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随着电子产品的更新换代以及集成电路工艺技术的进步,集成电路芯片的特征尺寸越来越小,从0.18μm、0.13μm、90nm、65nm到45nm、40nm甚至32nm工艺,集成密度越来越高,器件的密度和能耗也越来越大,芯片热效应也越来越明显。集成电路元件和金属互连线上的能耗将导致芯片内部的温度存在差异,从而导致电路的参数改变,性能变坏,严重的甚至出现逻辑功能的错误,芯片运行不正常。研究表明,芯片温度平均每升高1℃,MOS管的驱动能力将下降约4%,连线延迟增加5%,集成电路失效率增加一倍。为了避免芯片局部温度过高对芯片造成损害,需要在芯片内部集成一个温度传感器实时检测温度的变化。本论文利用与CMOS工艺相兼容的纵向晶体管的温度特性,设计了一款具有低功耗、较高精度的CMOS温度传感器。电路采用开关电流源结构,利用不同时间内晶体管基区-发射区电压差得出与绝对温度成正比例关系的电压ΔVBE,基于SMIC40nm CMOS逻辑工艺实现,电压采用2.5V(过驱动电压3.3V)/1.1V,仿真结果表明,在温度范围为-40℃~125℃时,功耗为247.5μW,温度灵敏度为7.2mV/℃,温度仿真精度在±0.5℃以内。