CN107356348B - 一种温度传感器及其温度检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种温度传感器及其温度检测方法，涉及传感器技术领域，为解决现有的温度传感器不能够准确测量温度的问题。所述温度传感器包括：振荡电路、开关电路、第一充放电电路、感测晶体管、第二充放电电路和补偿控制电路；其中补偿控制电路分别与所述第二充放电电路的第二端、调节电压输入端和第一控制信号输入端连接，用于在温度检测阶段中的充电时段，在所述第一控制信号输入端的控制下，控制所述调节电压输入端与所述第二充放电电路的第二端不连接；用于在温度检测阶段中的放电时段，在所述第一控制信号输入端的控制下，控制所述调节电压输入端与所述第二充放电电路的第二端连接。本发明提供的温度传感器用于感测温度。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种温度传感器及其温度检测方法。
背景技术
温度传感器是一种能够感受温度，并将感受到的温度以信号形式输出的传感器。温度传感器的具体工作原理为：温度传感器中的感测晶体管随温度的不同产生不同的电流信号，该电流信号通过控制温度传感器中的充放电电路的充放电速度，来控制温度传感器的信号输出，再通过检测输出的信号的频率来确定温度传感器感测到的温度。
但是在温度传感器的制作过程中，受到制作工艺以及环境因素等影响，会使得温度传感器的感测晶体管发生阈值电压偏移的问题，而阈值电压偏移会影响温度传感器输出信号的频率，导致温度测量结果不够准确。
发明内容
本发明的目的在于提供一种温度传感器及其温度检测方法，用于解决现有的温度传感器不能够准确测量温度的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明的第一方面提供一种温度传感器，包括：
振荡电路，分别与第一节点和信号输出端连接，用于在所述第一节点的控制下，控制所述信号输出端输出振荡信号；
开关电路，分别与电源信号输入端、所述第一节点和所述信号输出端连接，用于在所述信号输出端的控制下，控制所述电源信号输入端与所述第一节点是否连接；
第一充放电电路，分别与所述第一节点和低电位信号输入端连接，用于在所述第一节点的控制下充放电；
感测晶体管，所述感测晶体管的第一极与所述第一节点连接，所述感测晶体管的第二极与所述低电位信号输入端连接，所述感测晶体管的栅极与数据信号输入端连接；
第二充放电电路，所述第二充放电电路的第一端与所述第一节点连接；
补偿控制电路，分别与所述第二充放电电路的第二端、调节电压输入端和第一控制信号输入端连接，用于在温度检测阶段中的充电时段，在所述第一控制信号输入端的控制下，控制所述调节电压输入端与所述第二充放电电路的第二端不连接；用于在温度检测阶段中的放电时段，在所述第一控制信号输入端的控制下，控制所述调节电压输入端与所述第二充放电电路的第二端连接。
进一步地，所述温度传感器还包括感测控制电路，所述感测晶体管的栅极通过所述感测控制电路与所述数据信号输入端连接；所述感测控制电路与第二控制信号输入端连接，用于在温度检测阶段中的充电时段，在所述第二控制信号输入端的控制下，控制所述数据信号输入端与所述感测晶体管的栅极不连接；用于在温度检测阶段中的放电时段，在所述第二控制信号输入端的控制下，控制所述数据信号输入端与所述感测晶体管的栅极连接。
进一步地，所述感测控制电路还用于：在非温度检测阶段中的准备时段和保持时段，在所述第二控制信号输入端的控制下，控制所述数据信号输入端与所述感测晶体管的栅极不连接；所述补偿控制电路还用于：在非温度检测阶段中的准备时段，在所述第一控制信号输入端的控制下，控制所述调节电压输入端与所述第二充放电电路的第二端不连接；在非温度检测阶段中的保持时段，在所述第一控制信号输入端的控制下，控制所述调节电压输入端与所述第二充放电电路的第二端连接。
进一步地，所述振荡电路包括串联的奇数个反相器，所述串联的奇数个反相器中的第一个反相器的输入端与所述第一节点连接，所述串联的奇数个反相器中的最后一个反相器的输出端与所述信号输出端连接。
进一步地，所述开关电路包括第一开关晶体管，所述第一开关晶体管的栅极与所述信号输出端连接，所述第一开关晶体管的第一极与所述电源信号输入端连接，所述第一开关晶体管的第二极与所述第一节点连接。
进一步地，所述感测控制电路包括第二开关晶体管，所述第二开关晶体管的第一极与所述数据信号输入端连接，所述第二开关晶体管的第二极与所述感测晶体管的栅极连接，所述第二开关晶体管的栅极与所述第二控制信号输入端连接。
进一步地，所述补偿控制电路包括第三开关晶体管，所述第三开关晶体管的栅极与所述第一控制信号输入端连接，所述第三开关晶体管的第一极与所述调节电压输入端连接，所述第三开关晶体管的第二极与所述第二充放电电路的第二端连接。
基于上述温度传感器的技术方案，本发明的第二方面提供一种温度检测方法，应用于上述温度传感器，所述方法包括：
在温度检测阶段包括的至少一个检测周期中的充电时段，在第一节点的控制下，振荡电路控制信号输出端输出高电位振荡信号，电源信号输入端输入电源电压Vdd，在所述信号输出端的控制下，开关电路控制所述电源信号输入端与所述第一节点连接，使所述第一节点的电位变为Vdd，并为所述第一充放电电路充电；
在所述温度检测阶段包括的至少一个检测周期中的放电时段，在所述第一节点的控制下，振荡电路控制信号输出端输出低电位振荡信号，在所述信号输出端的控制下，开关电路控制所述电源信号输入端与所述第一节点不连接，调节电压输入端输入第一调节电压Vc，在第一控制信号输入端的控制下，补偿控制电路控制调节电压输入端与第二充放电电路的第二端连接，使第二充放电电路的第二端的电位变为Vc，在所述第二充放电电路的自举作用下，所述第一节点的电位由Vdd变为Vdd+Vc，Vc等于感测晶体管的阈值电压，数据信号输入端输入数据电压Vdata，使所述感测晶体管的栅极的电位变为Vdata，所述感测晶体管导通，第一充放电电路通过所述感测晶体管放电。
进一步地，当温度传感器包括感测控制电路时，在温度检测阶段包括的至少一个检测周期中的充电时段，在第二控制信号端的控制下，感测控制电路控制数据信号输入端与感测晶体管T0的栅极不连接；在所述温度检测阶段包括的至少一个检测周期中的放电时段，在第二控制信号端的控制下，感测控制电路控制所述数据信号输入端与所述感测晶体管的栅极连接，以使所述感测晶体管的栅极的电位变为Vdata。
进一步地，所述方法还包括：在非温度检测阶段包括的准备时段，在所述第一节点的控制下，所述振荡电路控制信号输出端输出高电位振荡信号，电源信号输入端输入电源电压Vdd，在所述信号输出端的控制下，开关电路控制所述电源信号输入端与所述第一节点连接，使所述第一节点的电位变为Vdd，并为所述第一充放电电路充电；
在非温度检测阶段包括的保持时段，在第一控制信号端的控制下，感测控制电路控制所述数据信号输入端与所述感测晶体管的栅极不连接，所述感测晶体管截止，所述调节电压输入端输入第二调节电压Vs，在第一控制信号输入端的控制下，补偿控制电路控制调节电压输入端与第二充放电电路的第二端连接，使第二充放电电路的第二端的电位变为Vs，在所述第二充放电电路的自举作用下，所述第一节点的电位由Vdd变为Vdd+Vs，在所述第一节点的控制下，所述振荡电路控制信号输出端停止输出。
本发明提供的温度传感器中，由感测晶体管产生的漏电流仅与数据电压和电源电压有关，而与感测晶体管的阈值电压没有关系，因此，在温度传感器的制作过程中，即使由于制作工艺以及环境因素的影响，导致温度传感器的感测晶体管发生阈值电压偏移的问题，也不会对感测晶体管工作在饱和状态下产生的漏电流有影响，避免了感测晶体管的阈值电压对温度传感器输出信号的频率的影响，保证了温度测量结果的准确性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有技术中温度传感器的基本结构图；
图2为振荡电路输出的振荡信号示意图；
图3为感测晶体管的漏电流随温度变化曲线的示意图；
图4为感测晶体管的漏电流随阈值电压变化曲线的示意图；
图5为本发明实施例提供的温度传感器的第一基本结构图；
图6为本发明实施例提供的温度传感器的第二基本结构图；
图7为本发明实施例提供的温度传感器的具体结构图；
图8为本发明实施例提供的温度传感器的工作时序图。
附图标记：
1-振荡电路， 2-开关电路，
3-第一充放电电路， 4-第二充放电电路，
5-补偿控制电路， 6-感测控制电路，
N1-第一节点， Vout-信号输出端，
Vdd-电源信号， C1-第一电容，
VSS-低电位信号输入端， T0-感测晶体管，
S1-第一控制信号输入端， Vdata-数据信号，
C2-第二电容， Id-漏电流，
ELVDD-电源信号输入端， Data-数据信号输入端，
Ref-调节电压输入端， Vgs-栅源电压，
S2-第二控制信号输入端， T1-第一开关晶体管，
T2-第二开关晶体管， T3-第三开关晶体管，
P1-充电时段， P2-放电时段，
P3-准备时段， P4-保持时段。
具体实施方式
为了进一步说明本发明实施例提供的温度传感器及其温度检测方法，下面结合说明书附图进行详细描述。
如图1所示，现有的温度传感器一般包括振荡电路1、开关电路2、第一充放电电路3和感测晶体管T0，温度传感器在实际检测温度时，感测晶体管T0根据所要检测的环境温度，产生相应的漏电流，漏电流的大小影响第一充放电电路3的充放电速度，而第一充放电电路3的充放电速度又影响振荡电路1输出的振荡信号的振荡频率，通过检测振荡信号(参见图2)的振荡频率即可确定当前所要检测的环境温度。具体如图3所示，根据感测晶体管T0的温度特性，当温度不同时，感测晶体管T0产生的漏电流不同，且该漏电流能够随温度的不同，呈规律变化，从图3中能够看出，随温度的升高，感测晶体管T0产生的漏电流增大。
但是在温度传感器的制作过程中，受到制作工艺以及环境因素等影响，会使得温度传感器的感测晶体管T0发生阈值电压偏移的问题，而阈值电压发生偏移会导致感测晶体管T0产生的漏电流Id发生偏移，漏电流Id发生偏移又会影响第一充放电电路3的充放电速度，进而对振荡电路1输出的振荡信号的频率产生影响，导致温度传感器对温度的测量结果不准确。具体可参见图4，随着感测晶体管T0的阈值电压的升高，感测晶体管T0产生的漏电流Id降低，曲线向右平移。
基于上述问题的存在，本发明的发明人经研究发现，可以在温度传感器中引入第二充放电电路4和补偿控制电路5，从而改变感测晶体管T0的第一极的电位，使的感测晶体管T0产生的漏电流Id不受其自身的阈值电压的影响，从而解决温度传感器不能够准确测量温度的问题。
具体的，请参阅图5，本发明实施例提供的温度传感器包括：振荡电路1、开关电路2、第一充放电电路3、感测晶体管T0、第二充放电电路4以及补偿控制电路5。
具体的，振荡电路1分别与第一节点N1和信号输出端Vout连接，振荡电路1用于在第一节点N1的控制下，控制信号输出端Vout输出振荡信号；开关电路2分别与电源信号输入端ELVDD、第一节点N1和信号输出端Vout连接，开关电路2用于在信号输出端Vout的控制下，控制电源信号输入端ELVDD与第一节点N1是否连接；第一充放电电路3分别与第一节点N1和低电位信号输入端VSS连接，第一充放电电路3用于在第一节点N1的控制下充放电；感测晶体管T0的第一极与第一节点N1连接，感测晶体管T0的第二极与低电位信号输入端VSS连接，感测晶体管T0的栅极与数据信号输入端Data连接；第二充放电电路4的第一端与第一节点N1连接；补偿控制电路5分别与第二充放电电路4的第二端、调节电压输入端Ref和第一控制信号输入端S1连接，补偿控制电路5用于在温度检测阶段中的充电时段P1，在第一控制信号输入端S1的控制下，控制调节电压输入端Ref与第二充放电电路4的第二端不连接；用于在温度检测阶段中的放电时段P2，在第一控制信号输入端S1的控制下，控制调节电压输入端Ref与第二充放电电路4的第二端连接。
本发明实施例提供的温度传感器在实际应用时，如图8所示，在温度检测阶段包括的至少一个检测周期中的充电时段P1，在第一节点N1的控制下，振荡电路1控制信号输出端Vout输出高电位振荡信号，电源信号输入端ELVDD输入电源电压Vdd，在信号输出端Vout输出的高电位振荡信号的控制下，开关电路2控制电源信号输入端ELVDD与第一节点N1连接，使第一节点N1的电位变为Vdd，并为第一充放电电路3充电，在第一控制信号输入端S1的控制下，补偿控制电路5控制调节电压输入端Ref与第二充放电电路4的第二端不连接，在数据信号输入端Data的控制下，感测晶体管T0截止。
在温度检测阶段包括的至少一个检测周期中的放电时段P2，在第一节点N1的控制下(当前第一节点N1的电位为Vdd)，振荡电路1控制信号输出端Vout输出低电位振荡信号，在信号输出端Vout输出的低电位振荡信号的控制下，开关电路2控制电源信号输入端ELVDD与第一节点N1不连接，调节电压输入端Ref输入第一调节电压Vc，在第一控制信号输入端S1的控制下，补偿控制电路5控制调节电压输入端Ref与第二充放电电路4的第二端连接，使第二充放电电路4的第二端的电位变为Vc，在第二充放电电路4的自举作用下，第一节点N1的电位由Vdd变为Vdd+Vc，其中Vc等于感测晶体管T0的阈值电压Vth，数据信号输入端Data输入数据电压Vdata，使感测晶体管T0的栅极的电位变为Vdata，从而使感测晶体管T0导通，第一充放电电路3通过感测晶体管T0放电。
值得注意的是，上述数据信号输入端Data输入的信号的电平值需要与实际的工作时段的工作过程相匹配，从而实现对感测晶体管T0的控制，满足温度传感器正常工作的需要。
根据上述温度传感器的结构和具体应用时的工作过程可知，本发明实施例提供的温度传感器中，在充电时段P1，能够将第一节点N1的电位变为Vdd，并为第一充放电电路3进行充电，在放电时段P2，通过补偿控制电路5控制调节电压输入端Ref与第二充放电电路4的第二端连接，使第二充放电电路4的第二端的电位变为Vc，并在第二充放电电路4的自举作用下，使第一节点N1的电位由Vdd变为Vdd+Vc，且Vc与感测晶体管T0的阈值电压Vth相等，在数据信号输入端Data的控制下，使感测晶体管T0的栅极的电位变为数据电压Vdata，从而使感测晶体管T0导通，第一充放电电路3能够通过感测晶体管T0放电。
根据上述分析可知：在放电时段P2，当感测晶体管T0导通时，感测晶体管T0的源栅电压Vsg即变为(Vdd+Vth–Vdata)，而感测晶体管T0产生的漏电流Id为：
Id＝k(Vsg-Vth)2 公式(1)
其中k为常数。
将Vsg＝(Vdd+Vth–Vdata)代入到公式(1)中得到：
Id＝k(Vdd+Vth–Vdata-Vth)2＝k(Vdd–Vdata)2 公式(2)
由公式(2)可知，漏电流Id仅与数据电压Vdata和电源电压Vdd有关，而与感测晶体管T0的阈值电压Vth没有关系，因此，在温度传感器的制作过程中，即使由于制作工艺以及环境因素的影响，导致温度传感器的感测晶体管T0发生阈值电压偏移的问题，也不会对感测晶体管T0工作在饱和状态下产生的漏电流Id有影响，避免了感测晶体管T0的阈值电压Vth对温度传感器输出信号的频率的影响，保证了温度测量结果的准确性。
请参阅图6，为了更好的控制感测晶体管T0的导通与截止，可选的，上述实施例提供的温度传感器还包括感测控制电路6，感测晶体管T0的栅极通过感测控制电路6与数据信号输入端Data连接；具体的，感测控制电路6分别与感测晶体管T0的栅极、第二控制信号输入端S2和数据信号输入端Data连接，感测控制电路6用于在温度检测阶段中的充电时段P1，在第二控制信号输入端S2的控制下，控制数据信号输入端Data与感测晶体管T0的栅极不连接；感测控制电路6还用于在温度检测阶段中的放电时段P2，在第二控制信号输入端S2的控制下，控制数据信号输入端Data与感测晶体管T0的栅极连接。
在温度传感器中引入的感测控制电路6能够控制数据信号输入端Data与感测晶体管T0的连接情况，进而控制感测晶体管T0是否导通，这样由数据信号输入端Data提供的信号就不需要根据不同的时段变换高低电平，例如，数据信号输入端Data可以输入直流的数据信号，当要控制感测晶体管T0截止时，通过感测控制电路6控制数据信号输入端Data与感测晶体管T0的栅极不连接即可，更好的实现了对感测晶体管T0更好的控制。
上述实施例提供的温度传感器在实际应用时，还包括非温度检测阶段，而在非温度检测阶段中的准备时段P3和保持时段P4，感测控制电路6还用于在第二控制信号输入端S2的控制下，控制数据信号输入端Data与感测晶体管T0的栅极不连接；在非温度检测阶段中的准备时段P3，补偿控制电路5还用于在第一控制信号输入端S1的控制下，控制调节电压输入端Ref与第二充放电电路4的第二端不连接；在非温度检测阶段中的保持时段P4，在第一控制信号输入端S1的控制下，控制调节电压输入端Ref与第二充放电电路4的第二端连接。
具体的，在非温度检测阶段包括的准备时段P3，在第一节点N1的控制下，振荡电路1控制信号输出端Vout输出高电位振荡信号，电源信号输入端ELVDD输入电源电压Vdd，在信号输出端Vout输出的高电位振荡信号的控制下，开关电路2控制电源信号输入端ELVDD与第一节点N1连接，使第一节点N1的电位变为Vdd，并为第一充放电电路3充电，在第二控制信号输入端S2的控制下，感测控制电路6控制数据信号输入端Data与感测晶体管T0的栅极不连接，在第一控制信号输入端S1的控制下，补偿控制电路5控制调节电压输入端Ref与第二充放电电路4的第二端不连接。
在非温度检测阶段包括的保持时段P4，在第一节点N1的控制下(当前第一节点N1的电位为Vdd)，振荡电路1控制信号输出端Vout输出低电位振荡信号，在信号输出端Vout输出的低电位振荡信号的控制下，开关电路2控制电源信号输入端ELVDD与第一节点N1不连接，在第一控制信号端的控制下，感测控制电路6控制数据信号输入端Data与感测晶体管T0的栅极不连接，感测晶体管T0截止，调节电压输入端Ref输入第二调节电压Vs，第二调节电压Vs为负电压，在第一控制信号输入端S1的控制下，补偿控制电路5控制调节电压输入端Ref与第二充放电电路4的第二端连接，使第二充放电电路4的第二端的电位变为Vs，在第二充放电电路4的自举作用下，第一节点N1的电位由Vdd变为Vdd+Vs，在第一节点N1的控制下，振荡电路1控制信号输出端Vout停止输出。
根据上述温度传感器在非温度检测阶段的具体工作过程可知，由于第二调节电压Vs为负电压，在非温度检测阶段能够将第一节点N1的电位拉低至恒定的电位Vdd+Vs，使振荡电路1不能够发生自激振荡作用，从而使得振荡电路1在非温度检测阶段不工作，很好的延长了器件的使用寿命。
上述温度传感器中包括的振荡电路1、开关电路2、第一充放电电路3、感测晶体管T0、感测控制电路6、第二充放电电路4以及补偿控制电路5均具有多种结构，下面给出各电路的一种具体结构及对应的连接关系，并对具体结构下的温度传感器的工作过程进行详细说明。
如图7所示，上述振荡电路1可具体为环形振荡器，该环形振荡器可包括串联的奇数个反相器，串联的奇数个反相器中的第一个反相器的输入端与第一节点N1连接，串联的奇数个反相器中的最后一个反相器的输出端与信号输出端Vout连接。
开关电路2可包括第一开关晶体管T1，第一开关晶体管T1的栅极与信号输出端Vout连接，第一开关晶体管T1的第一极与电源信号输入端ELVDD连接，第一开关晶体管T1的第二极与第一节点N1连接。
感测控制电路6可包括第二开关晶体管T2，第二开关晶体管T2的第一极与数据信号输入端Data连接，第二开关晶体管T2的第二极与感测晶体管T0的栅极连接，第二开关晶体管T2的栅极与第二控制信号输入端S2连接。
补偿控制电路5可包括第三开关晶体管T3，第三开关晶体管T3的栅极与第一控制信号输入端S1连接，第三开关晶体管T3的第一极与调节电压输入端Ref连接，第三开关晶体管T3的第二极与第二充放电电路4的第二端连接。
第一充放电电路3可包括第一电容C1，第一电容C1的第一端与第一节点N1连接，第一电容C1的第二端与低电位信号输入端VSS连接。
第二充放电电路4可包括第二电容C2，第二电容C2的第一端与第一节点N1连接，第二电容C2的第二端与补偿控制电路5连接。
在温度检测阶段包括的至少一个检测周期中的充电时段P1，在第一节点N1的控制下，环形振荡器控制信号输出端Vout输出高电位振荡信号，电源信号输入端ELVDD输入电源电压Vdd，在信号输出端Vout输出的高电位振荡信号的控制下，第一开关晶体管T1导通，控制电源信号输入端ELVDD与第一节点N1连接，使第一节点N1的电位变为Vdd，并为第一电容C1充电，在第二控制信号输入端S2的控制下，第二开关晶体管T2截止，控制数据信号输入端Data与感测晶体管T0的栅极不连接，在第一控制信号输入端S1的控制下，第三开关晶体管T3截止，控制调节电压输入端Ref与第二电容C2的第二端不连接。
在温度检测阶段包括的至少一个检测周期中的放电时段P2，在第一节点N1的控制下(当前第一节点N1的电位为Vdd)，环形振荡器控制信号输出端Vout输出低电位振荡信号，在信号输出端Vout输出的低电位振荡信号的控制下，第一开关晶体管T1截止，控制电源信号输入端ELVDD与第一节点N1不连接，调节电压输入端Ref输入第一调节电压Vc，在第一控制信号输入端S1的控制下，第三开关晶体管T3导通，控制调节电压输入端Ref与第二电容C2的第二端连接，使第二电容C2的第二端的电位变为Vc，在第二电容C2的自举作用下，第一节点N1的电位由Vdd变为Vdd+Vc，数据信号输入端Data输入数据电压Vdata，在第一控制信号端的控制下，第二开关晶体管T2导通，控制数据信号输入端Data与感测晶体管T0的栅极连接，使感测晶体管T0的栅极的电位变为Vdata，从而使感测晶体管T0导通，第一电容C1通过感测晶体管T0放电。
在非温度检测阶段包括的准备时段P3，在第一节点N1的控制下，环形振荡器控制信号输出端Vout输出高电位振荡信号，电源信号输入端ELVDD输入电源电压Vdd，在信号输出端Vout输出的高电位振荡信号的控制下，第一开关晶体管T1导通，控制电源信号输入端ELVDD与第一节点N1连接，使第一节点N1的电位变为Vdd，并为第一电容C1充电，在第二控制信号输入端S2的控制下，第二开关晶体管T2截止，控制数据信号输入端Data与感测晶体管T0的栅极不连接，在第一控制信号输入端S1的控制下，第三开关晶体管T3截止，控制调节电压输入端Ref与第二电容C2的第二端不连接。
在非温度检测阶段包括的保持时段P4，在第一节点N1的控制下(当前第一节点N1的电位为Vdd)，环形振荡器控制信号输出端Vout输出低电位振荡信号，在信号输出端Vout输出的低电位振荡信号的控制下，第一开关晶体管T1截止，控制电源信号输入端ELVDD与第一节点N1不连接，在第一控制信号端的控制下，第二开关晶体管T2截止，控制数据信号输入端Data与感测晶体管T0的栅极不连接，感测晶体管T0截止，调节电压输入端Ref输入第二调节电压Vs，在第一控制信号输入端S1的控制下，第三开关晶体管T3导通，控制调节电压输入端Ref与第二电容C2的第二端连接，使第二电容C2的第二端的电位变为Vs，在第二电容C2的自举作用下，第一节点N1的电位由Vdd变为Vdd+Vs，在第一节点N1的控制下，环形振荡器控制信号输出端Vout停止输出。
需要说明的是，在本实施例中以感测晶体管T0和各个开关晶体管为N型晶体管，且第一极为源极，第二极为漏极为例进行说明。上述感测晶体管T0和各个开关晶体管也可以为P型晶体管，且感测晶体管T0和各个开关晶体管为P型晶体管的电路设计也在本发明的保护范围之内。
上述实施例提供的温度传感器还包括：与信号输出端Vout连接的频率检测电路，该频率检测用于检测由信号输出端Vout输出的振荡信号的振荡频率，以确定温度传感器感应到的温度。
本发明实施例还提供了一种温度检测方法，应用于上述温度传感器，该温度检测方法具体包括：
在温度检测阶段包括的至少一个检测周期中的充电时段P1，在第一节点N1的控制下，振荡电路1控制信号输出端Vout输出高电位振荡信号，电源信号输入端ELVDD输入电源电压Vdd，在信号输出端Vout输出的高电位振荡信号的控制下，开关电路2控制电源信号输入端ELVDD与第一节点N1连接，使第一节点N1的电位变为Vdd，并为第一充放电电路3充电，在第一控制信号输入端S1的控制下，补偿控制电路5控制调节电压输入端Ref与第二充放电电路4的第二端不连接，在数据信号输入端Data的控制下，感测晶体管T0截止。
在温度检测阶段包括的至少一个检测周期中的放电时段P2，在第一节点N1的控制下(当前第一节点N1的电位为Vdd)，振荡电路1控制信号输出端Vout输出低电位振荡信号，在信号输出端Vout输出的低电位振荡信号的控制下，开关电路2控制电源信号输入端ELVDD与第一节点N1不连接，调节电压输入端Ref输入第一调节电压Vc，在第一控制信号输入端S1的控制下，补偿控制电路5控制调节电压输入端Ref与第二充放电电路4的第二端连接，使第二充放电电路4的第二端的电位变为Vc，在第二充放电电路4的自举作用下，第一节点N1的电位由Vdd变为Vdd+Vc，Vc等于感测晶体管的阈值电压Vth，数据信号输入端Data输入数据电压Vdata，使感测晶体管T0的栅极的电位变为Vdata，从而使感测晶体管T0导通，第一充放电电路3通过感测晶体管T0放电。
根据上述温度检测方法的具体检测过程可知，在放电时段P2，当感测晶体管T0导通时，感测晶体管T0的源栅电压Vsg即变为(Vdd+Vth–Vdata)，从而使得感测晶体管T0导通并产生漏电流Id为k(Vdd–Vdata)2，即漏电流Id仅与数据电压Vdata和电源电压Vdd有关，而与感测晶体管T0的阈值电压Vth没有关系，因此，在温度传感器的制作过程中，即使由于制作工艺以及环境因素的影响，导致温度传感器的感测晶体管T0发生阈值电压偏移的问题，也不会对感测晶体管T0工作在饱和状态下产生的漏电流Id有影响，避免了感测晶体管T0的阈值电压Vth对温度传感器输出信号的频率的影响，保证了温度测量结果的准确性。
当温度传感器包括感测控制电路6时，在温度检测阶段包括的至少一个检测周期中的充电时段P1，在第二控制信号端S2的控制下，感测控制电路6控制数据信号输入端Data与感测晶体管T0的栅极不连接，使感测晶体管T0截止。在温度检测阶段包括的至少一个检测周期中的放电时段P2，在第二控制信号端S2的控制下，感测控制电路6控制数据信号输入端Data与感测晶体管T0的栅极连接，以使感测晶体管T0的栅极的电位变为Vdata。
上述实施例提供的温度检测方法还包括：
在非温度检测阶段包括的准备时段P3，在第一节点N1的控制下，振荡电路1控制信号输出端Vout输出高电位振荡信号，电源信号输入端ELVDD输入电源电压Vdd，在信号输出端Vout输出的高电位振荡信号的控制下，开关电路2控制电源信号输入端ELVDD与第一节点N1连接，使第一节点N1的电位变为Vdd，并为第一充放电电路3充电，在第二控制信号输入端S2的控制下，感测控制电路6控制数据信号输入端Data与感测晶体管T0的栅极不连接，在第一控制信号输入端S1的控制下，补偿控制电路5控制调节电压输入端Ref与第二充放电电路4的第二端不连接。
在非温度检测阶段包括的保持时段P4，在第一节点N1的控制下(当前第一节点N1的电位为Vdd)，振荡电路1控制信号输出端Vout输出低电位振荡信号，在信号输出端Vout输出的低电位振荡信号的控制下，开关电路2控制电源信号输入端ELVDD与第一节点N1不连接，在第一控制信号端的控制下，感测控制电路6控制数据信号输入端Data与感测晶体管T0的栅极不连接，感测晶体管T0截止，调节电压输入端Ref输入第二调节电压Vs，第二调节电压Vs为负电压，在第一控制信号输入端S1的控制下，补偿控制电路5控制调节电压输入端Ref与第二充放电电路4的第二端连接，使第二充放电电路4的第二端的电位变为Vs，在第二充放电电路4的自举作用下，第一节点N1的电位由Vdd变为Vdd+Vs，在第一节点N1的控制下，振荡电路1控制信号输出端Vout停止输出。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于产品实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见产品实施例的部分说明即可。
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种温度传感器，其特征在于，包括：
振荡电路，分别与第一节点和信号输出端连接，用于在所述第一节点的控制下，控制所述信号输出端输出振荡信号；
开关电路，分别与电源信号输入端、所述第一节点和所述信号输出端连接，用于在所述信号输出端的控制下，控制所述电源信号输入端与所述第一节点是否连接；
第一充放电电路，分别与所述第一节点和低电位信号输入端连接，用于在所述第一节点的控制下充放电；
感测晶体管，所述感测晶体管的第一极与所述第一节点连接，所述感测晶体管的第二极与所述低电位信号输入端连接，所述感测晶体管的栅极与数据信号输入端连接；
第二充放电电路，所述第二充放电电路的第一端与所述第一节点连接；
补偿控制电路，分别与所述第二充放电电路的第二端、调节电压输入端和第一控制信号输入端连接，用于在温度检测阶段中的充电时段，在所述第一控制信号输入端的控制下，控制所述调节电压输入端与所述第二充放电电路的第二端不连接；用于在温度检测阶段中的放电时段，在所述第一控制信号输入端的控制下，控制所述调节电压输入端与所述第二充放电电路的第二端连接。
2.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，所述温度传感器还包括感测控制电路，所述感测晶体管的栅极通过所述感测控制电路与所述数据信号输入端连接；
所述感测控制电路与第二控制信号输入端连接，用于在温度检测阶段中的充电时段，在所述第二控制信号输入端的控制下，控制所述数据信号输入端与所述感测晶体管的栅极不连接；用于在温度检测阶段中的放电时段，在所述第二控制信号输入端的控制下，控制所述数据信号输入端与所述感测晶体管的栅极连接。
3.根据权利要求2所述的温度传感器，其特征在于，
所述感测控制电路还用于：在非温度检测阶段中的准备时段和保持时段，在所述第二控制信号输入端的控制下，控制所述数据信号输入端与所述感测晶体管的栅极不连接；
所述补偿控制电路还用于：在非温度检测阶段中的准备时段，在所述第一控制信号输入端的控制下，控制所述调节电压输入端与所述第二充放电电路的第二端不连接；在非温度检测阶段中的保持时段，在所述第一控制信号输入端的控制下，控制所述调节电压输入端与所述第二充放电电路的第二端连接。
4.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，所述振荡电路包括串联的奇数个反相器，所述串联的奇数个反相器中的第一个反相器的输入端与所述第一节点连接，所述串联的奇数个反相器中的最后一个反相器的输出端与所述信号输出端连接。
5.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，所述开关电路包括第一开关晶体管，所述第一开关晶体管的栅极与所述信号输出端连接，所述第一开关晶体管的第一极与所述电源信号输入端连接，所述第一开关晶体管的第二极与所述第一节点连接。
6.根据权利要求2所述的温度传感器，其特征在于，所述感测控制电路包括第二开关晶体管，所述第二开关晶体管的第一极与所述数据信号输入端连接，所述第二开关晶体管的第二极与所述感测晶体管的栅极连接，所述第二开关晶体管的栅极与所述第二控制信号输入端连接。
7.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，所述补偿控制电路包括第三开关晶体管，所述第三开关晶体管的栅极与所述第一控制信号输入端连接，所述第三开关晶体管的第一极与所述调节电压输入端连接，所述第三开关晶体管的第二极与所述第二充放电电路的第二端连接。
8.一种温度检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7中任一项所述的温度传感器，所述方法包括：
在温度检测阶段包括的至少一个检测周期中的充电时段，在第一节点的控制下，振荡电路控制信号输出端输出高电位振荡信号，电源信号输入端输入电源电压Vdd，在所述信号输出端的控制下，开关电路控制所述电源信号输入端与所述第一节点连接，使所述第一节点的电位变为Vdd，并为所述第一充放电电路充电；
在所述温度检测阶段包括的至少一个检测周期中的放电时段，在所述第一节点的控制下，振荡电路控制信号输出端输出低电位振荡信号，在所述信号输出端的控制下，开关电路控制所述电源信号输入端与所述第一节点不连接，调节电压输入端输入第一调节电压Vc，在第一控制信号输入端的控制下，补偿控制电路控制调节电压输入端与第二充放电电路的第二端连接，使第二充放电电路的第二端的电位变为Vc，在所述第二充放电电路的自举作用下，所述第一节点的电位由Vdd变为Vdd+Vc，Vc等于感测晶体管的阈值电压，数据信号输入端输入数据电压Vdata，使所述感测晶体管的栅极的电位变为Vdata，所述感测晶体管导通，第一充放电电路通过所述感测晶体管放电。
9.根据权利要求8所述的温度检测方法，其特征在于，当温度传感器包括感测控制电路时，在温度检测阶段包括的至少一个检测周期中的充电时段，在第二控制信号端的控制下，感测控制电路控制数据信号输入端与感测晶体管T0的栅极不连接；在所述温度检测阶段包括的至少一个检测周期中的放电时段，在第二控制信号端的控制下，感测控制电路控制所述数据信号输入端与所述感测晶体管的栅极连接，以使所述感测晶体管的栅极的电位变为Vdata。
10.根据权利要求9所述的温度检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
在非温度检测阶段包括的准备时段，在所述第一节点的控制下，所述振荡电路控制信号输出端输出高电位振荡信号，电源信号输入端输入电源电压Vdd，在所述信号输出端的控制下，开关电路控制所述电源信号输入端与所述第一节点连接，使所述第一节点的电位变为Vdd，并为所述第一充放电电路充电；
在非温度检测阶段包括的保持时段，在第一控制信号端的控制下，感测控制电路控制所述数据信号输入端与所述感测晶体管的栅极不连接，所述感测晶体管截止，所述调节电压输入端输入第二调节电压Vs，所述第二调节电压Vs为负电压，在第一控制信号输入端的控制下，补偿控制电路控制调节电压输入端与第二充放电电路的第二端连接，使第二充放电电路的第二端的电位变为Vs，在所述第二充放电电路的自举作用下，所述第一节点的电位由Vdd变为Vdd+Vs，在所述第一节点的控制下，所述振荡电路控制信号输出端停止输出。
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