运行模式切换提升：低误差与高动态范围CMOS温度传感器设计

本文主要探讨了一种创新的基于CMOS工艺的智能温度传感器设计，其核心在于采用运行模式切换策略来降低不匹配误差并提升输出的动态范围。传统的CMOS智能温度传感器由于晶体管的不匹配性，可能会导致测量精度下降，而这种新型电路结构旨在解决这一问题。 论文首先提出了一个新颖的电路结构，它能够在两种不同的运行模式下工作。在理论分析中，与传统电路结构相比，这种新型设计显著降低了超过66%的不匹配误差，这得益于更精细的信号处理和优化的电路配置。这种优化有助于减小温度变化对传感器性能的影响，确保在宽温区间内提供稳定的测量结果。 通过在0.18μm工艺环境下进行仿真，研究发现该传感器在-55℃到125℃的温度范围内，其输出动态范围可达到约90%，这比Pertijs提出的改进结构有明显的提高。这意味着在高温和低温极端条件下，新型传感器仍能保持较高的信号强度变化范围，这对于许多需要宽动态范围应用（如工业自动化、数据中心监控等）来说是极其重要的。 为了验证这些理论预测，作者进行了芯片实测。实测结果显示，新型传感器在-10℃到100℃的温度范围内，其低不匹配误差和高动态范围特性得到了实际验证，进一步证明了设计的有效性和实用性。 这项研究为CMOS智能温度传感器的设计提供了新的解决方案，对于提高温度测量的精度和可靠性具有重要意义。通过运行模式的灵活切换，不仅解决了传统CMOS传感器的不匹配问题，还拓展了其在严苛环境下的应用潜力，为未来的温敏电子设备开发奠定了坚实的基础。