DE102015115981A1

DE102015115981A1 - System und Verfahren zur Temperaturabtastung

Info

Publication number: DE102015115981A1
Application number: DE102015115981.3A
Authority: DE
Inventors: Cheng Zhang
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2015-09-22
Publication date: 2016-03-24
Also published as: US9261415B1; CN105444907A; CN105444907B

Abstract

Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Temperatursensor einen proportional zur Absoluttemperatur, PTAT-Stromerzeuger aufweisend einen ersten Stromausgang, der dazu ausgestaltet ist, einen ersten temperaturabhängigen Strom bereitzustellen, eine erste Krümmungskompensationsschaltung, die dazu ausgestaltet ist, einem internen Knoten des PTAT-Stromerzeugers einen ersten kompensierenden Strom bereitzustellen, und eine zweite Krümmungskompensationsschaltung, die dazu ausgestaltet ist, dem ersten Stromausgang einen zweiten kompensierenden Strom hinzuzufügen. Der erste kompensierende Strom weist eine erste Nichtlinearität mit Bezug auf Temperatur auf. Ein Teil der ersten Nichtlinearität liegt im ersten temperaturabhängigen Strom vor. Der zweite kompensierende Strom weist eine zweite Nichtlinearität mit Bezug auf Temperatur auf, sodass die zweite Nichtlinearität im zweiten kompensierenden Strom die erste Nichtlinearität im ersten temperaturabhängigen Strom im Wesentlichen ausgleicht.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf eine elektronische Vorrichtung und insbesondere auf ein System und Verfahren zur Temperaturabtastung.
Hintergrund
Temperatursensoren werden häufig in verschiedenen Anwendungen, einschließlich Temperaturreglern für Zuhause und für industrielle Anwendungen, Sicherheitssystemen, Kfz-Systemen, sowie verschiedenen selbstüberwachenden elektronischen Systemen, verwendet. Zum Beispiel kann ein Temperatursensor auf demselben Chip mit anderen elektronischen Schaltungen enthalten sein, um Erhöhungen in der Umgebungstemperatur zu detektieren. Wenn mittels eines solchen Temperatursensors eine hohe Temperatur, die einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, detektiert wird, kann das System eine schützende Handlung, wie etwa das Herunterfahren des gesamten Systems oder von Teilen des Systems, ergreifen. Temperatursensoren können ferner in integrierten Schaltungen, wie etwa in einer CPU, enthalten sein, um zum Zwecke der Hitzesteuerung Temperaturinformationen für die gesamte integrierte Schaltung bereitzustellen. Diese Informationen können von der integrierten Schaltung verwendet werden, um Parameter derart zu verändern, dass die Leistung der Schaltung über einen bestimmten Temperaturbereich verbessert wird.
Temperatursensoren können auf verschiedene Weisen hergestellt werden. Zum Beispiel kann ein Temperatursensor mittels eines bimetallischen Streifens, der zwei Metalle mit verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten verwendet, hergestellt werden.
Die mechanische Auslenkung eines solchen bimetallischen Streifens dient zur Anzeige der Temperatur des bimetallischen Streifens.
Ferner kann ein Temperatursensor auf elektronischen Wege mittels Festkörperschaltkreisen implementiert werden. Zum Beispiel kann die Übergangsspannung einer Diode, die eine fast lineare Temperaturabhängigkeit mit negativer Steigung aufweist, dazu verwendet werden, ein Maß der Temperatur bereitzustellen.
In einem weiteren Beispiel kann auch ein Spannungsunterschied zwischen zwei Dioden mit zwei Stromdichten dazu verwendet werden, eine Temperatur zu messen. Eine Schaltung, die so einen Spannungsunterschied verwendet, wird im Allgemeinen als PTAT-Erzeuger („proportional to absolute temperature“; Erzeuger von Strom, der proportional zur absoluten Temperatur ist) bezeichnet und produziert ein Ausgangssignal, das eine lineare Temperaturabhängigkeit mit einer positiven Steigung aufweist. Um eine digitale Ausgabe, die mit der absoluten Temperatur in Beziehung steht, bereitzustellen, wird eine Referenzspannung mit einem Ausgangssignal des PTAT-Erzeugers verglichen. Es wird erwartet, dass diese Referenzspannung temperaturunabhängig ist und sie wird typischerweise vom PTAT-Erzeuger abgeleitet, indem eine Übergangsspannung der Diode und ein skalierter Spannungsunterschied zwischen den zwei Dioden kombiniert wird. Da jedoch die Übergangsspannung einer Diode etwas Nichtlinearität mit Bezug auf Temperatur aufweist, hat die sich ergebende Referenzspannung eine nichtlineare Temperaturabhängigkeit, die eine Nichtlinearität am digitalen Ausgang des Temperatursensors produziert.
Zusammenfassung
Deshalb besteht ein Bedarf für verbesserte Techniken zur Temperaturmessung. Insbesondere besteht ein Bedarf für Techniken der Temperaturmessung, die besonders genau sind.
Insbesondere besteht ein Bedarf für Techniken der Temperaturmessung, die eine Referenzspannung mit einer linearen Temperaturabhängigkeit bereitstellen.
Diese Aufgabe wird von den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren Ausführungsformen.
Gemäß einer Ausführungsform weist ein Temperatursensor einen proportional zur Absoluttemperatur, PTAT-Stromerzeuger auf. Der PTAT-Stromerzeuger weist einen ersten Stromausgang, der dazu ausgestaltet ist, einen ersten temperaturabhängigen Strom bereitzustellen auf. Der PTAT-Stromerzeuger weist auch eine erste Krümmungskompensationsschaltung, die dazu ausgestaltet ist, einem internen Knoten des PTAT-Stromerzeugers einen ersten kompensierenden Strom bereitzustellen, auf. Der PTAT-Stromerzeuger weist auch eine zweite Krümmungskompensationsschaltung, die dazu ausgestaltet ist, dem ersten Stromausgang einen zweiten kompensierenden Strom hinzuzufügen, auf. Der erste kompensierende Strom weist eine erste Nichtlinearität mit Bezug auf Temperatur auf. Ein Teil der ersten Nichtlinearität liegt im ersten temperaturabhängigen Strom vor. Der zweite kompensierende Strom weist eine zweite Nichtlinearität mit Bezug auf Temperatur auf, sodass die zweite Nichtlinearität im zweiten kompensierenden Strom die erste Nichtlinearität im ersten temperaturabhängigen Strom im Wesentlichen ausgleicht.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Temperatursensor einen PTAT-Stromerzeuger („proportional to absolute temperature“; Erzeuger von Strom, der proportional zur absoluten Temperatur ist) aufweisend einen ersten Stromausgang, der dazu ausgestaltet ist, einen ersten temperaturabhängigen Strom bereitzustellen, eine erste Krümmungskompensationsschaltung, die dazu ausgestaltet ist, einem internen Knoten des PTAT-Stromerzeugers einen ersten kompensierenden Strom bereitzustellen, und eine zweite Krümmungskompensationsschaltung, die dazu ausgestaltet ist, dem ersten Stromausgang einen zweiten kompensierenden Strom hinzuzufügen. Der erste kompensierende Strom weist eine erste Nichtlinearität mit Bezug auf Temperatur auf, ein Teil der ersten Nichtlinearität liegt im ersten temperaturabhängigen Strom vor, der zweite kompensierende Strom weist eine zweite Nichtlinearität mit Bezug auf Temperatur auf, sodass die zweite Nichtlinearität im zweiten kompensierenden Strom die erste Nichtlinearität im ersten temperaturabhängigen Strom im Wesentlichen ausgleicht. Der Temperatursensor kann auch einen Analog-Digital-Wandler, der einen Eingang, der mit dem ersten Stromausgang gekoppelt ist, aufweist, umfassen.
In einer Ausführungsform umfasst der PTAT-Stromerzeuger einen ersten Stromzweig, der eine erste Diode aufweist, die ersten Widerstand mit einem in Reihe gekoppelt ist, einen zweiten Stromzweig, der eine zweite Diode aufweist, einen Verstärker aufweisend Eingänge, die mit dem ersten und zweiten Zweig gekoppelt sind, und einen Ausgang, der dazu ausgestaltet ist, dem ersten und zweiten Zweig Strom bereitzustellen. Der Verstärkerausgang kann dazu ausgestaltet sein, eine temperaturstabile Bandlückenspannung bereitzustellen, und/oder der Temperatursensor kann ferner einen Transistor aufweisen, der mit dem Ausgang des Verstärkers gekoppelt ist, sodass ein Sourceknoten des Transistors mit dem ersten und dem zweiten Stromzweig und ein Drainknoten des Transistors mit dem ersten Stromausgang gekoppelt ist.
In einer Ausführungsform umfasst die erste Krümmungskompensationsschaltung eine Stromquelle, die mit einer dritten Diode an einem Kompensationsknoten gekoppelt ist, einen zweiten Widerstand, der zwischen dem Kompensationsknoten und dem ersten Stromzweig des PTAT-Erzeugers gekoppelt ist, und einen dritten Widerstand, der zwischen dem Kompensationsknoten und dem zweiten Stromzweig des PTAT-Erzeugers gekoppelt ist. Die zweite Krümmungskompensationsschaltung kann einen Transkonduktanzverstärker aufweisend einen ersten Eingang, der mit dem Kompensationsknoten gekoppelt ist, und einen zweiten Eingang, der entweder mit dem ersten Stromzweig oder dem zweiten Stromzweig des PTAT-Erzeugers gekoppelt ist, und einen Ausgang, der mit dem ersten Stromausgang des PTAT-Stromerzeugers gekoppelt ist, umfassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Abtasten einer Temperatur das Erzeugen eines ersten temperaturabhängigen Stroms mittels eines PTAT-Stromerzeugers („proportional to absolute temperature“; Erzeugers von Strom, der proportional zur absoluten Temperatur ist), das Bereitstellen eines ersten kompensierenden Stroms an einem internen Knoten des PTAT-Stromerzeugers und das Bereitstellen eines zweiten kompensierenden Stroms, der eine zweite Nichtlinearität mit Bezug auf Temperatur umfasst. Der erste kompensierende Strom umfasst eine erste Nichtlinearität mit Bezug auf Temperatur, ein Teil der ersten Nichtlinearität liegt im ersten temperaturabhängigen Strom vor und das Bereitstellen des zweiten kompensierenden Stroms umfasst das Summieren des zweiten kompensierenden Stroms und des ersten temperaturabhängigen Stroms zum Bereitstellen eines Ausgangsstroms, sodass die zweite Nichtlinearität im zweiten kompensierenden Strom die erste Nichtlinearität im Wesentlichen ausgleicht. Das Verfahren kann ferner das Durchführen einer Analog-Digital-Wandlung des Ausgangsstroms umfassen. Das Durchführen dieser Analog-Digital-Wandlung kann z. B. die Verwendung eines Sigma-Delta-Modulators umfassen.
In einer Ausführungsform umfasst das Erzeugen des ersten temperaturabhängigen Stroms die Verwendung eines ersten Verstärkers, der einen Ausgang, der mit einem ersten Stromzweig und einem zweiten Stromzweig des PTAT-Stromerzeugers gekoppelt ist, aufweist. Der erste Stromzweig umfasst eine erste Diode, die mit einem ersten Widerstand in Reihe gekoppelt ist, und der zweite Stromzweig umfasst eine zweite Diode. Das Erzeugen des ersten kompensierenden Stroms umfasst die Verwendung einer ersten Krümmungskompensationsschaltung, die eine Stromquelle, die mit einer dritten Diode an einem Kompensationsknoten gekoppelt ist, einen zweiten Widerstand, der zwischen dem Kompensationsknoten und dem ersten Stromzweig des PTAT-Erzeugers gekoppelt ist, und einen dritten Widerstand, der zwischen dem Kompensationsknoten und dem zweiten Stromzweig des PTAT-Erzeugers gekoppelt ist, umfasst.
In einer Ausführungsform umfasst das Erzeugen des zweiten kompensierenden Stroms die Verwendung einer zweiten Krümmungskompensationsschaltung, wobei der Transkonduktanzverstärker einen ersten Eingang, der mit dem Kompensationsknoten gekoppelt ist, und einen zweiten Eingang, der entweder mit dem ersten Stromzweig oder dem zweiten Stromzweig des PTAT-Erzeugers gekoppelt ist, und einen Ausgang, der mit einem Ausgang des PTAT-Stromerzeugers gekoppelt ist, aufweist. Das Verfahren kann ferner das Durchführen von Zerhacken am ersten Verstärker und am Transkonduktanzverstärker umfassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst eine Temperaturabtastungsschaltung einen ersten Stromzweig aufweisend eine Reihenschaltung aufweisend eine erste Diode, die mit einem ersten Widerstand in Reihe gekoppelt ist, einen zweiten Stromzweig aufweisend eine zweite Diode, eine Schnittstellenschaltung, die dazu ausgestaltet ist, einen Strom, der proportional zu einer Summe eines ersten Stroms im ersten Stromzweig und eines zweiten Stroms im zweiten Stromzweig ist, bereitzustellen, einen dritten Stromzweig umfassend eine dritte Diode, einen ersten Verstärker aufweisend einen ersten Eingangsknoten, der mit der Reihenschaltung gekoppelt ist, einen zweiten Eingangsknoten, der mit der zweiten Diode gekoppelt ist, und einen ersten Ausgangsknoten, der mit dem ersten Stromzweig und dem zweiten Stromzweig gekoppelt ist, und einen zweiten Verstärker aufweisend einen dritten Eingangsknoten, der mit der dritten Diode gekoppelt ist, einen vierten Eingangsknoten, der entweder mit dem ersten Eingangsknoten oder dem zweiten Eingangsknoten des ersten Verstärkers gekoppelt ist, und einen zweiten Ausgangsknoten, der mit einem Ausgang der Schnittstellenschaltung gekoppelt ist. In einer Ausführungsform wird der zweite Verstärker mittels eines Transkonduktanzverstärkers implementiert. Der Temperatursensor kann auch einen Analog-Digital-Wandler, der einen Eingang, der mit einen Ausgang der Schnittstellenschaltung gekoppelt ist, aufweist, umfassen.
In einer Ausführungsform umfasst die Temperaturabtastungsschaltung ferner einen zweiten Widerstand, der zwischen dem ersten Eingangsknoten des ersten Verstärkers und der dritten Diode gekoppelt ist, und einen dritten Widerstand, der zwischen dem zweiten Eingangsknoten des ersten Verstärkers und der dritten Diode gekoppelt ist. Die Schnittstellenschaltung kann einen Transistor, der einen ersten Verbraucherpfadknoten, der mit dem ersten Stromzweig und dem zweiten Stromzweig gekoppelt ist, und einen zweiten Verbraucherpfadknoten, der mit dem Ausgang des zweiten Verstärkers gekoppelt ist, aufweist, umfassen. In manchen Ausführungsformen wird die Schnittstellenschaltung mittels eines Stromspiegels implementiert.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist der erste Ausgangsknoten des ersten Verstärkers dazu ausgestaltet, eine temperaturstabile Bandlückenspannung bereitzustellen. Die Temperaturabtastungsschaltung kann ferner eine Spannung-Strom-Wandlerschaltung, die einen Eingang, der mit der temperaturstabilen Bandlückenspannung gekoppelt ist, und einen Ausgang, der mit dem dritten Stromzweig gekoppelt ist, aufweist, umfassen. In manchen Ausführungsformen wird eine Abtast-Halte-Schaltung mit einem Ausgang des ersten Verstärkers gekoppelt. Zerhacken kann am ersten Verstärker und/oder zweiten Verstärker angewandt werden.
In einer Ausführungsform umfassen die erste Diode, die zweite Diode und die dritte Diode jeweils einen diodengeschalteten Transistor.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zum Zwecke eines vollständigeren Verständnisses der vorliegenden Erfindung und deren Vorteile wird nun Bezug auf die folgenden Beschreibungen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen genommen, wobei:
1 eine Ausführungsform eines Temperaturabtastungssystems darstellt;
2 eine Ausführungsform einer Temperaturabtastungsschaltung darstellt;
3a eine Ausführungsform einer Temperaturabtastungsschaltung, die Zerhacker-Verstärker verwendet, darstellt;
3b eine Ausführungsform eines Zerhacker-Transkonduktanzverstärkers darstellt;
4 einen Schaltplan einer Ausführungsform eines Temperaturabtastungssystems gemäß einer weiteren Ausführungsform darstellt; und
5 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens darstellt.
Entsprechende Zahlen und Symbole in verschiedenen Figuren beziehen sich im Allgemeinen auf entsprechende Teile, sofern nichts anderes angegeben ist. Die Figuren sind so gezeichnet, dass die relevanten Aspekte der bevorzugten Ausführungsformen deutlich dargestellt werden, und sind nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet. Um bestimmte Ausführungsformen deutlicher darzustellen, kann ein Buchstabe, der Varianten derselben Struktur, desselben Materials oder desselben Prozessschritts angibt, einer Figurenzahl folgen.
Ausführliche Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
Die Herstellung und Verwendung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen werden nachfolgend ausführlich besprochen. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung viele anwendbare erfindungsgemäße Konzepte bereitstellt, die in vielfältigen spezifischen Kontexten realisiert werden können. Die spezifischen besprochenen Ausführungsformen veranschaulichen lediglich spezifische Weisen der Herstellung und Verwendung der Erfindung und begrenzen nicht den Schutzumfang der Erfindung.
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen in einem spezifischen Kontext, nämlich einer Temperaturabtastungsschaltung, beschrieben. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können auch auf verschiedenen Systemen, die Temperaturabtastungsschaltungen, andere Abtastungsschaltungen und Schaltungen, die sich auf das Linearisieren von nichtlinearem Verhalten beziehen, verwenden, angewandt werden.
In einer Ausführungsform verwendet ein Temperatursensor einen krümmungskorrigierten PTAT-Stromerzeuger, um einen Strom, der linear mit der Temperatur in Verbindung steht, bereitzustellen. In einer Ausführungsform wird eine erste Menge an Krümmungskorrekturströmen zu einem Kern des PTAT-Stromerzeugers hinzugefügt, um eine krümmungskorrigierte Bandlückenspannung bereitzustellen. Ein zusätzlicher Krümmungskorrekturstrom wird an einem Ausgangsstrom des PTAT-Erzeugers angelegt, um die restliche Nichtlinearität von Strom vis-à-vis Temperatur, die vom ersten Satz an Krümmungskorrekturströmen verursacht wird, weiter auszugleichen. In manchen Ausführungsformen wird der Ausgang des PTAT-Stromerzeugers an einem Analog-Digital-Wandler angelegt, um einen digitalen Ausgangswert, der für die Temperatur bezeichnend ist, bereitzustellen.
Herkömmliche Temperatursensoren können eine Temperatur abtasten, indem eine PTAT-Spannung, die proportional zu einem Spannungsunterschied zwischen zwei Dioden oder zwei Basis-Emitter-Übergängen (ΔV_be) mit verschiedenen Stromdichten ist, gemessen wird. Diese PTAT-Spannung kann mit einer Referenzspannung, die mittels einer Bandlückenspannungsreferenz erzeugt wird, verglichen werden. Aufgrund der nichtlinearen Temperaturabhängigkeit des Diodenübergangs und/oder der Basis-Emitter-Spannung (V_be) des Bipolartransistors weist die Bandlückenspannung eine Krümmung über der Temperatur auf.
Einen Weg zum Kompensieren der Krümmung der Bandlückenreferenz liegt darin, ein weiteres Signal mit der gleichen nichtlinearen Temperaturabhängigkeit wie V_be zu injizieren, um den nichtlinearen Gegenstand der Bandlückenspannung auszugleichen. So eine Kompensation kann erreicht werden, indem eine bzw. ein oder ein paar Dioden oder Bipolartransistoren, die mit einem temperaturunabhängigen (TI-)Strom vorgespannt sind, eingeführt werden. Folglich wird der nichtlineare Gegenstand von V_be reproduziert, indem die mit dem PTAT-Strom vorgespannte V_be mit der mit dem TI-Strom vorgespannten V_be kombiniert wird, und dann ein nichtlineares Signal, das zum Bandlückenkern zugeführt wird, erzeugt wird. Jedoch erscheint dieses zusätzlich eingeführte nichtlineare Signal auch im PTAT-Signal (typischerweise ein ΔV_be-bezogener Strom), das von der Bandlückenschaltung erhalten wird, um eine Temperaturinformation anzuzeigen. Dadurch entfernt dieser Ansatz die Krümmung in der Bandlückenspannung, führt aber Krümmung im temperaturabhängigen PTAT-Signal ein.
1 stellt ein Temperaturabtastungssystem 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, wobei eine Temperaturmessung getätigt wird, indem ein Verhältnis zwischen einem PTAT-Signal (das proportional zu ΔV_be ist) und einer Bandlückenreferenzspannung gemessen wird. Wie gezeigt umfasst das Temperaturabtastungssystem 100 eine Bandlückenreferenz 102 aufweisend einen Ausgang, der mit einem Analog-Digital-Wandler 104 gekoppelt ist. In einer Ausführungsform wird der Analog-Digital-Wandler 104 mittels eines Sigma-Delta-Analog-Digital-Wandlers implementiert. In alternativen Ausführungsformen können andere Analog-Digital-Wandlerarchitekturen als die Sigma-Delta-Wandlerarchitektur verwendet werden.
Die Bandlückenreferenz 102 umfasst die Bipolartransistoren Q₁ und Q₂, den Widerstand R, den Operationsverstärker 112 und den spannungsgesteuerten Stromspiegel 106. Während des Betriebs zwingt der Operationsverstärker 112 die Basis-Emitter-Spannung des Bipolartransistors Q₂ dazu, in etwa der Summe der Basis-Emitter-Spannung des Bipolartransistors Q₁ und des Spannungsabfalls am Widerstand R zu entsprechen. In einem Beispiel wird der Ausgang des Operationsverstärkers 112 mit dem Eingang eines Sourcefolgers, dessen Ausgang die Spannung an einem oder mehreren Widerständen innerhalb eines Stromspiegels bestimmt, gekoppelt. In manchen Ausführungsformen hat der Bipolartransistor Q₁ eine größere Emitterfläche als der Bipolartransistor Q₂ und/oder der Strom I_pt durch den Bipolartransistor Q₁ ist kleiner als der Strom K₁·I_pt, der durch den Bipolartransistor Q₂ fließt, sodass der Bipolartransistor Q₁ eine niedrigere Stromdichte als der bipolare Transistor Q₂ aufweist. K₁ ist ein Skalierungsfaktor zwischen dem Strom durch den Bipolartransistor Q₁ und den Bipolartransistor Q₂. Der sich ergebende Strom durch den Bipolartransistor Q₁ ist I_pt und der sich ergebende Strom durch den Bipolartransistor Q₂ ist K₁·I_pt.
Der spannungsgesteuerte Stromspiegel 106 erzeugt ferner eine temperaturstabile Bandlückenspannung Vgap. In einer Ausführungsform wird die Nichtlinearität bzw. Krümmung der Bandlückenspannung Vgap mit Bezug auf Temperatur kompensiert, indem die Kompensationsströme I_nl von der Stromquelle 116 und K₁I_nl von der Stromquelle 114 summiert werden. Demgemäß erzeugt der spannungsgesteuerte Stromspiegel 106 einen temperaturabhängigen Strom K₂·I_s = K₂·(I_pt + I_nl), der proportional zu einer Summe des Stroms I_pt, der durch den Bipolartransistor Q₁ fließt, und des Kompensationsstroms I_nl ist, wobei K₂ ein Stromspiegelverhältnis ist. Da der nichtlineare Kompensationsstromausdruck I_nl im Strom K₂·(I_pt + I_nl), der durch den spannungsgesteuerten Stromspiegel 106 erzeugt wird, vorhanden ist, ist dieser Strom nichtlinear mit Bezug auf Temperatur. In einer Ausführungsform wird dieser nichtlineare Stromausdruck I_nl kompensiert, indem der Strom K₂·I_nl, der von der Stromquelle 110 erzeugt wird, subtrahiert wird, sodass der sich ergebende Strom K₂·I_pt ist. Dieser Subtraktionsvorgang wird durch Additionspunkt 108 repräsentiert, die mittels verschiedener, fachbekannter Summierungs- und Subtraktionsverfahren von Signalen implementiert werden kann.
2 stellt eine Temperatursensorschaltung 200 gemäß einer weiteren Ausführungsform dar. Wie gezeigt weist die Temperatursensorschaltung 200 einen PTAT-Stromerzeuger, der den Bipolartransistor Q₁, den Bipolartransistor Q₂, die Widerstände R1, R2 und R3, den Operationsverstärker 202 und den Transistor M₁ aufweist, auf. Während des Betriebs zwingt der Operationsverstärker 202 die Spannung am Knoten A dazu, in etwa der Spannung am Knoten B zu entsprechen, wodurch Strom, der proportional zur Temperatur ist, dazu gebracht wird, durch die Bipolartransistoren Q₁ und Q₂ zu fließen. Die Spannung am Knoten B ist die Basis-Emitter-Spannung des Bipolartransistors Q₂ und ist komplementär zur absoluten Temperatur („complemetary to absolute temperature“, CTAT), während die Spannung am Widerstand R3 proportional zur Temperatur ist, weil ein PTAT-Strom hindurchfließt. In manchen Ausführungsformen werden die verschiedenen Komponenten derart dimensioniert und ausgewählt, dass die Spannung Vgap im Wesentlichen konstant über der Temperatur ist. Es ist festzuhalten, dass die verschiedenen Komponenten derart dimensioniert sein können, dass der Strom durch den Bipolartransistor Q₁ nicht dem Strom durch den Bipolartransistor Q₂ entspricht. Der Unterschied zwischen den Strömen, oben mit Bezug auf 1 ausgedrückt als Faktor K₁, kann mittels des Verhältnisses zwischen den Widerständen R2 und R3 bestimmt werden und der zuvor besprochene Faktor K₂ kann in manchen Ausführungsformen als 1 + K₁ ausgedrückt werden.
In einer Ausführungsform kann die Krümmung über der Temperatur mit Bezug auf die Bandlückenspannung Vgap mittels der temperaturunabhängigen (TI-)Spannungsquelle 206, des Bipolartransistors Q₃ und der Widerstände R4 und R5 kompensiert werden. In manchen Ausführungsformen kann die TI-Spannungsquelle 206 implementiert werden, indem eine Bandlückenspannung Vgap oder ein Abbild dessen an einen Widerstand, der die Widerstände R1, R2, R3, R4 und R5 über dem Prozess verfolgt, angelegt wird. Wie gezeigt wird der Bipolartransistor Q₃ mittels der TI-Spannungsquelle 206 vorgespannt. Demgemäß können die Basis-Emitter-Spannungen der Bipolartransistoren Q₂ und Q₃ wie folgt ausgedrückt werden:
Hier ist T die Vorrichtungstemperatur, T_r eine Referenztemperatur, V_be2 die Basis-Emitter-Spannung des Bipolartransistors Q₂, V_be2Tr die Basis-Emitter-Spannung des Bipolartransistors Q₂ bei der Referenztemperatur T_r, V_be3 die Basis-Emitter-Spannung des Bipolartransistors Q₃, V_be3Tr die Basis-Emitter-Spannung des Bipolartransistors Q₃ bei der Referenztemperatur T_r, V_T die Wärmespannung, η ein Faktor, der durch IS-Technologie bestimmt wird, und V_g0 die Bandlückenspannung von Silicium. Die Spannung am Widerstand R4 und R5 kann wie folgt ausgedrückt werden:
Daher wird die Nichtlinearität von V_be2 im Strom durch R4 und R5 reproduziert. Indem der Wert der Widerstände geeignet gewählt wird, kann die Krümmung von Vgap, die von der Krümmung von V_be2 herrührt, reduziert und/oder entfernt werden. In einer Ausführungsform können die folgenden Komponentenwertverhältnisse verwendet werden: R4/R5 = R2/R3 und R2/R4 = η – 1.
Demgemäß stellen die Ströme durch die Widerstände R4 und R5 eine Krümmungskompensation für die Bandlückenspannung Vgap bereit. Man wird es zu schätzen wissen, dass in alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung andere Komponentenwertverhältnisse verwendet werden können. In alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die Bipolartransistoren Q₁, Q₂ und Q₃ mittels Dioden und/oder anderer Vorrichtungen, die einen p-n-Halbleiterübergang aufweisen, implementiert werden.
In einer Ausführungsform können Nichtlinearitäten im Krümmungskorrekturstrom, der im temperaturabhängigen Strom am Ausgang des Transistors M₁ vorliegt, kompensiert werden, indem eine Spannung-Strom-Umwandlung der Spannung zwischen Knoten B und C durchgeführt und der sich ergebende Strom zum Drain des Transistors M₁ summiert wird. Wie gezeigt wandelt ein Spannung-Strom-Wandler (VI), der durch den Transkonduktanzverstärker 204 implementiert ist, ΔV_be23 in einen Strom und summiert diesen Strom mit dem Ausgang des PTAT-Erzeugers am Drain des Transistors M₁. In einer Ausführungsform hat der Transkonduktanzverstärker 204 eine Transkonduktanz von etwa 1/R4 + 1/R5. Daher ist der Ausgangsstrom in etwa die Summe der Ströme durch R4 und R5. Demgemäß ist der endgültige Ausgangsstrom K₂·I_pt die Summe der Ströme durch Q₁ und Q₂, die nur PTAT sind.
In einer Ausführungsform kann eine bessere Temperaturmessgenauigkeit erreicht werden, indem Zerhacken im Transkonduktanzverstärker und/oder im Operationsverstärker verwendet wird, um dessen Gleichstromoffset zu entfernen, wie in 3a, die eine Temperatursensorschaltung 300 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, gezeigt ist. Die Temperatursensorschaltung 300 ist der in 2 gezeigten Temperatursensorschaltung 200 ähnlich, abgesehen davon, dass der Operationsverstärker 302 als ein zerhackerstabilisierter Verstärker und das Zerhacken für den Transkonduktanzverstärker 304 implementiert wird. Zerhackerstabilisierte Verstärker 302 können mittels fachbekannter zerhackerstabilisierter Verstärkerschaltungen implementiert werden.
In einer Ausführungsform wird die Abtast-Halte-Schaltung 308 dazu verwendet, den Wechselspannungsanteil in der Bandlückenspannung Vgap zu reduzieren. Wie gezeigt wird eine ähnliche Abtast-Halte-Schaltung nicht am Ausgang des zerhackerstabilisierten Transkonduktanzverstärkers 304 gezeigt. Die Abtast-Halte-Schaltung 308 kann mittels fachbekannter Abtast-Halte-Schaltungen implementiert werden.
3b stellt einen Schaltplan einer Ausführungsform eines Zerhacker-Transkonduktanzverstärkers 304 dar, der z. B. dazu verwendet werden kann, den Zerhacker-Transkonduktanzverstärker 304, der in 3a gezeigt ist, zu implementieren. Wie gezeigt umfasst der Zerhacker-Transkonduktanzverstärker 304 eine Eingangsstufe, die die NMOS-Transistoren M₁₄ und M₁₅, die mit den Stromquellen 322 und 324 und den Gegenkopplungswiderständen R6 und R7 gekoppelt sind, umfasst. Die Genauigkeit der Transkonduktanz der Eingangsstufe wird erhöht, indem jeder der NMOS-Transistoren M₁₄ und M₁₅ mit dem jeweiligen Operationsverstärker 318 bzw. 316 in Rückkopplung gesetzt wird. Zum Beispiel zwingt die Verstärkung des Operationsverstärkers 318 die Source des NMOS-Transistors M₁₄ dazu, mit der Spannung am positiven Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 318 übereinzustimmen. Auf ähnliche Weise zwingt die Verstärkung des Operationsverstärkers 316 die Source des NMOS-Transistors M₁₅ dazu, mit der Spannung am positiven Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 316 übereinzustimmen. Die Drains der NMOS-Transistoren M₁₄ und M₁₅ sind mit einem Kaskode-Stromspiegel, der die PMOS-Transistoren M₁₀, M₁₁, M₁₂ und M₁₃ aufweist, gekoppelt.
Ein Eingangszerhacker 340 wird zwischen dem Eingang des Zerhacker-Transkonduktanzverstärkers 304 und den positiven Eingängen der Operationsverstärker 316 und 318 gekoppelt und eine Ausgangszerhackerstufe 314 wird zwischen den Drains der NMOS-Transistoren M₁₄ und M₁₅ und dem Kaskode-Stromspiegel gekoppelt. Eine zusätzliche Zerhackerstufe 312 wird zwischen den PMOS-Kaskode-Transistoren M₁₂ und M₁₃ und den PMOS-Stromspiegeltransistoren M₁₀ und M₁₁ gekoppelt, um sicherzustellen, dass die Diskrepanz zwischen den Stromspiegeltransistoren M₁₀ und M₁₁ einen vernachlässigbaren Einfluss auf den gesamten Gleichstromoffset des Transkonduktanzverstärkers 304 hat. Es ist festzuhalten, dass die dargestellte Ausführungsform eines Zerhacker-Transkonduktanzverstärkers 304 nur eine von vielen Schaltungen ist, die dazu verwendet werden könnten, eine Ausführungsform eines Transkonduktanzverstärkers zu implementieren. Alternativ können andere Transkonduktanzverstärkerschaltungen und -topologien verwendet werden.
4 stellt ein Temperaturmesssystem 400 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Das Temperaturmesssystem 400 umfasst eine Ausführungsform einer Temperatursensorschaltung 401, die an einen Sigma-Delta-Analog-Digital-Wandler 420 angebunden ist. Eine Ausführungsform der Temperatursensorschaltung 401 kann gemäß den verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsformen der Temperatursensorschaltungen implementiert werden. Wie gezeigt stellt die Temperatursensorschaltung 401 einer Spannung des Operationsverstärkers 402 eine Bandlückenspannung Vgap bereit, wobei der Operationsverstärker zusammen mit dem Transistor M₂ und dem Widerstand R6 die Bandlückenspannung Vgap in einen im Wesentlichen temperaturunabhängigen Strom TI wandelt. Der Operationsverstärker 402 zwingt die Spannung am Widerstand R6 dazu, in etwa der Bandlückenspannung Vgap zu entsprechen. Demgemäß kann der Strom TI, der durch den Transistor M₂ fließt, als Vgap/R6 ausgedrückt werden. Dieser Strom wird zur Temperatursensorschaltung 401 über den Stromspiegel 404 zurück gespiegelt und wird von der Temperatursensorschaltung 401 zur hierin beschriebenen Krümmungskompensation verwendet. Der Stromspiegel 404 spiegelt auch den Strom TI, um einen temperaturunabhängigen Strom I_ref, der für den Sigma-Delta-Analog-Digital-Wandler 420 als Referenzstrom verwendet wird, zu bilden. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Spiegelverhältnis des Stromspiegels 404 derart gesetzt werden, dass der Wert von I_ref so definiert wird, dass ein vollständiger Ausgangscode einer bestimmten Temperatur entspricht. Wie fachbekannt ist, kann eine dynamische Elementanpassung im Stromspiegel 404 implementiert werden, um die Diskrepanz des Stromspiegels 404 auszugleichen.
In einer Ausführungsform wird der Sigma-Delta-Analog-Digital-Wandler 420 mit einem Modulator erster Ordnung, der unter Verwendung eines Schalters 406, Operationsverstärkers 408, Vergleicherglieds 410 und Registers 412, der mit einem Dezimierungsfilter 414 gekoppelt ist, implementiert wird, implementiert. Effektiv fungiert der Schalter 406 als ein 1-Bit-Digital-Analog-Wandler, der Operationsverstärker 408 und Kondensator C fungieren als zeitkontinuierlicher Integrator und das Vergleicherglied 410 fungiert als 1-Bit-Quantisierer. Der Ausgang des Registers 412 bestimmt, ob der Schalter 406 offen oder zu ist. In alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der Modulator erster Ordnung mittels einer zeitdiskreten Schaltung implementiert werden. Zum Beispiel kann der Integrator mittels eines Schaltkondensatorintegrators anstatt eines zeitkontinuierlichen Integrators implementiert werden. In anderen Ausführungen können andere fachbekannte Modulatorarchitekturen und/oder ein Sigma-Delta-Modulator höherer Ordnung und/oder ein Mehrstufen-Sigma-Delta-Modulator verwendet werden.
In einer Ausführungsform wird ein Taktsignal fs dazu verwendet, den Register 412 und den Dezimierungsfilter 414 zu takten. Beispielsweise kann der Dezimierungsfilter 414 mittels eines einfachen Kammfilters oder idealen Tiefpasses implementiert werden, um einen Bitstrom, der vom Register 412 produziert wird, zu verarbeiten. Alternativ können auch andere fachbekannte Dezimierungsfilterstrukturen verwendet werden.
In einer Ausführungsform wird das Spiegelverhältnis des Stromspiegels 404 auf eins gesetzt. Da der PTAT-Strom K₂·I_pt aus der Bandlückenschaltung als Eingangsstrom des Sigma-Delta-Modulators verwendet wird, wird der Prozentsatz der logischen „1“ im Bitstrom durch Folgendes gegeben:
Demgemäß ist der Durchschnittswert, der durch den Dezimierungsfilter 414 erzeugt wird, proportional zur gemessenen Temperatur, die z. B. eine absolute Umgebungstemperatur sein kann.
5 stellt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens 500 zum Abtasten einer Temperatur dar. In Schritt 502 wird ein erster temperaturabhängiger Strom mittels eines PTAT-Stromerzeugers erzeugt. Als Nächstes wird in Schritt 504 dem PTAT-Stromerzeuger ein erster kompensierender Strom mit einer ersten Nichtlinearität mit Bezug auf Temperatur bereitgestellt. Dieser erste kompensierende Strom kann z. B. dazu verwendet werden, eine Krümmungskorrektur für eine Bandlückenspannung bereitzustellen. In Schritt 506 wird einem Ausgang des PTAT-Stromerzeugers ein zweiter kompensierender Strom mit einer zweiten Nichtlinearität mit Bezug auf Temperatur bereitgestellt. In einer Ausführungsform beinhaltet das Bereitstellen dieses zweiten kompensierenden Stroms das Summieren des zweiten kompensierenden Stroms mit dem ersten temperaturabhängigen Strom, um einen Ausgangsstrom bereitzustellen, sodass die zweite Nichtlinearität im zweiten kompensierenden Strom die erste Nichtlinearität im Wesentlichen ausgleicht.
Vorteile von manchen Ausführungsformen umfassen die Möglichkeit eine genaue Temperaturmessung, die linear mit der Temperatur ist, bereitzustellen. Ein weiterer Vorteil mancher Ausführungsformen umfasst die Möglichkeit, eine hochgenaue und lineare Temperaturmessung mittels einfacher Hardware zu erzeugen. In manchen Ausführungsformen kann eine hohe Genauigkeit erreicht werden, ohne dass mehrere A/D-Wandlungen und/oder digitale Verarbeitung hoher Ordnung verwendet werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, soll diese Beschreibung nicht im einschränkenden Sinne aufgefasst werden. Fachleuten werden bei Durchsicht der Beschreibung verschiedene Modifikationen und Kombinationen der beispielhaften Ausführungsformen sowie anderer Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich sein.

Claims

Temperatursensor (100, 200, 300, 400), umfassend: einen proportional zur Absoluttemperatur, PTAT-Stromerzeuger (102), umfassend einen ersten Stromausgang, der dazu ausgestaltet ist, einen ersten temperaturabhängigen Strom bereitzustellen; eine erste Krümmungskompensationsschaltung, die dazu ausgestaltet ist, einem internen Knoten des PTAT-Stromerzeugers (102) einen ersten kompensierenden Strom bereitzustellen, wobei der erste kompensierende Strom eine erste Nichtlinearität mit Bezug auf Temperatur umfasst und wobei ein Teil der ersten Nichtlinearität im ersten temperaturabhängigen Strom vorliegt; und eine zweite Krümmungskompensationsschaltung, die dazu ausgestaltet ist, dem ersten Stromausgang einen zweiten kompensierenden Strom hinzuzufügen, wobei der zweite kompensierende Strom eine zweite Nichtlinearität mit Bezug auf Temperatur umfasst, wobei die zweite Nichtlinearität im zweiten kompensierenden Strom die erste Nichtlinearität im ersten temperaturabhängigen Strom im Wesentlichen ausgleicht.
Temperatursensor (100, 200, 300, 400) nach Anspruch 1, wobei der PTAT-Stromerzeuger (102) umfasst: einen ersten Stromzweig, der eine erste Diode, die mit einem ersten Widerstand in Reihe gekoppelt ist, einen zweiten Stromzweig umfassend eine zweite Diode, einen Verstärker aufweisend Eingänge, die mit dem ersten und zweiten Zweig gekoppelt sind, und einen Ausgang, der dazu ausgestaltet ist, dem ersten und zweiten Zweig Strom bereitzustellen.
Temperatursensor (100, 200, 300, 400) nach Anspruch 2, wobei der Verstärkerausgang dazu ausgestaltet ist, eine temperaturstabile Bandlückenspannung bereitzustellen.
Temperatursensor (100, 200, 300, 400) nach Anspruch 2 oder 3, ferner umfassend einen Transistor, der mit dem Ausgang des Verstärkers gekoppelt ist, wobei ein Sourceknoten des Transistors mit dem ersten und dem zweiten Stromzweig gekoppelt ist und ein Drainknoten des Transistors mit dem ersten Stromausgang gekoppelt ist.
Temperatursensor (100, 200, 300, 400) nach einem der Ansprüche 2–4, wobei die erste Krümmungskompensationsschaltung umfasst: eine Stromquelle, die mit einer dritten Diode an einem Kompensationsknoten gekoppelt ist, einen zweiten Widerstand, der zwischen dem Kompensationsknoten und dem ersten Stromzweig des PTAT-Erzeugers gekoppelt ist, und einen dritten Widerstand, der zwischen dem Kompensationsknoten und dem zweiten Stromzweig des PTAT-Erzeugers gekoppelt ist.
Temperatursensor (100, 200, 300, 400) nach Anspruch 5, wobei die zweite Krümmungskompensationsschaltung umfasst: einen Transkonduktanzverstärker (204, 304) aufweisend einen ersten Eingang, der mit dem Kompensationsknoten gekoppelt ist, und einen zweiten Eingang, der entweder mit dem ersten Stromzweig oder dem zweiten Stromzweig des PTAT-Erzeugers gekoppelt ist, und einen Ausgang, der mit dem ersten Stromausgang des PTAT-Stromerzeugers (102) gekoppelt ist.
Temperatursensor (100, 200, 300, 400) nach einem der voranstehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Analog-Digital-Wandler (104, 404) aufweisend einen Eingang, der mit dem ersten Stromausgang gekoppelt ist.
Verfahren zum Abtasten einer Temperatur, wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen eines ersten temperaturabhängigen Stroms mittels eines proportional zur Absoluttemperatur, PTAT-Stromerzeugers (102); Bereitstellen eines ersten kompensierenden Stroms an einem internen Knoten des PTAT-Stromerzeugers (102), wobei der erste kompensierende Strom eine erste Nichtlinearität mit Bezug auf Temperatur umfasst und wobei ein Teil der ersten Nichtlinearität im ersten temperaturabhängigen Strom vorliegt; und Bereitstellen eines zweiten kompensierenden Stroms, der eine zweite Nichtlinearität mit Bezug auf Temperatur umfasst, wobei das Bereitstellen des zweiten kompensierenden Stroms umfasst: Summieren des zweiten kompensierenden Stroms und des ersten temperaturabhängigen Stroms zum Bereitstellen eines Ausgangsstroms, wobei die zweite Nichtlinearität im zweiten kompensierenden Strom die erste Nichtlinearität im Wesentlichen ausgleicht.
Verfahren nach Anspruch 8, welches weiterhin umfasst: Durchführen einer Analog-Digital-Wandlung des Ausgangsstroms.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Durchführen der Analog-Digital-Wandlung die Verwendung eines Sigma-Delta-Modulators (104, 404) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8–10, wobei: das Erzeugen des ersten temperaturabhängigen Stroms die Verwendung eines ersten Verstärkers (202, 302) aufweisend einen Ausgang, der mit einem ersten Stromzweig und einem zweiten Stromzweig des PTAT-Stromerzeugers (102) gekoppelt ist, umfasst, wobei der erste Stromzweig eine erste Diode, die in Reihe mit einem ersten Widerstand gekoppelt ist, umfasst und wobei der zweite Stromzweig eine zweite Diode umfasst; und das Erzeugen des ersten kompensierenden Stroms umfasst: Verwendung einer ersten Krümmungskompensationsschaltung, die eine Stromquelle, die mit einer dritten Diode an einem Kompensationsknoten gekoppelt ist, einen zweiten Widerstand, der zwischen dem Kompensationsknoten und dem ersten Stromzweig des PTAT-Erzeugers gekoppelt ist, und einen dritten Widerstand, der zwischen dem Kompensationsknoten und dem zweiten Stromzweig des PTAT-Erzeugers gekoppelt ist, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Erzeugen des zweiten kompensierenden Stroms umfasst: Verwendung einer zweiten Krümmungskompensationsschaltung, die einen Transkonduktanzverstärker (204, 304) aufweisend einen ersten Eingang, der mit dem Kompensationsknoten gekoppelt ist, und einen zweiten Eingang, der entweder mit dem ersten Stromzweig oder dem zweiten Stromzweig des PTAT-Erzeugers gekoppelt ist, und einen Ausgang, der mit einem Ausgang des PTAT-Stromerzeugers (102) gekoppelt ist, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend das Durchführen von Zerhacken am ersten Verstärker (202, 302) und am Transkonduktanzverstärker (204, 304).
Temperaturabtastungsschaltung, umfassend: einen ersten Stromzweig umfassend eine Reihenschaltung aufweisend eine erste Diode, die mit einem ersten Widerstand in Reihe gekoppelt ist; einen zweiten Stromzweig umfassend eine zweite Diode; eine Schnittstellenschaltung, die dazu ausgestaltet ist, einen Strom, der proportional zu einer Summe eines ersten Stroms im ersten Stromzweig und eines zweiten Stroms im zweiten Stromzweig ist, bereitzustellen; einen dritten Stromzweig umfassend eine dritte Diode; einen ersten Verstärker (202, 302) aufweisend einen ersten Eingangsknoten, der mit der Reihenschaltung gekoppelt ist, einen zweiten Eingangsknoten, der mit der zweiten Diode gekoppelt ist, und einen ersten Ausgangsknoten, der mit dem ersten Stromzweig und dem zweiten Stromzweig gekoppelt ist; und einen zweiten Verstärker (204, 304) aufweisend einen dritten Eingangsknoten, der mit der dritten Diode gekoppelt ist, einen vierten Eingangsknoten, der entweder mit dem ersten Eingangsknoten oder dem zweiten Eingangsknoten des ersten Verstärkers (202, 302) gekoppelt ist, und einen zweiten Ausgangsknoten, der mit einem Ausgang der Schnittstellenschaltung gekoppelt ist, wobei der zweite Verstärker einen Transkonduktanzverstärker (204, 304) umfasst.
Temperaturabtastungsschaltung nach Anspruch 14, ferner umfassend: einen zweiten Widerstand, der zwischen dem ersten Eingangsknoten des ersten Verstärkers (202, 302) und der dritten Diode gekoppelt ist; und einen dritten Widerstand, der zwischen dem zweiten Eingangsknoten des ersten Verstärkers (202, 302) (202, 302) und der dritten Diode gekoppelt ist.
Temperaturabtastungsschaltung nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Schnittstellenschaltung einen Transistor aufweisend einen ersten Verbraucherpfadknoten, der mit dem ersten Stromzweig und dem zweiten Stromzweig gekoppelt ist, und einen zweiten Verbraucherpfadknoten, der mit dem Ausgang des zweiten Verstärkers (204, 304) gekoppelt ist, umfasst.
Temperaturabtastungsschaltung nach einem der Ansprüche 14–16, wobei die Schnittstellenschaltung einen Stromspiegel (106) umfasst.
Temperaturabtastungsschaltung nach einem der Ansprüche 14–17, wobei der erste Ausgangsknoten des ersten Verstärkers (202, 302) dazu ausgestaltet ist, eine temperaturstabile Bandlückenspannung bereitzustellen.
Temperaturabtastungsschaltung nach Anspruch 18, ferner umfassend eine Spannung-Strom-Wandlerschaltung aufweisend einen Eingang, der mit der temperaturstabilen Bandlückenspannung gekoppelt ist, und einen Ausgang, der mit dem dritten Stromzweig gekoppelt ist.
Temperaturabtastungsschaltung nach einem der Ansprüche 14–19, ferner umfassend eine Abtast-Halte-Schaltung (308), die mit einem Ausgang des ersten Verstärkers (202, 302) gekoppelt ist.
Temperaturabtastungsschaltung nach Anspruch 20, wobei das Zerhacken am ersten Verstärker (202, 302) und/oder zweiten Verstärker (204, 304) angewandt wird.
Temperaturabtastungsschaltung nach Anspruch 21, wobei die erste Diode, die zweite Diode und die dritte Diode jeweils einen diodengeschalteten Transistor umfassen.
Temperaturabtastungsschaltung nach Anspruch 21 oder 22, ferner umfassend einen Analog-Digital-Wandler (104, 404) aufweisend einen Eingang, der mit einem Ausgang der Schnittstellenschaltung gekoppelt ist.