一種新型雙穩(wěn)態(tài)過溫保護(hù)電路

提出了一種新型的雙穩(wěn)態(tài)過溫保護(hù)電路及其雪崩式工作模式。從理論上對(duì)雪崩式狀態(tài)轉(zhuǎn)變及滯回的產(chǎn)生機(jī)理作了深入的分析。與傳統(tǒng)過溫保護(hù)電路相比，該工作模式使轉(zhuǎn)換速度提高了3倍以上，同時(shí)由于雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)固有的穩(wěn)定性，電路的穩(wěn)定性也得到一定的提高。
關(guān) 鍵 詞 雙穩(wěn)態(tài); 過溫保護(hù)電路; 滯回

隨著芯片尺寸的縮小及功耗的增加，芯片的溫升問題越來越突出，過溫保護(hù)在電路中尤為重要。為了避免噪聲引起的開關(guān)震蕩，過溫保護(hù)電路都有滯回功能。而在開關(guān)狀態(tài)之間有一個(gè)轉(zhuǎn)換過程，如果這個(gè)過程過長(zhǎng)，就有可能產(chǎn)生不定的開關(guān)狀態(tài)，顯然這與靈敏度及工作速度的要求是相矛盾的。通常，滯回是通過引入一定的正反饋來實(shí)現(xiàn)的[1-2]。本文通過引入雙穩(wěn)態(tài)引入正反饋，利用雙穩(wěn)態(tài)的雪崩式狀態(tài)轉(zhuǎn)變來提高過溫保護(hù)電路的轉(zhuǎn)換速度。
1 雙穩(wěn)態(tài)過溫保護(hù)電路雪崩式狀態(tài)轉(zhuǎn)變及滯回的理論分析
雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)，有兩個(gè)分離的穩(wěn)定狀態(tài)，在任何條件下，系統(tǒng)都只能處于其中的一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。在“非穩(wěn)態(tài)”條件下，系統(tǒng)內(nèi)部元件互相激勵(lì)，產(chǎn)生足夠強(qiáng)的正反饋，故轉(zhuǎn)換速度相當(dāng)快。然而，有正反饋的系統(tǒng)不一定都是雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)，而兩個(gè)形成正反饋環(huán)的元件也能構(gòu)成一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)[3]。
1.1 雙穩(wěn)態(tài)過溫保護(hù)電路結(jié)構(gòu)
圖1為雙穩(wěn)態(tài)過溫保護(hù)電路結(jié)構(gòu)，圖中D1為溫敏二極管，其電流與參考電流(Q2、Q3電流之和)的相對(duì)關(guān)系決定A點(diǎn)電平變化，A點(diǎn)的電平變化決定了該電路的工作狀態(tài)；M1、Q2構(gòu)成雙穩(wěn)態(tài)電路(穩(wěn)態(tài)I：Q2飽和，M1截止；穩(wěn)態(tài)II：Q2截止，M1飽和；非穩(wěn)態(tài)：Q2、Q3工作在放大區(qū)，M1工作在飽和區(qū))[4]。電路處于非穩(wěn)態(tài)時(shí)，由于M1、R1、Q2、Q3形成正反饋環(huán)路，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，加速向穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)變。