펄스 수축방식 기반의 지연버퍼를 이용한온-칩 디지털 온도센서
On-Chip Digital Temperature Sensor Using Delay Buffers Based the Pulse Shrinking Method
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초록
본 논문은 동일 크기의 인버터 체인을 가진 지연 버퍼를 사용한 펄스 수축방식에 기반된 CMOS 온도 센서를 제안한다. 온도 센서는 2 개의 서로 다른 온도 지연 라인을 가진 온도에 비례하여 펄스를 생성하는 온도-펄스 변환기( TPC)와 공정 변화에 민감하지 않도록 동일 크기를 가진 인버터 체인을 사용하여 펄스를 수축하여 디지털 값으로 변환하는 시간-디지털 변환기(TDC)로 구성된다. 칩은 공급 전압이 3.3 V인 0.35 ㎛ CMOS 공정을 이용하여 0.49 ㎛ x 0.23 ㎛의 면적으로 구현되었다. 측정 결과 0 °C～100 °C의 온도 센서 범위에 분해능은 9-비트 데이터에서 0.24°C/bit를 가진다.
Abstract
This paper proposes a CMOS temperature sensor using inverter delay chains of the same size based on the pulseshrinking method. A temperature-pulse converter (TPC) uses two different temperature delay lines with inverter chainsto generate a pulse in proportion to temperature, and a time-digital converter (TDC) shrinks the pulse using inverterchains of the same size to convert pulse width into a digital value to be insensitive to process changes. The chip wasimplemented with a 0.49 ㎛ x 0.23 ㎛ area using a 0.35 ㎛ CMOS process with a supply voltage of 3.3V. Themeasurement results show a resolution of 0.24 °C/bit for 9-bit data for a temperature sensor range of 0 °C to 100 °C.
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