熱管理設計中的溫度檢測

　　測溫二極管設計

　　有些IC廠商，例如：微處理器和FPGA制造商，多年以來已經在其產品中集成了測溫二極管，并且掌握了這些器件的設計技術。對于初次集成測溫二極管的IC設計人員，本節提供了一些有益參考：

　　1.將二極管的內阻降至最小。如上文所述，每歐姆串聯電阻將引起大約+0.45℃的誤差。如果在二極管連接配置中，將晶體管的基極連接至集電極，基極電阻會使β值增高。這種情況下，集電極電阻無關緊要，除非它造成二極管連接器件在100μA下出現飽和。

　　2.將晶體管的β值降至最小有助于在整個溫度和電流范圍內保持集電極電流比(以及精度)。

　　3.二極管的正向偏壓必須在溫度檢測ADC的輸入量程內。在整個測溫范圍內，正向電流為10μA時，正向偏壓必須大于0.25V;正向電流為100μA，正向偏壓必須小于0.95V。

　　4.大多數工藝中，沒有隔離的P/N結。如果連接成二極管的晶體管滿足以下限制條件，則能夠正常工作：

　　A.如果是NPN管，三個端子必須與任何電源隔離開，將基極連接至集電極構成一個二極管;

　　B.如果是PNP管，可以將集電極接地，但發射極和基極必須與所有電源隔離開。

　　5.必須對測試電路進行測量，確定是否工作正常。測量精度非常重要——電壓必須精確到100μV，10μA和100μA偏置電流下需要精確到±0.1%。測溫晶體管能夠與Maxim的所有遠端溫度傳感器配合工作。

　　6.耦合至測溫結的噪聲會產生溫度測量誤差，需要仔細地將測溫器件與噪聲源隔離開，包括數字信號和嘈雜電源。

　　A.在物理位置上，將測溫器件與承載高速數字信號的引線隔離開。將數字信號與測溫晶體管和綁定焊盤之間的金屬線也從物理上隔離開。

　　B.請勿將測溫結的焊盤靠近高速數字信號的焊盤，特別是高速緩沖器輸出。可能的話，將測溫結的綁定焊盤靠近直流輸入焊盤(例如，用于引腳設置的直流邏輯電平輸入)。

　　C.用n+和p+保護環將測溫器件包圍起來。

　　7.圖7所示為帶有基底集電極的垂直PNP管的典型結構。10個發射極連接在一起，每個發射極占用20μm× 2.5μm空間。