隨著IC技術(shù)的不斷發(fā)展,芯片集成度不斷提高,會(huì)帶來(lái)芯片功耗的增大和溫度的積聚。為避免因工作溫度過(guò)高造成芯片損壞,確保芯片電路工作的穩(wěn)定性和可靠性,本文設(shè)計(jì)了一種芯片內(nèi)部溫度測(cè)試電路,為溫度補(bǔ)償模塊提供溫度參量,實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié),確保芯片在正常溫度范圍內(nèi)工作。本文基于Global Foundry 55nm CMOS工藝,通過(guò)帶隙基準(zhǔn)電路實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量,利用逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器（SAR ADC）實(shí)現(xiàn)信號(hào)量化。利用運(yùn)放結(jié)構(gòu)的帶隙基準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)低溫度系數(shù)基準(zhǔn)電壓的設(shè)計(jì)和溫度測(cè)量,并深入探討了帶隙基準(zhǔn)電路的參數(shù)設(shè)計(jì)。論文對(duì)不同結(jié)構(gòu)的ADC進(jìn)行了比較分析,詳細(xì)論述了SAR ADC電路的參數(shù)設(shè)計(jì)。在SAR ADC電路中,采用柵壓自舉開(kāi)關(guān)電路,減小導(dǎo)通電阻的影響。采用3級(jí)動(dòng)態(tài)鎖存比較器實(shí)現(xiàn)比較功能,提高速度,減小比較器的功耗。采用分段式電荷再分配DAC實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換,節(jié)省面積和功耗。采用D觸發(fā)器構(gòu)成的移位寄存器和鎖存器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)邏輯控制電路。借助Cadence Spectre軟件對(duì)主要電路進(jìn)行仿真,并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行深入分析,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)參數(shù)的正確性。依據(jù)版圖設(shè)計(jì)規(guī)則,采用Virtuoso完成電路版圖的設(shè)計(jì)及驗(yàn)證。設(shè)計(jì)電路... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

常用溫度采集及轉(zhuǎn)換電路簡(jiǎn)圖

6圖 2.3 改進(jìn)溫度采集及轉(zhuǎn)換電路簡(jiǎn)圖. 2.3 Improved temperature acquisition and conversion circuit schematic電路理論分析基本理論導(dǎo)體集成電路中，能夠用于溫度檢測(cè)的器件主要有集成電OS 管等。集成電阻成本低、穩(wěn)定性好，但線性度差，面積要求[27]。MOS 晶體管則必須保證工作在亞閾值區(qū)，這不僅情況下會(huì)產(chǎn)生漏電流，長(zhǎng)期穩(wěn)定性也很差。在高性能應(yīng)用

電流兩種復(fù)合成分，而復(fù)合電度特性會(huì)偏離理想情況。采用雙題。雖然雙極晶體管的發(fā)射極電極形成集電極電流，其余兩 IC-VBE具有更好的電壓-溫度特終選取雙極晶體管作為測(cè)溫度有一個(gè)穩(wěn)定的參考電壓。帶隙基溫度采集的同時(shí)，為后續(xù)電路極電壓（VBE）具有負(fù)溫度系數(shù)。通過(guò)調(diào)節(jié)正負(fù)溫度系數(shù)的大圖 2.4 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]應(yīng)用于10bit 10MSPS SAR ADC的自舉采樣開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)[J]. 魏榕山,張澤鵬.  微電子學(xué)與計(jì)算機(jī). 2014(11)
[2]用于SOC系統(tǒng)的逐次逼近型ADC設(shè)計(jì)[J]. 龍善麗,殷勤,吳建輝,王沛.  固體電子學(xué)研究與進(jìn)展. 2007(03)
[3]一種失調(diào)電壓補(bǔ)償電容比例型帶隙基準(zhǔn)源設(shè)計(jì)[J]. 何菁嵐,李強(qiáng),韓益峰,閔昊.  復(fù)旦學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(01)
[4]一種高精密CMOS帶隙基準(zhǔn)源[J]. 王彥,韓益鋒,李聯(lián),鄭增鈺.  微電子學(xué). 2003(03)

博士論文
[1]納米級(jí)CMOS逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 佟星元.西安電子科技大學(xué) 2011

碩士論文
[1]基于65nm CMOS的10位低功耗逐次逼近ADC[D]. 孫甜甜.西安郵電大學(xué) 2016
[2]8位低壓低功耗10KSPS SAR ADC設(shè)計(jì)研究[D]. 姚嬌嬌.西安電子科技大學(xué) 2015
[3]單片溫度傳感器的研究與設(shè)計(jì)[D]. 劉征.北方工業(yè)大學(xué) 2015
[4]基于SAR ADC的CMOS溫度傳感器的設(shè)計(jì)[D]. 方劉祿.復(fù)旦大學(xué) 2014
[5]基于帶隙電壓的片內(nèi)溫度傳感器設(shè)計(jì)[D]. 孟醒.上海交通大學(xué) 2013
[6]基準(zhǔn)源和溫度檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)[D]. 張偉.復(fù)旦大學(xué) 2012
[7]高精度CMOS溫度傳感器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 孟海濤.山東大學(xué) 2009
[8]CMOS線性型、開(kāi)關(guān)型溫度傳感器的設(shè)計(jì)與研制[D]. 董小英.浙江大學(xué) 2008
[9]CMOS模擬集成溫度傳感器的設(shè)計(jì)[D]. 鐘燦.廈門(mén)大學(xué) 2006
[10]CMOS帶隙溫度傳感器電路的研究[D]. 祁雪.東南大學(xué) 2006



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