CN112798125A - 一种温度传感器、芯片和电子设备 - Google Patents

一种温度传感器、芯片和电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN112798125A
CN112798125A CN202011593518.2A CN202011593518A CN112798125A CN 112798125 A CN112798125 A CN 112798125A CN 202011593518 A CN202011593518 A CN 202011593518A CN 112798125 A CN112798125 A CN 112798125A
Authority
CN
China
Prior art keywords
output
multiplexer
voltage
input end
transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011593518.2A
Other languages
English (en)
Inventor
吴启明
马鑫
林晓志
白蕊霞
王仙芳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gowin Semiconductor Corp
Original Assignee
Gowin Semiconductor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gowin Semiconductor Corp filed Critical Gowin Semiconductor Corp
Priority to CN202011593518.2A priority Critical patent/CN112798125A/zh
Publication of CN112798125A publication Critical patent/CN112798125A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本文公开一种温度传感器、芯片和电子设备,本发明实施例温度传感器包括:第一电压产生电路和第二电压产生电路;其中,第一电压产生电路产生稳定的第一电压差,根据产生的第一电压差输出第一差分参考电压;第二电压产生电路产生两路第二电压差,构成第二差分参考电压。本发明实施例通过电压产生电路,获得由稳定的第一电压差输出的第一差分参考电压和第二差分参考电压,可以得到用于确定温度大小的参考电压,因为不需要传统的带隙基准产生电路,避免了传统带隙基准电压的随机失调误差,因此,在降低芯片体积和功耗的情况下,保证了温度传感器的精度。

Description

一种温度传感器、芯片和电子设备
技术领域
本文涉及但不限于传感器技术,尤指一种温度传感器、芯片和电子设备。
背景技术
随着芯片制程的进步,芯片朝着更小尺寸和更低电源电压的方向发展。芯片的热效应影响逐渐被提上研究日程。为了避免芯片过热,以免对芯片的性能带来负面影响,需要芯片内部集成温度传感器,以便实时监控芯片温度。
目前在芯片内部集成温度传感器主要方式包括:一、基于热敏电阻设计实现的温度传感器,这种传感器比较通用,但精度有限;二、通过带隙基准电路产生电压基准,并以此通过模数转换器(ADC,或称为A/D转换器)量化一个表征温度的电压,比如双极结型晶体管(BJT)的基极(B)与发射极(E)之间的结电压(VBE);通过电压和温度的对应关系,获得温度信息;通过这种方式获得温度信息,存在以下问题:1)包括带隙基准电路在内的设计给芯片设计增加了成本,且占用较多的芯片面积,并增加电量消耗;2)带隙基准电路的制造存在随机偏差,使温度传感器产生较大误差,影响测量精度;对于高精度的应用,需要额外配备一个替换带隙基准电路的片外的参考电压源,会额外增加成本。
随着物联网技术的普及,人们对传感器的要求也进一步提升,高精度、体积小和成本低的温度传感器,成为芯片温度监控的一个重要需求。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本发明实施例提供一种温度传感器、芯片和电子设备,能够在降低温度传感器体积的同时,确保温度传感器的检测精度。
本发明实施例提供了一种温度传感器,包括:第一电压产生电路和第二电压产生电路;其中,
第一电压产生电路设置为:产生稳定的第一电压差,根据产生的第一电压差输出第一差分参考电压;
第二电压产生电路设置为:产生两路第二电压差,构成第二差分参考电压。
在一种示例性实例中,所述温度传感器还包括:模数转换电路ADC,ADC与所述第一电压产生电路和所述第二电压产生电路连接,设置为:
根据接收的所述第一差分参考电压和所述第二差分参考电压与温度的相关关系计算温度信息;
其中,所述相关关系包括:所述第一差分参考电压与温度负相关,所述第二差分参考电压与温度正相关。
在一种示例性实例中,所述第一电压产生电路包括:产生第一电流的第一电流源和第一晶体管;其中,
所述第一电流源与所述第一晶体管的发射极连接,基极与集电极相连并接地,发射极和集电极分别连接第一输出节点和第二输出节点;所述第一电流流经所述第一晶体管,在所述第一晶体管的基极和发射极产生所述第一电压差,所述第一输出节点和所述第二输出节点输出所述第一差分参考电压;或,
所述第一电流源与所述第一晶体管的基极与集电极相连,发射极接地,集电极和发射极分别连接第一输出节点和第二输出节点;所述第一电流流经所述第一晶体管,在所述第一晶体管的发射极和基极产生所述第一电压差,所述第一输出节点和所述第二输出节点输出所述第一差分参考电压。
在一种示例性实例中,所述第二电压产生电路包括:时钟驱动单元、第一控制开关、第二控制开关、提供M支电流大小均为第二电流的第二电流源、第二晶体管和第三晶体管;其中,
所述时钟驱动单元设置为:根据预设的时钟参考信号产生时钟驱动控制信号;
所述第一控制开关的输入端连接所述第二电流源,第一输出端连接所述第二晶体管的发射极和所述第二控制开关的第一输入端,第二输出端连接第三晶体管的发射极和所述第二控制开关的第二输入端,设置为:根据所述时钟驱动控制信号,控制M支电流中的P支第二电流流入所述第二晶体管中,其余(M-P)支第二电流进入所述第三晶体管中;所述第二晶体管的基极与集电极相连并接地,所述第三晶体管的基极与集电极相连并接地;所述第二控制开关的输出端输出所述第二差分参考电压;或,
所述第一控制开关的输入端连接所述第二电流源,第一输出端连接所述第二晶体管的基极和集电极和所述第二控制开关的第一输入端,第二输出端连接第三晶体管的基极和集电极和所述第二控制开关的第二输入端,设置为:根据所述时钟驱动控制信号,控制M支电流中的P支第二电流流入所述第二晶体管中,其余(M-P)支第二电流进入所述第三晶体管中;所述第二晶体管的发射极接地,所述第三晶体管的发射极接地;所述第二控制开关的输出端输出所述第二差分参考电压;
其中,所述M≥2,所述P≥1,所述M>P。
在一种示例性实例中,所述ADC包括算术运算单元、积分单元和量化单元;其中,
所述算术运算单元设置为:对所述第二差分参考电压进行增益放大;根据量化单元提供的控制信号,控制输出用于温度计算的所述第一差分参考电压和所述增益放大的第二差分参考电压;对控制输出的所述用于温度计算的所述第一差分参考电压和增益放大的第二差分参考电压进行累加运算,获得累加运算结果;
积分单元设置为:对预设时长内获得的所述累加运算结果,按照预设的积分运算规则进行运算,获得积分运算结果;
量化单元设置为:将所述积分运算结果与预设的积分比较值进行比较,根据比较结果生成所述控制信号;根据所述积分运算结果生成所述温度信息。
在一种示例性实例中,所述算术运算单元包括:第一多路选择器U1、第二多路选择器U2、第一累加器U13和第一增益放大器U4;其中,
所述第一多路选择器U1的第一输入端接入所述第一差分参考电压,第二输入端接入0伏电压,控制端与所述量化单元连接;第一多路选择器U1的输出端连接第一累加器U13的第一输入端;所述第一多路选择器U1设置为:根据所述量化单元输出的所述控制信号对所述第一差分参考电压和0伏电压进行选择输出;
所述第二多路选择器U2的第一输入端接入所述第二差分参考电压,输出端连接第一增益放大器U4的输入端,第二输入端接入0伏电压,控制端连接所述量化单元;所述第一增益放大器U4的输出端连接所述第一累加器U13的第二输入端;所述第二多路选择器U2设置为:根据所述量化单元输出的所述控制信号对所述第一增益放大器U4的输出和0伏电压进行选择输出;
所述第一累加器U13设置为:对所述第一多路选择器U1的输出和所述第二多路选择器U2的输出进行累加,获得所述累加运算结果。
在一种示例性实例中,所述第一累加器U13设置为通过以下公式累加运算获得所述累加运算结果:
所述累加运算结果
=KAdc*V(vbep,vben)-(1-KAdc)*kvbg*V(dvbep,dvben)
式中,KAdc表示与控制信号对应的运算系数;Kvbg为所述第二差分参考电压的增益放大的倍数;所述vbep为所述第一差分参考电压的正端电压,所述vben为所述第一差分参考电压的负端电压;所述dvbep为所述第二差分参考电压的正端电压,所述dvben为所述第二差分参考电压的负端电压。
在一种示例性实例中,所述积分单元包括第二累加器U15和积分器Z-1;所述量化单元包括:第一比较器U16、第一反相器U17和第二反相器U18;其中,
所述积分器Z-1对预设时长内的第一累加器U13的输出的累加运算结果进行积分运算,将积分运算获得的积分运算结果反馈至第二累加器U15中;
所述第二累加器U15的第一输入端连接所述第一累加器U13的输出端,第二输入端连接所述积分器Z-1的输出端,输出端连接所述积分器Z-1的输入端以及所述第一比较器U16的正输入端;所述第二累加器U15对所述第一累加器U13的输出和所述积分器Z-1的输出进行累加计算;
所述第一比较器U16的正输入端连接所述积分单元的输出端,负输入端接入一比较参考信号A0;
所述第一比较器U16的输出端连接所述第一反相器U17的输入端以及所述第一多路选择器U1和第二多路选择器U2的控制端,所述第一比较器U16在多相非交叠时钟信号的控制下,比较所述积分运算结果和比较参考信号A0之间的大小,以输出所述控制信号;
所述第一反相器U17的输出端连接第二反相器U18的输入端,所述第一反相器U17用于将控制信号反相输出为反向控制信号,所述第二反相器U18的用于将所述反向控制信号反相输出为所述温度信息。
在一种示例性实例中,所述算术运算单元包括:结构相同两路并列的运算支路,各运算支路包括:第三多路选择器U9、第四多路选择器U10、第三累加器U111和第二增益放大器U12;其中,
第一个所述运算支路中:所述第三多路选择器U9的第一输入端接入所述第一差分参考电压的正端,第二输入端接入0伏电压,控制端与所述量化单元连接;第三多路选择器U9的输出端连接第三累加器U111的第一输入端;所述第三多路选择器U9设置为:根据所述量化单元输出的所述控制信号对接入的所述第一差分参考电压的正端电压和0伏电压进行选择输出;
所述第四多路选择器U10的第一输入端接入所述第二差分参考电压的正端,输出端连接第二增益放大器U12的输入端,第二输入端接入0伏电压,控制端连接所述量化单元;所述第二增益放大器U12的输出端连接所述第三累加器U111的第二输入端;所述第四多路选择器U10设置为:根据所述量化单元输出的所述控制信号对所述第二增益放大器U12的输出和0伏电压进行选择输出;
所述第三累加器U111设置为:对所述第三多路选择器U9的输出和所述第四多路选择器U10的输出进行累加,获得运算支路的累加运算结果;
第二个所述运算支路中:所述第三多路选择器U9的第一输入端接入所述第一差分参考电压的负端,第二输入端接入0伏电压,控制端与所述量化单元连接;第三多路选择器U9的输出端连接第三累加器U111的第一输入端;所述第三多路选择器U9设置为:根据所述量化单元输出的所述控制信号对接入的所述第一差分参考电压的负端电压和0伏电压进行选择输出;
所述第四多路选择器U10的第一输入端接入所述第二差分参考电压的负端,输出端连接第二增益放大器U12的输入端,第二输入端接入0伏电压,控制端连接所述量化单元;所述第二增益放大器U12的输出端连接所述第三累加器U111的第二输入端;所述第四多路选择器U10设置为:根据所述量化单元输出的所述控制信号对所述第二增益放大器U12的输出和0伏电压进行选择输出;
所述第三累加器U111设置为:对所述第三多路选择器U9的输出和所述第四多路选择器U10的输出进行累加,获得运算支路的累加运算结果。
在一种示例性实例中,所述积分单元包括:第一失调控制开关、运算放大器U113、第二失调控制开关、第一积分电容和第二积分电容;其中,
所述第一失调控制开关的第一输入端连接所述算数运算单元的第一个运算支路的输出端,所述第一失调控制开关的第二输入端连接所述算数运算单元的第二个运算支路的输出端,所述第一失调控制开关的第一输出端连接所述运算放大器U113的正输入端,所述第一失调控制开关的第二输出端连接所述运算放大器U113的负输入端,所述第二失调控制开关的两个输出端分别连接所述运算放大器U113的正输出端、负输出端以及所述量化单元的两个输入端,所述第一积分电容连接在所述第一失调控制开关的第一输入端和所述第二失调控制开关的第一输出端之间,所述第二积分电容在所述第一失调控制开关的第二输入端和所述第二失调控制开关的第二输出端之间,所述第一失调控制开关和所述第二失调控制开关的控制端均接入预设的失调控制信号。
在一种示例性实例中,所述量化单元包括:第二比较器U114、第三反相器U115和第四反相器U116;其中,
所述二比较器U114的正输入端和负输入端分别连接所述积分单元的第二失调开关的第一输出端和第二输出端;
所述第二比较器U114的输出端连接所述第三反相器U115的输入端以及所述第三多路选择器U9的控制端,所述第二比较器U114在多相非交叠时钟信号的控制下,比较两路所述运算支路的累加运算结果和比较参考信号A0之间的大小,以输出所述控制信号;
所述第一反相器U17的输出端连接第二反相器U18的输入端,所述第一反相器U17用于将控制信号反相输出为反向控制信号,所述第二反相器U18的用于将所述反向控制信号反相输出为所述温度信息。
在一种示例性实例中,所述量化单元还设置为:根据所述多相非交叠时钟信号输出所述温度信息的随路时钟信号。
在一种示例性实例中,所述温度传感器还包括滤波单元;所述滤波单元包括:低通滤波模块、增益放大模块和偏移设置模块;其中,
所述低通滤波模块设置为:对所述量化单元输出的温度信息进行均值运算;
所述增益放大模块设置为:确定均值运算的温度信息与温度大小的增益关系;
所述偏移设置模块设置为:设置对确定的均值运算的温度信息与温度大小的增益关系进行校正的偏移值。
在一种示例性实例中,所述温度传感器还包括第一时钟单元,设置为:
接收第一时钟输入信号,根据接收的所述第一时钟输入信号,为算术运算单元提供所述多项非交叠时钟信号,为所述第二电压产生电路提供所述时钟参考信号。
在一种示例性实例中,所述温度传感器还包括第二时钟单元,设置为:
接收第二时钟输入信号,根据接收的所述第二时钟输入信号,为算术运算单元提供所述多项非交叠时钟信号和所述失调控制信号,为所述第二电压产生电路提供所述时钟参考信号。
另一方面,本发明实施例还提供一种芯片,所述芯片内部集成上述温度传感器。
再一方面,本发明实施例还提供一种电子设备,所述电子设备中加载运行上述芯片。
本发明实施例温度传感器包括:第一电压产生电路和第二电压产生电路;其中,第一电压产生电路产生稳定的第一电压差,根据产生的第一电压差输出第一差分参考电压;第二电压产生电路产生两路第二电压差,构成第二差分参考电压。本发明实施例通过电压产生电路,获得由稳定的第一电压差输出的第一差分参考电压和第二差分参考电压,可以得到用于确定温度大小的参考电压,因为不需要传统的带隙基准产生电路,避免了传统带隙基准电压的随机失调误差,因此,在降低芯片体积和功耗的情况下,保证了温度传感器的精度。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案,并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例温度传感器的结构框图;
图2为本发明实施例第一电压产生电路的示意图;
图3为本发明实施例另一第一电压产生电路的示意图;
图4为本发明实施例第二电压产生电路的示意图;
图5为本发明实施例另一第二电压产生电路的示意图;
图6为本发明实施例模数转换电路的示意图;
图7为本发明实施例温度信息与温度的关系示意图;
图8为本发明实施例另一模数转换电路的示意图;
图9为本发明实施例滤波单元的示意图;
图10为本发明实施例多相非交叠时钟信号的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行。并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1为本发明实施例温度传感器的结构框图,如图1所示,包括:第一电压产生电路和第二电压产生电路;其中,
第一电压产生电路设置为:产生稳定的第一电压差,根据产生的第一电压差输出第一差分参考电压;
第二电压产生电路设置为:产生两路第二电压差,构成第二差分参考电压。
本发明实施例温度传感器包括:第一电压产生电路和第二电压产生电路;其中,第一电压产生电路产生稳定的第一电压差,根据产生的第一电压差输出第一差分参考电压;第二电压产生电路产生两路第二电压差,构成第二差分参考电压。本发明实施例通过电压产生电路,获得由稳定的第一电压差输出的第一差分参考电压和第二差分参考电压,可以得到用于确定温度大小的参考电压,因为不需要传统的带隙基准产生电路,避免了传统带隙基准电压的随机失调误差,因此,在降低芯片体积和功耗的情况下,保证了温度传感器的精度。
在一种示例性实例中,本发明实施例第一电压产生电路和/或第二电压产生电路可以集成于同一芯片内。
在一种示例性实例中,本发明实施例根据产生的两路以上第二电压差输出的第二差分参考电压,失配比率符合高斯分布;
在一种示例性实例中,本发明实施例温度传感器还包括:模数转换电路(ADC),ADC与第一电压产生电路和第二电压产生电路连接,设置为:
根据接收的第一差分参考电压和第二差分参考电压与温度的相关关系计算温度信息;
其中,相关关系包括:第一差分参考电压与温度负相关,第二差分参考电压与温度正相关。
本发明实施例在芯片内集成的电压产生电路,获得由稳定的第一电压差输出的第一差分参考电压和失配比率符合高斯分布第二差分参考电压,在降低芯片体积和功耗的情况下,保证了温度传感器的精度。
在一种示例性实例中,本发明实施例第一电压产生电路包括:产生第一电流的第一电流源和第一晶体管;其中,
第一晶体管的发射极与第一电流源连接,基极与集电极相连并接地,发射极和集电极分别连接第一输出节点和第二输出节点;第一电流流经第一晶体管,在第一晶体管的基极和发射极产生参考电压,通过第一输出节点和第二输出节点输出第一差分参考电压;或者,
第一电流源与第一晶体管的基极与集电极相连,发射极接地,集电极和发射极分别连接第一输出节点和第二输出节点;第一电流流经第一晶体管,在第一晶体管的发射极和基极产生第一电压差,第一输出节点和第二输出节点输出第一差分参考电压。
在一种示例性实例中,本发明实施例第一电压产生电路还包括第一电容,第一电容跨接在第一输出节点和第二输出节点之间。
图2为本发明实施例第一电压产生电路的示意图,如图2所示,第一电压产生电路包括:第一电流源Ibias0,第一晶体管Q0和第一电容C0,第一电流源Ibias0与第一晶体管Q0的发射极和第一电容C0的一端相连,形成第一输出节点NA,第一晶体管Q0的基极与第一晶体管Q0的集电极、第一电容C0的另一端相连并接地,形成第二输出节点NB。第一电流源Ibias0向第一晶体管Q0提供第一电流,第一电流过第一晶体管Q0的基极-发射极结(即BE结),产生第一差分参考电压,第一差分参考电压包括正端输出的参考电压vbep和负端输出的参考电压,两路参考电压vbep和vben之间的电压差为Q0的基极-发射极结电压VBE;由于电容C0跨接在第一输出节点NA和第二输出节点NB之间,因此能够稳定第一差分参考电压vbep和vben之间的电压差VBE;本发明实施例将第一差分参考电压表示为V(vbep,vben)。
图3为本发明实施例另一第一电压产生电路的示意图,如图3所示,第一电压产生电路包括:第一电流源Ibias0,第一晶体管Q0和第一电容C0,第一电流源Ibias0与第一晶体管Q0的基极和集电极相连,发射极接地,集电极和发射极分别连接第一输出节点NA和第二输出节点NB。
在一种示例性实例中,本发明实施例第二电压产生电路包括:时钟驱动单元、第一控制开关、第二控制开关、提供M支电流大小均为第二电流的第二电流源、第二晶体管和第三晶体管;其中,
时钟驱动单元设置为:根据预设的时钟参考信号产生时钟驱动控制信号;
第一控制开关的输入端连接第二电流源,第一输出端连接第二晶体管的发射极和第二控制开关的第一输入端,第二输出端连接第三晶体管的发射极和第二控制开关的第二输入端,设置为根据时钟驱动控制信号,控制M支电流中的P支第二电流流入第二晶体管中,其余(M-P)支第二电流进入第三晶体管中;第二晶体管的基极与集电极相连并接地,第三晶体管的基极与集电极相连并接地;第二控制开关的输出端输出第二差分参考电压;或,
第一控制开关的输入端连接第二电流源,第一输出端连接第二晶体管的基极和集电极和第二控制开关的第一输入端,第二输出端连接第三晶体管的基极和集电极和第二控制开关的第二输入端,设置为:根据时钟驱动控制信号,控制M支电流中的P支第二电流流入第二晶体管中,其余(M-P)支第二电流进入第三晶体管中;第二晶体管的发射极接地,第三晶体管的发射极接地;第二控制开关的输出端输出第二差分参考电压;
其中,M≥2,P≥1,M>P。
图4为本发明实施例第二电压产生电路的示意图,如图4所示,包括:第二晶体管Q1、第三晶体管Q2及用于向第二晶体管Q1、第三晶体管Q2提供第二电流的第二电流源,第二晶体管Q1、第三晶体管Q2根据第二电流源提供的第二电流,产生两路不同的基极-发射极结电压VBE0、VBE1,选择VBE0或VBE1用于产生第二差分参考电压,第二差分参考电压包括正端输出的参考电压dvbep和负端输出的参考电压dvben,本发明实施例第二差分参考电压dvbep和dvben可由以下公式(1)和公式(2)表示:
Figure BDA0002869305690000121
Figure BDA0002869305690000122
本发明实施例将第二差分参考电压dvbep和dvben记为V(dvbep,dvben),可表示为公式(3):
Figure BDA0002869305690000123
其中,K为波尔兹曼常数,T为绝对温度,q为单位电子电荷。Is1、Is0分别为第二晶体管Q1和第三晶体管Q2的反向饱和电流。IE1和IE0分别为第二晶体管Q1和第三晶体管Q2的发射极电流。通常Is1、Is0成一定的比例关系,IE1和IE0成一定的比例关系;因为制造原因,第二晶体管Q1和第三晶体管Q2之间,以及Q1、Q2所连接的第二电流源之间会存在偏差和失配。本发明实施例通过第一控制开关选择流过第二晶体管Q1和第三晶体管Q2两个晶体管的第二电流,通过第二控制开关选择用于计算温度信息的VBE,即轮流选择VBE0和VBE1,通过均值运算消除晶体管之间及第二电流源之间存在偏差和失配。
图5为本发明实施例另一第二电压产生电路的示意图,如图5所示,包括:第二晶体管Q1、第三晶体管Q2及用于向第二晶体管Q1、第三晶体管Q2提供第二电流的第二电流源;其中,第一控制开关的输入端连接第二电流源,第一输出端连接第二晶体管的基极和集电极和第二控制开关的第一输入端,第二输出端连接第三晶体管的基极和集电极和第二控制开关的第二输入端。
在一种示例性实例中,图4和图5所示的第二电压产生电路还包括时钟驱动单元、第一控制开关和第二控制开关。其中,第一控制开关的第一输出端连接第二晶体管的发射极以及第二控制开关的第一输入端,第一控制开关的第二输出端连接第二晶体管Q1的发射极以及第二控制开关的第二输入端,第二晶体管Q1的基极连接第二晶体管Q1的集电极并接地,第三晶体管Q2的基极连接第三晶体管Q2的集电极并接地,第二控制开关的输出端用于输出第二差分参考电压dvben和dvbep。时钟驱动单元用于接入时钟参考信号,根据时钟参考信号产生第一时钟驱动控制信号Ctl<m-1:0>以及第二时钟驱动控制信号polar。第二电流源I0<m-1:0>连接第一控制开关,用于提供M支第二电流,M=m;第一控制开关在第一时钟驱动控制信号Ctl<m-1:0>的驱动下,控制M支第二电流的P支进第二晶体管Q1中,其余(M-P)支第二电流进入第三晶体管Q2中,M≥2,P≥1,M>P;第二控制开关在第二时钟驱动控制信号(polar)的驱动下,将VBE0和VBE1分别相应地输出为第二差分参考电压dvben和dvbep。以下通过示例说明第二电压产生电路的工作流程:
假设第1时刻P=1,M支第二电流中的第1支第二电流进入第二晶体管Q1,第2~M支第二电流进入第三晶体管Q2;第2时刻,第2支电流进入第二晶体管Q1,第1、3~M支第二电流进入第三晶体管Q2;以此类推,第M时刻,第M支第二电流进入第二晶体管Q1,第1~M-1支第二电流进入第三晶体管Q2。在上述第1至第M时刻,将第二晶体管Q1的VBE0输出为第二差分参考电压dvben,将第三晶体管Q2的VBE1输出为第二差分参考电压dvbep。在第M+1时刻,第1支第二电流进入第三晶体管Q2,第2~M支第二电流进入第二晶体管Q1;第M+2时刻,第2支第二电流进入第三晶体管Q2,第1、3~M支第二电流进入第二晶体管Q1;以此类推,第2*M时刻,第M支第二电流进入第三晶体管Q2,第1~M-1支第二电流进入第二晶体管Q1。在上述第M+1至第2*M时刻,第三晶体管Q2的VBE1输出为第二差分参考电压dvben,第二晶体管Q1的VBE0输出为第二差分参考电压dvbep。在不考虑制造偏差时,第二晶体管Q1和第三晶体管Q2具有相同尺寸,M支第二电流大小相同,因此V(dvbep,dvben)可以表示为公式(4):
Figure BDA0002869305690000131
考虑制造偏差,计算获得在2*M个时刻里,第二差分参考电压的平均值可以表示为公式(5):
Figure BDA0002869305690000132
通过公式(4)和公式(5),可以运算获得公式(6):
Figure BDA0002869305690000133
公式(6)中,Δ_k表示第k次配置下的失配比率,由于失配比率遵循高斯分布,因此
Figure BDA0002869305690000141
所以公式(6)可以简化为公式(7):
Figure BDA0002869305690000142
本发明实施例基于图4或图5所示的第二电压产生电路的工作,降低了失配对第二差分参考电压的影响。
在一种示例性实例中,本发明实施例第一晶体管Q0、第二晶体管Q1和第三晶体管Q2可以均为双极结晶体管(BJT)、三极管和场效应(MOS)晶体管;当第一晶体管Q0、第二晶体管Q1和第三晶体管Q2为MOS晶体管时,上述晶体管的基极为MOS晶体管的栅极,发射极为MOS晶体管的源极,集电极为MOS晶体管的漏极。
在一种示例性实例中,本发明实施例ADC包括算术运算单元、积分单元和量化单元;其中,
算术运算单元设置为:对第二差分参考电压进行增益放大;根据量化单元提供的控制信号,控制输出用于温度计算的第一差分参考电压和增益放大后第二差分参考电压;对控制输出的用于温度计算的第一差分参考电压和增益放大后第二差分参考电压进行累加运算,获得累加运算结果;
积分单元设置为:对预设时长内获得的累加运算结果,按照预设的积分运算规则进行运算,获得积分运算结果;
量化单元设置为:将积分运算结果与预设的积分比较值进行比较,根据比较结果生成控制信号;根据积分运算结果生成温度信息。
在一种示例性实例中,本发明实施例增益放大后的第二差分参考电压与第一差分参考电压的和等于基准电压;
图6为本发明实施例模数转换电路的示意图,如图6所示,模数转换电路包括算术运算单元、积分单元和量化单元;其中,
算术运算单元包括:第一多路选择器U1、第二多路选择器U2、第一累加器U13和第一增益放大器U4;其中,
第一多路选择器U1的第一输入端接入第一差分参考电压,第二输入端接入0V电压,控制端与量化单元连接;第一多路选择器U1的输出端连接第一累加器U13的第一输入端;第一多路选择器U1设置为:根据量化单元输出的控制信号对第一差分参考电压和0V电压进行选择输出;第一多路选择器U1的控制端连接量化单元中的比较器的输出端;
第二多路选择器U2的第一输入端接入第二差分参考电压,输出端连接第一增益放大器U4的输入端,第二输入端接入0V电压,控制端连接量化单元;第一增益放大器U4的输出端连接第一累加器U13的第二输入端;第二多路选择器U2设置为:根据量化单元输出的控制信号对第一增益放大器U4的输出和0V电压进行选择输出;第二多路选择器U2的控制端连接量化单元中的比较器的输出端;
第一累加器U13设置为:对第一多路选择器U1的输出和第二多路选择器U2的输出进行累加,获得累加运算结果。
在一种示例性实例中,本发明实施例第一累加器U13设置为通过以下公式(8)累加运算获得累加运算结果:
累加运算结果
=KAdc*V(vbep,vben)-(1-KAdc)*kvbg*V(dvbep,dvben)
公式(8)
式中,KAdc表示与控制信号对应的运算系数;Kvbg为第二差分参考电压的增益放大的倍数;vbep为第一差分参考电压的正端电压,vben为第一差分参考电压的负端电压;dvbep为第二差分参考电压的正端电压,dvben为第二差分参考电压的负端电压。
积分单元包括第二累加器U15和积分器Z-1;其中,
积分器Z-1对预设时长内的第一累加器U13的输出结果进行积分运算,将积分运算获得的积分运算结果反馈至第二累加器U15中;
第二累加器U15的第一输入端连接第一累加器U13的输出端,第二输入端连接积分器Z-1的输出端,输出端连接积分器Z-1的输入端以及量化单元包含的比较器U16的正输入端;第二累加器U15对第一累加器U13的输出和积分器Z-1的输出进行累加计算。
本发明实施例积分单元通过第二累加器U15和积分器Z-1的上述运算,对预设时长内的第一累加器的累加运算结果进行求平均计算,可以获得稳定的用于确定温度信息的信息。
量化单元包括:第一比较器U16、第一反相器U17和第二反相器U18;其中,
第一比较器U16的正输入端连接积分单元的输出端,负输入端接入一比较参考信号A0;
第一比较器U16的输出端连接第一反相器U17的输入端以及第一多路选择器U1和第二多路选择器U2的控制端,第一比较器U16在多相非交叠时钟信号的控制下,比较积分运算结果和比较参考信号A0之间的大小,以输出控制信号;
第一反相器U17的输出端连接第二反相器U18的输入端,第一反相器U17用于将控制信号反相输出为反向控制信号,第二反相器U18的用于将反向控制信号反相输出为温度信息。
需要说明的是,第一比较器输出的控制信号与计算累加运算结果的KAdc完全对应,控制信号用于进行输出控制,KAdc为与控制信号完全对应的运算信息。此外,KAdc经由第一反相器U17和第二反相器U18反向输出的处理后,获得温度信息。
本发明实施例温度传感器,模数转换单元可以通过公式(9)实现温度信息的计算:
Figure BDA0002869305690000161
其中,KAdc_va表示获得温度信息的平均值,Kvbg为第一增益放大器U4的增益系数;第二反相器U18对反向控制信号进行反相输出的信号为KAdc_va。
本发明实施例V(vbep,vben)和V(dvbep,dvben)与计算温度的基准电压Vbg满足公式(10):
Vbg=V(vbep,vben)+kvbg*V(dvbep,dvben) 公式(10)
基于公式(9)和公式(10),可以获得表示温度的公式(11):
Figure BDA0002869305690000162
上述计算公式中,Kvbg*V(dvbep,dvben)是一个与温度成正比的电压量,由此,根据KAdc_va可以得到相应的温度值。图7为本发明实施例温度信息与温度的关系示意图,如图7所示,KAdc_va与温度成线性关系。
图8为本发明实施例另一模数转换电路的示意图,如图8所示,模数转换电路中的算术运算单元包括:结构相同两路并列的运算支路,各运算支路包括:第三多路选择器U9、第四多路选择器U10、第三累加器U111和第二增益放大器U12;其中,
第一个运算支路中:第三多路选择器U9的第一输入端接入第一差分参考电压的正端,第二输入端接入0伏电压,控制端与量化单元连接;第三多路选择器U9的输出端连接第三累加器U111的第一输入端;第三多路选择器U9设置为:根据量化单元输出的控制信号对接入的第一差分参考电压的正端电压和0伏电压进行选择输出;
第四多路选择器U10的第一输入端接入第二差分参考电压的正端,输出端连接第二增益放大器U12的输入端,第二输入端接入0伏电压,控制端连接量化单元;第二增益放大器U12的输出端连接第三累加器U111的第二输入端;第四多路选择器U10设置为:根据量化单元输出的控制信号对第二增益放大器U12的输出和0伏电压进行选择输出;
第三累加器U111设置为:对第三多路选择器U9的输出和第四多路选择器U10的输出进行累加,获得运算支路的累加运算结果;
第二个运算支路中:第三多路选择器U9的第一输入端接入第一差分参考电压的负端,第二输入端接入0伏电压,控制端与量化单元连接;第三多路选择器U9的输出端连接第三累加器U111的第一输入端;第三多路选择器U9设置为:根据量化单元输出的控制信号对接入的第一差分参考电压的负端电压和0伏电压进行选择输出;
第四多路选择器U10的第一输入端接入第二差分参考电压的负端,输出端连接第二增益放大器U12的输入端,第二输入端接入0伏电压,控制端连接量化单元;第二增益放大器U12的输出端连接第三累加器U111的第二输入端;第四多路选择器U10设置为:根据量化单元输出的控制信号对第二增益放大器U12的输出和0伏电压进行选择输出;
第三累加器U111设置为:对第三多路选择器U9的输出和第四多路选择器U10的输出进行累加,获得运算支路的累加运算结果。
需要说明的是,第一差分参考电压包括:vbep和vben;采用图8所示的ADC时,两个运算支路中的第三多路选择器U9的第一输入端分别接入第一差分参考电压的其中一路;同样的,第二差分参考电压包括:dvbep和dvben;采用图8所示的ADC时,两个运算支路中的第四多路选择器U10的第一输入端分别接入第二差分参考电压的其中一路。
图8所示的算术运算单元对应的积分单元包括:第一失调控制开关、运算放大器U113、第二失调控制开关、第一积分电容C1和第二积分电容C2,第一失调控制开关的第一输入端连接算数运算单元的第一个运算支路的输出端,第一失调控制开关的第二输入端连接算数运算单元的第二个运算支路的输出端,第一失调控制开关的第一输出端连接运算放大器U113的正输入端,第一失调控制开关的第二输出端连接运算放大器U113的负输入端,第二失调控制开关的两个输出端分别连接运算放大器U113的正输出端、负输出端以及量化单元的两个输入端,第一积分电容连接在第一失调控制开关的第一输入端和第二失调控制开关的第一输出端之间,第二积分电容在第一失调控制开关的第二输入端和第二失调控制开关的第二输出端之间,第一失调控制开关和第二失调控制开关的控制端均接入预设的失调控制信号。
假设运算放大器U113存在一个失调电压voffset_op,此失调电压对积分单元的电荷贡献在正向接入时刻的贡献为:w1=Citg*voffset_op,在反向接入时刻的贡献为:w0=-Citg*voffset_op,Citg为一个常数系数。长时间的电荷积分在通过失调控制信号控制第一失调控制开关和第二失调控制开关的开关后不会累加,因此可以提高精度。
需要说明的一点,第一失调控制开关和第二失调控制开关的设置会让积分单元的处理精度上升,但是如果允许精度损失,可以不设置第一失调控制开关和第二失调控制开关。
图8所示的算术运算单元对应的量化单元包括:第二比较器U114、第三反相器U115和第四反相器U116;其中,
二比较器U114的正输入端和负输入端分别连接积分单元的第二失调开关的第一输出端和第二输出端;
第二比较器U114的输出端连接第三反相器U115的输入端以及第三多路选择器U9的控制端,第二比较器U114在多相非交叠时钟信号的控制下,比较两路运算支路的累加运算结果和比较参考信号A0之间的大小,以输出控制信号;
第一反相器U17的输出端连接第二反相器U18的输入端,第一反相器U17用于将控制信号反相输出为反向控制信号,第二反相器U18的用于将反向控制信号反相输出为温度信息。
在一种示例性实例中,本发明实施例量化单元还设置为:根据多相非交叠时钟信号输出温度信息的随路时钟信号。
在一种示例性实例中,本发明实施例温度传感器还包括滤波单元;图9为本发明实施例滤波单元的示意图,如图9所示,包括:低通滤波模块、增益放大模块和偏移设置模块;其中,
低通滤波模块设置为:对量化单元输出的温度信息进行均值运算;
增益放大模块设置为:确定均值运算的温度信息与温度大小的增益关系;
偏移设置模块设置为:设置对确定的均值运算的温度信息与温度大小的增益关系进行校正的偏移值。
与图6所示的模数转换电路相对应的,本发明实施例温度传感器还包括第一时钟单元,设置为:
接收第一时钟输入信号,根据接收的第一时钟输入信号,为算术运算单元提供多项非交叠时钟信号,为第二电压产生电路提供时钟参考信号。
假设第一时钟输入信号为ADC_clk_i,多相非交叠时钟信号为Adc_clk,第二电压产生电路所需的时钟参考信号为Ck_vref;图10为本发明实施例多相非交叠时钟信号的示意图,如图10所示,各相非交叠时钟信号Adc_clk<1>、Adc_clk<2>、……和Adc_clk<n>中,相邻相位的非交叠时钟信号的上升沿之间或者下降沿之间的间隔时间为td(td>0),同时各相非交叠时钟信号Adc_clk<n+1>、Adc_clk<n+2>……Adc_clk<2*n>中,相邻相位的非交叠时钟信号的上升沿之间或者下降沿之间的间隔时间也为td(td>0)。非交叠时钟信号Adc_clk<n>的下降沿与非交叠时钟信号Adc_clk<n+1>的上升沿之间的时间间隔也为td;非交叠时钟信号Adc_clk<2*n>的下降沿与非交叠时钟信号Adc_clk<1>的上升沿之间的时间间隔也为td;根据ADC对对时钟多相位的要求,时钟单元可以产生四相、六相、……及2*n相的非交叠时钟信号,n≥1。
与图8所示的模数转换电路相对应的,本发明实施例温度传感器还包括第二时钟单元,设置为:
接收第二时钟输入信号,根据接收的第二时钟输入信号,为算术运算单元提供多项非交叠时钟信号和失调控制信号,为第二电压产生电路提供时钟参考信号。
本发明实施例还提供一种芯片,芯片内部集成有上述温度传感器。
本发明实施例还提供一种电子设备,电子设备中加载运行上述芯片。
“本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、***、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中,在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分;例如,一个物理组件可以具有多个功能,或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器,如数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上,计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的,术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。”

Claims (17)

1.一种温度传感器,包括:第一电压产生电路和第二电压产生电路;其中,
第一电压产生电路设置为:产生稳定的第一电压差,根据产生的第一电压差输出第一差分参考电压;
第二电压产生电路设置为:产生两路第二电压差,构成第二差分参考电压。
2.根据权利要求1所述的温度传感器,其特征在于,所述温度传感器还包括:模数转换电路ADC,ADC与所述第一电压产生电路和所述第二电压产生电路连接,设置为:
根据接收的所述第一差分参考电压和所述第二差分参考电压与温度的相关关系计算温度信息;
其中,所述相关关系包括:所述第一差分参考电压与温度负相关,所述第二差分参考电压与温度正相关。
3.根据权利要求1所述的温度传感器,其特征在于,所述第一电压产生电路包括:产生第一电流的第一电流源和第一晶体管;其中,
所述第一电流源与所述第一晶体管的发射极连接,基极与集电极相连并接地,发射极和集电极分别连接第一输出节点和第二输出节点;所述第一电流流经所述第一晶体管,在所述第一晶体管的基极和发射极产生所述第一电压差,所述第一输出节点和所述第二输出节点输出所述第一差分参考电压;或,
所述第一电流源与所述第一晶体管的基极与集电极相连,发射极接地,集电极和发射极分别连接第一输出节点和第二输出节点;所述第一电流流经所述第一晶体管,在所述第一晶体管的发射极和基极产生所述第一电压差,所述第一输出节点和所述第二输出节点输出所述第一差分参考电压。
4.根据权利要求1所述的温度传感器,其特征在于,所述第二电压产生电路包括:时钟驱动单元、第一控制开关、第二控制开关、提供M支电流大小均为第二电流的第二电流源、第二晶体管和第三晶体管;其中,
所述时钟驱动单元设置为:根据预设的时钟参考信号产生时钟驱动控制信号;
所述第一控制开关的输入端连接所述第二电流源,第一输出端连接所述第二晶体管的发射极和所述第二控制开关的第一输入端,第二输出端连接所述第三晶体管的发射极和所述第二控制开关的第二输入端,设置为:根据所述时钟驱动控制信号,控制M支电流中的P支第二电流流入所述第二晶体管中,其余(M-P)支第二电流进入所述第三晶体管中;所述第二晶体管的基极与集电极相连并接地,所述第三晶体管的基极与集电极相连并接地;所述第二控制开关的输出端输出所述第二差分参考电压;或,
所述第一控制开关的输入端连接所述第二电流源,第一输出端连接所述第二晶体管的基极和集电极和所述第二控制开关的第一输入端,第二输出端连接第三晶体管的基极和集电极和所述第二控制开关的第二输入端,设置为:根据所述时钟驱动控制信号,控制M支电流中的P支第二电流流入所述第二晶体管中,其余(M-P)支第二电流进入所述第三晶体管中;所述第二晶体管的发射极接地,所述第三晶体管的发射极接地;所述第二控制开关的输出端输出所述第二差分参考电压;
其中,所述M≥2,所述P≥1,所述M>P。
5.根据权利要求1~4任一项所述的温度传感器,其特征在于,所述ADC包括算术运算单元、积分单元和量化单元;其中,
所述算术运算单元设置为:对所述第二差分参考电压进行增益放大;根据量化单元提供的控制信号,控制输出用于温度计算的所述第一差分参考电压和所述增益放大的第二差分参考电压;对控制输出的所述用于温度计算的所述第一差分参考电压和增益放大的第二差分参考电压进行累加运算,获得累加运算结果;
积分单元设置为:对预设时长内获得的所述累加运算结果,按照预设的积分运算规则进行运算,获得积分运算结果;
量化单元设置为:将所述积分运算结果与预设的积分比较值进行比较,根据比较结果生成所述控制信号;根据所述积分运算结果生成所述温度信息。
6.根据权利要求5所述的温度传感器,其特征在于,所述算术运算单元包括:第一多路选择器U1、第二多路选择器U2、第一累加器U13和第一增益放大器U4;其中,
所述第一多路选择器U1的第一输入端接入所述第一差分参考电压,第二输入端接入0伏电压,控制端与所述量化单元连接;第一多路选择器U1的输出端连接第一累加器U13的第一输入端;所述第一多路选择器U1设置为:根据所述量化单元输出的所述控制信号对所述第一差分参考电压和0伏电压进行选择输出;
所述第二多路选择器U2的第一输入端接入所述第二差分参考电压,输出端连接第一增益放大器U4的输入端,第二输入端接入0伏电压,控制端连接所述量化单元;所述第一增益放大器U4的输出端连接所述第一累加器U13的第二输入端;所述第二多路选择器U2设置为:根据所述量化单元输出的所述控制信号对所述第一增益放大器U4的输出和0伏电压进行选择输出;
所述第一累加器U13设置为:对所述第一多路选择器U1的输出和所述第二多路选择器U2的输出进行累加,获得所述累加运算结果。
7.根据权利要求6所述的温度传感器,其特征在于,所述第一累加器U13设置为通过以下公式累加运算获得所述累加运算结果:
所述累加运算结果
=KAdc*V(vbep,vben)-(1-KAdc)*kvbg*V(dvbep,dvben)
式中,KAdc表示与控制信号对应的运算系数;Kvbg为所述第二差分参考电压的增益放大的倍数;所述vbep为所述第一差分参考电压的正端电压,所述vben为所述第一差分参考电压的负端电压;所述dvbep为所述第二差分参考电压的正端电压,所述dvben为所述第二差分参考电压的负端电压。
8.根据权利要求6所述的温度传感器,其特征在于,所述积分单元包括第二累加器U15和积分器Z-1;所述量化单元包括:第一比较器U16、第一反相器U17和第二反相器U18;其中,
所述积分器Z-1对预设时长内的第一累加器U13的输出的累加运算结果进行积分运算,将积分运算获得的积分运算结果反馈至第二累加器U15中;
所述第二累加器U15的第一输入端连接所述第一累加器U13的输出端,第二输入端连接所述积分器Z-1的输出端,输出端连接所述积分器Z-1的输入端以及所述第一比较器U16的正输入端;
所述第二累加器U15对所述第一累加器U13的输出和所述积分器Z-1的输出进行累加计算;
所述第一比较器U16的正输入端连接所述积分单元的输出端,负输入端接入一比较参考信号A0;
所述第一比较器U16的输出端连接所述第一反相器U17的输入端以及所述第一多路选择器U1和第二多路选择器U2的控制端,所述第一比较器U16在多相非交叠时钟信号的控制下,比较所述积分运算结果和比较参考信号A0之间的大小,以输出所述控制信号;
所述第一反相器U17的输出端连接第二反相器U18的输入端,所述第一反相器U17用于将控制信号反相输出为反向控制信号,所述第二反相器U18的用于将所述反向控制信号反相输出为所述温度信息。
9.根据权利要求5所述的温度传感器,其特征在于,所述算术运算单元包括:结构相同两路并列的运算支路,各运算支路包括:第三多路选择器U9、第四多路选择器U10、第三累加器U111和第二增益放大器U12;其中,
第一个所述运算支路中:所述第三多路选择器U9的第一输入端接入所述第一差分参考电压的正端,第二输入端接入0伏电压,控制端与所述量化单元连接;第三多路选择器U9的输出端连接第三累加器U111的第一输入端;所述第三多路选择器U9设置为:根据所述量化单元输出的所述控制信号对接入的所述第一差分参考电压的正端电压和0伏电压进行选择输出;
所述第四多路选择器U10的第一输入端接入所述第二差分参考电压的正端,输出端连接第二增益放大器U12的输入端,第二输入端接入0伏电压,控制端连接所述量化单元;所述第二增益放大器U12的输出端连接所述第三累加器U111的第二输入端;所述第四多路选择器U10设置为:根据所述量化单元输出的所述控制信号对所述第二增益放大器U12的输出和0伏电压进行选择输出;
所述第三累加器U111设置为:对所述第三多路选择器U9的输出和所述第四多路选择器U10的输出进行累加,获得运算支路的累加运算结果;
第二个所述运算支路中:所述第三多路选择器U9的第一输入端接入所述第一差分参考电压的负端,第二输入端接入0伏电压,控制端与所述量化单元连接;第三多路选择器U9的输出端连接第三累加器U111的第一输入端;所述第三多路选择器U9设置为:根据所述量化单元输出的所述控制信号对接入的所述第一差分参考电压的负端电压和0伏电压进行选择输出;
所述第四多路选择器U10的第一输入端接入所述第二差分参考电压的负端,输出端连接第二增益放大器U12的输入端,第二输入端接入0伏电压,控制端连接所述量化单元;所述第二增益放大器U12的输出端连接所述第三累加器U111的第二输入端;所述第四多路选择器U10设置为:根据所述量化单元输出的所述控制信号对所述第二增益放大器U12的输出和0伏电压进行选择输出;
所述第三累加器U111设置为:对所述第三多路选择器U9的输出和所述第四多路选择器U10的输出进行累加,获得运算支路的累加运算结果。
10.如权利要求9所述的温度传感器,其特征在于,所述积分单元包括:第一失调控制开关、运算放大器U113、第二失调控制开关、第一积分电容和第二积分电容;其中,
所述第一失调控制开关的第一输入端连接所述算数运算单元的第一个运算支路的输出端,所述第一失调控制开关的第二输入端连接所述算数运算单元的第二个运算支路的输出端,所述第一失调控制开关的第一输出端连接所述运算放大器U113的正输入端,所述第一失调控制开关的第二输出端连接所述运算放大器U113的负输入端,所述第二失调控制开关的两个输出端分别连接所述运算放大器U113的正输出端、负输出端以及所述量化单元的两个输入端,所述第一积分电容连接在所述第一失调控制开关的第一输入端和所述第二失调控制开关的第一输出端之间,所述第二积分电容在所述第一失调控制开关的第二输入端和所述第二失调控制开关的第二输出端之间,所述第一失调控制开关和所述第二失调控制开关的控制端均接入预设的失调控制信号。
11.根据权利要求10所述的温度传感器,其特征在于,所述量化单元包括:第二比较器U114、第三反相器U115和第四反相器U116;其中,
所述二比较器U114的正输入端和负输入端分别连接所述积分单元的第二失调开关的第一输出端和第二输出端;
所述第二比较器U114的输出端连接所述第三反相器U115的输入端以及所述第三多路选择器U9的控制端,所述第二比较器U114在多相非交叠时钟信号的控制下,比较两路所述运算支路的累加运算结果和比较参考信号A0之间的大小,以输出所述控制信号;
所述第一反相器U17的输出端连接第二反相器U18的输入端,所述第一反相器U17用于将控制信号反相输出为反向控制信号,所述第二反相器U18的用于将所述反向控制信号反相输出为所述温度信息。
12.根据权利要求5所述的温度传感器,其特征在于,所述量化单元还设置为:根据所述多相非交叠时钟信号输出所述温度信息的随路时钟信号。
13.根据权利要求5所述的温度传感器,其特征在于,所述温度传感器还包括滤波单元;所述滤波单元包括:低通滤波模块、增益放大模块和偏移设置模块;其中,
所述低通滤波模块设置为:对所述量化单元输出的温度信息进行均值运算;
所述增益放大模块设置为:确定均值运算的温度信息与温度大小的增益关系;
所述偏移设置模块设置为:设置对确定的均值运算的温度信息与温度大小的增益关系进行校正的偏移值。
14.根据权利要求5所述的温度传感器,其特征在于,所述温度传感器还包括第一时钟单元,设置为:
接收第一时钟输入信号,根据接收的所述第一时钟输入信号,为所述算术运算单元提供所述多项非交叠时钟信号,为所述第二电压产生电路提供所述时钟参考信号。
15.如权利要求10所述的温度传感器,其特征在于,所述温度传感器还包括第二时钟单元,设置为:
接收第二时钟输入信号,根据接收的所述第二时钟输入信号,为所述算术运算单元提供所述多项非交叠时钟信号和所述失调控制信号,为所述第二电压产生电路提供所述时钟参考信号。
16.一种芯片,其特征在于,所述芯片内部集成有权利要求1~15中任一项所述的温度传感器。
17.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备中加载运行如权利要求16所述的芯片。
CN202011593518.2A 2020-12-29 2020-12-29 一种温度传感器、芯片和电子设备 Pending CN112798125A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011593518.2A CN112798125A (zh) 2020-12-29 2020-12-29 一种温度传感器、芯片和电子设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011593518.2A CN112798125A (zh) 2020-12-29 2020-12-29 一种温度传感器、芯片和电子设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112798125A true CN112798125A (zh) 2021-05-14

Family

ID=75805606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011593518.2A Pending CN112798125A (zh) 2020-12-29 2020-12-29 一种温度传感器、芯片和电子设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112798125A (zh)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5982221A (en) * 1997-08-13 1999-11-09 Analog Devices, Inc. Switched current temperature sensor circuit with compounded ΔVBE
CN101019010A (zh) * 2004-09-15 2007-08-15 皇家飞利浦电子股份有限公司 数字温度传感器及其校准
CN102158229A (zh) * 2011-03-30 2011-08-17 上海北京大学微电子研究院 Adc失调电压和电荷注入消除技术
CN102435336A (zh) * 2011-10-11 2012-05-02 中国科学院半导体研究所 具有双精度工作模式的可编程cmos温度传感器
CN102589734A (zh) * 2012-01-31 2012-07-18 钜泉光电科技(上海)股份有限公司 温度传感器
CN104390715A (zh) * 2014-10-15 2015-03-04 南通大学 一种温度转换方法以及低功耗高精度集成温度传感器
CN104458036A (zh) * 2014-11-18 2015-03-25 北京七芯中创科技有限公司 一种采用pnp晶体管测温的高精度测温芯片电路
CN104807551A (zh) * 2014-01-29 2015-07-29 北京福星晓程电子科技股份有限公司 一种应用于计量电表中的温度传感器及其温度修调方法
CN204831597U (zh) * 2015-07-22 2015-12-02 苏州市灵矽微***有限公司 片上集成温度传感器电路
US20150369674A1 (en) * 2014-06-19 2015-12-24 Infineon Technologies Ag Temperature sensor calibration
CN105300539A (zh) * 2014-07-01 2016-02-03 英飞凌科技股份有限公司 远程温度感测
CN108106747A (zh) * 2017-12-18 2018-06-01 深圳大学 一种基于电容数字转换器的温度传感器
CN110798220A (zh) * 2018-08-03 2020-02-14 杭州万高科技股份有限公司 一种温度传感器的模数转换方法及模数转换装置

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5982221A (en) * 1997-08-13 1999-11-09 Analog Devices, Inc. Switched current temperature sensor circuit with compounded ΔVBE
CN101019010A (zh) * 2004-09-15 2007-08-15 皇家飞利浦电子股份有限公司 数字温度传感器及其校准
CN102158229A (zh) * 2011-03-30 2011-08-17 上海北京大学微电子研究院 Adc失调电压和电荷注入消除技术
CN102435336A (zh) * 2011-10-11 2012-05-02 中国科学院半导体研究所 具有双精度工作模式的可编程cmos温度传感器
CN102589734A (zh) * 2012-01-31 2012-07-18 钜泉光电科技(上海)股份有限公司 温度传感器
CN104807551A (zh) * 2014-01-29 2015-07-29 北京福星晓程电子科技股份有限公司 一种应用于计量电表中的温度传感器及其温度修调方法
US20150369674A1 (en) * 2014-06-19 2015-12-24 Infineon Technologies Ag Temperature sensor calibration
CN105300539A (zh) * 2014-07-01 2016-02-03 英飞凌科技股份有限公司 远程温度感测
CN104390715A (zh) * 2014-10-15 2015-03-04 南通大学 一种温度转换方法以及低功耗高精度集成温度传感器
CN104458036A (zh) * 2014-11-18 2015-03-25 北京七芯中创科技有限公司 一种采用pnp晶体管测温的高精度测温芯片电路
CN204831597U (zh) * 2015-07-22 2015-12-02 苏州市灵矽微***有限公司 片上集成温度传感器电路
CN108106747A (zh) * 2017-12-18 2018-06-01 深圳大学 一种基于电容数字转换器的温度传感器
CN110798220A (zh) * 2018-08-03 2020-02-14 杭州万高科技股份有限公司 一种温度传感器的模数转换方法及模数转换装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2997433B1 (en) On-chip supply generator using dynamic circuit reference
US20160138978A1 (en) Current-mode digital temperature sensor apparatus
US10317293B2 (en) Integrated electronic device comprising a temperature sensor and sensing method
WO2021227711A1 (zh) 一种温度检测电路
US20160003683A1 (en) Remote temperature sensing
CN107066023B (zh) 低电压电流模式带隙电路及方法
US20210011066A1 (en) Circuit for measuring a resistance
CN112000170B (zh) 一种NOR Flash模拟乘法器及其应用
CN107976261B (zh) 一种温度检测电路及一种温度检测方法
CN112747830B (zh) 一种温度检测方法和温度传感装置
US11163327B2 (en) Digitally assisted low dropout (LDO) voltage regulator
CN112798125A (zh) 一种温度传感器、芯片和电子设备
CN112782453B (zh) 一种电压传感器、芯片和电子设备
CN116418315B (zh) 一种滤波器温度模拟电路
JP6762959B2 (ja) 温度に伴うオフセットドリフトを補償するための方法及び装置
US20130063201A1 (en) Reference voltage circuit
EP3089362A1 (en) Output circuit and voltage generating device
CN115356004A (zh) 温度传感器、温度测量方法
US20040252749A1 (en) Apparatus for performing a temperature measurement function and devices based thereon
CN112782463B (zh) 一种电压检测方法和电压传感装置
US9590604B1 (en) Current comparator
Pandey et al. Switched capacitor circuit realization of sigma-delta adc for temperature sensor
JP2000284845A (ja) バンドギャップリファレンス回路
JP2021189489A (ja) バイアス回路
US11940402B2 (en) Circuit arrangement and sensor arrangements including the same

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210514

RJ01 Rejection of invention patent application after publication