[发明专利]易于集成的远端温度测量系统

说明书

本发明提供了一种易于集成的远端温度测量系统，包括：测温芯片340以及被测芯片370；被测芯片370包括CMOS ESD结构，测温芯片340连接所述CMOS ESD结构，利用寄生二极管特性进行温度检测，并通过测温芯片340内部的校准电路进行温度补偿。本发明不需要使用分立的晶体管，也不需要被测芯片使用特殊的CMOS工艺，只利用被测芯片常用的CMOS ESD结构即可测量温度，降低了系统成本，提高了集成度。

技术领域

本发明涉及测量、测试技术领域，具体地，涉及一种易于集成的远端温度测量系统。

背景技术

在计算机应用领域，有许多场合需要监测温度，以达到温度监控、过温报警及自适应调节等目的，例如监控中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)及FPGA等芯片温度，当某颗芯片温度超界时，通过启动风扇、降低工作频率等手段，降低温度，防止温度过高带来的系统损坏及风险。

通常，将远端晶体管作为两端口感温元件，其端口电压与温度存在确定的对应关系，我们将电流流入端称为DXP，电流流出端称为DXN。常用的分立晶体管2N3904NPN，集电极(C)与基极(B)相连，作为DXP；发射极(E)作为DXN。2N3906PNP，发射极(E)，作为DXP；集电压(C)与基极(B)相连，作为DXN。

使用分立晶体管会增加系统成本和连接复杂度，而且，分立晶体管放置的位置会影响测温精度，需要与被测芯片尽可能靠近。在可便携式设备应用中，对主板大小要求极其苛刻，使用分立晶体管的方案，变得不再可行。具体如图1所示，140为测温芯片，150为被测芯片,130为分立晶体管。为了精确监测150芯片温度，分立晶体130必须尽可能靠近150放置，对系统空间设计提出了更高要求。

若使用被测芯片内部寄生的晶体管作为感温元件，需要被测芯片集成电路工艺的支持，能够制造晶体管，同时提供专门的引脚，便于测温芯片测量引脚上与温度正相关的电压,相应地也增加了系统成本。具体如图2所示，240为测温芯片，260为被测芯片,261为被测芯片寄生晶体管，通常集电极接地。为了制造寄生的晶体管，需要特定的工艺支持，还需要提供专门的引脚供测温芯片使用,增加了系统开销/成本。

公开号为CN105784157A的专利公开了一种低功耗、高线性度CMOS温度传感器，将与温度相关的电流加在单个基极-集电极短接的PNP晶体管，得到与温度相关的电压输出。但只能用于本地温度测量，且模拟输出的方式不便于温度值读取/使用。

公开号为CN106482852A的专利公开了一种大量程低误差CMOS温度传感器，将1：5的电流作用于内部基极-集电极短接的PNP晶体管对，产生与温度相关的V_BE值和ΔV_BE值，通过二阶Δ∑ADC得到十进制温度值，缺点是只能测量芯片本地温度，无法适用于外接晶体管的应用；且采样/放大时钟频率随输出比特流变化，时钟电路实现复杂。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种易于集成的远端温度测量系统。

根据本发明提供的一种易于集成的远端温度测量系统，包括：测温芯片340以及被测芯片370；

被测芯片370包括CMOS ESD结构，测温芯片340连接所述CMOS ESD(Electro-Static discharge，静电释放)结构，利用寄生二极管特性进行温度检测，并通过测温芯片340内部的校准电路进行温度补偿。

优选地，所述校准电路包括：

二阶Δ∑ADC模块380，输入端连接电压Vdd1与被测芯片370的所述CMOS ESD结构；

N-Factor补偿模块，连接在二阶Δ∑ADC模块380的输出端，对二阶Δ∑ADC模块380输出的数据进行N-Factor补偿，得到最终的温度数据。