应用于无源RFID标签的BICMOS温度传感器.pdf

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1、68传感器与微系统(TⅢsducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第l期应用于无源RFID标签的BICMOS温度传感器周恩辉，肖谧，毛陆虹，张世林，谢生(天津大学电子信息工程学院，天津300072)’摘要：基于IBM0．18IxmSiGeBICMOS工艺，采用温度脉冲转换方式设计了一种应用于无源RFID标签的温度传感器。与绝对温度呈正比(FFAT)的电流源和电流饥饿环型振荡器产生频率与温度呈正相关的振荡信号。作为计数器的时钟信号；用数字模块对接收的帧头代

2、码进行处理得到一个宽度为200txs的脉冲信号，作为计数器的使能信号；利用时域数字量化方式就可以得到不同温度下的数字信号。温度传感器总面积为0．03mm2，温度在-100—120℃范围内变化时，振荡器输出频率范围由800kHz～1．8MHz。在1．8V电源电压下，温度传感器平均输出电流约为13A，芯片测试结果的有效分辨率可以达到0．864LSB／℃。关键词：温度传感器；振荡器；射频识别；SiGeBICMOS中图分类号：TN433；TN492文献标识码：A文章编号：1000--9787(2014)

3、01-0068-04BICMOStemperaturesensorappliedinpassiveRFIDtagsZHOUEn-hui，XIAOMi，MAOLu-hong，ZHANGShi—lin，XIESheng(SchoolofElectronicandInformationEngineering，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：BasedonIBM0．18mSiGeBICMOSprocess，akindoftemperature

4、sensorappliedinpassiveRFIDtagbyadoptingtemperature—to—pulseconversionmodeisdesigned．Thecurrent—starveringoscillator，combinedwithATcurrentsource．generatesoscillationsignalwhose~equencyispositivecorelationtotemperatureandworksasclocksignalofcounter．Apu

5、lsesignalwhosewidthis200scanbeobtainedbyprocessingreceivedframeheadercodeusedigitalmoduleandservesasenablesignalofcounter．Withtime—domaindigitalquantizationmode，digitalsignalunderdifferenttemperaturecanbeobtained．Thetemperaturesensorhasatotalareaof0．

6、03mm2。withintemperaturerangeof一100～120cc，outputfrequencyrangeof800kHz一1．8MHz．Whenworkingat1．8V，averageoutputcurrentisabout13A，andtheeffectiveresolutionofchiptestresultcanreach0．864LSB／℃．Keywords：temperaturesensor；oscillator；RFID；SiGeBICMOS0引言响的宽脉冲进行计

7、数，或者用一个输出时钟信号与温度相射频识别(RFID)技术作为20世纪9O年代兴起的自关的时钟信号对一个不受温度变化影响的脉冲进行计动识别技术，具有无需人工干预、寿命长、快速读写、多目标数J。第一种结构通过失调消除、器件匹配或者室温校准移动识别定位等优于传统识别技术的特点，已被广泛用于等技术可以实现很高的精度，但同时具有较大面积和疫苗冷链、建材实验、农业及畜牧业和食品储运等需要实时较高功耗等不足，文献[4]提出了一种精度高达±0．1℃的记录温度变化的行业。近年来，RFID技术与无线传感器网温度传

8、感器，其功耗和面积分别为247．5w和4．5mm。，络的结合已经成为研究的热点，冷链物流的兴起更是为嵌因此，不适用于大规模集成的无源标签，第二种结构面积和入式温度传感器的发展提供了广阔的空间。目前集成的温功耗均大幅度减小，因此，这种结构广泛应用于无源RFID度传感器有2种典型的结构，一种利用A／D转换器将与温标签的温度传感器系统。度有关的电压转换为包含温度信息的数字输出信号；另一本文介绍了一种新型温度传感器结构，利用与温度呈种将频率随温度变化的信号转换为数字输出信号，即利用正相关的时钟信号对恒定