專利名稱：一種溫度感知集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于射頻識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種感知集成電路的設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別(RFID,Radio Frequency Identification)技術(shù)是利用射頻方式遠(yuǎn)距離的通信以達(dá)到物品的識(shí)別、追蹤、定位和管理等目的。射頻識(shí)別技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化，商業(yè)自動(dòng)化，交通運(yùn)輸控制管理，防偽等眾多領(lǐng)域，甚至軍事用途具有廣泛的應(yīng)用前景，目前已引起了廣泛的關(guān)注。隨著大規(guī)模集成電路生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大、生產(chǎn)成本降低，射頻識(shí)別技術(shù)得以迅速發(fā)展， 特別是作為物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)的電子標(biāo)簽，可以有效的存儲(chǔ)所附著物品的各種信息并通過(guò)與閱讀器的通信傳輸這些信息。RFID技術(shù)與溫度傳感器電路相結(jié)合，可以有效的感知節(jié)點(diǎn)的溫度信息并加以管理和應(yīng)用，從而有效的拓寬和完善了 RFID技術(shù)在現(xiàn)代物流監(jiān)控、醫(yī)藥、食品倉(cāng)儲(chǔ)等領(lǐng)域的應(yīng)用。同時(shí)也使得集成于RFID標(biāo)簽中的溫度傳感器電路設(shè)計(jì)成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。對(duì)于UHF無(wú)源RFID標(biāo)簽來(lái)說(shuō)，標(biāo)簽的工作能量全部來(lái)自閱讀器發(fā)出的電磁波。該部分能量非常有限，這就要求了標(biāo)簽芯片的功耗非常小以保證有效的閱讀距離。在這樣的應(yīng)用背景下，對(duì)溫度傳感器電路在技術(shù)上要求可集成到片上、功耗小等。目前片上集成溫度傳感器的主要實(shí)現(xiàn)方式有兩種，一種是基于ADC采樣的原理；另一種是基于對(duì)與溫度相關(guān)的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)完成采集的原理。前一種結(jié)構(gòu)中，ADC的電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜；后一種電路中含有運(yùn)放，都會(huì)帶來(lái)較大的功耗問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的射頻識(shí)別技術(shù)中溫度傳感器電路功耗過(guò)大的缺點(diǎn)，提出了一種溫度感知集成電路。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種溫度感知集成電路，包括基準(zhǔn)電壓源模塊、PTAT延遲模塊、CTAT延遲模塊、加法器和波紋計(jì)數(shù)器，所述基準(zhǔn)電壓源模塊用于產(chǎn)生一個(gè)正溫度系數(shù)的電壓輸入到所述的PTAT延遲模塊，以及一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)的電壓輸入到所述的CTAT延遲模塊；所述PTAT延遲模塊用于產(chǎn)生脈沖寬度隨溫度變化的PTAT脈沖輸入到所述的加法器的一個(gè)輸入端；所述CTAT延遲模塊用于產(chǎn)生脈沖寬度隨溫度變化的CTAT脈沖輸入到所述的加法器的另一個(gè)輸入端；所述加法器的輸出端與波紋計(jì)數(shù)器的輸入端相連，所述波紋計(jì)數(shù)器的輸出端即為所述溫度感知集成電路的輸出端。進(jìn)一步的，所述的PTAT延遲模塊和CTAT延遲模塊具體包括第一運(yùn)算放大器、MOS 管M7、M8、M9、M10、M11和M12，第一反相器、第二反相器，第一電阻和第一電容，具體連接關(guān)系如下所述第一運(yùn)算放大器的第一輸入端作為所述PTAT延遲模塊或CTAT延遲模塊的輸入端，所述第一運(yùn)算放大器的第二輸入端與第一電阻的一端相連，第一電阻的另一端接地; MOS管M7的柵極接第一運(yùn)算放大器的輸出端，漏極接外部的第一電源，源極接第一運(yùn)算放大器的第二輸入端；M8的柵極接第一運(yùn)算放大器的輸出端，漏極接外部的第一電源，源極接M9的漏極；M9的柵極接MlO的柵極，漏極接地；M10的柵極與M12的柵極相連并接外部的控制信號(hào)，漏極接外部的第一電源，源極接MlO的漏極；M10的源極接地；第一電容的一端接 MlO的漏極，另一端接地；M12的漏極接第一反相器的輸入端，源極接地；第一反相器的輸出端接第二反相器的輸入端，第二反相器的輸出端即為所述PTAT延遲模塊或CTAT延遲模塊的輸出端。更進(jìn)一步的，所述的第一運(yùn)算放大器的偏置電路具體包括MOS管M13、M14、M15、 M16和M17，具體連接關(guān)系如下M13的漏極接外部的輸入偏置電流，柵極接外部的控制電壓，漏極與M14的漏極相連接；M14的柵極與M13的源極相連接，源極接地;M15的柵極與M14的柵極相連接，漏極與 M16的源極相連接，M15的源極接地;M16的柵極與M15的漏極相連接，漏極接外部的第一電源；M17的柵極與M16的柵極相連接，漏極接接外部的第一電源，源極作為偏置電路的輸出端。進(jìn)一步的，所述的基準(zhǔn)電壓源模塊包括MOS管Ml、M2、M3、M4、M5、M6，具體連接關(guān)系如下Ml的柵極和漏極接外部的第二電源，源極與M2的漏極相連接；M2的柵極與M2的漏極相連接，M2的源極接地；M3的漏極接外部的第二電源，柵極與Ml的源極相連接，源極與M4的漏極相連接作為所述基準(zhǔn)電壓源模塊的負(fù)溫度系數(shù)的電壓輸出端；M4的柵極與漏極相連接，源極接地；M5的柵極與Ml的源極相連接，漏極接外部的第二電源，源極與M6的漏極相連接作為所述基準(zhǔn)電壓源模塊的正溫度系數(shù)的電壓輸出端；M6的柵極與M5的柵極相連接，M6的源極接地。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的溫度感知集成電路通過(guò)基準(zhǔn)電壓源模塊產(chǎn)生一個(gè)正溫度系數(shù)電壓和一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)電壓，通過(guò)PTAT延遲模塊和CTAT延遲模塊形成相應(yīng)溫度特性的電流，通過(guò)電容充放電的時(shí)間差形成一個(gè)寬度與溫度相關(guān)的脈沖信號(hào)，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了片上溫度測(cè)量。本發(fā)明的溫度感知集成電路在特定的電路上改進(jìn)了電路的設(shè)計(jì)， 降低了系統(tǒng)的功耗，增加了溫度數(shù)據(jù)的可靠性，使得更加容易集成在超高頻RFID標(biāo)簽芯片中，應(yīng)用于射頻識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域。


圖I是本發(fā)明的溫度感知集成電路的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是基準(zhǔn)電壓源模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是PTAT延遲模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是運(yùn)算放大器的偏置電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步的說(shuō)明。本發(fā)明的溫度感知集成電路的結(jié)構(gòu)示意圖如圖I所示，包括基準(zhǔn)電壓源模塊、 PTAT(Proportional To Absolute Temperature)延遲模塊、CTAT(Complimentary To Absolute Temperature)延遲模塊、加法器和波紋計(jì)數(shù)器，所述基準(zhǔn)電壓源模塊用于產(chǎn)生一個(gè)正溫度系數(shù)的電壓輸入到所述的PTAT延遲模塊，以及一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)的電壓輸入到所述的CTAT延遲模塊；所述PTAT延遲模塊用于產(chǎn)生脈沖寬度隨溫度變化的PTAT脈沖PTAT_PULSE輸入到所述的加法器的一個(gè)輸入端；所述CTAT延遲模塊用于產(chǎn)生脈沖寬度隨溫度變化的CTAT脈沖CTAT_PULSE輸入到所述的加法器的另一個(gè)輸入端；所述加法器的輸出端與波紋計(jì)數(shù)器的輸入端相連，所述波紋計(jì)數(shù)器的輸出端即為所述溫度感知集成電路的輸出端。這里的，基準(zhǔn)電壓源模塊具體可以采用如圖2所示的一種結(jié)構(gòu)，包括MOS管M1、M2、 M3、M4、M5、M6，具體連接關(guān)系如下Ml的柵極和漏極接外部的第二電源VDD2，源極與M2的漏極相連接；M2的柵極與M2 的漏極相連接，M2的源極接地；M3的漏極接外部的第二電源Vdd2，柵極與Ml的源極相連接， 源極與M4的漏極相連接作為所述基準(zhǔn)電壓源模塊的負(fù)溫度系數(shù)的電壓輸出端；M4的柵極與漏極相連接，源極接地；M5的柵極與Ml的源極相連接，漏極接外部的第二電源Vdd2，源極與M6的漏極相連接作為所述基準(zhǔn)電壓源模塊的正溫度系數(shù)的電壓輸出端；M6的柵極與M5 的柵極相連接，M6的源極接地。這里，PTAT延遲模塊和CTAT延遲模塊結(jié)構(gòu)相同，具體可以采用如圖3所示的一種結(jié)構(gòu)，具體包括第一運(yùn)算放大器0PA1、MOS管M7、M8、M9、M10、Mll和M12，第一反相器NI、 第二反相器N2,第一電阻Rl和第一電容Cl,具體連接關(guān)系如下第一運(yùn)算放大器OPAl的第一輸入端作為所述PTAT延遲模塊或CTAT延遲模塊的輸入端，所述第一運(yùn)算放大器OPAl的第二輸入端與第一電阻Rl的一端相連，第一電阻Rl 的另一端接地；M0S管M7的柵極接第一運(yùn)算放大器OPAl的輸出端，漏極接外部的第一電源 Vddi，源極接第一運(yùn)算放大器的第二輸入端；M8的柵極接第一運(yùn)算放大器OPAl的輸出端，漏極接外部的第一電源Vddi，源極接M9的漏極；M9的柵極接MlO的柵極，漏極接地；M10的柵極與M12的柵極相連并接外部的控制信號(hào)Vst，漏極接外部的第一電源VDD1，源極接MlO的漏極；M10的源極接地；第一電容Cl的一端接MlO的漏極，另一端接地；M12的漏極接第一反相器NI的輸入端，源極接地；第一反相器NI的輸出端接第二反相器N2的輸入端，第二反相器N2的輸出端即為所述PTAT延遲模塊或CTAT延遲模塊的輸出端。作為一種優(yōu)選方案，這里為了進(jìn)一步的降低系統(tǒng)功耗，為第一運(yùn)算放大器OPAl提供偏置電流的偏置電路可以采用如圖4所示的一種結(jié)構(gòu)，具體包括M0S管M13、M14、M15、 M16和M17，具體連接關(guān)系如下M13的漏極接外部的輸入偏置電流Isensot，柵極接外部的控制電壓Ven，漏極與M14 的漏極相連接；M14的柵極與M13的源極相連接，源極接地；M15的柵極與M14的柵極相連接，漏極與M16的源極相連接，M15的源極接地；M16的柵極與M15的漏極相連接，漏極接外部的第一電源Vddi ；M17的柵極與M16的柵極相連接，漏極接接外部的第一電源Vddi，源極作為偏置電路的輸出端，為運(yùn)算放大器提供偏置電流IBIAS。這里的運(yùn)算放大器可以采用常規(guī)結(jié)構(gòu)，以如下的一種實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明，具體包括 MOS管M18、M19、M20和M21，具體連接關(guān)系為M18的柵極作為所述運(yùn)算放大器的第一輸入端，源極與M19的源極相連并作為偏置電流端，與偏置電路的輸出端Ibias相連接，漏極與 M20漏極相連接；M19柵極作為所述運(yùn)算放大器的第二輸入端，漏極與M21漏極相連接；M20 柵極與漏極相連接，源極接地;M21柵極與M20柵極相連接，漏極作為所述運(yùn)算放大器的輸出端，源極接地。需要注意的是這里的加法器和波紋計(jì)數(shù)器為本領(lǐng)域的常見(jiàn)器件，在這里不再詳細(xì)描述。工作原理為基準(zhǔn)電壓源產(chǎn)生一個(gè)正溫度系數(shù)電壓和一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)電壓，這兩個(gè)電壓加在電阻上形成相應(yīng)溫度特性的電流Iptat和ICTAT。在數(shù)字基帶的控制下，上述兩個(gè)電流分別對(duì)延遲模塊中的電容充放電。兩個(gè)反相器對(duì)電容上的電壓進(jìn)行整形并輸出方波。 當(dāng)溫度變化時(shí)，上述兩個(gè)電流總是一個(gè)變大、一個(gè)變小。在這種情況下，兩個(gè)電容上的電壓在達(dá)到反向器的跳變電壓的時(shí)間上存在一個(gè)差值，進(jìn)而在反相器輸出端口進(jìn)行異或運(yùn)算得到的電壓脈沖寬度就是這個(gè)時(shí)間差值。同時(shí)，溫度變化越大，這個(gè)時(shí)間差值也越大。至此完成了溫度到電壓脈沖寬度的轉(zhuǎn)換。(I)溫度感知集成電路外圍接口信號(hào)的定義和作用說(shuō)明該溫度感知集成電路對(duì)外的信號(hào)接口的信號(hào)主要有Vddi、Vdd2、Isensoe, VEN、VST、Rst、和 CLK。Vddi給PTAT、CTAT延遲模塊和波紋計(jì)數(shù)器提供電源電壓；Isensqk為PTAT、CTAT延遲模塊中的第一運(yùn)算放大器的偏置電路提供直流偏置；VEN的作用是不在測(cè)量溫度時(shí)關(guān)閉溫度感知集成電路，以減少電路的功耗；VST用于控制脈沖信號(hào)的輸出，Vst的電平高低由數(shù)字時(shí)序控制。這里的Rst為波紋計(jì)數(shù)器的使能信號(hào)，CLK為波紋計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)。這兩個(gè)信號(hào)的功能是使波紋計(jì)數(shù)器正常工作。(2)具有溫度系數(shù)電壓的產(chǎn)生圖2所示的電路用于產(chǎn)生一個(gè)正溫度系數(shù)的電壓Vptat和一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)的電壓 VCTAT，其中，MOS管Ml和M2管以二極管連接的方式為MOS管M3 M6提供一定的偏置電壓， MOS管M3 M6工作在亞閥值導(dǎo)通區(qū)域以獲得與溫度相關(guān)特性的輸出電壓。MOS管在亞閥值區(qū)域的漏極電流可以表示為Ids ~ uCox(^-)VT2 Qxp(Vgs :th )
Lηντ其中，u為電子的遷移率；CM為單位面積的柵氧化層的電容 為MOS管的寬長(zhǎng)
比；VT為熱電壓,大小為kT/q ；Vgs為柵源電壓；Vth為閥值電壓，η為亞閾值斜率因子。由電路的結(jié)構(gòu)可以知道，MOS管Μ5和Μ6的漏極電流相等，即Ids5 = Ids6,結(jié)合上述
公式并整理后可以得到=([ *1η
其中，GO為λ-W函數(shù)，由于Vt = kT/q，所以Vptat正比于絕對(duì)溫度T，只要MOS管 M5的寬長(zhǎng)比大于M6的寬長(zhǎng)比，則二者比例系數(shù)大于0，得到一個(gè)具有正溫度特性的輸出電壓。一個(gè)具有負(fù)溫度特性的輸出電壓Vctat由M3和M4產(chǎn)生，其產(chǎn)生原理與Vptat相同，控制好M3和M4的尺寸可以改變相應(yīng)的比例系數(shù)，在此不再詳細(xì)描述。(3)延遲模塊圖I中的PTAT延遲模塊和CTAT延遲模塊的主要功能是將基準(zhǔn)電壓源產(chǎn)生的正溫度特性電壓Vptat和負(fù)溫度特性電壓Vctat轉(zhuǎn)換為脈沖寬度隨溫度變化的數(shù)字信號(hào)PTAT_ PULSE 和 CTAT_PULSE。PTAT延遲模塊的電路圖如圖3所示，當(dāng)溫度變化時(shí)，正溫度特性的電壓Vptat也隨之改變。根據(jù)運(yùn)放虛短的性質(zhì)，OPAl兩個(gè)輸入端的電壓相等，可以得到電阻Rl上的電壓為
Vptat,此時(shí)流過(guò)電阻Rl的電流為= 。MOS管M7和M8構(gòu)成一個(gè)電流復(fù)制單元，使得
Kl
M8和M9漏極電流和Rl上的電流相等。MOS管M9、MlOjP Mll構(gòu)成了一個(gè)輸出受控于Vst 的電流復(fù)制單元。當(dāng)Vst為低電平時(shí)，MlI處于導(dǎo)通狀態(tài)，電流得以被復(fù)制到MlO上；Iptat由 MlO流入電容Cl并對(duì)其充放電。電容Cl上電流-電壓關(guān)系為Ic=C^jl
dt其中，Ie、U。分別為電容上的電流和電壓，C是電容的容量。由此可知，在電壓變化 △U時(shí)，充放電電流越大，需要的時(shí)間At越小。反相器的輸入電壓等于電容上的電壓，因此電容充放電一段時(shí)間后就會(huì)引起反相器輸出的跳變。電流越大，跳變時(shí)間越短，反相器N2 的輸出信號(hào)PTAT_PULSE脈沖寬度就越大，所以輸出脈沖寬度與溫度成正比。溫度變化時(shí)， 由于Iptat和Ictat的反向變化(總是保持一個(gè)變化，一個(gè)變小)，所以反相器輸出信號(hào)發(fā)生跳變時(shí)總是存在一個(gè)時(shí)間差。PTAT_PULSE和CTAT_PULSE進(jìn)行異或運(yùn)算后得到的輸出脈沖寬度就是這個(gè)時(shí)間差，這個(gè)時(shí)間差與溫度呈線性對(duì)應(yīng)。理想的情況下，在一個(gè)采集周期內(nèi)，希望兩個(gè)延遲模塊的輸出脈沖PTAT_PULSE和 CTAT_PULSE在異或之后的結(jié)果應(yīng)該在其中一個(gè)脈沖開(kāi)始跳變之后不為0，也就是說(shuō)在電容完成反相器所需要的跳變電壓之后的異或結(jié)果為1，這反映的是溫度信息的脈沖。但是在實(shí)際電路中兩個(gè)延遲模塊的反相器輸出PTAT_PULSE和CTAT_PULSE很難在采集周期開(kāi)始時(shí)保持一致，所以在輸出脈沖在采樣周期開(kāi)始時(shí)有一個(gè)毛刺。為了解決這個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明在電容 Cl和反相器NI之間加入MOS管M12，柵極接收外部的控制電壓Vst，在射頻識(shí)別領(lǐng)域可以由射頻芯片的數(shù)字基帶部分發(fā)出。當(dāng)Vst為低電平時(shí)，Mll導(dǎo)通，M12截止，電容Cl相當(dāng)于接到Vddi上，此時(shí)電容Cl上的電壓被充至Vddi ;當(dāng)Vst為高電平時(shí)，Mll截止，M12導(dǎo)通，電容Cl 上流過(guò)的電流為Iptat，并且電壓直接加在反相器的輸入端，完成溫度采集的功能。在超高頻RFID標(biāo)簽芯片的設(shè)計(jì)中，芯片功耗是一個(gè)非常重要的性能指標(biāo)。一方
面，標(biāo)簽接收到來(lái)自于閱讀器的能量很有限，而該部分能量維持了整個(gè)芯片的正常工作 ’另
一方面，功耗大小也會(huì)對(duì)標(biāo)簽的有效識(shí)別距離產(chǎn)生直接的影響。在本發(fā)明中，外加控制電路
作用于運(yùn)放的直流偏置中以減小功耗，具體實(shí)現(xiàn)見(jiàn)圖4所示的電路是為延遲模塊中運(yùn)算放
大器提供偏置電流的偏置電路，MOS管M14和M15、M16和M17分別構(gòu)成電流復(fù)制單元，MOS
管M17的漏極電流為運(yùn)放的偏置電流IBIAS。MOS管M13為控制開(kāi)關(guān),柵極接控制電壓Ven,漏
極接輸入直流電流I—。其中，電壓Ven可以通過(guò)外部控制單元發(fā)出，在射頻識(shí)別領(lǐng)域可以由射頻芯片的數(shù)字基帶部分發(fā)出；ISE_通過(guò)外部的整流電路獲取。當(dāng)Ven為低電平時(shí)，MOS 管M13關(guān)閉，整個(gè)電路無(wú)直流電流流過(guò)；當(dāng)Ven為高電平時(shí)，通過(guò)兩次復(fù)制使得最終的Ibias =I—，此時(shí)電路得以正常工作。由上述特性，當(dāng)需要對(duì)溫度進(jìn)行采集時(shí)才將Ven置為高電平，其余時(shí)間內(nèi)Ven均置為低電平，在這期間運(yùn)放的靜態(tài)功耗幾乎為0，從而有效的減少了整個(gè)模塊的功耗。本發(fā)明利用CMOS器件的溫度和工藝特性，設(shè)計(jì)了一種便于在RFID標(biāo)簽中集成的溫度傳感器電路，在不同的工藝條件下，有效的解決了傳統(tǒng)溫度傳感器電路的功耗的特點(diǎn)， 兼容標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝，適合用于對(duì)功耗要求較高的超高頻無(wú)源RFID標(biāo)簽芯片中。本發(fā)明的溫度傳感器電路只包含MOS管、電阻、電容三種器件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在CMOS工藝線上實(shí)現(xiàn)方便、 有效、兼容性好的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的溫度傳感電路采用的分立元件少，因而便與電子標(biāo)簽的集成，功耗較低， 可以集成在電子標(biāo)簽芯片內(nèi)部，作為物流監(jiān)控、醫(yī)藥、食品倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)中集裝箱、保險(xiǎn)箱流轉(zhuǎn)的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，能及時(shí)的監(jiān)控集裝箱、保險(xiǎn)箱的環(huán)境溫度信息，保證了集裝箱、食品倉(cāng)儲(chǔ)對(duì)環(huán)境溫度的要求。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種溫度感知集成電路，其特征在于，包括基準(zhǔn)電壓源模塊、PTAT延遲模塊、CTAT延遲模塊、加法器和波紋計(jì)數(shù)器，所述基準(zhǔn)電壓源模塊用于產(chǎn)生一個(gè)正溫度系數(shù)的電壓輸入到所述的PTAT延遲模塊， 以及一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)的電壓輸入到所述的CTAT延遲模塊；所述PTAT延遲模塊用于產(chǎn)生脈沖寬度隨溫度變化的PTAT脈沖輸入到所述的加法器的一個(gè)輸入端；所述CTAT延遲模塊用于產(chǎn)生脈沖寬度隨溫度變化的CTAT脈沖輸入到所述的加法器的另一個(gè)輸入端；所述加法器的輸出端與波紋計(jì)數(shù)器的輸入端相連，所述波紋計(jì)數(shù)器的輸出端即為所述溫度感知集成電路的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度感知集成電路，其特征在于，所述的PTAT延遲模塊和 CTAT延遲模塊具體包括第一運(yùn)算放大器、MOS管M7、M8、M9、M10、M11和M12，第一反相器、 第二反相器，第一電阻和第一電容，具體連接關(guān)系如下所述第一運(yùn)算放大器的第一輸入端作為所述PTAT延遲模塊或CTAT延遲模塊的輸入端，所述第一運(yùn)算放大器的第二輸入端與第一電阻的一端相連，第一電阻的另一端接地； MOS管M7的柵極接第一運(yùn)算放大器的輸出端，漏極接外部的第一電源，源極接第一運(yùn)算放大器的第二輸入端；M8的柵極接第一運(yùn)算放大器的輸出端，漏極接外部的第一電源，源極接M9的漏極；M9的柵極接MlO的柵極，漏極接地；M10的柵極與M12的柵極相連并接外部的控制信號(hào)，漏極接外部的第一電源，源極接MlO的漏極；M10的源極接地；第一電容的一端接 MlO的漏極，另一端接地；M12的漏極接第一反相器的輸入端，源極接地；第一反相器的輸出端接第二反相器的輸入端，第二反相器的輸出端即為所述PTAT延遲模塊或CTAT延遲模塊的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度感知集成電路，其特征在于，所述的基準(zhǔn)電壓源模塊包括MOS管M1、M2、M3、M4、M5、M6，具體連接關(guān)系如下Ml的柵極和漏極接外部的第二電源，源極與M2的漏極相連接；M2的柵極與M2的漏極相連接，M2的源極接地；M3的漏極接外部的第二電源，柵極與Ml的源極相連接，源極與M4 的漏極相連接作為所述基準(zhǔn)電壓源模塊的負(fù)溫度系數(shù)的電壓輸出端；M4的柵極與漏極相連接，源極接地；M5的柵極與Ml的源極相連接，漏極接外部的第二電源，源極與M6的漏極相連接作為所述基準(zhǔn)電壓源模塊的正溫度系數(shù)的電壓輸出端；M6的柵極與M5的柵極柵極相連接，M6的源極接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的溫度感知集成電路，其特征在于，所述的第一運(yùn)算放大器的偏置電路具體包括MOS管M13、M14、M15、M16和M17，具體連接關(guān)系如下M13的漏極接外部的輸入偏置電流，柵極接外部的控制電壓，漏極與M14的漏極相連接；M14的柵極與M13的源極相連接，源極接地；M15的柵極與M14的柵極相連接，漏極與M16 的源極相連接，M15的源極接地;M16的柵極與M15的漏極相連接，漏極接外部的第一電源； M17的柵極與M16的柵極相連接，漏極接接外部的第一電源，源極作為偏置電路的輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的溫度感知集成電路，其特征在于，所述的第一運(yùn)算放大器包括M0S管M18、M19、M20和M21，具體連接關(guān)系為M18的柵極作為所述運(yùn)算放大器的第一輸入端，源極與M19的源極相連并作為偏置電流端，與偏置電路的輸出端相連接，漏極與M20漏極相連接；M19柵極作為所述運(yùn)算放大器的第二輸入端，漏極與M21漏極相連接；M20柵極與漏極相連接，源極接地；M21柵極與M20柵極相連接，漏極作為所述運(yùn)算放大器的輸出端，源極接地。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種溫度感知集成電路，具體包括基準(zhǔn)電壓源模塊、PTAT延遲模塊、CTAT延遲模塊、加法器和波紋計(jì)數(shù)器。本發(fā)明的溫度感知集成電路通過(guò)基準(zhǔn)電壓源模塊產(chǎn)生一個(gè)正溫度系數(shù)電壓和一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)電壓，通過(guò)PTAT延遲模塊和CTAT延遲模塊形成相應(yīng)溫度特性的電流，通過(guò)電容充放電的時(shí)間差形成一個(gè)寬度與溫度相關(guān)的脈沖信號(hào)，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了片上溫度測(cè)量。本發(fā)明的電路在特定的電路上改進(jìn)了電路的設(shè)計(jì)，降低了系統(tǒng)的功耗，增加了溫度數(shù)據(jù)的可靠性，使得更加容易集成在超高頻RFID標(biāo)簽芯片中，應(yīng)用于射頻識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01K1/02GK102589729SQ20121006357
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月12日
發(fā)明者劉佳欣, 張濤, 文光俊, 王耀 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)