一种具有相关双采样功能的高精度温度传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种具有相关双采样功能的高精度温度传感器，包括基准电压源和模数转换器，所述基准电压源输出的基准电压VREF、温度电压VPTAT1和温度电压VPTAT2传输至模数转换器，所述模数转换器基于基准电压量化温度电压VPTAT1和温度电压VPTAT2，产生数字温度信息；其中，所述温度电压VPTAT1和温度电压VPTAT2在所述基准电压源的同一支路上输出。本发明专利技术提供的一种具有相关双采样功能的高精度温度传感器，减小了温度传感器的输出误差，提高了温度传感器的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种具有相关双采样功能的高精度温度传感器
本专利技术涉及相关温度传感器领域，具体涉及一种具有相关双采样功能的高精度温度传感器。
技术介绍
CMOS图像传感器芯片在近年来不断得到发展，已逐渐取代CCD(Charge-coupledDevice)并广泛应用于各类便携式成像电子设备、安防监控设备、车载电子等。CMOS图像传感器芯片系统中的诸多电路模块及功能，对温度都非常敏感。因此，需要根据芯片温度的变化实时的改变操作配置。例如，暗电平校正功能使用基于实际温度的算法来控制校正量的输出。在实际应用中，这种温度传感器多为由片外外挂温度传感器来实现，由于与CIS芯片实际上还是有物理位置的差异，会导致实际检测温度会有偏差。并且现有集成在CIS芯片内部的温度传感器大多有一个温度电压VPTAT(与绝对温度成正比的)和一个基准电压VREF进行比较，产生关于温度信息的输出，由于芯片与芯片之间会有工艺的偏差，会导致每颗芯片对应的实际温度传感器存在输出误差，这种误差可以通过内部修调来完成，但是在大批量生产时，鉴于芯片数量庞大，针对每一个芯片单独进行调节所耗费成本太高，这种调节方式几乎是不可能实现的。正如前文所述，目前产品在进行大批量生产时，还需要具备更高性能，芯片内部的温度传感器必然需要更高的可靠性和精度。如何改善温度传感器的精度成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有相关双采样功能的高精度温度传感器，减小了温度传感器的输出误差，提高了温度传感器的精度。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种具有相关双采样功能的高精度温度传感器，包括基准电压源和模数转换器，所述基准电压源输出的基准电压VREF、温度电压VPTAT1和温度电压VPTAT2传输至模数转换器，所述模数转换器基于基准电压量化温度电压VPTAT1和温度电压VPTAT2，产生数字温度信息；其中，所述温度电压VPTAT1和温度电压VPTAT2在所述基准电压源的同一支路上输出。进一步地，所述基准电压源包括温度电压输出支路，所述温度电压输出支路包括第四PMOS管、电阻R3、电阻R4、温度电压VPTAT1输出端口和温度电压VPTAT2输出端口，所述PMOS管的源极连接电源，漏极同时连接温度电压VPTAT1输出端口和电阻R3的一端，电阻R3的另一端同时连接温度电压VPTAT2输出端口和电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地；所述温度电压VPTAT1输出端口和温度电压VPTAT2输出端口分别用于输出温度电压VPTAT1和温度电压VPTAT2。进一步地，所述温度电压VPTAT1的电压值VPTAT1＝VT×B×R3，所述温度电压VPTAT1的电压值VPTAT2＝VT×B×(R3+R4)；其中，VT表示热电压，B由基准电压源结构决定，R3和R4分别表示电阻R3和电阻R4的电阻值。进一步地，所述基准电压源包括基准电压输出支路，所述基准电压输出支路包括第三PMOS管、电阻R2、基准电压VREF输出端口和三极管Q3，所述第三PMOS管的源极连接电源，漏极同时连接基准电压VREF输出端口和电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接三极管Q3的发射极，所述三极管Q3的集电极和基极接地。进一步地，基准电压VREF的电压值VREF＝VBE3+VT×B×R2，其中，VBE3表示三极管Q3的发射极电压，B由基准电压源结构决定，R2表示电阻R2的电阻值。进一步地，所述模数转换器包括斜坡发生器、开关K1、开关K2、比较器和计数器，所述斜坡发生器的输出端连接所述比较器的第一输入端，所述开关K1和开关K2的一端同时连接所述比较器的第二输入端，所述比较器的输出端连接计数器的输入端，所述计数器的输出端输出计数值；其中，所述开关K1的另一端连接温度电压VPTAT1，所述开关K2的另一端连接温度电压VPTAT2，所述斜坡发生器的输入端连接基准电压VREF，且所述基准电压VREF、温度电压VPTAT1和温度电压VPTAT2由同一基准电压源输出，且所述温度电压VPTAT1和温度电压VPTAT2在所述基准电压源的同一支路上输出。进一步地，所述比较器的第一输入端为正相输入端，所述比较器的第二输入端为反相输入端。进一步地，所述高精度温度传感器电路进行第一次采样时，所述开关S2断开，所述开关S1导通，所述斜坡发生器基于基准电压VREF产生斜坡电压VRAMP，当斜坡电压VRAMP减小至等于温度电压VPTAT1时，所述比较器翻转，所述计数器停止计数，计数时间为t1；所述高精度温度传感器电路进行第二次采样时，所述开关S1断开，所述开关S2导通，所述斜坡发生器基于基准电压VREF产生斜坡电压VRAMP，当斜坡电压VRAMP减小至等于温度电压VPTAT2时，所述比较器翻转，所述计数器停止计数，计数时间为t2；所述计数器实际输出的计数值为clk为计数器的计数时钟。进一步地，所述高精度温度传感器电路进行第一次采样时，所述开关S2断开，所述开关S1导通，所述斜坡发生器基于基准电压VREF产生斜坡电压VRAMP，当斜坡电压VRAMP减小至等于温度电压VPTAT1时，所述比较器翻转，所述计数器停止计数，计数时间为t1；所述高精度温度传感器电路进行第二次采样时，所述开关S1断开，所述开关S2导通，所述斜坡发生器基于基准电压VREF产生斜坡电压VRAMP，当斜坡电压VRAMP减小至等于温度电压VPTAT2时，所述比较器翻转，所述计数器停止计数，计数时间为t2；所述计数器实际输出的计数值为clk为计数器的计数时钟。本专利技术的有益效果为：本专利技术提出了一种适用于双阱CMOS工艺下CIS芯片中的具有CDS(相关双采样)功能的高精度温度传感器，目的在于进一步提高芯片温度检测功能的可靠性和精度，尽可能精确的提供CIS芯片的温度信息，尽可能减小芯片与芯片之间的误差，便于系统更精确的控制芯片。本专利技术中温度传感器消除了由于工艺偏差带来的三极管误差和固定的模数转换器误差，极大的减小了温度传感器的输出误差；同时，由于做了两次相关的采样，能减掉极低频率的1/f噪声，进一步提高温度传感器的噪声性能。附图说明附图1是本专利技术基本结构示意图；附图2为是实施例1现有技术中基准电压源的结构示意图；附图3为实施例1本专利技术中基准电压源的结构示意图；附图4为实施例1中温度电压随温度变化示意图；附图5为实施例2中模数转换器电路结构示意图；附图6为实施例2中一个周期的时序示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的详细说明。如图1所示，本专利技术提供的一种具有相关双采样功能的高精度温度传感器，包括基准电压源和模数转换器，基准电压源输出的基准电压VREF、温度电压VPTAT1和温度电压VPTAT2传输至模数转换器，模数转换器基于基准电压量化温度电压VPTAT1和温度电压VPTAT2，产生数字温度信息；其中，温度电压VPTAT1和温度电压VPTAT2在基准电压源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有相关双采样功能的高精度温度传感器，其特征在于，包括基准电压源和模数转换器，所述基准电压源输出的基准电压VREF、温度电压VPTAT1和温度电压VPTAT2传输至模数转换器，所述模数转换器基于基准电压量化温度电压VPTAT1和温度电压VPTAT2，产生数字温度信息；其中，所述温度电压VPTAT1和温度电压VPTAT2在所述基准电压源的同一支路上输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有相关双采样功能的高精度温度传感器，其特征在于，包括基准电压源和模数转换器，所述基准电压源输出的基准电压VREF、温度电压VPTAT1和温度电压VPTAT2传输至模数转换器，所述模数转换器基于基准电压量化温度电压VPTAT1和温度电压VPTAT2，产生数字温度信息；其中，所述温度电压VPTAT1和温度电压VPTAT2在所述基准电压源的同一支路上输出。


2.根据权利要求1所述的一种具有相关双采样功能的高精度温度传感器，其特征在于，所述基准电压源包括温度电压输出支路，所述温度电压输出支路包括第四PMOS管、电阻R3、电阻R4、温度电压VPTAT1输出端口和温度电压VPTAT2输出端口，所述PMOS管的源极连接电源，漏极同时连接温度电压VPTAT1输出端口和电阻R3的一端，电阻R3的另一端同时连接温度电压VPTAT2输出端口和电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地；所述温度电压VPTAT1输出端口和温度电压VPTAT2输出端口分别用于输出温度电压VPTAT1和温度电压VPTAT2。


3.根据权利要求2所述的一种具有相关双采样功能的高精度温度传感器，其特征在于，所述温度电压VPTAT1的电压值VPTAT1＝VT×B×R3，所述温度电压VPTAT1的电压值VPTAT2＝VT×B×(R3+R4)；其中，VT表示热电压，B由基准电压源结构决定，R3和R4分别表示电阻R3和电阻R4的电阻值。


4.根据权利要求2所的一种具有相关双采样功能的高精度温度传感器，其特征在于，所述基准电压源包括基准电压输出支路，所述基准电压输出支路包括第三PMOS管、电阻R2、基准电压VREF输出端口和三极管Q3，所述第三PMOS管的源极连接电源，漏极同时连接基准电压VREF输出端口和电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接三极管Q3的发射极，所述三极管Q3的集电极和基极接地。


5.根据权利要求4所的一种具有相关双采样功能的高精度温度传感器，其特征在于，基准电压VREF的电压值VREF＝VBE3+VT×B×R2，其中，VBE3表示三极管Q3的发射极电压，B由基准电压源结构决定，R2表示电阻R2的电阻值。


6.根据权利要求1所述的一种具有相关双采样功能的高精度温度传感器，其特征在于，所述模数转换器包括斜...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈飞，蔡化，芮松鹏，高菊，
申请(专利权)人：成都微光集电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51