[发明专利]高精度温度传感器及精度调节方法

说明书

一种高精度温度传感器，包括第一MOS管201、MOS管组202、第二MOS管203、第三MOS管204、第一双极晶体管205和第二双极晶体管206、运算放大器208、补偿电路207和ADC109，MOS管组202包括n个串联的MOS管组成，MOS管组202内的MOS管参数与第一MOS管201的参数相同；第一MOS管201的漏级与第三MOS管204的源级相连，第三MOS管204的漏级与第一双极晶体管205的发射极相连，第一双极晶体管205集电极接地。通过增加额外的一阶补偿电路，减弱由于基准电压非理想导致的误差，进而实现更高精度的温度传感器：同时提出如何调整基准使温度传感器的精度更高。

技术领域

本发明涉及电子领域，具体涉及高精度温度传感器。

背景技术

如图1所示为现有技术的BJT晶体管温度传感器，精度在很大程度上是受传感器当中的基准电压决定的。为了能够将随温度变化的输出接入ADC当中加以量化，基准电压Vref又是不可或缺的，现在没有任何技术，能够实现零温度变化的基准电压。如果不增加额外的补偿电路，基准电压产生的误差就将会直接反映在最终的温度输出当中。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出高精度温度传感器及精度调节方法，一种高精度温度传感器的具体技术方案如下：

一种高精度温度传感器，其特征在于：包括第一MOS管(201)、MOS管组(202)、第二MOS管(203)、第三MOS管(204)、第一双极晶体管(205)和第二双极晶体管(206)、运算放大器(208)、补偿电路(207)和ADC(109)，所述MOS管组(202)包括至少一个串联的MOS管组成，所述MOS管组(202)内的MOS管参数与第一MOS管(201)的参数相同；

所述第一MOS管(201)的漏级与所述第三MOS管(204)的源级相连，所述第三MOS管(204)的漏级与所述第一双极晶体管(205)的发射极相连，所述第一双极晶体管(205)集电极接地，所述第一双极晶体管(205)的基极与集电极相连；

所述MOS管组(202)的漏级与所述第二MOS管(203)的源级相连，所述第二MOS管(203)的漏级与所述第二双极晶体管(206)的发射极相连，所述第二双极晶体管(206)集电极接地，所述第二双极晶体管(206)的基极与集电极相连；

所述运算放大器(208)同向端与所述第一双极晶体管(205)发射极相连，所述运算放大器(206)反向端与所述第二双极晶体管(206)发射极相连，所述第一MOS管(201)的源级与所述MOS管组(202)的源级相连；

所述运算放大器(208)的输出端与所述ADC的输入端相连，所述补偿电路(207)第一输出端与所述运算放大器(208)电源端相连，所述补偿电路(207)第二输出端与所述ADC控制端相连。

一种高精度温度传感器精度调整方法的具体调节方法如下：

一种高精度温度传感器精度调整方法，其特征在于：

步骤1：确定运算放大器(208)的输入电压K是玻尔兹曼常数，q是电子电荷量，T是开尔文绝对温度，n是BJT晶体管电流密度比值；

步骤2：得到基准电压Vref的关系式为其中n₀为流过两个BJT晶体管的电流密度比值，k₁为比例系数，用于调整Vref；

步骤3：确定ADC的输出电压为：其中m为ADC的有效位数，A为运算放大器(208)的放大倍数，V_O为失调电压，用于控制运算放大器(208)输出电压摆幅在ADC量化范围内；

步骤4：确定补偿电路(207)第一输出端电压Voffset和第二输出端电压Vref*，Voffset＝b₁Vref，Vref*＝b₂Vref，