一种智能温度传感器

   为了举例说明之前章节中讨论的原理,现在我们来看一款智能温度传感器的校准。这款智能温度传感器在本书第1章已经进行了介绍,在本章参考文献中有详细描述,以标准CMOS技术制造,提供直接转换为摄氏温度读数的数字输出。为了结构的完整性,首先,简要介绍概述它的工作原理:图2,6所示为智能温度传感器简化的电路框图。它通过数字化以下两个电压的比值获得温度的读数,分别为与绝对温度成正比的yPrAT和与温度无关的电压基准。这两个电压是在芯片上使用双极型晶体管生成的。电压AT通过放大两个偏置电流比率为⒈P的双极型晶体管Q1,2的基极发射极电压差来获得【见图2.7)。可以看出,假定放大和偏置值可以准确地实现,在制造 公差允许的范围内电压基本不漂移。为了获得这些性能,正如本书第1章中所讨 论的那样,精密电路技术(如动态失调电压补偿回路和动态元件匹配)被运用在本例的电路设计中。基准电压‰EF是通过附加yPTAT到第三个晶体管Q3的基极发射极电压‰E形成的。负温度相关的%E通过正温度相关的‰TAT来补偿,使得基准电压在理论上与温度无关(见图2,7)。与‰TAT相比较,‰E、‰EF有相当大的制造公差。因此,这款温度传感器需要被微调以获得不超过 V:E。

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    图2,7 在图2,6中所示的电压的

    温度依赖性(阴影区域表示生产公差) ±2℃的测量精度。为了获得微调所需要的信息,传感器在生产过程中进行校准。