TWI579544B - 熱偵測電路及方法 - Google Patents

Description

熱偵測電路及方法

本發明內容是有關於一種偵測裝置，且特別是有關於一種熱偵測裝置。

熱效能逐漸成為半導體裝置(例如：包含積體電路(IC))的一項重要特性。半導體裝置在不同溫度下會有不同表現，例如：溫度在積體電路上的效應會有效地影響積體電路的操作特性。此外，逸散於積體電路的熱可能會因高溫而產生可靠度問題，除非這些逸散的熱受到適度監控。

本發明內容之一實施方式係關於一種熱偵測電路，其包含一第一差動輸入對、一第二差動輸入對以及一切換電路。第一差動輸入對用以依據第二差動輸入對之輸出啟動，並用以接收一第一溫度相關電壓以及一輸出信號。第二差動輸入對用以依據第一差動輸入對之輸出啟動，並用以接 收一第二溫度相關電壓以及輸出信號。切換電路用以依據第一差動輸入對之輸出將一電容性元件耦接至一第一供應電壓，並依據第二差動輸入對之輸出將電容性元件耦接至一第二供應電壓，以產生輸出信號。

本發明內容之另一實施方式係關於一種熱偵測電路，其包含一感應電路、一第一比較電路、一第二比較電路以及一切換電路。感應電路用以產生至少一溫度相關電壓。第一比較電路用以比較來自感應電路之一第一溫度相關電壓與一輸出信號，以產生一第一控制信號，其中輸出信號係產生於一節點，節點耦接至一電容性元件。第二比較電路用以比較來自感應電路之一第二溫度相關電壓與輸出信號，以產生一第二控制信號，其中第一比較電路用以響應於第二控制信號啟動，第二比較電路用以響應於第一控制信號啟動。切換電路用以響應於第一控制信號及第二控制信號，將電容性元件交替地耦接至一第一供應電壓及一第二供應電壓，以對電容性元件交替地充電及放電而產生輸出信號。

本發明內容之次一實施方式係關於一種熱偵測方法，其包含：響應於一第一控制信號，比較來自一感應電路之一第一溫度相關電壓與一輸出信號，以產生一第二控制信號，其中該輸出信號係產生於一節點，該節點耦接至一電容性元件；響應於該第二控制信號，比較來自該感應電路之一第二溫度相關電壓與該輸出信號，以產生該第一控制信號；以及響應於該第一控制信號及該第二控制信號，藉由一切換電路對該電容性元件交替地充電及放電而產生該輸出信號。

本發明內容旨在提供本揭示內容的簡化摘要，以 使閱讀者對本揭示內容具備基本的理解。此發明內容並非本揭示內容的完整概述，且其用意並非在指出本發明實施例的重要(或關鍵)元件或界定本發明的範圍。

100‧‧‧偵測電路

102、104、106、213、223、236‧‧‧電流源

110‧‧‧感應電路

120‧‧‧控制電路

130‧‧‧切換電路

200‧‧‧波形

210、220‧‧‧比較電路

212、222‧‧‧差動輸入對

214、224‧‧‧切換單元

216、226‧‧‧主動負載

230、240‧‧‧轉換電路

232‧‧‧反相器

234‧‧‧切換開關

400‧‧‧方法

S402、S404、S406、S408、S410、S412‧‧‧操作

第1圖係依照本揭示內容的一些實施例繪示一種偵測電路的方塊示意圖；第2圖係依照本揭示內容的一些實施例繪示一種描繪第1圖中輸出電壓狀態的波形的示意圖；第3圖係依照本揭示內容的一些實施例主要繪示一種第1圖中控制電路的電路示意圖；第4圖係依照本揭示內容的一些實施例繪示一種第3圖中控制電路之操作的方法流程示意圖；以及第5A圖及第5B圖係分別依照本揭示內容的不同實施例分別繪示一種第3圖中轉換電路與比較電路相關的電路示意圖。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍，而結構運作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本發明所涵蓋的範圍。此外，圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。為使便於 理解，下述說明中相同元件將以相同之符號標示來說明。

在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms)，除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本揭露之描述上額外的引導。

關於本文中所使用之『約』、『大約』、『大致』或『基本上』一般通常係指數值之誤差或範圍，其依據不同技術而有不同變化，且其範圍對於本領域具通常知識者所理解係具有最廣泛的解釋，藉此涵蓋所有變形及類似結構。在一些實施例中，上述數值之誤差或範圍係指於百分之二十以內，較好地是於百分之十以內，而更佳地則是於百分之五以內。文中若無明確說明，其所提及的數值皆視作為近似值，例如可如『約』、『大約』或『大致』或『基本上』所表示的誤差或範圍，或其他近似值。

關於本文中所使用之『第一』、『第二』、...等，並非特別指稱次序或順位的意思，亦非用以限定本發明，其僅僅是為了區別以相同技術用語描述的元件或操作而已。

其次，在本文中所使用的用詞『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限於。

第1圖係依照本揭示內容的一些實施例繪示一種偵測電路100的方塊示意圖。在一些實施例中，偵測電路100是應用於一熱(Thermal)/溫度感應器或是一熱/溫度偵 測電路。如第1圖所例示，偵測電路100包含一感應電路110、一控制電路120、一切換電路130以及一電容器C。

感應電路110係用以基於一電流源102產生溫度相關電壓V1和V2，其中電流源102提供電流I1。在一些實施例中，感應電路110包含感應元件(未繪示)，感應元件串聯耦接並作為一分壓器進行操作。溫度相關電壓V1和V2是各自產生於兩感應元件耦接處的相應節點。

在一些實施例中，感應電路110中的感應元件是由電阻器來實現，其中所述電阻器包含例如氮化鈦(TiN)電阻器、多晶矽閘(poly gate)電阻器、金屬電阻器、N型井(n-well)電阻器、佈植(implant)電阻器、...等等，或其組合。在一些其他實施例中，感應電路110中的感應元件是由電晶體來實現，其中所述電晶體包含例如金氧半導體(MOS)電晶體、雙極性接面電晶體(BJT)、...等等，或其組合。上述用以實現感應元件的器件僅供例示而已。不同類型的感應元件也在本揭示內容的保護範圍內。

控制電路120係用以接收溫度相關電壓V1和V2以及一輸出電壓Vo，以產生控制信號CTRL1和CTRL2。控制信號CTRL1和CTRL2係用以控制切換電路130。

切換電路130耦接電容器C於一節點Q。切換電路130係用以響應於控制信號CTRL1將電容器C耦接於一供應電壓VDD，並另外響應於控制信號CTRL2將電容器C耦接於一接地端GND，以產生輸出電壓Vo於節點Q。

在一些實施例中，電容器C是由例如MOS電容器、金屬-氧化物-金屬(metal-oxide-metal，MOM)電容器、金屬-絕緣體-金屬(metal-insulator-metal，MIM)電容器或其組合來實現。在一些其他實施例中，電容器C是由混合式電容器(hybrid capacitor)來實現，其中所述混合式電容器包含例如電解電容器(electrolytic capacitor)、陶瓷電容器(ceramic capacitor)、鉭電容器(tantalum capacitor)或其組合。上述用以實現電容器C的器件僅供例示而已。不同類型的電容性元件也在本揭示內容的保護範圍內。

如第1圖所例示，在一些實施例中，切換電路130包含切換開關S1和S2。切換開關S1和S2分別由控制信號CTRL1和CTRL2所控制，以交替地開啟而對電容器C充電及放電。實際上，輸出電壓Vo係響應於電容器C的充電及放電進行變化。

在一些實施例中，切換開關S1耦接於供應電壓VDD和一電流源104之間，其中電流源104提供電流I2，如第1圖所示。在不同實施例中，切換開關S1耦接於電流源104和節點Q之間。此外，在一些實施例中，切換開關S2耦接於接地端GND和一電流源106之間，其中電流源106提供電流I3，如第1圖所示。在不同實施例中，切換開關S2耦接於電流源106和節點Q之間。因此，第1圖中切換電路130的結構僅供例示而已。切換電路130的不同結構也在本揭示內容的保護範圍內。

第2圖係依照本揭示內容的一些實施例繪示一種描繪第1圖中輸出電壓Vo狀態的波形200的示意圖。如第2圖所例示，波形200代表第1圖中輸出電壓Vo在時間上關於溫度相關電壓的變化。以第1圖和第2圖例示來說，在充電模式中，控制電路120產生控制信號CTRL1開啟切換開關S1，此時切換開關S2關閉。因此，電容器C透過切換開關S1耦接於供應電壓VDD，並由提供電流I2的電流源104進行充電。如此一來，輸出電壓Vo增加。

當輸出電壓Vo增加而達到溫度相關電壓V1時，控制電路120轉為進入放電模式，並產生控制信號CTRL2開啟切換開關S2，此時切換開關S1關閉。因此，電容器C透過切換開關S2耦接於接地端GND，並由提供電流I3的電流源106進行放電。如此一來，輸出電壓Vo減少。當輸出電壓Vo減少而達到溫度相關電壓V2時，控制電路120轉為再次進入充電模式。

隨著時間推演，切換開關S1和切換開關S2便響應於控制信號CTRL1和CTRL2交替地開啟，以對電容器C交替地充電及放電。輸出電壓Vo因此在充電模式中增加，且在放電模式中減少，如波形200所示。

以第2圖例示來說，△P代表輸出電壓Vo的一時段。在一些實施例中，在特定溫度T下，時段△P具有特定值。當溫度T改變時，時段△P改變至相應的值。因此，當基於波形200的某一時段完成時，相應的溫度便被決定。如此一來，相應的溫度便能夠被感應或量測。換句話說，某一 溫度至另一溫度的變化能夠被監控及/或量測。

第3圖係依照本揭示內容的一些實施例主要繪示一種第1圖中控制電路120的電路示意圖。為了方便說明及完整瞭解起見，第1圖中的切換電路130及電容器C也與控制電路120一同繪示於第3圖中。如第3圖所例示，控制電路120包含比較電路210和220。比較電路210用以響應於控制信號CTRL1被啟動，並用以比較溫度相關電壓V1和輸出電壓Vo。比較電路220用以響應於控制信號CTRL2被啟動，並用以比較溫度相關電壓V2和輸出電壓Vo。切換開關S1響應於控制信號CTRL1交替地開啟，而切換開關S2響應於控制信號CTRL2交替地開啟，如上所述。在一些實施例中，比較電路210和220是由運算放大器來實現。上述實現比較電路210和220的器件僅供例示而已。實現比較電路210和220的不同類型器件也在本揭示內容的保護範圍內。

以第3圖例示來說，在一些實施例中，比較電路210包含一差動輸入對212，比較電路220包含一差動輸入對222。差動輸入對212耦接電容器C於節點Q，且耦接第1圖中的感應電路110。差動輸入對212接收溫度相關電壓V1和輸出電壓Vo。差動輸入對212響應於溫度相關電壓V1和輸出電壓Vo產生一中間信號VX。例示來說，中間信號VX表示差動輸入對212的輸出電壓，且/或表示差動輸入對212的輸出端A及B間的電壓差。

差動輸入對222耦接電容器C於節點Q，且耦接第1圖中的感應電路110。差動輸入對222接收溫度相關電壓 V2和輸出電壓Vo。差動輸入對222響應於溫度相關電壓V2和輸出電壓Vo產生一中間信號VY。例示來說，中間信號VY表示差動輸入對222的輸出電壓，且/或表示差動輸入對222的輸出端C及D間的電壓差。

例示來說，在一些實施例中，差動輸入對212包含兩NMOS電晶體M11和M12以及提供電流I4之一電流源213。NMOS電晶體M11和M12的閘極用以分別接收溫度相關電壓V1和輸出電壓Vo。NMOS電晶體M11和M12的汲極分別作為輸出端A及B。NMOS電晶體M11和M12的源極耦接電流源213。藉由溫度相關電壓V1和輸出電壓Vo，NMOS電晶體M11和M12會分別開啟，且於輸出端A及B的電壓據以產生。藉由在輸出端A及B的電壓，表示輸出端A及B間電壓差的中間信號VX便據以產生。

相應地，在一些實施例中，差動輸入對222包含兩PMOS電晶體M21和M22以及提供電流I5之一電流源223。PMOS電晶體M21和M22的閘極用以分別接收輸出電壓Vo和溫度相關電壓V2。PMOS電晶體M21和M22的汲極分別作為輸出端D及C。PMOS電晶體M21和M22的源極耦接電流源223。藉由輸出電壓Vo和溫度相關電壓V2，PMOS電晶體M21和M22會分別開啟，且於輸出端D及C的電壓據以產生。藉由在輸出端D及C的電壓，表示輸出端D及C間電壓差的中間信號VY便據以產生。

上述第3圖所示差動輸入對212和222的結構僅供例示而已。差動輸入對212和222的不同結構也在本揭示 內容的保護範圍內。舉例來說，在不同實施例中，差動輸入對212和222中每一者均是一全擺幅(full swing)差動輸入對，其用以接收全擺幅差動輸入信號。

在一些實施例中，控制電路120更包含轉換電路230和240，如第3圖所示。轉換電路230用以響應於來自差動輸入對212的中間信號VX產生控制信號CTRL2。轉換電路240用以響應於來自差動輸入對222的中間信號VY產生控制信號CTRL1。在進一步實施例中，轉換電路230將中間信號VX轉換為控制信號CTRL2，且/或轉換電路240將中間信號VY轉換為控制信號CTRL1。

在一些實施例中，轉換電路230是一相位調整電路，並藉由調整中間信號VX的相位將中間信號VX轉換為控制信號CTRL2。例示來說，中間信號VX的相位由轉換電路230進行反相，且經反相的中間信號VX輸出作為控制信號CTRL2。在一些實施例中，轉換電路240是一相位調整電路，並藉由調整中間信號VY的相位將中間信號VY轉換為控制信號CTRL1。例示來說，中間信號VY的相位由轉換電路240進行反相，且經反相的中間信號VY輸出作為控制信號CTRL1。

上述第3圖中轉換電路的數量僅供例示而已。第3圖中轉換電路的不同數量也在本揭示內容的保護範圍內。舉例來說，在不同實施例中，控制電路120中僅需要單一轉換電路。在如此實施例中，所述單一轉換電路會響應於中間信號VX產生控制信號CTRL2，亦會響應於中間信號VY產 生控制信號CTRL1。在另外實施例中，第3圖中的轉換電路230和240省略，且因此中間信號VX和VY分別作為控制信號CTRL2和CTRL1，例如第5A圖和第5B圖所示。

再者，上述第3圖中轉換電路的結構僅供例示而已。第3圖中轉換電路的不同結構也在本揭示內容的保護範圍內。舉例來說，在不同實施例中，轉換電路230係設置於比較電路210中，且/或轉換電路240係設置於比較電路220中。

如第3圖所例示，在一些實施例中，比較電路210更包含一切換單元214，且/或比較電路220更包含一切換單元224。切換單元214用以由控制信號CTRL1開啟，以將差動輸入對212耦接至提供操作電壓之一主動負載216。切換單元224用以由控制信號CTRL2開啟，以將差動輸入對222耦接至提供操作電壓之一主動負載226。

以第3圖例示來說，在一些實施例中，切換單元214包含切換開關S11和S12，切換單元224包含切換開關S21和S22。切換開關S11耦接於輸出端A與主動負載216之間。切換開關S12耦接於輸出端B與主動負載216之間。切換開關S11和S12是由控制信號CTRL1所控制以開啟或關斷。切換開關S21耦接於輸出端C與主動負載226之間。切換開關S22耦接於輸出端D與主動負載226之間。切換開關S21和S22是由控制信號CTRL2所控制以開啟或關斷。

上述切換單元214及/或切換單元224的結構僅供例示而已。切換單元214及/或切換單元224的不同結構也 在本揭示內容的保護範圍內。舉例而言，在不同實施例中，切換單元214耦接於主動負載216與供應電壓VDD之間。舉另一例而言，在不同實施例中，切換單元224耦接於主動負載226與接地端GND之間。

以第3圖例示來說，在一些實施例中，主動負載216包含兩PMOS電晶體MP1和MP2。PMOS電晶體MP1和MP2係由電壓VB1所偏壓，並分別耦接於切換開關S11和S12。在一些實施例中，主動負載226包含兩NMOS電晶體MN1和MN2。NMOS電晶體MN1和MN2係由電壓VB2所偏壓，並分別耦接於切換開關S21和S22。

上述主動負載216及/或主動負載226的結構僅供例示而已。主動負載216及/或主動負載226的不同結構也在本揭示內容的保護範圍內。舉例而言，在不同實施例中，主動負載216包含兩個交叉耦接的PMOS電晶體。以此兩交叉耦接的PMOS電晶體例示來說，第一PMOS電晶體的閘極耦接於第二PMOS電晶體的閘極，第一及第二PMOS電晶體的源極用以接收供應電壓。舉另一例而言，在不同實施例中，主動負載226包含兩個交叉耦接的NMOS電晶體。

上述第3圖中控制電路120的結構僅供例示而已。控制電路120的不同結構也在本揭示內容的保護範圍內。舉例而言，在不同實施例中，主動負載216及切換單元214係設置於比較電路210的外部，且/或主動負載226及切換單元224係設置於比較電路220的外部。在另外實施例中，主動負載216及切換單元214係與轉換電路230整合， 且/或主動負載226及切換單元224係與轉換電路240整合。

第4圖係依照本揭示內容的一些實施例繪示一種第3圖中控制電路120之操作的方法400流程示意圖。方法400包含操作S402、S404、S406、S408、S410、S412，其參照第2圖與第3圖敘述如下。

在操作S402中，差動輸入對222比較溫度相關電壓V2和輸出電壓Vo，以產生中間信號VY。

在操作S404中，轉換電路240將中間信號VY轉換為控制信號CTRL1關閉切換開關S1以及切換開關S11和S12。藉由切換開關S11和S12的關閉，差動輸入對212停止作動。

在一些實施例中，中間信號VY係藉由調整中間信號VY的相位來進行轉換，以產生控制信號CTRL1。在一些其他實施例中，中間信號VY係藉由放大中間信號VY來進行轉換，以產生控制信號CTRL1。上述轉換中間信號VY的方式僅供例示而已。轉換中間信號VY的不同方式也在本揭示內容的保護範圍內。

在操作S406中，當輸出電壓Vo小於或達到溫度相關電壓V2時，轉換電路240輸出由中間信號VY轉換而得的控制信號CTRL1，以開啟切換開關S1以及切換開關S11和S12。藉由切換開關S11和S12的開啟，差動輸入對212據以啟動。

在操作S408中，差動輸入對212比較溫度相關電壓V1和輸出電壓Vo，以產生中間信號VX。

在操作S410中，轉換電路230將中間信號VX轉換為控制信號CTRL2關閉切換開關S2以及切換開關S21和S22。藉由切換開關S21和S22的關閉，差動輸入對222停止作動。

此外，藉由如上所述切換開關S2的關閉以及切換開關S1的開啟，偵測電路100轉而進入充電模式。因此，電容器C經由開啟的切換開關S1耦接至供應電壓VDD，以進行充電。如此一來，輸出電壓Vo會依據經充電的電容器C增加。

在一些實施例中，中間信號VX係藉由調整中間信號VX的相位來進行轉換，以產生控制信號CTRL2。在一些其他實施例中，中間信號VX係藉由放大中間信號VX來進行轉換，以產生控制信號CTRL2。上述轉換中間信號VX的方式僅供例示而已。轉換中間信號VX的不同方式也在本揭示內容的保護範圍內。

在操作S412中，當輸出電壓Vo增加而大於或達到溫度相關電壓V1時，轉換電路230輸出由中間信號VX轉換而得的控制信號CTRL2，以開啟切換開關S2以及切換開關S21和S22。藉由切換開關S21和S22的開啟，差動輸入對222據以啟動。接著，操作S402及操作S404再次被執行，以關閉切換開關S1以及切換開關S11和S12。

藉由如上所述切換開關S1的關閉以及切換開關S2的開啟，偵測電路100轉而進入放電模式。因此，電容器C經由開啟的切換開關S2耦接至接地端GND，以進行放 電。如此一來，輸出電壓Vo會依據經放電的電容器C減少。

當輸出電壓Vo減少至小於或達到溫度相關電壓V2時，操作S406再次被執行。

在一些技術中，對一個偵測電路而言，在比較電路和切換電路之間會設置有多種信號處理電路(如：數位RS閂鎖電路)。上述多種信號處理電路處理比較電路的輸出，並產生控制信號用以控制上述切換電路，以對電容性元件充電或放電而產生輸出信號。然而，上述多種信號處理電路會造成產生輸出信號的延遲。

相較於上述技術中的偵測電路，本揭示內容的偵測電路100能夠產生輸出信號而不需要比較電路和切換電路之間的數位RS閂鎖電路。因此，比較電路和切換電路之間的延遲情況減少。如此一來，本揭示內容的偵測電路100中產生輸出信號的速度比其他技術中偵測電路的速度相對較快。

此外，儘管沒有上述的數位RS閂鎖電路，本揭示內容中比較電路的輸出仍然能夠被用來控制切換電路。因此，由差動輸入對的輸出衍生而來用以控制切換電路的控制信號，便不需要被要求觸發數位RS閂鎖電路的全數位擺幅(full digital swing)。如此一來，本揭示內容的比較電路能夠以比其他技術中的比較電路所需的電力更低的電力來進行操作。

第4圖中的方法400僅供例示而已。第3圖中控制電路120的不同操作也在本揭示內容的保護範圍內。舉例 來說，在不同實施例中，第4圖中的方法400更包含在第4圖的操作前初始化或啟始控制電路120的操作。除此之外，控制電路120與切換電路130及/或感應電路110相關的不同操作也在本揭示內容的保護範圍內。

上述描述包含例示的操作，但所述操作並非以第4圖所示的順序為必要。在不脫離本揭示內容之不同實施例的精神和範圍內，其他操作亦可適當地被增加、取代、改變順序及/或刪除。

如第3圖所例示，在一些實施例中，差動輸入對212的輸出及差動輸入對222的輸出係經交叉閂鎖(cross latched)。例示地來說，差動輸入對212的輸出端A耦接於差動輸入對222的輸出端D，差動輸入對212的輸出端B耦接於差動輸入對222的輸出端C。在上述實施例的操作中，當中間信號VX產生時，輸出端C和D依據中間信號VX具有相應的電壓。實際上，這會加速差動輸入對222產生中間信號VY的操作。當中間信號VY產生時，輸出端A和B依據中間信號VY具有相應的電壓。實際上，這會加速差動輸入對212產生中間信號VX的操作。

在不同實施例中，差動輸入對212的一個輸出端與差動輸入對222的一個輸出端彼此閂鎖。例示地來說，差動輸入對212的輸出端B耦接於差動輸入對222的輸出端D。實際上，這也會加速差動輸入對212產生中間信號VX的操作，以及差動輸入對222產生中間信號VY的操作。

第5A圖及第5B圖係分別依照本揭示內容的不 同實施例分別繪示一種第3圖中轉換電路230與比較電路210相關的電路示意圖。

如第5A圖所例示，在一些實施例中，轉換電路230包含一反相器232。例示地來說，輸出端B耦接於反相器232的輸入端，且輸出端A以電壓VB1進行偏壓。中間信號VX係產生於輸出端B。反相器232用以將中間信號VX作反相，並輸出經反相的中間信號VX作為控制信號CTRL2。

相較於第5A圖的實施例，在第5B圖所示的不同實施例中，轉換電路230包含一切換開關234以及提供電流I6之一電流源236。切換開關234耦接電流源236於一節點P。切換開關234用以由中間信號VX開啟，並將節點P耦接至供應電壓VDD，以產生控制信號CTRL2。實際上，切換開關234係作為一放大器進行操作，以放大中間信號VX。

在進一步實施例中，切換開關234係由PMOS電晶體MP來實現。例示地來說，PMOS電晶體MP的源極耦接供應電壓VDD，PMOS電晶體MP的閘極耦接輸出端B以接收中間信號VX，PMOS電晶體MP的汲極耦接電流源236於節點P。

上述第5A圖及第5B圖中轉換電路230與比較電路210相關的電路結構僅供例示而已。轉換電路230與比較電路210相關的不同電路結構也在本揭示內容的保護範圍內。

此外，在一些實施例中，第3圖中轉換電路240與比較電路220相關的電路結構包含相應於如第5A圖及第 5B圖所示的電路結構。舉例而言，在不同實施例中，第3圖中的轉換電路240也包含反相器(未繪示)，其相應於第5A圖中的反相器232，或是包含切換開關(未繪示)，其相應於第5B圖中的切換開關234。換句話說，轉換電路240與比較電路220相關的不同電路結構也在本揭示內容的保護範圍內。

在本揭示內容的一些實施例中，切換開關中至少一者係由至少一MOS電晶體來實現。在進一步實施例中，上述至少一MOS電晶體中每一者係由堆疊的多個MOS電晶體或是串接的多個MOS電晶體來實現。在不同實施例中，上述至少一MOS電晶體中每一者係由一或多個控制信號來控制。

關於本文中所使用之『耦接』或『連接』，均可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，亦可指二或多個元件相互操作或動作。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域具通常知識者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

213、223‧‧‧電流源

120‧‧‧控制電路

210、220‧‧‧比較電路

212、222‧‧‧差動輸入對

214、224‧‧‧切換單元

216、226‧‧‧主動負載

230、240‧‧‧轉換電路

Claims (10)

1. 一種熱偵測電路，包含：一第一差動輸入對以及一第二差動輸入對，其中該第一差動輸入對用以依據該第二差動輸入對之輸出啟動，並用以接收一第一溫度相關電壓以及一輸出信號，且該第二差動輸入對用以依據該第一差動輸入對之輸出啟動，並用以接收一第二溫度相關電壓以及該輸出信號；以及一切換電路，用以依據該第一差動輸入對之輸出將一電容性元件耦接至一第一供應電壓，並依據該第二差動輸入對之輸出將該電容性元件耦接至一第二供應電壓，以產生該輸出信號。
2. 如請求項1所述之熱偵測電路，更包含：至少一轉換電路，用以響應於該第一差動輸入對及該第二差動輸入對之輸出中至少一者，產生至少一控制信號用以控制該切換電路並交替地啟動該第一差動輸入對及該第二差動輸入對；其中該至少一轉換電路包含至少一反相器以及至少一切換開關中至少一者，該至少一反相器用以反相該第一差動輸入對及該第二差動輸入對之輸出中該至少一者，以產生該至少一控制信號；該至少一切換開關用以由該第一差動輸入對及該第二 差動輸入對之輸出中該至少一者開啟，以產生該至少一控制信號。
3. 如請求項1所述之熱偵測電路，其中該第一差動輸入對之輸出及該第二差動輸入對之輸出係經交叉閂鎖。
4. 如請求項1所述之熱偵測電路，更包含：一第一切換單元，用以依據該第二差動輸入對之輸出將該第一差動輸入對耦接至一第一主動負載，以啟動該第一差動輸入對；以及一第二切換單元，用以依據該第一差動輸入對之輸出將該第二差動輸入對耦接至一第二主動負載，以啟動該第二差動輸入對。
5. 一種熱偵測電路，包含：一感應電路，用以產生至少一溫度相關電壓；一第一比較電路，用以比較來自該感應電路之一第一溫度相關電壓與一輸出信號，以產生一第一控制信號，其中該輸出信號係產生於一節點，該節點耦接至一電容性元件；一第二比較電路，用以比較來自該感應電路之一第二溫度相關電壓與該輸出信號，以產生一第二控制信號，其中該第一比較電路用以響應於該第二控制信號啟動，該第二比較電路用以響應於該第一控制信號啟動；以及 一切換電路，用以響應於該第一控制信號及該第二控制信號，將該電容性元件交替地耦接至一第一供應電壓及一第二供應電壓，以對該電容性元件交替地充電及放電而產生該輸出信號。
6. 如請求項5所述之熱偵測電路，其中該第一比較電路包含一第一差動輸入對，其中該第一差動輸入對用以接收該第一溫度相關電壓以及該輸出信號，並產生一第一中間信號，以及該第二比較電路包含一第二差動輸入對，其中該第二差動輸入對用以接收該第二溫度相關電壓以及該輸出信號，並產生一第二中間信號；其中該熱偵測電路更包含：一第一轉換電路，用以響應於該第一中間信號產生該第一控制信號；以及一第二轉換電路，用以響應於該第二中間信號產生該第二控制信號；其中該第一轉換電路包含一第一反相器及一第一開關中至少一者，或該第二轉換電路包含一第二反相器及一第二開關中至少一者，其中該第一反相器用以接收該第一中間信號，並輸出該第一控制信號，該第二反相器用以接收該第二中間信號，並輸出該第二控制信號；其中該第一開關用以由該第一中間信號開啟，以輸出該第一控制信號，該第二開關用以由該第二中間信號開 啟，以輸出該第二控制信號。
7. 如請求項6所述之熱偵測電路，更包含：一第一切換單元，用以由該第二控制信號開啟，以將該第一差動輸入對耦接至提供操作電壓之一第一主動負載；以及一第二切換單元，用以由該第一控制信號開啟，以將該第二差動輸入對耦接至提供操作電壓之一第二主動負載；其中該第一差動輸入對之輸出的至少一端及該第二差動輸入對之輸出的至少一端係經閂鎖。
8. 一種熱偵測方法，包含：響應於一第一控制信號，比較來自一感應電路之一第一溫度相關電壓與一輸出信號，以產生一第二控制信號，其中該輸出信號係產生於一節點，該節點耦接至一電容性元件；響應於該第二控制信號，比較來自該感應電路之一第二溫度相關電壓與該輸出信號，以產生該第一控制信號；以及響應於該第一控制信號及該第二控制信號，藉由一切換電路對該電容性元件交替地充電及放電而產生該輸出信號。
9. 如請求項8所述之熱偵測方法，其中比較該第一溫度相關電壓與該輸出信號的步驟包含： 藉由該第一控制信號啟動一第一差動輸入對，以接收該第一溫度相關電壓與該輸出信號，並響應地產生一第一中間信號；以及比較該第二溫度相關電壓與該輸出信號的步驟包含：藉由該第二控制信號啟動一第二差動輸入對，以接收該第二溫度相關電壓與該輸出信號，並響應地產生一第二中間信號；其中啟動該第一差動輸入對的步驟包含：開啟一切換單元，以將該第一差動輸入對耦接至提供操作電壓之一主動負載；其中熱偵測方法更包含：將該第一中間信號轉換為該第二控制信號；以及將該第二中間信號轉換為該第一控制信號。
10. 如請求項8所述之熱偵測方法，其中對該電容性元件交替地充電及放電的步驟包含：藉由該第一控制信號控制該切換電路，以將該電容性元件耦接至一第一供應電壓；以及藉由該第二控制信號控制該切換電路，以將該電容性元件耦接至一第二供應電壓。