一种基于无线能量收集技术的无线制造技术

本发明专利技术属于传感器技术领域，公开了一种基于无线能量收集技术的无线

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线能量收集技术的无线CMOS温度传感器


[0001]本专利技术属于传感器
，尤其涉及一种基于无线能量收集技术的无线
CMOS
温度传感器
。

技术介绍

[0002]互补金属氧化物半导体（
CMOS
）温度传感器广泛应用于生物温度测量领域，例如对养殖动物进行实时体温监测，人的体温检测也是疾病的前期判断依据之一
。
[0003]CMOS
温度传感器中，基于双极结型晶体管（
BJT, Bipolar Junction Transistor
）方案的
CMOS
温度传感器由于其稳定的温度特性和较高的精度，得到了广泛的应用
。
常用的
BJT
型
CMOS
温度传感器在模拟前端电路中，利用
BJT
的温度特性，将温度转换为和温度正相关或者负相关的电流或电压信号，然后再通过模数转换电路（
ADC, Analog
‑
Digital
‑
Converter
）读出数据
。
但是这样通常需要一个面积较大或者功耗较高的模数转换电路模块
。
同时，通常的
CMOS
温度传感器直接利用两个工作在不同电流密度下的双极结型晶体管的基极
‑
发射极电压的差值施加在电阻上产生的电流信号随温度的变化量非常小，导致最终得到的温度分辨率很低
。
[0004]除此之外，通常的
CMOS
温度传感器使用电池来供电，电池限制了温度传感器的单次使用寿命，增加了温度传感器的使用成本
。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种基于无线能量收集技术的无线
CMOS
温度传感器
,
以解决上述的技术问题
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的一种基于无线能量收集技术的无线
CMOS
温度传感器的具体技术方案如下：一种基于无线能量收集技术的无线
CMOS
温度传感器，包括
CMOS
无线能量收集电路
、CMOS
温度传感前端电路和
CMOS
无线信号发射电路，所述
CMOS
无线能量收集电路用于收集无线能量并将其转换成直流电压后给
CMOS
温度传感前端电路供电，所述
CMOS
温度传感前端电路产生一个频率与温度成正比的信号施加在
CMOS
无线信号发射电路上，将温度信息以反向散射的方式无线传输出去
。
[0007]进一步的，所述
CMOS
无线能量收集电路包括天线
、CMOS
差分输入整流器和低压差线性稳压器，所述
CMOS
温度传感前端电路包括第一带隙基准
、
第二带隙基准
、
电流相减电路
、
振荡器和低压差线性稳压器，所述
CMOS
无线信号发射电路包括天线和反向散射开关；所述反向散射开关的两端分别接在
CMOS
差分输入整流器的差分输入端上，所述反向散射开关的信号输入端接在振荡器的输出端上；所述
CMOS
差分输入整流器的一对差分输入端
RFP
和
RFN
接到天线的两端，所述
CMOS
差分输入整流器的输出端
VDC
接到低压差线性稳压器
、
第一带隙基准和第二带隙基准的供电端上，所述低压差线性稳压器连接到振荡器，所述第一带隙基准和第二带隙基准连接电流相减电路，所述电流相减电路连接振荡器
。
[0008]进一步的，所述第二带隙基准包括三路
PMOS
电流镜
、
一个运算放大器
、
一个电阻
R
和工作在不同电流密度下的两组三极管；第一路
PMOS
电流镜的源极接带隙基准的供电
VDC
，漏极接工作在单位电流密度下的三极管的发射极，第二路
PMOS
电流镜的源极接带隙基准的供电
VDC
，漏极接一个电阻
R
，电阻
R
的另一端接
n
个并联的三极管的发射极，同时第一路
PMOS
电流镜和第二路
PMOS
电流镜的栅极接到一起，连接到运算放大器的输出端，第一路
PMOS
电流镜和第二路
PMOS
电流镜的漏极分别接到运算放大器的同相端和反相端；所有三极管的基极和集电极都接地；第三路
PMOS
电流镜复制电阻
R
上的电流并输出
。
[0009]进一步的，所述第一带隙基准由四路共源共栅型电流镜
、
一个运算放大器
、
四个电阻和一对数量之比为
1:n
的三极管组成；第一路共源共栅型电流镜中下层
PMOS
的漏极连接电阻
R1
和个数为1的三极管的发射极，电阻
R1
的另一端
、
三极管的基极和集电极都接地；第二路共源共栅型电流镜中下层
PMOS
的漏极连接电阻
R2
和
R3
，电阻
R2
的另一端接
n
个并联的三极管的发射极，电阻
R3
的另一端接地，
n
个并联的三极管的基极和集电极接地；第三路共源共栅型电流镜用于将前两路电流镜的电流复制并向外输出，第四路共源共栅型电流镜中下层
PMOS
的漏极接电阻
R4
，同时该结点作为带隙基准的参考电压输出点，电阻
R4
的另一端接地；运算放大器的正相端和反相端分别接在电阻
R2
的一侧和个数为1的三极管的发射极，运算放大器的输出端接到共源共栅型电流镜中上层
PMOS
管的栅极
。
[0010]进一步的，所述电流相减电路包括
NMOS1、NMOS2、NMOS3、NMOS4
，电流传入
NMOS1
的漏极，
NMOS1
的栅极与漏极相连，
NMOS2
的栅极与
NMOS1
的栅极相连，
NMOS2
的个数与
NMOS1
的个数之比是
p
：1，输入
NMOS2
和
NMOS3
的漏极，
NMOS3
的栅极与漏极相连， NMOS4
的栅极与
NMOS3
的栅极相连，两者的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于无线能量收集技术的无线
CMOS
温度传感器，包括
CMOS
无线能量收集电路
、CMOS
温度传感前端电路和
CMOS
无线信号发射电路，其特征在于，所述
CMOS
无线能量收集电路用于收集无线能量并将其转换成直流电压后给
CMOS
温度传感前端电路供电，所述
CMOS
温度传感前端电路产生一个频率与温度成正比的信号施加在
CMOS
无线信号发射电路上，将温度信息以反向散射的方式无线传输出去
。2.
根据权利要求1所述的基于无线能量收集技术的无线
CMOS
温度传感器，其特征在于，所述
CMOS
无线能量收集电路包括天线
、CMOS
差分输入整流器和低压差线性稳压器，所述
CMOS
温度传感前端电路包括第一带隙基准
、
第二带隙基准
、
电流相减电路
、
振荡器和低压差线性稳压器，所述
CMOS
无线信号发射电路包括天线和反向散射开关；所述反向散射开关的两端分别接在
CMOS
差分输入整流器的差分输入端上，所述反向散射开关的信号输入端接在振荡器的输出端上；所述
CMOS
差分输入整流器的一对差分输入端
RFP
和
RFN
接到天线的两端，所述
CMOS
差分输入整流器的输出端
VDC
接到低压差线性稳压器
、
第一带隙基准和第二带隙基准的供电端上，所述低压差线性稳压器连接到振荡器，所述第一带隙基准和第二带隙基准连接电流相减电路，所述电流相减电路连接振荡器
。3.
根据权利要求2所述的基于无线能量收集技术的无线
CMOS
温度传感器，其特征在于，所述第二带隙基准包括三路
PMOS
电流镜
、
一个运算放大器
、
一个电阻
R
和工作在不同电流密度下的两组三极管；第一路
PMOS
电流镜的源极接带隙基准的供电
VDC
，漏极接工作在单位电流密度下的三极管的发射极，第二路
PMOS
电流镜的源极接带隙基准的供电
VDC
，漏极接一个电阻
R
，电阻
R
的另一端接
n
个并联的三极管的发射极，同时第一路
PMOS
电流镜和第二路
PMOS
电流镜的栅极接到一起，连接到运算放大器的输出端，第一路
PMOS
电流镜和第二路
PMOS
电流镜的漏极分别接到运算放大器的同相端和反相端；所有三极管的基极和集电极都接地；第三路
PMOS
电流镜复制电阻
R
上的电流并输出
。4.
根据权利要求3所述的基于无线能量收集技术的无线
CMOS
温度传感器，其特征在于，所述第一带隙基准由四路共源共栅型电流镜
、
一个运算放大器
、
四个电阻和一对数量之比为
1:n
的三极管组成；第一路共源共栅型电流镜中下层
PMOS
的漏极连接电阻
R1
和个数为1的三极管的...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪炜枭，
申请(专利权)人：脉砥微电子杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：