طراحی در سطح سیستم یک سنسور هوشمند دما با خروجی duty cycle در تکنولوژی cmos 0.7µm استاندارد

در این پروژه به بررسی سیستمی یک حسگر هوشمند دما در تکنولوژی استاندارد m?7/0 cmos پرداخته ایم. این حسگر از تابعیت دمایی ولتاژ بیس امیتر ترانزیستورهای دوقطبی پارازیتی موجود در این تکنولوژی استفاده می کند. سیگنال خروجی این حسگر یک موج مربعی است که duty cycle آن به صورت خطی وابسته به دما است. در حال حاضر، نمونه ی مشابهی از این مدار در تکنولوژی bjt در بازار موجود است، اما به دلیل تفاوت های بنیادی بین این دو تکنولوژی (cmos و bjt) همچون مقدار آفست(offset) و ناهمسانی (mismatch) قابل ملاحظه، از تکنیک های متعددی همچون chopping و dem در مدار بررسی شده در این پروژه استفاده شده است. این تکنیک ها قادر به حذف کامل خطاها نیستند، بنابراین با شبیه سازی درmatlab، خطای باقیمانده محاسبه شده و پارامترهای مدل ماکروی بلوک ها مشخص گردیده اند. این پارامترها باید به گونه ای انتخاب شوند که خطای ?3 در گستره ی دمایی 45- تا 130 درجه کمتر از یک درجه ی سانتیگراد بوده و حد تفکیک (resolution) در زمان اندازه گیری ms10 کمتر از mk10 باشد. این مدار برای ولتاژ تغذیه ای بین 7/2 تا 5/5 ولت و حدکثر جریان مصرفی ?a100 طراحی شده است. بررسی ها نشان داده اند که با وجود 2% ناهمسانی بین ماسفت ها، 7% ناهمسانی بین bjtها، 1/0% ناهمساتی بین مقاومت ها، mv1 آفست و db90 گین برای تقویت کننده ی عملیاتی ptat-amp، و mv5 آفست و db70 گین برای تقویت کننده ی عملیاتی vbe-amp خطای ?3 زیر 1 درجه خواهد بود. همچنین مقاومت خروجی منابع جریان باید بیشتر از g?3 و پهنای باند تقویت کننده ی عملیاتی vbe-amp باید تقریبا 14 برابر فرکانس خروجی باشد.