CN102116687B - 温度传感器芯片校准温度精度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温度传感器芯片校准温度精度的方法，设计生产温度传感器芯片，其中包括一校正电路，其半导体带隙电压引起的温度特性曲线为ΔT_real＝AT²+BT+C；确定对称中心温度

在温度传感器芯片测试输出温度为对称中心温度T_αc时通过所述校正电路对参数C值进行调整，以改变温度传感器芯片电路的半导体带隙电压引起的温度特性曲线ΔT_real的顶点值ΔT_{real_1}，使

完成对温度传感器芯片校准温度精度。本发明通过一次温度测试即可达到校准温度传感器芯片最终输出温度精度的目的。

Description

温度传感器芯片校准温度精度的方法

技术领域

本发明涉及半导体集成电路设计及测试技术，特别涉及一种温度传感器芯片校准温度精度的方法。

背景技术

随着集成电路产业的不断发展，以及市场的不断完善，客户对电子产品的要求越来越高，并且要求价格越来越低；这样，为了能控制成本以及提高效率，要求产品在各个方面的支出要尽量低，并且不能影响产品的性能，需要传感器芯片的最终成品测试步骤尽量的简洁，其中单片测试时间不能花费太多，这样便可以控制终测成本。

传统温度传感器芯片校准温度精度的方法，通常是采用三点测温或者两点测温法来校正温度精度，即等同于两点或者多点确定直线的斜率以及平行偏差，通过调整温度传感器芯片电路的半导体带隙电压引起的温度特性曲线ΔT_real＝AT²+BT+C中的一次温度系数B、二次温度系数A，来精确调整温度输出温度曲线与理想等温线的拟合程度，这些方法虽然精确有效，但是测试成本仍然相对较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种温度传感器芯片校准温度精度的方法，通过一次温度测试即可达到校准温度传感器芯片最终输出温度精度的目的。

为解决上述技术问题，本发明的温度传感器芯片校准温度精度的方法，包括以下步骤：

一.设计生产温度传感器芯片，所述温度传感器芯片的电路包括一校正电路，所述温度传感器芯片的电路的半导体带隙电压引起的温度特性曲线为ΔT_real＝AT²+BT+C，其中一次温度系数B、二次温度系数A为常数，所述校正电路用于对参数C值进行校正；

二.根据设计生产时确定的所述温度传感器芯片的电路的半导体带隙电压引起的温度特性曲线ΔT_real＝AT²+BT+C中的一次温度系数B、二次温度系数A，确定半导体带隙电压引起的温度特性曲线ΔT_real的对称中心温度T_αc， $T_{\mathrm{\αc}}=-\frac{B}{2A};$

三.以该对称中心温度T_αc作为温度传感器芯片校准温度精度的测试输出温度点，在温度传感器芯片测试输出温度为对称中心温度T_αc时通过所述校正电路对参数C值进行调整，以改变温度传感器芯片的电路的半导体带隙电压引起的温度特性曲线ΔT_real的顶点值ΔT_{real_1}，

使得ΔT_{real_1}＝0；

四.对所述温度传感器芯片校准温度精度结束。

本发明的温度传感器芯片校准温度精度的方法，通过在设计生产时确定的温度传感器芯片的电路中半导体带隙电压引起的温度特性曲线ΔT_real＝AT²+BT+C的一次温度系数B、二次温度系数A，来确定该半导体带隙电压引起的温度特性曲线的唯一的对称中心温度，温度传感器芯片只需针对对称中心温度进行一次温度测试，然后通过在温度传感器芯片的电路中设置的校正电路对参数C值进行调整即可完成温度传感器芯片温度精度的校准，达到校准目的。该方法相对于现有的通过两个或者多个温度点测试进行温度传感器芯片校准温度精度的方法，降低了终测校准温度时耗费的测试步骤以及测试时间，节省了大量测试的成本，并且大大提高了温度传感器芯片量产终测的效率，既满足了测试校准温度传感器芯片性能的目的，也大大节约了测试时间成本，为控制温度传感器芯片的整体成本起到了积极作用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是温度传感器芯片测量输出温度特性曲线示意图；

图2是半导体带隙电压引起的温度特性曲线示意图；

图3是本发明的温度传感器芯片校准温度精度的方法一实施方式流程图。

具体实施方式

本发明的温度传感器芯片校准温度精度的方法一实施方式如图3所示，包括以下步骤：

一.设计生产CMOS工艺温度传感器芯片，所述CMOS工艺温度传感器芯片电路包括一校正电路，所述CMOS工艺温度传感器芯片电路的半导体带隙电压引起的温度特性曲线为ΔT_real＝AT²+BT+C，其中一次温度系数B、二次温度系数A为常数，所述校正电路用于对参数C值进行校正；

二.根据设计生产时确定的所述CMOS工艺温度传感器芯片电路的半导体带隙电压引起的温度特性曲线ΔT_real＝AT²+BT+C中的一次温度系数B、二次温度系数A，确定半导体带隙电压引起的温度特性曲线ΔT_real的对称中心温度T_αc， $T_{\mathrm{\αc}}=-\frac{B}{2A};$

三.以该对称中心温度T_αc作为CMOS工艺温度传感器芯片校准温度精度的测试输出温度点，在CMOS工艺温度传感器芯片测试输出温度为对称中心温度T_αc时通过所述校正电路对参数C值进行调整，以改变CMOS工艺温度传感器芯片电路的半导体带隙电压引起的温度特性曲线ΔT_real的顶点值ΔT_{real_1}，

使得ΔT_{real_1}＝0；

四.对所述CMOS工艺温度传感器芯片校准温度精度结束。

温度传感器芯片，测量输出温度特性曲线一示例如图1所示，图1中横坐标为参考标准温度Ta，纵坐标为温度传感器芯片测量输出温度，图1中的直线为两温度相等线，温度传感器芯片的实际测量输出曲线偏离于两温度相等线，而温度传感器芯片测试校准的目标是使实际测量输出曲线更加靠近两温度相等线。在实际测量输出曲线中可以看到，该曲线中叠加了一个由温度传感器芯片半导体带隙电压引起的温度特性曲线，将该半导体带隙电压引起的温度特性曲线进行处理得到图2，可以直观看到半导体带隙电压引起的温度特性曲线对温度传感器芯片测量输出的温度的准确性的影响，图2中的半导体带隙电压引起的温度特性曲线展开，近似为二次曲线，可以根据系统要求在设计生产CMOS工艺温度传感器芯片时设定温度传感器芯片电路半导体带隙电压引起的温度特性曲线ΔT_real的表达式为ΔT_real＝AT²+BT+C，并确定其中一次温度系数B及二次温度系数A的值，温度传感器电路中与参数A、B有关的值不受工艺变化的影响，唯一会使得温度传感器芯片测量输出温度变化的因素会体现在参数C值。

所以，利用二次曲线顶点特性来确定二次曲线对称轴的唯一性，可以通过温度传感器芯片电路设计生产中确定的温度特性曲线ΔT_real的一次温度系数B及二次温度系数A的值，确定半导体带隙电压引起的温度特性曲线ΔT_real的对称中心温度，即对称中心温度

固定，以该对称中心温度作为温度传感器芯片校准温度精度的测试输出温度点，再通过在温度传感器芯片电路中设置的校正电路对参数C值进行调整，以改变温度传感器芯片电路半导体带隙电压引起的温度特性曲线ΔT_real的顶点值ΔT_{real_1}，即式中只有C为可调非确定变量，当校正使得ΔT_{real_1}＝0时，该温度传感器芯片测量输出的与对称中心温度相等的温度同参考标准温度Ta偏差为0，从而温度传感器芯片测量输出其他相应温度范围内的温度同参考标准温度Ta偏差也会最小，这样便可以达到通过一次温度测试即可校准温度传感器芯片最终输出温度精度的目的。

本发明的温度传感器芯片校准温度精度的方法，通过在设计生产时确定的温度传感器芯片电路中半导体带隙也压引起的温度特性曲线ΔT_real＝AT²+BT+C的一次温度系数B、二次温度系数A，来确定该半导体带隙电压引起的温度特性曲线的唯一的对称中心温度，温度传感器芯片只需针对对称中心温度进行一次温度测试，然后通过在温度传感器芯片电路中设置的校正电路对参数C值进行调整即可完成温度传感器芯片温度精度的校准，达到校准目的。该方法相对于现有的通过两个或者多个温度点测试进行温度传感器芯片校准温度精度的方法，降低了终测校准温度时耗费的测试步骤以及测试时间，节省了大量测试的成本，并且大大提高了温度传感器芯片量产终测的效率，既满足了测试校准温度传感器芯片性能的目的，也大大节约了测试时间成本，为控制温度传感器芯片的整体成本起到了积极作用。

Claims (2)

1.一种温度传感器芯片校准温度精度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

一.设计生产温度传感器芯片，所述温度传感器芯片的电路包括一校正电路，所述温度传感器芯片的电路的半导体带隙电压引起的温度特性曲线为ΔT_real＝AT²+BT+C，其中一次温度系数B、二次温度系数A为常数，所述校正电路用于对参数C值进行校正；

二.根据设计生产时确定的所述温度传感器芯片的电路的半导体带隙电压引起的温度特性曲线ΔT_real＝AT²+BT+C中的一次温度系数B、二次温度系数A，确定半导体带隙电压引起的温度特性曲线ΔT_real的对称中心温度T_αc， $T_{\mathrm{\αc}}=-\frac{B}{2A};$

三.以该对称中心温度T_αc作为温度传感器芯片校准温度精度的测试输出温度点，在温度传感器芯片测试输出温度为对称中心温度T_αc时通过所述校正电路对参数C值进行调整，以改变温度传感器芯片的电路的半导体带隙电压引起的温度特性曲线ΔT_real的顶点值ΔT_{real_1}，

使得ΔT_{real_1}＝0；

四.对所述温度传感器芯片校准温度精度结束。

2.根据权利要求1所述的温度传感器芯片校准温度精度的方法，其特征在于，所述温度传感器芯片为CMOS工艺制作。

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