基于55nm工艺芯片内测温电路的研究与设计
发布时间：2021-01-17 23:17
随着IC技术的不断发展,芯片集成度不断提高,会带来芯片功耗的增大和温度的积聚。为避免因工作温度过高造成芯片损坏,确保芯片电路工作的稳定性和可靠性,本文设计了一种芯片内部温度测试电路,为温度补偿模块提供温度参量,实现温度调节,确保芯片在正常温度范围内工作。本文基于Global Foundry 55nm CMOS工艺,通过带隙基准电路实现温度测量,利用逐次逼近模数转换器（SAR ADC）实现信号量化。利用运放结构的带隙基准实现低温度系数基准电压的设计和温度测量,并深入探讨了带隙基准电路的参数设计。论文对不同结构的ADC进行了比较分析,详细论述了SAR ADC电路的参数设计。在SAR ADC电路中,采用栅压自举开关电路,减小导通电阻的影响。采用3级动态锁存比较器实现比较功能,提高速度,减小比较器的功耗。采用分段式电荷再分配DAC实现数模转换,节省面积和功耗。采用D触发器构成的移位寄存器和锁存器设计实现逻辑控制电路。借助Cadence Spectre软件对主要电路进行仿真,并对仿真结果进行深入分析,验证了设计参数的正确性。依据版图设计规则,采用Virtuoso完成电路版图的设计及验证。设计电路...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常用温度采集及转换电路简图
6图 2.3 改进温度采集及转换电路简图. 2.3 Improved temperature acquisition and conversion circuit schematic电路理论分析基本理论导体集成电路中，能够用于温度检测的器件主要有集成电OS 管等。集成电阻成本低、稳定性好，但线性度差，面积要求[27]。MOS 晶体管则必须保证工作在亚阈值区，这不仅情况下会产生漏电流，长期稳定性也很差。在高性能应用
电流两种复合成分，而复合电度特性会偏离理想情况。采用双题。虽然双极晶体管的发射极电极形成集电极电流，其余两 IC-VBE具有更好的电压-温度特终选取双极晶体管作为测温度有一个稳定的参考电压。带隙基温度采集的同时，为后续电路极电压（VBE）具有负温度系数。通过调节正负温度系数的大图 2.4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用于10bit 10MSPS SAR ADC的自举采样开关的设计[J]. 魏榕山,张泽鹏. 微电子学与计算机. 2014(11)
[2]用于SOC系统的逐次逼近型ADC设计[J]. 龙善丽,殷勤,吴建辉,王沛. 固体电子学研究与进展. 2007(03)
[3]一种失调电压补偿电容比例型带隙基准源设计[J]. 何菁岚,李强,韩益峰,闵昊. 复旦学报(自然科学版). 2006(01)
[4]一种高精密CMOS带隙基准源[J]. 王彦,韩益锋,李联,郑增钰. 微电子学. 2003(03)
博士论文
[1]纳米级CMOS逐次逼近A/D转换器设计研究与实现[D]. 佟星元.西安电子科技大学 2011
硕士论文
[1]基于65nm CMOS的10位低功耗逐次逼近ADC[D]. 孙甜甜.西安邮电大学 2016
[2]8位低压低功耗10KSPS SAR ADC设计研究[D]. 姚娇娇.西安电子科技大学 2015
[3]单片温度传感器的研究与设计[D]. 刘征.北方工业大学 2015
[4]基于SAR ADC的CMOS温度传感器的设计[D]. 方刘禄.复旦大学 2014
[5]基于带隙电压的片内温度传感器设计[D]. 孟醒.上海交通大学 2013
[6]基准源和温度检测模块设计[D]. 张伟.复旦大学 2012
[7]高精度CMOS温度传感器的设计与实现[D]. 孟海涛.山东大学 2009
[8]CMOS线性型、开关型温度传感器的设计与研制[D]. 董小英.浙江大学 2008
[9]CMOS模拟集成温度传感器的设计[D]. 钟灿.厦门大学 2006
[10]CMOS带隙温度传感器电路的研究[D]. 祁雪.东南大学 2006
本文编号：2983783
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常用温度采集及转换电路简图
6图 2.3 改进温度采集及转换电路简图. 2.3 Improved temperature acquisition and conversion circuit schematic电路理论分析基本理论导体集成电路中，能够用于温度检测的器件主要有集成电OS 管等。集成电阻成本低、稳定性好，但线性度差，面积要求[27]。MOS 晶体管则必须保证工作在亚阈值区，这不仅情况下会产生漏电流，长期稳定性也很差。在高性能应用
电流两种复合成分，而复合电度特性会偏离理想情况。采用双题。虽然双极晶体管的发射极电极形成集电极电流，其余两 IC-VBE具有更好的电压-温度特终选取双极晶体管作为测温度有一个稳定的参考电压。带隙基温度采集的同时，为后续电路极电压（VBE）具有负温度系数。通过调节正负温度系数的大图 2.4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用于10bit 10MSPS SAR ADC的自举采样开关的设计[J]. 魏榕山,张泽鹏. 微电子学与计算机. 2014(11)
[2]用于SOC系统的逐次逼近型ADC设计[J]. 龙善丽,殷勤,吴建辉,王沛. 固体电子学研究与进展. 2007(03)
[3]一种失调电压补偿电容比例型带隙基准源设计[J]. 何菁岚,李强,韩益峰,闵昊. 复旦学报(自然科学版). 2006(01)
[4]一种高精密CMOS带隙基准源[J]. 王彦,韩益锋,李联,郑增钰. 微电子学. 2003(03)
博士论文
[1]纳米级CMOS逐次逼近A/D转换器设计研究与实现[D]. 佟星元.西安电子科技大学 2011
硕士论文
[1]基于65nm CMOS的10位低功耗逐次逼近ADC[D]. 孙甜甜.西安邮电大学 2016
[2]8位低压低功耗10KSPS SAR ADC设计研究[D]. 姚娇娇.西安电子科技大学 2015
[3]单片温度传感器的研究与设计[D]. 刘征.北方工业大学 2015
[4]基于SAR ADC的CMOS温度传感器的设计[D]. 方刘禄.复旦大学 2014
[5]基于带隙电压的片内温度传感器设计[D]. 孟醒.上海交通大学 2013
[6]基准源和温度检测模块设计[D]. 张伟.复旦大学 2012
[7]高精度CMOS温度传感器的设计与实现[D]. 孟海涛.山东大学 2009
[8]CMOS线性型、开关型温度传感器的设计与研制[D]. 董小英.浙江大学 2008
[9]CMOS模拟集成温度传感器的设计[D]. 钟灿.厦门大学 2006
[10]CMOS带隙温度传感器电路的研究[D]. 祁雪.东南大学 2006
本文编号：2983783
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