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(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的元件,其利用晶體管與溫度的特性曲線來(lái)測(cè)量溫度,并將溫度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)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(shì),而此類溫度傳感器在精度和溫度測(cè)量范圍這兩個(gè)重要指標(biāo)上存在不足。針對(duì)精度和溫度測(cè)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(cè)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(duì)不同的誤差來(lái)源,采用了多重誤差校正方法,其中包括曲率校正,動(dòng)態(tài)匹配,電阻校準(zhǔn),電流增益消除技術(shù),以及針對(duì)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(dòng)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)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(guò)采樣ΣΔADC的原理18-22
• 2.2.1 過(guò)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(dòng)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(kāi)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(cè)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(cè)試49-52
• 5.2.1 測(cè)試方案49-50
• 5.2.2 測(cè)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

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張開(kāi)遜;高靈敏溫度傳感器[J];中國(guó)科技月報(bào);2001年06期

2 ;美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體——2002年中國(guó)溫度傳感器設(shè)計(jì)大賽[J];電子產(chǎn)品世界;2002年13期

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

4 ;美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體2002年溫度傳感器設(shè)計(jì)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(guó);溫度傳感器在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)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(guó)國(guó)家半導(dǎo)體2002年溫度傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)大賽獲獎(jiǎng)?wù)呙麊蝃J];電子產(chǎn)品世界;2003年Z1期

8 迎九;2002年溫度傳感器設(shè)計(jì)大賽頒獎(jiǎng)記[J];電子產(chǎn)品世界;2003年Z2期

9 ;美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體2002年溫度傳感器設(shè)計(jì)大賽圓滿結(jié)束[J];世界電子元器件;2003年02期

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

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 夏志斌;;某溫度傳感器試驗(yàn)設(shè)備校驗(yàn)[A];中國(guó)航空學(xué)會(huì)第七屆動(dòng)力年會(huì)論文摘要集[C];2010年

2 楊虹;支凌云;李言榮;;半導(dǎo)體硅溫度傳感器的研制[A];2005通信理論與技術(shù)新進(jìn)展——第十屆全國(guó)青年通信學(xué)術(shù)會(huì)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(shù)新發(fā)展——第十二屆全國(guó)青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[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(guó)低溫工程大會(huì)暨中國(guó)航天低溫專業(yè)信息網(wǎng)2007年度學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2007年

5 竇葳;喬衛(wèi)平;;溫度傳感器實(shí)驗(yàn)加熱方式改進(jìn)[A];第六屆全國(guó)高等學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研討會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2010年

6 張?jiān)谛?王劍鋒;劉紅林;余向東;吳孝彪;InsooS.KIM;;30公里遠(yuǎn)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(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2004年學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2004年

7 楊秀英;;仿真技術(shù)在航空特型溫度傳感器檢測(cè)技術(shù)中的應(yīng)用研究[A];2008年航空試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)峰會(huì)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(yùn)用[A];第十五屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)第13分會(huì)場(chǎng)：航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、制造與應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)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(cè)溫儀表的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];首屆信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年

10 蘇燕;;應(yīng)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(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 特約記者 王孝第;國(guó)產(chǎn)溫度傳感器為“神六”護(hù)航[N];中國(guó)化工報(bào);2005年

2 郭凱;我國(guó)溫度傳感器市場(chǎng)迎來(lái)快速增長(zhǎng)[N];中國(guó)電子報(bào);2010年

3 嘉興出入境檢驗(yàn)檢疫局 徐明 東華大學(xué) 陳若陽(yáng);常用溫度傳感器的使用分析[N];中國(guó)紡織報(bào);2013年

4 山東 譚景林 傅鵬;溫度傳感器的工作機(jī)理[N];電子報(bào);2007年

5 重慶 楊清德;汽車溫度傳感器及檢測(cè)[N];電子報(bào);2006年

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

7 陳文;300件作品參加溫度傳感器設(shè)計(jì)大賽[N];人民日?qǐng)?bào)海外版;2003年

8 廣西 翁守浩;冰毯機(jī)不制冷的解決方法[N];電子報(bào);2011年

9 吳瓊;談?wù)勲娮蛹夹g(shù)在溫度傳感器中的應(yīng)用[N];北京電子報(bào);2001年

10 MCU;可替代熱敏的電阻溫度傳感器[N];電子報(bào);2006年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 胡春海;光纖熒光溫度傳感器理論和實(shí)驗(yàn)研究[D];燕山大學(xué);2004年

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

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 周磊;基于變跡加權(quán)設(shè)計(jì)的聲表面波溫度傳感器的構(gòu)建和研究[D];天津理工大學(xué);2015年

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

3 方劉祿;基于SAR ADC的CMOS溫度傳感器的設(shè)計(jì)[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

4 周威;TopMetal2Minus芯片中單引腳溫度傳感器的設(shè)計(jì)[D];華中師范大學(xué);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(fù)旦大學(xué);2014年

6 楊凡;基于BJT的溫度傳感器的研究與設(shè)計(jì)[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

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

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

9 柯超;溫度傳感器長(zhǎng)線技術(shù)在苯乙烯裝置的應(yīng)用[D];西安工業(yè)大學(xué);2013年

10 羅舜;基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的儲(chǔ)油罐用溫度傳感器非線性補(bǔ)償技術(shù)研究[D];東北石油大學(xué);2015年

  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。

本文編號(hào)：325466