[發明專利]嵌入溫度傳感器的無源超高頻超低功耗RFID標簽芯片

有效

• 申請號: 201410289331.1
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104156757B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 趙犁;粱錦和;崔志英;阿明·貝爾馬克;王波;徐旻;劉健
• 申請（專利權）人: 趙犁
• 主分類號: G06K19/077
• 分類號: G06K19/077;G01K7/00
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙)33217
• 代理人: 胡根良

1.嵌入溫度傳感器的無源超高頻超低功耗RFID標簽芯片，包括電源管理模塊，調制解調模塊，時鐘產生模塊，數字基帶模塊，溫度傳感器模塊及存儲器，其特征在于：所述溫度傳感器模塊包括帶隙基準電路，時域比較電路和數模轉換電路；帶隙基準電路連接于時域比較電路，時域比較電路連接于數模轉換電路，帶隙基準電路用于感知溫度，所述帶隙基準電路包括自啟動電路，帶隙基準核心電路及電流輸出電路，所述溫度傳感器模塊供電電壓由電源管理模塊提供，帶隙基準電路供電電壓的上電和斷開由數字基帶模塊通過開關S1進行控制。

2.如權利要求1所述的嵌入溫度傳感器的無源超高頻超低功耗RFID標簽芯片，其特征在于：所述自啟動電路由2個PMOS管M1、M2及4個NMOS管M3-M6組成，其中M2的漏端與M3的漏端相連，M2的柵極連接到節點1，M3～M6依次以二極管接法作為電阻串聯，M1的柵極連接于M2和M3之間；M1的漏極連接于供電電壓，M1的源極連接于帶隙基準核心電路中的節點2。

3.如權利要求1所述的嵌入溫度傳感器的無源超高頻超低功耗RFID標簽芯片，其特征在于：所述帶隙基準核心電路由NPN型三極管Q1和Q2，電阻R_PT和R_CT，PMOS管M_A1～M_A5及NMOS管M_A6組成；Q1與Q2的基極相連，Q2的集電極連接到地，BJT三極管基極-集電極電壓V_BE具有負溫度系數，因此通過電阻R_CT產生負溫度系數電流I_CT；Q1與Q2的NPN個數比例為8：1，因為Q1與Q2工作在不等的電流密度下，因此二者的基極-發射極電壓差ΔV_BE與絕對溫度成正比，電阻R_PT連接于Q1集電極和地之前，產生正溫度系數電流I_PT。M_A1和M_A2，M_A3和M_A4構成疊層電流鏡，將正溫度系數電流I_PT以電流鏡的方式提供給電流輸出電路，M_A5的源極連與Q1與Q2基極相連，柵極連于Q2的集電極，漏極與M_A6的漏極相連，M_A6以電流鏡的方式將負溫度系數電流I_CT復制導出給電流輸出電路。

4.如權利要求1所述的嵌入溫度傳感器的無源超高頻超低功耗RFID標簽芯片，其特征在于：所述電流輸出電路由PMOS管M₇-M₁₈以電流鏡的方式將I_CT、I_PT復制并加和產生零溫度系數電流IREF提供給下一級，M7與M8將M_A1與M_A2的I_PT復制導出提供給下一級，M₉，M₁₀與M₁₁將I_CT于I_PT以電流鏡的方式復制并加和產生I_REF提供給下一級；M₁₂-M₁₈以電流鏡方式將I_CT從帶隙基準核心電路M_A6復制導出。

5.如權利要求1所述的嵌入溫度傳感器的無源超高頻超低功耗RFID標簽芯片，所述電源管理模塊包括整流器，以及連接整流器的低壓差線性穩壓器組和上電復位模塊，其特征在于：所述電源管理模塊內還設有PMU帶隙基準電路，電源管理模塊的整流器與低壓差線性穩壓電路連接在PMU帶隙基準電路上。

6.如權利要求5所述的嵌入溫度傳感器的無源超高頻超低功耗RFID標簽芯片，其特征在于：所述電源管理模塊中所用整流器為一個十二級整流器。

7.如權利要求1所述的嵌入溫度傳感器的無源超高頻超低功耗RFID標簽芯片，其特征在于：所述溫度傳感器模塊的供電電壓由電源管理模塊的低壓差線性穩壓電路提供。電源管理器模塊中的整流器輸出作為低壓差線性穩壓器組的供電電壓，電源管理模塊中的PMU帶隙基準電路的輸出電壓作為低壓差線性穩壓器組的參考電壓，低壓差線性穩壓器組的輸出電壓作為溫度傳感器模塊的供電電壓。