一種智能溫度傳感器

   為了舉例說明之前章節(jié)中討論的原理,現(xiàn)在我們來看一款智能溫度傳感器的校準(zhǔn)。這款智能溫度傳感器在本書第1章已經(jīng)進(jìn)行了介紹,在本章參考文獻(xiàn)中有詳細(xì)描述,以標(biāo)準(zhǔn)CMOS技術(shù)制造,提供直接轉(zhuǎn)換為攝氏溫度讀數(shù)的數(shù)字輸出。為了結(jié)構(gòu)的完整性,首先,簡(jiǎn)要介紹概述它的工作原理:圖2,6所示為智能溫度傳感器簡(jiǎn)化的電路框圖。它通過數(shù)字化以下兩個(gè)電壓的比值獲得溫度的讀數(shù),分別為與絕對(duì)溫度成正比的yPrAT和與溫度無關(guān)的電壓基準(zhǔn)。這兩個(gè)電壓是在芯片上使用雙極型晶體管生成的。電壓AT通過放大兩個(gè)偏置電流比率為⒈P的雙極型晶體管Q1,2的基極發(fā)射極電壓差來獲得【見圖2.7)�？梢钥闯�,假定放大和偏置值可以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn),在制造 公差允許的范圍內(nèi)電壓基本不漂移。為了獲得這些性能,正如本書第1章中所討 論的那樣,精密電路技術(shù)(如動(dòng)態(tài)失調(diào)電壓補(bǔ)償回路和動(dòng)態(tài)元件匹配)被運(yùn)用在本例的電路設(shè)計(jì)中�；鶞�(zhǔn)電壓‰EF是通過附加yPTAT到第三個(gè)晶體管Q3的基極發(fā)射極電壓‰E形成的。負(fù)溫度相關(guān)的%E通過正溫度相關(guān)的‰TAT來補(bǔ)償,使得基準(zhǔn)電壓在理論上與溫度無關(guān)(見圖2,7)。與‰TAT相比較,‰E、‰EF有相當(dāng)大的制造公差。因此,這款溫度傳感器需要被微調(diào)以獲得不超過 V:E。

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    圖2,7 在圖2,6中所示的電壓的

    溫度依賴性(陰影區(qū)域表示生產(chǎn)公差) ±2℃的測(cè)量精度。為了獲得微調(diào)所需要的信息,傳感器在生產(chǎn)過程中進(jìn)行校準(zhǔn)。