集成于無(wú)源RFID標(biāo)簽芯片的CMOS溫度傳感器設(shè)計(jì).pdf

1、集成了傳感器的RFID標(biāo)簽芯片是近年來(lái)RFID領(lǐng)域研究和發(fā)展的熱點(diǎn)，其利用RFID技術(shù)的非接觸方式獲取目標(biāo)對(duì)象的溫度、濕度、位置和相關(guān)環(huán)境參數(shù)等，使得傳感器技術(shù)與RFID技術(shù)的結(jié)合變的非常熱門和得到廣泛的應(yīng)用。
　　本文介紹集成于無(wú)源RFID標(biāo)簽芯片的CMOS溫度傳感器設(shè)計(jì)，該CMOS溫度傳感器集成于13.56MHz的高頻無(wú)源RFID標(biāo)簽芯片上。在設(shè)計(jì)集成于無(wú)源RFID標(biāo)簽芯片的CMOS溫度傳感器時(shí)，主要考慮功耗和精度兩個(gè)方面的問(wèn)

2、題。本文重點(diǎn)研究了 CMOS工藝中寄生雙極型晶體管（BJT）的溫度特性，比較了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字CMOS工藝中兩種不同的寄生雙極型晶體管（橫向寄生晶體管和縱向襯底寄生晶體管）的特性，得出縱向襯底寄生晶體管更適合用來(lái)設(shè)計(jì)高精度的溫度傳感器。研究了斬波技術(shù)的基本原理以及其運(yùn)用于運(yùn)放設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)，利用斬波技術(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)低溫度系數(shù)的帶隙基準(zhǔn)源，有效的減少了運(yùn)放的失調(diào)和低頻噪聲，大大的提高了帶隙基準(zhǔn)的輸出信號(hào)精度，同時(shí)加入了 VBE線性化來(lái)補(bǔ)償高階非線性項(xiàng)

3、，得到了一個(gè)低溫度系數(shù)、高精度的基準(zhǔn)信號(hào)。還研究了利用寄生 BJT來(lái)感應(yīng)溫度的原理及電路設(shè)計(jì)，利用斬波運(yùn)放設(shè)計(jì)出了一個(gè)高線性度的PTAT(與絕對(duì)溫度成正比)電壓產(chǎn)生電路，并通過(guò)動(dòng)態(tài)元件匹配技術(shù)來(lái)精確匹配兩條支流電流比值，提高了感溫電路的測(cè)溫精度與線性度。
　　采用Tower0.18um2P6M標(biāo)準(zhǔn)CMOS邏輯工藝，基于Cadence平臺(tái)對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)與仿真，仿真結(jié)果表明帶隙基準(zhǔn)源在-20℃-100℃溫度范圍內(nèi)，輸出電壓只變化了0.