在-55～125℃范围内误差小于±0.3℃硅基温度传感器

提出了基于寄生参数自校正的高精度温度传感器,并给出了基于CSMC 0.5μm混合信号CMOS工艺的仿真结果.利用CMOS工艺衬底pnp三极管的发射区-基区pn结作为温度传感单元,提出了易于开关-电容电路实现的寄生电阻校正方法,消除了基区电阻非线性对温度测量的影响,提高了测量精度.电路仿真结果显示,系统测温误差在-55℃～125℃范围内仅为±0.3℃.     

基于FinFET器件结构的高精度温度传感器设计

随着标准CMOS工艺向二十纳米以下推进,平面CMOS晶体管开始向三维（3D）FinFET器件结构过渡,寄生三极管的电流增益β大幅下降,使以寄生PNP管作为温度传感器件的温度传感电路不再适用。本文基于标准CMOS工艺,以寄生垂直NPN管作为温度传感器件,给出了三维FinFET器件结构下的数字温度传感器设计。该数字温度传感器在-55℃至+125℃的温度范围内,电路仿真精度达±0.2℃,芯片测试精度达±0.3℃。     

一种温度传感器的设计

基于TSMC0.18μm混合信号CMOS工艺,利用CMOS工艺衬底PNP三极管的发射区-基区PN结作为温度传感单元,构建了两个三极管串联的温度传感电路。通过三极管串联来减小失调电压的影响,通过折叠式共源共栅放大器来提高电路精度,通过增加负反馈电路来提高电路的稳定性。电路的仿真结果显示从-20℃到120℃,温度与VPTAT呈高度线性关系,电路的电源抑制比达到了140dB。     

自校正型CMOS数字温度传感器

介绍了一种CMOS数字温度传感器的设计方法,并针对因工艺偏差所导致一致性差、成品率低的问题提出一种新型自校正技术.利用自校正技术可以有效抑制温度传感器核心模块的基准电压随工艺波动而变化,改善芯片之间的一致性.文中设置不同的工艺角对基准电压源进行仿真,通过对比开启与关闭自校正模块状态下基准电压的最大偏差,验证了自校正技术的有效性.本设计采用CSMCB5212 0.5 μm CMOS工艺实现,提供SPI数字接口,输出10-bit温度值.实际测试结果表明该温度传感器在-35℃~105℃温度范围内温度精度±1℃,整体功耗小于0.6mW.     

高温CMOS集成电路闩锁效应分析

本文详细地分析了LDD结构高温CMOS集成电路闩锁效应.文中提出了亚微米和深亚微米CMOS集成电路闩锁效应的模型.在该模型中,针对器件的尺寸和在芯片上分布情况,我们认为CMOS IC闩锁效应的维持电流有两种模式:大尺寸MOST的寄生双极晶体管是长基区,基区输运因子起主要作用;VLSI和ULSI中MOST的寄生双极晶体管是短基区,发射效率起主要作用.但是他们的维持电流都与温度是负指数幂关系.文章给出了这两种模式下的维持电流与温度关系,公式在25℃至300℃之间能与实验结果符合.     

具有寄生电阻消除功能的远端测温芯片

设计并流片实现了一款具有寄生电阻消除功能的远端测温芯片.分析了远端测温原理和寄生电阻对测温精度的影响,利用差分结构采集远端三极管产生的温度信号.采用一阶∑-△模数转换器(ADC)将温度信号进行量化,并使用寄生电阻消除技术降低寄生电阻对测温精度的影响.该芯片采用0.18 μm BCD工艺设计并流片,测试结果表明,当远端三极管在-40℃下,使用寄生电阻消除技术可以将1.5 k-Ω寄生电阻对测温精度的影响降低到0.5℃以内;远端三极管在-40～125℃温度范围内,消除寄生电阻影响后远端测温芯片的3σ误差小于±0.6℃.     

一种基于负电阻的高输出阻抗的电流源

给出一种利用等效负电阻实现阻抗增加的方法.利用该方法,文中所提出的电流源可在不增加电源电压的前提下显著提高其输出阻抗.基于0.6μm的CMOS工艺模型,仿真所得电流源的输出阻抗可达109Ω,同时,该电流源频带宽度为1.04GHz,在-40～145℃之间,电流源的温度系数只有10.6ppm/℃.     

双极型器件基区电阻的测量

着重介绍了三种测量基区电阻Ｒｂ的ＤＣ测量法，并通过反面实例说明其中两种方法（１．由Ｉ－Ｖ特性来提取Ｒｂ及Ｒｅ；２．基于碰撞离子产生的反向基区电流的ＤＣ法）的局限性，指出第三种方法（双基极引线孔法）是值得借鉴的方法。ＤＣ测量法因其简单易行而被广泛接受，但在实践中须特别注意其适用范围。     

采用新结构与新工艺降低SiGe HBT基区串联电阻

采用新型调制掺杂量子阱基区结构和掩埋金属自对准工艺方法,在器件的纵向结构和制备手段上同时进行改进,使超薄基区小尺寸SiGeHBT的基区横向电阻和接触电阻分别降低42%和55%以上,有效解决了基区串联电阻的问题。     

一种大量程低误差CMOS温度传感器

温度传感器是将温度信号转换为电信号的元件。CMOS工艺制作的温度传感器具有面积小、成本低的优点,精度和工作温度范围是CMOS温度传感器最重要的两个指标。设计了一种工作温度范围为－45 ℃~125 ℃,测量精度为±1.5 ℃的温度传感器,主要包括温度传感电路和后端Σ-Δ ADC两部分,设计时采用了曲率校正、动态匹配等多重误差的校正方法。     

一个适用于RFIC设计的RF MOSFET源漏电阻可缩放模型

提出了一个可用于0.18 μm CMOS工艺RF-MOSFET的源漏电阻的可缩放模型.采用了一种直接基于S参数测量的方法来准确提取端口的寄生电阻,该模型充分考虑了各种版图尺寸,如沟道长度,沟道宽度和栅极指头数目等参数的可缩放性.此后,该模型通过不同尺寸的共源连接RF MOSFET的测量和仿真的直流、小信号S参数特性比对,曲线达到了较好的吻合,表明我们的模型是精确而且有效的.     

射频晶体管3DG2714基极电阻R_(bb’)的分析与研究

射频晶体管具有高的特征频率fT,高的功率增益GP。为此在工程上多采用浓硼扩散形成嫁接基区。尽可能减少基极电阻Rbb’,同时采用梳状结构电极,浅结扩散,小的结面积等工艺,提高fT,从而双方面提高功率增益GP。文章以该公司生产的射频晶体管3DG2714为例,分析了发射结下基区部分电流流动状态,合理计算了这部分的基极电阻Rb1,分析了发射极与基极之间淡硼扩散区的电流流动状态,合理计算了这部分的基极电阻Rb2,忽略了两个影响极小的电阻,计算了总的基极电阻Rbb’。为减小基极电阻提高功率增益的射频晶体管设计制造提供了依据。     

双极器件中硅基区和锗硅基区的禁带变窄量

采用一种新的方法计算双极器件中离子注 B硅基区和原位掺 B的锗硅基区禁带变窄量 .在器件基区的少子迁移率、多子迁移率和方块电阻已知的情况下 ,应用这种方法只需测量室温和液氮温度下的电学特性就可以获得禁带变窄量 .这种方法从双极晶体管的集电极电流公式出发 ,利用 VBE做自变量 ,在室温和液氮温度下测量器件的Gum mel图 ,选取 ln IC随 VBE变化最为线性的一部分读出 VBE及相应的 IC数值 ,获得两条 VBE- ln IC直线 ,通过求解两条直线的交点可以计算出基区的禁带变窄量ΔEG.利用这种方法测试了硅双极器件和锗硅基区双极器件 ,其基区禁带变窄量分别为     

基极电流补偿曲率校正的0.13μm CMOS带隙基准源

带隙基准是各种模拟/数模混合集成电路中的基础性组成部件,其温度稳定性是决定整体电路性能的重要因素之一。使用级联三极管的带隙基准结构能够有效的降低运算放大器输入失调对基准电路稳定性的影响。但是在CMOS工艺中,由于三极管器件的放大倍数值较小,“发射极-基极”电流对集电极电流的分流作用较为显著,致使基准电压输出存在较大的温度漂移。针对这个问题,提出了一种自适应的基极电流补偿的技术,能够有效的提高级联三级管的带隙基准电路中输出基准电压的温度稳定性,实现基准电压的温度响应曲线的曲率校正。基于0.13μm CMOS工艺的实现结果表明,输出基准电压的温度稳定性可达到6.2ppm/℃（-40℃～125℃）,输出基准电压1.238V。     

一种具有±0.5℃精度的CMOS数字温度传感器

该文设计了一种基于0.35μm CMOS工艺的采用双极型晶体管作为感温元件的数字温度传感器.该温度传感器主要由正温度系数电流产生电路、负温度系数电流产生电路、一阶连续时间Σ-Δ调制器、计数器和I2C总线接口等模块组成.为提高温度传感器的测量精度,该文深入分析了在不采用校准技术的情况下工艺漂移对温度传感器精度的影响,并在...     

一种新型的CMOS温度传感器

提出了一种采用标准CMOS工艺制造的全CMOS电路结构温度传感器的理论及其电路设计.采用CSMC0.6μm的数模混合工艺仿真,结果表明该传感器在-40～125℃的温度范围内,温度灵敏度为-1.15μA/℃.芯片实测,温度灵敏度为-0.99μA/℃.5V供电时,静态功耗为1.5mW,芯片面积为0.025mm2.该传感器的特性表明它非常适用于高容量的集成微系统,在汽车电子、石油采集、生物医学等领域有着广阔的应用前景.     

一种新型的CMOS温度传感器

提出了一种采用标准CMOS工艺制造的全CMOS电路结构温度传感器的理论及其电路设计.采用CSMC0.6μm的数模混合工艺仿真,结果表明该传感器在-40～125℃的温度范围内,温度灵敏度为-1.15μA/℃.芯片实测,温度灵敏度为-0.99μA/℃.5V供电时,静态功耗为1.5mW,芯片面积为0.025mm2.该传感器的特性表明它非常适用于高容量的集成微系统,在汽车电子、石油采集、生物医学等领域有着广阔的应用前景.     

一种高精度CMOS温度传感器校准电路

针对集成式传感器中CMOS器件非理想因素导致的测量误差,设计了一种数字校准电路,校准电路由存储模块、失调误差校准模块和增益误差校准模块等组成。因模拟器件受温度影响较大,不同温度的增益线性度不同,所以增益误差采用分温度区间进行校准。电路采用0.18μm CMOS工艺实现,校准后温度传感器误差可提高到-0.03～+0.13℃。     

基于多晶外基区及SIC技术的高速NPN管设计

提出了一种先进的双多晶硅非自对准NPN管的器件结构,并实际用于一种高性能NPN管的研制.该器件结构主要通过多晶外基区减小基区电阻和基区结面积,以及使用SIC技术减小集电极电阻的方式,极大地提升了NPN管的特征频率.通过实际工艺流片验证,实现了BVCEO=5.6 V、fT=13.5 GHz的高速NPN管.该器件结构较双多晶自对准器件结构易于加工,可以广泛用于其他高速互补双极器件的研制.     

硅单结晶体管γ射线辐照电阻变化规律研究

对在γ射线辐照条件下的单结晶体管基区阻值进行了多点测量和实时监测。结果发现：单结晶体管基区电阻值随γ射线辐照剂量的增加,具有先减小后增大的规律。对比国内外相关实验结果,从7射线与物质作用微观分析,证明位移效应是单结晶体管基区电阻在γ射线辐照下的主要效应,但它较电离效应具有一定滞后性。