温度传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种温度传感器，用于测试CIS芯片的温度，包括：带隙基准和温度电流电路，用于获取CIS芯片的温度并将温度转换成两路正温度系数电流和两路负温度系数电流；电流控制电路，用于将两路所述正温度系数电流和两路所述负温度系数电流中三路电路电流进行组合，以输出组合电流；ADC，用于将所述组合电流积分并进行模数转换，最后输出CIS温度的量化结果。提升了温度传感器中ADC输入动态范围的利用率，减小了对ADC精度设计的要求，从而降低了ADC电路设计复杂度，最终降低了电路面积和功耗，提升电路可靠性。提升电路可靠性。提升电路可靠性。

【技术实现步骤摘要】
温度传感器


[0001]本专利技术涉及集成电路
，尤其是涉及一种温度传感器。

技术介绍

[0002]CMOS图像传感器芯片在近年来不断得到发展，已逐渐取代CCD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。
[0003]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采用VPTAT(与绝对温度成正比的)电压与一个VREF(基准)电压比较产生温度的输出。具体实现常用是采用ADC(Analog Digital Converter，模数转换器)对VPTAT电压进行采样量化，由于VPTAT电压随温度变化范围十分狭窄，导致ADC有效利用的输入电压范围也十分狭窄，通常只有20％～30％左右的利用效率。所以对于高精度温度传感器的设计要求中，需要更高比特的ADC才能满足设计要求，这会大大增加设计成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种温度传感器，可以提升温度传感器中ADC输入动态范围的利用率，从而减小对ADC精度设计的要求，从而降低ADC电路设计复杂度，最终降低电路面积和功耗，提升电路可靠性。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种温度传感器，用于测试CIS芯片的温度，包括：带隙基准和温度电流电路，用于获取CIS芯片的温度并将温度转换成两路正温度系数电流和两路负温度系数电流；
[0006]电流控制电路，用于将两路所述正温度系数电流和两路所述负温度系数电流中三路电路电流进行组合，以输出组合电流；
[0007]ADC，用于将所述组合电流积分并进行模数转换，最后输出CIS温度的量化结果。
[0008]可选的，在所述的温度传感器中，所述带隙基准和温度电流电路包括：
[0009]带隙基准电路，用于产生基准参考电压；
[0010]温度电流源产生电路，用于产生两路所述正温度系数电流和两路所述负温度系数电流。
[0011]可选的，在所述的温度传感器中，两路所述正温度系数电流包括第一路正温度系数电流和第二路正温度系数电流；两路所述负温度系数电流包括第一路负温度系数电流和第二路负温度系数电流；所述组合电流包括：第一路正温度系数电流、第二路正温度系数电流和第二路负温度系数电流，或者，第一路负温度系数电流、第二路正温度系数电流和第二路负温度系数电流。
[0012]可选的，在所述的温度传感器中，所述电流控制电路包括：
[0013]接入所述第一路正温度系数电流的第一开关，以及，接入第一路负温度系数电流的第二开关；
[0014]通过控制所述第一开关的开或断，以控制所述第一路正温度系数电流是否接入组合电流；
[0015]通过控制所述第二开关的开或断，以控制所述第一路负温度系数电流是否接入组合电流。
[0016]可选的，在所述的温度传感器中，所述第一开关闭合时，所述第二开关断开；所述第二开关闭合时，所述第一开关断开。
[0017]可选的，在所述的温度传感器中，所述电流控制电路包括：
[0018]并联的第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路均具有两端；
[0019]所述第一支路的一端接入所述第一路正温度系数电流，另一端接入所述第一路负温度系数电流；
[0020]所述第二支路的一端接入所述第一路正温度系数电流，另一端接入所述第一路负温度系数电流；
[0021]所述第一支路包括：串联的第一开关和第二开关，所述组合电流的输出端接入到所述第一开关和第二开关之间；
[0022]所述第二支路包括：串联的第三开关和第四开关以及固定参考电压，所述固定参考电压一端接入到所述第一开关和所述第二开关之间，另一端接地；
[0023]通过控制所述第一开关和所述第四开关同时闭合或同时断开，以控制所述第一路正温度系数电流是否接入组合电流；
[0024]通过控制所述第二开关和所述第三开关同时闭合或同时断开，以控制所述第一路负温度系数电流是否接入组合电流。
[0025]可选的，在所述的温度传感器中，所述第一开关和所述第四开关闭合时，所述第二开关和所述第三开关均断开；所述第二开关和所述第三开关闭合时，所述第一开关和所述第四开关均断开。
[0026]可选的，在所述的温度传感器中，所述ADC包括：
[0027]积分器，用于将所述组合电流转换成积分电压；
[0028]比较器，用于将所述积分电压和固定参考电压进行比较并输出比较结果，同时，所述积分器和比较器形成的环路构成了一个连续型一阶一比特量化的Delta
‑
Sigma调制器，所述Delta
‑
Sigma调制器输出调制信号；
[0029]计数器，对所述比较结果进行计数，并输出计数结果，同时，将所述调制信号进行解调并输出。
[0030]可选的，在所述的温度传感器中，所述积分器的第一输入端接入所述组合电流，所述积分器的第二输入端接入所述固定参考电压，以使得所述第一输入端无电流接入时，能维持所述积分器的第一输入端的电位不变。
[0031]可选的，在所述的温度传感器中，所述比较器的输出结果还反馈给所述第一开关和所述第二开关，以控制所述第一开关和所述第二开关的断开或闭合。
[0032]在本专利技术实施例提供的温度传感器中，通过将两路正温度系数电流和两路负温度
系数电流中的三路电路电流进行组合，以输出组合电流。然后将组合电流作为ADC的输入电流，最后对ADC对组合电流。相比现有技术的输入只有一路正温度系数电压和一路负温度系数电压，本专利技术实施例的输入电流为四路，方便信号的叠加，叠加后的电流扩大了温度电流变化范围，覆盖了ADC输入电压的幅度的大部分范围，可以提升温度传感器中ADC输入动态范围的利用率，从而减小对ADC精度设计的要求，从而降低ADC电路设计复杂度，最终降低电路面积和功耗，提升电路可靠性。
附图说明
[0033]图1为现有技术的基准电压源的结构示意图；
[0034]图2为温度电压动态范围示意图；
[0035]图3为本专利技术实施例的温度传感器的框架图；
[0036]图4至图5为本专利技术实施例的温度传感器的结构示意图；
[0037]图6为本专利技术本专利技术的第二实施例的电流控制电路的示意图；
[0038]图中：100
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带隙基准和温度电流电路、200
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电流控制电路、230
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反相器、300
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ADC、310
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积分器、320
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比较器、330
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计数器、M1
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第一晶体管、M2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温度传感器，用于测试CIS芯片的温度，其特征在于，包括：带隙基准和温度电流电路，用于获取CIS芯片的温度并将温度转换成两路正温度系数电流和两路负温度系数电流；电流控制电路，用于将两路所述正温度系数电流和两路所述负温度系数电流中三路电路的电流进行组合，并输出组合电流；ADC，用于将所述组合电流积分并进行模数转换，最后输出CIS温度的量化结果。2.如权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，所述带隙基准和温度电流电路包括：带隙基准电路，用于产生基准参考电压；温度电流源产生电路，用于产生两路所述正温度系数电流和两路所述负温度系数电流。3.如权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，两路所述正温度系数电流包括：第一路正温度系数电流和第二路正温度系数电流；两路所述负温度系数电流包括：第一路负温度系数电流和第二路负温度系数电流；所述组合电流包括：第一路正温度系数电流、第二路正温度系数电流和第二路负温度系数电流，或者，第一路负温度系数电流、第二路正温度系数电流和第二路负温度系数电流。4.如权利要求3所述的温度传感器，其特征在于，所述电流控制电路包括：接入所述第一路正温度系数电流的第一开关，以及，接入第一路负温度系数电流的第二开关；通过控制所述第一开关的开或断，以控制所述第一路正温度系数电流是否接入组合电流；通过控制所述第二开关的开或断，以控制所述第一路负温度系数电流是否接入组合电流。5.如权利要求4所述的温度传感器，其特征在于，所述第一开关闭合时，所述第二开关断开；所述第二开关闭合时，所述第一开关断开。6.如权利要求3所述的温度传感器，其特征在于，所述电流控制电路包括：并联的第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路均具有两端；所述第一支路的一端接入所述第一路正温度系数电流，另一端接入所述第一路负温...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏天，陈飞，蔡化，芮松鹏，
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：