片上集成温度传感器电路的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种片上集成温度传感器电路。
【背景技术】
[0002]温度传感器广泛使用在测量、仪器仪表和控制系统中，是一种可生产的集成电路温度传感器，并且是理想的批量生成的低成本产品。而且，这种温度传感器可以通过IC技术集成在一个电子芯片上。这种智能温度传感器相比于传统的温度传感器有明显的优势，它可以直接和MCU或PC机通信，在应用时减少了复杂和模块化的系统的使用。
[0003]目前报道的使用CMOS工艺的测温方案有很多种，非专利文献I利用CMOS工艺的两个衬底三极管(PNP)的基一射电压差AVE的温度特性，一个带隙基准电压和Σ -AADC得到数字输出，该文献报道在一 55°C _125°C温度测量精度可达±0.1°C，但是该设计使用动态元件匹配、斩波放大器和Σ -ADAC减小误差。而且利用二阶Σ -ADAC作为模数转换器，电路结构复杂，占用芯片面积大，对于片上温度传感器来说，这不是一种经济的方案。非专利文献2中采用了反相器链的延迟时间随温度变化的特性来测量温度，最后通过一个TDC得到被测温度的数字值，电路过于复杂，功耗也较高，不符合低功耗要求。非专利文献3中利用MOS晶体管的阈值电压的温度特性得到负温度特性电压，然后驱动一个VC0，得出频率与温度成比例的振荡信号。但是晶体管的阈值电压的工艺偏差非常大，校准成本较高。
[0004]非专利文献1:“A CMOS Smart Temperature sensor With a 3 σ Inaccuracy of0.1°C From 55°C to 125°C”(Pertijs M，Makinwa K，Huijsing H，IEEE，J.Solid-StateCircuit，2005，40(12):2805-2815.)
[0005]非专利文献2:“A Time-to-Digital-Converter-Based CM-OS SmartTemperature Sensor^ (IEEE, J.Solid-State Circuit，2005，40 (8): 1642-1648.)
[0006]非专利文献3:“A Novel Built-1n CMOS Temperature Sensor forVLSI Circuits” (Wang Nailong, Zhang Sheng，Zhou Runde, Chinese Journal ofSemiconductors, 2004:25(3):252-255.)
【实用新型内容】
[0007]本实用新型目的是:提供一种片上集成温度传感器电路。
[0008]本实用新型的技术方案是:一种片上集成温度传感器电路，其包括:寄生双极晶体管，与寄生双极晶体管输出相连的可编程增益放大器、与可编程增益放大器输出相连的一模数转换器、与模数转换器输入相连的偏移数模转换器、输出与模数转换器相连的带隙电压参考源、和与模数转换器输出相连的数字后端处理器。
[0009]在上述技术方案的基础上，进一步包括如下附属技术方案:
[0010]所述寄生双极晶体管中的衬底PNP晶体管为温度感应件。
[0011]所述所述寄生双极晶体管为CMOS工艺的晶体管，可编程增益放大器为8倍增益放大，模数转换器为12位的delta-sigma模数转换器，偏移数模转换器的位数为I位。
[0012]所述模数转换器包括了一模拟调制器、和一数字滤波器。
[0013]本实用新型优点是:
[0014]本实用新型利用标准CMOS工艺中的衬底PNP晶体管作为其主要的温度感应件，以及采用全温范围内的两点校准技术消除温度器件的非线性，从而实现低功耗高精度的片上集成温度传感器电路，满足测量精度(±0.50C )和低功耗要求。
【附图说明】
[0015]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述:
[0016]图1为本实用新型的电路架构图；
[0017]图2为本实用新型中两衬底PNP产生PTAT电压示意图；
[0018]图3为本实用新型中PTAT/R偏置电路原理图；
[0019]图4为本实用新型中偏置电流源的动态元件匹配产生一个准确的AVBE的示意图；
[0020]图5为本实用新型中ADC第一级积分器的电路框图及其时序图；
[0021]图6为本实用新型中ADC第一级积分器的时序图；
[0022]图7为本实用新型中可编程增益放大器和偏移DAC后的温度传感器核的电压跨度图；
[0023]图8为本实用新型中基于Monte Carlo仿真的两点校正后的温度传感器的积分非线性误差图。
【具体实施方式】
[0024]实施例:以下将结合图1?图6对本实用新型专利的片上集成温度传感器电路作进一步的详细描述。本实用新型专利的片上集成温度传感器电路，利用标准CMOS工艺中的衬底PNP晶体管作为其主要的温度感应件，以及采用全温范围内的两点校准技术消除温度器件的非线性，从而实现低功耗高精度的片上集成温度传感器电路。
[0025]现以一具体实施例详细说明本实用新型专利低功耗高精度片上集成温度传感器电路:
[0026]为了实时检测芯片内部电路的温度变化，以补偿参考电压等有温度系数的电路造成的增益误差。本实用新型专利提出的低功耗高精度片上集成温度传感器电路，其系统框图参见图1，该温度传感器是利用标准CMOS工艺中的衬底PNP晶体管作为其主要的温度感应件，以及采用全温范围内的两点校准技术消除温度器件的非线性。整个系统是基于寄生双极晶体管，内置了一个12位的Σ _△ ADC，8倍的可编程增益放大器，嵌入了带隙电压参考源，以及I位偏移DAC和数字后端处理器。
[0027]图2是基于双极晶体管BJT的温度传感器的工作原理，两个相同衬底的PNP晶体管QR和QL以1: P的电流比被偏置。QR的基极-发射极电压VBEl是绝对温度(CTAT)电压的一种互补，以下将分析电路误差的主要来源和消除技术:
[0028]—是电流增益β的影响，可采用PTAT偏置电路以消除这种依赖VBE的电流增益；此外，运算放大器中的偏移是可以用斩波电路消除。CMOS温度传感器是基于PNP双极型晶体管设计的。其中硅衬底常与地相连，因此须通过其发射极使PNP偏置。这种连接确保了基极-集电极的电压为