文档名：一种面向无源RFID系统的温度传感器设计
摘要：针对无源RFID系统的应用需求,设计了一款高精度片上集成温度传感器电路芯片.提出了一种由温度感应电路、PTAT偏置电流产生电路和Sigma-DeltaADC共同组成的温度传感器电路架构.采用基于双极晶体管的温度感应电路产生与温度成正比的电压,并采用Sigma-DeltaADC对其进行量化,得到与温度对应的数字量.在偏置电路中采用了斩波稳定技术,减小了由晶体管的失配及运放的失调引起的误差.在电流镜中采用了动态匹配技术,消除了由于电流镜失配引起的误差.采用GSMC0.13μmCMOS工艺完成了对温度传感器的电路设计及版图绘制,版图面积为420μm×350μm.后仿真结果表示,在-40℃～+85℃的温度范围内,温度传感器的精度为-1.6℃/0.8℃,分辨率为0.75℃.在电源电压为1.5V下,温度传感器消耗的电流为0.253mA.
Abstract：AccordingtotheapplicationrequirementsofpassiveRFIDsystem,ahighprecisionintegratedtemperaturesensorchipisde-signed.Atemperaturesensorcircuitarchitecturecomposedoftemperaturesensingcircuit,PTATbiascurrentgenerationcircuitandSigma-DeltaADCispresented.Thetemperaturedetectioncircuitbasedonbipolartransistorisusedtogeneratethevoltagewhichisdirectpro-portionaltothetemperature,andSigma-DeltaADCisusedtoalternatelyquantizethevoltagetoobtainthedigitalquantitycorrespondingtothetemperature.Choppingstabilizationtechnologyisadoptedinthebiascircuittoreducetheerrorcausedbytransistormismatchandop-erationalamplifieroffset.Thedynamicmatchingtechnologyisadoptedinthecurrentmirrortoeliminatetheerrorcausedbythecurrentmirrormismatch.ThecircuitdesignandlayoutdrawingofthetemperaturesensorarecompletedbyusingGSMC0.13μmprocess,andthelayoutareais420μm×350μm.Thepostsimulationresultsshowthattheaccuracyofthetemperaturesensoris-1.6℃/0.8℃inthetemperaturerangeof-45℃～+85℃,andtheresolutionis0.75℃.Whenthepowersupplyvoltageis1.5V,thecurrentconsumedbythetemperaturesensoris0.253mA.
作者：蔡明格 叶茂Author：CAIMingge YEMao
作者单位：天津市成像与感知微电子技术重点实验室,天津300072;天津大学微电子学院,天津300072
刊名：传感技术学报 ISTICPKU
Journal：ChineseJournalofSensorsandActuators
年，卷(期)：2024, 37(5)
分类号：TN433
关键词：温度传感器 斩波稳定技术 动态元件匹配技术 Sigma-DeltaADC 无源RFID
Keywords：temperaturesensor chopperstabilizationtechnology dynamiccomponentmatchingtechnology sigma-deltaADC passiveRFID
机标分类号：TP202TN432TN761
在线出版日期：2024年7月19日
基金项目：国家电网有限公司总部科技项目一种面向无源RFID系统的温度传感器设计[
期刊论文] 传感技术学报--2024, 37(5)蔡明格 叶茂针对无源RFID系统的应用需求,设计了一款高精度片上集成温度传感器电路芯片.提出了一种由温度感应电路、PTAT偏置电流产生电路和Sigma-DeltaADC共同组成的温度传感器电路架构.采用基于双极晶体管的温度感应电路产生与温...参考文献和引证文献
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