集成于无源RFID标签芯片的CMOS温度传感器设计.pdf

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1、论文题目集成于无源RFID标签芯片的CMOS温度传感器设计专业学位类别工程硕士学号201022020667作者姓名简足勇指导教师薛红喜教授万方数据分类号密级注1UDC学位论文集成于无源RFID标签芯片的CMOS温度传感器设计（题名和副题名）简足勇（作者姓名）指导教师薛红喜教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2013.04论文答辩日期2013.05学位授予单位和日期电子科技大学2013年06月26日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。万方数据DESIGNACMOST

2、EMPERATURESENSORINTEGRATEDINPASSIVERFIDTAGCHIPAThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ElectronicsandCommunicationsEngineeringAuthor:ZuyongJianAdvisor:HongxiXueSchool:SchoolofElectronicEngineering万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标

3、注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：简足勇日期：2013年05月31日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者

4、签名：简足勇导师签名：薛红喜日期：2013年05月31日万方数据摘要摘要集成了传感器的RFID标签芯片是近年来RFID领域研究和发展的热点，其利用RFID技术的非接触方式获取目标对象的温度、湿度、位置和相关环境参数等，使得传感器技术与RFID技术的结合变的非常热门和得到广泛的应用。本文介绍集成于无源RFID标签芯片的CMOS温度传感器设计，该CMOS温度传感器集成于13.56MHz的高频无源RFID标签芯片上。在设计集成于无源RFID标签芯片的CMOS温度传感器时，主要考虑功耗和精度两个方面的问题。本文重点研究了CMOS工艺中寄生双极型晶体管（BJT）的温度特性，比较了

5、标准数字CMOS工艺中两种不同的寄生双极型晶体管（横向寄生晶体管和纵向衬底寄生晶体管）的特性，得出纵向衬底寄生晶体管更适合用来设计高精度的温度传感器。研究了斩波技术的基本原理以及其运用于运放设计中的优势，利用斩波技术设计了一个低温度系数的带隙基准源，有效的减少了运放的失调和低频噪声，大大的提高了带隙基准的输出信号精度，同时加入了VBE线性化来补偿高阶非线性项，得到了一个低温度系数、高精度的基准信号。还研究了利用寄生BJT来感应温度的原理及电路设计，利用斩波运放设计出了一个高线性度的PTAT(与绝对温度成正比)电压产生电路，并通过动态元件匹配技术来精确匹配两条支流电流比值

6、，提高了感温电路的测温精度与线性度。采用Tower0.18um2P6M标准CMOS逻辑工艺，基于Cadence平台对电路进行设计与仿真，仿真结果表明带隙基准源在-20℃-100℃温度范围内，输出电压只变化了0.35mv，温度系数为4.2ppm/℃。测温电路灵敏度约为3.1mv/℃，具有很好的线性度与测温性能。关键词：无源RFID，温度传感器，带隙基准源，感温电路I万方数据ABSTRACTABSTRACTInrecentyears,theRFIDtagchipintegratedsensorisahotspotofresearchanddevelopmentinthefi

7、eldofRFID,usingnon-contactmannerofRFIDtechnologytoobtainthetargetobjecttemperature,humidity,locationandrelatedenvironmentalparameters,makethecombinationofsensortechnologyandRFIDtechnologybecomesverypopularandhasbeenwidelyused.ThisthesisdescribesthedesignofCMOStemperatures