JP2000330655A - 定電圧回路 - Google Patents
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 15
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
- G05F3/02—Regulating voltage or current
- G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
- G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
- G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
- G05F3/18—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using Zener diodes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 広温度範囲条件下においても、優れた温度特
性を有する定電圧回路を提供することを目的とする。 【構成】 ブリッジ回路の抵抗１０３と正の温度係数を
持つツェナーダイオード１０４との間に、固定抵抗体２
０１と固定抵抗体２０２とが直列接続された分圧回路２
１０とダイオード２０３とを並列接続した温度特性調整
手段２００を設けるとともに、差動増幅器１００の非反
転側入力端子に上記調整手段２００の固定抵抗体２０１
と固定抵抗体２０２との接続点（分圧点）からの出力を
入力し、上記ツェナーダイオード１０４の温度変化を補
償するようにした。
性を有する定電圧回路を提供することを目的とする。 【構成】 ブリッジ回路の抵抗１０３と正の温度係数を
持つツェナーダイオード１０４との間に、固定抵抗体２
０１と固定抵抗体２０２とが直列接続された分圧回路２
１０とダイオード２０３とを並列接続した温度特性調整
手段２００を設けるとともに、差動増幅器１００の非反
転側入力端子に上記調整手段２００の固定抵抗体２０１
と固定抵抗体２０２との接続点（分圧点）からの出力を
入力し、上記ツェナーダイオード１０４の温度変化を補
償するようにした。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用制
御回路等に用いられる定電圧回路のように、広い温度範
囲において使用される定電圧回路の構成に関するもので
ある。
御回路等に用いられる定電圧回路のように、広い温度範
囲において使用される定電圧回路の構成に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図５は、直流電圧源から供給される電圧
を安定化する定電圧回路の従来例を示す回路図で、同図
において、１００は差動増幅器、１０１，１０２，１０
３はそれぞれ抵抗値がＲ11，Ｒ12，Ｒ13の固定抵抗体、
１０４は温度依存性半導体素子であるツェナーダイオー
ドである。この定電圧回路は、一辺に固定抵抗体１０１
と固定抵抗体１０２とが直列に接続された直列回路と、
他辺に固定抵抗体１０３とツェナーダイオード１０４と
が直列に接続された直列回路とによるブリッジ回路を構
成するとともに、上記ブリッジ回路の固定抵抗体１０１
と固定抵抗体１０３との接続点が上記差動増幅器１００
の出力端子側に接続され、上記固定抵抗体１０２とツェ
ナーダイオード１０４との接続点がグランド側に接続さ
れている。更に、差動増幅器１００の反転入力端子に、
上記一辺の直列回路の接続点からの出力を入力し、非反
転入力端子に上記他辺の直列回路の接続点からの出力を
入力し、差動増幅器１００の出力端子から一定の電圧を
出力するものである。
を安定化する定電圧回路の従来例を示す回路図で、同図
において、１００は差動増幅器、１０１，１０２，１０
３はそれぞれ抵抗値がＲ11，Ｒ12，Ｒ13の固定抵抗体、
１０４は温度依存性半導体素子であるツェナーダイオー
ドである。この定電圧回路は、一辺に固定抵抗体１０１
と固定抵抗体１０２とが直列に接続された直列回路と、
他辺に固定抵抗体１０３とツェナーダイオード１０４と
が直列に接続された直列回路とによるブリッジ回路を構
成するとともに、上記ブリッジ回路の固定抵抗体１０１
と固定抵抗体１０３との接続点が上記差動増幅器１００
の出力端子側に接続され、上記固定抵抗体１０２とツェ
ナーダイオード１０４との接続点がグランド側に接続さ
れている。更に、差動増幅器１００の反転入力端子に、
上記一辺の直列回路の接続点からの出力を入力し、非反
転入力端子に上記他辺の直列回路の接続点からの出力を
入力し、差動増幅器１００の出力端子から一定の電圧を
出力するものである。
【０００３】次に、上記構成の定電圧回路の動作につい
て説明する。差動増幅器１００の非反転入力端子電圧Ｖ
+は、ツェナーダイオード１０４の両端電圧をＶzとした
とき、Ｖ+＝Ｖzとなるため、差動増幅器１００の反転入
力端子電圧Ｖ−も、Ｖ−＝Ｖ+＝Ｖzとなる。したがっ
て、差動増幅器１００の出力電圧Ｖ6は以下の式（１）
で表せる。 Ｖ6＝｛（Ｒ11＋Ｒ12）／Ｒ12｝・Ｖz ‥‥（１） 上記出力電圧Ｖ6は、固定抵抗体１０１，１０２及びツ
ェナーダイオード１０４のツェナー電圧Ｖzにより決ま
る一定の値となる。以下、上記差動増幅器１００の出力
電圧Ｖ6を定電圧という。
て説明する。差動増幅器１００の非反転入力端子電圧Ｖ
+は、ツェナーダイオード１０４の両端電圧をＶzとした
とき、Ｖ+＝Ｖzとなるため、差動増幅器１００の反転入
力端子電圧Ｖ−も、Ｖ−＝Ｖ+＝Ｖzとなる。したがっ
て、差動増幅器１００の出力電圧Ｖ6は以下の式（１）
で表せる。 Ｖ6＝｛（Ｒ11＋Ｒ12）／Ｒ12｝・Ｖz ‥‥（１） 上記出力電圧Ｖ6は、固定抵抗体１０１，１０２及びツ
ェナーダイオード１０４のツェナー電圧Ｖzにより決ま
る一定の値となる。以下、上記差動増幅器１００の出力
電圧Ｖ6を定電圧という。
【０００４】ところで、ツェナーダイオード１０４は温
度依存性素子であるため、ツェナーダイオード１０４の
両端電圧Ｖzは温度によって変化する。このツェナーダ
イオード１０４の両端電圧Ｖzは、ツェナーダイオード
１０４に流れる電流Ｉzによって決定され、上記両端電
圧Ｖzの温度変化による変化分（以下、温度特性とい
う）ΔＶzは、上記両端電圧Ｖzの値によって決定され
る。すなわち、ツェナーダイオード１０４の温度特性Δ
Ｖzは、ツェナーダイオード１０４に流れる電流Ｉzによ
って決定される。
度依存性素子であるため、ツェナーダイオード１０４の
両端電圧Ｖzは温度によって変化する。このツェナーダ
イオード１０４の両端電圧Ｖzは、ツェナーダイオード
１０４に流れる電流Ｉzによって決定され、上記両端電
圧Ｖzの温度変化による変化分（以下、温度特性とい
う）ΔＶzは、上記両端電圧Ｖzの値によって決定され
る。すなわち、ツェナーダイオード１０４の温度特性Δ
Ｖzは、ツェナーダイオード１０４に流れる電流Ｉzによ
って決定される。
【０００５】以下に、従来の定電圧回路の温度特性につ
いて説明する。ツェナーダイオード１０４に流れる電流
Ｉzは、以下の式（２）で表せる。 Ｉz＝（Ｖ6−Ｖz）／Ｒ13 ‥‥（２） ここで、ある温度範囲内におけるツェナーダイオード１
０４に流れる電流Ｉzによるツェナーダイオード１０４
の温度特性ΔＶzを考慮すると、差動増幅器１００の反
転入力端子電圧Ｖ−は、Ｖ−＝Ｖz＋ΔＶzとなる。した
がって、ツェナーダイオード１０４の温度特性ΔＶzを
考慮したときの定電圧Ｖ6は、 Ｖ6＝｛（Ｒ11＋Ｒ12）／Ｒ12｝・（Ｖz＋ΔＶz） ‥‥（３） となり、定電圧Ｖ6の温度特性ΔＶ6は、以下の式（４）
のようになる。 ΔＶ6＝｛（Ｒ11＋Ｒ12）／Ｒ12｝・ΔＶz ‥‥（４） したがって、定電圧Ｖ6の温度特性ΔＶ6の大きさは、ツ
ェナーダイオード１０４の温度特性ΔＶzの大きさに比
例することがわかる。
いて説明する。ツェナーダイオード１０４に流れる電流
Ｉzは、以下の式（２）で表せる。 Ｉz＝（Ｖ6−Ｖz）／Ｒ13 ‥‥（２） ここで、ある温度範囲内におけるツェナーダイオード１
０４に流れる電流Ｉzによるツェナーダイオード１０４
の温度特性ΔＶzを考慮すると、差動増幅器１００の反
転入力端子電圧Ｖ−は、Ｖ−＝Ｖz＋ΔＶzとなる。した
がって、ツェナーダイオード１０４の温度特性ΔＶzを
考慮したときの定電圧Ｖ6は、 Ｖ6＝｛（Ｒ11＋Ｒ12）／Ｒ12｝・（Ｖz＋ΔＶz） ‥‥（３） となり、定電圧Ｖ6の温度特性ΔＶ6は、以下の式（４）
のようになる。 ΔＶ6＝｛（Ｒ11＋Ｒ12）／Ｒ12｝・ΔＶz ‥‥（４） したがって、定電圧Ｖ6の温度特性ΔＶ6の大きさは、ツ
ェナーダイオード１０４の温度特性ΔＶzの大きさに比
例することがわかる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一般に、ツェナーダイ
オードの温度特性ΔＶzは、図６に示すように、ツェナ
ー電圧が５Ｖ近傍にあるときに最も小さく、ツェナー電
圧が５Ｖよりも高い場合には正で、５Ｖよりも低い場合
には負となる。したがって、従来の定電圧回路では、ツ
ェナーダイオード１０４として、例えば５．１Ｖのツェ
ナーダイオードが使用される場合が多い。しかしなが
ら、上記ツェナーダイオード１０４では、図７に示すよ
うに、５Ｖ近傍において、温度特性ΔＶzが２次曲線状
に変化しているため、通常使用範囲（−１０〜８０℃）
ではΔＶzが小さいが、例えば自動車用制御回路等に用
いられる場合のように、広温度範囲（−４０〜１２０
℃）の条件下では、温度範囲の両端、すなわち、高温側
及び低温側で定電圧Ｖ6の温度特性ΔＶ6が大きくなり、
高精度の定電圧特性を得ることができないといった問題
点があった。
オードの温度特性ΔＶzは、図６に示すように、ツェナ
ー電圧が５Ｖ近傍にあるときに最も小さく、ツェナー電
圧が５Ｖよりも高い場合には正で、５Ｖよりも低い場合
には負となる。したがって、従来の定電圧回路では、ツ
ェナーダイオード１０４として、例えば５．１Ｖのツェ
ナーダイオードが使用される場合が多い。しかしなが
ら、上記ツェナーダイオード１０４では、図７に示すよ
うに、５Ｖ近傍において、温度特性ΔＶzが２次曲線状
に変化しているため、通常使用範囲（−１０〜８０℃）
ではΔＶzが小さいが、例えば自動車用制御回路等に用
いられる場合のように、広温度範囲（−４０〜１２０
℃）の条件下では、温度範囲の両端、すなわち、高温側
及び低温側で定電圧Ｖ6の温度特性ΔＶ6が大きくなり、
高精度の定電圧特性を得ることができないといった問題
点があった。
【０００７】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、広温度範囲条件下においても、優れた温度
特性を有する定電圧回路を提供することを目的とする。
れたもので、広温度範囲条件下においても、優れた温度
特性を有する定電圧回路を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の定電圧回路は、一辺に抵抗が直列に接続された直列回
路を有し、他辺に抵抗と温度依存性半導体素子と、上記
抵抗と上記温度依存性半導体素子との間に設けられ、上
記温度依存性半導体素子と逆の温度特性を有する温度特
性補正素子を備えた温度特性調整手段とが直列に接続さ
れた直列回路を有するブリッジ回路と、差動増幅器とを
備え、上記差動増幅器の入力端子に、上記ブリッジ回路
の一辺の直列回路の接続点からの出力と、上記他辺の調
整手段からの出力とをそれぞれ接続したものである。
の定電圧回路は、一辺に抵抗が直列に接続された直列回
路を有し、他辺に抵抗と温度依存性半導体素子と、上記
抵抗と上記温度依存性半導体素子との間に設けられ、上
記温度依存性半導体素子と逆の温度特性を有する温度特
性補正素子を備えた温度特性調整手段とが直列に接続さ
れた直列回路を有するブリッジ回路と、差動増幅器とを
備え、上記差動増幅器の入力端子に、上記ブリッジ回路
の一辺の直列回路の接続点からの出力と、上記他辺の調
整手段からの出力とをそれぞれ接続したものである。
【０００９】請求項２に記載の定電圧回路は、上記調整
手段を、温度特性補正素子とこの温度特性補正素子に並
列に接続された直列回路群を有する分圧回路とから構成
するとともに、この分圧回路の分圧点の出力を上記差動
増幅器に入力するようにしたものである。
手段を、温度特性補正素子とこの温度特性補正素子に並
列に接続された直列回路群を有する分圧回路とから構成
するとともに、この分圧回路の分圧点の出力を上記差動
増幅器に入力するようにしたものである。
【００１０】請求項３に記載の定電圧回路は、上記温度
依存性半導体素子を正の温度係数を持つツェナーダイオ
ードで構成し、上記温度特性補正素子をダイオードで構
成したものである。
依存性半導体素子を正の温度係数を持つツェナーダイオ
ードで構成し、上記温度特性補正素子をダイオードで構
成したものである。
【００１１】請求項４のに記載の定電圧回路は、上記ツ
ェナーダイオードを、ツェナー電圧が５Ｖ近傍であるツ
ェナーダイオードより構成したものである。
ェナーダイオードを、ツェナー電圧が５Ｖ近傍であるツ
ェナーダイオードより構成したものである。
【００１２】請求項５に記載の定電圧回路は、ツェナー
ダイオードのツェナー電流を、ツェナー電圧の温度変化
がダイオード両端電圧の温度変化よりも小さくなるよう
に設定したものである。
ダイオードのツェナー電流を、ツェナー電圧の温度変化
がダイオード両端電圧の温度変化よりも小さくなるよう
に設定したものである。
【００１３】請求項６に記載の定電圧回路は、請求項１
記載の定電圧回路を自動車用制御回路に適用したもので
ある。
記載の定電圧回路を自動車用制御回路に適用したもので
ある。
【００１４】請求項７に記載の定電圧回路は、請求項１
記載の定電圧回路を感熱式流量センサに適用したもので
ある。
記載の定電圧回路を感熱式流量センサに適用したもので
ある。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づき説明する。図１は本発明実施の形態に関
わる定電圧回路の構成を示す図で、同図において、１０
０は差動増幅器、１０１，１０２，１０３，２０１，２
０２はそれぞれ抵抗値がＲ11，Ｒ12，Ｒ13，Ｒ21，Ｒ22
の固定抵抗体、１０４は温度依存性半導体素子であるツ
ェナーダイオード、２０３は温度特性補正素子であるダ
イオードで、上記固定抵抗体２０１と上記固定抵抗体２
０２とが直列接続された分圧回路２１０と、上記ダイオ
ード２０３とを並列接続した並列回路により温度特性調
整手段２００を構成する。本実施の形態の定電圧回路
は、一辺に固定抵抗体１０１と固定抵抗体１０２とが直
列に接続された直列回路と、他辺に固定抵抗体１０３と
温度特性調整手段２００とツェナーダイオード１０４と
が直列に接続された直列回路とによりブリッジ回路を構
成するとともに、上記各辺の固定抵抗体１０１及び固定
抵抗体１０３側が上記差動増幅器１００の出力端子側に
接続され、上記各辺の固定抵抗体１０２及びツェナーダ
イオード１０４がグランド側に接続されている。更に、
差動増幅器１００の反転入力端子に、上記一辺の直列回
路の接続点からの出力を入力し、非反転入力端子に、上
記他辺の温度特性調整手段２００を構成する分圧回路２
１０の固定抵抗体２０１と固定抵抗体２０２との接続点
（分圧点）からの出力を入力し、上記差動増幅器１００
の出力端子から一定の電圧（定電圧）Ｖ6を安定して出
力するものである。
て図面に基づき説明する。図１は本発明実施の形態に関
わる定電圧回路の構成を示す図で、同図において、１０
０は差動増幅器、１０１，１０２，１０３，２０１，２
０２はそれぞれ抵抗値がＲ11，Ｒ12，Ｒ13，Ｒ21，Ｒ22
の固定抵抗体、１０４は温度依存性半導体素子であるツ
ェナーダイオード、２０３は温度特性補正素子であるダ
イオードで、上記固定抵抗体２０１と上記固定抵抗体２
０２とが直列接続された分圧回路２１０と、上記ダイオ
ード２０３とを並列接続した並列回路により温度特性調
整手段２００を構成する。本実施の形態の定電圧回路
は、一辺に固定抵抗体１０１と固定抵抗体１０２とが直
列に接続された直列回路と、他辺に固定抵抗体１０３と
温度特性調整手段２００とツェナーダイオード１０４と
が直列に接続された直列回路とによりブリッジ回路を構
成するとともに、上記各辺の固定抵抗体１０１及び固定
抵抗体１０３側が上記差動増幅器１００の出力端子側に
接続され、上記各辺の固定抵抗体１０２及びツェナーダ
イオード１０４がグランド側に接続されている。更に、
差動増幅器１００の反転入力端子に、上記一辺の直列回
路の接続点からの出力を入力し、非反転入力端子に、上
記他辺の温度特性調整手段２００を構成する分圧回路２
１０の固定抵抗体２０１と固定抵抗体２０２との接続点
（分圧点）からの出力を入力し、上記差動増幅器１００
の出力端子から一定の電圧（定電圧）Ｖ6を安定して出
力するものである。
【００１６】ここで、温度特性補正素子であるダイオー
ド２０３の温度特性について説明する。一般に、ダイオ
ードの順方向電圧Ｖdは温度が上昇するとほぼ直線的に
低下する。したがって、ダイオード２０３の両端電圧Ｖ
dの温度変化による変化分（温度特性）ΔＶdは、一般に
負でありかつ直線性に優れている。したがって、ダイオ
ード２０３を正の温度依存性素子であるツェナーダイオ
ード１０４の温度特性補正素子として使用することがで
きる。なお、ツェナーダイオード１０４は、温度特性が
小さく、かつ比較的直線性に優れた特性を有するツェナ
ー電圧になるよう選択した。また、その温度特性につい
ては、上記従来例において説明した通りである。
ド２０３の温度特性について説明する。一般に、ダイオ
ードの順方向電圧Ｖdは温度が上昇するとほぼ直線的に
低下する。したがって、ダイオード２０３の両端電圧Ｖ
dの温度変化による変化分（温度特性）ΔＶdは、一般に
負でありかつ直線性に優れている。したがって、ダイオ
ード２０３を正の温度依存性素子であるツェナーダイオ
ード１０４の温度特性補正素子として使用することがで
きる。なお、ツェナーダイオード１０４は、温度特性が
小さく、かつ比較的直線性に優れた特性を有するツェナ
ー電圧になるよう選択した。また、その温度特性につい
ては、上記従来例において説明した通りである。
【００１７】以下に、本発明の定電圧回路の温度特性に
ついて説明する。差動増幅器１００の出力電圧（定電
圧）をＶ6、ツェナーダイオード１０４のツェナー電圧
をＶz、ダイオード２０３の順方向電圧をＶdとすると、
ツェナーダイオード１０４に流れる電流Ｉzは、 Ｉz＝（Ｖ6−Ｖz−Ｖd）／Ｒ13 ‥‥（５） となる。また、差動増幅器１００の非反転入力端子には
分圧回路２１０の分圧点が接続されているので、非反転
入力端子電圧Ｖ+は、ツェナーダイオード１０４の両端
電圧ＶZにダイオード２０３の順方向電圧Ｖdを固定抵抗
体２０１と固定抵抗体２０２とで分圧した値を加えたも
のになり、以下の式（６）ように表される。 Ｖ+＝Ｖz＋｛Ｒ22／（Ｒ21＋Ｒ22）｝・Ｖd ‥‥（６） よって、差動増幅器１００の反転入力端子電圧Ｖ−は、 Ｖ−＝Ｖ+＝Ｖz＋｛Ｒ22／（Ｒ21＋Ｒ22）｝・Ｖd ‥‥（７） となる。
ついて説明する。差動増幅器１００の出力電圧（定電
圧）をＶ6、ツェナーダイオード１０４のツェナー電圧
をＶz、ダイオード２０３の順方向電圧をＶdとすると、
ツェナーダイオード１０４に流れる電流Ｉzは、 Ｉz＝（Ｖ6−Ｖz−Ｖd）／Ｒ13 ‥‥（５） となる。また、差動増幅器１００の非反転入力端子には
分圧回路２１０の分圧点が接続されているので、非反転
入力端子電圧Ｖ+は、ツェナーダイオード１０４の両端
電圧ＶZにダイオード２０３の順方向電圧Ｖdを固定抵抗
体２０１と固定抵抗体２０２とで分圧した値を加えたも
のになり、以下の式（６）ように表される。 Ｖ+＝Ｖz＋｛Ｒ22／（Ｒ21＋Ｒ22）｝・Ｖd ‥‥（６） よって、差動増幅器１００の反転入力端子電圧Ｖ−は、 Ｖ−＝Ｖ+＝Ｖz＋｛Ｒ22／（Ｒ21＋Ｒ22）｝・Ｖd ‥‥（７） となる。
【００１８】ここで、ある温度範囲内におけるツェナー
ダイオード１０４の温度特性をΔＶ zとし、ダイオード
２０３の温度特性ΔＶdを考慮すると、差動増幅器１０
０の反転入力端子電圧Ｖ−は、以下の式（８）のように
表せる。 Ｖ−＝（Ｖz＋ΔＶz）＋｛Ｒ22／（Ｒ21＋Ｒ22）｝・（Ｖd＋ΔＶd） ‥‥ （８） したがって、定電圧Ｖ6は、 Ｖ6＝｛（Ｒ11＋Ｒ12）／Ｒ12｝・（Ｖz＋ΔＶz） ＋｛Ｒ22（Ｒ11＋Ｒ12）／Ｒ12(Ｒ21+Ｒ22）｝・（Ｖd＋ΔＶd） ‥‥ （９） となり、定電圧Ｖ6の温度特性ΔＶ6は、 ΔＶ6＝｛（Ｒ11＋Ｒ12）／Ｒ12｝・ΔＶz ＋{Ｒ22（Ｒ11＋Ｒ12）／Ｒ12(Ｒ21+Ｒ22）｝・ΔＶd ‥‥（ １０） と算出できる。
ダイオード１０４の温度特性をΔＶ zとし、ダイオード
２０３の温度特性ΔＶdを考慮すると、差動増幅器１０
０の反転入力端子電圧Ｖ−は、以下の式（８）のように
表せる。 Ｖ−＝（Ｖz＋ΔＶz）＋｛Ｒ22／（Ｒ21＋Ｒ22）｝・（Ｖd＋ΔＶd） ‥‥ （８） したがって、定電圧Ｖ6は、 Ｖ6＝｛（Ｒ11＋Ｒ12）／Ｒ12｝・（Ｖz＋ΔＶz） ＋｛Ｒ22（Ｒ11＋Ｒ12）／Ｒ12(Ｒ21+Ｒ22）｝・（Ｖd＋ΔＶd） ‥‥ （９） となり、定電圧Ｖ6の温度特性ΔＶ6は、 ΔＶ6＝｛（Ｒ11＋Ｒ12）／Ｒ12｝・ΔＶz ＋{Ｒ22（Ｒ11＋Ｒ12）／Ｒ12(Ｒ21+Ｒ22）｝・ΔＶd ‥‥（ １０） と算出できる。
【００１９】上記式（１０）から、定電圧Ｖ6の温度特
性ΔＶ6が最小、すなわちΔＶ6＝０となる条件を求める
と、 ΔＶz＝−｛Ｒ22／(Ｒ21+Ｒ22）｝・ΔＶd ‥‥（１１） となる。そこで、本実施の形態では、温度特性補正素子
として、温度特性ΔＶdが負でかつ直線性に優れた特性
を有するダイオード２０３を用いるとともに、温度依存
性素子であるツェナーダイオード１０４の温度特性ΔＶ
zが正でかつ比較的直線性に優れ、更に、ツェナーダイ
オード１０４及びダイオード２０３の温度特性ΔＶz，
ΔＶdとの関係が下式（１２）を満たす特性になるよう
に、ツェナーダイオード１０４に流れる電流Ｉzを決定
することにより、定電圧Ｖ6の温度特性を向上させるよ
うにした。 │ΔＶz│≦│ΔＶd│ ‥‥（１２）
性ΔＶ6が最小、すなわちΔＶ6＝０となる条件を求める
と、 ΔＶz＝−｛Ｒ22／(Ｒ21+Ｒ22）｝・ΔＶd ‥‥（１１） となる。そこで、本実施の形態では、温度特性補正素子
として、温度特性ΔＶdが負でかつ直線性に優れた特性
を有するダイオード２０３を用いるとともに、温度依存
性素子であるツェナーダイオード１０４の温度特性ΔＶ
zが正でかつ比較的直線性に優れ、更に、ツェナーダイ
オード１０４及びダイオード２０３の温度特性ΔＶz，
ΔＶdとの関係が下式（１２）を満たす特性になるよう
に、ツェナーダイオード１０４に流れる電流Ｉzを決定
することにより、定電圧Ｖ6の温度特性を向上させるよ
うにした。 │ΔＶz│≦│ΔＶd│ ‥‥（１２）
【００２０】次に、ダイオード２０３による温度特性補
正の詳細について説明する。一般に、温度特性補正素子
の温度特性ΔＶdは、図２の○印に示すように、負であ
りかつ直線性に優れた特性を示す。そこで、ツェナーダ
イオード１０４の温度特性ΔＶzが、図３に示すように
直線性に優れ、ΔＶzとΔＶdが上記（１２）式の関係を
満たせば、抵抗値がそれぞれＲ21，Ｒ22の固定抵抗体２
０１，２０２によって上記ΔＶdを分圧することによ
り、上記（１１）式の関係を満たすことができ、温度特
性の優れた定電圧Ｖ6を得ることが可能となる。すなわ
ち、ツェナーダイオード１０４の温度特性ΔＶzとツェ
ナーダイオード１０４の温度特性ΔＶzとを考慮し、分
圧回路２１０の固定抵抗体２０２の両端電圧をＶkと表
すと、Ｖk＝｛Ｒ22／(Ｒ21+Ｒ22）｝・（Ｖd＋ΔＶd）
＝αk・（Ｖd＋ΔＶd）となるので、上記Ｖkにより、ツ
ェナーダイオード１０４の温度特性ΔＶzを補正してΔ
Ｖ6＝０となるように、固定抵抗体２０１，２０２の抵
抗値Ｒ21，Ｒ22の値を設定し、補正係数αkを決定す
る。上記式（９）は、上記補正係数αkを用いて、 Ｖ6＝｛（Ｒ11＋Ｒ12）／Ｒ12｝・｛（Ｖz＋ΔＶz）＋αk・（Ｖd＋Δ Ｖd）｝ ‥‥（１３） と変形できるので、例えば、（Ｖz＋ΔＶz）＝−（Ｖd
＋ΔＶd）×α2を満たす最適補正係数をα2とし、α1＞
α2＞α3なる他の補正係数をα1，α3とすると、図２に
示すように、Ｖk＝αk・（Ｖd＋ΔＶd）は、それぞれ異
なった傾きを有する負の温度特性を示す（ｋ＝１，２，
３）。図４は、これらのＶkを用いてツェナーダイオー
ド１０４の温度特性ΔＶzを補正した結果を示す図で、
上記最適補正係数α2の場合が定電圧Ｖ6の温度特性が優
れており、補正係数がα1及びα3の場合には、それぞれ
補正が不十分、あるいは補正が過ぎたことを示してい
る。したがって、ツェナーダイオード１０４の温度特性
ΔＶzとツェナーダイオード１０４の温度特性ΔＶzとを
考慮して、ツェナーダイオード１０４に流れる電流Ｉz
を決定することにより、定電圧Ｖ6の温度特性を向上さ
せることができる。
正の詳細について説明する。一般に、温度特性補正素子
の温度特性ΔＶdは、図２の○印に示すように、負であ
りかつ直線性に優れた特性を示す。そこで、ツェナーダ
イオード１０４の温度特性ΔＶzが、図３に示すように
直線性に優れ、ΔＶzとΔＶdが上記（１２）式の関係を
満たせば、抵抗値がそれぞれＲ21，Ｒ22の固定抵抗体２
０１，２０２によって上記ΔＶdを分圧することによ
り、上記（１１）式の関係を満たすことができ、温度特
性の優れた定電圧Ｖ6を得ることが可能となる。すなわ
ち、ツェナーダイオード１０４の温度特性ΔＶzとツェ
ナーダイオード１０４の温度特性ΔＶzとを考慮し、分
圧回路２１０の固定抵抗体２０２の両端電圧をＶkと表
すと、Ｖk＝｛Ｒ22／(Ｒ21+Ｒ22）｝・（Ｖd＋ΔＶd）
＝αk・（Ｖd＋ΔＶd）となるので、上記Ｖkにより、ツ
ェナーダイオード１０４の温度特性ΔＶzを補正してΔ
Ｖ6＝０となるように、固定抵抗体２０１，２０２の抵
抗値Ｒ21，Ｒ22の値を設定し、補正係数αkを決定す
る。上記式（９）は、上記補正係数αkを用いて、 Ｖ6＝｛（Ｒ11＋Ｒ12）／Ｒ12｝・｛（Ｖz＋ΔＶz）＋αk・（Ｖd＋Δ Ｖd）｝ ‥‥（１３） と変形できるので、例えば、（Ｖz＋ΔＶz）＝−（Ｖd
＋ΔＶd）×α2を満たす最適補正係数をα2とし、α1＞
α2＞α3なる他の補正係数をα1，α3とすると、図２に
示すように、Ｖk＝αk・（Ｖd＋ΔＶd）は、それぞれ異
なった傾きを有する負の温度特性を示す（ｋ＝１，２，
３）。図４は、これらのＶkを用いてツェナーダイオー
ド１０４の温度特性ΔＶzを補正した結果を示す図で、
上記最適補正係数α2の場合が定電圧Ｖ6の温度特性が優
れており、補正係数がα1及びα3の場合には、それぞれ
補正が不十分、あるいは補正が過ぎたことを示してい
る。したがって、ツェナーダイオード１０４の温度特性
ΔＶzとツェナーダイオード１０４の温度特性ΔＶzとを
考慮して、ツェナーダイオード１０４に流れる電流Ｉz
を決定することにより、定電圧Ｖ6の温度特性を向上さ
せることができる。
【００２１】このように、本実施の形態の定電流回路
は、ブリッジ回路の抵抗１０３とツェナーダイオード１
０４との間に、固定抵抗体２０１と固定抵抗体２０２と
が直列接続された分圧回路２１０と、ダイオード２０３
とを並列接続した温度特性調整手段２００を設けるとと
もに、差動増幅器１００の非反転側入力端子に上記調整
手段２００の固定抵抗体２０１と固定抵抗体２０２との
分圧点からの出力を入力し、上記ツェナーダイオード１
０４の温度変化を補償するようにしたので、自動車用制
御回路等の広温度範囲条件下においても、定電圧を安定
して出力することができる。更に、温度特性が小さくか
つ直線性に優れた、ツェナー電圧が５Ｖ近傍であるツェ
ナーダイオード１０４と、温度特性が負で、直線性に優
れた特性を有するダイオード２０３とを用いたので、広
温度範囲条件下においても高精度の出力電圧を得ること
ができる。
は、ブリッジ回路の抵抗１０３とツェナーダイオード１
０４との間に、固定抵抗体２０１と固定抵抗体２０２と
が直列接続された分圧回路２１０と、ダイオード２０３
とを並列接続した温度特性調整手段２００を設けるとと
もに、差動増幅器１００の非反転側入力端子に上記調整
手段２００の固定抵抗体２０１と固定抵抗体２０２との
分圧点からの出力を入力し、上記ツェナーダイオード１
０４の温度変化を補償するようにしたので、自動車用制
御回路等の広温度範囲条件下においても、定電圧を安定
して出力することができる。更に、温度特性が小さくか
つ直線性に優れた、ツェナー電圧が５Ｖ近傍であるツェ
ナーダイオード１０４と、温度特性が負で、直線性に優
れた特性を有するダイオード２０３とを用いたので、広
温度範囲条件下においても高精度の出力電圧を得ること
ができる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、ブリッジ回路の抵抗と温度依存性半導体
素子との間に、上記温度依存性半導体素子と逆の温度特
性を有する温度特性補正素子を備えた温度特性調整手段
を設けるとともに、差動増幅器の入力端子に、上記ブリ
ッジ回路の一辺の直列回路の接続点からの出力と、上記
他辺の調整手段からの出力とをそれぞれ入力し、上記温
度特性調整手段により温度依存性半導体素子の温度変化
を補償するようにしたので、広温度範囲条件下において
も出力電圧を安定化することができる。
発明によれば、ブリッジ回路の抵抗と温度依存性半導体
素子との間に、上記温度依存性半導体素子と逆の温度特
性を有する温度特性補正素子を備えた温度特性調整手段
を設けるとともに、差動増幅器の入力端子に、上記ブリ
ッジ回路の一辺の直列回路の接続点からの出力と、上記
他辺の調整手段からの出力とをそれぞれ入力し、上記温
度特性調整手段により温度依存性半導体素子の温度変化
を補償するようにしたので、広温度範囲条件下において
も出力電圧を安定化することができる。
【００２３】請求項２に記載の発明によれば、上記調整
手段を、温度特性補正素子とこの温度特性補正素子に並
列に接続された直列回路群を有する分圧回路とから構成
するとともに、この分圧回路の分圧点の出力を上記差動
増幅器に入力するようにしたので、簡単な構成で上記温
度依存性半導体素子の温度変化を補償することができ
る。
手段を、温度特性補正素子とこの温度特性補正素子に並
列に接続された直列回路群を有する分圧回路とから構成
するとともに、この分圧回路の分圧点の出力を上記差動
増幅器に入力するようにしたので、簡単な構成で上記温
度依存性半導体素子の温度変化を補償することができ
る。
【００２４】請求項３に記載の発明によれば、上記温度
依存性半導体素子を正の温度係数を持つツェナーダイオ
ードで構成し、上記温度特性補正素子を温度特性が負
で、直線性に優れた特性を有するダイオードにより構成
したので、上記ツェナーダイオードの温度変化を確実に
補償することができる。
依存性半導体素子を正の温度係数を持つツェナーダイオ
ードで構成し、上記温度特性補正素子を温度特性が負
で、直線性に優れた特性を有するダイオードにより構成
したので、上記ツェナーダイオードの温度変化を確実に
補償することができる。
【００２５】請求項４に記載の発明によれば、上記ツェ
ナーダイオードを、温度特性が小さく、かつ直線性に優
れた特性を有する、ツェナー電圧が５Ｖ近傍であるツェ
ナーダイオードより構成したので、出力電圧を更に安定
化することができる。
ナーダイオードを、温度特性が小さく、かつ直線性に優
れた特性を有する、ツェナー電圧が５Ｖ近傍であるツェ
ナーダイオードより構成したので、出力電圧を更に安定
化することができる。
【００２６】請求項５に記載の発明によれば、ツェナー
電圧の温度変化がダイオード両端電圧の温度変化よりも
小さくなるように、ツェナーダイオードのツェナー電流
を設定したので、ダイオードによる上記ツェナーダイオ
ードの温度変補償を確実に行うことがができる。。
電圧の温度変化がダイオード両端電圧の温度変化よりも
小さくなるように、ツェナーダイオードのツェナー電流
を設定したので、ダイオードによる上記ツェナーダイオ
ードの温度変補償を確実に行うことがができる。。
【００２７】請求項６に記載の発明によれば、広温度範
囲条件下で優れた温度特性を有する請求項１記載の定電
圧回路を自動車用制御回路に適用したので、過酷な温度
条件を強いられる自動車用制御回路を安定して動作させ
ることができる。
囲条件下で優れた温度特性を有する請求項１記載の定電
圧回路を自動車用制御回路に適用したので、過酷な温度
条件を強いられる自動車用制御回路を安定して動作させ
ることができる。
【００２８】請求項７に記載の定電圧回路は、広温度範
囲条件下で優れた温度特性を有する請求項１記載の定電
圧回路を、自動車用制御回路の中でも特に温度特性の精
度を要求される感熱式流量センサ用制御回路に適用した
ので、感熱式流量センサ用制御回路を安定に動作させる
ことができる。
囲条件下で優れた温度特性を有する請求項１記載の定電
圧回路を、自動車用制御回路の中でも特に温度特性の精
度を要求される感熱式流量センサ用制御回路に適用した
ので、感熱式流量センサ用制御回路を安定に動作させる
ことができる。
【図１】 本発明の実施の形態に係わる定電圧回路の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図２】 本実施の形態のダイオード両端電圧の温度変
化を示す図である。
化を示す図である。
【図３】 ツェナー電圧の温度変化を示す図である。
【図４】 本実施の形態の定電圧の温度変化を示す図で
ある。
ある。
【図５】 従来技術の定電圧回路の構成を示す図であ
る。
る。
【図６】 ツェナーダイオードのツェナー電圧とその温
度特性との関係を示す図である。
度特性との関係を示す図である。
【図７】 ツェナー電圧とその温度変化を示す図であ
る。
る。
１００ 差動増幅器、１０１，１０２，１０３ 固定抵
抗体、１０４ ツェナーダイオード、２００ 温度特性
調整手段、２０１，２０２ 温度特性調整手段の固定抵
抗体、 ２０３ ダイオード、２１０ 分圧回路。
抗体、１０４ ツェナーダイオード、２００ 温度特性
調整手段、２０１，２０２ 温度特性調整手段の固定抵
抗体、 ２０３ ダイオード、２１０ 分圧回路。
フロントページの続き (72)発明者 阿部 実 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H430 BB03 BB09 BB11 EE12 EE13 FF04 FF05 FF13 GG02 GG03 GG05 HH03 LA21
Claims (7)
- 【請求項１】 一辺に抵抗が直列に接続された直列回路
を有し、他辺に抵抗と温度依存性半導体素子と、上記抵
抗と上記温度依存性半導体素子との間に設けられ、上記
温度依存性半導体素子と逆の温度特性を有する温度特性
補正素子を備えた温度特性調整手段とが直列に接続され
た直列回路を有するブリッジ回路と、差動増幅器とを備
えた定電圧回路であって、上記差動増幅器の入力端子
に、上記ブリッジ回路の一辺の直列回路の接続点からの
出力と、上記他辺の温度特性調整手段からの出力とをそ
れぞれ接続したことを特徴とする定電圧回路。 - 【請求項２】 上記温度特性調整手段を、温度特性補正
素子と、この温度特性補正素子に並列に接続された直列
回路群を有する分圧回路とから構成し、この分圧回路の
分圧点の出力を上記差動増幅器に入力するようにしたこ
とを特徴とする請求項１記載の定電圧回路。 - 【請求項３】 上記温度依存性半導体素子を正の温度係
数を持つツェナーダイオードで構成し、上記温度特性補
正素子をダイオードで構成したことを特徴とする請求項
１または請求項２記載の定電圧回路。 - 【請求項４】 上記ツェナーダイオードを、ツェナー電
圧が５Ｖ近傍であるツェナーダイオードより構成したこ
とを特徴とする請求項３記載の定電圧回路。 - 【請求項５】 上記ツェナーダイオードのツェナー電流
を、ツェナー電圧の温度変化が上記ダイオード両端電圧
の温度変化よりも小さくなるように設定したことを特徴
とする請求項４記載の定電圧回路。 - 【請求項６】 定電圧回路は、自動車用制御回路に適用
されることを特徴とする請求項１記載の定電圧回路。 - 【請求項７】 定電圧回路は、感熱式流量センサに適用
されることを特徴とする請求項１記載の定電圧回路。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11135047A JP2000330655A (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | 定電圧回路 |
| US09/441,666 US6181192B1 (en) | 1999-05-14 | 1999-11-17 | Constant voltage circuit comprising temperature dependent elements and a differential amplifier |
| DE19961500A DE19961500B4 (de) | 1999-05-14 | 1999-12-20 | Konstantspannungsschaltung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11135047A JP2000330655A (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | 定電圧回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000330655A true JP2000330655A (ja) | 2000-11-30 |
Family
ID=15142703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11135047A Pending JP2000330655A (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | 定電圧回路 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6181192B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000330655A (ja) |
| DE (1) | DE19961500B4 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4629892B2 (ja) * | 2001-03-27 | 2011-02-09 | 三菱電機株式会社 | 温度係数生成回路及びそれを用いた温度補償回路 |
| US6661279B2 (en) * | 2001-04-11 | 2003-12-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor integrated circuit which outputs first internal power supply voltage and second internal power supply voltage lower than first internal supply power voltage |
| TWI245122B (en) * | 2001-06-29 | 2005-12-11 | Winbond Electronics Corp | Temperature measurement method and device with voltage variation compensation |
| JP4236402B2 (ja) * | 2001-10-09 | 2009-03-11 | 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
| DE10247208A1 (de) * | 2002-10-10 | 2004-04-22 | Infineon Technologies Ag | Brückenschaltung zur Echounterdrückung in Kommunikationseinrichtungen |
| US20100277223A1 (en) * | 2009-05-04 | 2010-11-04 | Fred Mirow | Voltage/current reference using thermal electric feedback |
| CN201622302U (zh) * | 2010-04-09 | 2010-11-03 | 维熹科技股份有限公司 | 过电压与过电流检测电路 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3534245A (en) * | 1967-12-08 | 1970-10-13 | Rca Corp | Electrical circuit for providing substantially constant current |
| JPS5422552A (en) * | 1977-07-21 | 1979-02-20 | Seiko Epson Corp | Reference voltage source circuit |
| US4317054A (en) * | 1980-02-07 | 1982-02-23 | Mostek Corporation | Bandgap voltage reference employing sub-surface current using a standard CMOS process |
| JPH04349513A (ja) * | 1991-05-27 | 1992-12-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 定電圧発生回路 |
| JP3554123B2 (ja) * | 1996-12-11 | 2004-08-18 | ローム株式会社 | 定電圧回路 |
-
1999
- 1999-05-14 JP JP11135047A patent/JP2000330655A/ja active Pending
- 1999-11-17 US US09/441,666 patent/US6181192B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-20 DE DE19961500A patent/DE19961500B4/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19961500B4 (de) | 2004-08-05 |
| US6181192B1 (en) | 2001-01-30 |
| DE19961500A1 (de) | 2000-11-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040330 |