与绝对温度成比例的温度感测装置及方法

摘要

一种PTAT温度感测装置及方法，其可减少因电路元件之不匹配所产生之感测误差。该PTAT温度感测装置包含控制单元、感测单元及计算单元。感测单元包含至少一对具有匹配关系之电路元件，该对电路元件互换连接关系，以产生第一连接组态与第二连接组态。感测单元分别在第一与第二连接组态下感测一绝对温度，以产生对应之第一与第二电压值。计算单元可依据第一与第二电压值，产生一PTAT电压值。控制单元可产生一控制信号至感测单元，以控制感测单元在第一与第二连接组态间作切换。

主权项

一种与绝对温度成比例(PTAT)的温度感测装置，包含：一控制单元，用以产生一控制信号；一感测单元，耦接至该控制单元，该感测单元包含：一放大器，具有一第一输入端、一第二输入端及一输出端；一第一电晶体与一第二电晶体，该第一电晶体之一集极与该第二电晶体之一集极相耦接，该第一电晶体之一射极与该第二电晶体之一射极分别耦接至该第一输入端与该第二输入端；一第一切换单元，耦接于该输出端、该第一电晶体及该第二电晶体之间，用以依据该控制信号，在一第一连接组态与一第二连接组态间作切换，其中该第一连接组态为该第一电晶体之一基极耦接至一偏压电压，该第二电晶体之一基极耦接至该输出端，而该第二连接组态为该第一电晶体之该基极耦接至该输出端，该第二电晶体之该基极耦接至该偏压电压；以及一电流模组，于该第一连接组态下分别提供一第一电流与一第二电流至该第一电晶体之该射极与该第二电晶体之该射极，于该第二连接组态下分别提供该第二电流与该第一电流至该第一电晶体之该射极与该第二电晶体之该射极；其中，该感测单元分别在该第一连接组态与该第二连接组态下感测一绝对温度，以产生对应之一第一电压值与一第二电压值；以及一计算单元，耦接至该感测单元，用以依据该第一电压值与该第二电压值，产生一PTAT电压值。如申请专利范围第1项所述之与绝对温度成比例的温度感测装置，其中该PTAT电压值系该第一电压值与该第二电压值之一平均值。如申请专利范围第1项所述之与绝对温度成比例的温度感测装置，更包含：一偏压电路，耦接于该第一切换单元，用于提供该偏压电压；以及一第二切换单元，耦接于该第一输入端、该第二输入端、该第一电晶体及该第二电晶体之间，用以依据该控制信号，在一第三连接组态与一第四连接组态间作切换，其中该第三连接组态为该第一电晶体之该射极与该第二电晶体之该射极分别耦接至该第一输入端与该第二输入端，该第四连接组态为该第一电晶体之该射极与该第二电晶体之该射极分别耦接至该第二输入端与该第一输入端。如申请专利范围第3项所述之与绝对温度成比例的温度感测装置，其中，该感测单元依据该控制信号产生对应的复数个电路组态，并在该复数个电路组态下感测该绝对温度，以产生对应之复数个电压值；该计算单元依据该复数个电压值，产生该PTAT电压值。如申请专利范围第3项所述之与绝对温度成比例的温度感测装置，其中该放大器内部包含一对具有匹配关系之电路元件，该对电路元件互换连接关系，以产生一第五连接组态与一第六连接组态。如申请专利范围第3项所述之与绝对温度成比例的温度感测装置，其中该感测单元更包含：一放大单元，耦接至该计算单元，用以放大该第一电压值与该第二电压值。如申请专利范围第6项所述之与绝对温度成比例的温度感测装置，其中该放大单元系一仪器放大器。如申请专利范围第5项所述之与绝对温度成比例的温度感测装置，其中，该感测单元依据该控制信号产生对应的复数个电路组态，并在该复数个电路组态下感测该绝对温度，以产生对应之复数个电压值；该计算单元依据该复数个电压值，产生该PTAT电压值。如申请专利范围第1项所述之与绝对温度成比例的温度感测装置，其中该计算单元包含一类比至数位转换器，用以对该第一电压值与该第二电压值执行类比至数位的转换。如申请专利范围第1项所述之与绝对温度成比例的温度感测装置，其中该第二电流之大小为该第一电流之n倍，n为一正数，该电流模组包含：一电流源；一第一电阻、一第二电阻及一第三电阻，该第一电阻与该第二电阻之一端分别耦接至该第一电晶体之该射极与该第二电晶体之该射极，该第三电阻耦接于该第一电阻与该第二电阻之另一端之间；以及一第三切换单元，耦接于该电流源与该第三电阻之间，用以在该第一连接组态下，将该电流源耦接至该第三电阻与该第二电阻之耦接点；在该第二连接组态下，将该电流源耦接至该第三电阻与该第一电阻之耦接点；其中，该第一电阻值与该第二电阻值相同，该第三电阻值为该第一电阻值之(n-1)倍。一种与绝对温度成比例(PTAT)的温度感测装置，包含：一控制单元，用以产生一控制信号；一感测单元，耦接至该控制单元，该感测单元包含：一放大器，具有一第一输入端、一第二输入端及一输出端；一第一电晶体与一第二电晶体，该第一电晶体之一集极与该第二电晶体之一集极相耦接，该第一电晶体之一基极耦接至一偏压电压，该第二电晶体之一基极耦接至该输出端；一切换单元，耦接于该第一输入端、该第二输入端、该第一电晶体及该第二电晶体之间，用以依据该控制信号，在一第一连接组态与一第二连接组态间作切换，其中该第一连接组态为该第一电晶体之该射极与该第二电晶体之该射极分别耦接至该第一输入端与该第二输入端，该第二连接组态为该第一电晶体之该射极与该第二电晶体之该射极分别耦接至该第二输入端与该第一输入端；以及一电流模组，分别提供一第一电流与一第二电流至该第一电晶体之该射极与该第二电晶体之该射极；其中，该感测单元分别在该第一连接组态与该第二连接组态下感测一绝对温度，以产生对应之一第一电压值与一第二电压值；以及一计算单元，耦接至该感测单元，用以依据该第一电压值与该第二电压值，产生一PTAT电压值。如申请专利范围第11项所述之与绝对温度成比例的温度感测装置，其中该PTAT电压值系该第一电压值与该第二电压值之一平均值。一种与绝对温度成比例(PTAT)的温度感测装置，包含：一感测单元，包含至少一对具有匹配关系之电路元件，该对电路元件互换连接关系，以产生一第一连接组态与一第二连接组态，其中，该感测单元分别在该第一连接组态与该第二连接组态下感测一绝对温度，以产生对应之一第一电压值与一第二电压值；一计算单元，耦接至该感测单元，用以依据该第一电压值与该第二电压值，产生一PTAT电压值；以及一控制单元，用以产生一控制信号至该感测单元，以控制该感测单元在该第一连接组态与该第二连接组态间作切换。如申请专利范围第13项所述之与绝对温度成比例的温度感测装置，其中该PTAT电压值系该第一电压值与该第二电压值之一平均值。一种与绝对温度成比例(PTAT)之温度感测方法，包含：将用以感测一绝对温度之一电路分别切换至复数个连接组态，以分别产生对应该绝对温度之复数个电压值，其中，该复数个连接组态系将该电路中至少一对具有匹配关系之电路元件互换连接关系所产生；以及依据该复数个电压值，产生一PTAT电压值。如申请专利范围第15项所述之温度感测方法，其中该PTAT电压值系该复数个电压值之一平均值。一种与绝对温度成比例(PTAT)的温度感测装置，包含：一控制单元，用以产生一控制信号；一感测单元，耦接至该控制单元，该感测单元包含：一放大器，具有一第一输入端、一第二输入端、一第一输出端及一第二输出端；一第一电晶体与一第二电晶体，该第一电晶体之一集极与该第二电晶体之一集极相耦接，该第一电晶体之一射极与该第二电晶体之一射极分别耦接至该第一输入端与该第二输入端；一切换单元，耦接于该第一输出端、该第二输出端、该第一电晶体及该第二电晶体之间，用以依据该控制信号，在一第一连接组态与一第二连接组态间作切换，其中该第一连接组态为该第一电晶体之一基极耦接至该第一输出端，该第二电晶体之一基极耦接至该第二输出端，而该第二连接组态为该第一电晶体之该基极耦接至该第二输出端，该第二电晶体之该基极耦接至该第一输出端；以及一电流模组，于该第一连接组态下分别提供一第一电流与一第二电流至该第一电晶体之该射极与该第二电晶体之该射极，于该第二连接组态下分别提供该第二电流与该第一电流至该第一电晶体之该射极与该第二电晶体之该射极；其中，该感测单元分别在该第一连接组态与该第二连接组态下感测一绝对温度，以产生对应之一第一电压值与一第二电压值；以及一计算单元，耦接至该感测单元，用以依据该第一电压值与该第二电压值，产生一PTAT电压值。