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℃。     

一种CMOS电流控制振荡器的分析与设计

提出了一种结构简单的CMOS电流控制模式振荡器.该电路充分利用系统内部基准电流源产生的电流信号对电容进行充放电,在5 V电源电压下,经过控制电路作用后,上升时间和下降时间非常小,使产生的输出振荡波形更接近理想矩形波;通过调节基准源电流信号或者电路中电容值的大小,可以调节振荡输出波形的频率和占空比.     

一种高性能CMOS基准电流源的设计

采用温度补偿技术设计了一种高性能的CMOS基准电流源电路,该电路采用N阱CMOS工艺实现.通过Cadence Spectres仿真和测试的结果表明,在-40～85℃的温度范围内,该电路输出基准电流的温度系数小于40ppm/℃,基准电流对电源电压的灵敏度小于0.1％.在3.3V电源电压下功耗仅为1.3mW,属于低温漂、低功耗的基准电流源.     

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。     

一种低电压高精度CMOS基准电流源设计新技术

介绍一种新的在0.25μm混合模拟工艺电路中使用没有任何外围元件的基准电流源设计电路。该电路基于一个带隙电压基准源(BandgapReference,BGR)和一个类似β乘法器的CMOS电路。其中β乘法器中的电阻用NMOS晶体管代替以获得具有负温度系数的基准电流源;同时,BGR电压的正温度系数抵消了β乘法器中负温度系数。使用Bsim3v3模型实验的仿真结果说明-20℃到+100℃温度范围内基准电流源最大波动幅度小于1%,1.4～3V电压范围内片上所有电阻具有±30%的容差。     

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CMOS低压带隙基准电路的分析与设计

不同于常规电压求和带隙基准,电流求和是实现低压基准的主要方法.文章重点分析了一种负温度系数电流的生成方法,基于电流求和模式,设计了一种简单且无运放的电压基准结构,其输出最大基准值为1.1V,功耗为7μA.     

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...     

一种可应用于无源RFID的新型CMOS温度传感器设计

针对无源RFID低功耗的应用需求,基于SMIC 0.18μm CMOS工艺设计了一种低功耗CMOS温度传感器。该传感器首先基于双晶体管电路将温度信号转换为与之成正比的电压信号,并进一步转换为电流信号,然后通过振荡器电路转换为频率信号,最终经计数器后转换为与温度对应的二进制数字信号输出。仿真结果表明,在-20～100℃范围内传感器具有良好的线性度和温度精度,且传感器总功耗仅为1.05μW,可满足无源RFID领域应用需求。     

CMOS偏置电流基准源的两级温度补偿方法

提出了一种利用分支电流的正、负温度系数(TC)进行两级温度补偿的新型设计方法,并用标准CMOS工艺实现了一个20μA电流偏置基准源。其结构简单,各参数匹配要求较低,且具有多项参数的设计灵活性,详细探讨了两级温度补偿参数间的各种关系,并给出了相应的解析表达式。电路还包含自启动电路,可避免零电流工作状态的出现。经特许半导体公司0.35μm 2P4M工艺流片,芯片测试结果表明,在0~120℃范围内,其温度系数达35.63 ppm/℃。     

An Implantable CMOS Front-End System for Nerve-Signal Sensors

An analog front-end dedicated to processing of cuff-recorded human nerve signals is presented in this paper. The system is comprised of a low-noise preamplifier and an A/D converter (ADC) for quantizing the recorded nerve signal. The instrumentation amplifier utilizes CMOS transistors biased in the weak/moderate inversion region at a relatively high current for low thermal noise performance and achieves low flicker noise performance through chopper stabilization. The resulting measured equivalent input referred thermal noise is 6.6 nV/√Hz at a chopping frequency of 20 kHz. A two-stage design is implemented which achieves a measured amplification of 72.5 dB over a signal bandwidth of 4 kHz. For the ADC, a third order ΣΔ-modulator employing a continuous-time (CT) loopfilter was implemented. Each of the integrators in the loop-filter are implemented as G _m ?C elements. For a sampling frequency of 1.4 MHz, the measured SNDR for the ADC is 62 dB, whereas the dynamic range (DR) is 67 dB over a 4 kHz bandwidth, equivalent to a resolution of 10 bits. The system draws a current of 196 μA from a 1.8 V supply thus consuming approximately 350 μW excluding buffers and bias circuitry.     

高精度电流源电路的设计

提出了一种高精度的电流源电路,通过V/I变换,将由带隙基准电压电路产生的与温度和电源电压无关的带隙基准电压转换成与温度和电压无关的高精度基准电流,并通过高精度电流镜结构产生所需的镜像电流,有效地抑制了由于温度、电源电压、负载阻抗的变化及干扰对电流源的影响.用HSPICE对改进前后的电路进行对比测试,结果表明,改进后电流镜的镜像误差约减小90%,电流源的精度显著提高.     

一种面向无源RFID的新型高精度温度传感器

针对目前超低功耗温度传感器误差大的问题,运用由精确比例电流源偏置的寄生衬底PNP晶体管,采用0.18 μm混合信号工艺设计了一种可集成于无源RFID标签的新型高精度温度传感器。传感器核心电路产生与绝对温度成正比的电压信号,通过新型开关电容积分器进行放大,并由改进的12位超低功耗逐次逼近模数转换器完成数字量化。仿真结果表明,单次温度转换时间为4.25 ms;在1.8 V工作电压下,平均电流为17.5 μA;在－37 ℃~91 ℃范围内,温度误差为 －0.1 ℃~0.43 ℃。     

一种输出可调CMOS能隙基准源电路的设计

从分析典型的能隙基准电路的一般原理入手，重点讨论了一种输出可调节的CMOS能隙基准电路的设计。通过增加一些辅助电路，提高了电路的电源抑制比。简单介绍了电路中双极晶体管在CMOS工艺中的实现方法。所设计的电路具有输出可调的功能和良好的温度特性。     

A CMOS low-voltage low-power temperature sensor

Temperature sensing circuits are used in a wide range of applications such as in the biomedical area, cold chain monitoring and industrial applications. In the biomedical area, temperature patient monitoring systems can be found in a wide range of hospital applications such as the intensive care unit, surgery rooms and clinical analysis. When the systems also incorporate also communication features, they form a telemedicine system in which the patients can be remotely monitored. The need of portability promotes a demand for sensors and signal conditioners that can be placed directly on the patient or even implanted. Implanted systems provide comfort for the patient during the physiologic data acquisition. These systems should operate preferably without a battery, in which the energy is obtained by inductive coupling (RF link). Implanted devices require low-voltage and low-power operation in a small silicon area in order to offer safety to the patient, mainly in terms of excessive exposure to RF. This work presents a low-voltage low-power temperature sensor, suitable for implanted devices. The circuit topology is based on the composite transistors operating in weak inversion, requiring extremely low current, at low-voltage (0.8 V), with just 100 nW power dissipation. The circuit is very simple and its implementation requires a small silicon area (0.062 mm²). The tests conducted in the prototypes validate the circuit operation.     

一种新型的CMOS电流转换电路的设计

提出了一种新型的ＣＭＯＳ电流转换电路的设计方法。该电路功耗小，并且具有良好的电压和电流转换特性，其改进电路具有良好的静态电流控制特性，对工艺参数依赖性较低，适用于以电流模式工艺的烽模混合电路。     

基于动态元件匹配的CMOS集成温度传感器设计

利用CMOS工艺下衬底型双极晶体管的温度特性,设计了一种精度较高的温度传感器.动态元件匹配的应用很好地解决了由于集成电路工艺误差引起的不匹配对温度传感器性能的影响.采用CSMC 0.5μm混合信号工艺仿真,结果显示,该温度传感器精度是0.15℃,线性度是0.15%.多个芯片实测结果表明:温度传感器精度小于0.6℃,线性度小于0.68%,功耗为587μW,芯片面积为225μm×95μm,输出为模拟电压信号,便于采集,为后端处理和应用提供方便.     

基于动态元件匹配的CMOS集成温度传感器设计

利用CMOS工艺下衬底型双极晶体管的温度特性,设计了一种精度较高的温度传感器.动态元件匹配的应用很好地解决了由于集成电路工艺误差引起的不匹配对温度传感器性能的影响.采用CSMC 0.5μm混合信号工艺仿真,结果显示,该温度传感器精度是0.15℃,线性度是0.15%.多个芯片实测结果表明:温度传感器精度小于0.6℃,线性度小于0.68%,功耗为587μW,芯片面积为225μm×95μm,输出为模拟电压信号,便于采集,为后端处理和应用提供方便.     

单片集成CMOS光接收前端电路设计

文中采用SMIC 0.18μm CMOS工艺设计了适用于芯片间光互连的的接收机前端放大电路,将跨阻放大器(TIA)和限幅放大器(LA)集成于同一块芯片中.跨阻放大器采用调制型共源共栅(RGC)结构来提高其带宽,限幅放大器采用二阶有源反馈结构和有源电感负载来获得高的增益带宽积.整个接收机前端放大电路具有85dB中频增益,-3dB带宽为4.36GHz.芯片的面积为1mm×0.7mm,在1.8V电源电压下功耗为144mW.