在现代技术迅速发展的21世纪,信息技术对人类活动,检测和检测的重要性尤为重要。有科学研究和生产过程必须获取信息并将其转换为易于传输和处理的电信号。感器技术是传感器设计,制造和应用的完整技术,是检测和控制技术,通信技术和计算机技术三大技术之一。此基础上,本文讨论了集成电路(IC)温度传感器的问题。成电路;利益;温度传感器技术简介传感器是一种检测外部信息并定期将这些信号转换为可用信号的设备。许多类型的传感器,如果根据测量的物理量进行分类,它们主要包括温度传感器,湿度传感器等。度传感器的研究和开发是最古老的,应用领域也是最大的。成电路温度传感器具有以下优点:线性度好,抗干扰能力强,灵敏度高,体积小,实用。
着微电子技术的快速发展,新的集成电路传感器不断涌现,并广泛应用于科学研究,工业和农业生产以及家用电器。集成电路温度传感器优于热敏电阻的优势温度传感元件几乎无处不在。家用电器,如空调,冰箱,电饭煲和电风扇,到个人电脑,服务器,电脑外围设备和手机,需要具有温度传感功能的设备。敏电阻一直是最常用的元件,但它们在某些工业应用中仍然发挥着重要作用,但集成电路温度传感器与热敏电阻相比具有明显的优势,包括更高的精度和体积。功耗,更适合集成电路系统。IC温度传感器的温度输出与温度成正比,在很宽的温度范围内具有高精度。反,热敏电阻的输出电压与温度没有线性关系,可以通过查阅表格或添加线性化电路来获得精确的温度。
外,高温部分中的热敏电阻的温度变化率低并且难以区分,这导致温度测量中的显着误差。是热敏电阻的最大缺点。比之下,无论是在高温还是低温范围内,集成电路温度传感器都与温度成线性关系,精度也相同。次,恒温阀芯热敏电阻产品的批次不同,电子响应性能不一致。此,在使用前需要进行调整,这增加了大规模生产的成本和时间。
成电路温度传感器具有较低的输出阻抗和功耗,热敏电阻通过消耗功率来感测温度并且功耗更高。外,长时间感受到温度,因此热敏电阻本身的温度也高,并且温度测量的精度降低。三,在集成电路IC温度传感器技术上,热敏二极管二极管传感器具有与IC工艺兼容且成本低的优点。二极管由恒定直流电源供电时,其正向偏置电压随着温度的升高而线性降低,这是用于制造IC温度传感器的特性。
了进一步提高灵敏度,可以串联两个或更多个二极管,典型的可用温度范围为-100°C至250°C。晶体管在集成电路中,热二极管实际上由晶体管组成双极,其基部连接在一起。通二极管用作温度传感器,虽然制造工艺简单,但其线性度较差。
此,NPN晶体管的结BC被短路,在发送器的基极和扩散区域中形成单个有源结,并且结BC用作温度感测元件,即,用两种常见形式的三极管说。果向晶体管的两端施加高直流偏置电流并施加小的直流偏置电流,则两个电压的电压差AVBE仅取决于两个电流的比率,这使得它接近于理想的。PN结具有接近理论分流值的线性度,从而获得更高的温度检测精度。感传感器在包装中或加热系统的同一芯片上安装一个遥感热二极管(或热敏晶体管),传感器的其他部分不与系统直接接触,可通过遥感控制。感器还包括模数转换器,逻辑电路和读电路,它们可以向微控制器发送优化系统所需的电热信号。带参考带隙参考电路是高级集成电路温度传感器的基本单元,用于产生与温度无关的参考电压VREF。于零温度带隙电压,带隙电路提供的参考电压等于1.205 V的外推值。为与温度无关的输出参考,Widlar单元将带隙电压电路转换为电压与绝对温度(VPTAT)成比例的传感器。察R2电阻两端的电压降,与绝对温度成正比,并由R2 / R3提升。
流与绝对温度(IPTAT)成比例,并被视为恒定电流发生器,它随绝对温度线性变化。常,VPTAT增益为6至20 mV /°C的模拟传感器和IPTAT增益为1至10μA/°C的模拟温度传感器的精度范围约为0.5%至2% 。备对CMOS传感器敏感。
多数CMOS传感器(如BiCMOS和BCD)都充分利用了双极晶体管的特性。精确的基本CMOS温度传感器是硅PN结二极管(即热二极管)。双极硅结晶体管以二极管模式工作时,它可以用作温度传感器。准CMOS传感器工艺主要使用两种类型的寄生双极晶体管作为温度传感器件。CMOS横向双极晶体管(CLBT)和CMOS垂直双极晶体管(CVBT)。准CMOS传感器主要使用两种类型的寄生双极晶体管CLBT和CVBT作为温度传感器。CLBT是与NMOS或PMOS晶体管并联的NPN或PNP侧晶体管。果MOS晶体管的栅极是空的并且双极晶体管的基极 – 发射极结正向偏置,则双极晶体管是工作状态。CVBT使用源 – 漏散射作为发射器,接收器以及基座和基板作为集电极。性能接近双极晶体管的性能。点是集电极连接到芯片衬底上,并且使用范围受到限制。CLBT技术使用MOSFET的源极 – 漏极扩散作为发射器和集电极,通道作为基极区域。
艺相对简单,集电极不受限制。于基极区域中的掺杂浓度未对准,沟道载流子的迁移率不均匀,并且侧向散射导致基极区域和基带发射极区域的精确控制。确控制工艺是困难的,晶体管的电流增益通常小于5.使用双极晶体管制造的温度传感器具有以下缺点:当结构在AC电源下工作时由于衬底的漏电流的存在,信号的幅度随频率而波动。可以通过使用具有N型埋层的CMOS偏置源来解决。感器脉冲宽度调制(PWM)温度传感器基于占空比的输出信号,并且可以是通过VPTAT和变频器的电压获得。之,在所有三种检测和控制技术,通信和计算机技术中,传感器是获取信息以检测或影响指定测量并将其转换为与输出信号一致的信号的手段。个法律。输,存储,恒温阀芯处理,显示和控制信息的要求。不同的测量信号中,由于电信号测量的技术和手段得到了更好的发展,因此收集,传输,处理和显示更加方便,因此人们经常将各种非电量转换成电量。量它们。

此,本文探讨了温度传感器在集成电路中的重要性。
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