[發明專利]溫度傳感器及集成電路

在審

• 申請號: 202111204768.7
• 申請日: 2021-10-15
• 公開（公告）號: CN113804319A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 習偉;李鵬;蔡田田;鄧清唐;陳波
• 申請（專利權）人: 南方電網數字電網研究院有限公司
• 主分類號: G01K7/01
• 分類號: G01K7/01
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 王天慶

本申請涉及一種溫度傳感器及集成電路，包括電壓生成模塊、電壓補償模塊、輸出模塊，其中，電壓生成模塊的輸入端與外部電源電連接；電壓生成模塊用于生成與溫度成反比的負溫度系數電壓；電壓生成模塊的輸出端與電壓補償模塊的輸入端電連接；電壓補償模塊用于對負溫度系數電壓進行補償，生成與溫度無關的補償電壓；電壓生成模塊的輸出端、電壓補償模塊的輸出端與輸出模塊的輸入端電連接；輸出模塊用于根據補償電壓與負溫度系數電壓輸出正溫度系數電壓。補償電壓可以對負溫度系數電壓進行電壓補償，輸出模塊將補償電壓與負溫度系數電壓作差得到的正溫度系數電壓可以有效去除工藝偏差帶來的影響，從而提高了溫度傳感器對溫度的測量精度。

技術領域

本申請涉及傳感器技術領域，特別是涉及一種溫度傳感器及集成電路。

背景技術

近年來，隨著智能電網的快速發展，溫度傳感器越來越廣泛地應用于智能電網設備中。一方面，溫度傳感器能夠檢測智能電網設備發生故障所導致的溫度異常，另一方面，溫度傳感器能夠檢測到智能電網設備中不同模塊的溫度，并基于溫度控制該不同模塊調整自身的工作狀態。因此，溫度傳感器是智能電網設備中重要的溫度控制器件。

溫度傳感器的種類較為多樣，常用的有熱電阻溫度傳感器、熱電偶溫度傳感器和集成溫度傳感器等。隨著集成電路技術的高速發展，集成溫度傳感器廣泛應用于集成電路中，傳統的集成溫度傳感器主要采用雙極型晶體管來實現溫度采集。但是，目前，雙極型晶體管對溫度的測量精度較低。

基于此，亟需提供一種溫度傳感器來提高對溫度的測量精度。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種溫度傳感器及集成電路，能夠提高溫度的測量精度。

一種溫度傳感器，包括電壓生成模塊、電壓補償模塊、輸出模塊，其中，電壓生成模塊的輸入端與外部電源電連接；電壓生成模塊用于生成與溫度成反比的負溫度系數電壓；電壓生成模塊的輸出端與電壓補償模塊的輸入端電連接；電壓補償模塊用于對負溫度系數電壓進行補償，生成與溫度無關的補償電壓；電壓生成模塊的輸出端、電壓補償模塊的輸出端與輸出模塊的輸入端電連接；輸出模塊用于根據補償電壓與負溫度系數電壓輸出正溫度系數電壓。

在其中一個實施例中，電壓生成模塊包括偏置電流生成電路、工作在亞閾值區的MOS晶體管、第一電流鏡電路、第二電流鏡電路以及第三電流鏡電路；第一電流鏡電路、第二電流鏡電路以及第三電流鏡電路為共源共柵電流鏡；

在其中一個實施例中，偏置電流生成電路，用于生成偏置電流；工作在亞閾值區的MOS晶體管，用于生成與溫度成反比的電壓；第一電流鏡電路、第二電流鏡電路以及第三電流鏡電路，用于按照不同的比例復制偏置電流，生成第一偏置電流、第二偏置電流及第三偏置電流；電壓生成模塊，用于基于第一偏置電流、第二偏置電流及第三偏置電流、第一電流鏡電路、第二電流鏡電路以及第三電流鏡電路的等效電阻，生成第一電流鏡電路、第二電流鏡電路以及第三電流鏡電路的等效電壓；根據與溫度成反比的電壓、第一電流鏡電路、第二電流鏡電路以及第三電流鏡電路的等效電壓，生成負溫度系數電壓。

在其中一個實施例中，偏置電流生成電路包括第一NMOS晶體管及第二NMOS晶體管。

第一NMOS晶體管的源極接地，第一NMOS晶體管的漏極與第二NMOS晶體管的源極電連接，第二NMOS晶體管的漏極與第一電流鏡電路電連接，第一NMOS晶體管的柵極、第二NMOS晶體管的柵極與工作在亞閾值區的MOS晶體管電連接。

在其中一個實施例中，工作在亞閾值區的MOS晶體管包括第三NMOS晶體管及第四NMOS晶體管。

第三NMOS晶體管的源極接地，第三NMOS晶體管的漏極與第四NMOS晶體管的源極電連接，第三NMOS晶體管的漏極與第一NMOS晶體管的柵極電連接，第四NMOS晶體管的漏極與第三NMOS晶體管的柵極電連接，第二NMOS晶體管的柵極與第四NMOS晶體管的柵極電連接，第四NMOS晶體管的漏極與第二電流鏡電路電連接。