【摘 要】
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与传统温度传感器相比,集成温度传感器集成了感温电路和信号处理电路,可监测芯片和环境温度。具有灵敏度高、体积小、功耗低、自热温升小、成本低和可直接数字化输出的优点。
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与传统温度传感器相比,集成温度传感器集成了感温电路和信号处理电路,可监测芯片和环境温度。具有灵敏度高、体积小、功耗低、自热温升小、成本低和可直接数字化输出的优点。但是由于工艺偏差和寄生参数等非理想因素的限制,集成CMOS温度传感器测温范围窄,实现高精度需要特殊技术的缺点。本文设计的CMOS温度传感器主要包括两部分：感温电路和12位SAR ADC。感温电路采用CMOS工艺下纵向寄生PNP管的AVBE和开关电容放大器来实现。为减小电流源失配和放大器失调对感温精度的影响,采用了动态匹配技术和斩波稳零技术。SAR ADC采用传统结构,其中采样保持电路采用下级板采样技术；DAC转换器采用高7位电容DAC和低5位电阻DAC混合的结构：比较器采用三级前置放大器后加锁存器的高速形式,并运用了输出消失调技术。论文设计的温度传感器在Global Froundry 0.13um 1P6M工艺下实现。芯片面积500um×600um,模拟电源电压为3.3V,数字电源电压为1.2V,总体功耗小于2.5mW。芯片测试结果表明：12位SAR ADC在1MHz采样率下实际有效位(ENOB)大于10位,温度传感器在-40℃～125℃温度范围内测温误差为±1℃,灵敏度为0.25℃。
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