1、模擬CMOS溫度傳感器的設(shè)計(jì)軟件工程， 2011， 碩士【摘要】 本文概述了溫度傳感器的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和趨勢。闡述了CMOS集成溫度傳感器的優(yōu)勢和特點(diǎn),指出了本課題的研究意義。對CMOS工藝下的兩種感溫元件,即亞闡值工作狀態(tài)下的金屬場效應(yīng)晶體管(MOSFET)及襯底PNP型雙極型晶體管(BJT)的溫度模型和影響因素進(jìn)行了分析和比較,指出了襯底PNP型BJT更適合作為溫度傳感器的溫度敏感元件。本文采用正向設(shè)計(jì)方法,研究設(shè)計(jì)了一種基于標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝的集成溫度傳感器,該溫度傳感器可用于對環(huán)境溫度及體溫的精確測量,具有體積小、測量范圍廣、精度高的特點(diǎn)。主要研究設(shè)計(jì)內(nèi)容包括:溫度傳感器類型及不同測量方

2、法的研究,-轉(zhuǎn)換技術(shù)的研究,溫度傳感器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究設(shè)計(jì),溫度轉(zhuǎn)換器部分各個功能模塊的研究設(shè)計(jì),數(shù)字濾波器的研究設(shè)計(jì)等。本文研究設(shè)計(jì)的溫度傳感器共由兩部分組成:集成溫度轉(zhuǎn)換器部分及數(shù)字濾波器部分。集成溫度轉(zhuǎn)換器部分包括:感溫元件、正溫度系數(shù)電流采集電路、負(fù)溫度系數(shù)電流采集電路、1.2V及0.6V帶隙基準(zhǔn)源、電壓比較器、CMOS開關(guān)電路等。本文運(yùn)用Cadence工具的Virtuoso軟件對研究設(shè)計(jì)的溫度傳感器進(jìn)行電路設(shè)計(jì);并用Spectre電路仿真工具對溫度轉(zhuǎn). 更多還原【Abstract】 In this thesis, the developing history, present

3、 situation and trends of temperature sensor and CMOS integrated temperature sensor were summarized. The dominance and properties of the CMOS integrated temperature sensor were also described, the research meaning was pointed out. The temperature related model and the influencing factor of two temper

4、ature sensing devices, PNP substrate transistor, based on CMOS process were analyzed and compared, and pointed out that the PNP substrate transistor was . 更多還原 【關(guān)鍵詞】 襯底PNP型雙極型晶體管； 帶隙基準(zhǔn)； PTAT電流； -調(diào)制器； 數(shù)字低通濾波電路； 【Key words】 PNP substrate transistor； bandgap reference； PTAT Current-modulator； digi

5、tal low Pass filter； 摘要 3-4 Abstract 4 第一章 緒論 7-13 1.1 溫度傳感器的分類 7-8 1.2 國內(nèi)外CMOS 溫度傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀和未來 8-11 1.2.1 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 9-10 1.2.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀 10 1.2.3 溫度傳感器的發(fā)展趨勢 10-11 1.3 CMOS 溫度傳感器的設(shè)計(jì)方法 11 1.4 本論文的主要工作 11-13 第二章 溫度傳感電路的設(shè)計(jì) 13-29 2.1 CMOS 溫度傳感器中的器件模型分析 13-15 2.1.1 MOS 器件的亞閾值模型 14-15 2.1.2 CMOS 工藝下的雙極型晶體管(BJT) 1

6、5 2.2 雙極晶體管的溫度傳感原理 15-17 2.2.1 正溫度系數(shù)電壓 15-16 2.2.2 負(fù)溫度系數(shù)電壓 16-17 2.3 正溫度系數(shù)電流采集電路設(shè)計(jì)及仿真 17-21 2.3.1 正溫度系數(shù)電流采集原理 17-18 2.3.2 PTAT 電路設(shè)計(jì) 18-20 2.3.3 正溫度系數(shù)電流仿真結(jié)果及分析 20-21 2.4 負(fù)溫度系數(shù)電流采集電路設(shè)計(jì)及仿真 21-23 2.4.1 負(fù)溫度系數(shù)電流采集原理 21-22 2.4.2 負(fù)溫度系數(shù)電流仿真結(jié)果分析 22-23 2.5 帶隙基準(zhǔn)電壓源電路設(shè)計(jì)及仿真 23-27 2.5.1 帶隙基準(zhǔn)電壓源原理結(jié)構(gòu) 24-25 2.5.2 帶隙基

7、準(zhǔn)源仿真結(jié)果分析 25-27 2.6 溫度傳感電路整體設(shè)計(jì) 27-28 2.7 小結(jié) 28-29 第三章 一階-調(diào)制電路設(shè)計(jì) 29-37 3.1 -A/D 轉(zhuǎn)換原理 29-31 3.2 電壓比較器的設(shè)計(jì) 31-33 3.3 CMOS 開關(guān)電路設(shè)計(jì) 33-35 3.3.1 開關(guān)電路仿真結(jié)果分析 34-35 3.4 溫度轉(zhuǎn)換器整體電路仿真 35-36 3.5 小結(jié) 36-37 第四章 數(shù)字濾波器電路設(shè)計(jì) 37-49 4.1 濾波器的結(jié)構(gòu) 37-39 4.2 FIR 數(shù)字濾波器的基本特征 39-42 4.3 線性相位FIR 濾波器設(shè)計(jì) 42-48 4.3.1 窗函數(shù)法設(shè)計(jì)的基本思想 42-45 4.3.2 利用MATLAB 工具基于窗函數(shù)法的FIR 濾波器設(shè)計(jì) 45-48 4.3.2.1 FDATool 設(shè)計(jì)法 46-48 4.4 小結(jié) 48-49 第五章 影響電路性能的因素及改善方法 49-53 5.1 MOS 開關(guān)對電路的影響 49-50 5.2 非線性與不匹配對電路的影響 50-52 5.3 小結(jié) 52-53 第六章 電路版圖的設(shè)計(jì) 53-59 6.1 版圖設(shè)計(jì)工具Virtuoso Layout Editor 53-55 6.1.1 版圖的設(shè)計(jì) 53-55 6.2 版圖的驗(yàn)證 55-58 6.2.1 DRC(De