一种高精度BJT温度传感器的设计

作     者：国千崧 马侠 王美玉 冯景彬 肖知明 胡伟波 GUO Qiansong;MA Xia;WANG Meiyu;FENG Jingbin;XIAO Zhiming;HU Weibo

作者机构：南开大学电子信息与光学工程学院天津300071 钜泉光电科技(上海)股份有限公司上海201203 

基　　金：深圳市科技创新委员会资助项目(JCYJ20180508161601937) 北京智芯微电子科技有限公司实验室开放基金项目资助 

出 版 物：《微电子学与计算机》 (Microelectronics & Computer)

年 卷 期：2022年第39卷第7期

页      码：108-114页

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Σ-Δ的细转换.首先,由5-bit SAR ADC对于模拟前端的输出进行粗量化,随后,再由Σ-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 nm CMOS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 mm^(2).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12.3μA.

主 题 词：双极晶体管 高精度 温度传感器 斩波器 放缩式 模数转换器 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 

D　O　I：10.19304/J.ISSN1000-7180.2022.0059

馆 藏 号：203113338...