[发明专利]集成CMOS温度传感器的温度校准装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成CMOS温度传感器，更具体地，是一种集成CMOS温度传感器的温度校准装置和方法。

背景技术

如图1所示，集成CMOS温度传感器利用CMOS工艺中的寄生PNP三极管Q1、Q2及Q3作为感温元件产生V_BE3和ΔV_BE(V_BE2-V_BE1)两个与温度相关的电压信号，其中用于产生V_BE3电压的电流是可调电流I_TRIM，V_BE3电压随温度升高而减小，具有负温度特性；ΔV_BE电压用两个偏置电流为1：P的PNP管产生，ΔV_BE随温度升高而增大，具有正温度系数。结合图2，温度的读出值T_OUT可用一个与温度线性相关的变量αΔV_BE（V _PTAT）相对一个与温度无关的常量V_BE3的线性关系αΔV_BE+V_BE3（V_REF）求得。

然而，由于工艺漂移和芯片封装，会造成V_BE3随温度的变化率而产生变化，从而导致温度读出值随温度的变化斜率偏离理想值，从而影响温度传感器的温度读出值精度。

发明内容

为了解决CMOS温度传感器温度读出值随温度的变化斜率偏离理想值而导致精度降低的问题，本发明提出了一种集成CMOS温度传感器的单点温度校准装置及方法。

本发明的集成CMOS温度传感器的温度校准装置，包括集成CMOS温度传感器，该集成CMOS温度传感器包括：

第一温度表征量输出电路，用于根据第一输入电流及该第一输入电流的倍数，输出第一温度表征量；

第二温度表征量输出电路，用于根据第二输入电流，输出第二温度表征量，该第一温度表征量和该第二温度表征量决定一个温度系数，该CMOS温度传感器的温度读出值与该温度系数呈线性关系；

该温度校准装置还包括：

斜率寄存器，用于寄存该线性关系中的斜率默认值；

截距寄存器，用于寄存该线性关系中的截距默认值；

数据处理单元，其与该集成CMOS温度传感器、该斜率寄存器和该截距寄存器相连接，用于根据该线性关系，确定所述温度读出值；

温度值寄存器，其与该数据处理单元相连接，用于寄存所述温度读出值；

电流调整寄存器，用于寄存电流调整参数；

解码器，其与该电流调整寄存器和该CMOS温度传感器相连接，用于对该电流调整参数进行解码，并利用解码后的电流调整参数对该第二输入电流进行调整。

本发明用于集成CMOS温度传感器的单点温度校准方法，包括如下步骤：

S100，确定该线性关系的斜率默认值和截距默认值，并确定一个电流调整参数默认值，该电流调整参数默认值经过解码后，用于控制所述第二输入电流；

S200，选取一个测温点，根据该线性关系得到该测温点下的该温度读出值；

S300，根据该测温点和该温度读出值，对该电流调整参数默认值进行调整，直至该测温点和该温度读出值相等。

本发明不需要外加电压源，只需要一个温度测试点就可在-55℃～125℃温度范围内将温度传感器校准到±0.2℃的精度，校准速度快，不增加外围电路，因此大大降低了测试成本。

附图说明

图1为感温元件组成的CMOS温度传感器图；

图2为V_BE1、V_BE2、V_BE3和ΔV_BE的温度特性示意图；

图3为温度传感器温度读出值随温度变化斜率的变化示意图；

图4为本发明用于集成CMOS温度传感器的温度校准装置的组成示意图；

图5为利用温度校准装置进行温度校准的方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式，对本发明的用于CMOS温度传感器的温度校准装置及方法的组成结构或步骤以及工作原理进行详细说明。