CMOS温度传感器校准算法设计与实现

理想CMOS温度传感器输出随温度变化曲线具有严格线性关系,实际上由于制造工艺随温度变化等非理想因素的影响,输出随温度变化呈非线性关系.结合低成本的要求,在高精度的应用中需对传感器进行数字校准,使校准后输出量随温度变化具有线性关系.通过对未校准之前CMOS温度传感器随温度变化的函数关系构造校准函数是算法的核心.通过分析精度指标、数据运算量及系统资源等因素,采取添加中值滤波和均值滤波处理原始数据的分段拟合校准方法,并在运算量的约束下得出了最优的分段值.经实际测试校准后CMOS温度传感器精度提高了0.3℃,在-20℃～120℃工业温度范围内精度达到0.35C.     

灵敏的CMOS温度传感器

已经报道了几个用双极型技术制造的灵敏温度传感器.我们这里的目的是用标准的阱CMOS技术制造一个灵敏的传感器,这个传感器不但要和双极型技术制成的传感器有同样的精度和稳定性,而且还要增加CMOS技术固有的数学处理能力.采用的电路包括四个主要部分:(1)、一个与温度有关的电流源;(2)、一个参考电流源;(3)、一个电流一频率转换器;(4)、一个数字信号处理器.第(1)部分用两个横向晶体管产生的PTAT电压~2;它的工艺与任何标准CMOS工艺兼容.这一部分作为温度一电流转换器.第(2)部分为芯片上的A/D转换器产生一个电流参考源.它组合了两部分电流;其一是     

低压低耗宽带CMOS电流反馈运放仿真设计

设计了一种低压、宽带CMOS电流反馈运算放大器(CFOA),它可以实现轨到轨的输入/输出,同时具有较大的电流驱动能力。采用0.25μm CMOS工艺参数,对所设计的CFOA进行了PSPICE仿真,结果表明,该CFOA可工作在±0.75V的电源电压、304μA的总待机电流下,电路的通频带宽度为120MHz,输出驱动电流为±1mA,因而可用于低压、较大驱动电流的应用场合。     

低压CMOS满幅度恒定增益运算放大器设计

运用负反馈控制输入共模电平,实现了电源电压仅为0.9 V的满幅度运算放大器。采用TSMC 0.35μm CMOS工艺参数HSPICE模拟结果显示,在满幅度共模电平下,运放的平均直流电压增益为66.4 dB(10 pF电容负载),增益波动仅为0.01%,平均单位增益带宽为1.88 MHz,平均相位裕度52°,平均静态功耗仅为135μW。     

全集成2.4 GHz CMOS对称式收发开关的设计

文章设计了一种应用于无线通信的2．4GHz全集成对称式串并型射频收发开关，详细分析了影响这种射频收发开关性能的各种因素，并采用了相应的优化方案。经仿真，在2．5V电压下获得了插入损耗1．0dB、隔离度30．5dB和1dB压缩点为16．1dBm的较好结果。该开关采用TSMC0．25μm工艺设计实现，版图面积(包括pad)为0．6mm^2。     

1V电源的CMOS开关电容滤波器

本文设计实现了一种低压的开关电容滤波器,该电路采用上华0.8微米标准CMOS工艺实现.本电路是基于一种新的时钟倍增电路实现的一个双二阶带通滤波器,测试结果表明该带通滤波器可以在1V电源电压下正常工作,测试结果与仿真一致.     

低电压满电源幅度CMOS运算放大器设计

回顾了在标准 CMOS工艺下 ,满幅度运放设计的各个发展阶段 ,结合笔者实际设计和测试的相关电路 ,较为详细地评述了它们的设计方法和各自的优缺点 ,着重阐述了低工作电压设计思想和如何做到输入级跨导的满幅度范围内恒定 ,使读者清楚了解该类运放的各自特点和发展趋势 ,为数模混合设计和系统级集成设计中采用何种运放结构提供了参考。在此基础上 ,提出了一种共模偏置电压具有严格的对称性能的新型满电源幅度运算放大器结构。     

非带隙低功耗低温漂CMOS电压基准电路设计

通过Vth与VT(热电压)相互补偿原理,提出一种新型非带隙CMOS电压基准源,其输出基准电压具有极低温度系数.采用0.34μmFoundry18工艺模型和Candance Spectre EDA工具对电路进行模拟验证,获得以下结果:输出电压为552.845mV(T=27℃,VDD=3.3V),温度系数为1.98ppm/℃(-30℃℃～+130℃),功耗为21.85μw.电源电压从2.5V变到4.5V,输出电压的变化为0.15％(相对于VDD=3.3V时的输出).该电压基准源可望应用于高精度、低功耗IC系统的设计研发.     

用于无线传感网络低功耗亚阈值CMOS低噪声放大器设计

设计一种工作在亚阈值区的低功耗CMOS低噪声放大器(LNA),用于无线传感网络.为了满足低功耗和高增益,设计使用共源共栅(cascode)结构并利用UMC 65nm工艺库进行仿真分析.仿真结果表明,在780MHz中心频率下,电路的增益大约34 dB,功耗仅为55μW,电源电压为1.2V.     

一种新型高精度宽电压范围的CMOS温度传感器

介绍了一种用于环境温度监测的新型高精度宽电压范围的CMOS温度传感器,采用0.13μm标准CMOS工艺的厚氧器件实现,芯片面积为37μm×41μm。该温度传感器在-20～60°C的温度范围内,采用两点校正方法之后,温度误差为-0.2°C/0.5°C。该温度传感器可以在1.8～3.6V的电源电压范围内安全可靠地工作,并且具有较高的电源抑制比。测试结果表明,其输出电压斜率为3.9mV/°C,1.8V下功耗为1.3μW。     

低压CMOS带隙电压基准源设计

在对传统典型CMOS带隙电压基准源电路分析和总结的基础上,综合一级温度补偿、电流反馈技术,提出了一种1-ppm/°C低压CMOS带隙电压基准源。采用差分放大器作为基准源的负反馈运放,简化了电路设计。放大器输出用作电路中PMOS电流源偏置,提高了电源抑制比(PSRR)。整个电路采用TSMC0.35μmCMOS工艺实现,采用HSPICE进行仿真,仿真结果证明了基准源具有低温度系数和高电源抑制比。     

低功耗CMOS电压基准源的设计

给出一低功耗、低温度系数的电压基准源电路的设计。其特点是利用工作在弱反型区晶体管的特性,该电压基准源采用CSMC 0.5μm,两层POLY,一层金属的CMOS工艺实现,芯片面积为0.036 75 mm2。测试结果表明:其最大工作电流不超过380 nA;在2.5~6 V工作电压下,线性调整率为0.025%;4 V输入电压;20~100℃范围内,平均温度系数为64 ppm/℃。以更小的面积,更低的功耗实现了电压基准源的性能。     

一个低压高阶曲率补偿的CMOS带隙基准电压源的设计

运用带隙基准的基本原理,采用0.6μm的CMOS工艺,对一个低压高阶曲率补偿的高性能CMOS带隙基准电压源进行研究,并结合所提出电路给出了高阶曲率补偿的数学表达式。Cadence软件仿真结果显示:电源电压最低可为1.2 V,在-20~100℃温度范围内,输出电压为0.6 V,温度系数为9.1 ppm/℃,即基准输出电压随温度变化不超过±0.1%。低频(f=1 kHz)时PSRR为-78 dB。在室温电源电压为1.2 V时总功耗约为38μW。整个带隙基准电压源具有良好的综合性能。     

一种10-ppm/~oC低压CMOS带隙电压基准源设计

在对传统CMOS带隙电压基准源电路分析和总结的基础上,综合一级温度补偿、电流反馈和电阻二次分压技术,提出了一种10-ppm/oC低压CMOS带隙电压基准源。采用差分放大器作为基准源的负反馈运放,简化了电路的设计,放大器的输出用于产生自身的电流源偏置,提高了电源抑制比(PSRR)。整个电路采用TSMC 0.35mm CMOS工艺实现,采用Hspice进行仿真,仿真结果证明了基准源具有低温度系数和高电源抑制比。     

低电压CMOS模拟集成运算放大器输入级的研究

对于低电压CMOS模拟集成运算放大器输入级所面临的问题,我们提出了三种解决的方法,其中包括输出为Rail—to—Rail的差分输入放大电路,差分输入的互导为恒定值的差分输入电路(假设KN=KP)和差分输入的互导为常数的差分输入电路(KN≠KP)。分别对三种方法进行了详细的分析和讨论,最后,提出了低电压CMOS模拟集成运算放大器输入级还需要解决的问题。