CN101620014A - 半导体温度传感器 - Google Patents

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野岛弘司
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Abstract

本发明提供一种能够提高温度检测精度的半导体温度传感器。电流供给电路(10a)的恒流电路(13)流过恒定电流。电流供给电路(10a)的电流反射镜电路基于恒流电路(13)的恒定电流，从输出端子供给温度检测用电流。温度检测电流(10b)基于温度检测用电流和温度，输出输出电压。漏电流吸收电路(10c)的PMOS晶体管(19)与PMOS晶体管(15)尺寸相同且导电类型相同，吸收温度检测用电流(PMOS晶体管(15)的漏极电流)中的漏电流。

Description

半导体温度传感器
技术领域
本发明涉及一种半导体温度传感器。
背景技术
以下对现有的半导体温度传感器进行说明。图3是表示现有的半导体温度传感器的电路图。图4是表示现有的半导体温度传感器的电路图。
如图3所示，恒流电路53流过恒定电流，通过PMOS晶体管54～55构成的电流反射镜电路，基于恒定电流的温度检测用电流流入PNP双极性晶体管56的发射极。基于PNP双极性晶体管56的发射极电流的基极电流流入PNP双极性晶体管57的发射极，基于PNP双极性晶体管57的发射极电流的基极电流流入PNP双极性晶体管58的发射极，在输出端子52输出输出电压。由于PNP双极性晶体管56～58具有温度特性，因此，如果温度变高，则输出电压变低；如果温度变低，则输出电压变高，输出基于温度的输出电压。
如图4所示，恒流电路73流过恒定电流，通过PMOS晶体管74～77构成的电流反射镜电路，基于恒定电流的温度检测用电流流入PNP双极性晶体管78～80的发射极。进而，基于PNP双极性晶体管78的发射极电流的基极电流也流入PNP双极性晶体管79的发射极，基于PNP双极性晶体管79的发射极电流的基极电流也流入PNP双极性晶体管80的发射极，在输出端子72输出输出电压。由于PNP双极性晶体管78～80具有温度特性，因此，如果温度变高，则输出电压变低；如果温度变低，则输出电压变高，输出基于温度的输出电压(例如，参照专利文献1)。
【专利文献1】日本特开平05-248962号公报
但是，在现有的半导体温度传感器中，不仅基于恒流电路的恒定电流的电流流入PNP双极性晶体管，而且PMOS晶体管的漏电流也流入PNP双极性晶体管。因此，导致PNP双极性晶体管的输出电压与正确值相差漏电流的量。
发明内容
本发明正是鉴于上述问题而完成的，提供一种能够提高温度检测精度的半导体温度传感器。
为了解决上述问题，本发明提供一种半导体温度传感器，其特征在于，该半导体温度传感器具有：电流供给电路，其基于恒流电路的恒定电流，从输出端子供给温度检测用电流；温度检测电路，其设在所述电流供给电路的输出端子上，基于所述温度检测用电流和温度，输出输出电压；以及漏电流吸收电路，其设在所述电流供给电路的输出端子上，吸收所述温度检测用电流中的漏电流。
在本发明中，漏电流吸收电路吸收温度检测用电流中的漏电流，因此，漏电流难以流入温度检测电路。由此，温度检测电路的输出电压难以依赖于漏电流，输出电压变得正确。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式的半导体温度传感器的电路图。
图2是示出本发明的第二实施方式的半导体温度传感器的电路图。
图3是示出现有的半导体温度传感器的电路图。
图4是示出现有的半导体温度传感器的电路图。
标号说明
13恒流电路
10a电流供给电路
10b温度检测电路
10c漏电流吸收电路
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
首先，说明半导体温度传感器的结构。图1是示出第一实施方式的半导体温度传感器的电路图。
半导体温度传感器具有恒流电路13、PMOS晶体管14～15、PNP双极性晶体管16～18以及PMOS晶体管19。半导体温度传感器具有电源端子10、接地端子11以及输出端子12。
PMOS晶体管14～15构成电流反射镜电路。恒流电路13和PMOS晶体管14～15构成电流供给电路10a。PNP双极性晶体管16～18构成温度检测电路10b。PMOS晶体管19构成漏电流吸收电路10c。
PMOS晶体管14的栅极和漏极与PMOS晶体管15的栅极以及恒流电路13的输出端子连接，源极与电源端子10连接。PMOS晶体管15的源极与电源端子10连接，漏极与输出端子12连接。
PNP双极性晶体管16的基极与PNP双极性晶体管17的发射极连接，发射极与输出端子12连接，集电极与接地端子11连接。PNP双极性晶体管17的基极与PNP双极性晶体管18的发射极连接，集电极与接地端子11连接。PNP双极性晶体管18的基极和集电极与接地端子11连接。
PMOS晶体管19的栅极和源极与PMOS晶体管15的漏极连接，漏极与接地端子11连接。
电流供给电路10a的恒流电路13流过恒定电流。电流供给电路10a的电流反射镜电路基于恒流电路13的恒定电流，从输出端子供给温度检测用电流。温度检测电路10b基于温度检测用电流和温度，输出输出电压。漏电流吸收电路10c的PMOS晶体管19与PMOS晶体管15尺寸相同且导电类型相同，吸收温度检测用电流(PMOS晶体管15的漏极电流)中的漏电流。
接着，说明半导体温度传感器的动作。
恒流电路13流过恒定电流，通过PMOS晶体管14～15构成的电流反射镜电路，基于恒定电流的温度检测用电流流入PNP双极性晶体管16的发射极。基于PNP双极性晶体管16的发射极电流的基极电流流入PNP双极性晶体管17的发射极，基于PNP双极性晶体管17的发射极电流的基极电流流入PNP双极性晶体管18的发射极，在输出端子12输出输出电压。由于PNP双极性晶体管16～18具有温度特性，因此，如果温度变高，则输出电压变低；如果温度变低，则输出电压变高，输出基于温度的输出电压。
此时，PMOS晶体管15供给包含源极/漏极间的沟道漏电流、N型阱(或N型基片)/漏极间的结漏电流、以及基于恒流电路13的恒定电流的电流在内的温度检测用电流。但是，PMOS晶体管19流过与PMOS晶体管15的漏电流大致相等的漏电流，因此，大致全部的PMOS晶体管15的漏电流流入PMOS晶体管19，只有基于恒流电路13的恒定电流的电流流入PNP双极性晶体管16。
这样，漏电流吸收电路10c吸收温度检测用电流中的漏电流，因此漏电流难以流入温度检测电路10b。由此，温度检测电路10b的输出电压难以依赖于漏电流，输出电压变得正确。这里，如果温度变高，与此对应，漏电流也变多，因此温度越高，吸收漏电流的漏电流吸收电路10c的效果也越高。
另外，漏电流吸收电路10c具有PMOS晶体管19，但是也可以具有NMOS晶体管(未图示)。此时，NMOS晶体管的尺寸为流过与PMOS晶体管15的漏电流大致相等的漏电流这样的尺寸。
(第二实施方式)
首先，说明半导体温度传感器的结构。图2是示出第二实施方式的半导体温度传感器的电路图。
半导体温度传感器具有恒流电路33、PMOS晶体管34～37、PNP双极性晶体管38～40以及PMOS晶体管41～43。半导体温度传感器具有电源端子30、接地端子31以及输出端子32。
PMOS晶体管34～37构成电流反射镜电路。恒流电路33和PMOS晶体管34～37构成电流供给电路30a。PNP双极性晶体管38～40构成温度检测电路30b。PMOS晶体管41～43构成漏电流吸收电路30c。
PMOS晶体管34的栅极和漏极与PMOS晶体管35～37的栅极以及恒流电路33的输出端子连接，源极与电源端子30连接。PMOS晶体管35的源极与电源端子30连接，漏极与PNP双极性晶体管39的基极以及PNP双极性晶体管40的发射极连接。PMOS晶体管36的源极与电源端子30连接，漏极与PNP双极性晶体管38的基极以及PNP双极性晶体管39的发射极连接。PMOS晶体管37的源极与电源端子30连接，漏极与输出端子32以及PNP双极性晶体管38的发射极连接。
PNP双极性晶体管38的集电极与接地端子31连接。PNP双极性晶体管39的集电极与接地端子31连接。PNP双极性晶体管40的基极和集电极与接地端子31连接。PMOS晶体管41的栅极和源极与PMOS晶体管37的漏极连接，漏极与接地端子31连接。
PMOS晶体管42的栅极和源极与PMOS晶体管36的漏极连接，漏极与接地端子31连接。PMOS晶体管43的栅极和源极与PMOS晶体管35的漏极连接，漏极与接地端子31连接。
漏电流吸收电路30c的PMOS晶体管41与PMOS晶体管37尺寸相同且导电类型相同，吸收温度检测用电流(PMOS晶体管37的漏极电流)中的漏电流。漏电流吸收电路30c的PMOS晶体管42与PMOS晶体管36尺寸相同且导电类型相同，吸收温度检测用电流(PMOS晶体管36的漏极电流)中的漏电流。漏电流吸收电路30c的PMOS晶体管43与PMOS晶体管35尺寸相同且导电类型相同，吸收温度检测用电流(PMOS晶体管35的漏极电流)中的漏电流。
接着，说明半导体温度传感器的动作。
恒流电路33流过恒定电流，通过PMOS晶体管34～37构成的电流反射镜电路，基于恒定电流的温度检测用电流流入PNP双极性晶体管38～40的发射极。进而，基于PNP双极性晶体管38的发射极电流的基极电流也流入PNP双极性晶体管39的发射极，基于PNP双极性晶体管39的发射极电流的基极电流也流入PNP双极性晶体管40的发射极，在输出端子32输出输出电压。由于PNP双极性晶体管38～40具有温度特性，因此，如果温度变高，则输出电压变低；如果温度变低，则输出电压变高，输出基于温度的输出电压。
此时，PMOS晶体管37供给包含源极/漏极间的沟道漏电流、N型阱(或N型基片)/漏极间的结漏电流、以及基于恒流电路33的恒定电流的电流在内的温度检测用电流。但是，PMOS晶体管41流过与PMOS晶体管37的漏电流大致相等的漏电流，因此，大致全部的PMOS晶体管37的漏电流流入PMOS晶体管41，只有基于恒流电路33的恒定电流的电流流入PNP双极性晶体管38。PMOS晶体管35～36也是同样。
这样，不仅PNP双极性晶体管38的基极电流流入PNP双极性晶体管39的发射极，而且几乎不带有漏电流的PMOS晶体管36的温度检测用电流也流入PNP双极性晶体管39的发射极。此外，不仅PNP双极性晶体管39的基极电流流入PNP双极性晶体管40的发射极，而且几乎不带有漏电流的PMOS晶体管35的温度检测用电流也流入PNP双极性晶体管40的发射极。因此，如果适当地调整电流反射镜电路的反射镜比，则能够使PNP双极性晶体管38～40的发射极电流相等，因此，输出电压变得正确。

Claims (3)

1、一种半导体温度传感器，其特征在于，该半导体温度传感器具有：
电流供给电路，其供给温度检测用电流；
温度检测电路，其设在所述电流供给电路的输出端子上，基于所述温度检测用电流和温度，输出输出电压；以及
漏电流吸收电路，其设在所述电流供给电路的输出端子上，吸收所述温度检测用电流中的漏电流。
2、根据权利要求1所述的半导体温度传感器，其特征在于，
所述电流供给电路具有：
恒流电路，其流过恒定电路；以及
电流反射镜电路，其基于所述恒定电流，向所述温度检测电路供给所述温度检测用电流，
所述漏电流吸收电路具有栅极和源极相互连接的MOS晶体管，该MOS晶体管与所述电流反射镜电路的输出用MOS晶体管尺寸相同且导电类型相同。
3、根据权利要求1所述的半导体温度传感器，其特征在于，
所述电流供给电路具有：
恒流电路，其流过恒定电路；以及
电流反射镜电路，其基于所述恒定电流，向所述温度检测电路供给所述温度检测用电流，
所述漏电流吸收电路具有栅极和源极相互连接的MOS晶体管，该MOS晶体管具有流过与所述电流反射镜电路的输出用MOS晶体管的漏电流大致相等的电流这样的尺寸，并且导电类型与所述输出用MOS晶体管不同。
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