一种带有斜率补偿的片上温度检测电路
2020年电子技术应用第8期
郝强宇，王日炎，周伶俐，贺黉胤
广州润芯信息技术有限公司，广东 广州510700
摘要： 介绍了一种采用0.13 μm CMOS工艺制作的适用于片上集成电路的温度传感器。分析了核心模拟电路和温度检测原理，对参考电压进行了斜率补偿，以取得更准确的温度检测性能。样品电路测试表明，在-55 ℃～125 ℃范围内，温度检测结果与实际温度基本吻合。
中图分类号： TN432
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200189
中文引用格式： 郝强宇，王日炎，周伶俐，等. 一种带有斜率补偿的片上温度检测电路[J].电子技术应用，2020，46(8)：80-82.
英文引用格式： Hao Qiangyu，Wang Riyan，Zhou Lingli，et al. An on-chip temperature sensor with slope compensation[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(8)：80-82.
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200189
中文引用格式： 郝强宇，王日炎，周伶俐，等. 一种带有斜率补偿的片上温度检测电路[J].电子技术应用，2020，46(8)：80-82.
英文引用格式： Hao Qiangyu，Wang Riyan，Zhou Lingli，et al. An on-chip temperature sensor with slope compensation[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(8)：80-82.
An on-chip temperature sensor with slope compensation
Hao Qiangyu，Wang Riyan，Zhou Lingli，He Hongyin
Guangzhou Runxin Information Technology Co.，Ltd.，Guangzhou 510700，China
Abstract： An on-chip temperature sensor based on 0.13 μm CMOS IC process was presented. The core analog circuit and the principle of temperature sensing were analyzed. Slope compensation of reference voltage was used to obtain more sensing accuracy. The temperature sensor was fabricated, and test results showed that, in the range of -55 ℃ to 125 ℃, the sensed temperature was basically in agreement with the actual temperature.
Key words : temperature sensor；slope compensation；analog IC
0 引言
集成电路对温度的变化十分敏感，不同的温度下芯片性能不同，过高的温度也会导致芯片永久损坏。为了了解芯片所在环境和其内部的温度情况，需要温度检测电路，以进行相应的处理。但是，更多功能的增加会导致芯片面积和功耗的增加。因此，一个既简单易行又不失精确度的温度检测电路将是研究的重点。
最简单的电路[1]是将温度电压与参考电压进行比较，超过阈值后关断电路。但随着集成电路复杂程度的增加，需要温度检测电路将温度转化为数字信号，来控制其他模块。采用斩波技术和sigma-delta ADC的温度检测电路[2]具有最高的精度，但是其面积较大，不适合作为片上辅助功能电路使用；另一种结构[3]使用与温度成正比(PTAT）振荡器，在不同温度下，产生不同频率的时钟信号，容易对其他电路产生影响，并增加系统杂散；使用亚阈值区MOS管产生PTAT电压的温度检测电路[4]具有最小的面积和功耗，但是其线性度一般较差；文献[5]采用了PTAT电压、参考电压、比较器和数字电路的结构，具有适中的面积和精度，但其参考电压在通过数模转换器(DAC)改变时，温度补偿性能会变差。
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作者信息：
郝强宇，王日炎，周伶俐，贺黉胤
(广州润芯信息技术有限公司，广东 广州510700)
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