一种温度检测器中消除运放输入失调影响的电路技术制造技术

本发明专利技术公开了一种温度检测器中消除运放输入失调影响的电路技术，包括第一电流源以及第二电流源，所述第一电流源的输出端设有第一三极管，所述第二电流源的输出端设有第二三极管，所述第一三极管与第一电流源的节点电位以及第二三极管与第二电流源的节点电位的输出端设有第一单刀双掷开关。本发明专利技术在不需要添加额外的复杂功能电路及功耗开销的前提下，精确地消除了两个运放输入失调误差对检测精度所造成的影响，该结构在不添加额外功能模块及功耗开销的前提下，有效消除运放输入失调对检测精度所造成的影响，从而降低额外电路及功耗开销，芯片面积及功耗显著降低。芯片面积及功耗显著降低。芯片面积及功耗显著降低。

【技术实现步骤摘要】
一种温度检测器中消除运放输入失调影响的电路技术


[0001]本专利技术涉及温度检测器
，更具体地说，本专利技术涉及一种温度检测器中消除运放输入失调影响的电路技术。

技术介绍

[0002]高精度温度检测器芯片一般是利用“两个不同尺寸的双极型晶体管(发射极面积比例为1:n)流过相等大小(或成一定比例倍数)的电流时，它们的基极
‑
发射极电压(VBE)的差值(
⊿
VBE)与绝对温度成正比”的特性，输出一个随温度成正比例变化的电压值，经过运算放大器进行适当放大后，再将其与预先标定好的温度
‑
电压曲线作比对，用于衡量芯片温度的实际值；
[0003]上述
⊿
VBE值在全温度范围内(比如
‑
40℃至130℃)随温度变化一般约几十毫伏量级，但是在CMOS制程工艺中运算放大器的输入失调电压(VOS)一般在几个毫伏量级，若直接用差分运算放大器对两个不同三极管的VBE值进行作差处理，则误差值大小与VBE的绝对值相比不可忽略，影响温度检测精度，且运算放大器的输入失调电压VOS值具有温漂效应，进一步引入了输出电压曲线的温度非线性。
[0004]现有技术存在以下不足：现有技术采用运放输入失调抵消技术解决温漂效应的问题，但是此类技术需要增加额外电路及功耗开销，导致芯片面积及功耗显著增加。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供一种温度检测器中消除运放输入失调影响的电路技术，在不添加额外功能模块及功耗开销的前提下，有效消除运放输入失调对检测精度所造成的影响，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：包括第一电流源以及第二电流源，所述第一电流源的输出端设有第一三极管，所述第二电流源的输出端设有第二三极管，所述第一三极管与第一电流源的节点电位以及第二三极管与第二电流源的节点电位的输出端设有第一单刀双掷开关。
[0007]在一个优选的实施方式中，所述第一单刀双掷开关的输出端设有第一运算放大器，所述第一运算放大器的输出端设有第二运算放大器，所述第二运算放大器的输出端设有第二单刀双掷开关，由电流镜产生的两路大小相等的电流Is分别灌入三极管Q1和Q0的集电极，产生两个节点电位VBE1和VBE0，VBE1&VBE0分别与单刀双掷开关SPDT1的两个输入端相连接，单刀双掷开关SPDT1的选通控制信号由振荡器OSC输出的方波脉冲信号所控制，其输出端与运算放大器OP1的正相输入端相连接，运算放大器OP1的反相输入端与自身输出端相连接(即连接成单位增益负反馈形式)，其输出端与电阻R0一端相连，电阻R0的另一端与运算放大器的反相输入端及电阻R1的一端相连接。
[0008]在一个优选的实施方式中，所述第一三极管与第一电流源电性连接，所述第二三极管与第二电流源电性连接，所述第一单刀双掷开关、第一运算放大器、第二运算放大器以
及第二单刀双掷开关之间串联，第一单刀双掷开关的选通控制信号由振荡器输出的方波脉冲信号(分别对应φ和/φ时段)所控制，其输出端与第一运算放大器的正相输入端相连接，第一运算放大器的反相输入端与自身输出端相连接，即连接成单位增益负反馈形式，第一运算放大器输出端与第一电阻一端相连，第一电阻的另一端与第二运算放大器的反相输入端及第二电阻的一端相连接，第二运算放大器的正相输入端与第一三极管的基极和集电极相连接，节点电位为VBE，第二运算放大器输出端与第二电阻的另一端及第二单刀双掷开关的两个输入端相连，模数转换器的输入端与第二单刀双掷开关的输出端相连接，模数转换器输出端与寄存器/数字减法器的输入端相连接，模数转换器ADC的输出结果为nbits数字码，在振荡器输出信号的φ时段，其输出数字码为DOUT，在振荡器输出信号的/φ时段，其输出数字码为DOUT，DOUT和DOUT数字码被寄存器/数字减法器所存储，在振荡器信号的每个周期结束时刻，寄存器/数字减法器对DOUT和DOUT进行作差运算，最终输出数字码DOUT
‑
DOUT，用于表征实时环境温度。
[0009]在一个优选的实施方式中，所述第一运算放大器的输出端设有第一电阻，且所述第一电阻的输出端与第二运算放大器电性连接，所述第一电阻的输出端设有第二电阻，且所述第二电阻与第二运算放大器并联，第一三极管以及第二三极管的电流源为成一定比例倍数的电流，第一电阻以及第二电阻的实际取值及比例关系根据实际温度监控范围的不同需求进行调整，模数转换器的分辨率根据实际应用要求进行调整，振荡器的频率根据实际温度监控采集周期进行调整，第一三极管以及第二三极管的版图布局为：“九宫格”形式。
[0010]在一个优选的实施方式中，所述第一单刀双掷开关以及第二单刀双掷开关的输出端设有振荡器，且所述第一单刀双掷开关以及第二单刀双掷开关均与振荡器信号连接，运算放大器的正相输入端与三极管Q0的基极和集电极相连接，其输出端与电阻R1的另一端及单刀双掷开关SPDT2的两个输入端相连，模数转换器ADC的输入端与单刀双掷开关SPDT2的输出端相连接，其输出端与数字模块的输入端相连接，模数转换器ADC的输出结果为nbits数字码，在振荡器OSC输出信号的φ时段，其输出数字码为DOUT0；在振荡器OSC输出信号的/φ时段，其输出数字码为DOUT1，DOUT0&DOUT1数字码被寄存器所存储，在OSC信号的每个周期结束时刻，数字减法器对DOUT0和DOUT1进行作差运算，最终输出数字码DOUT1
‑
DOUT0，其用于表征实时环境温度。
[0011]在一个优选的实施方式中，所述第二单刀双掷开关的输出端设有模数转换器，所述模数转换器的输出端设有寄存器/数字减法器，且所述寄存器/数字减法器与模数转换器电性连接，所述模数转换器与第二单刀双掷开关电性连接。
[0012]在一个优选的实施方式中，所述第一运算放大器的正极与第一单刀双掷开关的输出端电性连接，所述第一运算放大器的负极与输出端相连接，所述第一电阻的输出端与第二电阻的输入端连接，所述第二运算放大器的负极与第一电阻电性连接，所述第二运算放大器的正极接入节点电位，所述第二运算放大器与第二电阻并联，所述第一单刀双掷开关以及第二单刀双掷开关电路在φ时段计算表达式为：
[0013][0014]由表达式(1)可算出：
[0015][0016]在一个优选的实施方式中，所述第一单刀双掷开关(5)以及第二单刀双掷开关(8)电路在/φ时段计算表达式为：
[0017][0018]由表达式(3)算出：
[0019][0020]由表达式(2)和(4)算出：
[0021][0022]由表达式(5)中可见，第一运算放大器6以及第二运算放大器7的输入失调电压Vos1及Vos2在运算过程中被消除。
[0023]本专利技术的技术效果和优点：
[0024]本专利技术在不需要添加额外的复杂功能电路(如chopping技术)及功耗开销的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温度检测器中消除运放输入失调影响的电路技术，包括第一电流源(1)以及第二电流源(2)，所述第一电流源(1)的输出端设有第一三极管(3)，所述第二电流源(2)的输出端设有第二三极管(4)，其特征在于：所述第一三极管(3)与第一电流源(1)的节点电位以及第二三极管(4)与第二电流源(2)的节点电位的输出端设有第一单刀双掷开关(5)。2.根据权利要求1所述的一种温度检测器中消除运放输入失调影响的电路技术，其特征在于：所述第一单刀双掷开关(5)的输出端设有第一运算放大器(6)，所述第一运算放大器(6)的输出端设有第二运算放大器(7)，所述第二运算放大器(7)的输出端设有第二单刀双掷开关(8)。3.根据权利要求2所述的一种温度检测器中消除运放输入失调影响的电路技术，其特征在于：所述第一三极管(3)与第一电流源(1)电性连接，所述第二三极管(4)与第二电流源(2)电性连接，所述第一单刀双掷开关(5)、第一运算放大器(6)、第二运算放大器(7)以及第二单刀双掷开关(8)之间串联。4.根据权利要求2所述的一种温度检测器中消除运放输入失调影响的电路技术，其特征在于：所述第一运算放大器(6)的输出端设有第一电阻(12)，且所述第一电阻(12)的输出端与第二运算放大器(7)电性连接，所述第一电阻(12)的输出端设有第二电阻(13)，且所述第二电阻(13)与第二运算放大器(7)并联。5.根据权利要求2所述的一种温度检测器中消除运放输入失调影响的电路技术，其特征在于：所述第一单刀双掷开关(5)以及第二单刀双掷开关(8)的输出端设有振荡器(9)，且所述第一单刀双掷开关(5)以及第二单刀双...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国瑞，张福泉，汪金铭，王圣礼，
申请(专利权)人：上海旻森电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：