1、模擬CMOS溫度傳感器的設計軟件工程， 2011， 碩士【摘要】 本文概述了溫度傳感器的發展歷史、現狀和趨勢。闡述了CMOS集成溫度傳感器的優勢和特點,指出了本課題的研究意義。對CMOS工藝下的兩種感溫元件,即亞闡值工作狀態下的金屬場效應晶體管(MOSFET)及襯底PNP型雙極型晶體管(BJT)的溫度模型和影響因素進行了分析和比較,指出了襯底PNP型BJT更適合作為溫度傳感器的溫度敏感元件。本文采用正向設計方法,研究設計了一種基于標準CMOS工藝的集成溫度傳感器,該溫度傳感器可用于對環境溫度及體溫的精確測量,具有體積小、測量范圍廣、精度高的特點。主要研究設計內容包括:溫度傳感器類型及不同測量方

2、法的研究,-轉換技術的研究,溫度傳感器系統結構的研究設計,溫度轉換器部分各個功能模塊的研究設計,數字濾波器的研究設計等。本文研究設計的溫度傳感器共由兩部分組成:集成溫度轉換器部分及數字濾波器部分。集成溫度轉換器部分包括:感溫元件、正溫度系數電流采集電路、負溫度系數電流采集電路、1.2V及0.6V帶隙基準源、電壓比較器、CMOS開關電路等。本文運用Cadence工具的Virtuoso軟件對研究設計的溫度傳感器進行電路設計;并用Spectre電路仿真工具對溫度轉.更多還原【Abstract】 In this thesis, the developing history, present situa

3、tion and trends of temperature sensor and CMOS integrated temperature sensor were summarized. The dominance and properties of the CMOS integrated temperature sensor were also described, the research meaning was pointed out. The temperature related model and the influencing factor of two temperature

4、sensing devices, PNP substrate transistor, based on CMOS process were analyzed and compared, and pointed out that the PNP substrate transistor was .更多還原 【關鍵詞】 襯底PNP型雙極型晶體管； 帶隙基準； PTAT電流； -調制器； 數字低通濾波電路； 【Key words】 PNP substrate transistor； bandgap reference； PTAT Current-modulator； digital low Pass

5、 filter； 摘要 3-4 Abstract 4 第一章 緒論 7-13 1.1 溫度傳感器的分類 7-8 1.2 國內外CMOS 溫度傳感器的發展現狀和未來 8-11 國內發展現狀 9-10 國外發展現狀 10 溫度傳感器的發展趨勢 10-11 1.3 CMOS 溫度傳感器的設計方法 11 1.4 本論文的主要工作 11-13 第二章 溫度傳感電路的設計 13-29 2.1 CMOS 溫度傳感器中的器件模型分析 13-15 MOS 器件的亞閾值模型 14-15 CMOS 工藝下的雙極型晶體管(BJT) 15 2.2 雙極晶體管的溫度傳感原理 15-17 正溫度系數電壓 15-16 負溫度

6、系數電壓 16-17 2.3 正溫度系數電流采集電路設計及仿真 17-21 正溫度系數電流采集原理 17-18 2.3.2 PTAT 電路設計 18-20 正溫度系數電流仿真結果及分析 20-21 2.4 負溫度系數電流采集電路設計及仿真 21-23 負溫度系數電流采集原理 21-22 負溫度系數電流仿真結果分析 22-23 2.5 帶隙基準電壓源電路設計及仿真 23-27 帶隙基準電壓源原理結構 24-25 帶隙基準源仿真結果分析 25-27 2.6 溫度傳感電路整體設計 27-28 2.7 小結 28-29 第三章 一階-調制電路設計 29-37 3.1 -A/D 轉換原理 29-31 3

7、.2 電壓比較器的設計 31-33 3.3 CMOS 開關電路設計 33-35 開關電路仿真結果分析 34-35 3.4 溫度轉換器整體電路仿真 35-36 3.5 小結 36-37 第四章 數字濾波器電路設計 37-49 4.1 濾波器的結構 37-39 4.2 FIR 數字濾波器的基本特征 39-42 4.3 線性相位FIR 濾波器設計 42-48 窗函數法設計的基本思想 42-45 利用MATLAB 工具基于窗函數法的FIR 濾波器設計 45-48 .1 FDATool 設計法 46-48 4.4 小結 48-49 第五章 影響電路性能的因素及改善方法 49-53 5.1 MOS 開關對電路的影響 49-50 5.2 非線性與不匹配對電路的影響 50-52 5.3 小結 52-53 第六章 電路版圖的設計 53-59 6.1 版圖設計工具Virtuoso Layout Editor 53-55 版圖的設計 53-55 6.2 版圖的驗證 55-58 DR