫度的設(shè)置電壓(ll)，連接到比較器(9)的負(fù)輸入端，恒流 源偏置電路(8)為測量溫度的PN結(jié)(7)的提供固定的偏置電流，PN結(jié)(7)的P極連接到比 較器(9)的正輸入端，N極接地，比較器(9)的輸出端連接到發(fā)熱單元NMOS管(10)的柵極， 用于控制NMOS管(10)的電流，NM0S管(10)的源極接地，漏極接電源，電壓基準(zhǔn)(12)在版 圖上被NM0S管(10)環(huán)繞。PN結(jié)(7)的壓降與環(huán)境溫度成負(fù)相關(guān)關(guān)系，溫度越高，PN結(jié)(7) 的結(jié)壓降越低；溫度越低，PN結(jié)(7)的結(jié)壓降越高。當(dāng)芯片溫度比設(shè)置溫度低時(shí)，PN結(jié)(7) 的結(jié)壓降高于設(shè)置電壓(ll)，比較器(9)的輸出電壓提高，使得流過NMOS管(10)的電流 增大，芯片溫度升高；當(dāng)芯片溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，PN結(jié)(7)的結(jié)壓降低于設(shè)置電壓(11)， 比較器(9)的輸出電壓變低，使得流過NMOS管(10)的電流減小，芯片溫度下降。當(dāng)PN結(jié) (7)的結(jié)壓降等于設(shè)置電壓(11)時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)芯片的溫度就是所要設(shè)置的溫度， 流過NM0S管(10)的電流為維持溫度的維持電流。通過以上的反饋，使芯片迅速達(dá)到并穩(wěn) 定于一個(gè)預(yù)設(shè)的溫度上，為片上電壓基準(zhǔn)(12)提供不隨外界溫度變化的穩(wěn)定溫度環(huán)境。
實(shí)施例二 如圖3所示，用于設(shè)置溫度的設(shè)置電壓(13)為固定值，連接到比較器(16)的正輸 入端，恒流源(15)為測量溫度的溫敏電阻(14)的提供固定的偏置電流，溫敏電阻(14)的 一端連接到比較器(16)的負(fù)輸入端，另一端接地，比較器(16)的輸出端連接到發(fā)熱單元 PM0S管(17)的柵極，用于控制PMOS管(17)的電流，PM0S管(15)的漏極接地，源極接電 源，電流基準(zhǔn)(18)在版圖上位于PMOS管(15)的中間。溫敏電阻(14)的壓降與環(huán)境溫度 成負(fù)相關(guān)關(guān)系，溫度越高，溫敏電阻(14)的壓降越低；溫度越低，溫敏電阻(14)的結(jié)壓降越 高。當(dāng)芯片溫度比設(shè)置溫度低時(shí)，溫敏電阻(14)的壓降高于設(shè)置電壓(13)，比較器(16)的 輸出電壓降低，使得流過PMOS管(17)的電流增大，芯片溫度升高；當(dāng)芯片溫度高于設(shè)定溫 度時(shí)，溫敏電阻(14)的結(jié)壓降低于設(shè)置電壓(13)，比較器(16)的輸出電壓變高，使得流過 PM0S管(17)的電流減小，芯片溫度下降。當(dāng)溫敏電阻(14)的壓降等于設(shè)置電壓(13)時(shí)， 達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)芯片的溫度就是所要設(shè)置的溫度，流過PMOS管(17)的電流為維持溫度 的維持電流。通過以上的反饋，使芯片迅速達(dá)到并穩(wěn)定于一個(gè)預(yù)設(shè)的溫度上，為片上電流基 準(zhǔn)(18)提供不隨外界溫度變化的穩(wěn)定溫度環(huán)境。 本發(fā)明不局限于上述的兩種具體實(shí)施方式
，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在以上說明的基礎(chǔ) 上顯然還能看出許多選擇、組合、修改和變更。比如設(shè)置溫度的設(shè)置電壓可以為固定值，也 可以由芯片外部設(shè)置；溫度傳感器可以是所述芯片上的二極管、三極管、MOS管或者是電阻；發(fā)熱單元可以使用NM0S管、PMOS管、三極管、電阻等器件。只要將恒溫電路與應(yīng)用電路 集成到同一顆芯片上，不論采用那種溫度傳感器、發(fā)熱單元以及電路結(jié)構(gòu)組合，均落在本發(fā) 明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
可設(shè)置溫度的恒溫芯片，包括設(shè)置電壓，檢測溫度的溫度傳感器，為傳感器提供偏置的偏置電路，比較器，發(fā)熱單元，應(yīng)用電路，所述的設(shè)置電壓與所述的溫度傳感器產(chǎn)生的電壓送入所述的比較器比較，比較器的輸出控制所述的發(fā)熱單元，共同組成一種恒溫控制反饋結(jié)構(gòu)，所述的應(yīng)用電路位于發(fā)熱單元中間，其特征在于所述恒溫控制反饋結(jié)構(gòu)和應(yīng)用電路集成在同一顆芯片上。
2. 所述設(shè)置溫度的設(shè)置電壓是固定值。
3. 所述設(shè)置溫度的設(shè)置電壓能夠通過芯片外部來調(diào)節(jié)。
4. 所述檢測溫度的傳感器是所述芯片上的二極管、三極管、MOS管或者是電阻。
5. 所述的發(fā)熱單元是所述芯片上的NMOS管、PMOS管、三極管或者是電阻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可設(shè)置溫度的恒溫芯片，包括用于設(shè)置溫度的設(shè)置電壓(1)，檢測溫度的溫度傳感器(2)，為傳感器提供偏置的偏置電路(3)，比較器(4)，發(fā)熱單元(5)，應(yīng)用電路(6)。設(shè)置電壓(1)與溫度傳感器(2)產(chǎn)生的電壓送入比較器比較(4)，比較器(4)的輸出控制發(fā)熱單元(5)，使芯片迅速達(dá)到并穩(wěn)定于設(shè)定的溫度，為應(yīng)用電路(6)提供不隨外界溫度變化的穩(wěn)定溫度環(huán)境。采用本發(fā)明的產(chǎn)品可以采用小型的芯片封裝，以減小散熱率，從而使維持設(shè)定溫度的功耗大大降低，縮短達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間，并且減小了體積，方便應(yīng)用于更多場合。
文檔編號(hào)G05D23/20GK101727116SQ20081030503
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2008年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月21日
發(fā)明者杜波 申請(qǐng)人:杜波