Návrh bipolárního jádra integrovaného teplotního senzoru

Abstract

Cílem této práce je popsat možné způsoby realizace teplotního senzoru na křemíkovém čipu v běžných CMOS výrobních technologiích a představit konkrétní implementaci analogového jádra teplotního senzoru využívajícího bipolární tranzistory ve výrobní technologii TSMC 110. Techniky jako chopping, dynamic element matching nebo trimování byly použity k navržení obvodů, jejichž simulovaná 3 přesnost měření je ±3.5 °C bez trimování nebo ±0.6 °C s po jedné trimovací operaci napříč vojenským teplotním rozsahem. Navržené obvody zabírají pouze 0.012 mm čtverečních plochy čipu a jejich celkové parametry jsou srovnatelné s výsledky současných publikovaných prací.The aim of this thesis is to describe the main possible ways of implementing a smart temperature sensor on a silicon chip in common CMOS process technologies and to design an analog front-end of a bipolar transistor based smart temperature sensor in TSMC 110 process technology. Techniques such as chopping, dynamic element matching or trimming have been utilized to design circuits whose simulated 3 measurement precision is ±3.5 °C untrimmed or ±0.6 °C after single point trim over the military temperature range. The designed circuits occupy as little as 0.012 mm squared of die area and their overall performance is comparable to the current state of the art.