[發明專利]溫度傳感器電路及溫度信號處理方法有效
| 申請號: | 200810044168.7 | 申請日: | 2008-12-24 |
| 公開(公告)號: | CN101762338A | 公開(公告)日: | 2010-06-30 |
| 發明(設計)人: | 陳濤;李兆桂;孟醒 | 申請(專利權)人: | 上海華虹NEC電子有限公司 |
| 主分類號: | G01K7/01 | 分類號: | G01K7/01 |
| 代理公司: | 上海浦一知識產權代理有限公司 31211 | 代理人: | 顧繼光 |
| 地址: | 201206 上*** | 國省代碼: | 上海;31 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 溫度傳感器 電路 溫度 信號 處理 方法 | ||
技術領域
本發明涉及一種溫度傳感器電路。本發明還涉及一種溫度傳感器電路對溫度信號進行處理的方法。?
背景技術
現有的溫度傳感器電路如圖1所示,包括溫度感測部分和溫度信號轉換部分,所述溫度感測部分包括兩路并聯在電源端VDD與地VSS之間的電流源電路,所述每路電流源電路包括一個電流源和一個雙極型晶體管,如圖1所示的Q4或Q5,所述電流源的一端連接電源端,另一端連接所述雙極型晶體管的發射極,所述電流源產生電流的方向為由電源端向雙極型晶體管的發射極,所述雙極型晶體管的集電極與基極相連接并接地;所述溫度信號轉換部分包括一個復用器和一個模數轉換器,所述復用器有兩個信號輸入端,分別連接每個電流源電路中的雙極型晶體管的發射極,所述復用器的電壓輸出端連接所述模數轉換器的模擬信號輸入端VIN。?
所述雙極型晶體管發射極產生與絕對溫度成反比的電壓VBE4和VBE5,由電壓復用器和模數轉換器構成的溫度信號轉換部分,把和溫度有關的電壓信號轉換成表示環境溫度的數字信號。?
根據雙極型晶體管的特性可知:?
其中,k是波爾茲曼常數,為1.38×10-23J/K,T是絕對溫度,q是單位電子電荷,為1.6×10-19C,I是雙極型晶體管Q4的集電極電流,Is是雙極型晶體管的飽和電流,RS是雙極型晶體管Q4和Q5的等效串聯電阻,p是Q5集電極電流大小對Q4集電極電流大小的倍率。?
溫度信號轉換部分首先把VBE4和VBE5轉換成和絕對溫度成比例的電壓VPTAT,以及和溫度無關的基準電壓VREF。?
VREF=VBE4+α·VPTAT;?
其中α為一個比例系數,數值由器件特性決定,使VBE4的溫度系數和α·VPTAT的溫度系數互相抵消,從而產生和溫度無關的電壓VREF;?
ADC輸出數字溫度信號為:?
由于雙極型晶體管存在等效串聯電阻RS,所以VPTAT不是完全和絕對溫度成正比,而是有一個固定的失調,因此產生了溫度測量誤差。?
發明內容
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