RFID技术经过几十年的发展,在各个领域得到越加广泛的应用,如交通运输、医疗、商业商品自动化等领域。温度传感器作为传感器中非常重要的一类,通过其元件随温度变化的特性来对温度进行检测,并根据温度不同实现对系统的控制,将温度传感器集成于RFID标签芯片有着非常广泛的应用前景。本文设计了一款应用于无源RFID标签芯片上、可对环境温度精确测量、同时具有低功耗特点的CMOS温度传感器。本文所设计的温度传感器主要包括温度检测模块和温度量化模块。温度检测模块包括感温电路和带隙基准,通过感温元件得到与温度成比例的电压/电流和与温度无关的参考电压。论文对传统CMOS工艺下PNP晶体管和工作在亚阈值区MOS管的温度特性进行分析、对比,得到工作在亚阈值区的MOS管具有更低的功耗。利用工作在亚阈值区MOS管的栅极-源极电压差?VGS与温度成正比的特性,实现感温电路和带隙基准,具有更低功耗的优势;再针对与后级模数转换器ADC的输入范围匹配度,本文专门设计了CTAT(与温度成反比)电路,对感温电路进行改进,将其感温电压的范围从245.7mV提升到709.7mV。论文针对温度检测电路的功耗、精度、以及与后级ADC输入范围匹配度等方面,从系统到模块进行协同改进与折中,设计得到使用的温度检测电路的最终结构。温度量化模块采用低功耗ADC,将温度检测模块得到的感温电压转换为数字信号,对ADC有低功耗、低采样频率、高分辨率的要求。本文设计了一个超低功耗10bits SAR ADC,通过对ADC中的电容阵列DAC及其开关时序进行分析和优化,得到一种新型的低功耗单端开关电容阵列。本文设计的新型单端电容阵列的参考电压VREF为0.5V,仅为传统参考电压的一半,功耗约为传统单端开关的1/8。最终得到10bits SAR ADC的参考电压为0.5V,输入范围为0V~1V,采样频率为10KS/s,SNR为57.66dB,SFDR为72.48dB,SNDR为57.19dB,有效位数ENOB为9.2bit,功耗为0.046μW,达到了设计指标。论文将温度检测模块与温度量化模块整合,得到CMOS温度传感器的总体架构,通过对整体的温度传感器在SMIC 0.18μm CMOS工艺下进行仿真验证,其温度检测的精度达到±0.3℃,总功耗为0.394μW,适用于无源RFID温度检测标签芯片。