《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一種帶有斜率補(bǔ)償?shù)钠蠝囟葯z測(cè)電路
2020年電子技術(shù)應(yīng)用第8期
郝強(qiáng)宇，王日炎，周伶俐，賀黌胤
廣州潤(rùn)芯信息技術(shù)有限公司，廣東 廣州510700
摘要： 介紹了一種采用0.13 μm CMOS工藝制作的適用于片上集成電路的溫度傳感器。分析了核心模擬電路和溫度檢測(cè)原理，對(duì)參考電壓進(jìn)行了斜率補(bǔ)償，以取得更準(zhǔn)確的溫度檢測(cè)性能。樣品電路測(cè)試表明，在-55 ℃～125 ℃范圍內(nèi)，溫度檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際溫度基本吻合。
中圖分類號(hào)： TN432
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200189
中文引用格式： 郝強(qiáng)宇，王日炎，周伶俐，等. 一種帶有斜率補(bǔ)償?shù)钠蠝囟葯z測(cè)電路[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2020，46(8)：80-82.
英文引用格式： Hao Qiangyu，Wang Riyan，Zhou Lingli，et al. An on-chip temperature sensor with slope compensation[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(8)：80-82.
An on-chip temperature sensor with slope compensation
Hao Qiangyu，Wang Riyan，Zhou Lingli，He Hongyin
Guangzhou Runxin Information Technology Co.，Ltd.，Guangzhou 510700，China
Abstract： An on-chip temperature sensor based on 0.13 μm CMOS IC process was presented. The core analog circuit and the principle of temperature sensing were analyzed. Slope compensation of reference voltage was used to obtain more sensing accuracy. The temperature sensor was fabricated, and test results showed that, in the range of -55 ℃ to 125 ℃, the sensed temperature was basically in agreement with the actual temperature.
Key words : temperature sensor；slope compensation；analog IC

0 引言

    集成電路對(duì)溫度的變化十分敏感，不同的溫度下芯片性能不同，過高的溫度也會(huì)導(dǎo)致芯片永久損壞。為了了解芯片所在環(huán)境和其內(nèi)部的溫度情況，需要溫度檢測(cè)電路，以進(jìn)行相應(yīng)的處理。但是，更多功能的增加會(huì)導(dǎo)致芯片面積和功耗的增加。因此，一個(gè)既簡(jiǎn)單易行又不失精確度的溫度檢測(cè)電路將是研究的重點(diǎn)。

    最簡(jiǎn)單的電路[1]是將溫度電壓與參考電壓進(jìn)行比較，超過閾值后關(guān)斷電路。但隨著集成電路復(fù)雜程度的增加，需要溫度檢測(cè)電路將溫度轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，來控制其他模塊。采用斬波技術(shù)和sigma-delta ADC的溫度檢測(cè)電路[2]具有最高的精度，但是其面積較大，不適合作為片上輔助功能電路使用；另一種結(jié)構(gòu)[3]使用與溫度成正比(PTAT）振蕩器，在不同溫度下，產(chǎn)生不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)，容易對(duì)其他電路產(chǎn)生影響，并增加系統(tǒng)雜散；使用亞閾值區(qū)MOS管產(chǎn)生PTAT電壓的溫度檢測(cè)電路[4]具有最小的面積和功耗，但是其線性度一般較差；文獻(xiàn)[5]采用了PTAT電壓、參考電壓、比較器和數(shù)字電路的結(jié)構(gòu)，具有適中的面積和精度，但其參考電壓在通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)改變時(shí)，溫度補(bǔ)償性能會(huì)變差。




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作者信息：

郝強(qiáng)宇，王日炎，周伶俐，賀黌胤

(廣州潤(rùn)芯信息技術(shù)有限公司，廣東 廣州510700)

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