本文關(guān)鍵詞：一種大量程低誤差的CMOS溫度傳感器，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：溫度傳感器是將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號的元件,其利用晶體管與溫度的特性曲線來測量溫度,并將溫度轉(zhuǎn)換為電信號輸出。溫度傳感器在生活中的利用范圍非常廣,傳統(tǒng)溫度傳感器,例如熱敏電阻或鉑電阻,已在很早之前就被運(yùn)用在了很多電子領(lǐng)域和控制系統(tǒng)中。相比較而言,在互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)工藝下,設(shè)計(jì)于集成電路中的溫度傳感器有著面積小、成本低的獨(dú)特優(yōu)勢,而此類溫度傳感器在精度和溫度測量范圍這兩個(gè)重要指標(biāo)上存在不足。針對精度和溫度測量范圍這兩個(gè)重要指標(biāo),本文在TSMC90nm工藝下,設(shè)計(jì)了一個(gè)工作范圍為-45℃-125℃,測量精度為±0.4℃的CMOS溫度傳感器。該溫度傳感器的設(shè)計(jì)主要包括溫度傳感電路部分,以及其后端sigma-delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ΣΔADC)部分,本文詳細(xì)介紹了這兩部分電路的理論基礎(chǔ),以及電路設(shè)計(jì)方案。為了達(dá)到該溫度傳感器的精度指標(biāo),本文在電路設(shè)計(jì)中針對不同的誤差來源,采用了多重誤差校正方法,其中包括曲率校正,動態(tài)匹配,電阻校準(zhǔn),電流增益消除技術(shù),以及針對版圖設(shè)計(jì)及流片工藝造成的不匹配而設(shè)計(jì)的解決方法等等。
【關(guān)鍵詞】：溫度傳感器 ΣΔADC 動態(tài)匹配技術(shù) 曲率校正
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.11
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 本論文研究的目的和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢10-11
• 1.3 論文的主要工作11-13
• 第2章 原理13-22
• 2.1 溫度傳感原理13-18
• 2.1.1 晶體管的選擇13
• 2.1.2 BEV與溫度的相關(guān)性13-14
• 2.1.3 BE!V與溫度的相關(guān)性14
• 2.1.4 電荷守恒原理14-16
• 2.1.5 曲率校正16-18
• 2.1.6 系統(tǒng)框圖18
• 2.2 過采樣ΣΔADC的原理18-22
• 2.2.1 過采樣技術(shù)18-19
• 2.2.2 噪聲整形技術(shù)19-20
• 2.2.3 二階ΣΔ結(jié)構(gòu)20-22
• 第3章 溫度傳感器的電路設(shè)計(jì)22-36
• 3.1 核心電路22-29
• 3.1.1 整體核心電路設(shè)計(jì)22-24
• 3.1.2 動態(tài)匹配技術(shù)24-26
• 3.1.3 編碼電路26-28
• 3.1.4 核心電路小結(jié)28-29
• 3.2 偏置電路29-36
• 3.2.1 偏置電路整體設(shè)計(jì)30-31
• 3.2.2 電流增益β的消除31-32
• 3.2.3 電阻校準(zhǔn)32-34
• 3.2.4 偏移消除技術(shù)（offset cancellation）34-36
• 第4章 ΣΔADC的電路設(shè)計(jì)36-47
• 4.1 ADC整體設(shè)計(jì)36-37
• 4.2 α的實(shí)現(xiàn)及時(shí)鐘電路37-39
• 4.2.1 α的實(shí)現(xiàn)37-38
• 4.2.2 時(shí)鐘電路38-39
• 4.3 積分器39-44
• 4.3.1 開關(guān)電容積分器40-41
• 4.3.2 運(yùn)算放大器41-44
• 4.4 比較器44-45
• 4.5 ΣΔADC電路設(shè)計(jì)總結(jié)45-47
• 第5章 版圖設(shè)計(jì)及芯片測試47-52
• 5.1 版圖設(shè)計(jì)47-49
• 5.1.1 整體版圖設(shè)計(jì)47-48
• 5.1.2 整體電路的建立與仿真48-49
• 5.2 芯片測試49-52
• 5.2.1 測試方案49-50
• 5.2.2 測試結(jié)果50-52
• 結(jié)論52-53
• 參考文獻(xiàn)53-56
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單56-57
• 致謝57

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