无源UHF RFID标签集成新型CMOS温度传感器设计

本文主要探讨了一种创新的温度传感器设计，该传感器被集成到无源超高频(UHF)射频识别(RFID)标签中。这种集成式解决方案旨在提高温度测量的精度和鲁棒性，特别是在工业和物联网应用中，对环境感知能力的需求日益增长。 论文的核心是利用高共源共栅结构的电流镜偏置电路，这一电路设计的关键在于能够产生具有相反温度系数的两路电流。这样，通过对比这两路电流，可以实现对电源电压变化和温度变化的双重补偿，从而减小因外部条件变化导致的测量误差。这种设计特别强调了对工艺偏差的抵抗能力，通过类似差分结构的信号处理，确保了温度相关信号的稳定输出。 此外，论文指出，计数时钟信号是由RFID标签内部的振荡器提供的，其频率受到偏置电流的控制，相对独立于电源电压和温度。这意味着传感器能够在各种工作条件下保持稳定的时钟性能，这对于实时准确的温度读取至关重要。这项研究采用了SMIC 0.18微米2P4M CMOS工艺进行实现，仿真结果显示，在1.8伏的电源电压下，当温度在-10℃至100℃范围内变化时，偏置电流保持在112纳安级别，这表明传感器具有出色的线性度和稳定性。 这篇论文展示了如何巧妙地将温度传感功能与无源UHF RFID标签的通信能力相结合，以提升系统的能源效率和环境适应性。这种集成技术对于提升物联网设备的智能化和实时监控能力具有重要意义，为未来的智能设备设计提供了新的思路和可能性。