一种高精度BJT温度传感器的设计

• 全文链接
• 请求原文

作   者：

国千崧;  马侠;  王美玉;  冯景彬;  肖知明;  胡伟波; 

作者机构：

南开大学电子信息与光学工程学院;  钜泉光电科技(上海)股份有限公司; 

关键词：

高精度;  斩波器;  温度传感器;  模数转换器;  双极晶体管;  放缩式; 

期刊名称：

微电子学与计算机

i s s n：

1000-7180

年卷期：

2022 年 39 卷 007 期

页   码：

108-114

摘   要：

基于CMOS工艺,提出并实现了一种高精度的基于双极晶体管(BJT)的温度传感器,其由模拟前端和放缩式模数转换器(Zoom ADC)构成.模拟前端由偏置电路、感温电路和数字控制电路构成.其中,在偏置电路中加入了斩波器(Chopper),并用低通滤波器滤除其纹波,降低了电路的噪声,提升了感温精度.为实现对模拟前端输出结果准确的数字化,采用了放缩式模数转换器,其融合了基于逐次逼近(SAR)的粗转换和基于∑-△的细转换.首先,由5-bit SARADC对于模拟前端的输出进行粗量化,随后,再由∑-ΔADC对经过粗量化后的剩余电压进行细量化.该结构能够在较低的功耗下,实现高精度和高线性度.在110 nmCMOS工艺下实现该温度传感器,以验证上述结构的有效性,芯片的面积为0.18 mm2.测试结果表明,该温度传感器,在3 V供电电压和-45~+85℃的温度范围内,实现了±0.25℃的转换误差,过采样率为128倍,转换时间为4 ms,电路功耗为12.3 μA.