一种结合BJT和MOS技术的混合温度传感器，配备TC Boost器，可实现41 fJ·K2的分辨率和Form Factor（外形尺寸）

《IEEE Journal of Solid-State Circuits》：A Hybrid BJT–MOS Temperature Sensor With TC Booster Achieving 41-fJ·K2 Resolution FoM

　　

摘要：

本文介绍了一种混合双极结型晶体管（BJT）-MOS CMOS 温度传感器，该传感器采用亚阈值 MOSFET 温度系数（TC）增强器，能够在感兴趣的温度范围内选择性地增强温度梯度。TC 增强器从一个带隙参考源（BGR）获取互补温度绝对值（CTAT）电压，并产生一个完全差分的输出，其温度梯度分别为 10.3 mV/°C 和 ?9.4 mV/°C，同时抑制前端共模电平。这种较大的温度梯度有助于降低 ADC 的动态范围和分辨率要求。采用 180 纳米 CMOS 工艺制造的原型使用了基于 SAR 的 ADC，功耗为 20.8 nW，在 27°C 温度下实现了 22.2 mK 的分辨率，转换时间为 4 毫秒，相应的首选性能指标（FoM）为 41 fJ K2℃范围内，误差小于 ℃。经过单点微调后，该原型的误差小于 ℃。