本文设计了一款数字输出的集成温度传感器,采用XFAB0.6um BICMOS工艺,在0℃-60℃范围内实现了±0.5℃的精度(单点校准后)。该温度传感器的特点是不需要用户进行额外的校准,芯片通过数字接口直接输出数字温度。主要应用在手机等消费电子类领域。该温度传感器主要包含温度sensor部分、sigma delta调制部分、数字滤波部分以及数据通信接口部分。本论文主要关注前面三个部分。本文所设计的温度传感器主要基于偏置在不同电流密度下的两三极管基级-射极电压之差△VBE的PTAT特性,利用sigma delta AD转换器将该PTAT的电压量进行精确量化,最终得到当前芯片本地温度。本文对温度传感器中误差源做了深入的讨论,其中主要包括VBE的非线性、VBE随工艺的偏差校准、以及各种失调的消除(包括运放的失调、开关管注入的失配以及器件相互间的失配等),并给出了相应可行的解决办法。运放失调的消除主要采用了斩波技术,关键参数的匹配采用了动态匹配(DEM)技术。Sigma delta调制器的过采样特性和上面两种技术能够很好的兼容,而且由于在实际应用中对温度测量的速度没有过高要求(10次/秒已经远远足够),利用sigma delta转换器可以很好的实现用速度来换取精度。在本文设计的电路中,考虑到电路实现的成本以及简单性,设计了一阶离散sigma delta转换器,通过仿真验证达到13bit精度,满足温度传感器中测量要求。三极管VBE随工艺角的波动可以利用基于码流控制的校准技术通过单点校准消除,VBE的非线性通过在参考源(间接参考源)引入一定正的温度系数控制在可以接受范围之类。