DE3019831C2

DE3019831C2 - Temperaturfühlerschaltung

Info

Publication number: DE3019831C2
Application number: DE3019831A
Authority: DE
Inventors: Tatsushi Tokio/Tokyo Asakawa; Toshiyoki Misawa
Original assignee: Suwa Seikosha KK
Current assignee: Suwa Seikosha KK
Priority date: 1979-05-23
Filing date: 1980-05-23
Publication date: 1986-01-02
Also published as: US4465379A; GB2054997B; GB2114835B; FR2457606B1; CH654716GA3; GB2114835A; FR2457606A1; HK88285A; GB2054997A; DE3019831A1

Description

15 temperaturunabhängigen Ausgangsspannung vergliche--, wird.

2. Temperaturfühlerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden integrierten Widerstände mit unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten diffundierte Widerstände mit unterschiedlicher Dotierstoffdichte sind.

3. Temperaturfühlerschaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden integrierten Widerstände mit unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten ionenimplantierte Widerstände

mit unterschiedlicher Dotier stüffdichie sind

4. Temperaturfühlerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden integrierten Widerstände mit unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten Widerstände mit unterschiedlicher Tiefe der Dotierstoffdiffusion sind.

5. Temperaturfühlerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden integrierten Widerstände mit unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten polykristalline Süiciumwiderstände sind.

6. Temperaturfühlerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster (312) der beiden integrierten Widerstände mit unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten Teil einer Regelschaltung (305,309,312) ist, die die Spannung an diesem ersten Widerstand ungeachtet temperaturbedingur Änderungen des Widerstandswertes konstant hält und daß dem zweiten Widerstand (313) ein dem Strom durch den ersten Widerstand proportionaler Strom eingeprägt wird derart, daß die die temperaturabhängige Ausgangsspannung des Temperaturdetektors darstellende Spannung an dem zweiten Widerstand (313) dem Verhältnis der Widerstandswerte der beiden Widerstände proportional ist

7. Temperaturfühlerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der das Verhältnis der Ströme durch die beiden Widerstände (312.313) bestimmende Proportionalitätsfaktor (c) einstellbar ist

8. Temperaturfühlerschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung einen mit der Differenz zwischen einer Bezugsspannung und der Spannung an dem ersten Widerstand (312) beaufschlagten Verstärker (305) sowie einen mit dem ersten Widerstand (312) in Reihe geschalteten ersten MOS-FET (309) aufweist, dessen Steuereingang mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden ist und daß der zweite Widerstand (313) mit der Parallelschaltung einer Anzahl zweiter MOS-FETs (C-, bis C_m) in Reihe geschaltet ist, deren Steuereingänge ebenfalls an den Ausgang des Verstärkers (305) angeschlossen sind und deren jeweilige Betriebsfähigkeit vom Inhalt eines nicht-flüchtigen Speichers (303) bestimmt ist

9. Temperaturfühlerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung zur Kompensation des angenähert parabelförmigen Frequenz-Temperaturgangs eines Stimmgabelquarzkristallschwingers des Oszillators einer Uhr, wobei eine Einrichtung (641 bis 647,613) zur Kompensation von Toleranzen des Frequenz-Temperaturgangs des Quarzkristallschwingers vorgesehen ist

10. Temperaturfühlerschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandseinheit (621 bis 629) des zweiten Schaltungskreises NxM Verbindungspunkte (602 bis 610) aufweist, von denen

so jeweils M aufeinanderfolgende Verbindungspunkte über jeweilige erste Schaltglieder (632 bis 639) an einen zugehörigen von N Knotenpunkten angeschaltet sind, daß die Knotenpunkte Ober jeweilige zweite Schaltglieder (611,612) mit dem Ausgang des zweiten Schaltungskreises verbindbar sind, daß das Schaltwerk (301) den Einschalt- bzw. den Ausschaltzustand der zweiten Schaltglieder steuert und daß der Einschalt- bzw. Ausschaltzustand der ersten Schaltglieder zum Zwecke der Feineinstellung vom Inhalt eines programmier-

55 baren Festwertspeichers (313) bestimmt wird.

Die Erfindung betrifft eine Temperaturfühlerschaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es handelt sich insbesondere um eine Halbleitertemperaturfühlerschaltung, die eine genaue Temperatufkompensation mit Hilfe eines Schaltungskreises ermöglicht, der auf demselben Halbleitersubstrat wie der elektronische Schaltungsteil, etwa der Quarzkristalloszillator einer Uhr, dessen Temperaturabhängigkeit kompensiert werden soll, vorgesehen ist

Als Biegeschwinger arbeitende Stimmgabelquarzkristallschwinger mit einer Resonanzfrequenz von 32678 kHz werden in größerem Umfang in Oszillatoren von Quarzuhren, insbesondere Armbanduhren eingesetzt. Ein Stimmgabelquarzkristallschwinger kann leicht mit geringen Abmessungen hergestellt werden und eienet sich daher für eine Uhr. Sein Nachteil besteht jedoch in einer starken Temperaturabhängigkeit und einer

großen Alterungsänderung. Zur Verbesserung dieser schlechten Eigenschaften hat man einen Tltansäurebariumkondensator verwendet, der einen ähnlichen Temperaturgang wie der Quarzkristallschwinger hat oder zwei Quarzkristallschwinger, die den gestellten Anforderungen genügen, verwendet Diese Methoden erfordern jedoch einen zu großen Aufwand für die Kompensation und bedürfen des Titansäurebariumkondensators oder eines Quarzkristallschwingers, die speziell ausgesucht werden müssen und außerhalb der integrierten Schaltung angeordnet werden müssen, so daß die Produktionseffektivität sinkt und die Kosten steigen. Auch ist die Anzahl der außerhalb der integrierten Schaltung anzuordnenden Teile einer der die Größe und das Design der Uhr bestimmenden Faktoren.

Eine Tempsraturfühlerschaltung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art ist aus der DE-OS 24 06 130(Fi g. 16) bekannt Bei dieser Schaltung ist der Temperaturdetektor ein Halbleiter-Temperaturdetektor, nämlich entweder ein pn-Obergang oder eine Schottky-Diode, nicht aber ein temperaturabhängiger Widerstand. Bei diesem Stand der Technik erzeugt der Temperaturdetektor keine temperaturabhängige Ausgangsspannung, die in einem Vergleicher mit der temperaturunabhängigen Ausgangsspannung verglichen werden könnte. Vielmehr besteht der Temperaturdetektor bei der bekannten Schaltung praktisch aus einem Schwellenwertschalter, dessen Schwellenwert sich mit der Temperatur ändert Dieser Schwellenwert steht aber is nicht als eigenständige Spasming zur Verfügung, sondern macht sich erst bemerkbar, wenn die temperaturunabhängige Spannung angelegt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Temperaturfühlerschaltung der eingangs angegebenen Art so auszugestalten, daß sie in einfacher Weise als integrierte Schaltung ausgebildet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst VorieiShafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Bei der Herstellung integrierter Schaltungen ist man bestrebt die Temperaturabhängigkeit der Transistoren so gering wie möglich zu machen. Der Stand der Technik erfordert nun einen Transistor mit einer möglichst stark temperaturabhängigen Basis-Emitter-Spannung. Zwar ist es grundsätzlich möglich, die Temperatureirpfindlichkeit eines Transistors stark und die der übrigen Transistoren schwach auszubilden, jedoch erfordert dies bei einer integrierten Schaltung einen enormen Herstellungsaufwai«! Es ist ungleich einfacher, alle Transistoren mit einem gleich niedrigen Temperaturkoeffizienten auszubilden. Dagegen ist es verhältnismäßig leicht integrierte Widerstände einer integrierten Schaltung mit unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten auszubilden.

Bislang hat man als temperaturempfindliche Einrichtung einen Thermistor etc. verwendet Hierbei ist infolge des großen Temperaturkoeffizienten des Widerstands die Temperaturempfindlichkeit recht gut Eine solche temperaturempfindliche Einrichtung muß jedoch außerhalb einer integrierten Schaltung, deren Temperaturabhängigkeit kompensiert werden soll, etwa dem Quarzknstalloszillator einer Uhr oder deren Flüssigkristallanzeige vorgesehen werden. Mit der Erfindung wird dieser Nachteil vermieden und eine Temperaturfühlerschaltung geschaffen, die auf demselben Chip wie die integrierte Schaltung für die Uhr, die integrierte Schaltung für einen Flüssigkristalltreiber oder andere ausgebildet werden kann.

Bei der Temperaturkompensation von mit Quarzkristallschwingern ausgestatteten Oszillatoren tritt das zusätzliche Problem auf, das die Scheiteltemperatur des parabelförmigen Frequenz-Temperaturgangs dieser Schwinger bei in Massenfertigung hergestellten Schwingern einer beträchtlichen Toleranz unterliegt Je nach Scheiteltemperatur ist daher das Ausmaß der Temperaturkompensation bei einer gegebenen tatsächlich Temperatur unterschiedlich. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann dieses Problem durch eine Schaltung zur Feineinstellung der Temperaturkompensation gelöst werden, die eine zur Anpassung an die Scheiteltemperatur des jeweils verwendeten Quarzkristalischwingers erforderliche Feineinstellung erlaubt

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. I einen Temperaturfühler in Brückenschaltung, F i g. 2 einen Temperaturfühler in Brückenschaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 3 eine Ausführungsform des Schaltungskreises 9 von F i g. 2,

F i g. 4 eine Ausführungsform des Schaltungskreises 10 von F i g. 2,

F i g. 5 eine Ausführungsform des Vergleichers 11 von F i g. 2,

F i g. 6 eine Ausführucgsform des Schaltungskreises 12 von F i g. 2, κ

F i g. 7 eine Darstellung zur Erläuterung der Temperaturkompensation unter Verwendung von Widerständen unterschiedlicher Temperaturkoeffizienten,

F i g. 8 einen Temperaturfühler gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 9 eine Ausführungsform des Schaltungskreises 101 von F1 g. 8,

F i g. 10 eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Menge des inplantierten Dotierstoffs und des Temperalurkocffizienten aufzeigt

F i g. 11 ein Blockschaltbild eines Temperaturfühlers bei Verwendung zur Temperaturkompensation der Schwingungsfrequenz einer Uhr,

F i g. 12 eine Ausführungsform der Schaltungskreise 101 bis 104 von F i g. 11

F i g. 13 eine Ausführungsform des Vergleichers 103,

F i g. 14 eine Darstellung der Taktsignale von F i g. i 2,

Fig. 15a den Temperaturgang eines Quarzkristalloszillators und den Temperaturgang bei Kompensation mittels logischer Regulierung,

Fig. 15b den Unterschied der Scheiteltemperatur zweier Quarzkristallschwinger,

F i g. 16 ein Blockschaltbild eines Temperaturfühlers,

Fig. 17 eine Ausführungsform des Schaltungskreises 104 von F i g. 16 ohne Feineinstellung,

F i ε. 18a und 18b erfindungsgemäße Ausführungsform des Schaltungskreises 404 von F i g. 16 mit Feineinstel-

Fig. 1 zeigt konkret einen Temperaturfühler in Brückenschaltung. Hierin bezeichnen 2 eine veränderbare Widerstandseinheit, deren Wert in später noch erläuterter Weise abhängig vom Stand des Zählers ist. und 3 eine einstellbare Widerstandseinheit, die unter Verwendung eines programmierbaren Festwertspeichers oder von Sicherungen anfänglich zur Anpassung an einen Wert einer integrierten Schaltung eingestellt wird. 1 ist ein Vergleicher. 6 ist eine Detektorschaltung, die ein Signal abgibt, wenn sich das Ausgangssigna! des Vergleichers 1 umkehrt, und den Zähler der veränderbaren Widerstandseinheit 2 stoppt. 7 ist ein Übertragung*- oder Schaltglied. 8 bezeichnet eine Stromquelle.

Handelt es sich bei der veränderbaren Widerstandseinheit 2 und der einstellbaren Widerstandseinheit 3 um Schaltungen mit jeweils verschiedenen Widerständen, die abhängig vom Stand des Zählers im einen Fall oder

ίο beispielsweise der Programmierung des programmierbaren Festwertspeichers im anderen Fall von Schaltgliedern in bestimmter Kombination zwischen die Anschlußpunkte geschaltet werden, dann entsteht das Problem, daß der Strom durch diese Schaltglieder fließt. Deren Impedanz muß daher berücksichtigt werden, was besonders problematisch ist, weil sie temperaturabhängig, alterungsabhängig usw. ist. Bei der Erfindung wird dieses Problem dadurch beseitigt, daß ein Anschluß eines Schaltglieds der veränderbaren Widerstandseinheit und der einstellbaren Widerstandseinheit mit dem Gate eines Feldeffekttransistors (nachfolgend als MOSFET bezeichnet) des Vergleichers verbunden ist.

F i g. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung. Die Widerstandseinheiten 9 und 10 von F i g. 2 sind gemäß Darstellung in den F i g. 3 bzw. 4 aufgebaut. In F i g. 3 sind 22 bis 24 integrierte Widerstände, 25 bis 29 Schaltglieder, 30 ein Dekoder und 31 ciii Zähler. Die Anschlüsse J9, 20, 2! »nd 32 sind mit den Elementen 14,15,11 bzw. 12 von F i g. 2 verbunden. In ähnlicher Weise bezeichnen in F i g. 4 36 bis 38 integrierte Widerstände, 39 bis 43 Schaltglieder und 44 einen programmierbaren Festwertspeicher (nachfolgend als PROM bezeichnet). Die Anschlüsse 33,34 und 35 sind mit den Elementen 16,17 bzw. 11 von F i g. 2 verbunden. In F i g. 2 ist 11 ein Vergleicher und 12 ein Schaltungskreis, der dazu dient, den Zähler der Widerstandseinheit 9 zu stoppen. 13 ist ein Schaltglied. 14 bis 17 sind integrierte Widerstände. 18 ist eine Gleichstromquelle. Ausführungsformen der Schaltungskreise 11 und 12 sind in den F i g. 5 bzw. 6 gezeigt

F i g. 5 zeigt den Vergleicher 11 in Form eines in komplementärer MOSFET-Technik aufgebauten Operationsverstärkers. Anschlüsse 45 bis 47 von F i g. 5 (a) entsprechen den Anschlüssen 45 bis 47 von F i g. 5 (b). 51 bzw. 52 kennzeichnen einen positiven und einen negativen Stromversor^jJigsanschluß. 48 ist ein Eingangsanschluß für ein Signal Φ zur Steuerung, das heißt zum Einschalten und Ausschalten des Operationsverstärkers. An die

Anschlüsse 49 und 50 wird das Signal ~¥ angelegt

Wie den Darstellungen zu entnehmen ist ist ein Ende der Schaltglieder der F i g. 3 und 4, nämlich der Anschluß 21 bzw. der Anschluß 35 mit dem Gate eines CMOSFET des Vergleichers 11 verbunden, so daß das bzw. die Schaltglieder von keinem nennenswerten Strom durchflossen werden und der Eingang des Vergleichers kaum von einer Änderung der Impedanz des bzw. der Schaltglieder beeinflußt wird.

Die Anschlüsse 53 bis 54 des in F i g. 6 dargestellten Schaltungskreises 12 sind mit den Elementen 9 bzw. 12 von F i g. 2 verbunden. An die Anschlüsse 55 und 56 des Schaltungskreises 12 werden ein Taktsignal für den Zähler bzw. ein Scizsignal für das RS-Füpflop 58,59 angelegt 57 bis 59 sind NAND-Glieder in CMOS-Technik. Bei der in F i g. 2 gezeigten Ausführungsform ist es erforderlich, daß wenigstens einer der Widerstände 14 bis 17 und der Widerstände 9 bis 10 einen von den anderen Widerständen abweichenden Temperaturkoeffizienten besitzt Es sei beispielsweise für den Fall von F i g. 7 angenommen, daß die Temperaturkoeffizienten der Widerstände 14, 15, 16 und 17 «, /?, y bzw. δ seien, die Tempeaturkoeffizienten der Widerstände 60 bis 63 θ seien, die Widerstandswerte der Widerstände 14,15,16 und 17 bei einer Temperatur T= 0° C R 1, R 2, R 3 bzw. Λ 4 seien und die Widerstandswerte der Widerstände 60, 61, 62 und 63 bei der Temperatur 7= 0⁰C r 1, r2, r3 bzw. r4 seien. Für diesen Fall ergibt sich eine an den Vergleicher 11 angelegte Differenzeingangsspannung Δ Vwie folgt:

AV = [{R 1 (1 +at) + r 1 (1 +θή\ ■ \R4{\+ot) + r4(l
[R3(\ +yt) + r3(l + θ$ ■ [R2(1 +ßt) θφ

D bezeichnet den Nenner dieser Differenzeingangsspannung AV, wobei für D immer gilt D> 0. Die Tempera-

tür f wird festgestellt durch eine Umkehr des Vorzeichens der Differenzeingangsspannung AVm Übereinstimmung mit der Änderung der Werte rl und rZ, das heißt durch eine Umkehrung des Ausgangssignal-, des Vergleichers 11, Die Kombinationsvielfalt der Größen des Temperaturkoeffizienten wird verschiedenartig angenommen. Wenn beispielsweise gleichzeitig gilt α=δ und aj>ß, γ und Θ, dann wird die Empfindlichkeit öAVIöt der Temperaturabhängigkeit der Differenzeingangsspannung AVein Wert zwischen den Koeffizienten λ und Ice und damit größer als der Temperaturkoeffizient λ des für den Fühler benutzten Widerstands. Die Empfindlichkeit der Temperaturabhängigkeit der Differenzeingangsspannung kann durch die Kombination der Widerstände verschiedenartig geändert werden.

Beim Temperaturfühler gemäß F i g. 2 wird während eines Meßintervalls das von den NAND-Gliedern 58 und 59 in F i g. 6 gebildete RS-Flipflop des Schaltungskreises 12 gesetzt, so daß das NAND-Glied 57 Taktimpulse an den Eingang 32 des Zählers 31 in F i g. 3 liefert Der Zähler 31 zählt diese Taktimpulse, sein Zählerstand wird vom Dekoder30 dekodiert, der abhängig vom Zählerstand ein entsprechendes Schaltglied der Schaltglieder 25 bis 29 durchschaltet Sobald sich im Verlauf dieser schrittweisen Änderung das Ausgangssignal des Vergleichers 11 umkehrt wird das RS-Flipflop rückgesetzt und der Zähler der Widerstandseinheit 9 durch Sperrung der weiteren T<üctimpulszufuhr gestoppt Der in diesem Moment vorhandene Zählerstand des Zählers 31 stellt ein Maß für die zu ermittelnde Temperatur dar.

Von der einstellbaren Widerstandseinheit 10 wird der PROM einmalig zur Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen etc. programmiert und damit vorgegeben, welches der Schaltgüeder 39 bis 43 eingeschaltet wird. Die Schaltglieder 7 und 13 der F i g. 1 bzw. 2 dienen der Verminderung des Stromverbrauchs und sind nur während

einer Meßperiode eingeschaltet.

F i g. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Temperaturfühlers. In F i g. 8 bezeichnen die Bezugszahlen 101,102,103 und 104 jeweils einen Schaltungsblock, während mit 105,106,107,108 und 109 elektrische Signale bezeichnet sind. 101 ist ein Schaltungskreis, dessen Ausgangssignal 105 sich aufgrund eines Zählers schrittweise ändert 102 ist ein Schaltungskreis, dessen analoges Ausgangssignai 106 sich in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur ändert. 103 ist ein Vergleicher, dem die Signale 105 und 106 als Eingangssignale 7Ugeführt werden und der das Signal 107 abgibt. 104 ist ein Schaltungkreis, der feststellt, wann sich das Signal 107 bzw. die Polarität dieses Signals umkehrt und ein Signal 108 abgibt, um den Zähler des Schaltungskreises 101 zu stoppen. 109 ist ein Temperatursignal, das vom Schaltungskreis 101 abgegeben wird, nachdem dessen Zähler gestoppt wurde. Bei einem typischen Aufbau dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Spannungshöhe des Signals 105 unabhängig von der Umgebungstemperatur und ändert sich nur durch den vom Zähler gesteuerten Schaltzustand des Schaltungskreises !01. Nur der Spannungswert des Signals 106 ist abhängig von der Umgebungstemperatur. Der Aufbau muß jedoch nicht immer in dieser Art erfolgen. Notwendig ist lediglich daß sich das Signal 105 oder das Signal 106 in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur ändert.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung geht es darum, den Temperaturfühler zu integrieren, so daß die Widerstände, die in den Schaltungskreisen 101 und 102 enthalten sind, während des Herstellungsverfahrens einer integrierten Schaltung, bei der Temperatureinflüsse mit Hilfe des Temperaturfühlers kompensiert werden

sollen,hergestellt werden. . . „. „_ ■_ , _c- _n ■ . on« · ₇-u

Eine Ausführungsform des Schaltungskreises iöi von F ig. β ist m r ig. ν gezeigt, ι π . ig. * is.^. ..... —....-.

211 bis 215 sind integrierte Widerstände zur Feststellung der Temperatur 221 bis 225 sind Schaltglieder. Die

Knotenpunkte 231 und 232 sind mit einem positiven bzw. einem negativen Stromquellenanschluß verbunden.

Das Signal am Knotenpunkt 233 stellt das Ausgangssignal des Schaltungskreises 101 dar. Der Schaltungskreis muß so ausgebildet sein, daß die Spannung an den Knotenpunkten 234 bis 238 exakt mit

entsprechenden Sollwerten übereinstimmt, damit das Ausgangssignal exakt mit dem Sollwert übereinstimmen

kann Allgemein ergibt sich ein Widerstandswert R aus folgender Gleichung, wenn die Länge des Widerstands L,

seine Querschnittsfläche Sund der spezifische Widerstand ρ sind:

Wie bisher erkennbar, müssen die Widerstände 211 bis 215 so hergestellt werden, daß sich in der obigen Gleichung ein kleiner Wert ρ und ein großer Wert L ergeben, damit die Widerstände eine hohe Qualität besitzen. Eine Möglichkeit der Herstellung der Widerstände 211 bis 215 besteht dann, sie als diffundierte Widersiande mit hoher Dotierstoffdichte im Verfahrensschritt zur Herstellung von Source und Drain der Feldeffekttransistoren der integrierten Schaltung auszubilden. Die Widerstände können auch als polykristalline Siliciumwiderstande im 35 Verfahrensschritt für die Herstellung des Gate der Feldeffekttransistoren ausgebildet werden, wenn als Gate für

__ Transistoren püiykrisiaiiines Silicium verwendet wird Es wird angenommen, daß der Widerstandswert der in einer integrierten Schaltung ausgebildeten Widerstände einen Toleranzchargen von einigen 10% zwischen verschiedenen Herstellungsmarschen, zwischen verschiedenen Halbleiterplättchen und zwischen verschiedener. Chips besitzt Diese Toleranz beruht auf einer Schwankung des Schicht- oder Quadratflächenw.derstands und auf Abweichungen der tatsächlichen Größe des Widerstands vom Sollwert infolge eines Mangels oder Überflusses beim Ätzen etc. Der Widerstand zur Ermittlung der Temperatur, der ein Hauptbestandteil des Schaltungskreises 102 von F i g. 8 ist, muß unter Berücksichtigung dieser Herstellungstoleranz eingestellt werden. Fur diese anfängliche Einstellung sind der diffundierte Widerstand mit niedrigem Schicht- oder Quadrat lächenw.derstand und hoher Dotierstoffdichte oder der polykristallin Siliciumwiderstand sowie ein Schaltglied und ein nicht flüchtiges Speicherelement vorgesehen, um eine Qualitätseinbuße des der Temperaturerfassung dienenden Widerstands aufgrund von Herstellungstoleranzen auszuschließen. Als Einrichtung zur Erzielung eines Signals, dessen Spannungswert sich abhängig von der Umgebungstemperatur ändert, werden mehrere Widerstände mit unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten eingesetzt Es sei beispielsweise angenommen daß in Fig.8 der Spannungswert des Signals 105 unabhängig von der Umgebungstemperatur ist und nur der Spannungswert des so Signals 106 von dieser" Umgebungstemperatur abhängt, und daß zwei Widerstände mit den unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten α und β als Bestandteile des Schaltungskreises 102 verwendet werdende großer der Unterschied zwischen den Koeffizienten « und/?ist desto größer ist eine Änderung des Signals 106 infolge einer

^ΑΠΑΐ5™?εείηί^^^^ zwei Widerständen, der diffundierte Widerstand mit niedriger Dotier-

stoifdichte oder ein ionenimplantierter Widerstand mit niedriger Dotierstoffdichte und der diffundierte Widerstand mit hoher Dotierstoffdichte oder ein polykristalUner Siliciumwiderstand hoher Dotierstoffdichte als eine tute Kombination ausgewählt werden. Grundsätzlich gilt nämlich, daß je niedriger die Dotierstoffdichte des Widerstands ist desto niedriger sein Temperaturkoeffizient ist Hingewiesen werden muß in diesem Zusamrnen-Widerstands ist who nieor«« ^ ^ ^f- Kombination verwendeten Widerstände im Herstellungsverfahren

flächen unterschiedlich entsprechend der Art der Hitzebehandlung, obwohl die Mengen des implantierten Dotierstoffs gleich sein können, so daß jedoch die Temperaturkoeffizienten Uiicerschiedlich sind.

Widerstände mit unterschiedlicher Diffusionstiefe können als zwei Widerstände mit unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten α und β verwendet werden. F i g. 10 zeigt das MeßergebniU der Änderung der Temperaturko-

effizienten unabhängig von der Art der Wärmebehandlung und den Unterschied der Menge des implantierten Dotierstoffs. In Fig. 10 entspricht Kurve (1) dem Fall eines Widerstands, bei den Ionen während des Verfahrens zur Ausbildung einer eingelassenen P-Zcne niedriger Dotierstoffdichte implantiert wurden. Kurve (2) zeigt die Werte des Widsrstands, bei dem die Ionen während des Verfahrens nach Ausbildung des Gate-Isolators der MOS-Transistoren implantiert wurden. Der Temperaturkoeffizient eines Widerstands hoher Dotierstoffdichte.

ίο der zusammen mit dem Verfahren zur Herstellung von Drain und Source in zuvor beschriebener Weise hergestellt wird, liegt in der Größenordnung von 10-\

Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Lehre läßt sich der Temperaturfühler vollkommen integrieren, und zwar während des Verfahrens der Herstellung der normalen integrierten Schaltung. Daher kann der erfindungsgemäße Temperaturfühler bei einer integrierten Schaltung für eine Uhr, einer integrierten Schaltung für die Ansteuerung eines Flüssigkristalls oder anderen auf denselben Chip vorgesehen werden, um die Tcmperaturabhängigkeit der Schwingungsfrequenz eines Quarzkristalls im Fall der Uhr bzw. der Tempcraturabhängigkeit der Flüssigkristallanzeige etc. zu kompensieren. Die hierfür erforderlichen Kosten sind gering. Die Erfindung ist aber nicht nur in der zuvor erwähnten Weise anwendbar, sondern besitzt ein breites Anwcndungsgebiet zur Steuerung der Temperatur elektrischer ! !aushaltsgcräte sowie zur Steuerung industrieller Geräte.

Bei weiterer Erhöhung der Genauigkeit kann die Erfindung für kleine Thermometer hoher Genauigkeit eingesetzt werden.

F i g. 11 zeigt in Form eines Blockschaltbilds einen Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Temperaturfühlers zur Temperaturkompensation bei einer elektronischen Uhr. Die normale Uhr ohne Temperaturkompensa- _ tion enthält einen Oszillator 111, einen Frequenzteiler 112 und eine Anzeigeeinheit 113. Der Temperaturfühler

-§| 25 zur Erzeugung eines der Temperatur entsprechenden Signals 109 und bestehend aus den Blöcken 101 bis 104

entspricht demjenigen von Fig.8. Sein Schaltungskreis 102 liefert ein analoges temperaturabhängiges Signal 106, das mit Hilfe eines Zählers im Schaltungskreis 101, des Vergleichers 103 und des Schaltungskreises 104 in das digitale Temperatursignal 109 umgesetzt wird. Das Signal 109 wird einem Schaltungskreis 114 geliefert Er dient dazu, den Zählersund des Zählers des Schaltungskreises 101 aufzufangen und den Temperaturgang eines Quarzkristallschwingers des Oszillators 111 zu speichern. Der Schaltungskreis 114 setzt das Signal 109 in ein Signal 115 um, durch welches das Teilerverhältnis des Frequenzteilers 112 in Übereinstimmung mit der Schwingungsfrequenz des Oszillators abhängig von der Temperatur steuerbar ist Als Ergebnis ergibt sich als Ausgangssignal 116 ein Zeitsteuersignal hoher Genauigkeit das nicht von der Temperatur abhängt Anstelle der Blöcke 101 bis 104 könnte bei der Anordnung nach F i g. U auch der Temperaturfühler gemäß F i g. 2 eingesetzt werden. Als das dem Schaltungskreis 114 zu liefernde digitale Temperatursignal 109 wurde in diesem Fall das Ausgangssignal vom Zähler 31 oder dasjenige vom Dekoder 30 der Widerstandseinheit 9 gemäß F i g. 3 verwendet werden.

Eine Ausführungsform eines Teils des Schaltungskreises 102, des Schaltungskreises 101 sowie der Schaltungskreise 103 und 104 ist in F i g. 12 gezeigt. In F i g. 12 bezeichnen 301 einen Zähler, 302 einen Dekoder. 303 einen nicht flüchtigen Speicher, in den anfänglich eingeschrieben werden kann, beispielsweise einen PROM. 304,305 und 103 Operationsverstärker des in F i g. 13 gezeigten Aufbaus, 307 bis 309 MOSFETs, 310 bis 313 sowie Λ₍ bis Rn-\ integrierte Wideiirtände, 314 bis 316 NAND-Glieder, Ti bis T_n Analogschalter oder Schaltglieder, Ci bis C_M eine Anordnung von MOSFETs unterschiedlicher Größe. Die Signale Φ, ψ und CL sind in Fig. 14 geneigt Die Widerstände der Anordnung von F i g. 12 müssen folgenden Bedingungen genügen:

1. Die Widerstände 310 und 311 haben denselben Temperaturkoeffizienten,

2. alle Widerstände A₁ bis Rs-1 haben denselben Temperaturkoeffizienten und

3. die Widerstände 312 und 313 haben unterschiedliche Temperaturkoeffizienten.

so Die MOSFETs d bis Cm haben einen unterschiedlichen Wert von Kanalbreite/Kanallänge. Ob ein MOSFET ein- oder ausgeschaltet wird, hängt von dem in den PROM 303 eingeschriebenen Inhalt ab. Die Anordnung der MOSFETs Ci bis CAf und des PROM 303 dient der Justierung einer Schwankung oder Toleranz der integrierten Widerstände. Bei der Anordnung von F i g. 12 ergibt sich am Knotenpunkt 319 ein analoges TemperatursignaL Die Schalt-

glieder Ti bis T/v werden abhängig vom Stand des Zählers 301 der Reihe nach eingeschaltet An irgendeinem Punkt im Verlauf des Zählens des Zählers 301 von 1 bis N wechselt das Ausgangssignal des hier als Vergleicher arbeitenden Operationsverstärkers 103 vom hohen Wert zum niedrigen Wert Der Signalwechsel wird von dem die NAND-Glieder 314 und 315 enthaltenden RS-Flipflop festgestellt, das daraufhin über das NAND-Glied 316 die Zufuhr weiterer Taktimpulse CL zum Zähler 301 unterbindet Der Stand des Zählers 301 wird in diesem

Moment auf den Schaltungskreis 114 von F i g. H als ein digitales Temperatursignal fibertragen.

Die an die invertierenden Eingänge der Operationsverstärker 304 und 305 angelegte Spannung wird vom Verhältnis der Widerstände 310 und 311 bestimmt Diese Spannung ist unabhängig von der Temperatur. Bezeichnet man diese Spannung mit Vst und den Wert des Widerstands 312 mit r 12, dann werden der P-Kanal MOSFET 309 und der Widerstand 312 aufgrund der Wirkung des Operationsverstärkers 305 von dem Strom Vst'r 12 durchflossen. Die Größe des MOSFET 309 muS io ausgelegt sein, daß dieser dabei im Sättigungsbetrieb arbeitet Der Ein- oder Ausschaltzustand ster Anordnung von P-MOSFETs Ci bis Cm wird vom nicht flüchtigen Speicher 303 und M Schaltgliedem bestimmt Die P-MOSFETs Ci bis Cm haben unterschiedliche Werte von Kanalbreite/Kanallänge und sind ebenfalls so ausgelegt, daß üe im Sättigungsbetrieb arbeiten. Nimmt liian den

Wert des Widerstands 313 zu rl3 an, dann ergibt sich der Spannungswert am Knotenpunkt 319 zu ! s · Vst ■ rl3/rl2. Hierbei ist s eine Konstante, die von der Kombination eingeschalteter und ausgeschalteter MOSFETs Ci bis Cm abhängt. Der Wert von s wird nur von der Summe der Werte Kanalbreite/Kanallänge der - eingeschalteten MOSFETs und vom Verhältnis Kanalbreite/Kanallänge des MOSFETs 309 bestimmt Der Wert ■f: der Konstante s hängt daher nicht von der Temperatur ab. Die Widerstände 312 und 313 sind so ausgebildet, daß % ihre Werte r 12 und r 13 verschiedene Temperaturkoeffizienten besitzen. Daher hängt die Temperaturabhf.ngis- :' keit der Spannung am Knotenpunkt 19 nur vom Temperaturgang des Quotienten r 13/r 12 ab. Die MOSFETs Q bis Cm und der nicht flüchtige Speicher 303 sind zu dem Zweck vorgesehen, Abweichungen

,3 der Werte der integrierten Widerstände 312 und 313 von Sollwerten infolge von Herstellungstoleranzen zu fr kompensieren. In den nicht flüchtigen Speicher 303 wird der Speicherinhalt beim anfänglichen Test der integrier- ·"■ ten Schaltung eingeschrieben, so daß die Spannung am Knotenpunkt 319 bei einer bestimmten Temperatur einen bestimmten Sollwert annimmt.

F i g. 15a zeigt in ausgezogener Linie den Temperaturgang der Schwingungsfrequenz eines mit einem Stimmgabel-Quarzkristallschwingers bestückten Oszillators, wie er beispielsweise als Oszillator 111 einer Uhr gemäß F i g. 11 verwendet wird. Dieser Temperaturgang hat angenähert die Form einer Parabel. Die Temperatur θ₀ im Scheitelpunkt der Parabel wird nachfolgend Scheiteltemperatur genannt F i g. 16 zeigt das Blockschaltbild einer Temperaturfühlerschaltung zur Kompensation des Temperaturgangs, wie er in F i g. 15a in ausgezogener Linie gezeigt ist, mittels eines in einer integrierten Schaltung für eine Uhr vorgesehene Temperaturfühlers. In F i g. 16 ist 401 ein Thermofühler. 402 ein Vergleichen 403 ein Zähler und Dekoder und 404 ein Schaltungskreis zur Erzeugung einer Bezugsspannung für die Umwandlung des analogen Temperatursignais von Thermoiühier 4ΰ ί in ein digitale: Signal. Die Temperaturfühlerschaltung gemäß F i g. 16 arbeitet im wesentlichen nach dem anhand von F i g. 8 erläuterten Prinzip. Die Temperaturfühlerschaltung gemäß Fi g. 16 eignet sich zur Zeitregulierung einer Uhr durch Beeinflussung des Frequenzteilers entsprechend dem digitalen Signal 414, wie es grundsätzlich auch in F i g. 11 dargestellt ist. Wenn beispielsweise temperaturbedingt die Schwingungsfrequenz des Oszillators 111 von F i g. 11 ansteigt, dann wird das Frequenzteilerverhältnis des Frequenzteilers 112 durch das Signal 115 von F i g. 11, das dem Signal 414 von F i g. 16 entspricht erhöht so daß am Ausgang des Frequenzteilers die ' Frequenz unverändert bleibt

Bei dieser Temperaturkompensation treten jedoch Probleme auf, wenn der Temperaturgang des Quarzkristalls, der die Schwingungsfrequenz des Oszillators bestimmt, insbesondere die Scheiteltemperatur vom Sollwert abweicht, da dann eine exakte Zeitregulierung nicht mehr möglich ist Die gegenwärtig in Massenproduktion hergestellten Stimmgabelquarzkristallschwinger zeigen eine Toleranz ihrer Scheiteltemperatur von ±4°C. Zweck der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist es, einen durch diese Toleranz bedingten Fehler der Temperaturkompensation auszuschließen.

Die Erfindung sieht zu diesem Zweck eine Schaltung zur Einstellung der Scheiteltemperatur im Schaltungskreis 404 von F i g. 16 vor. F i g. 17 zeigt zunächst eine Ausführungsform des Schaltungskreises 404 von F i g. 16, bei der diese Schaltung zur Einstellung der Scheiteltemperatur nicht vorgesehen ist Bei der Ausführungsform nach Fig. 17 sind 503 bis 509 integrierte Widerstände, 511 ein positiver Stromversorgungsanschluß, 519 ein negativer StromversorgungsanschluB, 512 bis Sie Knotenpunkte zum Abgriff eines einem bestimmten digitalen : Signal entsprechenden analogen Signals und 521 bis 528 Analogschalter oder Schaltglieder, die der Reihe nach

abhängig vom Stand des Zählers 403 in F i g. 16 eingeschaltet werden. An einem Eingang 531 liegt eine Bezugsspannung an, die von einem Operationsverstär' Wl zum Knotenpunkt 515 übertragen wird. Ein MOSFET 502 speist Strom in die Widerstände 503 bis 5o_, _*j daß am Knotenpunkt 315 die zugeführte Bezugsspannung ansteht Auf diese Weise erhält man am Knotenpunkt 532 einen in analoge Form umgesetzten Digitalwert entsprechend einem von den Knotenpunkten 512 bis 519 ausgewählten Knotenpunkt. Dieser Wert wird an f"in Eingang des Vergleichers 402 in Fig. 16 übertragen. Die digitalen Werte der Knotenpunkte 512 bis 518 entsprechen bestimmten Temperaturen, beispielsweise der Knotenpunkt 5i2 einer Temperatur von 43°C, der Knotenpunkt 513 einer Temperatur von 37"C, der Knotenpunkt 514 einer Temperatur von 31°C, der Knotenpunkt 515 einer Temperatur von 25°C der Knotenpunkt 516 einer Temperatur von 19°C, der Knotenpunkt 517 einer Temperatur von 13° C und der Knotenpunkt 518 einer Temperatur von 7° C.

Die vorbestimmten Inhalte eines Festwertspeichers werden entsprechend dem Temperatursignal 4i4 von F i g. 16. das von einem Digitalwert dargestellt wird, ausgelesen, um so eine logische Regulierung zu erhalten. I; Der I nhalt dieses Festwertspeichers, der das Ausmaß der Regulierung vorgibt, ist in Obereinstimmung mit einer

§i Schciteltemperatur von beispielsweise 25° C des Quarzkristallschwingers eingestellt Wie jedoch erwähnt, unter-Γ? liegt diese Scheitelterf»peratur bei in Massenfertigung hergestellten Quarzkristallen einer maximalen Toleranz

ff von ±4°C Der bei der Zeitregulierung in dem Fall entstehende Fehler, daß die Scheiteltemperatur sich vom

% Sollwert (auf dessen Grundlage der Inhalt des Festwertspeichers beruht) unterscheidet, wird anhand der '.; F i g. 15a und 15b erläutert Der Sollwert, das heißt der zugrundegelegte gewünschte Wert, der Scheiteltempera-

E| tür ist 6b- F i g. 15a gilt für Quarzkristallschwinger, deren Scheiteltemperatur mit diesem Sollwert übereinstimmt

*? Die ausgezogene Kurve stellt den Temperaturgang ohne logische Regulierung dar, während die gestrichelten

Linien eine der logischen Regulierung unterliegende Temperaturabhängigkeit wiedergeben. Ein praktischer Wert der Scheiteltemperatur eines Quarzkristallschwnigers ist 0t {ß\ Φ θο\ Der Temperaturgang für diesen Fall ist in F i g. 15b gezeigt Hier führt die logische Regulierung nicht zu korrekten Ergebnissen. Wie aus F i g. 15b ersichtlich, ermittelt der Temperaturfühler im Fall einer Scheiteltemperaturdifferenz θ\—θο eine um den Wert θ\—θο falsche Temperatur. Die Erfindung sieht daher eine Schaltung zur Feineinstellung für die Temperaturkompensation bei einem Quarzkristallschwinger vor, dessen Scheiteltemperatur um den Wert θ\—θο von einem Sollwert abweicht, um auf diese Weise den von der Schaltung 404 abhängig vom Stand des Zählers 403 in F i g. 16 gelieferten Signalwert um einen der Temperaturdifferenz θ\—θο äquivalenten Wert zu verschieben. Wie bereits vorher angegeben entsprechen die einzelnen Knotenpunkte 512 bis 518 in F i g. 17 den Tempera-

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

türen von 43° C bis 7°C Diese Zuordnung gut für einen Quarzkristall mit einer Scheiteltemperatur von 25° C Im ■ | Fall eines Quarzkristalls mit einer Scheüeltemperatur von 27° C erfolgt eine Feineinstellung dahingehend, daß ?:

der Zusammenhang zwischen Temperatur und ausgewähltem Knotenpunkt so verändert wird, daß der Knoten- ΐ

punkt 512 einer Temperatur von 45° C, der Knotenpunkt 513 einer Temperatur von 39° C, der Knotenpunkt 514 . | einer Temperatur von 33⁰C, der Knotenpunkt 515 einer Temperatur von 27⁰C, der Knotenpunkt 516 einer J

Temperatur von 21⁰C, der Knotenpunkt 517 einer Temperatur von 15° C und der Knotenpunkt 518 einer J Temperatur von 9° C entsprechen. ■

F i g. 18 zeigt eine Ausföhrungsform eines Schaltungkreises für diese Art der erfindungsgemäßen Einstellung der Scheiteltemperatur. Es handelt sich hier um eine Ausführungsform, bei der eine Einstellung für vier verschie- ν

ίο deneScheiteltemperaturendesQuarzkristaUsmögüchist,nämüchfür21⁰C23⁰C,25⁰Cund27°C |

In F i g. 18a stellen 611 und 612 Analogschalter oder Schaltgüeder dar, von denen nacheinander jeweils nur |

einer abhängig vom Stand des Zählers 403 in Fig. 16 eingeschaltet wird. Diese Schaltglieder 611 und 612 |

entsprechen zweien der Schaltgüeder 521 bis 528 von F i g. 17.622 bis 624 und 626 bis 628 sind Widerslände zur i

Kompensation der Scheiteltemperatur. 602 bis 605 und 606 bis 609 sind Knotenpunkte, an denen in der ]

is beschriebenen Weise Referenzspannungen für die Temperaturkompensation abgreifbar sind. Die Knotenpunkte 602 bis 605 bzw. 606 bis 609 sind über Analogschalter oder Schaltglieder 632 bis 635 bzw. 636 bis 639 jeweils zu einem Knotenpunkt zusammengeführt, die den Knotenpunkten 512 bis 519 von Fig. 17 entsprechen. Die Schaltglieder für die Kompensation oder Einstellung der Scheiteltemperatur werden jeweils als Gruppe der |j

Schaltglieder 632,636... als Gruppe der Schaltglieder 633,637.., als Gruppe der Schaltglieder 634,638... bzw. als Gruppe der Schaltglieder 635, 639... ausgewählt, und zwar abhängig von der Differenz zwischen der '-', tatsächlichen Scheiteltemperatur und einem Soüwert der Schcueitcüipenitür. 613 ist ein programmierbarer 'ψ. Festwertspeicher (PROM) für die Auswahl einer der jeweiligen Gruppen von Schaltgliedern, die entsprechend der tatsächlichen Scheiteltemperatur des jeweils verwendeten Quarzkristallschwingers gewählt werden muß. '-.

Wenn gemäß der Ausführungsform von Fi g. 18 vier mögliche Scheiteltemperaturen einstellbar sind, ist ein PROM mit zwei Bit erforderlich. Sind allgemein 2"-' bis 2" Scheiteltemperaturen einstellbar, dann beträgt die erforderliche Anzahl von Bit des PROM n.

F i g. 18b zeigt eine Ausführungsform des Schaltungskreises 404 von F i g. 16 unter Verwendung der Schaltung zur Einstellung der Scheiteltemperatur gemäß F i g. 18a. 652 ist ein positiver Stromquellenanschluß. 653 ist ein negativer Stromquellenanschluß. 641 bis 647 sind die Schaltungen zur Einstellung der Scheiteltemperatur, wobei beispielsweise die Schaltung 641 gemäß Darstellung in F i g. 18a die Schaltglieder 632 bis 635 und die integrierten Widerstände 602 bis 605 umfaßt Der mit allen Schaltungen 641 bis 647 verbundene PROM 613 ist in F i g. 18b nicht dargestellt Die Leitung 651 in F i g. 18b ist mit dem Knotenpunkt verbunden, der dem Sollwert θο der Scheiteltemperatur zugeordnet ist In den F i g. 17 und 18b ist ein P-MOSFET eingesetzt aber statt dessen könnte auch ein N-MOSFET im Rahmen der Erfindung verwendet werden, wenn der positive und der negative Stromquellenanschluß vertauscht würden.

Auf die beschriebene Weise ist es möglich, den durch eine Toleranz der Scheiteltemperatur des Quarzkristallschwingers im Oszillator hervorgerufenen Fehler erheblich zu vermindern, wenn die integrierte Schaltung einer Uhr mit einem Temperaturfühler zur Temperaturkompensation des Quarzkristalls durch logische Regulierung versehen ist

Mit der Erfindung wird es ermöglicht, eine Temperaturfühlerschaltung in integrierter Schaltungsform auszubilden und sie auf demselben Chip wie die integrierte Schaltung einer Uhr vorzusehen. Es ist daher möglich, die Uhr ohne Probleme mit geringen Abmessungen und niedrigen Kosten herzustellen. Der Vergleicher, der Teil der Temperaturfühlerschaltung ist ist in CMOS-Technik aufgebaut und die Fühlerschaltung wird durch den Stand des Zählers nur von kurzen Stromimpulsen durchflossen, so daß eine Temperaturkompensation mit geringem Stromverbrauch möglich wird. Die Erfindung hat ein breites Anwendungsgebiet und zwar nicht nur auf die Zeiteinstellung elektronischer Uhren, sondern auch auf die Temperaturkompensation einer Flüssigkristallanzeige, auf das Thermometer einer Uhr etc.

Claims

r~

Patentansprüche:

l.Temperaturfühlerschaltung,insbesondere für eine Uhr, umfassend
einen ersten Schaltungskreis (102) mit einem Temperaturdetektor,

einen zweiten Schaltungskreis (löl) zur Abgabe eines von der Temperatur unabhängigen Ausgangssignals, welcher eine Widerstandseinheit mit integrierten Widerständen (Ri bis Ä„_i) enthält, deren Verbindungspunkte über jeweilige Schaltglieder (Ti bis Γ_η_ι) mit dem Ausgang dieses Schaltungskreises verbindbar sind, wobei der Einschalt- bzw. Ausschaltzustand der Schaltglieder abhängig vom Stand eines Schaltwerkes (301) schrittweise änderbar ist, und

ίο eine Einrichtung zum Vergleich der temperaturunabhängigen Ausgangsspannung mit einer temperaturabhängigen Spannung des Temperaturdetektors,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Temperaturdetektor zwei integrierte Widerstände mit unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten umfaßt und eine temperaturabhängige Ausgangsspancung abgibt, die mittels eines Vergleichers (103) mit der