CMOS線性型、開(kāi)關(guān)型溫度傳感器的設(shè)計(jì)與研制.pdf

1、隨著集成電路芯片特征尺寸越來(lái)越小，芯片集成度迅速提高，器件密度、能耗密度也越來(lái)越大。功耗越大，熱量散發(fā)到周圍環(huán)境中也越慢，芯片溫升也越顯著。研究表明，芯片溫度平均每升高l℃，MOS管的驅(qū)動(dòng)能力將下降約4％，連線延遲增加5％，集成電路失效率增加一倍.與此同時(shí)，片上測(cè)溫集成溫度傳感器也因各類電子產(chǎn)品的便攜化而趨灼熱.為保證集成電路性能和提高芯片可靠性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，移植性強(qiáng)，適用范圍廣并能在切斷過(guò)熱單元工作電源的同時(shí)顯示電路局部溫度的片上線性型

2、、開(kāi)關(guān)型溫度傳感器的設(shè)計(jì)就顯得極為重要，這在大功率電路中尤為突出. 本文設(shè)計(jì)的線性型、開(kāi)關(guān)型溫度傳感器采用CSMC 5V 0.6μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝研制，可根據(jù)設(shè)定的溫度切斷過(guò)熱單元的工作電源，同時(shí)顯示電路局部溫度，實(shí)現(xiàn)過(guò)溫保護(hù)和溫度實(shí)時(shí)檢測(cè)。其最大特點(diǎn)是關(guān)斷溫度可由外接可調(diào)電阻設(shè)定。 開(kāi)關(guān)型溫度傳感器部分包括帶隙基準(zhǔn)源，PTAT電路，緩沖隔離電路及比較器。芯片測(cè)試結(jié)果表明在25-130℃溫度范圍內(nèi)PTAT輸出電壓線性度

3、良好(最大偏差小于1.6％)，靈敏度約為10mV/℃；帶隙基準(zhǔn)源輸出電壓電源抑制比為37.5dB，溫度系數(shù)為137ppm/℃；比較器關(guān)斷溫度可由外接電阻設(shè)定，85℃以下實(shí)測(cè)值與設(shè)定值偏差小于5℃，85℃以上偏差稍大約為10℃。電源電壓在4.5～5.5V內(nèi)變化時(shí)，PTAT測(cè)溫模塊Vptat2輸出電壓波動(dòng)35mV，占標(biāo)稱值0.89％；26～55℃溫度范圍內(nèi)Vptat 2輸出電壓靈敏度9.88mV/℃，線性度良好；55～80℃溫區(qū)內(nèi)性能有所下