基于无源rfid标签的低功耗温度传感器设计

《基于无源rfid标签的低功耗温度传感器设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、巧麥《巧我少專图硕±学位论文胃．圓讓基于无源ＲＦＩＤ标签的低功耗温度传感器设Ｉ计僻姓名§Ｍ指导教議各、职称李小明Ｍｌ教授ｇ３申请学位类别工学硕壬学校代码10701学号1311122730分类号TN4密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于无源RFID标签的低功耗温度传感器设计作者姓名：曾岩一级学科：电子科学与技术二级学科：微电子学与固体电子学学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：李小明副教授学院：微电子学院提交日期：2016年1月DesignofLowPowerTemperatureSensorBased

2、OnthePassiveRadioFrequencyIdentificationChipAdissertationsubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinMicroelectronicsandSolidStateElectronicsByZengYanSupervisor:LiXiaomingAssociateProfessorJanuary2016西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的

3、学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢中所罗列的內容Ｗ外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同事对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任。本人签名；Ｊ：日期西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，目Ｐ

4、；研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在。＿年解密后适用本授权书本人签名：导师签名；—季一、ＩＩ日期；）日期；去ｎｙｊ摘要摘要RFID技术经过几十年的发展，在各个领域得到越加广泛的应用，如交通运输、医疗、商业商品自动化等领域。温度传感器作为传感器中非常

5、重要的一类，通过其元件随温度变化的特性来对温度进行检测，并根据温度不同实现对系统的控制，将温度传感器集成于RFID标签芯片有着非常广泛的应用前景。本文设计了一款应用于无源RFID标签芯片上、可对环境温度精确测量、同时具有低功耗特点的CMOS温度传感器。本文所设计的温度传感器主要包括温度检测模块和温度量化模块。温度检测模块包括感温电路和带隙基准，通过感温元件得到与温度成比例的电压/电流和与温度无关的参考电压。论文对传统CMOS工艺下PNP晶体管和工作在亚阈值区MOS管的温度特性进行分析、对比，得到工作在亚阈值区的MOS管具有更低的功耗。利用工作在亚

6、阈值区MOS管的栅极-源极电压差∆VGS与温度成正比的特性，实现感温电路和带隙基准，具有更低功耗的优势；再针对与后级模数转换器ADC的输入范围匹配度，本文专门设计了CTAT（与温度成反比）电路，对感温电路进行改进，将其感温电压的范围从245.7mV提升到709.7mV。论文针对温度检测电路的功耗、精度、以及与后级ADC输入范围匹配度等方面，从系统到模块进行协同改进与折中，设计得到使用的温度检测电路的最终结构。温度量化模块采用低功耗ADC，将温度检测模块得到的感温电压转换为数字信号，对ADC有低功耗、低采样频率、高分辨率的要求。本文设计了一个超低功

7、耗10bitsSARADC，通过对ADC中的电容阵列DAC及其开关时序进行分析和优化，得到一种新型的低功耗单端开关电容阵列。本文设计的新型单端电容阵列的参考电压VREF为0.5V，仅为传统参考电压的一半，功耗约为传统单端开关的1/8。最终得到10bitsSARADC的参考电压为0.5V，输入范围为0V~1V，采样频率为10KS/s，SNR为57.66dB，SFDR为72.48dB，SNDR为57.19dB,有效位数ENOB为9.2bit，功耗为0.046μW，达到了设计指标。论文将温度检测模块与温度量化模块整合，得到CMOS温度传感器的总体架构，

8、通过对整体的温度传感器在SMIC0.18μmCMOS工艺下进行仿真验证，其温度检测的精度达到±0.3℃，总功耗为0.394μW，适用于无