[发明专利]一种电阻型温度传感芯片

说明书

【技术领域】

本发明涉及模拟集成电路设计领域，特别涉及一种全集成的电阻型温度传感芯片。

【背景技术】

温度是最普遍的环境变量，温度传感器在很多场合都是非常重要的。温度传感芯 片具备能用标准CMOS工艺制造、易于集成、功耗低、体积小等特性，被广泛地应用 于各种领域，如消费电子、可穿戴式设备、无线射频识别标签等。

典型的温度传感芯片利用三极管结电压的温度特性来进行设计。但是由于需要高 电源电压以使三极管正常工作，此类设计不适合不断发展的深亚微米CMOS工艺。鉴 于CMOS工艺中的片上电阻在宽温度范围内具备很好的温度线性度，电阻型设计正成 为温度传感芯片的主流。目前的电阻型温度传感芯片中，系统架构复杂，且大多需要 一个准确的片外时钟源来作为参考时钟，然而对于很多无线微系统的应用，系统往往 不提供准确时钟，因此，能集成片上时钟源的温度传感芯片非常重要。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种电阻型温度 传感芯片，集成有片上时钟源，无需依赖外部时钟源，且整体电路结构简单。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种电阻型温度传感芯片，包括温度感测电路、时间转换电路、参考时钟产生电 路和数字转换电路；所述温度感测电路中包括感测电阻，输出感测电阻上的电流和电 压信息；所述时间转换电路用于接收所述电流、电压信息，根据所述电流、电压信息 转换得到随温度线性变化的时间信息；所述参考时钟产生电路用于产生随温度线性变 化的参考时钟信号；所述数字转换电路用于接收所述参考时钟信号和所述时间信息， 将所述时间信息相对于所述参考时钟信号进行数字量化，输出数字量化值。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

本发明的电阻型温度传感芯片，通过温度感测电路、时间转换电路、参考时钟产 生电路和数字转换电路的设置，在温度感测电路中，感测电阻中的电流及电压(I、V) 被提取出来，这些电流及电压输入到时间转换电路中，输出随温度线性变化的时间信 息值。时间信息值被数字转换电路量化，得到最终的数字输出D(T)。电路中需用到 的参考时钟信号(clkref)由参考时钟产生电路产生，且随温度线性变换，适用于温度传 感芯片所需要的线性环境。本发明的电阻型温度传感芯片，整体结构设计简单，且集 成有输出稳定的或者随温度线性变化的参考时钟信号的参考时钟产生电路，可不依赖 外部时钟源，集成度高。

【附图说明】

图1是本发明具体实施方式的电阻型温度传感芯片的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式的电阻型温度传感芯片中设置为两路信号时的结构示 意图；

图3是本发明具体实施方式的参考时钟产生电路的结构示意图。

图4是本发明具体实施方式的参考时钟产生电路中的反相器的等效结构示意图；

图5是本发明具体实施方式的参考时钟产生电路工作时开关管的控制端栅极电极 以及电容两端的电压的波形示意图；

图6是本发明具体实施方式的参考时钟产生电路的优选结构示意图；

图7是本发明具体实施方式的开关时钟产生电路的结构示意图；

图8是本发明具体实施方式的温度感测电路和参考电压产生电路的结构示意图；

图9是本发明具体实施方式的时间转换电路的结构示意图；

图10是本发明具体实施方式的时间转换电路得到的时间信号的时序图；

图11是本发明具体实施方式的数字转换电路的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明做进一步详细说明。