基于40nm CMOS工藝低功耗溫度傳感器的設計.pdf

1、隨著電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代以及集成電路工藝技術的進步，集成電路芯片的特征尺寸越來越小，從0.18μm、0.13μm、90nm、65nm到45nm、40nm甚至32nm工藝，集成密度越來越高，器件的密度和能耗也越來越大，芯片熱效應也越來越明顯。集成電路元件和金屬互連線上的能耗將導致芯片內(nèi)部的溫度存在差異，從而導致電路的參數(shù)改變，性能變壞，嚴重的甚至出現(xiàn)邏輯功能的錯誤，芯片運行不正常。研究表明，芯片溫度平均每升高1℃，MOS管的驅動能力將下降約

2、4％，連線延遲增加5％，集成電路失效率增加一倍。為了避免芯片局部溫度過高對芯片造成損害，需要在芯片內(nèi)部集成一個溫度傳感器實時檢測溫度的變化。
　　 本論文利用與CMOS工藝相兼容的縱向晶體管的溫度特性，設計了一款具有低功耗、較高精度的CMOS溫度傳感器。電路采用開關電流源結構，利用不同時間內(nèi)晶體管基區(qū)-發(fā)射區(qū)電壓差得出與絕對溫度成正比例關系的電壓△VBE，基于SMIC40nm CMOS邏輯工藝實現(xiàn)，電壓采用2.5V(過驅動電壓3