ptat電路

『壹』 晶元廠商的生產線是如何生產和檢測工業級晶元的呢

這個在外資叫做測試工程師。下面資料希望對你有所幫助

對溫度梯度的現有理解

估計IC晶元結溫的一般方法是利用精簡封裝模型，其中包括給定封裝的最大結溫、最大環境溫度，最大允許功耗以及此封裝的熱阻(R?JA，junction to ambient)。不同的精簡封裝模型中可能會有幾個熱阻，但這類模型的應用都涉及到圖1中所示的一個線性方程。

圖1 精簡模型下的結溫

功率源的分布狀態會導致結溫變化，但精簡封裝模型無法捕獲這種變化所造成的影響。通過使用單一的總功率數字，產生的結溫被假定為單個（通常是最壞情況）數字。事實上，功率源是分散的，當考慮它們的綜合影響時，會出現以下兩個重要問題：

(a)結溫變化，這導致電路單元之間產生溫度梯度

(b)最大結溫會超出精簡模型計算得到的數字

圖2(a)給出的是，在為實現晶元的某個特定工作模式而選用的模塊與器件的實際位置和功率密度條件下，裸片的通道區域內的溫度分布。溫度分布的不同顏色顯示，通道內存在幾個溫度值。溫度的總平均值和基於精簡模型計算得到的溫度相近。但前者一般更高，因為控制相連熱源的公式是非線性的，而精簡模型認為是線性。結的最大溫度可能會高很多，如圖2(a)所示。

不經過熱分析，設計師不可能在項目早期就知道真正的結溫，這會影響晶元封裝和散熱方案的選擇。了解晶元溫度和梯度的情況還可影響電路布局（以確保關鍵器件的溫度相近）和物理尺寸（以保證晶元在實際工作溫度下足夠可靠）。

應該更好地理解溫度梯度對晶元的影響

溫度會在不同程度上影響二極體、電阻、電容和晶體管等電子元件。而混合信號設計越來越需要在內部功率密度不均勻的晶元上進行高速、低電壓和高復雜性的設計，這會極大增加晶元的溫度梯度。因此設計師需要考慮溫度梯度對整塊晶元造成的影響。

模擬設計對哪怕只有幾攝氏度的溫差都可能特別敏感。為避免性能降低和參數失效，這類電路的布線必須嚴格遵守電路的對稱特性，這就使了解溫度分布情況變得更加重要。由熱引起的設計問題包括差分放大器的輸入偏移、高解析度轉換器的誤差、調節電路的參考電壓漂移和運放的直流增益損耗。

熱分析的實用性

電壓和電流參考源在模擬電路中被廣泛使用。仔細研究帶隙參考電路的特點就能看出對整塊晶元進行熱分析作用何在。這種參考源是穩定的直流源，它和工藝參數、軌線電壓以及規定溫度的改變無關。帶隙參考電路是IC設計中應用最廣泛的電路之一，在DRAM和 flash存儲器、模擬器件中都有應用。

帶隙產生的電壓應與溫度無關，這個電壓是通過這樣的方式產生的：在一個隨溫度上升而下降的電壓(稱作相反於絕對溫度，簡稱CTAT)上加一個隨帶隙電路元件的溫度上升而升高的電壓(稱作正比於絕對溫度，簡稱PTAT)。CTAT電壓是通過對正偏的雙極性晶體管的基極－發射極進行分接產生的，而PTAT電壓則利用兩個雙極性晶體管的基極－發射極電壓差產生。這兩個雙極性晶體管雖然流過的總電流相等，但二者的基極－發射極電壓大小不同。 這里的一個基本假設是PTAT電路中的器件所在區域是一個等溫區。但考慮到整個晶元上復雜的溫度變化，這個假設往往不成立。

例如，由於基極－發射極電壓與溫度的關系是非線性的，因此當兩個PTAT晶體管之間存在溫度梯度時，帶隙電路就無法正確工作。但如果能在設計階段放置這些器件或者為其在電路中定位之前，就能了解溫度特性，那麼就可以通過將帶隙電路沿等溫線布置來防止其出錯。下文介紹的溫度感知(temperature-aware)功能一個目的就是在模擬電路的設計過程中提供這類信息，以防止帶隙電路出錯。

當帶隙電路中晶體管之間的溫度差不到幾攝氏度時，溫度感測器這類電路就不能正常工作，而在一些汽車應用中，裸片上的溫度梯度可能超過70到80°C！溫度感測器的應用范圍很廣，例如在攜帶型設備、計算機以及電池的監控功能部分，在蜂窩電話的振盪器漂移補償功能部分，還有在工藝控制中都有應用。

如何放置溫度感測器才能避免由溫度變化造成的故障

隨著功率密度增大，溫度梯度變得越來越難以預測。通常我們會在一塊測試晶元的基片上植入二極體，用以體現晶元的空間穩態溫度特性。如果對溫度特性事先缺乏了解，就可能導致溫度感測器在晶元中的放置位置無法反映出最大溫度或最大溫度梯度。這可能導致由測試晶元產生的結論不正確，以及將帶隙器件放置於存在溫度梯度的區域，從而導致帶隙電路不能正確工作。

圖4

常規的帶隙參考電壓為1.2V，但隨著電源電壓下降到1.2V甚至更低，就需要增大溫度補償力度。常規的帶隙參考電路只能對溫度進行一階補償，當參考電壓較低時，溫度的影響就更大，就需要額外的電路來進行更高階的溫度補償。於是掌握裸片上的溫度分布，並根據溫度梯度進行設計，以避免由溫度造成的電路故障，就變得日益重要起來。

正如前面提到的，我們需要特別注意模擬電路的布局。集成器件的物理特性和它們與電氣特性的關系必須平衡。因此，模擬電路的布局過程就需要一個能夠顧及器件失配、串擾、設計規則和溫度等約束條件的反饋迴路。但不經過詳細的熱分析，無法得到基片上的等溫線，因此在大多數如今的設計中，這個反饋迴路在製造和測試之前往往並不閉合。圖3說明了在未經熱分析的情況下，因為沒有正確地估計溫度梯度，利用標准公共質心布線法來決定溫度感測器的位置會產生怎樣的問題。

該例中，對電路進行的穩態溫度分析顯示了PTAT故障的誤差條件。盡管通常設計師都比較關心模擬電路的穩態表現，大部分電路模擬程序仍然將重點放在暫態分析上。有時，集成器件的熱時常數(通常在毫秒級)會影響其電行為，因此需要進行暫態熱模擬並研究熱時常數對器件暫態電行為的影響。然而對整個晶元進行全面熱分析(採用直接方法)需要花費長的驚人的時間。進行全晶元級暫態和穩態熱效應分析有一種更有效的方法，那就是讓一個熱分析引擎與一個電路模擬器在某些離散時間點上進行交互。

將熱分析集成進設計流程

圖4描繪了一個模擬設計的設計環境。溫度分析通過標准數據格式集成到設計流程中。設計數據被直接讀入熱分析引擎，然後象數字電路中常見的一樣，從模擬數據或功率分析工具中直接讀出功率消耗值。

熱分析的輸出用來更新單個器件以及連接區域的溫度。一旦這些信息更新後，器件的功率和寄生值也就得到了修正。這一步驟牽涉到在網表(模擬格式和/或設計格式)和物理實例之間進行一致的名字映射。這種在電路分析和溫度分析之間的電熱循環用來捕捉熱量對電路行為的影響。穩態和暫態問題都可以利用圖4描述的流程加以解決。

集成電路尺寸縮小，集成度增高，而且同一塊晶元上混合集成了模擬電路和數字邏輯電路，這一切都使由溫度引起的設計問題不斷增加。在設計階段進行片上熱分析的需求不斷增長，並且這一需求正在得到認可。將熱分析(利用熱模型和電模型以及晶元的封裝特性分析)加入標准設計流程就使設計師能夠在設計早期檢測並修復與熱量相關的問題。熱問題一旦檢測出來之後，可以通過幾種方式解決，例如布圖規劃調整或改進晶元封裝。利用每個器件的溫度以及溫度梯度信息，設計師就能在流片之前確定其設計的性能和正確性，從而避免出現代價高昂的晶元失效和設計返工。

『貳』 在Multisim里IPTAT電流源應該用什麼元件

現在做課設設計核脈沖准高斯濾波成形電路，然後在網上搜到《核能譜信號放大器脈沖回成形電路答的設計》，這個題目比較像，裡面把探測器輸入等效為一個方波電流源，想問問這個電流源應該怎麼接入電路啊，還有示波器也應該怎麼接入電路啊，multisim模擬出不了結果

『叄』 什麼是IC式電子體溫計

IC體溫計就是一般是指溫度感測器採用IC式的體溫計。
IC(Integrated Circuit)即晶元也叫集成電路．IC式溫專度感測器一般採用硅工屬藝生產，其採用PTAT結構，這種半導體結構具有精確的特性，解析度優於0.005K，相對傳統電阻式體溫計精度是高一個數量級的產品，多用於高精度、高可靠性溫度測量，適合要求更嚴格的嬰幼兒產品使用

『肆』 感測器原理及應用技術的圖書目錄

緒論
第1章 感測器的特性
1． 感測器的組成與分類
1．1．1 感測器的組成
1．1．2 感測器的分類
1．2 感測器的基本特性
1．2．1 靜態特性
1．2．2 動態特性
思考題與習題
第2章 熱電感測器
2．1 熱電勢式測溫感測器
2．1．1 工作原理
2．1．2 熱電偶中引入第三導體
2．1．3 標准熱電極
2．1．4 熱電偶冷端溫度誤差及其補償
2．1．5 常用熱電偶的特性
2．1．6 熱電偶的測量電路
2．2 熱電阻式溫度感測器
2．2．1 金屬測溫電阻器
2．2．2 半導體熱敏電阻器
2．3 PN結型測溫感測器
2．3．1 溫敏二極體及其應用
2．3．2 溫敏晶體管及其應用
2．4 集成電路溫度感測器
2．4．1 基本原理及PTAT核心電路
2．4．2 電壓輸出型
2．4．3 電流輸出型
2．4．4 可編程集成數字溫度感測器
2．5 熱釋電式感測器
2．5．1 熱釋電效應及其機理
2．5．2 熱釋電紅外感測器
2．5．3 熱釋電探測模塊
2．5．4 典型應用
2．6 熱電感測器應用實例
思考題與習題
第3章 應變感測器
3．1 電阻應變式感測器
3．1．1 應變片的結構和類型
3．1．2 常用的應變片
3．2 薄膜應變電阻及感測器
3．2．1 薄膜分類
3．2．2 薄膜的工作原理
3．2．3 薄膜應變感測器的特點
3．3 電阻應變感測器使用中應注意的一些問題
思考題與習題
第4章 磁敏感測器
4．1 磁敏感測器的物理基礎——霍爾、磁阻、形狀效應
4．1．1 基礎知識
4．1．2 霍爾效應
4．1．3 磁阻效應
4．1．4 形狀效應
4．2 霍爾元件
4．2．1 霍爾元件的工作原理
4．2．2 霍爾元件的結構
4．2．3 基本電路
4．2．4 電磁特性
4．2．5 誤差分析及誤差補償
4．3 磁阻元件
4．3．1 長方形磁阻元件
4．3．2 科爾賓元件
4．3．3 平面電極元件
4．3．4 InSb—NiSb共晶磁阻元件
4．3．5 曲折形磁阻元件
4．3．6 磁阻元件的溫度補償
4．4 磁敏二極體
4．4．1 磁敏二極體的結構
4．4．2 磁敏二極體的工作原理
4．4．3 磁敏二極體的特性
4．4．4 磁敏二極體的補償技術
4．5 磁敏三極體
4．5．1 磁敏三極體的結構
4．5．2 磁敏三極體的工作原理
4．5．3 磁敏三極體的特性
4．5．4 溫度補償技術
4．6 磁敏感測器的應用
4．6．1 霍爾元件的應用
4．6．2 磁阻元件的應用
思考題與習題
第5章 壓電感測器
5．1 壓電效應
5．1．1 石英晶體的壓電效應
5．1．2 壓電常數
5．1 _3壓電陶瓷的壓電效應
5．2 壓電材料
5．2．1 壓電晶體
5．2．2 壓電陶瓷
5．2．3 新型壓電材料
5．3 等效電路與測量電路
5．3．1 等效電路
5．3．2 測量電路
5．4 壓電感測器及其應用
5．4．1 壓電感測器中壓電片的連接
5．4．2 壓電式力感測器
5．4．3 壓電式壓力感測器
5．4．4 壓電式加速度感測器
5．4．5 應用實例
思考題與習題
第6章 光纖感測器
6．1 基礎知識
6．1．1 光纖的結構
6．1．2 光纖的種類
6．1．3 光纖的傳光原理
6．1．4 光纖的特性
6．1．5 光纖的耦合
6．2 光纖感測器的分類及構成
6．2．1 分類
6．2．2 構成部件
6．3 功能型光纖感測器舉例
6．3．1 相位調制型光纖感測器
6．3．2 光強調制型光纖感測器
6．3．3 偏振態調制型光纖感測器
6．4 非功能型光纖感測器舉例
6．4．1 傳輸光強調制型光纖感測器
6．4．2 反射光強調制型光纖感測器
6．4．3 頻率調制型光纖感測器
6．4．4 光纖液位感測器
思考題與習題
第7章 光柵感測器
7．1 光柵基礎
7．1．1 光柵的分類及結構
7．1．2 莫爾條紋的原理
7．1．3 莫爾條紋的特點
7．2 光柵感測器的工作原理
7．2．1 光電轉換原理
7．2．2 莫爾條紋測量位移的原理
7．2．3 辨向原理
7．3 莫爾條紋細分技術
7．3．1 細分方法
7．3．2 光電元件直接細分
7．3．3 CCD直接細分
7．3．4 光柵感測器的誤差
7．4 常用光學系統
7．4．1 透射直讀式光路
7．4．2 反射直讀式光路
7．4．3 反射積分式光路
思考題與習題
第8章 光電感測器
8．1 光電感測器的基本效應
8．1．1 生導體的粒子特性
8．1．2 光電效應
8．2 外光電效應光電元件
8．2．1 光電管
8．2．2 光電倍增管
8．3 光電導效應及光電元件
8．3．1 光敏電阻的結構及原理
8．3．2 光敏電阻的特性
8．4 光電伏特效應及光電元件
8．4．1 光電導結型光電元件
8．4．2 光電伏特型光電元件
8．5 CCD圖像感測器
8．6 應用光路
8．6．1 反射式
8．6．2 透射式
8．6．3 線紋瞄準用光電感測器
8．6．4 脈沖式光電感測器
思考題與習題
第9章 氣、濕敏感測器
9．1 氣敏感測器
9．1．1 半導體氣敏元件的分類及必備條件
9．1．2 表面控制型電阻式半導體氣敏元件
……
第10章 智能感測器
第11章 感測器應用技術
第12章 感測器的選擇與使用
附錄 國際單位制（SI）的主要單位及其換算
參考文獻
……

『伍』 如何製作一個小型冰箱需要什麼元件 元件價位大約多少 製作方法詳細說下。。

我們在提供解決方案的時候,選擇合適的產品是很重要的一個環節,就感測器而言,種類就有很多,一旦選的不好,就會給後期工作帶來很多的麻煩,下面總結幾種選擇感測器的簡單方法.

1、根據測量對象與測量環境確定感測器的類型

要進行—個具體的測量工作，首先要考慮採用何種原理的感測器，這需要分析多方面的因素之後才能確定。因為，即使是測量同一物理量，也有多種原理的感測器可供選用，哪一種原理的感測器更為合適，則需要根據被測量的特點和感測器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大小；被測位置對感測器體積的要求；測量方式為接觸式還是非接觸式；信號的引出方法，有線或是非接觸測量.在考慮上述問題之後就能確定選用何種類型的感測器，然後再考慮感測器的具體性能指標。

2、靈敏度的選擇

通常，在感測器的線性范圍內，希望感測器的靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時，與被測量變化對應的輸出信號的值才比較大，有利於信號處理。但要注意的是，感測器的靈敏度高，與被測量無關的外界雜訊也容易混入，也會被放大系統放大，影響測量精度。

3、頻率響應特性

感測器的頻率響應特性決定了被測量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內保持不失真的測量條件，實際上感測器的響應總有—定延遲，希望延遲時間越短越好。感測器的頻率響應高，可測的信號頻率范圍就寬，而由於受到結構特性的影響，機械繫統的慣性較大，因有頻率低的感測器可測信號的頻率較低。在動態測量中，應根據信號的特點(穩態、瞬態、隨機等)響應特性，以免產生過火的誤差。

4、線性范圍

感測器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講，在此范圍內，靈敏度保持定值。感測器的線性范圍越寬，則其量程越大，並且能保證一定的測量精度。在選擇感測器時，當感測器的種類確定以後首先要看其量程是否滿足要求。但實際上，任何感測器都不能保證絕對的線性，其線性度也是相對的。當所要求測量精度比較低時，在一定的范圍內，可將非線性誤差較小的感測器近似看作線性的，這會給測量帶來極大的方便。

5、穩定性

感測器使用一段時間後，其性能保持不變化的能力稱為穩定性。影響感測器長期穩定性的因素除感測器本身結構外，主要是感測器的使用環境。因此，要使感測器具有良好的穩定性，感測器必須要有較強的環境適應能力。在選擇感測器之前，應對其使用環境進行調查，並根據具體的使用環境選擇合適的感測器，或採取適當的措施，減小環境的影響。感測器的穩定性有定量指標，在超過使用期後，在使用前應重新進行標定，以確定感測器的性能是否發生變化。在某些要求感測器能長期使用而又不能輕易更換或標定的場合，所選用的感測器穩定性要求更嚴格，要能夠經受住長時間的考驗。

6、精度

精度是感測器的一個重要的性能指標，它是關繫到整個測量系統測量精度的一個重要環節。感測器的精度越高，其價格越昂貴，因此，感測器的精度只要滿足整個測量系統的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多感測器中選擇比較便宜和簡單的感測器。如果測量目的是定性分析的，選用重復精度高的感測器即可，不宜選用絕對量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測量值，就需選用精度等級能滿足要求的感測器。對某些特殊使用場合，無法選到合適的感測器，則需自行設計製造感測器。自製感測器的性能應滿足使用要求。

在一般情況下,如果考慮到了上面幾點,就可以選擇到合適的感測器了.

感測器應用 -> 數字溫度感測器的系統匯流排選擇參考 -> Go to message

由於有助於獲得精確的熱管理並且具有免校準特性，數字溫度感測器將繼續受到人們的歡迎。為滿足需多個主器件共存的高可靠性和系統冗餘的要求，並且同時還能輕松添加新的溫度感測器，I2C匯流排或SMBus將繼續保持其作為溫度感測器系統介面主要選擇的地位。

熱敏電阻、熱電偶、模擬硅溫度感測器和鎳/鉑電阻式溫度檢測器（RTD），需要進行校準以達到所需的溫度精度。作為混合信號器件的數字溫度感測器則不需要進行校準，它們具有集成數字邏輯，工作溫度范圍為-55℃到50℃，採用絕對溫度比例（PTAT）電路，通過檢測二極體的基極-發射極電壓（VBE）的變化來測量本地/遠程溫度。它具有簡單的集成硬體來保存溫度值並對溫度設定點、器件工作模式、睡眠模式以及快/慢轉換速率進行編程設定。數據通過IC間匯流排（I2C匯流排）、系統管理匯流排（SMBus）或串列外圍介面（SPI）來通信。實際上，每個器件在生產時均會進行調整，溫度檢測精度達到±0.5℃以內或者更高，性價比和可靠性均很高。這些優點使得數字溫度感測器在幾乎任何可以想像到的應用中都受到歡迎，包括PC、通信設備、手持設備和工業控制設備等。

『陸』 什麼是CMOS PTAT

正比於絕對溫度，在過溫保護電路中經常用到PTAT電流