文档介绍：西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要压力传感器作为现代工业中的一种重要传感器件,在工业自动化、高精度测量、智能建筑、医疗等众多领域发挥着极其关键的作用。随着现代工业向着微型化、集成化、精密化发展,精确的测量是非常重要的。特别是硅桥式压阻压力传感器以其线性好、灵敏度高、体积小、便于集成等诸多优点,成为现今被应用最多的压力传感器。但这类传感器由于材料和工艺的原因,不可避免地具有温度漂移的问题。由于这一特性,在温度不稳定的环境下,其应用受到了限制。为扩大硅桥式压阻压力传感器的应用范围,提高其测量精度,就有必要做温度补偿的研究。本文对硅桥式压阻压力传感器进行了温度漂移分析,提出了一个能用CMOS标准工艺实现的温度补偿电路。从硅桥式压阻压力传感器的结构和原理出发,基于温度漂移产生的机理分析了零位温度漂移和灵敏度温度漂移。根据在常电压供电,恒定压力下传感器的输出灵敏度温度特性方程,本文设计了一个输出与温度呈线性正比的激励电压源来驱动传感器的温度补偿方案。给出了激励电压源的温度特性方程,并分析了实现温度补偿需要满足的条件。基于电压源的温度特性方程,设计了补偿电路的各模块,包括:带隙基准电压源、PTAT 电路和电压缓冲器。带隙基准电压源的核心电路是Kujik结构,本文对它作了改进,通过叠加共源共栅结构的器件提高了电源电压抑制比。采用了深度负反馈的两级折叠式共源共栅运算放大器来“钳位"。PTAT电压是从带隙基准电压源中获得,并与基准电压相加得到了所需温度特性的激励电压。由于传感器的输入电阻较小,在激励电压之间增加了一个电压缓冲器。电压缓冲器是一个两级运算放大器,输出跟随激励电压直接驱动传感器。选用了一个典型的传感器作为温度补偿对象,来进行补偿电路参数的设计。建立了典型硅桥式压阻压力传感器的SPICE模型。采用TSMC , 在5V的电源电压下,对整个电路进行了仿真,结果表明,, C,。与同类的温度补偿电路相比,简化了电路结构。同时,所设计的温度补偿电路也作为了传感器的驱动电源,<Ⅳ下,各性能指标良好。关键词:硅桥式压阻压力传感器;温度系数;带隙基准电压源;PTAT电压西南交通大学硕士研究生学位论文第Ⅱ页 Abstract 愈锄important kindofmodem industrial骶ns0幅,pressure$efflsorsplay acrucialrole in many areas ofindustrialautomation,high precision measurement,medical withthe modem industrialdeveloping towards miniaturization,integration and precision,accurate mc=:asurcment ,the siliconbridge piezoresistive pressure SeIISOT with its good linearity,high sensitivity,smallsize,easy integration andmany otheradvantages,has lx:c;alile themostwidely usedpressure due tomaterials andprocesses ofthisⅨmsor’ thetemperalure tOthecharacteristic,intheunstabletemperamre environment,its appnc枥0n toexpand theapplication scope ofthesilicon bridgepi粼istive pressure sensor and tOimprove itsmeasurement acclwacy,it's necessary to research thetemperature driftofthesiliconbridge piczoresistive pressure sensor,a pensation circuitthat can berealizedby standard CMOS process isdesigned. From the structureandprinciples of thesil