一種帶有斜率補償的片上溫度檢測電路
2020年電子技術應用第8期
郝強宇，王日炎，周伶俐，賀黌胤
廣州潤芯信息技術有限公司，廣東 廣州510700
摘要： 介紹了一種采用0.13 μm CMOS工藝制作的適用于片上集成電路的溫度傳感器。分析了核心模擬電路和溫度檢測原理，對參考電壓進行了斜率補償，以取得更準確的溫度檢測性能。樣品電路測試表明，在-55 ℃～125 ℃范圍內，溫度檢測結果與實際溫度基本吻合。
中圖分類號： TN432
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200189
中文引用格式： 郝強宇，王日炎，周伶俐，等. 一種帶有斜率補償的片上溫度檢測電路[J].電子技術應用，2020，46(8)：80-82.
英文引用格式： Hao Qiangyu，Wang Riyan，Zhou Lingli，et al. An on-chip temperature sensor with slope compensation[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(8)：80-82.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200189
中文引用格式： 郝強宇，王日炎，周伶俐，等. 一種帶有斜率補償的片上溫度檢測電路[J].電子技術應用，2020，46(8)：80-82.
英文引用格式： Hao Qiangyu，Wang Riyan，Zhou Lingli，et al. An on-chip temperature sensor with slope compensation[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(8)：80-82.
An on-chip temperature sensor with slope compensation
Hao Qiangyu，Wang Riyan，Zhou Lingli，He Hongyin
Guangzhou Runxin Information Technology Co.，Ltd.，Guangzhou 510700，China
Abstract： An on-chip temperature sensor based on 0.13 μm CMOS IC process was presented. The core analog circuit and the principle of temperature sensing were analyzed. Slope compensation of reference voltage was used to obtain more sensing accuracy. The temperature sensor was fabricated, and test results showed that, in the range of -55 ℃ to 125 ℃, the sensed temperature was basically in agreement with the actual temperature.
Key words : temperature sensor；slope compensation；analog IC
0 引言
集成電路對溫度的變化十分敏感，不同的溫度下芯片性能不同，過高的溫度也會導致芯片永久損壞。為了了解芯片所在環境和其內部的溫度情況，需要溫度檢測電路，以進行相應的處理。但是，更多功能的增加會導致芯片面積和功耗的增加。因此，一個既簡單易行又不失精確度的溫度檢測電路將是研究的重點。
最簡單的電路[1]是將溫度電壓與參考電壓進行比較，超過閾值后關斷電路。但隨著集成電路復雜程度的增加，需要溫度檢測電路將溫度轉化為數字信號，來控制其他模塊。采用斬波技術和sigma-delta ADC的溫度檢測電路[2]具有最高的精度，但是其面積較大，不適合作為片上輔助功能電路使用；另一種結構[3]使用與溫度成正比(PTAT）振蕩器，在不同溫度下，產生不同頻率的時鐘信號，容易對其他電路產生影響，并增加系統雜散；使用亞閾值區MOS管產生PTAT電壓的溫度檢測電路[4]具有最小的面積和功耗，但是其線性度一般較差；文獻[5]采用了PTAT電壓、參考電壓、比較器和數字電路的結構，具有適中的面積和精度，但其參考電壓在通過數模轉換器(DAC)改變時，溫度補償性能會變差。
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作者信息：
郝強宇，王日炎，周伶俐，賀黌胤
(廣州潤芯信息技術有限公司，廣東 廣州510700)
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