[发明专利]集成温度传感器结构

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，特别是涉及一种集成温度传感器结构。

背景技术

从17世纪伽利略发明温度计开始，人们开始利用温度进行测量。真正把温度变成电信号的传感器是1821年由德国物理学家赛贝发明的，这就是后来的热电偶传感器，50年后，另一位德国人西门子发明了铂电阻温度计。本世纪，根据波与物质的相互作用，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。在半导体技术的支持下，相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。

现代温度传感器在传感器市场占有最大的市场份额，广泛应用于生产生活的各个领域。除了用于探测系统温度本身之外，温度传感器的热转换方式常常被用来测量流量、辐射、气体压力、气体种类、湿度、热化学反应等以热形式为媒介的物理量，把它们转换为电信号。温度传感器也被广泛应用于生物医学领域、航空航天、工业及消费电子领域中。温度传感器正向着高精度、高可靠性、宽测量范围、高线性度、小尺寸、低成本、低功耗的集成化、数字化、智能化发展。

现有的集成温度传感器，通常利用半导体器件的温度特性，比如PN结的负温特性，将温度转换为电压信号输出，送给高输入阻抗的模数转换器，转换为数字信号。现有的集成温度传感器结构精度低、随工艺偏差大且无驱动能力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种精度高、线性度好、测量范围宽、驱动能力强且工艺依赖性低的集成温度传感器结构。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种集成温度传感器结构，包括产生的电流大小随温度变化成正比的正温电流源、与正温电流源相连的产生的电流大小随温度变化不变的零温电流源及与正温电流源与零温电流源相连的跨阻放大模块，所述正温电流源由两个三极管的BE结压差及第一电阻产生，所述零温电流源由基准电压及第二电阻产生，所述跨阻放大模块包括可调电阻及放大器，所述跨阻放大模块的输出端输出电压信号。

所述第一电阻、所述第二电阻及所述可调电阻为相同类型的可调电阻。

所述正温电流源的一端连接电源端，所述正温电流源的另一端与所述零温电流源的一端、所述可调电阻的一端及所述放大器的输入端共同连接。

所述零温电流源的另一端接地，所述可调电阻的另一端与所述放大器的输出端相连，作为所述跨阻放大模块的输出端。

所述跨阻放大模块的输出端连接模数转换器，所述模数转换器将所述电压信号转换为数字信号。

本发明的有益效果是：精度高、工艺依赖性低、测量范围宽、线性度好、输出范围可调节且可配合更多来兴的模数转换器。

附图说明

图1为本发明集成温度传感器结构的结构图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，图1为本发明集成温度传感器结构的结构图，其包括正温电流源I_PTAT、与正温电流源I_PTAT相连的零温电流源I_ZATA及与正温电流源I_PTAT与零温电流源I_ZATA相连的跨阻放大模块。

其中，正温电流源I_PTAT由两个三极管的BE结压差ΔV_BE及第一电阻产生，且正温电流源I_PTAT产生的电流大小随温度变化成正比；零温电流源I_ZATA由基准电压V_BG及第二电阻产生，且零温电流源I_ZATA产生的电流大小随温度变化不变；跨阻放大模块包括可调电阻R及放大器。第一电阻、第二电阻及可调电阻R为相同类型的三个可调电阻。

正温电流源I_PTAT的一端连接电源端VDD，另一端与零温电流源I_ZATA的一端、可调电阻R的一端及放大器的输入端共同连接；零温电流源I_ZATA的另一端接地；可调电阻R的另一端与放大器的输出端相连，作为集成温度传感器结构的输出端Vout。

本发明集成温度传感器结构的工作原理如下：