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集成温湿压传感器在工农业生产、汽车电子、环境分析、气候分析、军事方面,具有十分重要的应用。读出电路作为集成温湿压传感器的主要组成部分,其性能直接影响到集成温湿压传感器信号读出的精确度和灵敏度。将多种传感器读出电路集成到一块芯片上面也是近年来十分热门的研究方向。本论文主要从集成温湿压传感器读出电路的关键技术和原理展开研究,立足于课题需求,针对课题提供的感温元件PNP双极型晶体管、湿敏电容、压敏电阻的变化范围,对温度、湿度、压力传感器三个模块的读出电路重点进行了设计与仿真分析。该读出电路具有灵敏度高,稳定性好,集成度高,测量的范围广等优势,实现了温度、湿度、压力模拟信号的读出。本论文选取了华润上华科技0.5μm CMOS工艺对电路进行设计仿真,具有低功耗和高集成度的优点。研究成果如下。1.进行了集成温度传感器信号读出电路的设计,包括感温模块、带隙基准电路模块和斜波发生器。感温模块采用PNP双极型晶体管作为感温元件;对带隙基准电压源电路进行了设计,产生为整个电路提供不受温度、电源影响的基准电压,温漂系数为20.18ppm/℃。该读出电路温度探测范围为-40℃到85℃,输出电压变化为3V,温度灵敏度为24mV/K,输出的电压的线性度有99.92%,并且斜率可调,从而实现了对温度信号的读出。2.进行了集成湿度传感器信号读出电路的设计,采用新型的差分式开关电容电路作为湿度信号读出电路,包括电容、CMOS开关、两级运算放大器电路。两级运放第一级为折叠式共源共栅运算放大器,第二级为共源级放大器,开环增益为73.6dB,共模抑制比为83.5dB,电源抑制比为83.7dB,符合该读出电路对运放的要求。该读出电路中感湿电容大小变化范围为4pF到5.5pF,输出电压有1.5V的幅值转变,读出电路转换分辨率1mV/fF,实现了对微小感湿电容的检测。3.进行了集成压力传感器读出电路的设计,包括恒流源供电电路和信号放大电路。压力敏感电阻连接成惠斯通桥式电路结构,供电方法为恒流源供电的方法;信号放大电路采取三运放仪表放大器结构,并且增益可调。当增益为40dB时,在100Hz处等效输入噪声是18.87nV/sqrt(Hz),共模抑制比CMRR大小是158dB,电源抑制比PSRR大小是128.37dB,符合低噪声、高共模抑制比的要求,实现了对微弱差分输入电压的放大以及压敏电阻阻值变化量的读出。