CN102486414A

CN102486414A - 温度传感器电路

Info

Publication number: CN102486414A
Application number: CN201010568424XA
Authority: CN
Inventors: 郝树森; 刘阳; 姚振
Original assignee: Shanghai Fudan Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Shanghai Fudan Microelectronics Group Co Ltd
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2030-12-01
Also published as: CN102486414B

Abstract

一种温度传感器电路，包含电路连接的第一信号发生器、第二信号发生器和信号处理器，所述第一信号发生器和第二信号发生器的输出端连接所述信号处理器的输入端。为避免传统基于时域信号的温度传感器容易受到集成电路制造工艺影响的缺点，将两个与温度相关的时域信号，通过一个信号处理器转换为数字编码，转换后的数字编码只与集成电路中器件参数的相对值有关，与它们的绝对值无关，因而，不易受集成电路制造工艺的影响，更加容易被控制和实现。

Description

温度传感器电路

技术领域

本发明涉及一种温度传感器电路。

背景技术

在工业控制和电力***中，环境温度是需要测量的一个重要参数。因此，温度传感器在***中得到广泛地应用。而集成电路温度传感器具有体积小，成本低、易于集成等优点。

但是传统的集成电路温度传感器都是先基于三极管基极-发射极电压V_BE的温度特性产生一个与温度成正比的PTAT(Proportional To Absolute Temperature)电压信号ΔV_BE电压，然后通过高精度模数转换器ADC（Analog-to-Digital Converter）将ΔV_BE电压转换为数字编码。其主要缺点是：1、ΔV_BE电压比较小，因此对ADC的精度要求很高，或者需要专门的放大电路对其进行放大。2、高精度ADC的面积和功耗都比较大，对***上降低功耗和成本都带来了困难。

另外，常见的基于时域信号的温度传感器大都采用一个与温度相关的信号与另一个与温度无关的基准信号相比较的方式实现。

Karim Arabi等人利用集成电路中电阻的温度特性测量温度（参考K. Arabi, and B. Kaminska, “Built-in temperature sensors for on-line thermal monitoring of microelectronic structures,” in Proc. ICCD, 1997）。先利用电阻产生一个与电阻成反比的电流源，该电流源产生的电流再输入到电流控制的环形振荡器电路中，产生一个周期与电阻成正比的时钟信号。电阻会随温度变化而变化，因此，时钟周期也会随温度做相应的改变。通过测量时钟的周期即可测量温度的大小。然而，这种结构的温度传感器的温度系数直接与电阻的温度系数相关，集成电路中电阻的温度系数相对较低，因此，温度传感器的分辨率较低；而且集成电路中电阻温度特性的线性度较差，且离散性大，使得这种结构的温度传感器的精度不高且离散性较大。

Poki Chen等人利用载流子迁移率的温度特性产生一个与脉冲宽度与温度成正比的脉冲信号，然后利用Pulse-Shinking TDC 时间/数字转换器(Time-To-Digital-Converter)将其转换为数字编码（参考Poki Chen, Chun-Chi Chen, Wen-Fu Lu, and Chin-Chung Tsai, “A Time-to-Digital-Converter-Based CMOS Smart Temperature Sensor,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 40, no. 8, pp. 1642-1648, Aug. 2005）。然而这种温度传感器的工作条件比较苛刻，需要电源电压远大于MOS场效应管的阈值电压V_TH；与温度无关的Pulse-Shinking Delay（脉冲缩减延迟）请提供中文，谢谢！单元中的MOS场效应管需要工作在强反型的条件下，不适用于低压低功耗的工作条件；输出编码与MOS场效应管的阈值电压和载流子的迁移率直接相关，使得输出结果的温度系数受集成电路制造工艺的影响较大，需要进行高低温两点调校。

Chan-Kyung Kim等人在专利说明书US7581881(B2)中采用两个时钟信号计数的方式实现了将温度直接转换为数字编码的温度传感器，其中一个时钟周期与温度相关，另一个时钟周期与温度无关。与温度相关的时钟信号直接由电阻产生，集成电路中电阻的绝对值和温度系数都会随工艺误差有较大的变化，同时与温度无关的时钟周期采用MOS场效应管实现，MOS场效应管的阈值电压和载流子的迁移率也会随工艺误差有较大的变化，因此集成电路工艺偏差对整个温度传感器的温度系数和线性度都会有很大的影响。

发明内容

本发明提供的一种温度传感器电路，为避免了传统基于时域信号的温度传感器容易受到集成电路制造工艺影响的缺点，将两个与温度相关的时域信号，通过一个信号处理器转换为数字编码，转换后的数字编码只与集成电路中器件参数的相对值有关，与它们的绝对值无关，因而，不易受集成电路制造工艺的影响，更加容易被控制和实现。

为了达到上述目的，本发明提供一种温度传感器电路，包含电路连接的第一信号发生器、第二信号发生器和信号处理器。所述第一信号发生器和第二信号发生器的输出端连接所述信号处理器的输入端。

第一信号发生器产生一个与温度相关的信号，第二信号发生器产生一个与温度相关，且与第一信号发生器产生的信号有确定函数关系的信号；第一信号发生器产生的信号和第二信号发生器产生的信号输入到信号处理器中进行处理，信号处理器最终输出一个与温度具有函数关系的数字编码。

所述的第一信号发生器是能够产生脉冲信号或时钟信号的电路，其产生的脉冲信号的脉冲宽度或时钟信号的周期是电路中至少一个器件参数的函数，该函数中至少包含一个与温度相关的器件参数，该器件参数或与温度成线性关系，或者反比例关系，或者是平方关系，或者是其他关系，该函数中与脉冲宽度或时钟周期相关的器件参数或者与温度相关，或者与温度无关。

所述的第一信号发生器包含第一PTAT电流发生器和第一时钟发生器，所述的第一PTAT电流发生器的电流输出端连接到第一时钟发生器的输入端，第一PTAT电流发生器产生一路电流，第一时钟发生器受输入电流的控制，产生一个周期与输入电流相关的时钟信号。

所述的第一信号发生器中包含若干电路连接的三极管、电阻、电容、反相器，若干晶体管组成电流镜。

所述的第一信号发生器产生的时钟信号的时钟周期是三极管基极-发射极电压差、电阻阻值、电容容值、反相器翻转阈值以及电流镜的电流放大倍数的函数；其中，三极管基极-发射极电压差与温度呈线性关系，电阻阻值、电容容值、和反相器翻转阈值是温度的函数，电流镜的电流放大倍数与温度无关。

所述的第一信号发生器产生的时钟信号的时钟周期是场效应晶体管栅极-源极电压差、电阻阻值、电容容值、反相器翻转阈值以及电流镜的电流放大倍数的函数；

其中，场效应晶体管栅极-源极电压差与温度呈线性关系，电阻阻值、电容容值、和反相器翻转阈值是温度的函数，电流镜的电流放大倍数与温度无关。

所述的第二信号发生器是能够产生脉冲信号或时钟信号的电路，其产生的脉冲信号的脉冲宽度或时钟信号的周期是电路中至少一个器件参数的函数，这些参数或与温度相关，或与温度无关。

同时，第二信号发生器产生的脉冲信号的脉冲宽度或时钟信号的周期与第一信号发生器产生的脉冲信号的脉冲宽度或时钟信号的周期的比值与温度之间具有确定的函数关系。

所述的第二信号发生器包含第二PTAT电流发生器、CTAT电流发生器和第二时钟发生器，所述的第二PTAT电流发生器和CTAT电流发生器的输出端连接所述第二时钟发生器的输入端，第二PTAT电流发生器和CTAT电流发生器分别产生电流输出到第二时钟发生器，第二时钟发生器受两个输入电流的控制，产生一个其周期与输入电流相关的时钟信号S2。

所述第二PTAT电流发生器可以采用与第一PTAT电流发生器相同的电路结构。

所述的第二信号发生器的电路结构中，也可以将第二PTAT电流发生器和CTAT电流发生器合并为同一个电流发生器，同时，用第一时钟发生器代替原来的第二时钟发生器。

所述的第二信号发生器包含若干电路连接的三极管、电阻、电容、反相器，若干晶体管组成电流镜。

所述的第二信号发生器产生的时钟信号的时钟周期为三极管基极-发射极电压差、三极管基极-发射极电压、电阻阻值、电容容值、反相器翻转阈值以及电流镜的电流放大倍数的函数；

其中，三极管基极-发射极电压差、三极管基极-发射极电压、电阻阻值、电容容值、反相器翻转阈值是温度的函数，电流镜的电流放大倍数与温度无关。

使得所述第一信号发生器和第二信号发生器中同样的器件参数的温度***相互抵消。

所述第一信号发生器和第二信号发生器中，采用相同类型的电容，其温度系数相同，可相互抵消，采用相同类型的电阻，其温度系数相同，可相互抵消，采用相同类型的反相器，其温度系数相同，可相互抵消，选取抵消参数，使得三极管基极-发射极电压差和三极管基极-发射极电压的温度系数相互抵消。

所述信号处理器是能够将脉冲或时钟等与时间相关信号转换为数字编码信号的电路，信号处理器的两个信号输入端分别为被转换信号输入端和参考信号输入端，这两个信号输入端分别连接到第一信号发生器的输出端和第二信号发生器的输出端，信号处理器输出与温度具有特定函数关系的数字编码。

本发明不需要构造与温度成线性关系的信号和与温度无关的信号，而是直接将两个与温度相关的时间信号进行处理，得到一个与温度之间具有确定函数关系的数字编码。电路中各个与温度、工艺相关的参数在信号处理器处理的过程中相互抵消，使得输出结果不容易受到集成电路制造工艺的影响。

附图说明

图1是本发明提供的温度传感器电路的结构示意图；

图2是本发明提供的温度传感器电路的第一信号发生器的结构示意图；

图3是本发明提供的温度传感器电路的第一信号发生器内第一PTAT电流发生器的第一实施例的电路图；

图4是本发明提供的温度传感器电路的第一信号发生器内第一PTAT电流发生器的第二实施例的电路图；

图5是本发明提供的温度传感器电路的第一信号发生器内第一PTAT电流发生器的第三实施例的电路图；

图6是本发明提供的温度传感器电路的第一信号发生器内第一PTAT电流发生器的第四实施例的电路图；

图7是本发明提供的温度传感器电路的第一信号发生器内第一时钟发生器的电路图；

图8是本发明提供的温度传感器电路的第二信号发生器的结构示意图；

图9是本发明提供的温度传感器电路的第二信号发生器内CTAT电流发生器的电路图；

图10是本发明提供的温度传感器电路的第二信号发生器内第二时钟发生器的电路图；

图11是本发明提供的温度传感器电路的第二信号发生器的另一种结构示意图；

图12是本发明提供的信号处理器处理信号的时序示意图。

具体实施方式

以下根据图1～图12，具体说明本发明的较佳实施例：

如图1所示，是本发明提供的温度传感器电路的结构示意图，该温度传感器电路包含第一信号发生器101、第二信号发生器102和信号处理器103。所述第一信号发生器101和第二信号发生器102的输出端连接所述信号处理器103的输入端。

第一信号发生器101产生一个与温度相关的信号S₁，第二信号发生器102产生一个与温度相关，且与第一信号发生器101产生的信号有确定函数关系的信号S₂；第一信号发生器101产生的信号和第二信号发生器102产生的信号输入到信号处理器103中进行处理，信号处理器103最终输出一个与温度具有函数关系的数字编码TN。

所述第一信号发生器101产生一个时域的脉冲信号或时钟信号S₁，该脉冲信号的脉冲宽度或时钟信号的时钟周期T_S1是电路中至少一个器件参数的函数，该函数中至少包含一个与温度相关的器件参数，该器件参数或与温度成线性关系，或者反比例关系，或者是平方关系，或者是其他关系，该函数中与脉冲宽度或时钟周期相关的器件参数或者与温度相关，或者与温度无关。

Figure 201010568424X100002DEST_PATH_IMAGE001

；（1）

式中，X₁(T), X₂(T),…表示电路中与温度相关的器件参数，a, b, …表示与温度无关的参数。

如图2所示，所述的第一信号发生器101包含第一PTAT(Proportional To Absolute Temperature与绝对温度成正比)电流发生器1011和第一时钟发生器1012。

所述的第一PTAT电流发生器1011的电流输出端连接到第一时钟发生器1012的输入端，第一PTAT电流发生器1011产生一路电流I₁(T)，第一时钟发生器1012受输入电流的控制，产生一个周期与输入电流相关的时钟信号S₁。

如图3所示，是第一PTAT电流发生器1011的一种实施例的电路结构图，第一三极管Q1的基极和集电极与地相连接，发射极与电阻R1的一端相连接， R1的另一端与运算放大器OP1的正相输入端相连接，第二三极管Q2的基极和集电极与地相连接，发射极与OP1的反相输入端相连接，第一P型场效应晶体管MP1的源级与电源相连接，栅极连接到OP1的输出端，漏极连接到OP1的正相输入端，第二P型场效应晶体管MP2的源级与电源相连接，栅极连接到OP1的输出端，漏极连接到OP1的反相输入端，第三P型场效应晶体管MP3的源级与电源相连接，栅极连接到OP1的输出端，漏极连接到第一时钟发生器的电流输入端，为第一时钟发生器提供电流。P型场效应管MP1、MP2、MP3组成的电流镜的宽长比的比值为1:1:a，本实施例中，a=1。

所述的第一PTAT电流发生器1011产生的电流I₁(T)与两个三极管Q1、Q2的基极-发射极电压之差ΔV_BE1=V_{BE_Q2}-V_{BE_Q1}成正比、与电阻R1的阻值成反比，可表示为：

，（2）

式中，q为单位电荷的电量，k₀为波尔兹曼常数，m为三极管Q1和Q2的发射极面积比。

所述的第一PTAT电流发生器1011可以有许多实现方式。以下列举几种常见的技术：

如图4所示，是另一种常见的PTAT电流源发生器的结构示意图，与图3相比，图4中的电路结构省去了运算放大器OP1，增加了由N型场效应晶体管MN1和MN2组成的NMOS电流镜，图4中的PTAT电流源发生器输出电流的表达式与公式（2）相同，但最低工作电压比图3中的电路略高。

图3和图4中的晶体三极管可以用二极管代替，此时PTAT电流源发生器输出电流的表达式可表示为：

Figure 201010568424X100002DEST_PATH_IMAGE003

（3）

式中，V_pn为二极管正负极的压差，m为二极管中pn结的结面积。

图5是另一种常见的PTAT电流源发生器的电路结构，与图3中的电路结构相比，图5中的PTAT电流源发生器省去了运算放大器OP1和三极管Q1、Q2，增加了由N型场效应晶体管MN1和MN2组成的NMOS电流镜，MN1和MN2工作在亚阈值区，MN1与MN2宽长比的比值为m:1，其输出电流的表达式与公式（3）略有不同，可表示为：

（4）

式中，ΔV_GS1是场效应晶体管MN2和MN1的栅极-源级电压差，即：ΔV_GS1= V_GSMN2- V_GSMN1，n为亚阈值斜率因子，与工艺相关，为常数。

图6是另一种常见的PTAT电流源发生器的电路结构，其电路结构与图5相似，输出电流的表达式与公式（4）相同。

如图7所示，是第一时钟发生器1012的一种实施例的电路结构图，第一电流源I₁来自第一PTAT电流发生器1011中的MP3，MP3的漏极输出端连接到第一电容C1的一端，电容C1的另一端连接到地。第一反相器INV1的输入端连接到电容C1上与电流源相连接的一端，输出端连接到第二反相器INV2的输入端，第二反相器INV2的输出端连接到N型场效应管MN1的栅极，MN1的源级连接到地，漏级连接到电流源与电容相连的节点，第二反相器的输出端INV2即为时钟发生器的输出端。

第一时钟发生器1012产生的时钟信号S₁的周期T_S1可表示为：

Figure 201010568424X100002DEST_PATH_IMAGE005

（5）

式中，V_T1为反相器的翻转阈值。

在上述实施例中，第一信号发生器产生一个时钟信号S₁，该信号的时钟周期T_S1是三极管基极-发射极电压差ΔV_BE、电阻阻值R₁、电容容值C₁、反相器翻转阈值V_T1以及电流镜的电流放大倍数a的函数。其中，三极管基极-发射极电压差V_BE与温度呈线性关系，电阻阻值R₁、电容容值C₁、和反相器翻转阈值V_T1是温度的函数，电流镜的电流放大倍数a与温度无关，本实施例中a=1。即：

（6）

所述第二信号发生器产生另一个时域的脉冲信号或时钟信号S₂，该脉冲信号的脉冲宽度或时钟信号的时钟周期T_S2是电路中至少一个器件参数的函数，这些参数或与温度相关，或与温度无关。

Figure 201010568424X100002DEST_PATH_IMAGE007

（7）

同时，第二信号发生器产生的脉冲信号的脉冲宽度或时钟信号的时钟周期T_S2和第一信号发生器产生的脉冲信号的脉冲宽度或时钟信号的时钟周期T_S1之间满足如下关系：

（8）

即T_S2和T_S1的比值与温度之间存在确定的函数关系。

如图8所示，所述的第二信号发生器102包含第二PTAT电流发生器1022、CTAT（Complementary To Absolute Temperature对绝对温度的补充）电流发生器1021和第二时钟发生器1023。

所述的第二PTAT电流发生器1022和CTAT电流发生器1021的输出端连接所述第二时钟发生器1023的输入端，第二PTAT电流发生器1022和CTAT电流发生器1021分别产生电流I₂(T)和I₃(T)输出到第二时钟发生器1023，第二时钟发生器1023受两个输入电流I₂(T)和I₃(T)的控制，产生一个其周期与输入电流相关的时钟信号S₂。

所述第二PTAT电流发生器1022可采用与第一PTAT电流发生器1011相同的电路结构，或者采用其他类似的结构。

第二PTAT电流发生器1022产生的电流I₂(T)与两个三极管的基极-发射极电压之差ΔV_BE成正比。

电流I₂(T)也可以直接采用第一信号发生器中PTAT电流发生器1011产生的电流I₁(T)，可表示为I₂(T)=I₁(T)=ΔV_BE1/R₁。

如图9所示，是CTAT电流发生器1021的一种实施例的电路结构图，三极管Q3的基极和集电极与地相连接，发射极相连与运算放大器OP2的反相输入端相连接，OP2正相输入端与电阻R2的一端相连接，电阻R2的另一端接地，P型场效应管MP4的源级接电源，栅极与OP2的输出端相连，漏极连接到OP2的反相输入端，P型场效应管MP5的源级接电源，栅极与运算放大器OP2的输出端相连，漏极连接到运算放大器OP2的正相输入端，P型场效应管MP6的源级接电源，栅极与运算放大器OP2的输出端相连，漏极输出端连接到第二时钟发生器1023的一个电流输入端。MP6、MP5、MP4组成的电流镜的宽长比的比值为常数1:1:b。

CTAT电流发生器1021产生的电流I₃(T)与三极管的基极-发射极电压V_BE3成正比，与电阻R₂的阻值呈反比，表示为I₃(T)= b*V_BE3/R₂。b的取值需使得ΔV_BE1和V_BE3的温度系数相互抵消，即满足以下条件：

Figure 201010568424X100002DEST_PATH_IMAGE009

_（9）

如图10所示，是第二时钟发生器1023的一种实施例的电路结构图，第二电流源I₂由第二PTAT电流发生器1022提供，第三电流源I₃由CTAT电流发生器1021提供。第二PTAT电流发生器1022和CTAT电流发生器1021的输出端都连接到第二电容C2的一端，电容C2的另一端连接到地。第三反相器INV3的输入端连接到电容C2上与电流发生器相连接的一端，第三反相器INV3的输出端连接到第四反相器INV4的输入端，第四反相器INV4的输出端即为时钟发生器的输出端，第四反相器INV4的输出端同时连接到N型场效应管MN2的栅极，MN2的源级连接到地，漏级连接到电流发生器与电容相连的节点。

第二时钟发生器1023输出时钟信号S₂的周期表示为：

（10）

式中，V_T3为反相器的翻转阈值。

第二信号发生器产生的脉冲信号的脉冲宽度或时钟信号的时钟周T_S2(T)和第一信号发生器产生的脉冲信号的脉冲宽度或时钟信号的时钟周期T_S1(T)之间的比例关系表示为：

（11）

的温度系数N表示为：

（12）

式中，m为第一信号发生器101中两个三极管的发射极面积比，与温度无关，C₁和C₂采用相同类型的电容，其温度系数相同，可相互抵消，R₁和R₂采用相同类型的电阻，其温度系数相同，可相互抵消，选取适当的参数b可使得ΔV_BE2和V_BE的温度系数相互抵消，且时钟发生器中的反相器或比较器完全相同，即V_T1=V_T3，使得N与温度无关，且不易受集成电路工艺偏差的影响。

图11是第二信号发生器的另一种实现方法，将第二PTAT电流发生器和CTAT电流发生器合并为同一个电流发生器1024，同时，原来的第二时钟发生器用第一时钟发生器1012代替。图11的输出信号表达式与公式（8）基本相同，只是其中的b等于1。

图9和图11中的晶体三极管可以用二极管代替。

现有技术中许多对三极管V_BE的温度特性的高阶补偿方式可以应用于第二信号发生器中的电流发生器。

在上述实施例中，第二信号发生器102产生一个时钟信号S₂，其时钟周期T_S2为三极管基极-发射极电压差ΔV_BE、三极管基极-发射极电压V_BE、电阻阻值R₁和R₂、电容容值C₂、反相器翻转阈值V_T3以及电流镜的电流放大倍数b的函数。其中，ΔV_BE、V_BE、R₂、C₂和V_T3是温度的函数，电流镜的电流放大倍数b与温度无关。即：

（13）

T_S2(T)与T_S1(T)之间有如下关系：

_（14）

其中，是ΔV_BE、V_BE、R₁ /R₂、C₂ /C₁和V_T3/V_T1的函数，且与温度无关或其随温度的变化与温度本身的变化相比可忽略。

与温度呈线性关系。

所述的信号处理器103将脉冲或时钟等与时间相关信号转换为数字编码信号。信号处理器103的两个信号输入端口为被转换信号输入端DI1和参考信号输入端DI2。被转换信号输入端DI1连接第一信号发生器101的输出端，参考信号输入端DI2连接第二信号发生器102的输出端。信号处理器103转换采用计数的方式，以参考信号DI2周期的M倍为标准时间段，计数被转换信号DI1的周期数TN，如图12所示，该计数结果即是温度传感器的最终结果，它与温度呈线性关系，如下式所示：

所述的信号处理器可以采用时间-数字转换器TDC（Time-to-Digital Converter）。

本发明中的温度传感器不需要构造与温度成线性关系的信号和与温度无关的信号，从而简化了电路的结构，输出结果的温度系数只与器件参数的比例相关，而这些相对值在集成电路制造工艺中更加容易实现和控制，使得输出结果的温度系数受集成电路工艺偏差的影响很小。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims

1.一种温度传感器电路，其特征在于，该温度传感器电路包含电路连接的第一信号发生器（101）、第二信号发生器（102）和信号处理器（103），所述第一信号发生器（101）和第二信号发生器（102）的输出端连接所述信号处理器（103）的输入端；

第一信号发生器（101）产生一个与温度相关的信号（S1），第二信号发生器（102）产生一个与温度相关，且与第一信号发生器（101）产生的信号有确定函数关系的信号（S2）；第一信号发生器（101）产生的信号（S1）和第二信号发生器（102）产生的信号（S2）输入到信号处理器（103）中进行处理，信号处理器（103）最终输出一个与温度具有函数关系的数字编码（TN）。

2.如权利要求1所述的温度传感器电路，其特征在于，所述的第一信号发生器（101）是能够产生脉冲信号或时钟信号的电路，其产生的脉冲信号的脉冲宽度或时钟信号的周期（T_S1）是电路中至少一个器件参数的函数，该函数中至少包含一个与温度相关的器件参数，该器件参数或与温度成线性关系，或者反比例关系，或者是平方关系，该函数中与脉冲宽度或时钟周期相关的器件参数或者与温度相关，或者与温度无关。

3.如权利要求2所述的温度传感器电路，其特征在于，所述的第一信号发生器（101）包含第一PTAT电流发生器（1011）和第一时钟发生器（1012），所述的第一PTAT电流发生器（1011）的电流输出端连接到第一时钟发生器（1012）的输入端，第一PTAT电流发生器（1011）产生一路电流，第一时钟发生器（1012）受输入电流的控制，产生一个周期与输入电流相关的时钟信号（S1）。

4.如权利要求3所述的温度传感器电路，其特征在于，所述的第一信号发生器（101）中包含若干电路连接的三极管、场效应晶体管、电阻、电容、反相器，若干晶体管组成电流镜。

5.如权利要求4所述的温度传感器电路，其特征在于，所述的第一信号发生器产生的时钟信号（S₁）的时钟周期（T_S1）是三极管基极-发射极电压差、电阻阻值、电容容值、反相器翻转阈值以及电流镜的电流放大倍数的函数；

其中，三极管基极-发射极电压差与温度呈线性关系，电阻阻值、电容容值、和反相器翻转阈值是温度的函数，电流镜的电流放大倍数与温度无关。

6.如权利要求4所述的温度传感器电路，其特征在于，所述的第一信号发生器产生的时钟信号（S₁）的时钟周期（T_S1）是场效应晶体管栅极-源极电压差、电阻阻值、电容容值、反相器翻转阈值以及电流镜的电流放大倍数的函数；

7.如权利要求1所述的温度传感器电路，其特征在于，所述的第二信号发生器（102）是能够产生脉冲信号或时钟信号的电路，其产生的脉冲信号的脉冲宽度或时钟信号的周期（T_S2）是电路中至少一个器件参数的函数，这些参数或与温度相关，或与温度无关；

同时，第二信号发生器（102）产生的脉冲信号的脉冲宽度或时钟信号的周期（T_S2）与第一信号发生器（101）产生的脉冲信号的脉冲宽度或时钟信号的周期（T_S1）的比值与温度之间具有确定的函数关系。

8.如权利要求7所述的温度传感器电路，其特征在于，所述的第二信号发生器（102）包含第二PTAT电流发生器（1022）、CTAT电流发生器（1021）和第二时钟发生器（1023），所述的第二PTAT电流发生器（1022）和CTAT电流发生器（1021）的输出端连接所述第二时钟发生器（1023）的输入端，第二PTAT电流发生器（1022）和CTAT电流发生器（1021）分别产生电流输出到第二时钟发生器（1023），第二时钟发生器（1023）受两个输入电流的控制，产生一个其周期与输入电流相关的时钟信号（S2）。

9.如权利要求8或权利要求3所述的温度传感器电路，其特征在于，所述第二PTAT电流发生器（1022）采用与第一PTAT电流发生器（1011）相同的电路结构。

10.如权利要求3、8或9所述的温度传感器电路，其特征在于，所述的第二信号发生器（102）将第二PTAT电流发生器和CTAT电流发生器合并为同一个电流发生器（1024），同时，用第一时钟发生器（1012）代替原来的第二时钟发生器。

11.如权利要求10所述的温度传感器电路，其特征在于，所述的第二信号发生器（102）包含若干电路连接的三极管、电阻、电容、反相器，若干晶体管组成电流镜。

12.如权利要求11所述的温度传感器电路，其特征在于，第二信号发生器（102）产生的时钟信号（S₂）的时钟周期（T_S2）为三极管基极-发射极电压差、三极管基极-发射极电压、电阻阻值、电容容值、反相器翻转阈值以及电流镜的电流放大倍数的函数；

13.如权利要求5或12所述的温度传感器电路，其特征在于，使得所述第一信号发生器（101）和第二信号发生器（102）中同样的器件参数的温度***相互抵消。

14.如权利要求13所述的温度传感器电路，其特征在于，所述第一信号发生器（101）和第二信号发生器（102）中：

采用相同类型的电容，其温度系数相同，可相互抵消；

采用相同类型的电阻，其温度系数相同，可相互抵消；

采用相同类型的反相器，其温度系数相同，可相互抵消；

选取抵消参数，使得三极管基极-发射极电压差和三极管基极-发射极电压的温度系数相互抵消。

15.如权利要求1所述的温度传感器电路，其特征在于，所述的信号处理器（103）是能够将脉冲或时钟等与时间相关信号转换为数字编码信号的电路，信号处理器（103）的两个信号输入端分别为被转换信号输入端和参考信号输入端，这两个信号输入端分别连接到第一信号发生器（101）的输出端和第二信号发生器（102）的输出端，信号处理器（103）输出与温度具有特定函数关系的数字编码（TN）。