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Un sensor de temperatura CMOS basado en Pipeline-TDC con una resolución FoM de 48 fJ·K

Autores: Cai, Zhikuang; Wang, Ze; Zhang, Wenjing; Wang, Xin; Wang, Zixuan

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Un sensor de temperatura CMOS basado en Pipeline-TDC con una resolución FoM de 48 fJ·K


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Sensor de temperatura
Aplicaciones de BIoT
Dominio del tiempo
Convertidor de tiempo a digital
Amplificador de tiempo de ganancia programable
Resolución

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 35

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Un sensor de temperatura eficiente en energía es importante para el monitoreo de temperatura en aplicaciones de Internet de las cosas biomédicas (BIoT). Este artículo presenta un sensor de temperatura en dominio de tiempo con un convertidor de tiempo a digital en serie (TDC). Se propone un amplificador de tiempo de ganancia programable (PGTA) con alta linealidad y un amplio rango lineal para mejorar la resolución del sensor y reducir el área del chip. El tiempo de conversión del sensor se reduce gracias al rápido TDC que solo necesita ~26 ns/conversión, lo que significa que el sensor es adecuado para aplicaciones de BIoT que comúnmente utilizan el modo de ciclo de trabajo. Fabricado en una tecnología CMOS estándar de 40 nm, el sensor consume 7.6 A con una alimentación de 0.6 V y logra una resolución de 90 mK y una sensibilidad de 0.62%/ degreesC en un tiempo de conversión de 1.3 s. Esto se traduce en una figura de mérito de resolución de 48 fJ·K. El sensor logra una inexactitud de 0.39 degreesC de -20 degreesC a 80 degreesC después de una calibración de dos puntos. Al utilizar el sensor en modo de ciclo de trabajo se obtiene un consumo de energía promedio aún más bajo: ~18.6 nW a 10 conversiones/s.

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