[实用新型]一种温度传感器

说明书

本实用新型公开了一种温度传感器，包括双栅薄膜晶体管和温度传感电容，所述温度传感电容与双栅薄膜晶体管的顶栅电极集成,并且形成因温度变化引起电流改变的传感器件。所述传感器件包括自上而下依次分布的上极板、电容介质层、充当双栅薄膜晶体管的顶栅电极的下极板、双栅薄膜晶体管的顶栅绝缘层、半导体层、双栅薄膜晶体管的底栅绝缘层、基板；所述的顶栅绝缘层内设有源极和漏极；所述底栅绝缘层内设有底栅电极。采用本实用新型所述的温度传感器，具有高灵敏度和电路简单的特点。

技术领域

本实用新型属于温度传感器技术领域，具体涉及一种具体集成了内部信号放大功能并将温度变化转化为电流变化的有源温度传感器。

背景技术

随着机器人技术发展，为了使机器人能智能的应对周围环境中的变化，就需要一个能提供与之进行交互的感知环境或者接触物体温度的肌肤，因此由温度传感器分布组成的电子皮肤成为了机器人不可或缺的重要组成部分。为了能够满足这一应用的需求，电容式温度传感器的高灵敏度、高空间分辨率、易于实现大面积、柔性、弹性等优点适合作为电子肌肤的传感单元。

传统的温度传感器主要分为电阻式和电容式两种，电阻式温度传感器虽然测量电路简单，成本比较低，但是灵敏度低、易脆、没有弹性、有较大的非线性、输出信号较弱等缺点。传统的电容式温度传感器对于温度变化表现为电容值的变化。两者都是无源器件，没有内部信号放大的功能。另外,由于一些电容式温度传感器对温度的响应信号的读取不是很方便，需要在电路系统中进行测量读取，并且测量电路往往伴随着高的噪声，所以很难准确测量出来。在实际使用中往往需要配合一定的复杂外围电路才能应用。例如文氏电桥电路，把随温度变化电容信号转化为频率变化，外围电路非常复杂。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的第一目的在于：实用新型一种集成的温度传感器，将温度传感单元和信号处理单元集成在一起，具有高灵敏度和电路简单的特点。

为实现上述目的，本实用新型按以下技术方案予以实现的：

本实用新型所述的温度传感器，包括双栅薄膜晶体管和温度传感电容，所述双栅薄膜晶体管包括顶栅电极、顶栅绝缘层、底栅绝缘层、基板，所述温度传感电容包括上极板、电容介质层、下极板，所述温度传感电容的下极板与双栅薄膜晶体管的顶栅电极集成,使所述双栅薄膜晶体管和温度传感电容两者集成为一体从而形成因温度变化引起电流改变的传感器件。

进一步地，所述传感器件包括自上而下依次分布的上极板、电容介质层、充当双栅薄膜晶体管的顶栅电极的下极板、双栅薄膜晶体管的顶栅绝缘层、半导体层、双栅薄膜晶体管的底栅绝缘层、基板；所述的顶栅绝缘层内设有源极和漏极；所述底栅绝缘层内设有底栅电极。

进一步地，所述电容介质层的介电常数随温度的变化而变化。

进一步地，所述电容介质的材质为聚偏氟乙烯PVDF。

进一步地，所述上极板和下极板均为金属板。

进一步地，所述顶栅绝缘层和底栅绝缘层均为绝缘介质层。

进一步地，所述源极、漏极和栅极的材质均为金属；

进一步地，所述基板为柔性聚酰亚胺PI材质或者玻璃。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型所述的温度传感器，通过将双栅薄膜晶体管和温度传感电容的集成，实现将电容变化转化为电流的变化，便于信号的处理。具体地，当温度变化时，温度传感电容的电介质系数发生改变，电容随着变化，引起双栅薄膜晶体管的电流变化。该技术便于大面积范围内对温度信号进行收集，具有高灵敏度、高空间分辨率、电路简单的特点。