如何在CMOS process 中做好溫度感應器?

finster

我不知道其他人是如何作的
, L4 I' ^, G0 h  i' m8 K我們的作法是利用bandgap voltage來作為一個基準電壓,然後,因為mos電流是屬於正溫度係數
故而,溫度愈高,其電流值也就愈大,所以,利用mos電流流過一個電阻值,接著和溫度無關的bandgap voltage來作比較
* n: p) q& H8 c; [如此一來即可作為一個temperature sensor

用此種作法的精確度並不算太高,其中尤其要考量到bandgap voltage的變化量,mos 電流在不同corner的變化量,不同電阻特性的變化量等等
而這種作法的好處是容易實現,而且也不需要特別的device和一些額外的外加元件
在不同corner情況下,溫度變化量大概在30~40度左右

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我想,在此要說明一點的是在CMOS process裡,MOS本身確實是具有負溫度係數
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( \* S4 S/ `, H7 n/ i2 i' P' i不過,我們所用的溫度感應器的理論作法是利用一個和工作電壓與溫度皆無關係的Bandgap voltage作一個基準電壓,然後再和一個固定電流源的MOS電流流過一個電阻所產生的電壓,即V(sensor)=I(sensor)*R來和Bandgap voltage相比較,進而判斷出chip內部是否溫度過高,而此一固定電流源的MOS電流是具有正溫度特性的,亦即在固定工作電壓下,溫度愈高,其流過的電流也愈高
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; J, w# K+ |* ?/ K: T. a在此要用的並不是MOS本身具有的負溫度特性,而是利用MOS電路所組成的constane current source,將MOS電流作成溫度的sensor電流,利用此一constant current source來作為sensor電壓
4 Q/ D% T" D: S1 P+ n$ {4 B) i; S我想,一開始我的回答也許比較簡化些,不過,CMOS process裡電流稱作MOS電流應該沒有太奇怪吧