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资料介绍
芯片设计中的温度传感器与带隙基准源设计
带隙基准源和温度传感器是模拟与混合信号集成电路中最基础也是最重要的构建模块之一。带隙基准源提供与电源电压和温度无关的稳定参考电压，是ADC、DAC、LDO和电源管理电路中不可或缺的参考源。温度传感器则利用半导体器件的温度特性实现精确的温度测量，在芯片热管理、环境监测和工业控制中广泛应用。本文将从带隙基准原理、曲率补偿技术、温度传感器架构、精度提升方法以及数字校准技术等方面，系统阐述温度传感器与带隙基准源的设计方法。
带隙基准源基本原理
带隙基准源的核心思想是利用PN结的正温度系数电压和负温度系数电压叠加，实现零温度系数的参考电压。
1. 负温度系数电压：双极型晶体管的基极-发射极电压
具有负温度系数。，其中为硅的带隙电压（约1.12 V），为工艺相关常数。在室温附近，的温度系数约为-1.5~-2 mV/°C。
2. 正温度系数电压：两个不同电流密度下工作的双极型晶体管的之差具有正温度系数。的温度系数约为+0.085 mV/°C × ln(N)，其中N为电流密度比。通过适当选择电流密度比，的温度系数可精确设计。
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