集成于無源RFID標簽芯片的CMOS溫度傳感器設計.pdf

1、集成了傳感器的RFID標簽芯片是近年來RFID領域研究和發(fā)展的熱點，其利用RFID技術的非接觸方式獲取目標對象的溫度、濕度、位置和相關環(huán)境參數(shù)等，使得傳感器技術與RFID技術的結(jié)合變的非常熱門和得到廣泛的應用。
　　本文介紹集成于無源RFID標簽芯片的CMOS溫度傳感器設計，該CMOS溫度傳感器集成于13.56MHz的高頻無源RFID標簽芯片上。在設計集成于無源RFID標簽芯片的CMOS溫度傳感器時，主要考慮功耗和精度兩個方面的問

2、題。本文重點研究了 CMOS工藝中寄生雙極型晶體管（BJT）的溫度特性，比較了標準數(shù)字CMOS工藝中兩種不同的寄生雙極型晶體管（橫向寄生晶體管和縱向襯底寄生晶體管）的特性，得出縱向襯底寄生晶體管更適合用來設計高精度的溫度傳感器。研究了斬波技術的基本原理以及其運用于運放設計中的優(yōu)勢，利用斬波技術設計了一個低溫度系數(shù)的帶隙基準源，有效的減少了運放的失調(diào)和低頻噪聲，大大的提高了帶隙基準的輸出信號精度，同時加入了 VBE線性化來補償高階非線性項

3、，得到了一個低溫度系數(shù)、高精度的基準信號。還研究了利用寄生 BJT來感應溫度的原理及電路設計，利用斬波運放設計出了一個高線性度的PTAT(與絕對溫度成正比)電壓產(chǎn)生電路，并通過動態(tài)元件匹配技術來精確匹配兩條支流電流比值，提高了感溫電路的測溫精度與線性度。
　　采用Tower0.18um2P6M標準CMOS邏輯工藝，基于Cadence平臺對電路進行設計與仿真，仿真結(jié)果表明帶隙基準源在-20℃-100℃溫度范圍內(nèi)，輸出電壓只變化了0.