[發明專利]集成CMOS溫度傳感器的溫度校準裝置和方法

有效

• 申請號: 201310454640.5
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103528714B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發明（設計）人: 李鵬;丁學欣
• 申請（專利權）人: 上海貝嶺股份有限公司
• 主分類號: G01K15/00
• 分類號: G01K15/00
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 劉鋒;黃小棟

技術領域

本發明涉及集成CMOS溫度傳感器，更具體地，是一種集成CMOS溫度傳感器的溫度校準裝置和方法。

背景技術

如圖1所示，集成CMOS溫度傳感器利用CMOS工藝中的寄生PNP三極管Q1、Q2及Q3作為感溫元件產生V_BE3和ΔV_BE(V_BE2-V_BE1)兩個與溫度相關的電壓信號，其中用于產生V_BE3電壓的電流是可調電流I_TRIM，V_BE3電壓隨溫度升高而減小，具有負溫度特性；ΔV_BE電壓用兩個偏置電流為1：P的PNP管產生，ΔV_BE隨溫度升高而增大，具有正溫度系數。結合圖2，溫度的讀出值T_OUT可用一個與溫度線性相關的變量αΔV_BE（V?_PTAT）相對一個與溫度無關的常量V_BE3的線性關系αΔV_BE+V_BE3（V_REF）求得。

然而，由于工藝漂移和芯片封裝，會造成V_BE3隨溫度的變化率而產生變化，從而導致溫度讀出值隨溫度的變化斜率偏離理想值，從而影響溫度傳感器的溫度讀出值精度。

發明內容

為了解決CMOS溫度傳感器溫度讀出值隨溫度的變化斜率偏離理想值而導致精度降低的問題，本發明提出了一種集成CMOS溫度傳感器的單點溫度校準裝置及方法。

本發明的集成CMOS溫度傳感器的溫度校準裝置，包括集成CMOS溫度傳感器，該集成CMOS溫度傳感器包括：

第一溫度表征量輸出電路，用于根據第一輸入電流及該第一輸入電流的倍數，輸出第一溫度表征量；

第二溫度表征量輸出電路，用于根據第二輸入電流，輸出第二溫度表征量，該第一溫度表征量和該第二溫度表征量決定一個溫度系數，該CMOS溫度傳感器的溫度讀出值與該溫度系數呈線性關系；

該溫度校準裝置還包括：

斜率寄存器，用于寄存該線性關系中的斜率默認值；

截距寄存器，用于寄存該線性關系中的截距默認值；

數據處理單元，其與該集成CMOS溫度傳感器、該斜率寄存器和該截距寄存器相連接，用于根據該線性關系，確定所述溫度讀出值；

溫度值寄存器，其與該數據處理單元相連接，用于寄存所述溫度讀出值；

電流調整寄存器，用于寄存電流調整參數；

解碼器，其與該電流調整寄存器和該CMOS溫度傳感器相連接，用于對該電流調整參數進行解碼，并利用解碼后的電流調整參數對該第二輸入電流進行調整。

本發明用于集成CMOS溫度傳感器的單點溫度校準方法，包括如下步驟：

S100，確定該線性關系的斜率默認值和截距默認值，并確定一個電流調整參數默認值，該電流調整參數默認值經過解碼后，用于控制所述第二輸入電流；

S200，選取一個測溫點，根據該線性關系得到該測溫點下的該溫度讀出值；

S300，根據該測溫點和該溫度讀出值，對該電流調整參數默認值進行調整，直至該測溫點和該溫度讀出值相等。

本發明不需要外加電壓源，只需要一個溫度測試點就可在-55℃～125℃溫度范圍內將溫度傳感器校準到±0.2℃的精度，校準速度快，不增加外圍電路，因此大大降低了測試成本。

附圖說明

圖1為感溫元件組成的CMOS溫度傳感器圖；

圖2為V_BE1、V_BE2、V_BE3和ΔV_BE的溫度特性示意圖；

圖3為溫度傳感器溫度讀出值隨溫度變化斜率的變化示意圖；

圖4為本發明用于集成CMOS溫度傳感器的溫度校準裝置的組成示意圖；

圖5為利用溫度校準裝置進行溫度校準的方法的流程示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施方式，對本發明的用于CMOS溫度傳感器的溫度校準裝置及方法的組成結構或步驟以及工作原理進行詳細說明。