熱敏電阻、熱電偶、模擬硅溫度傳感器和鎳/鉑電阻式溫度檢測(cè)器(RTD)，需要進(jìn)行校準(zhǔn)以達(dá)到所需的溫度精度。作為混合信號(hào)器件的數(shù)字溫度傳感器則不需要進(jìn)行校準(zhǔn)，它們具有集成數(shù)字邏輯，工作溫度范圍為-55℃到50℃，采用絕對(duì)溫度比例(PTAT)電路，通過(guò)檢測(cè)二極管的基極-發(fā)射極電壓(VBE)的變化來(lái)測(cè)量本地/遠(yuǎn)程溫度。它具有簡(jiǎn)單的集成硬件來(lái)保存溫度值并對(duì)溫度設(shè)定點(diǎn)、器件工作模式、睡眠模式以及快/慢轉(zhuǎn)換速率進(jìn)行編程設(shè)定。數(shù)據(jù)通過(guò)IC間總線(I2C總線)、系統(tǒng)管理總線(SMBus)或串行外圍接口(SPI)來(lái)通信。

 

　　具體來(lái)說(shuō)，數(shù)字溫度傳感器的主要構(gòu)成包括一個(gè)雙電流源、一個(gè)Δ-ΣA/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字邏輯和一個(gè)通向數(shù)字器件(如與一個(gè)微處理器或微控制器連接)的串行接口(如I2C總線、SMBus或SPI)。數(shù)字溫度傳感器有兩種：本地或遠(yuǎn)程溫度傳感器，它們均采用某種方法強(qiáng)制兩個(gè)成比例的電流通過(guò)一個(gè)連接成二極管形式的NPN或PNP晶體管，均用于測(cè)量所導(dǎo)致的VBE變化，使用Δ-ΣA/D轉(zhuǎn)換器對(duì)電壓采樣并將數(shù)值轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式。強(qiáng)制電流一般采用約10：1的比例。通過(guò)強(qiáng)制施加比例電流和測(cè)量?jī)蓚€(gè)VBE的差值，可消除二極管上IS這一與工藝相關(guān)參數(shù)的一階效應(yīng)。

 

　　每個(gè)溫度傳感器在生產(chǎn)過(guò)程中均會(huì)進(jìn)行調(diào)整，以便與要使用的二極管的理想?yún)?shù)匹配。遠(yuǎn)程二極管的特性取自2N3904/6。由于本地溫度傳感器在硅襯底上只是一個(gè)簡(jiǎn)單的NPN或PNP結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)程溫度傳感器幾乎總是集成一個(gè)本地溫度傳感器。因此，遠(yuǎn)程傳感器的作用幾乎總是像兩個(gè)傳感器一樣。本地溫度傳感器在同一封裝集成了一個(gè)熱二極管。對(duì)于本地傳感器，根據(jù)封裝和位于IC襯底上的本地二極管，熱時(shí)間常數(shù)(即達(dá)到最終溫度的63.2%所需的時(shí)間)為幾分鐘。總線負(fù)載過(guò)重或轉(zhuǎn)換過(guò)快會(huì)造成器件自加熱并影響溫度精度。

 

　　溫度數(shù)據(jù)變?yōu)榭捎盟璧臅r(shí)間稱為轉(zhuǎn)換速率。該速率由器件內(nèi)部振蕩器和A/D分辨率決定，一般低于100Hz或長(zhǎng)于10ms。轉(zhuǎn)換速率越快，溫度數(shù)據(jù)可檢索的速度就越快，同時(shí)溫度傳感器消耗的功率也就越大。由于存在自加熱效應(yīng)，轉(zhuǎn)換速率通常較低。圖1顯示了一個(gè)遠(yuǎn)程溫度傳感器和/或本地溫度傳感器的簡(jiǎn)化框圖。