[發(fā)明專利]一種溫度測量裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811128574.1 | 申請日： | 2018-09-27 |
| 公開（公告）號： | CN110954244B | 公開（公告）日： | 2021-05-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王海永;陳嵐 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)院微電子研究所 |
| 主分類號： | G01K7/01 | 分類號： | G01K7/01 |
| 代理公司： | 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227 | 代理人： | 黨麗;王寶筠 |
| 地址： | 100029 北京市朝陽*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 溫度 測量 裝置 | ||
本發(fā)明提供一種溫度測量裝置，在芯片上設(shè)置有兩個區(qū)域，第二區(qū)域用于放置溫感器件組，第一區(qū)域用于放置其他的器件，溫感器件組中的溫感器件是以逐漸遠(yuǎn)離第一區(qū)域的方式排布的，在測量溫度時，獲得某一時刻時溫感器件組中的各溫感器件的電參數(shù)，該電參數(shù)為溫度敏感的電參數(shù)，通過電參數(shù)與溫度之間的關(guān)系，可以獲得該電參數(shù)對應(yīng)的測量溫度值，該測量溫度值體現(xiàn)了各溫感器件所在位置的溫度，由于溫感器件組中的各溫感器件是以逐漸遠(yuǎn)離第一區(qū)域的方式排布的，越是遠(yuǎn)離第一區(qū)域的溫感器件受芯片自身溫度的影響越小，越是接近于芯片所在環(huán)境的溫度，通過逼近算法，獲得的逼近溫度，即為不受芯片自身溫度影響的環(huán)境溫度。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及溫度測量領(lǐng)域，尤其涉及一種溫度測量裝置。
背景技術(shù)
半導(dǎo)體器件的溫度測量裝置，是利用半導(dǎo)體PN結(jié)實現(xiàn)溫度測量，其原理是利用半導(dǎo)體PN結(jié)的結(jié)電壓隨溫度單調(diào)變化，進(jìn)而通過測量結(jié)電壓來獲得溫度值。
而隨著集成電路技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，對溫度測量也提出了更高的要求，希望能在應(yīng)用芯片中同時集成溫度測量功能，也就是說，在一個芯片中同時集成應(yīng)用系統(tǒng)以及溫度測量裝置，例如在MCU芯片中集成溫度測量裝置，這樣，可以達(dá)到節(jié)省空間、能耗和成本等目的。為了便于描述，在本申請中，將這種集成于其他應(yīng)用芯片中的溫度測量裝置記做在片溫度測量裝置。
然而，參考圖1所示，為在片溫度測量裝置TS的結(jié)構(gòu)示意圖，溫度測量裝置Z設(shè)置在芯片C中，在實際應(yīng)用中，芯片C被封裝于封裝體P中，由于芯片C工作時本身也會發(fā)熱，使得芯片C自身存在溫度T1，芯片C所處的環(huán)境溫度為T2，當(dāng)需要測量芯片C所處的環(huán)境溫度時，由于熱傳導(dǎo)的存在，通過在片溫度測量裝置獲得的溫度值為TTS，該溫度值TTS為介于芯片自身溫度T1和實際環(huán)境溫度T2之間的溫度值。這樣，在片溫度測量裝置測量的環(huán)境溫度值并不能精確的反應(yīng)實際環(huán)境溫度。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種溫度測量裝置。提高在片溫度測量裝置對環(huán)境溫度測量的精度。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明有如下技術(shù)方案：
一種溫度測量裝置，所述溫度測量裝置設(shè)置于芯片中，所述芯片具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述裝置包括：驅(qū)動單元、第一溫感器件、溫感器件組、第三溫感器件和處理單元，所述溫感器件組中包括多個第二溫感器件；
所述第一區(qū)域用于設(shè)置所述溫感器件組之外的其他器件，所述第二區(qū)域僅用于設(shè)置所述溫感器件組，所述溫感器件組中的各第二溫感器件以逐漸遠(yuǎn)離所述第一區(qū)域的方式排布；
所述驅(qū)動單元用于分別為所述第一溫感器件、第三溫感器件以及所述溫感器件組中的各第二溫感器件提供驅(qū)動偏置，在所述驅(qū)動偏置下，隨著溫度的變化所述第一溫感器件、第三溫感器件以及所述溫感器件組中的各第二溫感器件具有可變的電參數(shù)；
所述處理單元，用于獲得所述驅(qū)動偏置下所述第一溫感器件和所述第三溫感器件的電參數(shù)，并將所述第三溫感器件的電參數(shù)與所述第一溫感器件的電參數(shù)進(jìn)行差分放大，以獲得第一放大電參數(shù)，并根據(jù)所述第一放大電參數(shù)，獲得所述第一、三溫感器件所在位置處的第一測量溫度值，所述第一測量溫度值為芯片的在片測量溫度；以及
還用于獲得所述驅(qū)動偏置下所述溫感器件組中的各第二溫感器件的電參數(shù)，并以所述驅(qū)動偏置下的所述第一溫感器件的電參數(shù)為參考輸入，獲得所述溫感器件組中的各第二溫感器件的電參數(shù)相對于所述第一溫感器件的電參數(shù)進(jìn)行差分放大后的與所述溫感器件組中的各第二溫感器件對應(yīng)的各第二放大電參數(shù)，并根據(jù)所述各第二放大電參數(shù)，獲得所述溫感器件組中的各第二溫感器件所在位置處的各第二測量溫度值，并通過第一測量溫度值和獲得的所述的各第二測量溫度值進(jìn)行計算，以獲得所述芯片的環(huán)境測量溫度。
可選地，所述第一、三溫感器件設(shè)置于所述第一區(qū)域且相鄰排布，所述第一溫感器件的尺寸小于所述第三溫感器件的尺寸。
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