一款 0.6V$-$1.8V 紧凑型温度传感器：0.24{\deg}C 分辨率、$\pm$1.4{\deg}C 误差与 1.06nJ/次转换
系统与控制
2022-09-05 v1 系统与控制
摘要
本文提出了一种全集成 CMOS 温度传感器，用于支持动态电压与频率缩放的片上系统中密集分布的热监测。传感器前端利用基于亚阈值 PMOS 的电路将局部温度转换为两路偏置电流。随后它们被用于定义两个振荡频率，其比值与绝对温度成正比。最后，传感器后端将该频率比转换为数字温度码。得益于其低复杂度架构，所提出的设计在宽温度范围内实现了非常紧凑的面积占用以及低功耗和高精度。此外，借助简单的嵌入式线调节机制，我们的传感器支持电压可扩展性。该设计采用 180nm CMOS 工艺流片，温度检测范围为 0{\deg}C 100{\deg}C，电源电压工作范围极宽为 0.6V 至 1.8V，硅面积占用极小仅 0.021。对 20 颗测试芯片的实验测量显示出极具竞争力的品质因数，包括 0.24{\deg}C 分辨率、1.4{\deg}C 误差、约 1.5kHz 采样率以及 30{\deg}C 下 1.06nJ 每次转换的能量。
引用
@article{arxiv.2209.00815,
title = {A 0.6V$-$1.8V Compact Temperature Sensor with 0.24{\deg}C Resolution, $\pm$1.4{\deg}C Inaccuracy and 1.06nJ per Conversion},
author = {Benjamin Zambrano and Esteban Garzón and Sebastiano Strangio and Giuseppe Iannaccone and Marco Lanuzza},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.00815},
year = {2022}
}