發(fā)布時(shí)間：2020-08-31 12:55

　　 單片集成智能功率驅(qū)動(dòng)芯片屬于高低壓兼容功率集成電路,其內(nèi)部集成了邏輯控制、故障檢測(cè)、驅(qū)動(dòng)電路及高壓功率開關(guān)器件等,高集成度造成芯片內(nèi)部功率密度持續(xù)增大,芯片溫度升高導(dǎo)致芯片功能退化,甚至直接失效,由此可見,片上溫度檢測(cè)電路是單片集成智能功率驅(qū)動(dòng)芯片必不可少的組成部分。因此,高精度片上溫度檢測(cè)電路的研究對(duì)于單片集成智能功率驅(qū)動(dòng)芯片的可靠性具有至關(guān)重要的意義。本論文首先詳細(xì)分析了單片集成智能功率驅(qū)動(dòng)芯片的應(yīng)用背景和工作原理,并對(duì)傳統(tǒng)片上溫度檢測(cè)技術(shù)及其性能進(jìn)行了深入研究與分析,指出了基于三極管的溫度檢測(cè)電路線性度難以提高的原因是三極管飽和電流I_S的高階分量帶來不可忽視的非線性誤差,而基于MOS管的溫度檢測(cè)電路靈敏度和線性度無法提高的原因是MOS管的亞閾值狀態(tài)不穩(wěn)且工藝變化較大,很難直接應(yīng)用于溫度檢測(cè)要求較高的單片集成智能功率驅(qū)動(dòng)芯片。在此背景下,結(jié)合單片集成智能功率驅(qū)動(dòng)芯片的實(shí)際應(yīng)用特點(diǎn),本文提出了一種新型高精度溫度檢測(cè)方法,該方法的基本原理是:讓三極管分別工作在正溫度系數(shù)電流偏置和零溫度系數(shù)電流偏置條件下,然后分別提取兩種偏置工作條件下三極管基極-發(fā)射極電壓V_(BE)溫度特性表達(dá)式中的非線性項(xiàng),通過倍乘相減的方法,抵消非線性項(xiàng)而實(shí)現(xiàn)提升線性度的效果。最后,設(shè)計(jì)了單片集成智能功率驅(qū)動(dòng)芯片用高線性度、高靈敏度溫度檢測(cè)模塊。本論文所設(shè)計(jì)的溫度檢測(cè)電路基于CSMC 0.5μm 600V絕緣體上硅(Silicon On Insulator,SOI)工藝進(jìn)行仿真驗(yàn)證、版圖設(shè)計(jì)及流片。測(cè)試結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的溫度檢測(cè)電路,在-45℃至125℃溫度范圍內(nèi),靈敏度為10.11mV/℃,非線性誤差為0.187%,整體靜態(tài)電流小于100μA,達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。
【學(xué)位單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN402
【部分圖文】：

三個(gè)樣品(S1、S2 和 S3)，對(duì)其中溫度檢測(cè)電路進(jìn)行測(cè)源電壓設(shè)置為 15V，在不同溫度下監(jiān)測(cè)輸出電壓值，溫段時(shí)間之后觀測(cè)輸出結(jié)果，測(cè)試結(jié)果如表 4.3 所示。表 4.3 溫度檢測(cè)輸出電壓 VTS隨溫度變化測(cè)試結(jié)果S2 (V) S3 (V) 溫度(℃) S1 (V) 0.8023 0.7921 45 1.6921 0.8905 0.8952 55 1.7966 0.9846 0.9848 65 1.9214 1.0904 1.0924 75 1.9952 1.1851 1.1892 85 2.1067 1.2973 1.2966 95 2.2233 1.3991 1.4009 105 2.3056 1.5003 1.4972 115 2.4116 1.6121 1.6084 125 2.5081 試數(shù)據(jù)，能夠得到溫度檢測(cè)電路輸出電壓 VTS隨溫度，可以擬合出輸出電壓 VTS隨溫度的變化曲線，如圖

也保證了溫度檢測(cè)電路在單片集成智能功率驅(qū)動(dòng)結(jié)果，可以計(jì)算出溫度范圍為-45℃~125℃內(nèi)溫度 ΔETS的計(jì)算公式為： 1TS1max100%YEY 際輸出的量程， Y1(max)表示實(shí)際輸出與擬合直)可以得到，在溫度范圍為-45℃~125℃內(nèi)，不同樣 10.09mV/℃和 10.15mV/℃，非線性誤差最小值線性誤差分別為 10.11 mV/℃和 0.187%，和仿真結(jié)單獨(dú)供電，可以測(cè)試其靜態(tài)工作電流�，F(xiàn)將電源度范圍為-45℃~125℃，每增加 10℃并且穩(wěn)定一段 4.4 中所示。

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本文編號(hào)：2808829