CN203299683U - 非线性温度发生器电路 - Google Patents

Abstract

一种非线性温度发生器电路，一对晶体管(也可以为其他半导体元件)共同连接到一个具有负温度系数的偏置电流，一个具有负温度系数的电压加载到晶体管对的基极之间。其中一个晶体管输出一个相对于温度非线性的电流，并且这个输出电流有一个拐点。

Description

非线性温度发生器电路

技术领域

本发明涉及一种普通的曲率校正电路。特别地，本发明涉及到一种非线性温度发生器电路，它产生一个相对于温度非线性的输出电流。 

背景技术

许多类型的集成电路提供的输出与温度有特定的关系或独立于温度。通常情况下，希望这种集成电路的输出容易被控制，提供相对于温度非线性的电流或电压也是经常需要的。 

这种非线性电流可以用于曲率矫正以提高参考电压相对于温度变化的线性程度，或增加设备输出的电流或电压至一个特定的值。 

传统技术通过相对复杂的电路，如断点的方法，实现曲率校正。这种传统技术带来的问题是，从操作和经济的观点看复杂的电路是不可取的。 

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种改进的非线性温度发生器电路。 

本发明的第二个目的是提供一种非线性温度校正电路，这部分是很容易实现的。 

本发明的第三个目的是提供一种非线性温度校正电路，它的总输出电流中非线性电流的比例相对较高。 

本发明的技术解决方案 

简言之，根据本发明得到的非线性温度校正电路，至少一对半导体元件的电极共同连接到一个具有负温度系数的偏置电流，一个具有负温度系数的电压加载到半导体元件之间，从而产生一个相对于温度非线性的输出电流或电压，并且上述非线性输出电流有一个拐点。 

另外，一对半导体元件也可以具体为一个晶体管和一个二极管，而不是一对晶体管。 

根据下面详细的描述并结合附图，本发明的其他目的、特点和优势将更明显地体现。 

对比文献，发明专利：随温度变化的电流产生的方法和装置，申请号：97194466.0 

对比文献，发明专利：一种带隙电压参考电路以及用于产生温度曲率校准电压参考的方法，申请号：200480002422.7 

对比文献，发明专利：一种低成本曲率校正带隙基准电流电压源电路，申请号：201010194451.5 

附图说明

图1是根据本发明得到的一种非线性温度发生器电路的示意图。 

图2描绘了图1中的电路相对于温度的非线性曲线。 

图3-5是根据本发明得到的其他供选择的电路。 

具体实施方式

图1是根据本发明得到的一种电路示意图。 

在图1中，非线性温度发生器电路10是一个温度敏感电路，其中包括一对双极晶体管12、14，每个晶体管包括一个基极、集电极和发射极。 

晶体管12包括集电极24、基极25和发射极26。同样，晶体管14包括集电极36、基极37和发射极38。 

一个合适的偏置电流源18和电压V+为晶体管12的基极25提供了一个适当的电压，同时通过电阻28为晶体管14的基极37提供一个适当的电压。电阻32，34提供了一个合适的分压器网络。 

图1中描绘的电路极其简单，并且比其他类型的曲率校正电路有明显的优势，这也可以从图2中看出。 

在图1中，晶体管12，14通过发射极26、38形成的公共节点30相连接。二极管20、22产生一个合适的负温度系数。基极25和37之间的偏置电压尽管在15至30毫伏之间都是合适的，但在25℃时最好为20毫伏，此时它为一个拐点。 

如图2所示，基极25和37间的电压设置了温度拐点。例如，通过合适的负温度系数电压设置所需温度，图2所示的拐点可以发生在任何所需的温度下，如T1，T2，…，TN。 

如图2所示，本发明提供一种温度敏感电路，其中输出电流相对于温度非线性，并且有一个由施加在晶体管基极间的电压决定的拐点。如图2所示，拐点可以设置在任何所需的温度下。 

图1中电路10从集电极36输出的电流在-55℃到150℃间有一个拐点。这意味着可以得到一个如图2所示有平坦拐点的弯曲输出。这使得本发明在特定温度下有最小影响。而对于其他类型的传统曲率电路来说，输出的线性温度系数必须由额外的电路抵消。 

本发明提供了一种产生相对于温度非线性的曲率电流的方法，并且比传统技术简单得多。同时总输出电流中的非线性电流所占的百分比较高。 

图1中电路10产生一个相对于温度弯曲的输出，如图2所示，其中抛物线40表示相对于温度非线性变化的电流。图2中的输出电流在-50℃至+200℃的范围内有一个确定的拐点。 

图1中，晶体管12和14工作在不同情况下。它们的发射极电流有一个负温度系数。上述晶体管对通过两个二极管为它们的基极提供偏置电压以产生发 射极电流。 

基极25和37间施加的电压为负温度系数。设置上述基极间电压为大约20毫伏时，从一个晶体管将得到如图2中抛物线40所示的非线性输出电流。 

图3描绘了另一种非线性温度发生器电路50。图3中，晶体管52包括集电极62、基极61和发射极60。电阻68提供了一个类似于图1中电阻34的分压器。二极管64、66的功能与图1中二极管20、22的作用相同。 

与图1不同的是，图3中的第二个晶体管54包括发射极56、基极57和集电极58，其中集电极58与晶体管52的基极61相连。 

电阻63为基极57和61之间提供了一个适当的电压差，这个电压最好也为20毫伏。 

图3有效地提供了一个二极管，以取代图1中差分晶体管对中的一个晶体管。同样，图3中为晶体管和二极管提供的公共偏置电流具有负的温度系数，施加在晶体管基极间的电压也具有负温度系数。 

图4和5描绘的非线性电流产生电路与图1和3中的电路有类似的功能。 

尽管本发明已通过具体的例子体现，但是上述例子只是为了说明本发明而不应限制本发明。应当指出，本发明与传统差分放大器的不同之处在于，本发明提供了一个温度敏感电路，它有一个相对于温度非线性的输出电流，并且输出电流的拐点可以被设置到任何所需的温度。本发明可以通过不同的方式实现，如使用一对晶体管(不管是NPN还是PNP型晶体管)或晶体管/二极管对，只要没有脱离本发明的实质并且符合权利要求中的定义，在上述例子上做适当修改仍属本发明的范畴。 

Claims (7)

1.一种非线性温度发生器电路，其特征是： 

至少一对半导体元件的电极共同连接到一个具有负温度系数的偏置电流，一个具有负温度系数的电压加载到半导体元件之间，从而产生一个相对于温度非线性的输出电流或电压，并且上述非线性输出电流有一个拐点。 

2.根据权利要求1所述的一种非线性温度发生器电路，其特征是：上述一对半导体元件可以具体为一对晶体管。 

3.根据权利要求1所述的一种非线性温度发生器电路，其特征是：上述一对半导体元件可以具体为一个晶体管和一个二极管。 

4.根据权利要求2或3所述的一种非线性温度发生器电路，其特征是：上述的每个晶体管都包括一个集电极、一个基极和一个发射极。 

5.根据权利要求1所述的一种非线性温度发生器电路，其特征是：25摄氏度时，上述负温度系数电压在15至30毫伏之间。 

6.根据权利要求2所述的一种非线性温度发生器电路，其特征是：其中一个晶体管的基极与集电极相连以形成一个二极管。 

7.根据权利要求1所述的一种非线性温度发生器电路，其特征是：上述非线性输出电流在-50摄氏度至+200摄氏度之间有一个拐点。 

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