一種cmos溫度傳感器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種CMOS溫度傳感器。該CMOS溫度傳感器包括一個雙極晶體管、過采樣的模數轉換模塊、校準模塊和至少兩路單元電流源,單元電流源的輸出端通過切換模塊耦合到雙極晶體管的集電極,所述雙極晶體管的集電極和基極與參考地連接,并連接到模數轉換模塊;所述模數轉換模塊連接有基準電壓;所述切換模塊先將所有的單元電流源同時切換到雙極晶體管;模數轉換模塊輸出第一轉換結果;然后在模數轉換模塊的一個采集周期內依次將單元電流源切換到雙極晶體管,每次只有一個單元電流源導通,模數轉換模塊輸出第二轉換結果;所述校正模塊綜合第一轉換結果和第二轉換結果得出最終矯正值。本發明可以提高CMOS溫度傳感器的校準效率。
【專利說明】一種CMOS溫度傳感器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種傳感器領域,尤其涉及一種CMOS溫度傳感器。
【背景技術】
[0002]隨著各類電子產品的便攜化和小型化,可以和數據采集電路,校準模塊甚至系統芯片集成的基于現代CMOS工藝的溫度傳感器具有體積小,成本低的特點而被廣泛應用。這類CMOS集成溫度傳感器主要是基于帶隙基準電壓源電路,即通過雙極晶體管及一些電流偏置電路分別構成一個與絕對溫度成正比的PTAT電壓和一個負溫度系數的CTAT電壓組合成一個沒有溫度系數的電壓作為參考電壓,通過測量PTAT電壓或者CTAT電壓與該參考電壓的比例來實現溫度的檢測。這個過程中,由于芯片生產過程中的諸多不理想因素,導致最后的溫度輸出會有較大的偏差,通常包含了漂移,靈敏度偏差以及非線性偏差三類偏差。要達到+/_ 0.5T內準確度通常需要在兩個及以上溫度點進行測量然后進行校準。由于溫度校準設備的穩定時間很長,造成校準成本成為限制CMOS溫度傳感器生產的關鍵因素。
[0003]圖1示出了傳統的CMOS溫度傳感器電路原理圖。雙極晶體管和Q2分別為兩個雙極晶體管,Rl, R2,R3則為三個電阻。R2與Rl的比例確定了雙極晶體管和Q2的集電極偏置電流比例N,同時Q2和雙極晶體管的發射結面積比例為M,則VTP與VTN電壓差可以表示為
【權利要求】
1.一種CMOS溫度傳感器,其特征在于,包括一個雙極晶體管、過采樣的模數轉換模塊、校準模塊和至少兩路單元電流源,單元電流源的輸出端通過切換模塊耦合到雙極晶體管的集電極,所述雙極晶體管的集電極和基極與參考地連接,并連接到模數轉換模塊;所述模數轉換模塊連接有基準電壓; 所述切換模塊先將所有的單元電流源同時切換到雙極晶體管;模數轉換模塊輸出第一轉換結果;然后在模數轉換模塊的一個采集周期內依次將單元電流源切換到雙極晶體管,每次只有一個單元電流源導通,模數轉換模塊輸出第二轉換結果;所述校正模塊綜合第一轉換結果和第二轉換結果得出最終矯正值。
2.如權利要求1所述的一種CMOS溫度傳感器,其特征在于,所述矯正電路還包括產生不同單元電流源的偏置電流產生模塊。
3.如權利要求1所述的一種CMOS溫度傳感器,其特征在于,所述切換模塊包括與每個單元電流源輸出端串接的開關單元,以及控制開關單元的動態單元匹配邏輯單元。
4.如權利要求1所述的一種CMOS溫度傳感器,其特征在于,所述第一轉換結果Dl的計算公式為:
5.如權利要求4所述的一種CMOS溫度傳感器,其特征在于,所述第二轉換結果D2的計算公式為:
6.如權利要求5所述的一種CMOS溫度傳感器,其特征在于,所述最終矯正值Twt的技術公式為:
【文檔編號】G01K7/01GK103837253SQ201410108382
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月21日 優先權日:2014年3月21日
【發明者】盛云, 王升楊, 王一峰 申請人:蘇州納芯微電子有限公司