[發明專利]溫度傳感器

有效

• 申請號: 201010226592.0
• 申請日: 2010-07-14
• 公開（公告）號: CN101915625A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 程旭;宋曉笛;帖猛
• 申請（專利權）人: 北京北大眾志微系統科技有限責任公司
• 主分類號: G01K7/01
• 分類號: G01K7/01
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 栗若木;王漪

1.一種溫度傳感器，其特征在于，包括：

第一環形振蕩器，包括奇數級反相器前后級聯組成的環路，用于輸出與溫度成正比的第一振蕩周期，其中所述第一環形振蕩器中的反相器分為高電壓閾值反相器和低電壓閾值反相器兩類，其中所述高電壓閾值反相器和低電壓閾值反相器個數能夠使所述第一振蕩周期隨供電電壓的變化規律接近第二環形振蕩器輸出的第二振蕩周期隨供電電壓的變化規律，用以使所述第一環形振蕩器和所述第二環形振蕩器的電壓特性相似；

所述第二環形振蕩器，包括奇數級交叉耦合的反相器對，其中該反相器對前后級聯形成環路，用于生成與溫度無關的第二振蕩周期；

其中每級交叉耦合反相器對包含第一反相器和第二反相器，在如下條件下，所述第二環形振蕩器中的電平信號按照所述第一反相器的反向傳播方向產生振蕩：

如果交叉耦合反相器對中的晶體管溝道長度不等，所述第一反相器的PMOS管的溝道寬度大于第二反相器的NMOS管的溝道寬度，且所述第一反相器的NMOS管的溝道寬度大于第二反相器的PMOS管的溝道寬度；

如果交叉耦合反相器對中的晶體管溝道長度相同時，第一反相器的PMOS管的溝道寬度W_P1和第二反相器的NMOS管的溝道寬度W_N2滿足下式條件時：

μ0Nμ0P(TT0)kmN-kmP·4VDD-5VTN4VDD+5VTP<WP1WN2=μ0NKINμ0PKIP]]>

其中，

KI=km(TT0)km-1[VDD-VT(T0)-αT(T-T0)]α-ααT(TT0)km[VDD-VT(T0)-αT(T-T0)]α-1]]>

km由μ(T)=μ0(TT0)km]]>得到；

α由I=μ·COX·WL·(VDD-VT)α]]>得到；

其中，μ為載流子遷移率，μ₀為參考溫度下的遷移率，T₀是參考溫度，T為實際溫度，km為工藝參數；V_T為閾值電壓，V_DD為所述第一、第二反相器中PMOS管漏極所連接的高電平的電壓；α_T表示閾值電壓的溫度系數；I為晶體管電流，C_OX為單位面積的柵氧化層電容，W為溝道寬度。