本發(fā)明屬于溫度傳感器領(lǐng)域，尤其涉及了一種大量程低誤差CMOS溫度傳感器。

背景技術(shù)：

溫度傳感器在許多領(lǐng)域都有著重要且廣泛的應(yīng)用。在CMOS溫度傳感器出現(xiàn)之前，大多采用熱敏電阻、鉑電阻等傳統(tǒng)溫度傳感器。這些傳統(tǒng)溫度傳感器均需要獨(dú)立的讀出電路，增加了電路的面積和成本。

與傳統(tǒng)的溫度傳感器相比，CMOS溫度傳感器具有功耗小、成本低、面積小的優(yōu)點(diǎn)，但其工作溫度范圍有限(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01410840269.0)，且精度略低于傳統(tǒng)溫度傳感器（專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺?014000752848.X）。

為此，提高CMOS溫度傳感器的工作溫度范圍和精度是改進(jìn)溫度傳感器性能的主要內(nèi)容。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的主要技術(shù)問(wèn)題是提供一種大量程低誤差CMOS溫度傳感器，同時(shí)滿(mǎn)足高精度和寬測(cè)量范圍的技術(shù)要求。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種大量程低誤差CMOS溫度傳感器，包括：

溫度傳感電路，由核心電路和偏置電路組成，核心電路中，每一支電路產(chǎn)生的電流大小相同，使其中的５支電流流過(guò)其中１個(gè)晶體管，另一支流過(guò)另一個(gè)晶體管，達(dá)到電流５∶１的效果；偏置電路為核心電路提供精準(zhǔn)的偏置電壓，６個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)通過(guò)６位數(shù)字信號(hào)來(lái)選通，其中１位信號(hào)與其他５位信號(hào)反相，控制６路信號(hào)，使得其中１路信號(hào)與其他５路信號(hào)流向不同，將這６支電路由工藝誤差導(dǎo)致的不匹配降至最小;

后端Σ-ΔADC電路，由２個(gè)積分器、１個(gè)量化器（運(yùn)用比較器實(shí)現(xiàn)）以及時(shí)鐘組成。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案具備以下有益效果：本發(fā)明提供了一種大量程低誤差CMOS溫度傳感器，在不顯著增加制造成本的同時(shí)，提高了傳感器的測(cè)量精度，有效地增加了傳感器的測(cè)量范圍。本發(fā)明的裝置可滿(mǎn)足CMOS溫度傳感器的技術(shù)要求。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種大量程低誤差CMOS溫度傳感器的溫度傳感電路圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種大量程低誤差CMOS溫度傳感器的后端Σ-ΔADC電路圖。

具體實(shí)施方式

下文結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

一種大量程低誤差CMOS溫度傳感器，包括：

溫度傳感電路，如圖1所示，由核心電路和偏置電路組成，核心電路中，每一支電路產(chǎn)生的電流大小相同，使其中的５支電流流過(guò)其中１個(gè)晶體管，另一支流過(guò)另一個(gè)晶體管，達(dá)到電流５∶１的效果；偏置電路為核心電路提供精準(zhǔn)的偏置電壓，６個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)通過(guò)６位數(shù)字信號(hào)來(lái)選通，其中１位信號(hào)與其他５位信號(hào)反相，控制６路信號(hào)，使得其中１路信號(hào)與其他５路信號(hào)流向不同，將這６支電路由工藝誤差導(dǎo)致的不匹配降至最小。

后端Σ-ΔADC電路，如圖2所示，由２個(gè)積分器、１個(gè)量化器（運(yùn)用比較器實(shí)現(xiàn)）以及時(shí)鐘組成。當(dāng)ｂ_ｓ＝０時(shí)，ΔＶ_ＢＥ被積分；ｂ_ｓ＝１時(shí)，Ｖ_ＢＥ被積分。1和2是控制積分器開(kāi)關(guān)的信號(hào)，１和２在ｂ_ｓ＝０時(shí)的頻率是ｂ_ｓ＝１時(shí)的２倍，在同一周期內(nèi)，ΔＶ_ＢＥ被積分的次數(shù)是Ｖ_ＢＥ積分次數(shù)的２倍。

基于TSMC 90nm CMOS工藝對(duì)傳感器進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用專(zhuān)業(yè)的恒溫控制箱進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試數(shù)據(jù)如表１所示，在1.2Ｖ電源電壓下，電路功耗為56ｍＷ，在-45℃-125℃溫度范圍內(nèi)，傳感器溫度測(cè)量誤差小于±1.5℃，具有量程大、誤差小的特點(diǎn)，擴(kuò)大了溫度傳感器在各種場(chǎng)合的應(yīng)用范圍。

本實(shí)施例中，所述一種大量程低誤差CMOS溫度傳感器，采用溫度傳感電路，將得到的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出；采用后端Σ-ΔADC電路，將溫度傳感器核心電路所產(chǎn)生的ΔV_BE和V_BE信號(hào)通過(guò)２階積分器積分，最后通過(guò)量化器產(chǎn)生一串?dāng)?shù)字編碼b_s。在1.2Ｖ電源電壓下，電路功耗為56ｍＷ，在-45℃-125℃溫度范圍內(nèi)，傳感器溫度測(cè)量誤差小于±1.5℃，具有量程大、誤差小的特點(diǎn)，擴(kuò)大了溫度傳感器在各種場(chǎng)合的應(yīng)用范圍。

表１ 測(cè)試數(shù)據(jù)表

以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例，不以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，依本發(fā)明的技術(shù)方案及說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)屬于本發(fā)明涵蓋的范圍。