【摘 要】
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近年来,物联网技术受到广泛关注,温度传感器作为物联网的核心元件之一,对其性能要求逐步提高。传统的分立式温度传感器不利于微型化,与当前的IC工艺兼容性差,输出模拟信号需要额外的模数转换电路才能输出数字信号。COMS集成温度传感器可直接输出数字信号,便于使用,具有低成本、低功耗、高分辨率等优点,可采用I~2C协议,与其他芯片交互性、兼容性好。论文基于0.18μm工艺,设计一种I~2C接口的高精度、高分
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近年来,物联网技术受到广泛关注,温度传感器作为物联网的核心元件之一,对其性能要求逐步提高。传统的分立式温度传感器不利于微型化,与当前的IC工艺兼容性差,输出模拟信号需要额外的模数转换电路才能输出数字信号。COMS集成温度传感器可直接输出数字信号,便于使用,具有低成本、低功耗、高分辨率等优点,可采用I~2C协议,与其他芯片交互性、兼容性好。论文基于0.18μm工艺,设计一种I~2C接口的高精度、高分辨率、低功耗的温度传感器。采用传统的带隙感温结构实现温度测量,同时,设计可后续校准的电路和动态元器件匹配电路,对电路中的非理想因素导致的温度误差进行补偿,提高温度传感器的精度。综合考虑芯片电路功耗和版图面积等因素,采用混合型ADC（10位Sigma-Delta ADC与4位SAR ADC）对感温电压进行转换,将带隙基准电压与感温电压进行比较,通过混合型ADC将结果转换成数字信号,通过I~2C接口输出结果。设计采用Cadence相关工具进行电路仿真分析,完成版图设计,优化电路参数设计。仿真结果表明,温度传感器转化时,最大电流不超过70μA,在-20oC-70oC测温范围内温度最大误差不超过0.3oC。对芯片进行ESD和Latch-UP等可靠性测试,结果表明符合实际使用场景要求。
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