一种高精度紧凑型低功耗的温度传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种高精度紧凑型低功耗的温度传感器，包括失配误差消除开关电容阵列、放电二极管阵列、门控脉冲发生电路、脉冲计数电路、开关信号强化电路、动态比较器、斩波元件、逻辑控制电路、供电稳压电路、两线式端口。在转换阶段，内部测温电路由数据端口与供电稳压电路供电，通过降采样与二阶失配误差消除算法，配合紧凑型开关电容阵列与放电二极管阵列周期性充放电得到温度数据；在通信阶段将温度数据通过逻辑控制电路数据端口以脉冲形式输出，供电稳压电容供电，其余电路休眠。因此，本发明专利技术可对片上温度数据进行动态采集、转换并数字输出，实现低功耗动态工作、紧凑型版图设计、高精度数据转换的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于cmos传感器电路，具体涉及一种高精度紧凑型低功耗的温度传感器。

技术介绍

1、温度传感器(temperature sensor)是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器，其广泛应用于工业界，常分布于工作条件苛刻的环境中，更高的测量精度有利于工业生产精准稳定地进行，而更低的功耗则可以省去不必要的辅助电路模块，降低成本。在智能仿生研究领域中，温度传感器还扮演着信息交互的重要角色，更紧凑的电路设计有助于提高单位面积下的传感器数量，使得信息交换更丰富，决策更准确；因此，业界对高精度、低功耗的紧凑型温度传感器存在着很高的需求。

2、先前的以频率信号为温度信息载体的温度传感器，在先进工艺下能够将面积控制在较低水平，但若要同时实现较低水平的相对误差，则必须使用多于两点的误差校准。

3、在文献[n.g.toth,z.tang,t.someya,s.pan and k.a.a.makinwa,"23.7a bjt-based temperature sensor with±0.1℃(3σ)inaccuracy from-55℃ to本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高精度紧凑型低功耗的温度传感器，其特征在于：包含片上的测温电路以及两线式端口，所述测温电路包括：

2.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于：所述温度传感器还包含有供电稳压电路，用于对外部的直流供电进行转换后为测温电路内的电路模块提供稳定的供电电压，其通过一PMOS管连接数据端口，该PMOS管受数字控制信号所控制。

3.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于：所述门控脉冲发生电路输入的门控信号为高电平时，开始工作，产生周期性的脉冲波形，当门控信号为低电平时，结束工作，将输出的脉冲波形拉低，待机节省功耗；所述脉冲计数电路对于任一路，若该路的脉冲计数未...

【技术特征摘要】

1.一种高精度紧凑型低功耗的温度传感器，其特征在于：包含片上的测温电路以及两线式端口，所述测温电路包括：

2.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于：所述温度传感器还包含有供电稳压电路，用于对外部的直流供电进行转换后为测温电路内的电路模块提供稳定的供电电压，其通过一pmos管连接数据端口，该pmos管受数字控制信号所控制。

3.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于：所述门控脉冲发生电路输入的门控信号为高电平时，开始工作，产生周期性的脉冲波形，当门控信号为低电平时，结束工作，将输出的脉冲波形拉低，待机节省功耗；所述脉冲计数电路对于任一路，若该路的脉冲计数未达到设定阈值时，输出的开关控制信号持续高电平，否则输出开关控制信号为低电平。

4.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于：所述失配误差消除开关电容阵列为n位电容阵列，其由两个高位电容、两个冗余电容以及两组低位电容并联组成，其中两个冗余电容的大小为cu，两个高位电容的大小分别为2n-1cu和2n-2cu，低位电容每组有n-2个且大小分别为20cu、21cu、…、2n-3cu，cu为单位电容。

5.根据权利要求4所述的温度传感器，其特征在于：所述失配误差消除开关电容阵列的版图为轴对称结构，即高位电容、冗余电容以及低位电容均对称排布于轴的两侧，版图外围由接地的闭合金属保护环围绕，保护环的各层金属以通孔相连接，并在电容阵列与外部电路连接处留出缺口。

6.根据权利要求4所述的温度传感器，其特征在于：所述单位电容的版图结构包含有两种即a式与b式，两种均为套筒式结构，其上极板由方形的外围金属与连接其各层金属的通孔共同构成，下极板由被上极板包围的方形中层金属与连接其各层金属的通孔共同构成，上极板在中层金属位置开有两个缺口供金属线将多个单位电容的下极板...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗宇轩，樊嘉怀，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：