Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering (한국정보통신학회논문지)

The Korea Institute of Information and Commucation Engineering (한국정보통신학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

A Design of Temperature Sensor Circuit Using CMOS Process

CMOS 공정을 이용한 온도 센서 회로의 설계

  • 최진호 (부산외국어대학교 임베디드IT학과)
  • Published : 2009.06.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this work, temperature sensor and control circuit for measuring temperature are proposed. The proposed circuit can be fabricated without additional CMOS fabrication process and the output of proposed circuit is digital value. The supply voltage is 5volts and the circuit is designed by using 0.5${\mu}m$ CMOS process. The circuit for measuring temperature consists of PWM control circuit, VCO, counter and register. consisted The frequency of PWM control circuit is 23kHz and the frequency of VCO is 416kHz, 1MHz and 2MHz, respectively. The circuit operation is analyzed by using SPICE.

본 논문에서는 온도 센서 및 온도 측정을 위한 제어회로를 설계하였다. 설계된 회로는 기존의 방법들과는 달리 일반적인 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 공정에서 추가 공정없이 제작 가능하도록 설계하였으며, 온도는 디지털 값으로 출력 되도록 구성하였다. 설계되어진 회로는 5volts 공급전압을 사용하였으며, 0.5${\mu}m$ CMOS 공정을 사용하였다. 온도 측정을 위한 회로는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어회로, VCO(Voltage controlled oscillator), 카운터 그리고 레지스터로 구성되어 있다. PWM 제어회로의 동작 주파수는 23kHz 이며, VCO의 동작 주파수는 416kHz, 1MHz, 2MHz를 사용하였다. 회로의 동작은 SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)를 사용하여 확인 하였다.

Keywords

References

  1. Altet, A. Rubio,S. Dihaire, E. Schaub and W. Claeys, 'BiCMOS Thermal Sensor Circuit for Built-in Test Purposes,' Electronics Letters, vol.34, no.13, pp.1307-1309, 1998 https://doi.org/10.1049/el:19980947
  2. Cleys. W, et al, 'Lasr probing of thermal behaviour of electronic components and its application in quality and reliability testing,' Microelectron Eng., pp.441-420, 1994
  3. Altet. J., Rubio. A and Tamamoto. H., 'Analysis of the feasibility of dynamic thermal testing in digital circuits,' Proc. 6th. Asian Test Symp., pp.149-154, 1997
  4. M. Tuthill, 'A Switched Crrrent, Switched Capacitor Temperature Sensor in 0.6㎛ CMOS,' IEEE J. Spolid_State Circuits, vol. 33, no. 7, July 1996
  5. M. A. P. Pertijs, A. Niederkorn, X. Ma, B. McKillop, et al, 'A CMOS Smart Temperature Sensor with a 3$\sigma$ Inaccuracy of ${\pm}$0.5${^{\circ}C}$ from -50${^{\circ}C}$ to 120${^{\circ}C}$,' IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 40, no. 2, Feb. 2005
  6. SPICE user's manual
  7. 김수원, 이혁재 공역, '디지털 디자인, '사이텍미디어, 2002
  8. 최 진호, '밴드갭 기준 전압을 이용한 CMOS 전압 제어 발진기의 설계,' 대한전기학회, 52권 10호, pp.425- 430, 2003
  9. I. M. Filanovsky and Sean Sidong Cai., 'Temperature stable BiCMOS voltage - to - frequency converter,' Proc. IEEE International Symposium on Circuits and System, ISCA96, Atlanta, pp.349-352, May, 1996