← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2019第3期Power Management180nm
An 11-nW CMOS Temperature-to-Digital Converter Utilizing Sub-Threshold Current a
提出一种利用亚阈值电流的11nW超低功耗CMOS温度数字转换器。
11nW, -20°C to 80°C, 145mK resolution
CMOS温度数字转换器亚阈值电流超低功耗物联网
▸创新点1：利用亚阈值电流实现温度检测（方法创新）。通过精确测量MOSFET在亚阈值区域的电流特性与温度的依赖关系，实现了高灵敏度的温度检测，解决了传统方法在超低功耗下的精度问题。
▸创新点2：采用两个nMOSFET的电流比值（电路创新）。通过设计两个nMOSFET的漏极电压分别远高于和远低于热电压，利用其电流比值消除工艺偏差，显著提高了温度测量的稳定性和准确性。
▸创新点3：实现超低功耗11nW（系统创新）。通过优化电路设计和亚阈值工作模式，在180nm CMOS工艺下实现了仅11nW的功耗，满足了物联网节点对超低功耗的需求，同时保持145mK的高分辨率。
▸创新点4：两校准点实现宽温区高精度（校准创新）。通过两校准点校正，在-20°C至80°C范围内实现了-0.9/+1.2°C的峰峰值误差，显著提升了温度传感器的实用性和环境适应性。
Abstract
A fully integrated CMOS temperature-to-digital
converter utilizing MOSFETs in the sub-threshold region is pro-
posed. The temperature-to-digital converter achieves the ultra-
low power operation required for Internet of Things (IoT) nodes.
The proposed principle takes the ratio of the sub-threshold
currents of two nMOSFETs whose drain voltages are maintained
well above and well below the thermal voltage, respectively. The
proposed circuit implementation of the temperature-to-digital
converter ac