This thesis introduces design techniques for low power, low supply voltage temperature sensors. For low power consumption, MOSFETs in sub-threshold operation are used. In first work, a complementary non-linear characteristic of the bias current is used to reduce temperature error. This temperature sensor consumes 39 nW of power with a 1 V supply. And this sensor achieves 0.35℃/-0.5℃ temperature error performance. In second work, an ultra low supply, ultra low power, VCO readout based temperature is proposed. This temperature sensor can operate with a 0.3 V supply.
최근 저전력, 저전압으로 동작하는 온도 센서가 각광 받고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 저전력, 낮은 공급 전압으로 동작하는 온도 센서를 제안하였다. 첫 번째 연구에서 기존의 두 개의 BJT를 이용하여 전력을 많이 소모하는 구조를 사용하는 대신에 한 개의 BJT 소자를 사용하여 비선형성을 보상하는 기법을 제안하였다. 이를 표준 CMOS 공정을 이용하여 디자인하여 측정하였다. 결과적으로, 39 nW 전력을 소모하면서 0.35℃/-0.5℃ 온도 에러 성능을 갖는 온도 센서를 설계하였다. 두 번째 연구에서 온도에 따라 비이상적으로 변하는 전압조절 발진기를 이용한 리드아웃 방법을 교정하는 방법을 제안하여 0.3 V 공급 전압에서 동작하는 온도 센서를 설계하였다. 시뮬레이션 결과로 본 연구는 매우 낮은 공급전압에서 매우 낮은 전력을 소모하는 온도 센서 성능을 기대한다.
