發(fā)布時間：2017-04-25 03:02

  本文關鍵詞：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用在了很多電子領域和控制系統(tǒng)中。相比較而言,在互補金屬氧化物半導體(CMOS)工藝下,設計于集成電路中的溫度傳感器有著面積小、成本低的獨特優(yōu)勢,而此類溫度傳感器在精度和溫度測量范圍這兩個重要指標上存在不足。針對精度和溫度測量范圍這兩個重要指標,本文在TSMC90nm工藝下,設計了一個工作范圍為-45℃-125℃,測量精度為±0.4℃的CMOS溫度傳感器。該溫度傳感器的設計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,本文詳細介紹了這兩部分電路的理論基礎,以及電路設計方案。為了達到該溫度傳感器的精度指標,本文在電路設計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,電流增益消除技術,以及針對版圖設計及流片工藝造成的不匹配而設計的解決方法等等。
【關鍵詞】：溫度傳感器 ΣΔADC 動態(tài)匹配技術 曲率校正
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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與溫度的相關性13-14
• 2.1.3 BE!V與溫度的相關性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18-19
• 2.2.2 噪聲整形技術19-20
• 2.2.3 二階ΣΔ結構20-22
• 第3章 溫度傳感器的電路設計22-36
• 3.1 核心電路22-29
• 3.1.1 整體核心電路設計22-24
• 3.1.2 動態(tài)匹配技術24-26
• 3.1.3 編碼電路26-28
• 3.1.4 核心電路小結28-29
• 3.2 偏置電路29-36
• 3.2.1 偏置電路整體設計30-31
• 3.2.2 電流增益β的消除31-32
• 3.2.3 電阻校準32-34
• 3.2.4 偏移消除技術（offset cancellation）34-36
• 第4章 ΣΔADC的電路設計36-47
• 4.1 ADC整體設計36-37
• 4.2 α的實現(xiàn)及時鐘電路37-39
• 4.2.1 α的實現(xiàn)37-38
• 4.2.2 時鐘電路38-39
• 4.3 積分器39-44
• 4.3.1 開關電容積分器40-41
• 4.3.2 運算放大器41-44
• 4.4 比較器44-45
• 4.5 ΣΔADC電路設計總結45-47
• 第5章 版圖設計及芯片測試47-52
• 5.1 版圖設計47-49
• 5.1.1 整體版圖設計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 測試結果50-52
• 結論52-53
• 參考文獻53-56
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單56-57
• 致謝57

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張開遜;高靈敏溫度傳感器[J];中國科技月報;2001年06期

2 ;美國國家半導體——2002年中國溫度傳感器設計大賽[J];電子產(chǎn)品世界;2002年13期

3 Ronnie D.Hughes;如何利用遠程二極管溫度傳感器準確量度溫度[J];電子產(chǎn)品世界;2002年17期

4 ;美國國家半導體2002年溫度傳感器設計大賽 第一輪比賽出線名單[J];電子產(chǎn)品世界;2002年17期

5 崔志富,趙亭荃,李建國;溫度傳感器在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用[J];現(xiàn)代化農(nóng)業(yè);2002年08期

6 ;低成本小型溫度傳感器[J];傳感器世界;2003年03期

7 ;美國國家半導體2002年溫度傳感器應用設計大賽獲獎者名單[J];電子產(chǎn)品世界;2003年Z1期

8 迎九;2002年溫度傳感器設計大賽頒獎記[J];電子產(chǎn)品世界;2003年Z2期

9 ;美國國家半導體2002年溫度傳感器設計大賽圓滿結束[J];世界電子元器件;2003年02期

10 Microchip;現(xiàn)代電子設備的溫度傳感器[J];電子與電腦;2004年11期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 夏志斌;;某溫度傳感器試驗設備校驗[A];中國航空學會第七屆動力年會論文摘要集[C];2010年

2 楊虹;支凌云;李言榮;;半導體硅溫度傳感器的研制[A];2005通信理論與技術新進展——第十屆全國青年通信學術會議論文集[C];2005年

3 楊虹;王智鵬;楊鵬;李言榮;;硅溫度傳感器的研制[A];2007通信理論與技術新發(fā)展——第十二屆全國青年通信學術會議論文集（下冊）[C];2007年

4 張文革;韓偉;丁成斌;于銘飛;;一種低溫液體溫度傳感器的研制[A];第八屆全國低溫工程大會暨中國航天低溫專業(yè)信息網(wǎng)2007年度學術交流會論文集[C];2007年

5 竇葳;喬衛(wèi)平;;溫度傳感器實驗加熱方式改進[A];第六屆全國高等學校物理實驗教學研討會論文集（下冊）[C];2010年

6 張在宣;王劍鋒;劉紅林;余向東;吳孝彪;InsooS.KIM;;30公里遠程分布光纖拉曼溫度傳感器系統(tǒng)[A];大珩先生九十華誕文集暨中國光學學會2004年學術大會論文集[C];2004年

7 楊秀英;;仿真技術在航空特型溫度傳感器檢測技術中的應用研究[A];2008年航空試驗測試技術峰會論文集[C];2008年

8 邱文章;;六西格瑪在某型溫度傳感器性能調(diào)試中的運用[A];第十五屆中國科協(xié)年會第13分會場：航空發(fā)動機設計、制造與應用技術研討會論文集[C];2013年

9 徐軍;李欣;夏偉;;基于石英音叉溫度傳感器的測溫儀表的設計與實現(xiàn)[A];首屆信息獲取與處理學術會議論文集[C];2003年

10 蘇燕;;應用在制冷與空調(diào)系統(tǒng)中的一種新型溫度傳感器[A];山東省第五屆制冷空調(diào)學術年會論文集[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 特約記者 王孝第;國產(chǎn)溫度傳感器為“神六”護航[N];中國化工報;2005年

2 郭凱;我國溫度傳感器市場迎來快速增長[N];中國電子報;2010年

3 嘉興出入境檢驗檢疫局 徐明 東華大學 陳若陽;常用溫度傳感器的使用分析[N];中國紡織報;2013年

4 山東 譚景林 傅鵬;溫度傳感器的工作機理[N];電子報;2007年

5 重慶 楊清德;汽車溫度傳感器及檢測[N];電子報;2006年

6 重慶 中易 曾成忠;新型線性溫度傳感器及其應用[N];電子報;2001年

7 陳文;300件作品參加溫度傳感器設計大賽[N];人民日報海外版;2003年

8 廣西 翁守浩;冰毯機不制冷的解決方法[N];電子報;2011年

9 吳瓊;談談電子技術在溫度傳感器中的應用[N];北京電子報;2001年

10 MCU;可替代熱敏的電阻溫度傳感器[N];電子報;2006年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 胡春海;光纖熒光溫度傳感器理論和實驗研究[D];燕山大學;2004年

2 徐軍;石英音叉諧振式溫度傳感器及關鍵技術的研究[D];哈爾濱理工大學;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周磊;基于變跡加權設計的聲表面波溫度傳感器的構建和研究[D];天津理工大學;2015年

2 鄧俊;用于氣象探測的低輻射誤差溫度傳感器系統(tǒng)設計[D];南京信息工程大學;2015年

3 方劉祿;基于SAR ADC的CMOS溫度傳感器的設計[D];復旦大學;2014年

4 周威;TopMetal2Minus芯片中單引腳溫度傳感器的設計[D];華中師范大學;2015年

5 陳顯亮;植入式溫度傳感器以及微弱電流讀出電路[D];復旦大學;2014年

6 楊凡;基于BJT的溫度傳感器的研究與設計[D];復旦大學;2014年

7 王淵朝;基于LC諧振的無線無源溫度傳感器研究[D];電子科技大學;2014年

8 付志勇;溫度傳感器自動檢定系統(tǒng)的研制與開發(fā)[D];電子科技大學;2014年

9 柯超;溫度傳感器長線技術在苯乙烯裝置的應用[D];西安工業(yè)大學;2013年

10 羅舜;基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的儲油罐用溫度傳感器非線性補償技術研究[D];東北石油大學;2015年

  本文關鍵詞：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。

本文編號：325466