[发明专利]基于半导体的温度传感器

说明书

本公开的实施例涉及用于感测温度的装置及感测温度的方法。一种装置可以包括晶体管、电容器和运算放大器。所述晶体管可以具有施加到所述晶体管的栅极的亚阈值电压。当第一开关和第二开关被闭合并且第三开关被断开时，所述电容器被配置为存储所述晶体管的第一栅源电压。当所述晶体管以第一偏置电流被偏置时，所述电容器可以被充电至所述晶体管的第一栅源电压。当所述晶体管以第二偏置电流被偏置时，所述运算放大器可以被配置为确定存储在所述电容器中的所述第一栅源电压与所述晶体管的第二栅源电压之间的电压差。当所述第三开关被闭合并且所述第一开关和所述第二开关被断开时，所述运算放大器可以确定所述电压差。所述电压差可以对应于所述晶体管的温度。

技术领域

本文公开的主题涉及温度传感器，并且更具体地涉及基于半导体的温度传感器。

背景技术

温度传感器可以是各种电子设备的组成部分。例如，一种设备可以包括温度传感器，该温度传感器被配置为测量一个或多个内部组件(诸如例如中央处理单元(CPU))的温度。可以响应于异常温度读数来调整设备的操作参数，例如可以对中央处理单元进行节流。在一些情况下，该设备还可以包含温度传感器，该温度传感器被配置为测量环境温度和/或邻近对象的温度。例如，可穿戴设备(诸如智能手表或活动追踪器)可以包括被配置为测量穿戴者的体温的一个或多个温度传感器。

发明内容

提供用于温度测量的包括装置的系统、方法和物品。在一个方面中，提供了一种用于温度感测的装置。该装置可以包括：晶体管、电容器和运算放大器。电容器可以被配置为在测量周期的第一阶段期间存储晶体管的第一栅源电压。运算放大器可以被配置为在测量周期的第二阶段期间确定存储在电容器中的第一栅源电压与晶体管的第二栅源电压之间的电压差，该电压差对应于晶体管的温度。

在一些变型中，本文公开的包括以下特征的一个或多个特征可以可选地被包括在任何可行组合中。电容器可以在测量周期的第一阶段期间被充电至晶体管的第一栅源电压。晶体管可以在测量周期的第一阶段期间以第一偏置电流被偏置。第一开关和第二开关在测量周期的第一阶段期间是闭合的。第三开关在测量周期的第一阶段期间可以是断开的。

在一些变型中，晶体管可以在测量周期的第二阶段期间以第二偏置电流被偏置。第三开关在测量周期的第二阶段期间可以是闭合的。第一开关和第二开关在测量周期的第二阶段期间可以是断开的。

在一些变型中，第一开关和第三开关可以串联耦合至晶体管的源极端子或晶体管的漏极端子。晶体管的源极端子可以串联耦合至电容器的第一端子。第二开关可以设置在电容器的第二端子与接地之间。

在一些变型中，电容器的第二端子还可以被串联耦合至运算放大器的输入端子。

在一些变型中，当第一开关和第二开关闭合时，电容器可以与电阻器形成并联连接。

在一些变型中，电阻器可以设置在晶体管与电容器之间。电阻器的第一端口可以与晶体管的源极端子和电容器的第一端子耦合。电阻器的第二端口可以耦合至接地。

在一些变型中，电阻器的第一端口可以被串联耦合至晶体管的漏极端子。电阻器的第二端口可以串联耦合至该装置的电源。

在一些变型中，晶体管可以是金属氧化物半导体场效应晶体管。

在一些变型中，亚阈值电压可以施加到晶体管的栅极和源极端子之间。亚阈值电压可以是小于最小电压的电压，该最小电压与在晶体管的源极端子与晶体管的漏极端子之间创建导电路径相关联。

在一些变型中，运算放大器的输出可以是脉冲幅度调制信号。该装置还可以包括模数转换器，该模数转换器被配置为将脉冲幅度调制信号转换为数字信号。

在一些变型中，数字信号可以经由有线连接和/或无线连接被发送至设备的控制器。数字信号可以被发送至控制器，以至少使得控制器能够至少基于数字信号来确定晶体管的一个或多个温度，并且至少基于一个或多个温度来生成控制信号，该控制信号被配置为控制设备操作。