应用于无源RFID标签的BICMOS温度传感器

基于IBM 0.18μm SiGe BICMOS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(PTAT)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码进行处理得到一个宽度为200μs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0.03 mm2,温度在-100~120℃范围内变化时,振荡器输出频率范围由800 kHz~1.8 MHz。在1.8 V电源电压下,温度传感器平均输出电流约为13μA,芯片测试结果的有效分辨率可以达到0.864 LSB/℃。     

应用于RFID的超低功耗CMOS温度传感器设计

针对融合射频识别( RFlD)的无线温度传感器节点设计的需求,采用0. 18μm 1P6M台积电CMOS工艺,设计了一种低功耗集成温度传感器.该温度传感器首先将温度信号转换为电压信号,然后通过经压控振荡器将电压信号转换为受温度控制的频率信号,再通过计数器,将频率信号转换为数字信号.传感器电路利用MOS管工作在亚阈值区,并采用动态阈值技术获得超低功耗.测试结果显示:所设计的温度传感器仅占用0. 051 mm2 ,功耗仅为101 nW,在0~100℃范围内误差为-1. 5~1. 2℃.     

集成于无源RFID标签的温度传感器设计

针对无源无线射频识别(RFID)标签的低功耗设计要求,设计了一种基于环形振荡器的CMOS温度传感器.该传感器首先产生一个与绝对温度成正比PTAT电流,然后通过环形振荡反相器来产生相应的PTAT频率,最后利用计数器来实现频率-数字之间的转换.测试结果表明:该温度传感器实现了125nW的超低功耗,在-40~80℃范围内,误差仅为-0.7/1.2℃,特别适合集成于无源RFID标签中.     

集成温度传感器的无源UHF RFID标签设计与验证

针对超高频EPC C1 Gen-2协议,设计了一款集成温度传感器的无源RFID标签。系统整体构架包括射频模拟前端、数字逻辑控制电路、温度传感电路和EEPROM存储器四部分。通过复用模拟前端电路产生的电流作为温度转换模块的偏置电流,采用时域数字量化法设计出极低功耗的温度传感电路。基于SMIC 0.18 μm 2P4M CMOS工艺库的仿真结果表明,所设计温度传感器的功耗仅为100nW。集成温度传感器的RFID标签的电路仿真及FPGA验证结果表明,所设计传感标签芯片的测温范围在-20℃～80℃,有效分辨率为0.4℃。     

一种应用于MEMS频率基准的CMOS温度传感器

本文提出了一种应用于MEMS频率基准温度补偿的CMOS温度传感器.该温度传感器基于文氏电桥(Wien-Bridge,WB)带通滤波器.当使用频率为带通滤波器截止频率的互补方波信号驱动电桥时,其输出电流会产生与温度相关的相位偏移.该相位偏移可以通过相位域delta-sigma调制器数字化.输出比特流的平均值表示温度信息....     

基于无源超高频RFID温度标签的温度监测系统

设计一种基于无源超高频(UHF)射频识别(RFID)温度标签的温度监测系统.系统由课题组自主研发的无源超高频RFID温度标签、Speedway R220商用阅读器和上位机应用软件组成,实现了物品身份识别、温度实时测量和显示的功能.为提高温度标签的测温精度,提出了一种自适应功率匹配算法,使得天线扫描范围内的多个标签都能在最佳测温功率下测温.测试结果表明:当温度标签与阅读器天线的距离分别为0.5,1.0,1.5m时,测温误差小于±1℃.     

应用于无源RFID标签的CMOS温度传感器

针对无源RFID标签功耗受限、芯片面积小的特点,采用SMIC 0.18 μm RF CMOS工艺设计了一种温度传感器.利用MOS管沟道电流的温度特性,设计了两种带有偏置电流源的延迟单元,通过其相互补偿产生脉冲与温度相关以提取温度信息.设计了后续电路将提取的温度信息转换成数字信号供RFID标签数字控制模块使用.仿真结果表明,当温度范围为-20～80 ℃时,温度传感器精度为0.8 ℃;标签芯片供电电压为1.8 V时,传感器芯片总的工作电流为440 nA,标签芯片模拟前端电路总工作电流为5 μA.     

集成于无源UHF RFID标签的宽温测范围CMOS温度传感器

针对无源UHF RFID标签温度测量范围小、功耗等问题,本文提出了一种集成于无源UHF RFID标签的宽温测范围CMOS温度传感器。本文设计采用UMC 0.18μm 1P6M CMOS工艺进行设计,提出一种新温度脉冲转换电路结构产生随温度变化的脉冲,从而实现了宽温度测量。仿真结果表明:当温度范围在-75℃~125℃时,温度脉冲宽度变化近220μs,标签芯片供电电压为1.5V时,室温时新增的温度传感器模块功耗仅为200 nW,温度传感器精度为0.45℃/LSB。测试结果:在-5℃~45℃范围内进行测试,温度传感器精度为0.48℃/LSB,其中在室温25℃左右振荡器频率2.087 MHz,脉冲宽度大约110μs,异步计数器显示为011011000。     

基于CMOS阈值电压设计的电压基准源

基于TSMC 0.18μm标准CMOS工艺,提出了一种新型无电阻低温漂电压基准源。通过采用CMOS阈值电压（Vth）和与温度成正比的电压（VPTAT）作为基础线性温度单元加权求和的方式,消除了电压基准源输出中残留的非线性温度分量,最终得到高精度的电压基准输出。其中CMOS阈值电压由无电阻结构产生,VPTAT的产生和与CMOS阈值电压的加权求和由非对称差分运放完成。实测结果证明,在-55℃～125℃温度范围内,电压基准源输出为1.23 V,温度系数为4.5 ppm/℃。在无滤波电容的情况下,基准电源抑制比可达-93 dB。     

基于RFID的电力温度监控系统的软件分析与设计

在分析和比较现有电力测温技术的基础上,从标签的选用和读卡器的设计两方面介绍了一种新型的射频监控系统的设计方案,重点介绍了系统在Window CE操作系统下的软件功能的设计,并给出了系统软件设计的整体流程图。     

High-performance low-leakage regions of nano-scaled CMOS digital gates under variations of threshold voltage and mobility

We propose a modeling methodology for both leakage power consumption and delay of basic CMOS digital gates in the presence of threshold voltage and mobility variations. The key parameters in determining the leakage and delay are OFF and ON currents, respectively, which are both affected by the variation of the threshold voltage. Additionally, the current is a strong function of mobility. The proposed methodology relies on a proper modeling of the threshold voltage and mobility variations, which may be induced by any source. Using this model, in the plane of threshold voltage and mobility, we determine regions for different combinations of performance (speed) and leakage. Based on these regions, we discuss the trade-off between leakage and delay where the leakage-delay-product is the optimization objective. To assess the accuracy of the proposed model, we compare its predictions with those of HSPICE simulations for both basic digital gates and ISCAS85 benchmark circuits in 45-, 65-, and 90-nm technologies.     

一种电压输出型CMOS集成电容湿度传感器

设计一种湿度传感器。该传感器选用聚酰亚胺作为湿度传感器的感湿介质,采用叉指电容式结构以增加感湿灵敏度,以电荷转移电路为微电容测量电路,用0.35μm多晶硅栅进行设计,形成单片集成湿度传感器。整个组成电路均与CMOS工艺兼容。仿真结果表明:在测量激励方波激励下,片上湿度传感器在27℃下模拟显示出较好的直流电压输出特性。     

基于阈值电压差原理的CMOS电压基准源

设计了一种新型的纯MOS结构电压基准源,提出了一个基于简单偏置电路的电流相加电路,利用该电路中具有与电源电压无关且与环境温度成反比特性的和式电流,改善了PMOS和NMOS阈值电压差电路输出电压的温度性能,提高了电压基准源的精度。     

一种低压低功耗的亚阈型CMOS基准电压源

介绍一种低压、低功耗和低温度系数CMOS基准电压源,该基准电压源的核心MOSFET工作在亚阈值区,采用亚阈值型MOSFET低于某个特定偏置点时,具有负温度系数的特点.电路用标准的0.35 μm CMOS工艺设计,在-40℃～+110℃范围的温度系数为262.6 ppm/ ℃时,基准的输出电压为345.36 mV.本文也...     

一种SiC高温温度传感器

理论表明,当流过SiC肖特基势垒二极管的正向电流恒定时,在一定温度范围内,器件两端的正向压降与温度变化之间存在线性关系。利用此特性,可以制造SiC高温温度传感器。阐述了SiC高温温度传感器的工作原理、结构特点和工艺过程,介绍了传感器系统的结构。系统的测温范围在0～500℃,测量准确度可达0.5℃。     

基于CMOS传感器的图像质量评价

根据基于CMOS传感器的成像设备所获取图像的特点,提出一种针对CMOS传感器的全参考图像质量评价算法.该算法利用方向梯度直方图和信息熵理论建立图像结构规则度的有效表达方式,并结合结构规则度和亮度信息表征图像的质量.实验结果表明:对于多类常见干扰图像,所提算法的客观分数与图像主观分数的相关系数可达到0.95以上.该算法可以作为评估和提升CMOS传感器性能、改善相机成像质量的重要基准.     

一种新型片内CMOS集成温度传感器的设计

设计一种与CMOS工艺完全兼容的集成温度传感器,依据阈值电压和载流子迁移率随温度的变化关系,将阈值电压差微小变化转换成频率,输出数字型温度检测结果,电路结构简单、能够自启动.用Spectre对其性能进行仿真分析,结果表明:该传感器具有线性好、灵敏度高,并易于和片上系统一次性集成等特点.     

Effects of non-fatal electrostatic discharge on the threshold voltage degradation in nano CMOS devices

Dear editor, We have conducted experiments by directly applying trans-mission line pulse(TLP)on MOS devices and revealed that non-fatal electrostatic discharge(...     

集成于无源UHF RFID标签的新结构CMOS温度传感器

设计了一种集成于无源UHF RFID标签芯片的新结构温度传感器.利用高PSRR共源共栅结构的电流镜偏置电路产生两路温度系数相反的电流,实现了偏置电流对电源电压和温度补偿.与温度相关的脉冲信号由类似差分的结构产生,有效的克服了工艺偏差导致的误差.计数时钟信号由标签内部振荡器提供,振荡器频率受偏置电流控制近似与电源电压和温...     

基于CMOS传感器的以太网相机的研究与实现

给出了一种由CMOS面阵彩色图像传感器、视频解码器芯片、单片机、CPLD,SRAM阵列和以太网芯片组成的以太网相机的实现方案.阐述了M-JPEG压缩、推挽式图像序列暂存,UDP协议的实现、上位采集软件的编制等多个重要环节的实现方法.在此基础上搭建了以太网相机系统,进行了实际检测,并具体应用于车载式图像采集系统中.