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随着工艺制造技术的进步和电子产品的快速更新换代,应用的系统越来越更复杂,专注于专用的高精度温度传感器所需的电子设备传感器,在消费性电子、医疗设备和工业控制等领域都不可或缺。对更高性能的温度传感器快速增长的需求使本文对温度传感器的研究具有重要的意义。本文重点研究了高精度温度的设计技术,提出的温度检测架构相比于传统的温度传感器,架构简单、功耗低、精度高、易于集成,具有更广泛的应用前景。文中概述了温度传感器的现状和趋势,阐述了温度传感器的优势和特点。传统的温度传感器主要由两部分构成,一是温度感应模块,另一个是模数转化器ADC,将模拟的与温度成线性关系的电压或者电流转换成数字量。因为三极管的(35)VBE(PTAT电压)有很好的线性度,且其对工艺不敏感,具有非常好的可重复性,因此被很多温度传感器用作温度感应的模块。本文也采用由(35)VBE感应温度的方式,但是在由感应得到的电压转换成数字量的过程中,本文与传统的方式有很大不同。温度传感器采用两个相同的电压-频率转化电路分别将PTAT电压与基准电压转化为频率,通过两个13位的计数器计数来得出PTAT电压与基准电压对应频率的比值,从而获得温度值大小,温度的分辨率可以通过调节计数器的位数而调节,从而可以得到任意分辨率的温度。通过分析温度传感器中的各种非理想因素,采用Chopper技术、有限电流增益?消除技术、Trimming校准电路等技术消除非理想因素的影响,提高测温精度。本设计采用CSMC 0.25?m BCD工艺,利用Cadence Spectre仿真工具,电源电压为3.3V,选取6个温度点对整个温度传感器电路进行了整体仿真验证。所设计温度传感器经过片外两点校准之后,在-40℃到125℃的温度范围内的能够达到±0.2℃的精度和0.08℃的分辨率,芯片常温下总功耗为116μA,平均温度转换时间为15ms,芯片面积为0.15mm2,满足设计指标要求。