一種帶熱滯回功能的CMOS溫度保護(hù)電路

式中：Vbe=VTln(Ic／Is)=(kT／q)ln(IC／IS)；k是波爾茲曼常數(shù)；T是絕對(duì)溫度；q是電子電荷。飽和電流IS與發(fā)射區(qū)面積成正比，即IS3=nIS4。
因此：

由式(9)可知，流經(jīng)R1的電流與電源無(wú)關(guān)，只與絕對(duì)溫度成正比，即得到PTAT電流。
1．3 溫度比較及輸出電路
由于晶體管的BE結(jié)正向?qū)妷壕哂胸?fù)溫度系數(shù)；PTAT電流進(jìn)行I-V變換產(chǎn)生電壓具有正溫度特性；利用這兩路電壓不同的溫度特性來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)，產(chǎn)生過(guò)溫保護(hù)信號(hào)的輸出。
M26～M30，M33，M34構(gòu)成一個(gè)兩級(jí)開(kāi)環(huán)比較器，反相器的接入是為了滿足高轉(zhuǎn)換速率的要求。M31，M32是低功耗管，M23～M25的作用是構(gòu)成一個(gè)正反饋回路，以防止在臨界狀態(tài)發(fā)生不穩(wěn)定性，同時(shí)又為電路產(chǎn)生了滯回區(qū)間。
比較器的兩個(gè)輸入端電壓分別記為VQ和VR；M17～M22用來(lái)鏡像基準(zhǔn)源電路產(chǎn)生的PTAT電流，這里它們與M14有著相同的寬長(zhǎng)比。因此流經(jīng)這三條支路的電流都為IPTAT。在常溫下，M25截止，R2完成對(duì)PTAT電流的I-V變換，即VR=2IPTATR2，此時(shí)VRVQ，比較器輸出為低電平。隨著溫度的升高，IPTAT不斷增大，VR也隨之增大。與此同時(shí)，晶體管BE結(jié)正向?qū)妷篤Q以2．2 mV／℃的速度下降。當(dāng)VR=VQ的瞬間，比較器發(fā)生翻轉(zhuǎn)，使得輸出為高電平，從而啟動(dòng)溫度保護(hù)。在溫度保護(hù)啟動(dòng)的同時(shí)，M25開(kāi)始導(dǎo)通。此時(shí)，流過(guò)R2上的電流變?yōu)閮刹糠?，一部分是原?lái)就存在的M19～M22提供的偏置電流，另一部分就是新引入的由M23～M25提供的電流。這樣做的好處是在溫度下降時(shí)，只有在溫度低于開(kāi)始的關(guān)斷溫度一定值時(shí)才能重新工作，相當(dāng)于在關(guān)斷點(diǎn)附近形成熱遲滯，有效地防止了熱振蕩現(xiàn)象的發(fā)生。