LM135系列精密温度传感器的原理和应用

一、概述 LM135系列温度传感器是一种电压输出型精密集成温度传感器。它工作类似于齐纳二极管,其反向击穿电压随绝对温度以+10 mV/K的比例变化,工作电流为 0.4—5 mA,动态阻抗仅为10,便于和测量仪表配接。这种温度传感器具有测量精度高,应用简单等优点。LM135系列温度传感器的测温范围很宽,LM135测温范围为-55-+150℃,LM235和LM335测温范围分别为-40-+125℃和     

新器件简讯(10)

<正> 单线数字温度传感器DS1820 一般的温度传感器输出与温度成比例的电压信号或电流信号,它们都是模拟信号。因此用于微处理器进行温度测量或控制时,需要将温度传感器输出的模拟信号经A/D变换器转变成数字信号。 DS1820单线数字温度传感器可以直接感受温度并输出数字信号,与微处理器直接接口,这样系统简化,提高可靠性。 DS1820单线数字温度传感器的测量温度为-55℃～+125℃,增量为0.5℃,相应输出9位数字信号,如下表所     

一种低压CMOS亚阈型PTAT基准源

设计了一款工作在低电源电压且与绝对温度成正比(PTAT)的基准电路;采用衬底偏置技术、电阻分压作为PMOS放大器的输入和用工作在亚阈值区的NMOS管代替衬底PNP管三种方法,使得该电路可以在低电源电压下工作,且工作电流较小。该电路采用CSMC 0.6μm2P2 M工艺,电源电压为1.2 V、温度为0~100℃时,输出电压的温度系数为0.912 mV/K,电源电流为6.8μA;当电源电压在1.1~2.0 V变化时,室温下的输出电压是461.4±0.4 mV。     

液氮温区集成式数字温度传感器设计

温度传感器是制冷型红外焦平面探测器的重要组成部分,它用于测量探测器工作温度,其输出用于制冷机控制,从而控制探测器温度。探测器的工作温度将直接影响探测器的性能,如信噪比、探测率和盲元率等。针对传统PN结温度传感器需要模拟信号处理电路及易受电磁干扰的弊端,设计了一种基于CMOS工艺的集成式数字温度传感器,可以集成到红外焦平面探测器读出电路中,直接通过SPI接口输出数字测温值。设计的集成式数字温度传感器采用0.35 m CMOS工艺流片,芯片面积为380 m500 m（不包含PAD）,在电源电压2.5 V和采样频率6.1次/s条件下,功耗为300 W,分辨率0.061 6 K。在77 K温度下输出的RMS噪声为0.148 K。测试结果表明,集成式数字温度传感器可以应用于制冷型红外焦平面探测器温度测量。     

一种数字温度传感器板卡的设计及验证

针对单片集成数字温度传感器可靠性要求，设计了一种单片集成数字温度传感器验证板卡。该板卡可通过单片集成数字温度传感器，对环境温度和供电电流进行精准监测，同时对通讯总线协议进行验证，并将温度、电流测量值通过RS232串口总线上传到计算机进行实时监控和保存，可评估单片集成数字温度传感器在板级应用时的功能、性能和稳定性等。最后，以HWD7461型温度A/D转换器为例，开展了板级环境试验，试验结果显示测试精度满足t_ERR≤±4℃(T_A=-55～125℃)和工作电流I_DD≤0.251 mA的要求。     

超低压差线性稳压器的带隙基准电路设计

设计了一种采用电流反馈及电阻分压技术,输出可调的,用于单片集成超低压差的CMOS线性稳压器的高性能带隙基准电压电路.它可产生1～1.2217V多个电压基准;当温度从-40～125℃变化时,温度系数为23×10-6/K;具有较高的电源抑制比(PSRR),其值为78dB.输入电压在2.5～6V变化时,基准电压的变化范围为1.221685±0.055mV,该电路还可为其它电路模块提供PTAT电流.     

0℃～150℃温控仪的制作

<正> 本文介绍一种0～150℃温控仪,它采用恒流供电,具有电路简单、制作方便、成本低、温控精度为±2℃以内等特点。 工作原理 温控仪电路如图1所示。由A1、A2、基准电压(VD5)及外围元件组成恒流源(电流约0.5mA),向温度传感器R_t(T121)供电,其输出电压V_0就是对应的温度值。要控制的温度由电位器W2的滑臂位置来确定(其滑臂输出的电压相当于0～150℃时的电压)。为保证电位器     

一种具有大电流驱动能力的低温漂带隙基准电压源

基于XFAB 0.6 μm CMOS工艺,设计了一种具有大电流驱动能力的低温度系数带隙基准电压源。通过设置不同温度系数的电阻的比值,实现带隙基准的2阶曲率补偿。采用新的电路结构,使基准源具有驱动10 mA以上负载电流的能力。经过Hspice仿真验证,常温基准输出电压为2.496 V,-55 ℃~125 ℃温度范围内的温度系数是3.1×10-6/℃;低频时,电源电压抑制比为-77.6 dB;供电电压在4~6 V范围内,基准输出电压的线性调整率为0.005%/V;负载电流在0~10 mA范围内,基准输出电压波动为219 μV,电流源负载调整率为0.022 mV/mA。     

与绝对温度成正比BiCMOS集成温度传感器设计

利用工作在弱反型区MOS管饱和漏电流的指数特性,设计了一款与绝对温度成正比(PTAT) BiC-MOS集成温度传感器,主要电路由PTAT电流产生电路、启动电路和输出电路3部分组成,电路结构简单,体积小.测试结果表明,该温度传感器的精度小于0.5℃,线性度小于0.65％,灵敏度为2.5μA/℃,芯片面积为150 μm×75 μm,具有线性度及灵敏度高的优点,可广泛应于各类便携式电子产品中.     

集成温度传感器LM94022及其应用

LM94022是一种模拟输出的集成温度传感器,主要应用于手机、无线收发器、电池管理、汽车、办公室设备及家用电器等。该传感器主要特点包括工作电压低,可在1.5V电压下工作;工作电压范围宽—1.5～5.5V;末级为推挽输出,有±50μA输出电流的能力;有四种灵敏度供用户选择;测量范围为-50～+150℃;静态电流低,典型值为5.4μA;精度(与测量范围有关):20～40℃为±1.5℃;-70～-50℃为±1.8℃;-50～90℃为±2.1℃;-50～150℃为±2.7℃;采用小尺寸SO70封装。管脚排列与功能LM94022的管脚排列如图1所示,各管脚功能如表1所示。灵敏度选择端GS0及GS1L…     

双极型高精度大负载电流集成电压基准源设计

设计并实现了一种基于双极型工艺的2.5V高精度大负载电流集成基准电压源电路,通过对传统带隙基准电路的改进,设计中增加了电源电压分配电路、电流反馈电路和大电流驱动电路,实现高精度大负载电流的目标.通过Cadence软件平台下的Spectre仿真器对电路的温度系数、负载调整率、噪声、交流电源纹波抑制比、负载电流、启动时间等电参数进行仿真验证,得到了初始精度±0.5%,在-40～85℃范围内温度系数小于6×10-6/℃,负载电流0～50 mA,电源电压4.5～36 V,输出为2.5 V的集成电压基准源电路.该电路采用6 μm/36 VK极型工艺生产制造,芯片面积为1.7 mm×2.1 mm,具有过热保护、过流保护和反接保护功能.     

集成温度传感器LM134及其应用

LM134是一种新型的硅集成温度传感器,它不同于一般诸如热敏电阻、温差电偶以及半导体PN结等传统的温度传感器。它是根据下述原理设计而成的,即工作在不同电流密度下的两只相同晶体管,其基、射结的结电压之差△V_(be)与绝对温度T严格成正比。因而该器件的突出优点是在整个工作温区范围内(-55℃～+125℃)输出电流几乎与被测温度成线性关系,这样,就可省去非线性校正网络,使用简便。此外,它还具有下列特点:(1)起始电压低(低于1.5V),而器件耐压较高,因而电源电压适用范围宽(在3～40V之间)。(2)灵敏度高(1μA/K),输出信号幅度大。一般情况下,不必加中间放大就可直接驱动检测系统,例如双积分型A/D转换器5G14433或ICL7106等。从而消除了中间环节所引入的误差,提高测温精度。(3)输出阻抗高,一般大于10MΩ。所以它相当于一个受温度控制的恒流源,有较强的抗干扰能力,特别适用于长距离测温和控温场合。由于它的恒流特性,能消除电源电压波动和交流纹波对器件工乍的影响,从而降低了对电源精度的要求。     

面向植入式射频识别的超低功耗温度传感器

针对应用于动物体温检测的植入式射频识别标签(RFID),设计了一种超低功耗的温度传感器。采用差分延时线结构和差分型电压电流转换器,增大了时间随温度的变化率,提高了温度传感器的分辨率和精度。基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺,采用Cadence SpectreVerilog进行仿真。结果表明,在TT、FF和SS工艺角下,当温度范围为35 ℃~45 ℃时,温度传感器的分辨率为0.03 ℃/LSB,误差为±0.2 ℃,功耗为600 nW,测温时间为1 ms。该温度传感器满足应用于动物体温检测的植入式RFID的要求。     

集成了2个12位D/A转换器的LSI

ＬＴ1 5 90是一种集成了 2个 1 2位Ｄ/Ａ转换器的ＬＳＩ产品。电源电压为 5Ｖ时 ,耗散电流最大不超过 1 0 μＡ。Ｄ/Ａ转换器属于电流输出型。数据输入为串行方式。还集成了具有 2 4位的移位寄存器电路和锁存电路。可用于工业中的控制器、携带式的测量设备等。电源电压范围为 4 5Ｖ～ 5 5Ｖ。环境温度为 2 5℃时 ,微分非线性误差与积分非线性误差均为最大± 0 5ＬＳＢ。全高次谐波失真 (ＴＨＤ)为标准 - 1 0 8ｄＢ。共模信号抑制比 (ＣＭＲＲ)最大为 0 0 0 2。输出的最大漏电流为± 2 5ｎＡ。作为数据输入的数字信号交调失真为标…     

一种可修调的高精度低温漂带隙基准电压源

设计了一种可修调的高精度、低温漂、高电源电压抑制比的高阶温度补偿带隙基准电压源。在Brokaw型带隙基准电路结构的基础上,采用多晶硅电阻负温度系数补偿技术,可实现2阶曲率温度补偿,减小了基准电压的温漂;设计了电阻修调网络,保证了基准电压的高精度。电路基于标准双极工艺进行设计和制造,测试结果表明:在－55 ℃~125 ℃温度范围内,15 V电源电压下,基准源输出电压为2.5(1±0.24%) V,温度系数为1.2×10－5/℃,低频时的电源电压抑制比为－102 dB,静态电流为1 mA,重载时输出电流能力为10 mA。     

4～20mA电流环供电温度传感器

用一个模拟温度传感器、一个运放、一个晶体管和一个低压降线性稳压器构成的电路（见图１)提供4～20mA输出(3.75～28V范围)。因为所用器件都具有低静态电流,所以可用此电流环为这些器件供电。温度传感器IC1输入到运放/晶体管组合A1和Q1,图中R1做为放大器负载。温度传感器的输出特性由0℃时的744mV补偿和11.9mV/℃定标系数标定。R1的选择是使其符合IC1的温度范围和4～20mA输出。在本例中,IC1在-25℃时的输出是0.4465V。选择R１为111Ω将在-25℃提供4mA输出。在125℃,IC1输出是2.213V,在所选111Ω阻值的R1上给出19.937mA输出。…     

双模式高集成负电荷泵电路设计

提出了一种新颖的双模式高集成开关电容电荷泵。该电荷泵集成高频振荡器、电平移位、逻辑驱动以及4个功率MOSFET开关。与传统电荷泵相比,该电路可以工作在单电源以及双电源两种模式。单电源模式下,输出电压为-VCC;双电源模式下,输出电压为-3×VCC。电路采用0.35μm BCD工艺实现。测试结果表明:室温时,单电源模式和双电源模式下电荷泵输出电流分别为36 mA和80 mA时输出电压分别为-3.07 V和-12.10 V。在-55℃到125℃温度范围内,单电源模式和双电源模式下电荷泵输出电流分别为24 mA和50 mA时输出电压分别低于-3.06 V和-12.35 V。该电荷泵在两种模式下工作特性良好,已应用于相关工程项目。     

新颖应用电路·实用电路集

６１９－２线温度传感器　　松下半导体公司的ＬＭ３５型温度传感器因两方面的原因获得广泛应用：其生产的输出电压直接与所测量的温度（℃）成正比以及可测量零度以下的温度。但该器件的一个缺陷就是在其标准应用电路中,要通过３线链路将其与实际测量电路连接起来。本电路可彻底克服这一缺陷。当如图所示连接ＬＭ３５时,在－５～４０℃的温度范围内,就可采用２线链路。实际上,由于所示电路采用静态电流随温度改变的变化量,因此它实际上是一个与温度有关的电流源。计算电阻器Ｒ３和Ｒ４之值,输出电压为１０ｍＶ℃－１。在精度要求高的…     

一种高精度电流型CMOS带隙基准电压源设计

基于CSMC 0.5μm标准CMOS工艺,设计了一种高精度电流型CMOS带隙基准电压源。仿真结果表明,温度在-40℃~125℃范围内,基准输出电压的温度系数为1.3×10-5/℃;电源电压在3.3~5 V之间变化时,基准输出电压变化为0.076 mV,电源抑制比PSRR为-89 dB。同时,该电路包含修调电路,可在不同工艺角下进行校正,具有温度系数低、电源抑制比高、精度高等特点。     

基于CMOS亚阈值特性的低功耗温度传感器

针对片上系统测温及其过温保护问题,提出了一种基于CMOS亚阈值特性制造的低功耗温度传感器.CSMC 0.6μm数模混合工艺仿真表明,其在-50～150℃的温度范围内,都能良好工作,且因为运放负反馈结构对电源电压具有较高的抑制,在2～6V的范围内都能得到正确的输出结果.芯片实测,温度灵敏度为0.77V/℃.因为基于CMOS亚阈值特性产生了电路的偏置电流,所以工作电流仅16μA.芯片面积300μm×250μm.该传感器的特性表明它非常适用于高容量的集成微系统中,在计算机、汽车电子、生物医学等领域有着广阔的应用前景.