作为生产过程中最常见的参数，温度测量是最重要的物理测量参数之一，也是农业生产、科学研究和国防现代化建设中必不可少的。因此，数字温度传感器是各种传感器中应用最广泛的一种。
集成式数字温度传感器，也就是CMOS集成温度传感器，它诞生于20世纪80年代，是在PN结温度传感器的基础上发展起来的。和传统的温度传感器相比，体积更小，稳定性要优于前者，而且价格非常的低廉。目前cmos传感器的实现方法主要包括基于MOS管的温度传感器和基于寄生双极晶体管的CMOS BJT（寄生双极晶体管）传感器。
MOS管温度传感器工作方式有两种，第一种是利用处于亚阈值状态的MOS管泄漏电流与绝对温度成正比实现温度传感。由于MOS管的泄漏电流在高温下非常明显，尤其是高温严重影响PTAT特性。因此，利用这种方法实现的温度传感器的温度范围不能太宽，否则温度测量精度会受到严重影响；第二种是利用MOS管在强反型状态下的阈值电压和载流子迁移率依赖于温度来实现温度传感器的测量。这种温度测量方法的温度测值精度好，但是也存在明显的缺点。就是受工艺波动影响会很大，如果测量要求高，必须对传感器进行微调和校准。
CMOS寄生双极晶体管温度传感器利用寄生双极晶体管产生与温度相比的电压特性来检测温度。与MOS管温度传感器相比，其结构性好，工艺稳定。衡量CMOS集成温度传感器的主要技术指标是功耗和精度。虽然CMOS传感器在技术上面了很大的进步，但仍然存在功耗和精度不可兼顾的问题。因此，在解决功耗和精度不可兼顾的问题还需要科研人员进行不断的创新和改良，通过更加先进的技术来解决完善CMOS数字温度传感器。
低功耗高线性度CMOS温度传感器发明背景及工作原理
2021-10-19 17:47 点击:53