JP2006074129A - Temperature characteristic correction circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、様々な回路において、温度に応じて回路特性を変化させる所謂温度依存性をキャンセルするための温度特性補正回路に関する。 The present invention relates to a temperature characteristic correction circuit for canceling so-called temperature dependency that changes circuit characteristics according to temperature in various circuits.
回路素子(抵抗、コンデンサ、トランジスタ等)を適宜接続してなる様々な回路には、温度変化に伴って回路特性が変化するという温度依存性を有しているものがある。更に、温度依存性を有する回路には、正の温度特性を有するもの、負の温度特性を有するもの、正負の温度特性を有するものがある。この結果、上記の温度特性に起因して、回路内部を流れる電流が本来流れるべき電流よりも増加したり或いは減少したりしてしまい、本来の回路特性を得られなくなる可能性がある。そこで、従来では、個々の回路に対し、当該回路の温度依存性をキャンセルするための温度特性補正回路を個別に用意して対応していた。
しかしながら、正の温度特性を有する回路の場合、正の温度特性が回路に影響を与える温度範囲は一定ではなく、回路によって様々な温度範囲となる。回路に与えられる正の温度係数も様々であり、回路によって、温度変化に対する電流変化の割合も異なることとなる。これは、負の温度特性や正負の温度特性を有する回路についても同様のことが言える。従って、温度依存性を有する回路に温度特性補正回路を用意する場合、回路構成を共通化することが困難であるため当該温度特性補正回路を個別に設計して用意せざるを得ず、汎用性に乏しい問題を有していた。 However, in the case of a circuit having a positive temperature characteristic, the temperature range in which the positive temperature characteristic affects the circuit is not constant, and varies depending on the circuit. There are various positive temperature coefficients given to the circuit, and the ratio of the current change to the temperature change varies depending on the circuit. The same applies to circuits having negative temperature characteristics and positive and negative temperature characteristics. Therefore, when preparing a temperature characteristic correction circuit for a circuit having temperature dependence, it is difficult to make the circuit configuration common, so the temperature characteristic correction circuit must be individually designed and prepared. Had poor problems.
そこで、本発明は、容易な設計変更で様々な温度依存性を有する回路に対応できる、汎用性の高い温度特性補正回路を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a highly versatile temperature characteristic correction circuit that can be applied to a circuit having various temperature dependences by an easy design change.
前記課題を解決するための主たる発明は、温度変化に関わらず一定の第1電流を発生する第1電流発生回路と、前記第1電流発生回路と直列接続され、温度が高くなるほど大きくなるとともに予め定められた基準温度で前記第1電流と等しくなる第2電流を発生する第2電流発生回路と、前記第1電流発生回路と前記第2電流発生回路の直接接続点と接続され、温度が前記基準温度に対して高い側または低い側の一方へ変化した場合、前記第1電流と前記第2電流との差に応じた第3電流を発生する第3電流発生回路と、温度が高くなるほど大きくなる第4電流を発生する第4電流発生回路と、前記第4電流発生回路と直列接続され、温度変化に関わらず一定であるとともに前記基準温度では前記第4電流と等しい第5電流を発生する第5電流発生回路と、前記第4電流発生回路と前記第5電流発生回路の直列接続点と接続され、温度が前記基準温度に対して高い側または低い側の他方へ変化した場合、前記第4電流と前記第5電流との差に応じた第6電流を発生する第6電流発生回路と、温度変化に応じて、定電流回路から出力される定電流を前記第3電流または前記第6電流の量だけ変化させて出力する電流出力回路と、を備えたことを特徴とする。 A main invention for solving the above problems is that a first current generation circuit that generates a constant first current regardless of a temperature change and a first current generation circuit that are connected in series, become larger as the temperature becomes higher and A second current generating circuit that generates a second current that is equal to the first current at a predetermined reference temperature; and a direct connection point between the first current generating circuit and the second current generating circuit; A third current generating circuit that generates a third current according to a difference between the first current and the second current when the temperature changes to one of a higher side and a lower side with respect to a reference temperature; A fourth current generating circuit for generating a fourth current and a fourth current generating circuit connected in series to generate a fifth current that is constant regardless of a temperature change and is equal to the fourth current at the reference temperature. 5th electric And the fourth current generation circuit and the fifth current generation circuit are connected to a series connection point, and when the temperature changes to the other of the higher side and the lower side with respect to the reference temperature, the fourth current and A sixth current generating circuit for generating a sixth current according to a difference from the fifth current; and a constant current output from the constant current circuit according to a temperature change, the amount of the third current or the sixth current. And a current output circuit that outputs the signal by changing only the voltage.
本発明によれば、容易な設計変更で様々な温度依存性を有する回路に対応できる、汎用性の高い温度特性補正回路を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the versatile temperature characteristic correction circuit which can respond to the circuit which has various temperature dependence by an easy design change can be provided.
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。 At least the following matters will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
===第1実施形態===
図1、図2、図3を参照しつつ、本発明の温度特性補正回路の第1実施形態について説明する。図1は、本発明の温度特性補正回路の第1実施形態を示す回路図である。図2および図3は、図1における温度と電流との関係を示す特性図である。尚、第1実施形態はバイポーラ型のトランジスタ(以後トランジスタと称する)を用いるものであるが、これに限定されるものではない。
=== First Embodiment ===
A first embodiment of the temperature characteristic correction circuit of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3. FIG. FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a temperature characteristic correction circuit of the present invention. 2 and 3 are characteristic diagrams showing the relationship between temperature and current in FIG. In the first embodiment, a bipolar transistor (hereinafter referred to as a transistor) is used, but the present invention is not limited to this.
<<<第1実施形態の構成>>>
図1において、演算増幅器2の一方の入力端子(例えば+(非反転入力)端子)には、安定化された定電圧VREGが印加される。この定電圧VREGを発生する回路としては、周知のバンドギャップ電圧発生回路を採用することができる。また、演算増幅器2の出力端子はトランジスタQ1のベースと接続され、トランジスタQ1のエミッタは演算増幅器2の他方の入力端子(例えば−(反転入力)端子)と接続される。更に、トランジスタQ1のエミッタと接地との間には抵抗R1が接続されている。これにより、演算増幅器2は、抵抗R1の両端電圧がVREGとなるように動作し、トランジスタQ1はこのときの演算増幅器2の出力端子から得られる出力電流にバイアスされて動作することとなる。従って、演算増幅器2の出力端子から得られる出力電圧、出力電流は温度に依存しない特性を有することとなる。
<<< Configuration of First Embodiment >>>
In FIG. 1, a stabilized constant voltage VREG is applied to one input terminal (for example, + (non-inverting input) terminal) of the
第1電流発生回路4は、電源VCCと接続される電流ミラー回路であり、電流IA(第1電流)を発生するものである。詳しくは、第1電流発生回路4は、ダイオード接続されたPNP型のトランジスタQ2と、電流ミラー接続されたPNP型のトランジスタQ3と、抵抗R2、R3とからなる。トランジスタQ2のエミッタは抵抗R2を介して電源VCCと接続され、トランジスタQ2のコレクタは上記のトランジスタQ1のコレクタと接続され、トランジスタQ3のエミッタは抵抗R3を介して電源VCCと接続され、トランジスタQ3のコレクタから電流IAが出力される。つまり、第1電流発生回路4は演算増幅器2の出力で制御されるトランジスタQ1のコレクタ電流が供給されて動作するため、電流IAは温度変化に関わらず一定の電流となる。
The first current generation circuit 4 is a current mirror circuit connected to the power supply VCC, and generates a current IA (first current). Specifically, the first current generating circuit 4 includes a PNP transistor Q2 connected in a diode connection, a PNP transistor Q3 connected in a current mirror, and resistors R2 and R3. The emitter of the transistor Q2 is connected to the power supply VCC via the resistor R2, the collector of the transistor Q2 is connected to the collector of the transistor Q1, and the emitter of the transistor Q3 is connected to the power supply VCC via the resistor R3. A current IA is output from the collector. That is, since the first current generation circuit 4 operates by being supplied with the collector current of the transistor Q1 controlled by the output of the
第2電流発生回路6は、第1電流発生回路4の出力と接地VSSとの間に接続され、電流IB(第2電流)を発生するものである。詳しくは、第2電流発生回路6は、NPN型のトランジスタQ6と、負荷抵抗R6とからなる。トランジスタQ6のベースには定電圧VREGが印加され、トランジスタQ6のコレクタはトランジスタQ3のコレクタと接続され、トランジスタQ6のエミッタは負荷抵抗R6を介して接地される。そして、トランジスタQ6のコレクタには電流IBが流れる。ここで、トランジスタQ6のベースには安定化された定電圧VREGが印加される。しかし、トランジスタQ6は、ベースエミッタ間の順方向電圧が−2mV/℃で変化する負の温度特性を有している。従って、トランジスタQ6のコレクタエミッタを流れる電流IBは、温度が変化した場合、トランジスタQ6のベースエミッタ間の順方向電圧にかかる負の温度特性のみによって変化することとなる。本願は、トランジスタQ6の温度特性を利用することにより、増幅器、発振器等を構成する対象となる回路の温度依存性をキャンセルする電流を出力させるものである。
The second
第3電流発生回路8は、電源VCCと第1電流発生回路4の出力との間に接続される電流ミラー回路である。詳しくは、第3電流発生回路8は、ダイオード接続されたPNP型のトランジスタQ10と、電流ミラー接続されたPNP型のトランジスタQ11とからなる。トランジスタQ10のエミッタは電源VCCと接続され、トランジスタQ10のコレクタはダイオード接続されたNPN型のトランジスタQ8を介してトランジスタQ3のコレクタおよびトランジスタQ6のコレクタと接続される。一方、トランジスタQ11のエミッタは電源VCCと接続されている。尚、トランジスタQ10、Q11の電流ミラー比が1:mとなるようなサイズのトランジスタQ10、Q11が選択されていることとする。これにより、電流IBが電流IAよりも大きくなった場合、トランジスタQ10のコレクタには電流IBと電流IAとの差電流ΔI1′が流れ、トランジスタQ11のコレクタには電流ΔI1(=mΔI1′:第3電流)が流れることとなる。
The third
第4電流発生回路10は、電源VCCと接続される電流ミラー回路であり、電流IC(第4電流)を発生するものである。詳しくは、第4電流発生回路10は、ダイオード接続されたPNP型のトランジスタQ4と、電流ミラー接続されたPNP型のトランジスタQ5と、抵抗R4、R5と、更には、NPN型のトランジスタQ7と、負荷抵抗R7とを備えている。トランジスタQ4のエミッタは抵抗R4を介して電源VCCと接続され、トランジスタQ4のコレクタはトランジスタQ7のコレクタと接続され、トランジスタQ5のエミッタは抵抗R5を介して電源VCCと接続され、トランジスタQ5のコレクタから電流ICが出力される。ここで、トランジスタQ7のベースには安定化された定電圧がトランジスタQ6のベースと共通に印加される。しかし、トランジスタQ7は、ベースエミッタ間の順方向電圧が−2mV/℃で変化する負の温度特性を有している。従って、トランジスタQ7のコレクタエミッタを流れる電流は、温度が変化した場合、トランジスタQ7のベースエミッタ間の順方向電圧にかかる負の温度特性のみによって変化することとなる。本願は、トランジスタQ6の温度特性に加えてトランジスタQ7の温度特性を更に利用することにより、増幅器、発振器等を構成する対象となる回路の温度依存性をキャンセルする電流を出力させるものである。つまり、第4電流発生回路10は、負の温度特性を有するトランジスタQ7のコレクタ電流が供給されて動作するため、電流ICはトランジスタQ7と同様の負の温度特性を有することとなる。
The fourth
第5電流発生回路12は、第4電流発生回路10の出力と接地VSSとの間に接続され、電流ID(第5電流)を発生するものである。詳しくは、第5電流発生回路12は、NPN型のトランジスタQ14と、負荷抵抗R8とからなる。トランジスタQ14のベースには演算増幅器2の出力電圧が印加され、トランジスタQ14のコレクタはトランジスタQ5のコレクタと接続され、トランジスタQ14のエミッタは負荷抵抗R8を介して接地される。そして、トランジスタQ14のコレクタには電流IDが流れる。つまり、第5電流発生回路12は演算増幅器2の出力電圧で制御されて動作するため、電流IDは温度変化に関わらず一定の電流となる。
The fifth
第6電流発生回路14は、電源VCCと第4電流発生回路10の出力との間に接続される電流ミラー回路である。詳しくは、第6電流発生回路14は、ダイオード接続されたPNP型のトランジスタQ12と、電流ミラー接続されたPNP型のトランジスタQ13とからなる。トランジスタQ12のエミッタは電源VCCと接続され、トランジスタQ12のコレクタはダイオード接続されたNPN型のトランジスタQ9を介してトランジスタQ5のコレクタおよびトランジスタQ14のコレクタと接続される。一方、トランジスタQ13のエミッタは電源VCCと接続されている。尚、トランジスタQ12、Q13の電流ミラー比が1:nとなるようなサイズのトランジスタQ12、Q13が選択されていることとする。これにより、電流ICが電流IDよりも小さくなった場合、トランジスタQ12のコレクタには電流ICと電流IDとの差電流ΔI2′が流れ、トランジスタQ13のコレクタには電流ΔI2(=nΔI2′:第6電流)が流れることとなる。
The sixth
電流出力回路16は、定電流源18から出力される定電流Iinに対して電流ΔI1およびΔI2を加算して出力電流Ioutとするものである。この出力電流Ioutを使用することにより、増幅器、発振器等の対象となる回路の温度依存性をキャンセルする。
The
尚、予め定められた基準温度において、電流IA=電流IB、電流IC=電流IDであることとする。 It is assumed that at a predetermined reference temperature, current IA = current IB and current IC = current ID.
<<<第1実施形態の特性>>>
以下、図2および図3の特性図を用いて、本発明の第1実施形態の特性について説明する。尚、本実施形態では、温度Ta=25℃において、電流IA=電流IB、電流IC=電流IDであることとして先ずは説明する。
<<< Characteristics of First Embodiment >>>
The characteristics of the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the characteristic diagrams of FIGS. In the present embodiment, at the temperature Ta = 25 ° C., the current IA = current IB and the current IC = current ID will be described first.
第1電流発生回路4が発生する電流IAは温度変化に関わらず一定であるが、第2電流発生回路6が発生する電流IBは、トランジスタQ6のベースエミッタ間の負の温度特性によって変化する。ここで、トランジスタQ6のベースエミッタ間の負の温度係数は、−2mV/℃となる。温度が25℃より高くなったときの当該25℃との差温度をΔTとすると、
ΔI1′=IB−IA=(2mV/R6)ΔT
ΔI1=m(2mV/R6)ΔT となる。
一方、第5電流発生回路12が発生する電流IDは温度変化に関わらず一定であるが、第4電流発生回路10が発生する電流ICは、トランジスタQ7のベースエミッタ間の負の温度特性によって変化する。ここで、トランジスタQ7のベースエミッタ間の負の温度係数は、−2mV/℃となる。温度が25℃より低くなったときの当該25℃との差温度をΔTとすると、
ΔI2′=ID−IC=(2mV/R7)ΔT
ΔI2=n(2mV/R7)ΔT となる。
従って、
Iout=Iin+ΔI1+ΔI2
であるが、詳しくは、
Ta>25℃のとき、Iout=Iin+m(2mV/R6)ΔT
Ta=25℃のとき、Iout=Iin
Ta<25℃のとき、Iout=Iin+n(2mV/R7)ΔT ・・・式1
となる。
The current IA generated by the first current generation circuit 4 is constant regardless of the temperature change, but the current IB generated by the second
ΔI1 ′ = IB−IA = (2 mV / R6) ΔT
ΔI1 = m (2 mV / R6) ΔT
On the other hand, the current ID generated by the fifth
ΔI2 ′ = ID−IC = (2 mV / R7) ΔT
ΔI2 = n (2 mV / R7) ΔT
Therefore,
Iout = Iin + ΔI1 + ΔI2
However, in detail,
When Ta> 25 ° C., Iout = Iin + m (2 mV / R6) ΔT
When Ta = 25 ° C., Iout = Iin
When Ta <25 ° C., Iout = Iin + n (2 mV / R7)
It becomes.
上記の式1の特性を示したのが図2である。温度Ta=25℃(基準温度)の場合、電流IA=電流IB、電流IC=電流IDの関係を保つことから、ΔI1およびΔI2は発生しない。従って、温度Ta=25℃のときの出力電流Ioutは最も小さい値のIinとなる。
FIG. 2 shows the characteristics of the
温度Ta>25℃となった場合、ΔI1が差温度ΔTに応じて発生する。尚、このとき、電流IC>電流IDとなるが、ダイオード接続されたトランジスタQ9が電流ICの逆流防止を行うため、ΔI2が流れることはない。従って、Iout=Iin+ΔI1となり、温度が高くなるにつれて、出力電流Ioutは一次直線を描いて上昇することとなる。つまり、温度Ta>25℃の場合、温度Taの上昇変化に伴って、出力電流Ioutが正の傾きを持って一次直線で変化する温度特性補正回路を提供することができる。尚、図2には、温度Ta>25℃の温度補正特性として、a1、b1、c1の直線が一例として示されている。これらのa1、b1、c1の直線の傾きは、第3電流発生回路8を構成するトランジスタQ10、Q11の電流ミラー比1:mを変更することによって得られるものである。詳しくは、トランジスタQ10に対するトランジスタQ11のサイズ比mを大きくするにつれて、a1の傾きからc1の傾きに向かって傾きが変化することとなる。つまり、温度Ta>25℃において、温度が高くなるにつれて上昇する出力電流Ioutの傾きを変更できる温度特性補正回路を提供可能となる。
When the temperature Ta> 25 ° C., ΔI1 is generated according to the difference temperature ΔT. At this time, current IC> current ID. However, since the diode-connected transistor Q9 prevents backflow of the current IC, ΔI2 does not flow. Therefore, Iout = Iin + ΔI1, and as the temperature increases, the output current Iout increases in a linear manner. That is, when the temperature Ta> 25 ° C., it is possible to provide a temperature characteristic correction circuit in which the output current Iout changes in a linear line with a positive slope as the temperature Ta increases. In FIG. 2, straight lines a1, b1, and c1 are shown as an example of temperature correction characteristics at a temperature Ta> 25 ° C. The slopes of the straight lines a1, b1, and c1 are obtained by changing the current mirror ratio 1: m of the transistors Q10 and Q11 constituting the third
一方、温度Ta<25℃となった場合、ΔI2が差温度ΔTに応じて発生する。尚、このとき、電流IA>電流IBとなるが、ダイオード接続されたトランジスタQ8が電流IAの逆流防止を行うため、ΔI1が流れることはない。従って、Iout=Iin+ΔI2となり、温度が低くなるにつれて、出力電流Ioutは一次直線を描いて上昇することとなる。つまり、温度Ta<25℃の場合、温度Taの下降変化に伴って、出力電流Ioutが正の傾きを持って一次直線で変化する温度特性補正回路を提供することができる。尚、図2には、温度Ta<25℃の温度補正特性として、a2、b2、c2の直線が一例として示されている。これらのa2、b2、c2の直線の傾きは、第6電流発生回路14を構成するトランジスタQ12、Q13の電流ミラー比1:nを変更することによって得られるものである。詳しくは、トランジスタQ12に対するトランジスタQ13のサイズ比nを大きくするにつれて、a2の傾きからc2の傾きに向かって傾きが変化することとなる。つまり、温度Ta<25℃において、温度が低くなるにつれて上昇する出力電流Ioutの傾きを変更できる温度特性補正回路を提供可能となる。
On the other hand, when the temperature Ta <25 ° C., ΔI2 is generated according to the difference temperature ΔT. At this time, the current IA> the current IB, but since the diode-connected transistor Q8 prevents the backflow of the current IA, ΔI1 does not flow. Therefore, Iout = Iin + ΔI2, and as the temperature decreases, the output current Iout increases along a linear line. That is, when the temperature Ta <25 ° C., it is possible to provide a temperature characteristic correction circuit in which the output current Iout changes with a linear line with a positive slope as the temperature Ta decreases. In FIG. 2, straight lines a2, b2, and c2 are shown as an example of temperature correction characteristics at a temperature Ta <25 ° C. The slopes of the straight lines of a2, b2, and c2 are obtained by changing the current mirror ratio 1: n of the transistors Q12 and Q13 constituting the sixth
以上をまとめると、基準温度25℃で出力電流Ioutが最小値となり、温度Taが基準温度25℃よりも高くなるにつれて出力電流Ioutが適宜の傾きで上昇し、且つ、温度Taが基準温度25℃よりも低くなるにつれて出力電流Ioutが適宜の傾きで上昇する補正特性を得ることが可能となる。 In summary, the output current Iout becomes the minimum value at the reference temperature of 25 ° C., the output current Iout rises with an appropriate slope as the temperature Ta becomes higher than the reference temperature of 25 ° C., and the temperature Ta reaches the reference temperature of 25 ° C. It becomes possible to obtain a correction characteristic in which the output current Iout rises with an appropriate slope as the value becomes lower.
更に、出力電流Ioutが最小となる基準温度を25℃よりも高くしたり、或いは低くしたりすることも可能である。この場合、25℃における電流IAと電流IBは等しくなくなり、同時に電流ICと電流IDも等しくなくなるように設定する。この様子を示したのが図3である。図3に示されるとおり、25℃における出力電流Ioutが変更されるため、出力電流Ioutが最小となる基準温度は、高い温度側(特性Aから特性B)または低い温度側(特性Aから特性C)へシフトすることとなる。尚、温度25℃における電流IAと電流IBを等しくなくするには、例えば、抵抗R1の抵抗値または抵抗R2と抵抗R3の抵抗値の比を適宜変更すればよい。同様に、温度25℃における電流ICと電流IDを等しくなくするには、例えば、負荷抵抗R8の抵抗値または抵抗R4と抵抗R5の抵抗値の比を適宜変更すればよい。 Furthermore, the reference temperature at which the output current Iout is minimized can be made higher or lower than 25 ° C. In this case, the current IA and the current IB at 25 ° C. are not equal, and at the same time, the current IC is not equal to the current ID. This is shown in FIG. As shown in FIG. 3, since the output current Iout at 25 ° C. is changed, the reference temperature at which the output current Iout is minimum is the high temperature side (characteristic A to characteristic B) or the low temperature side (characteristic A to characteristic C). ). In order to make the current IA and the current IB not equal at a temperature of 25 ° C., for example, the resistance value of the resistor R1 or the ratio of the resistance values of the resistors R2 and R3 may be changed as appropriate. Similarly, in order to make the current IC and the current ID not equal at a temperature of 25 ° C., for example, the resistance value of the load resistor R8 or the ratio of the resistance values of the resistor R4 and the resistor R5 may be changed as appropriate.
また、温度Taが基準温度より高くなったときに、出力電流Ioutを図2に示すa1、b1、c1の直線のように上昇させずにIinのまま一定とすることも可能である。そのためには、ΔI1′が流れる信号ラインを遮断すればよい。具体的には、当該信号ラインを単純に切断してもよい。或いは、温度Taが基準温度より高くなったときに出力電流IoutをIinのまま一定とする要求に応じて制御信号が発生する構成を設け、更に、当該制御信号によって、ダイオード接続されたトランジスタQ8を遮断する構成を設けてもよい。これにより、温度Taが基準温度より高くなると出力電流IoutがIinのまま一定となる温度特性補正回路を提供することができる。一方、温度Taが基準温度より低くなったときに、出力電流Ioutを図2に示すa2、b2、c2の直線のように上昇させずにIinのまま一定とすることも可能である。そのためには、ΔI2′が流れる信号ラインを遮断すればよい。具体的には、当該信号ラインを単純に切断してもよい。或いは、温度Taが基準温度より低くなったときに出力電流IoutをIinのまま一定とする要求に応じて制御信号が発生する構成を設け、更に、当該制御信号によって、ダイオード接続されたトランジスタQ9を遮断する構成を設けてもよい。これにより、温度Taが基準温度より低くなると出力電流IoutがIinのまま一定となる温度特性補正回路を提供することができる。 Further, when the temperature Ta becomes higher than the reference temperature, the output current Iout can be kept constant as Iin without being raised like the straight lines a1, b1, and c1 shown in FIG. For this purpose, the signal line through which ΔI1 ′ flows may be cut off. Specifically, the signal line may be simply cut. Alternatively, when the temperature Ta becomes higher than the reference temperature, a configuration is provided in which a control signal is generated in response to a request to keep the output current Iout constant at Iin, and the diode-connected transistor Q8 is further turned on by the control signal. A configuration for blocking may be provided. Thus, it is possible to provide a temperature characteristic correction circuit in which the output current Iout remains constant as Iin when the temperature Ta becomes higher than the reference temperature. On the other hand, when the temperature Ta becomes lower than the reference temperature, the output current Iout can be kept constant as Iin without increasing as shown by the straight lines a2, b2, and c2 shown in FIG. For this purpose, the signal line through which ΔI2 ′ flows may be cut off. Specifically, the signal line may be simply cut. Alternatively, a configuration is provided in which a control signal is generated in response to a request for keeping the output current Iout constant at Iin when the temperature Ta becomes lower than the reference temperature, and the diode-connected transistor Q9 is further turned on by the control signal. A configuration for blocking may be provided. Accordingly, it is possible to provide a temperature characteristic correction circuit in which the output current Iout remains constant as Iin when the temperature Ta becomes lower than the reference temperature.
図1の温度特性補正回路によれば、基準温度を境に、温度Taが基準温度より高くなっても低くなっても出力電流Ioutが適宜の傾きで上昇する特性を得ることができる。しかも、基準温度を変更することもできる。これらの特性を回路の小規模な変更で実現することができるため、汎用性があり、集積化することにも適している。そして、回路20の特性に応じて、トランジスタQ10、Q11の電流ミラー比の設定、トランジスタQ12、Q13の電流ミラー比の設定、前記所定温度に応じた電流IA=電流IBおよび電流IC=電流IDとなる基準温度の設定、トランジスタQ8、Q9の何れか一方の遮断等を適宜行うことにより、前記回路20の温度特性を効果的にキャンセルできることとなる。
According to the temperature characteristic correction circuit of FIG. 1, it is possible to obtain a characteristic in which the output current Iout rises with an appropriate slope at the reference temperature, regardless of whether the temperature Ta is higher or lower than the reference temperature. In addition, the reference temperature can be changed. Since these characteristics can be realized by a small change in the circuit, it is versatile and suitable for integration. Then, according to the characteristics of the
===第2実施形態===
図4、図5、図6を参照しつつ、本発明の温度特性補正回路の第2実施形態について説明する。図4は、本発明の温度特性補正回路の第2実施形態を示す回路図である。図5および図6は、図4における温度と電流との関係を示す特性図である。尚、第2実施形態はバイポーラ型のトランジスタ(以後トランジスタと称する)を用いるものであるが、これに限定されるものではない。また、図4において図1と同一の構成については同一番号を記すこととする。
=== Second Embodiment ===
A second embodiment of the temperature characteristic correction circuit of the present invention will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6. FIG. 4 is a circuit diagram showing a second embodiment of the temperature characteristic correction circuit of the present invention. 5 and 6 are characteristic diagrams showing the relationship between temperature and current in FIG. In the second embodiment, a bipolar transistor (hereinafter referred to as a transistor) is used. However, the present invention is not limited to this. In FIG. 4, the same components as those in FIG.
<<<第2実施形態の構成>>>
図4において、演算増幅器2の一方の入力端子(例えば+(非反転入力)端子)には、安定化された定電圧VREGが印加される。この定電圧VREGを発生する回路としては、周知のバンドギャップ電圧発生回路を採用することができる。また、演算増幅器2の出力端子はトランジスタQ1のベースと接続され、トランジスタQ1のエミッタは演算増幅器2の他方の入力端子(例えば−(反転入力)端子)と接続される。更に、トランジスタQ1のエミッタと接地との間には抵抗R1が接続されている。これにより、演算増幅器2は、抵抗R1の両端電圧がVREGとなるように動作し、トランジスタQ1はこのときの演算増幅器2の出力端子から得られる出力電流にバイアスされて動作することとなる。従って、演算増幅器2の出力端子から得られる出力電圧、出力電流は温度に依存しない特性を有することとなる。
<<< Configuration of Second Embodiment >>>
In FIG. 4, a stabilized constant voltage VREG is applied to one input terminal (for example, + (non-inverting input) terminal) of the
第1電流発生回路4は、電源VCCと接続される電流ミラー回路であり、電流IA(第1電流)を発生するものである。詳しくは、第1電流発生回路4は、ダイオード接続されたPNP型のトランジスタQ2と、電流ミラー接続されたPNP型のトランジスタQ3と、抵抗R2、R3とからなる。トランジスタQ2のエミッタは抵抗R2を介して電源VCCと接続され、トランジスタQ2のコレクタは上記のトランジスタQ1のコレクタと接続され、トランジスタQ3のエミッタは抵抗R3を介して電源VCCと接続され、トランジスタQ3のコレクタから電流IAが出力される。つまり、第1電流発生回路4は演算増幅器2の出力で制御されるトランジスタQ1のコレクタ電流が供給されて動作するため、電流IAは温度変化に関わらず一定の電流となる。
The first current generation circuit 4 is a current mirror circuit connected to the power supply VCC, and generates a current IA (first current). Specifically, the first current generating circuit 4 includes a PNP transistor Q2 connected in a diode connection, a PNP transistor Q3 connected in a current mirror, and resistors R2 and R3. The emitter of the transistor Q2 is connected to the power supply VCC via the resistor R2, the collector of the transistor Q2 is connected to the collector of the transistor Q1, and the emitter of the transistor Q3 is connected to the power supply VCC via the resistor R3. A current IA is output from the collector. That is, since the first current generation circuit 4 operates by being supplied with the collector current of the transistor Q1 controlled by the output of the
第2電流発生回路6は、第1電流発生回路4の出力と接地VSSとの間に接続され、電流IB(第2電流)を発生するものである。詳しくは、第2電流発生回路6は、NPN型のトランジスタQ6と、負荷抵抗R6とからなる。トランジスタQ6のベースには定電圧VREGが印加され、トランジスタQ6のコレクタはトランジスタQ3のコレクタと接続され、トランジスタQ6のエミッタは負荷抵抗R6を介して接地される。そして、トランジスタQ6のコレクタには電流IBが流れる。ここで、トランジスタQ6のベースには安定化された定電圧VREGが印加される。しかし、トランジスタQ6は、ベースエミッタ間の順方向電圧が−2mV/℃で変化する負の温度特性を有している。従って、トランジスタQ6のコレクタエミッタを流れる電流IBは、温度が変化した場合、トランジスタQ6のベースエミッタ間の順方向電圧にかかる負の温度特性のみによって変化することとなる。本願は、トランジスタQ6の温度特性を利用することにより、増幅器、発振器等を構成する対象となる回路の温度依存性をキャンセルする電流を出力させるものである。
The second
第3電流発生回路108は、第1電流発生回路4の出力と接地との間に接続される電流ミラー回路である。詳しくは、第3電流発生回路108は、ダイオード接続されたNPN型のトランジスタQ10と、電流ミラー接続されたNPN型のトランジスタQ11とからなる。トランジスタQ10のエミッタは接地され、トランジスタQ10のコレクタはダイオード接続されたNPN型のトランジスタQ8を介してトランジスタQ3のコレクタおよびトランジスタQ6のコレクタと接続される。一方、トランジスタQ11のエミッタは接地されている。尚、トランジスタQ10、Q11の電流ミラー比が1:mとなるようなサイズのトランジスタQ10、Q11が選択されていることとする。これにより、電流IBが電流IAよりも小さくなった場合、トランジスタQ10のコレクタには電流IBと電流IAとの差電流ΔI1′が流れ、トランジスタQ11のコレクタには電流ΔI1(=mΔI1′:第3電流)が流れることとなる。
The third
第4電流発生回路10は、電源VCCと接続される電流ミラー回路であり、電流IC(第4電流)を発生するものである。詳しくは、第4電流発生回路10は、ダイオード接続されたPNP型のトランジスタQ4と、電流ミラー接続されたPNP型のトランジスタQ5と、抵抗R4、R5と、更には、NPN型のトランジスタQ7と、負荷抵抗R7とを備えている。トランジスタQ4のエミッタは抵抗R4を介して電源VCCと接続され、トランジスタQ4のコレクタはトランジスタQ7のコレクタと接続され、トランジスタQ5のエミッタは抵抗R5を介して電源VCCと接続され、トランジスタQ5のコレクタから電流ICが出力される。ここで、トランジスタQ7のベースには安定化された定電圧がトランジスタQ6のベースと共通に印加される。しかし、トランジスタQ7は、ベースエミッタ間の順方向電圧が−2mV/℃で変化する負の温度特性を有している。従って、トランジスタQ7のコレクタエミッタを流れる電流は、温度が変化した場合、トランジスタQ7のベースエミッタ間の順方向電圧にかかる負の温度特性のみによって変化することとなる。本願は、トランジスタQ6の温度特性に加えてトランジスタQ7の温度特性を更に利用することにより、増幅器、発振器等を構成する対象となる回路の温度依存性をキャンセルする電流を出力させるものである。つまり、第4電流発生回路10は、負の温度特性を有するトランジスタQ7のコレクタ電流が供給されて動作するため、電流ICはトランジスタQ7と同様の負の温度特性を有することとなる。
The fourth
第5電流発生回路12は、第4電流発生回路10の出力と接地VSSとの間に接続され、電流ID(第5電流)を発生するものである。詳しくは、第5電流発生回路12は、NPN型のトランジスタQ14と、負荷抵抗R8とからなる。トランジスタQ14のベースには演算増幅器2の出力電圧が印加され、トランジスタQ14のコレクタはトランジスタQ5のコレクタと接続され、トランジスタQ14のエミッタは負荷抵抗R8を介して接地される。そして、トランジスタQ14のコレクタには電流IDが流れる。つまり、第5電流発生回路12は演算増幅器2の出力電圧で制御されて動作するため、電流IDは温度変化に関わらず一定の電流となる。
The fifth
第6電流発生回路114は、第4電流発生回路10の出力と接地との間に接続される電流ミラー回路である。詳しくは、第6電流発生回路114は、ダイオード接続されたNPN型のトランジスタQ12と、電流ミラー接続されたNPN型のトランジスタQ13とからなる。トランジスタQ12のエミッタは接地され、トランジスタQ12のコレクタはダイオード接続されたNPN型のトランジスタQ9を介してトランジスタQ5のコレクタおよびトランジスタQ14のコレクタと接続される。一方、トランジスタQ13のエミッタは接地されている。尚、トランジスタQ12、Q13の電流ミラー比が1:nとなるようなサイズのトランジスタQ12、Q13が選択されていることとする。これにより、電流ICが電流IDよりも大きくなった場合、トランジスタQ12のコレクタには電流ICと電流IDとの差電流ΔI2′が流れ、トランジスタQ13のコレクタには電流ΔI2(=nΔI2′:第6電流)が流れることとなる。
The sixth
電流出力回路16は、定電流源18から出力される定電流Iinから電流ΔI1およびΔI2を減算して出力電流Ioutとするものである。この出力電流Ioutを使用することにより、増幅器、発振器等の対象となる回路の温度依存性をキャンセルする。
The
尚、予め定められた基準温度において、電流IA=電流IB、電流IC=電流IDであることとする。 It is assumed that at a predetermined reference temperature, current IA = current IB and current IC = current ID.
<<<第2実施形態の特性>>>
以下、図5および図6の特性図を用いて、本発明の第2実施形態の特性について説明する。尚、本実施形態では、温度Ta=25℃において、電流IA=電流IB、電流IC=電流IDであることとして先ずは説明する。
<<< Characteristics of Second Embodiment >>>
Hereinafter, the characteristics of the second embodiment of the present invention will be described with reference to the characteristic diagrams of FIGS. 5 and 6. In the present embodiment, at the temperature Ta = 25 ° C., the current IA = current IB and the current IC = current ID will be described first.
第1電流発生回路4が発生する電流IAは温度変化に関わらず一定であるが、第2電流発生回路6が発生する電流IBは、トランジスタQ6のベースエミッタ間の負の温度特性によって変化する。ここで、トランジスタQ6のベースエミッタ間の負の温度係数は、−2mV/℃となる。温度が25℃より低くなったときの当該25℃との差温度をΔTとすると、
ΔI1′=IA−IB=(2mV/R6)ΔT
ΔI1=m(2mV/R6)ΔT となる。
一方、第5電流発生回路12が発生する電流IDは温度変化に関わらず一定であるが、第4電流発生回路10が発生する電流ICは、トランジスタQ7のベースエミッタ間の負の温度特性によって変化する。ここで、トランジスタQ7のベースエミッタ間の負の温度係数は、−2mV/℃となる。温度が25℃より高くなったときの当該25℃との差温度をΔTとすると、
ΔI2′=IC−ID=(2mV/R7)ΔT
ΔI2=n(2mV/R7)ΔT となる。
従って、
Iout=Iin−ΔI1−ΔI2
であるが、詳しくは、
Ta>25℃のとき、Iout=Iin−n(2mV/R7)ΔT
Ta=25℃のとき、Iout=Iin
Ta<25℃のとき、Iout=Iin−m(2mV/R6)ΔT ・・・式2
となる。
The current IA generated by the first current generation circuit 4 is constant regardless of the temperature change, but the current IB generated by the second
ΔI1 ′ = IA−IB = (2 mV / R6) ΔT
ΔI1 = m (2 mV / R6) ΔT
On the other hand, the current ID generated by the fifth
ΔI2 ′ = IC−ID = (2 mV / R7) ΔT
ΔI2 = n (2 mV / R7) ΔT
Therefore,
Iout = Iin−ΔI1−ΔI2
However, in detail,
When Ta> 25 ° C., Iout = Iin−n (2 mV / R7) ΔT
When Ta = 25 ° C., Iout = Iin
When Ta <25 ° C., Iout = Iin−m (2 mV / R6)
It becomes.
上記の式2の特性を示したのが図5である。温度Ta=25℃(基準温度)の場合、電流IA=電流IB、電流IC=電流IDの関係を保つことから、ΔI1およびΔI2は発生しない。従って、温度Ta=25℃のときの出力電流Ioutは最も大きい値のIinとなる。
FIG. 5 shows the characteristic of the
温度Ta<25℃となった場合、ΔI1が差温度ΔTに応じて発生する。尚、このとき、電流IC<電流IDとなるが、ダイオード接続されたトランジスタQ9がトランジスタQ14のコレクタへの逆流防止を行うため、ΔI2が流れることはない。従って、Iout=Iin−ΔI1となり、温度が低くなるにつれて、出力電流Ioutは一次直線を描いて下降することとなる。つまり、温度Ta<25℃の場合、温度Taの下降変化に伴って、出力電流Ioutが負の傾きを持って一次直線で変化する温度特性補正回路を提供することができる。尚、図5には、温度Ta<25℃の温度補正特性として、a3、b3、c3の直線が一例として示されている。これらのa3、b3、c3の直線の傾きは、第3電流発生回路108を構成するトランジスタQ10、Q11の電流ミラー比1:mを変更することによって得られるものである。詳しくは、トランジスタQ10に対するトランジスタQ11のサイズ比mを大きくするにつれて、a3の傾きからc3の傾きに向かって傾きが変化することとなる。つまり、温度Ta<25℃において、温度が低くなるにつれて下降する出力電流Ioutの傾きを変更できる温度特性補正回路を提供可能となる。
When the temperature Ta <25 ° C., ΔI1 is generated according to the difference temperature ΔT. At this time, although current IC <current ID, since diode-connected transistor Q9 prevents backflow to the collector of transistor Q14, ΔI2 does not flow. Therefore, Iout = Iin−ΔI1, and as the temperature decreases, the output current Iout decreases in a linear manner. That is, when the temperature Ta <25 ° C., it is possible to provide a temperature characteristic correction circuit in which the output current Iout changes in a linear line with a negative slope as the temperature Ta decreases. FIG. 5 shows, as an example, straight lines a3, b3, and c3 as temperature correction characteristics at a temperature Ta <25 ° C. The slopes of the straight lines a3, b3, and c3 are obtained by changing the current mirror ratio 1: m of the transistors Q10 and Q11 constituting the third
一方、温度Ta>25℃となった場合、ΔI2が差温度ΔTに応じて発生する。尚、このとき、電流IA<電流IBとなるが、ダイオード接続されたトランジスタQ8がトランジスタQ6のコレクタへの逆流防止を行うため、ΔI1が流れることはない。従って、Iout=Iin−ΔI2となり、温度が高くなるにつれて、出力電流Ioutは一次直線を描いて下降することとなる。つまり、温度Ta>25℃の場合、温度Taの上昇変化に伴って、出力電流Ioutが負の傾きを持って一次直線で変化する温度特性補正回路を提供することができる。尚、図5には、温度Ta>25℃の温度補正特性として、a4、b4、c4の直線が一例として示されている。これらのa4、b4、c4の直線の傾きは、第6電流発生回路114を構成するトランジスタQ12、Q13の電流ミラー比1:nを変更することによって得られるものである。詳しくは、トランジスタQ12に対するトランジスタQ13のサイズ比nを大きくするにつれて、a4の傾きからc4の傾きに向かって傾きが変化することとなる。つまり、温度Ta>25℃において、温度が高くなるにつれて下降する出力電流Ioutの傾きを変更できる温度特性補正回路を提供可能となる。
On the other hand, when the temperature Ta> 25 ° C., ΔI2 is generated according to the difference temperature ΔT. At this time, current IA <current IB, but ΔI1 does not flow because diode-connected transistor Q8 prevents backflow to the collector of transistor Q6. Therefore, Iout = Iin−ΔI2, and as the temperature increases, the output current Iout decreases in a linear manner. That is, when the temperature Ta> 25 ° C., it is possible to provide a temperature characteristic correction circuit in which the output current Iout changes in a linear manner with a negative slope as the temperature Ta increases. In FIG. 5, straight lines a4, b4, and c4 are shown as an example of temperature correction characteristics at a temperature Ta> 25 ° C. The slopes of the straight lines a4, b4, and c4 are obtained by changing the current mirror ratio 1: n of the transistors Q12 and Q13 constituting the sixth
以上をまとめると、基準温度25℃で出力電流Ioutが最大値となり、温度Taが基準温度25℃よりも高くなるにつれて出力電流Ioutが適宜の傾きで下降し、且つ、温度Taが基準温度25℃よりも低くなるにつれて出力電流Ioutが適宜の傾きで下降する補正特性を得ることが可能となる。 In summary, the output current Iout becomes the maximum value at the reference temperature of 25 ° C., the output current Iout decreases with an appropriate slope as the temperature Ta becomes higher than the reference temperature of 25 ° C., and the temperature Ta is the reference temperature of 25 ° C. Accordingly, it is possible to obtain a correction characteristic in which the output current Iout decreases with an appropriate slope as the output current becomes lower.
更に、出力電流Ioutが最大となる基準温度を25℃よりも高くしたり、或いは低くしたりすることも可能である。この場合、25℃における電流IAと電流IBは等しくなくなり、同時に電流ICと電流IDも等しくなくなるように設定する。この様子を示したのが図6である。図6に示されるとおり、25℃における出力電流Ioutが変更されるため、出力電流Ioutが最大となる基準温度は、高い温度側(特性Dから特性E)または低い温度側(特性Dから特性F)へシフトすることとなる。尚、温度25℃における電流IAと電流IBを等しくなくするには、例えば、抵抗R1の抵抗値または抵抗R2と抵抗R3の抵抗値の比を適宜変更すればよい。同様に、温度25℃における電流ICと電流IDを等しくなくするには、例えば、負荷抵抗R8の抵抗値または抵抗R4と抵抗R5の抵抗値の比を適宜変更すればよい。 Further, the reference temperature at which the output current Iout becomes maximum can be made higher or lower than 25 ° C. In this case, the current IA and the current IB at 25 ° C. are not equal, and at the same time, the current IC is not equal to the current ID. This is shown in FIG. As shown in FIG. 6, since the output current Iout at 25 ° C. is changed, the reference temperature at which the output current Iout is maximized is the high temperature side (characteristic D to characteristic E) or the low temperature side (characteristic D to characteristic F). ). In order to make the current IA and the current IB not equal at a temperature of 25 ° C., for example, the resistance value of the resistor R1 or the ratio of the resistance values of the resistors R2 and R3 may be changed as appropriate. Similarly, in order to make the current IC and the current ID not equal at a temperature of 25 ° C., for example, the resistance value of the load resistor R8 or the ratio of the resistance values of the resistor R4 and the resistor R5 may be changed as appropriate.
また、温度Taが基準温度より低くなったときに、出力電流Ioutを図5に示すa3、b3、c3の直線のように下降させずにIinのまま一定とすることも可能である。そのためには、ΔI1′が流れる信号ラインを遮断すればよい。具体的には、当該信号ラインを単純に切断してもよい。或いは、温度Taが基準温度より低くなったときに出力電流IoutをIinのまま一定とする要求に応じて制御信号が発生する構成を設け、更に、当該制御信号によって、ダイオード接続されたトランジスタQ8を遮断する構成を設けてもよい。これにより、温度Taが基準温度より低くなると出力電流IoutがIinのまま一定となる温度特性補正回路を提供することができる。一方、温度Taが基準温度より高くなったときに、出力電流Ioutを図5に示すa4、b4、c4の直線のように下降させずにIinのまま一定とすることも可能である。そのためには、ΔI2′が流れる信号ラインを遮断すればよい。具体的には、当該信号ラインを単純に切断してもよい。或いは、温度Taが基準温度より高くなったときに出力電流IoutをIinのまま一定とする要求に応じて制御信号が発生する構成を設け、更に、当該制御信号によって、ダイオード接続されたトランジスタQ9を遮断する構成を設けてもよい。これにより、温度Taが基準温度より高くなると出力電流IoutがIinのまま一定となる温度特性補正回路を提供することができる。 Further, when the temperature Ta becomes lower than the reference temperature, the output current Iout can be kept constant as Iin without being lowered like the straight lines a3, b3, and c3 shown in FIG. For this purpose, the signal line through which ΔI1 ′ flows may be cut off. Specifically, the signal line may be simply cut. Alternatively, a configuration is provided in which a control signal is generated in response to a request for keeping the output current Iout constant at Iin when the temperature Ta becomes lower than the reference temperature, and the diode-connected transistor Q8 is further turned on by the control signal. A configuration for blocking may be provided. Accordingly, it is possible to provide a temperature characteristic correction circuit in which the output current Iout remains constant as Iin when the temperature Ta becomes lower than the reference temperature. On the other hand, when the temperature Ta becomes higher than the reference temperature, the output current Iout can be kept constant as Iin without being lowered like the straight lines a4, b4, and c4 shown in FIG. For this purpose, the signal line through which ΔI2 ′ flows may be cut off. Specifically, the signal line may be simply cut. Alternatively, a configuration is provided in which a control signal is generated in response to a request for keeping the output current Iout constant at Iin when the temperature Ta becomes higher than the reference temperature, and the diode-connected transistor Q9 is further turned on by the control signal. A configuration for blocking may be provided. Thus, it is possible to provide a temperature characteristic correction circuit in which the output current Iout remains constant as Iin when the temperature Ta becomes higher than the reference temperature.
図4の温度特性補正回路によれば、基準温度を境に、温度Taが基準温度より高くなっても低くなっても出力電流Ioutが適宜の傾きで下降する特性を得ることができる。しかも、基準温度を変更することもできる。これらの特性を回路の小規模な変更で実現することができるため、汎用性があり、集積化することにも適している。そして、回路120の特性に応じて、トランジスタQ10、Q11の電流ミラー比の設定、トランジスタQ12、Q13の電流ミラー比の設定、前記所定温度に応じた電流IA=電流IBおよび電流IC=電流IDとなる基準温度の設定、トランジスタQ8、Q9の何れか一方の遮断等を適宜行うことにより、前記回路120の温度特性を効果的にキャンセルできることとなる。 According to the temperature characteristic correction circuit of FIG. 4, it is possible to obtain a characteristic in which the output current Iout decreases with an appropriate slope at the reference temperature, regardless of whether the temperature Ta is higher or lower than the reference temperature. In addition, the reference temperature can be changed. Since these characteristics can be realized by a small change in the circuit, it is versatile and suitable for integration. Then, according to the characteristics of the circuit 120, the setting of the current mirror ratio of the transistors Q10 and Q11, the setting of the current mirror ratio of the transistors Q12 and Q13, the current IA = current IB and the current IC = current ID corresponding to the predetermined temperature The temperature characteristic of the circuit 120 can be effectively canceled by appropriately setting the reference temperature and switching off one of the transistors Q8 and Q9.
===第3実施形態===
図7および図8を参照しつつ、本発明の温度特性補正回路の第3実施形態について説明する。図7は、本発明の温度特性補正回路の第3実施形態を示す回路図である。図8は、図7における温度と電流との関係を示す特性図である。尚、第3実施形態はバイポーラ型のトランジスタ(以後トランジスタと称する)を用いるものであるが、これに限定されるものではない。
=== Third Embodiment ===
A third embodiment of the temperature characteristic correction circuit of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a circuit diagram showing a third embodiment of the temperature characteristic correction circuit of the present invention. FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between temperature and current in FIG. The third embodiment uses a bipolar transistor (hereinafter referred to as a transistor), but is not limited to this.
<<<第3実施形態の構成>>>
図7において、演算増幅器202の一方の入力端子(例えば+(非反転入力)端子)には、安定化された定電圧VREGが印加される。この定電圧VREGを発生する回路としては、周知のバンドギャップ電圧発生回路を採用することができる。また、演算増幅器202の出力端子はトランジスタQ1のベースと接続され、トランジスタQ1のエミッタは演算増幅器202の他方の入力端子(例えば−(反転入力)端子)と接続される。更に、トランジスタQ1のエミッタと接地との間には抵抗R1が接続されている。これにより、演算増幅器202は、抵抗R1の両端電圧がVREGとなるように動作し、トランジスタQ1はこのときの演算増幅器202の出力端子から得られる出力電流にバイアスされて動作することとなる。従って、演算増幅器202の出力端子から得られる出力電圧、出力電流は温度に依存しない特性を有することとなる。
<<< Configuration of Third Embodiment >>>
In FIG. 7, a stabilized constant voltage VREG is applied to one input terminal (for example, + (non-inverting input) terminal) of the
第1電流発生回路204は、電源VCCと接続される電流ミラー回路であり、電流IA(第1電流)を発生するものである。詳しくは、第1電流発生回路204は、ダイオード接続されたPNP型のトランジスタQ2と、電流ミラー接続されたPNP型のトランジスタQ3と、抵抗R2、R3とからなる。トランジスタQ2のエミッタは抵抗R2を介して電源VCCと接続され、トランジスタQ2のコレクタは上記のトランジスタQ1のコレクタと接続され、トランジスタQ3のエミッタは抵抗R3を介して電源VCCと接続され、トランジスタQ3のコレクタから電流IAが出力される。つまり、第1電流発生回路204は演算増幅器202の出力で制御されるトランジスタQ1のコレクタ電流が供給されて動作するため、電流IAは温度変化に関わらず一定の電流となる。
The first
第2電流発生回路206は、第1電流発生回路204の出力と接地VSSとの間に接続され、電流IB(第2電流)を発生するものである。詳しくは、第2電流発生回路206は、NPN型のトランジスタQ6と、負荷抵抗R6とからなる。トランジスタQ6のベースには定電圧VREGが印加され、トランジスタQ6のコレクタはトランジスタQ3のコレクタと接続され、トランジスタQ6のエミッタは負荷抵抗R6を介して接地される。そして、トランジスタQ6のコレクタには電流IBが流れる。ここで、トランジスタQ6のベースには安定化された定電圧VREGが印加される。しかし、トランジスタQ6は、ベースエミッタ間の順方向電圧が−2mV/℃で変化する負の温度特性を有している。従って、トランジスタQ6のコレクタエミッタを流れる電流IBは、温度が変化した場合、トランジスタQ6のベースエミッタ間の順方向電圧にかかる負の温度特性のみによって変化することとなる。本願は、トランジスタQ6の温度特性を利用することにより、増幅器、発振器等を構成する対象となる回路の温度依存性をキャンセルする電流を出力させるものである。
The second
第3電流発生回路208は、電源VCCと第1電流発生回路204の出力との間に接続される電流ミラー回路である。詳しくは、第3電流発生回路208は、ダイオード接続されたPNP型のトランジスタQ10、電流ミラー接続されたPNP型のトランジスタQ11、抵抗R10、R11とからなる。トランジスタQ10のエミッタは抵抗R10を介して電源VCCと接続され、トランジスタQ10のコレクタはダイオード接続されたNPN型のトランジスタQ8を介してトランジスタQ3のコレクタおよびトランジスタQ6のコレクタと接続される。一方、トランジスタQ11のエミッタは抵抗R11を介して電源VCCと接続されている。尚、トランジスタQ10、Q11の電流ミラー比が1:mとなるようなサイズのトランジスタQ10、Q11が選択されていることとする。これにより、電流IBが電流IAよりも大きくなった場合、トランジスタQ10のコレクタには電流IBと電流IAとの差電流ΔI1′が流れ、トランジスタQ11のコレクタには電流ΔI1(=mΔI1′:第3電流)が流れることとなる。
The third
第4電流発生回路210は、後述する第5電流発生回路212の出力と接地との間に接続され、電流ID(第4電流)を発生するものである。詳しくは、第4電流発生回路210は、NPN型のトランジスタQ7と、負荷抵抗R7とからなる。トランジスタQ7のエミッタは負荷抵抗R7を介して接地されている。ここで、トランジスタQ7のベースには安定化された定電圧がトランジスタQ6のベースと共通に印加される。しかし、トランジスタQ7は、ベースエミッタ間の順方向電圧が−2mV/℃で変化する負の温度特性を有している。従って、トランジスタQ7のコレクタエミッタを流れる電流は、温度が変化した場合、トランジスタQ7のベースエミッタ間の順方向電圧にかかる負の温度特性のみによって変化することとなる。本願は、トランジスタQ6の温度特性に加えてトランジスタQ7の温度特性を更に利用することにより、増幅器、発振器等を構成する対象となる回路の温度依存性をキャンセルする電流を出力させるものである。つまり、第4電流発生回路210は、負の温度特性を有するトランジスタQ7のコレクタ電流が供給されて動作するため、電流IDはトランジスタQ7と同様の負の温度特性を有することとなる。
The fourth
第5電流発生回路212は、電源VCCと第4電流発生回路210との間に接続される電流ミラー回路を有し、電流IC(第5電流)を発生するものである。詳しくは、第5電流発生回路212は、ダイオード接続されたPNP型のトランジスタQ5と、電流ミラー接続されたPNP型のトランジスタQ4と、抵抗R4、R5と、更には、NPN型のトランジスタQ14と、負荷抵抗R8とを備えている。トランジスタQ4のエミッタは抵抗R4を介して電源VCCと接続され、トランジスタQ4のコレクタはトランジスタQ7のコレクタと接続され、トランジスタQ5のエミッタは抵抗R5を介して電源VCCと接続され、トランジスタQ5のコレクタはトランジスタQ14のコレクタと接続される。トランジスタQ14のベースには演算増幅器202の出力電圧が印加され、トランジスタQ14のエミッタは負荷抵抗R8を介して接地される。つまり、第5電流発生回路212は演算増幅器202の出力電圧で制御されて動作するため、トランジスタQ4のコレクタを流れる電流ICは温度変化に関わらず一定の電流となる。
The fifth
第6電流発生回路214は、第5電流発生回路212の出力と接地との間に接続される電流ミラー回路である。詳しくは、第6電流発生回路214は、ダイオード接続されたNPN型のトランジスタQ12と、電流ミラー接続されたNPN型のトランジスタQ13と、抵抗R12、R13とからなる。トランジスタQ12のエミッタは抵抗R12を介して電接地され、トランジスタQ12のコレクタはダイオード接続されたNPN型のトランジスタQ9を介してトランジスタQ4のコレクタおよびトランジスタQ7のコレクタと接続される。一方、トランジスタQ13のエミッタは抵抗R13を介して接地されている。尚、トランジスタQ12、Q13の電流ミラー比が1:nとなるようなサイズのトランジスタQ12、Q13が選択されていることとする。これにより、電流ICが電流IDよりも大きくなった場合、トランジスタQ12のコレクタには電流ICと電流IDとの差電流ΔI2′が流れ、トランジスタQ13のコレクタには電流ΔI2(=nΔI2′:第6電流)が流れることとなる。
The sixth
電流出力回路216は、定電流源218から出力される定電流Iinに対して、電流ΔI1を加算するか或いは電流ΔI2を減算した出力電流Ioutを出力するものである。この出力電流Ioutを使用することにより、増幅器、発振器等の対象となる回路の温度依存性をキャンセルする。
The
尚、予め定められた基準温度において、電流IA=電流IB、電流IC=電流IDであることとする。 It is assumed that at a predetermined reference temperature, current IA = current IB and current IC = current ID.
<<<第3実施形態の特性>>>
以下、図8の特性図を用いて、本発明の第3実施形態の特性について説明する。尚、本実施形態では、温度Ta=25℃において、電流IA=電流IB、電流IC=電流IDであることとして先ずは説明する。
<<< Characteristics of Third Embodiment >>>
Hereinafter, the characteristic of the third embodiment of the present invention will be described with reference to the characteristic diagram of FIG. In the present embodiment, at the temperature Ta = 25 ° C., the current IA = current IB and the current IC = current ID will be described first.
第1電流発生回路204が発生する電流IAは温度変化に関わらず一定であるが、第2電流発生回路206が発生する電流IBは、トランジスタQ6のベースエミッタ間の負の温度特性によって変化する。ここで、トランジスタQ6のベースエミッタ間の負の温度係数は、−2mV/℃となる。温度が25℃より高くなったときの当該25℃との差温度をΔTとすると、
ΔI1′=IB−IA=(2mV/R6)ΔT
ΔI1=m(2mV/R6)ΔT となる。
一方、第5電流発生回路212が発生する電流ICは温度変化に関わらず一定であるが、第4電流発生回路210が発生する電流IDは、トランジスタQ7のベースエミッタ間の負の温度特性によって変化する。ここで、トランジスタQ7のベースエミッタ間の負の温度係数は、−2mV/℃となる。温度が25℃より低くなったときの当該25℃との差温度をΔTとすると、
ΔI2′=IC−ID=(2mV/R7)ΔT
ΔI2=n(2mV/R7)ΔT となる。
従って、
Iout=Iin+ΔI1−ΔI2
であるが、詳しくは、
Ta>25℃のとき、Iout=Iin+m(2mV/R6)ΔT
Ta=25℃のとき、Iout=Iin
Ta<25℃のとき、Iout=Iin−n(2mV/R7)ΔT ・・・式3
となる。
The current IA generated by the first
ΔI1 ′ = IB−IA = (2 mV / R6) ΔT
ΔI1 = m (2 mV / R6) ΔT
On the other hand, the current IC generated by the fifth
ΔI2 ′ = IC−ID = (2 mV / R7) ΔT
ΔI2 = n (2 mV / R7) ΔT
Therefore,
Iout = Iin + ΔI1−ΔI2
However, in detail,
When Ta> 25 ° C., Iout = Iin + m (2 mV / R6) ΔT
When Ta = 25 ° C., Iout = Iin
When Ta <25 ° C., Iout = Iin−n (2 mV / R7) ΔT Equation 3
It becomes.
上記の式3の特性を示したのが図8である。温度Ta=25℃(基準温度)の場合、電流IA=電流IB、電流IC=電流IDの関係を保つことから、ΔI1およびΔI2は発生しない。従って、温度Ta=25℃のときの出力電流Ioutは定電流Iinそのものとなる。 FIG. 8 shows the characteristics of the above equation 3. When the temperature Ta = 25 ° C. (reference temperature), the relationship of current IA = current IB and current IC = current ID is maintained, so that ΔI1 and ΔI2 do not occur. Therefore, the output current Iout when the temperature Ta = 25 ° C. is the constant current Iin itself.
温度Ta>25℃となった場合、ΔI1が差温度ΔTに応じて発生する。尚、このとき、電流IC<電流IDとなるが、ダイオード接続されたトランジスタQ9がトランジスタQ7のコレクタへの電流供給を防止しているため、ΔI2が流れることはない。従って、Iout=Iin+ΔI1となり、温度が高くなるにつれて、出力電流Ioutは一次直線を描いて上昇することとなる。つまり、温度Ta>25℃の場合、温度Taの上昇変化に伴って、出力電流Ioutが正の傾きを持って一次直線で変化する温度特性補正回路を提供することができる。尚、図8には、温度Ta>25℃の温度補正特性として、a5、b5、c5の直線が一例として示されている。これらのa5、b5、c5の直線の傾きは、第3電流発生回路208を構成するトランジスタQ10、Q11の電流ミラー比1:mを変更することによって得られるものである。詳しくは、トランジスタQ10に対するトランジスタQ11のサイズ比mを大きくするにつれて、a5の傾きからc5の傾きに向かって傾きが変化することとなる。つまり、温度Ta>25℃において、温度が高くなるにつれて上昇する出力電流Ioutの傾きを変更できる温度特性補正回路を提供可能となる。
When the temperature Ta> 25 ° C., ΔI1 is generated according to the difference temperature ΔT. At this time, the current IC is smaller than the current ID. However, since the diode-connected transistor Q9 prevents the current from being supplied to the collector of the transistor Q7, ΔI2 does not flow. Therefore, Iout = Iin + ΔI1, and as the temperature increases, the output current Iout increases in a linear manner. That is, when the temperature Ta> 25 ° C., it is possible to provide a temperature characteristic correction circuit in which the output current Iout changes in a linear line with a positive slope as the temperature Ta increases. In FIG. 8, straight lines a5, b5, and c5 are shown as an example of temperature correction characteristics at a temperature Ta> 25 ° C. The slopes of the straight lines a5, b5, and c5 are obtained by changing the current mirror ratio 1: m of the transistors Q10 and Q11 constituting the third
一方、温度Ta<25℃となった場合、ΔI2が差温度ΔTに応じて発生する。尚、このとき、電流IA>電流IBとなるが、ダイオード接続されたトランジスタQ8が電流IAの第3電流発生回路208への逆流防止を行うため、ΔI1が流れることはない。従って、Iout=Iin−ΔI2となり、温度が低くなるにつれて、出力電流Ioutは一次直線を描いて下降することとなる。つまり、温度Ta<25℃の場合、温度Taの下降変化に伴って、出力電流Ioutが負の傾きを持って一次直線で変化する温度特性補正回路を提供することができる。尚、図8には、温度Ta<25℃の温度補正特性として、a6、b6、c6の直線が一例として示されている。これらのa6、b6、c6の直線の傾きは、第6電流発生回路214を構成するトランジスタQ12、Q13の電流ミラー比1:nを変更することによって得られるものである。詳しくは、トランジスタQ12に対するトランジスタQ13のサイズ比nを大きくするにつれて、a6の傾きからc6の傾きに向かって傾きが大きくなる方向に変化することとなる。つまり、温度Ta<25℃において、温度が低くなるにつれて下降する出力電流Ioutの傾きを変更できる温度特性補正回路を提供可能となる。
On the other hand, when the temperature Ta <25 ° C., ΔI2 is generated according to the difference temperature ΔT. At this time, current IA> current IB, but since the diode-connected transistor Q8 prevents backflow of the current IA to the third
以上をまとめると、基準温度25℃で出力電流Ioutが定電流Iinとなり、温度Taが基準温度25℃よりも高くなるにつれて出力電流Ioutが適宜の傾きで上昇し、且つ、温度Taが基準温度25℃よりも低くなるにつれて出力電流Ioutが適宜の傾きで下降する補正特性を得ることが可能となる。 In summary, the output current Iout becomes a constant current Iin at the reference temperature of 25 ° C., the output current Iout increases with an appropriate slope as the temperature Ta becomes higher than the reference temperature of 25 ° C., and the temperature Ta becomes the reference temperature of 25 It becomes possible to obtain a correction characteristic in which the output current Iout decreases with an appropriate slope as the temperature becomes lower than ° C.
更に、出力電流Ioutが定電流Iinと等しくなる基準温度を25℃よりも高くしたり、或いは低くしたりすることも可能である。この場合、25℃における電流IAと電流IBは等しくなくなり、同時に電流ICと電流IDも等しくなくなるように設定する。この様子は図示してはいないが、25℃における出力電流Ioutが変更されるため、出力電流Ioutが定電流Iinとなる基準温度は、25℃よりも高い温度側または25℃よりも低い温度側へシフトすることとなる。尚、温度25℃における電流IAと電流IBを等しくなくするには、例えば、抵抗R1の抵抗値または抵抗R2と抵抗R3の抵抗値の比を適宜変更すればよい。同様に、温度25℃における電流ICと電流IDを等しくなくするには、例えば、負荷抵抗R8の抵抗値または抵抗R4と抵抗R5の抵抗値の比を適宜変更すればよい。 Furthermore, the reference temperature at which the output current Iout becomes equal to the constant current Iin can be made higher or lower than 25 ° C. In this case, the current IA and the current IB at 25 ° C. are not equal, and at the same time, the current IC is not equal to the current ID. Although this state is not shown, since the output current Iout at 25 ° C. is changed, the reference temperature at which the output current Iout becomes the constant current Iin is higher than 25 ° C. or lower than 25 ° C. Will shift to. In order to make the current IA and the current IB not equal at a temperature of 25 ° C., for example, the resistance value of the resistor R1 or the ratio of the resistance values of the resistors R2 and R3 may be changed as appropriate. Similarly, in order to make the current IC and the current ID not equal at a temperature of 25 ° C., for example, the resistance value of the load resistor R8 or the ratio of the resistance values of the resistor R4 and the resistor R5 may be changed as appropriate.
また、温度Taが基準温度より高くなったときに、出力電流Ioutを図8に示すa5、b5、c5の直線のように上昇させずにIinのまま一定とすることも可能である。そのためには、ΔI1′が流れる信号ラインを遮断すればよい。具体的には、当該信号ラインを単純に切断してもよい。或いは、温度Taが基準温度より高くなったときに出力電流IoutをIinのまま一定とする要求に応じて制御信号が発生する構成を設け、更に、当該制御信号によって、ダイオード接続されたトランジスタQ8を遮断する構成を設けてもよい。これにより、温度Taが基準温度より高くなると出力電流IoutがIinのまま一定となる温度特性補正回路を提供することができる。一方、温度Taが基準温度より低くなったときに、出力電流Ioutを図8に示すa6、b6、c6の直線のように上昇させずにIinのまま一定とすることも可能である。そのためには、ΔI2′が流れる信号ラインを遮断すればよい。具体的には、当該信号ラインを単純に切断してもよい。或いは、温度Taが基準温度より低くなったときに出力電流IoutをIinのまま一定とする要求に応じて制御信号が発生する構成を設け、更に、当該制御信号によって、ダイオード接続されたトランジスタQ9を遮断する構成を設けてもよい。これにより、温度Taが基準温度より低くなると出力電流IoutがIinのまま一定となる温度特性補正回路を提供することができる。 Further, when the temperature Ta becomes higher than the reference temperature, the output current Iout can be kept constant as Iin without being raised like the straight lines a5, b5, and c5 shown in FIG. For this purpose, the signal line through which ΔI1 ′ flows may be cut off. Specifically, the signal line may be simply cut. Alternatively, when the temperature Ta becomes higher than the reference temperature, a configuration is provided in which a control signal is generated in response to a request to keep the output current Iout constant at Iin, and the diode-connected transistor Q8 is further turned on by the control signal A configuration for blocking may be provided. Thus, it is possible to provide a temperature characteristic correction circuit in which the output current Iout remains constant as Iin when the temperature Ta becomes higher than the reference temperature. On the other hand, when the temperature Ta becomes lower than the reference temperature, the output current Iout can be kept constant as Iin without being raised like the straight lines a6, b6, and c6 shown in FIG. For this purpose, the signal line through which ΔI2 ′ flows may be cut off. Specifically, the signal line may be simply cut. Alternatively, a configuration is provided in which a control signal is generated in response to a request for keeping the output current Iout constant at Iin when the temperature Ta becomes lower than the reference temperature, and the diode-connected transistor Q9 is further turned on by the control signal. A configuration for blocking may be provided. Accordingly, it is possible to provide a temperature characteristic correction circuit in which the output current Iout remains constant as Iin when the temperature Ta becomes lower than the reference temperature.
図7の温度特性補正回路によれば、基準温度を境に、温度Taが基準温度より高くなったときには出力電流Ioutが適宜の傾きで上昇し、温度Taが基準温度より低くなったときには出力電流Ioutが適宜の傾きで下降する特性を得ることができる。しかも、基準温度を変更することもできる。これらの特性を回路の小規模な変更で実現することができるため、汎用性があり、集積化することにも適している。そして、回路220の特性に応じて、トランジスタQ10、Q11の電流ミラー比の設定、トランジスタQ12、Q13の電流ミラー比の設定、前記所定温度に応じた電流IA=電流IBおよび電流IC=電流IDとなる基準温度の設定、トランジスタQ8、Q9の何れか一方の遮断等を適宜行うことにより、前記回路220の温度特性を効果的にキャンセルできることとなる。
According to the temperature characteristic correction circuit of FIG. 7, when the temperature Ta becomes higher than the reference temperature with the reference temperature as a boundary, the output current Iout increases with an appropriate slope, and when the temperature Ta becomes lower than the reference temperature, the output current It is possible to obtain a characteristic that Iout decreases with an appropriate inclination. In addition, the reference temperature can be changed. Since these characteristics can be realized by a small change in the circuit, it is versatile and suitable for integration. Then, according to the characteristics of the
===第4実施形態===
図9および図10を参照しつつ、本発明の温度特性補正回路の第4実施形態について説明する。図9は、本発明の温度特性補正回路の第4実施形態を示す回路図である。図10は、図9における温度と電流との関係を示す特性図である。尚、第4実施形態はバイポーラ型のトランジスタ(以後トランジスタと称する)を用いるものであるが、これに限定されるものではない。
=== Fourth Embodiment ===
A fourth embodiment of the temperature characteristic correction circuit of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the temperature characteristic correction circuit of the present invention. FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between temperature and current in FIG. The fourth embodiment uses a bipolar transistor (hereinafter referred to as a transistor), but is not limited to this.
<<<第4実施形態の構成>>>
図9において、演算増幅器302の一方の入力端子(例えば+(非反転入力)端子)には、安定化された定電圧VREGが印加される。この定電圧VREGを発生する回路としては、周知のバンドギャップ電圧発生回路を採用することができる。また、演算増幅器302の出力端子はトランジスタQ1のベースと接続され、トランジスタQ1のエミッタは演算増幅器302の他方の入力端子(例えば−(反転入力)端子)と接続される。更に、トランジスタQ1のエミッタと接地との間には抵抗R1が接続されている。これにより、演算増幅器302は、抵抗R1の両端電圧がVREGとなるように動作し、トランジスタQ1はこのときの演算増幅器302の出力端子から得られる出力電流にバイアスされて動作することとなる。従って、演算増幅器302の出力端子から得られる出力電圧、出力電流は温度に依存しない特性を有することとなる。ここで、トランジスタQ1および抵抗R1が第1電流発生回路304を構成し、トランジスタQ1のコレクタには、温度変化に関わらず一定となる電流IB(第1電流)が流れることとなる。
<<< Configuration of Fourth Embodiment >>>
In FIG. 9, a stabilized constant voltage VREG is applied to one input terminal (for example, + (non-inverting input) terminal) of the
第2電流発生回路306は、電源VCCと接続される電流ミラー回路を有し、電流IA(第2電流)を発生するものである。詳しくは、第2電流発生回路306は、ダイオード接続されたPNP型のトランジスタQ3と、電流ミラー接続されたPNP型のトランジスタQ2と、抵抗R2、R3と、トランジスタQ6と、負荷抵抗R6とからなる。トランジスタQ2のエミッタは抵抗R2を介して電源VCCと接続され、トランジスタQ2のコレクタは上記のトランジスタQ1のコレクタと接続され、トランジスタQ3のエミッタは抵抗R3を介して電源VCCと接続される。トランジスタQ6のエミッタは負荷抵抗R6を介して接地される。トランジスタQ6のベースには定電圧VREGが印加され、トランジスタQ6のコレクタはトランジスタQ3のコレクタと接続され、トランジスタQ6のエミッタは負荷抵抗R6を介して接地される。そして、トランジスタQ2のコレクタには電流IAが流れる。ここで、トランジスタQ6のベースには安定化された定電圧VREGが印加される。しかし、トランジスタQ6は、ベースエミッタ間の順方向電圧が−2mV/℃で変化する負の温度特性を有している。従って、トランジスタQ2のコレクタを流れる電流IAは、温度が変化した場合、トランジスタQ6のベースエミッタ間の順方向電圧にかかる負の温度特性のみによって変化することとなる。本願は、トランジスタQ6の温度特性を利用することにより、増幅器、発振器等を構成する対象となる回路の温度依存性をキャンセルする電流を出力させるものである。
The second
第3電流発生回路308は、電源VCCと第1電流発生回路304を構成するトランジスタQ1のコレクタとの間に接続される電流ミラー回路である。詳しくは、第3電流発生回路308は、ダイオード接続されたPNP型のトランジスタQ10、電流ミラー接続されたPNP型のトランジスタQ11、抵抗R10、R11とからなる。トランジスタQ10のエミッタは抵抗R10を介して電源VCCと接続され、トランジスタQ10のコレクタはダイオード接続されたNPN型のトランジスタQ8を介してトランジスタQ1のコレクタおよびトランジスタQ2のコレクタと接続される。一方、トランジスタQ11のエミッタは抵抗R11を介して電源VCCと接続されている。尚、トランジスタQ10、Q11の電流ミラー比が1:mとなるようなサイズのトランジスタQ10、Q11が選択されていることとする。これにより、電流IBが電流IAよりも大きくなった場合、トランジスタQ10のコレクタには電流IBと電流IAとの差電流ΔI1′が流れ、トランジスタQ11のコレクタには電流ΔI1(=mΔI1′:第3電流)が流れることとなる。
The third
第4電流発生回路310は、電源VCCと後述する第5電流発生回路312との間に接続される電流ミラー回路を有し、電流IC(第4電流)を発生するものである。詳しくは、第4電流発生回路310は、ダイオード接続されたPNP型のトランジスタQ4と、電流ミラー接続されたPNP型のトランジスタQ5と、抵抗R4、R5と、更には、NPN型のトランジスタQ7と、負荷抵抗R7とを備えている。トランジスタQ4のエミッタは抵抗R4を介して電源VCCと接続され、トランジスタQ4のコレクタはトランジスタQ7のコレクタと接続され、トランジスタQ5のエミッタは抵抗R5を介して電源VCCと接続されている。トランジスタQ7のエミッタは、負荷抵抗R7を介して接地される。ここで、トランジスタQ7のベースには安定化された定電圧がトランジスタQ6のベースと共通に印加される。しかし、トランジスタQ7は、ベースエミッタ間の順方向電圧が−2mV/℃で変化する負の温度特性を有している。従って、トランジスタQ7のコレクタエミッタを流れる電流は、温度が変化した場合、トランジスタQ7のベースエミッタ間の順方向電圧にかかる負の温度特性のみによって変化することとなる。本願は、トランジスタQ6の温度特性に加えてトランジスタQ7の温度特性を更に利用することにより、増幅器、発振器等を構成する対象となる回路の温度依存性をキャンセルする電流を出力させるものである。つまり、第4電流発生回路310は、負の温度特性を有するトランジスタQ7のコレクタ電流が供給されて動作するため、トランジスタQ5のコレクタを流れる電流ICはトランジスタQ7と同様の負の温度特性を有することとなる。
The fourth
第5電流発生回路312は、NPN型のトランジスタQ14と、負荷抵抗R8とからなり、電流ID(第5電流)を発生するものである。詳しくは、トランジスタQ14のコレクタはトランジスタQ5のコレクタと接続され、そのエミッタは負荷抵抗R8を介して接地されている。ここで、トランジスタQ14のベースには演算増幅器302の出力電圧が印加される。つまり、第5電流発生回路312は演算増幅器302の出力電圧で制御されて動作するため、トランジスタQ14のコレクタを流れる電流IDは温度変化に関わらず一定の電流となる。
The fifth
第6電流発生回路314は、第4電流発生回路310の出力と接地との間に接続される電流ミラー回路である。詳しくは、第6電流発生回路314は、ダイオード接続されたNPN型のトランジスタQ12と、電流ミラー接続されたNPN型のトランジスタQ13と、抵抗R12、R13とからなる。トランジスタQ12のエミッタは抵抗R12を介して電接地され、トランジスタQ12のコレクタはダイオード接続されたNPN型のトランジスタQ9を介してトランジスタQ5のコレクタおよびトランジスタQ14のコレクタと接続される。一方、トランジスタQ13のエミッタは抵抗R13を介して接地されている。尚、トランジスタQ12、Q13の電流ミラー比が1:nとなるようなサイズのトランジスタQ12、Q13が選択されていることとする。これにより、電流ICが電流IDよりも大きくなった場合、トランジスタQ12のコレクタには電流ICと電流IDとの差電流ΔI2′が流れ、トランジスタQ13のコレクタには電流ΔI2(=nΔI2′:第6電流)が流れることとなる。
The sixth
電流出力回路316は、定電流源318から出力される定電流Iinに対して、電流ΔI1を加算するか或いは電流ΔI2を減算した出力電流Ioutを出力するものである。この出力電流Ioutを使用することにより、増幅器、発振器等の対象となる回路の温度依存性をキャンセルする。
The
尚、予め定められた基準温度において、電流IA=電流IB、電流IC=電流IDであることとする。 It is assumed that at a predetermined reference temperature, current IA = current IB and current IC = current ID.
<<<第4実施形態の特性>>>
以下、図10の特性図を用いて、本発明の第4実施形態の特性について説明する。尚、本実施形態では、温度Ta=25℃において、電流IA=電流IB、電流IC=電流IDであることとして先ずは説明する。
<<< Characteristics of Fourth Embodiment >>>
Hereinafter, the characteristic of the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the characteristic diagram of FIG. In the present embodiment, at the temperature Ta = 25 ° C., the current IA = current IB and the current IC = current ID will be described first.
第1電流発生回路304が発生する電流IBは温度変化に関わらず一定であるが、第2電流発生回路306が発生する電流IAは、トランジスタQ6のベースエミッタ間の負の温度特性によって変化する。ここで、トランジスタQ6のベースエミッタ間の負の温度係数は、−2mV/℃となる。温度が25℃より低くなったときの当該25℃との差温度をΔTとすると、
ΔI1′=IB−IA=(2mV/R6)ΔT
ΔI1=m(2mV/R6)ΔT となる。
一方、第5電流発生回路312が発生する電流IDは温度変化に関わらず一定であるが、第4電流発生回路310が発生する電流ICは、トランジスタQ7のベースエミッタ間の負の温度特性によって変化する。ここで、トランジスタQ7のベースエミッタ間の負の温度係数は、−2mV/℃となる。温度が25℃より高くなったときの当該25℃との差温度をΔTとすると、
ΔI2′=IC−ID=(2mV/R7)ΔT
ΔI2=n(2mV/R7)ΔT となる。
従って、
Iout=Iin+ΔI1−ΔI2
であるが、詳しくは、
Ta>25℃のとき、Iout=Iin−n(2mV/R7)ΔT
Ta=25℃のとき、Iout=Iin
Ta<25℃のとき、Iout=Iin+m(2mV/R6)ΔT ・・・式4
となる。
但し、式4におけるΔI1は、温度が基準温度25℃より低くなるにつれて増加する電流である。また、式4におけるΔI2は、温度が基準温度25℃より高くなるにつれて増加する電流である。これに対し、式3におけるΔI1は、温度が基準温度25℃より高くなるにつれて増加する電流である。また、式3におけるΔI2は、温度が基準温度25℃より低くなるにつれて増加する電流である。以上が式4と式3とに示される電流ΔI1およびΔI2の意味の異なる点である。
The current IB generated by the first
ΔI1 ′ = IB−IA = (2 mV / R6) ΔT
ΔI1 = m (2 mV / R6) ΔT
On the other hand, the current ID generated by the fifth
ΔI2 ′ = IC−ID = (2 mV / R7) ΔT
ΔI2 = n (2 mV / R7) ΔT
Therefore,
Iout = Iin + ΔI1−ΔI2
However, in detail,
When Ta> 25 ° C., Iout = Iin−n (2 mV / R7) ΔT
When Ta = 25 ° C., Iout = Iin
When Ta <25 ° C., Iout = Iin + m (2 mV / R6) ΔT Equation 4
It becomes.
However, ΔI1 in Equation 4 is a current that increases as the temperature becomes lower than the reference temperature of 25 ° C. Further, ΔI2 in Expression 4 is a current that increases as the temperature becomes higher than the reference temperature 25 ° C. On the other hand, ΔI1 in Equation 3 is a current that increases as the temperature becomes higher than the reference temperature 25 ° C. Further, ΔI2 in Expression 3 is a current that increases as the temperature becomes lower than the reference temperature of 25 ° C. The above is the difference between the meanings of the currents ΔI1 and ΔI2 shown in Equation 4 and Equation 3.
上記の式4の特性を示したのが図10である。温度Ta=25℃(基準温度)の場合、電流IA=電流IB、電流IC=電流IDの関係を保つことから、ΔI1およびΔI2は発生しない。従って、温度Ta=25℃のときの出力電流Ioutは定電流Iinそのものとなる。 FIG. 10 shows the characteristics of the above equation 4. When the temperature Ta = 25 ° C. (reference temperature), the relationship of current IA = current IB and current IC = current ID is maintained, so that ΔI1 and ΔI2 do not occur. Therefore, the output current Iout when the temperature Ta = 25 ° C. is the constant current Iin itself.
温度Ta<25℃となった場合、ΔI1が差温度ΔTに応じて発生する。尚、このとき、電流IC<電流IDとなるが、ダイオード接続されたトランジスタQ9がトランジスタQ7のコレクタへの電流供給を防止しているため、ΔI2が流れることはない。従って、Iout=Iin+ΔI1となり、温度が低くなるにつれて、出力電流Ioutは一次直線を描いて上昇することとなる。つまり、温度Ta<25℃の場合、温度Taの下降変化に伴って、出力電流Ioutが正の傾きを持って一次直線で変化する温度特性補正回路を提供することができる。尚、図10には、温度Ta<25℃の温度補正特性として、a7、b7、c7の直線が一例として示されている。これらのa7、b7、c7の直線の傾きは、第3電流発生回路308を構成するトランジスタQ10、Q11の電流ミラー比1:mを変更することによって得られるものである。詳しくは、トランジスタQ10に対するトランジスタQ11のサイズ比mを大きくするにつれて、a7の傾きからc7の傾きに向かって傾きが変化することとなる。つまり、温度Ta<25℃において、温度が低くなるにつれて上昇する出力電流Ioutの傾きを変更できる温度特性補正回路を提供可能となる。
When the temperature Ta <25 ° C., ΔI1 is generated according to the difference temperature ΔT. At this time, the current IC is smaller than the current ID. However, since the diode-connected transistor Q9 prevents the current from being supplied to the collector of the transistor Q7, ΔI2 does not flow. Therefore, Iout = Iin + ΔI1, and as the temperature decreases, the output current Iout increases in a linear manner. That is, when the temperature Ta <25 ° C., it is possible to provide a temperature characteristic correction circuit in which the output current Iout changes with a linear line with a positive slope as the temperature Ta decreases. In FIG. 10, straight lines a7, b7, and c7 are shown as an example of temperature correction characteristics at a temperature Ta <25 ° C. The slopes of the straight lines a7, b7, and c7 are obtained by changing the current mirror ratio 1: m of the transistors Q10 and Q11 constituting the third
一方、温度Ta>25℃となった場合、ΔI2が差温度ΔTに応じて発生する。尚、このとき、電流IA>電流IBとなるが、ダイオード接続されたトランジスタQ8が電流IAの第3電流発生回路308への逆流防止を行うため、ΔI1が流れることはない。従って、Iout=Iin−ΔI2となり、温度が高くなるにつれて、出力電流Ioutは一次直線を描いて下降することとなる。つまり、温度Ta>25℃の場合、温度Taの上昇変化に伴って、出力電流Ioutが負の傾きを持って一次直線で変化する温度特性補正回路を提供することができる。尚、図10には、温度Ta>25℃の温度補正特性として、a8、b8、c8の直線が一例として示されている。これらのa8、b8、c8の直線の傾きは、第6電流発生回路314を構成するトランジスタQ12、Q13の電流ミラー比1:nを変更することによって得られるものである。詳しくは、トランジスタQ12に対するトランジスタQ13のサイズ比nを大きくするにつれて、a8の傾きからc8の傾きに向かって傾きが大きくなる方向に変化することとなる。つまり、温度Ta>25℃において、温度が高くなるにつれて下降する出力電流Ioutの傾きを変更できる温度特性補正回路を提供可能となる。
On the other hand, when the temperature Ta> 25 ° C., ΔI2 is generated according to the difference temperature ΔT. At this time, the current IA> the current IB, but since the diode-connected transistor Q8 prevents the current IA from flowing back to the third
以上をまとめると、基準温度25℃で出力電流Ioutが定電流Iinとなり、温度Taが基準温度25℃よりも低くなるにつれて出力電流Ioutが適宜の傾きで上昇し、且つ、温度Taが基準温度25℃よりも高くなるにつれて出力電流Ioutが適宜の傾きで下降する補正特性を得ることが可能となる。 In summary, the output current Iout becomes a constant current Iin at the reference temperature of 25 ° C., the output current Iout increases with an appropriate slope as the temperature Ta becomes lower than the reference temperature of 25 ° C., and the temperature Ta becomes the reference temperature of 25 It becomes possible to obtain a correction characteristic in which the output current Iout decreases with an appropriate slope as the temperature becomes higher than ° C.
更に、出力電流Ioutが定電流Iinと等しくなる基準温度を25℃よりも高くしたり、或いは低くしたりすることも可能である。この場合、25℃における電流IAと電流IBは等しくなくなり、同時に電流ICと電流IDも等しくなくなるように設定する。この様子は図示してはいないが、25℃における出力電流Ioutが変更されるため、出力電流Ioutが定電流Iinとなる基準温度は、25℃よりも高い温度側または25℃よりも低い温度側へシフトすることとなる。尚、温度25℃における電流IAと電流IBを等しくなくするには、例えば、抵抗R1の抵抗値または抵抗R2と抵抗R3の抵抗値の比を適宜変更すればよい。同様に、温度25℃における電流ICと電流IDを等しくなくするには、例えば、負荷抵抗R8の抵抗値または抵抗R4と抵抗R5の抵抗値の比を適宜変更すればよい。 Furthermore, the reference temperature at which the output current Iout becomes equal to the constant current Iin can be made higher or lower than 25 ° C. In this case, the current IA and the current IB at 25 ° C. are not equal, and at the same time, the current IC is not equal to the current ID. Although this state is not shown, since the output current Iout at 25 ° C. is changed, the reference temperature at which the output current Iout becomes the constant current Iin is higher than 25 ° C. or lower than 25 ° C. Will shift to. In order to make the current IA and the current IB not equal at a temperature of 25 ° C., for example, the resistance value of the resistor R1 or the ratio of the resistance values of the resistors R2 and R3 may be changed as appropriate. Similarly, in order to make the current IC and the current ID not equal at a temperature of 25 ° C., for example, the resistance value of the load resistor R8 or the ratio of the resistance values of the resistor R4 and the resistor R5 may be changed as appropriate.
また、温度Taが基準温度より低くなったときに、出力電流Ioutを図10に示すa7、b7、c7の直線のように上昇させずにIinのまま一定とすることも可能である。そのためには、ΔI1′が流れる信号ラインを遮断すればよい。具体的には、当該信号ラインを単純に切断してもよい。或いは、温度Taが基準温度より低くなったときに出力電流IoutをIinのまま一定とする要求に応じて制御信号が発生する構成を設け、更に、当該制御信号によって、ダイオード接続されたトランジスタQ8を遮断する構成を設けてもよい。これにより、温度Taが基準温度より高くなると出力電流IoutがIinのまま一定となる温度特性補正回路を提供することができる。一方、温度Taが基準温度より高くなったときに、出力電流Ioutを図10に示すa8、b8、c8の直線のように上昇させずにIinのまま一定とすることも可能である。そのためには、ΔI2′が流れる信号ラインを遮断すればよい。具体的には、当該信号ラインを単純に切断してもよい。或いは、温度Taが基準温度より高くなったときに出力電流IoutをIinのまま一定とする要求に応じて制御信号が発生する構成を設け、更に、当該制御信号によって、ダイオード接続されたトランジスタQ9を遮断する構成を設けてもよい。これにより、温度Taが基準温度より高くなると出力電流IoutがIinのまま一定となる温度特性補正回路を提供することができる。 Further, when the temperature Ta becomes lower than the reference temperature, the output current Iout can be kept constant as Iin without being raised like the straight lines a7, b7, and c7 shown in FIG. For this purpose, the signal line through which ΔI1 ′ flows may be cut off. Specifically, the signal line may be simply cut. Alternatively, a configuration is provided in which a control signal is generated in response to a request for keeping the output current Iout constant at Iin when the temperature Ta becomes lower than the reference temperature, and the diode-connected transistor Q8 is further turned on by the control signal. A configuration for blocking may be provided. Thus, it is possible to provide a temperature characteristic correction circuit in which the output current Iout remains constant as Iin when the temperature Ta becomes higher than the reference temperature. On the other hand, when the temperature Ta becomes higher than the reference temperature, the output current Iout can be kept constant as Iin without increasing as shown by the straight lines a8, b8, and c8 shown in FIG. For this purpose, the signal line through which ΔI2 ′ flows may be cut off. Specifically, the signal line may be simply cut. Alternatively, a configuration is provided in which a control signal is generated in response to a request for keeping the output current Iout constant at Iin when the temperature Ta becomes higher than the reference temperature, and the diode-connected transistor Q9 is further turned on by the control signal. A configuration for blocking may be provided. Thus, it is possible to provide a temperature characteristic correction circuit in which the output current Iout remains constant as Iin when the temperature Ta becomes higher than the reference temperature.
図9の温度特性補正回路によれば、基準温度を境に、温度Taが基準温度より低くなったときには出力電流Ioutが適宜の傾きで上昇し、温度Taが基準温度より高くなったときには出力電流Ioutが適宜の傾きで下降する特性を得ることができる。しかも、基準温度を変更することもできる。これらの特性を回路の小規模な変更で実現することができるため、汎用性があり、集積化することにも適している。そして、回路320の特性に応じて、トランジスタQ10、Q11の電流ミラー比の設定、トランジスタQ12、Q13の電流ミラー比の設定、前記所定温度に応じた電流IA=電流IBおよび電流IC=電流IDとなる基準温度の設定、トランジスタQ8、Q9の何れか一方の遮断等を適宜行うことにより、前記回路320の温度特性を効果的にキャンセルできることとなる。
According to the temperature characteristic correction circuit of FIG. 9, when the temperature Ta becomes lower than the reference temperature with the reference temperature as a boundary, the output current Iout rises with an appropriate slope, and when the temperature Ta becomes higher than the reference temperature, the output current It is possible to obtain a characteristic that Iout decreases with an appropriate inclination. In addition, the reference temperature can be changed. Since these characteristics can be realized by a small change in the circuit, it is versatile and suitable for integration. Then, according to the characteristics of the
以上説明したことから明らかなように、本発明における温度特性補正回路は、温度変化に関わらず一定の第1電流を発生する第1電流発生回路(図1および図4の4、図7の204、図9の304)と、第1電流発生回路と直列接続され、温度が高くなるほど大きくなるとともに予め定められた基準温度で第1電流と等しくなる第2電流を発生する第2電流発生回路(図1および図4の6、図7の206、図9の306)と、第1電流発生回路と第2電流発生回路の直接接続点と接続され、温度が基準温度に対して高い側または低い側の一方へ変化した場合、第1電流と第2電流との差に応じた第3電流を発生する第3電流発生回路(図1の8、図4の108、図7の208、図9の308)と、温度が高くなるほど大きくなる第4電流を発生する第4電流発生回路(図1および図4の10、図7の210、図9の310)と、第4電流発生回路と直列接続され、温度変化に関わらず一定であるとともに基準温度では第4電流と等しい第5電流を発生する第5電流発生回路(図1および図4の12、図7の212、図9の312)と、第4電流発生回路と第5電流発生回路の直列接続点と接続され、温度が基準温度に対して高い側または低い側の他方へ変化した場合、第4電流と第5電流との差に応じた第6電流を発生する第6電流発生回路(図1の14、図4の114、図7の214、図9の314)と、温度変化に応じて、定電流回路(図1および図2の18、図7の218、図9の318)から出力される定電流を第3電流または第6電流の量だけ変化させて出力する電流出力回路(図1の16、図4の116、図7の216、図9の316)と、を備えたものである。そして、かかる温度特性補正回路によれば、容易な設計変更で様々な温度依存性を有する回路に対応できる、汎用性の高い温度特性補正回路を提供できる。また、図1、図4、図7、図9の回路を集積化することも可能である。 As is apparent from the above description, the temperature characteristic correction circuit according to the present invention is a first current generation circuit (204 in FIGS. 1 and 4 and 204 in FIG. 7) that generates a constant first current regardless of temperature changes. , 304) in FIG. 9 and a first current generating circuit connected in series, and a second current generating circuit that generates a second current that increases as the temperature increases and becomes equal to the first current at a predetermined reference temperature ( 6 of FIG. 1 and FIG. 4, 206 of FIG. 7, 306 of FIG. 9 and a direct connection point of the first current generating circuit and the second current generating circuit, and the temperature is higher or lower than the reference temperature. 3, a third current generating circuit for generating a third current corresponding to the difference between the first current and the second current (8 in FIG. 1, 108 in FIG. 4, 208 in FIG. 7, 208 in FIG. 9). 308) and a fourth current that increases as the temperature increases. The fourth current generating circuit (10 in FIG. 1 and FIG. 4, 210 in FIG. 7, 310 in FIG. 9) is connected in series with the fourth current generating circuit, and is constant regardless of temperature change and at the reference temperature. A fifth current generating circuit (12 in FIGS. 1 and 4, 212 in FIG. 7, 312 in FIG. 9) that generates a fifth current equal to 4 currents, and a series connection of the fourth current generating circuit and the fifth current generating circuit And a sixth current generating circuit that generates a sixth current corresponding to the difference between the fourth current and the fifth current when the temperature is changed to the other of the higher side and the lower side with respect to the reference temperature. 14 of FIG. 1, 114 of FIG. 4, 214 of FIG. 7, 314 of FIG. 9, and a constant current circuit (18 of FIG. 1 and FIG. 2, 218 of FIG. 7, 318 of FIG. 9) according to the temperature change. A current output that is output by changing the output constant current by the amount of the third current or the sixth current. Circuit (16 in FIG. 1, 116 in FIG. 4, 216 in FIG. 7, 316 in FIG. 9) are those having a a. According to such a temperature characteristic correction circuit, it is possible to provide a highly versatile temperature characteristic correction circuit that can be applied to a circuit having various temperature dependencies by an easy design change. It is also possible to integrate the circuits shown in FIGS.
また、電流出力回路は、定電流を第3電流または第6電流の量だけ、以下のように変化させることが可能である。例えば、電流出力回路は、温度が基準温度に対して高い側または低い側の何れか一方(例えば高い側)へ変化した場合、定電流に第3電流を加算し、温度が基準温度に対して高い側または低い側の他方(例えば低い側)へ変化した場合、定電流に第6電流を加算した電流を出力することができる。また、電流出力回路は、温度が基準温度に対して高い側または低い側の何れか一方(例えば低い側)へ変化した場合、定電流から第3電流を加算し、温度が基準温度に対して高い側または低い側の他方(例えば高い側)へ変化した場合、定電流から第6電流を減算した電流を出力することもできる。また、電流出力回路は、温度が基準温度に対して高い側または低い側の何れか一方(例えば高い側)へ変化した場合、定電流に第3電流を加算し、温度が基準温度に対して高い側または低い側の他方(例えば低い側)へ変化した場合、定電流から第6電流を減算した電流を出力することもできる。更に、電流出力回路は、温度が基準温度に対して高い側または低い側の何れか一方(例えば低い側)へ変化した場合、定電流に第3電流を加算し、温度が基準温度に対して高い側または低い側の他方(例えば高い側)へ変化した場合、定電流から第6電流を減算した電流を出力することもできる。 Further, the current output circuit can change the constant current by the amount of the third current or the sixth current as follows. For example, the current output circuit adds the third current to the constant current when the temperature changes to either the higher side or the lower side (for example, the higher side) with respect to the reference temperature, and the temperature is higher than the reference temperature. In the case of changing to the other of the high side and the low side (for example, the low side), a current obtained by adding the sixth current to the constant current can be output. Further, the current output circuit adds the third current from the constant current when the temperature changes to either the higher side or the lower side (for example, the lower side) with respect to the reference temperature, and the temperature is higher than the reference temperature. In the case of changing to the other of the high side and the low side (for example, the high side), a current obtained by subtracting the sixth current from the constant current can also be output. The current output circuit adds the third current to the constant current when the temperature changes to either the higher side or the lower side (for example, the higher side) with respect to the reference temperature, and the temperature is higher than the reference temperature. In the case of changing to the other of the high side or the low side (for example, the low side), a current obtained by subtracting the sixth current from the constant current can also be output. Furthermore, the current output circuit adds the third current to the constant current when the temperature changes to either the higher side or the lower side (for example, the lower side) with respect to the reference temperature, and the temperature is higher than the reference temperature. In the case of changing to the other of the high side and the low side (for example, the high side), a current obtained by subtracting the sixth current from the constant current can also be output.
また、第1電流発生回路および第5電流発生回路は、一方の入力端子(+端子)に定電圧VREGが印加され、他方の入力端子(−端子)を定電圧VREGと同電圧とすべく出力端子から帰還がかかる演算増幅器(図1および図2の2、図7の202、図9の302)の出力電圧に基づいて、それぞれ第1電流および第5電流を発生する。これにより、演算増幅器の出力端子から得られる出力電圧、出力電流は温度に依存しない特性を有することとなり、大電流および第5電流は温度変化に関わらず一定となる。 Further, the first current generation circuit and the fifth current generation circuit are output so that the constant voltage VREG is applied to one input terminal (+ terminal) and the other input terminal (− terminal) is set to the same voltage as the constant voltage VREG. A first current and a fifth current are generated based on output voltages of operational amplifiers (2 in FIGS. 1 and 2, 202 in FIG. 7, and 302 in FIG. 9) that are fed back from the terminals. As a result, the output voltage and output current obtained from the output terminal of the operational amplifier have characteristics that do not depend on temperature, and the large current and the fifth current are constant regardless of the temperature change.
また、第2電流発生回路および第4電流発生回路は、定電圧VREGが印加されて動作するとともに順方向電圧が負の温度特性を持って変化するトランジスタ(Q6、Q7)と、当該トランジスタの出力電流が流れる負荷抵抗(R6、R7)とを、それぞれが有し、第2電流および第4電流は、それぞれ第2電流発生回路および第4電流発生回路のトランジスタQ6、Q7を流れる出力電流に従って定まる。ここで、トランジスタQ6、Q7は、ベースエミッタ間の順方向電圧が−2mV/℃で変化する負の温度特性を有している。従って、トランジスタQ6、Q7のコレクタエミッタを流れる電流は、温度が変化した場合、トランジスタQ6、Q7のベースエミッタ間の順方向電圧にかかる負の温度特性のみによって変化することとなる。よって、第2電流および第4電流として、トランジスタQ6、Q7の順方向電圧の負の温度特性の影響を与える電流を得ることができる。そのため、第1電流と第2電流との差、第4電流と第5電流との差として、トランジスタQ6、Q7の順方向電圧の負の温度特性がそのまま現れることとなり、対象となる回路(図1の20、図4の120、図7の220、図9の320)の温度特性をキャンセルするための回路設計が容易となる。 The second current generation circuit and the fourth current generation circuit operate with the constant voltage VREG applied thereto, and the forward voltage changes with negative temperature characteristics (Q6, Q7), and the output of the transistor Each has a load resistance (R6, R7) through which current flows, and the second current and the fourth current are determined according to output currents flowing through transistors Q6, Q7 of the second current generation circuit and the fourth current generation circuit, respectively. . Here, the transistors Q6 and Q7 have a negative temperature characteristic in which the forward voltage between the base and emitter changes at −2 mV / ° C. Therefore, when the temperature changes, the currents flowing through the collectors and emitters of the transistors Q6 and Q7 change only due to the negative temperature characteristic applied to the forward voltage between the base emitters of the transistors Q6 and Q7. Therefore, currents that affect the negative temperature characteristics of the forward voltages of the transistors Q6 and Q7 can be obtained as the second current and the fourth current. Therefore, the negative temperature characteristic of the forward voltage of the transistors Q6 and Q7 appears as it is as the difference between the first current and the second current and the difference between the fourth current and the fifth current, and the target circuit (FIG. 1, 120 in FIG. 4, 220 in FIG. 7, and 320 in FIG. 9, the circuit design for canceling the temperature characteristics becomes easy.
また、第3電流発生回路は、第1電流と第2電流との差電流をm倍して第3電流を得る電流ミラー回路である。このm倍は、電流ミラー回路のミラー比である。よって、このミラー比mを適宜設定することにより、定電流が第3電流だけ変化する割合を変更することが可能となり、様々な回路の温度特性をキャンセルすることが可能となる。 The third current generating circuit is a current mirror circuit that obtains a third current by multiplying the difference current between the first current and the second current by m. This m times is the mirror ratio of the current mirror circuit. Therefore, by appropriately setting the mirror ratio m, it is possible to change the rate at which the constant current changes by the third current, and to cancel the temperature characteristics of various circuits.
また、第6電流発生回路は、第4電流と第5電流との差電流をn倍して第6電流を得る電流ミラー回路である。このn倍は、電流ミラー回路のミラー比である。よって、このミラー比nを適宜設定することにより、定電流が第6電流だけ変化する割合を変更することが可能となり、様々な回路の温度特性をキャンセルすることが可能となる。第3電流発生回路および第6電流発生回路における電流ミラー比m、nをともに設定すれば、回路の温度特性をキャンセルする確実性が高まることとなる。 The sixth current generating circuit is a current mirror circuit that obtains the sixth current by multiplying the difference current between the fourth current and the fifth current by n. This n times is the mirror ratio of the current mirror circuit. Therefore, by appropriately setting the mirror ratio n, the rate at which the constant current changes by the sixth current can be changed, and the temperature characteristics of various circuits can be canceled. If the current mirror ratios m and n in the third current generation circuit and the sixth current generation circuit are both set, the certainty of canceling the temperature characteristic of the circuit is increased.
更に、第1電流と第2電流が等しくなるとともに第4電流と第5電流が等しくなるときの基準温度は、可変である。これにより、回路の温度特性をキャンセルする確実性が高まることとなる。この基準温度の可変を、第3電流発生回路および第6電流発生回路の電流ミラー比m、nの設定とともに行えば、回路の温度特性をキャンセルする確実性は更に高まることとなる。 Further, the reference temperature when the first current and the second current are equal and the fourth current and the fifth current are equal is variable. This increases the certainty of canceling the temperature characteristics of the circuit. If the reference temperature is varied together with the setting of the current mirror ratios m and n of the third current generation circuit and the sixth current generation circuit, the certainty of canceling the temperature characteristic of the circuit is further increased.
以上、本発明にかかる温度特性補正回路について説明したが、上記の説明は、本発明の理解を容易とするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。 The temperature characteristic correction circuit according to the present invention has been described above, but the above description is intended to facilitate understanding of the present invention and is not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes the equivalents.
2、202、302 演算増幅器
4、204、304 第1電流発生回路
6、206、306 第2電流発生回路
8、108、208、308 第3電流発生回路
10、210、310 第4電流発生回路
12、212、312 第5電流発生回路
14、114、214、314 第6電流発生回路
18、218、318 定電流源
20、120、220、320 回路
2, 202, 302
Claims (10)
前記第1電流発生回路と直列接続され、温度が高くなるほど大きくなるとともに予め定められた基準温度で前記第1電流と等しくなる第2電流を発生する第2電流発生回路と、
前記第1電流発生回路と前記第2電流発生回路の直接接続点と接続され、温度が前記基準温度に対して高い側または低い側の一方へ変化した場合、前記第1電流と前記第2電流との差に応じた第3電流を発生する第3電流発生回路と、
温度が高くなるほど大きくなる第4電流を発生する第4電流発生回路と、
前記第4電流発生回路と直列接続され、温度変化に関わらず一定であるとともに前記基準温度では前記第4電流と等しい第5電流を発生する第5電流発生回路と、
前記第4電流発生回路と前記第5電流発生回路の直列接続点と接続され、温度が前記基準温度に対して高い側または低い側の他方へ変化した場合、前記第4電流と前記第5電流との差に応じた第6電流を発生する第6電流発生回路と、
温度変化に応じて、定電流回路から出力される定電流を前記第3電流または前記第6電流の量だけ変化させて出力する電流出力回路と、
を備えたことを特徴とする温度特性補正回路。 A first current generating circuit for generating a constant first current regardless of a temperature change;
A second current generating circuit which is connected in series with the first current generating circuit and generates a second current that becomes larger as the temperature increases and becomes equal to the first current at a predetermined reference temperature;
When the first current generating circuit and the second current generating circuit are connected to a direct connection point and the temperature changes to one of a higher side and a lower side with respect to the reference temperature, the first current and the second current A third current generating circuit for generating a third current according to the difference between
A fourth current generating circuit for generating a fourth current that increases as the temperature increases;
A fifth current generating circuit connected in series with the fourth current generating circuit and generating a fifth current that is constant regardless of a temperature change and is equal to the fourth current at the reference temperature;
When the fourth current generating circuit and the fifth current generating circuit are connected to a series connection point, and the temperature changes to the other of the higher side and the lower side with respect to the reference temperature, the fourth current and the fifth current A sixth current generating circuit for generating a sixth current according to the difference between
A current output circuit for changing the constant current output from the constant current circuit by the amount of the third current or the sixth current in accordance with a temperature change;
A temperature characteristic correction circuit comprising:
前記温度が前記基準温度に対して高い側または低い側の何れか一方へ変化した場合、前記定電流に前記第3電流を加算し、前記温度が前記基準温度に対して高い側または低い側の他方へ変化した場合、前記定電流に前記第6電流を加算した電流を出力することを特徴とする請求項1に記載の温度特性補正回路。 The current output circuit is
When the temperature changes to either the higher side or the lower side with respect to the reference temperature, the third current is added to the constant current, and the temperature is higher or lower than the reference temperature. The temperature characteristic correction circuit according to claim 1, wherein when the current is changed to the other, a current obtained by adding the sixth current to the constant current is output.
前記温度が前記基準温度に対して高い側または低い側の何れか一方へ変化した場合、前記定電流から前記第3電流を加算し、前記温度が前記基準温度に対して高い側または低い側の他方へ変化した場合、前記定電流から前記第6電流を減算した電流を出力することを特徴とする請求項1に記載の温度特性補正回路。 The current output circuit is
When the temperature changes to either the higher side or the lower side with respect to the reference temperature, the third current is added from the constant current, and the temperature is higher or lower than the reference temperature. 2. The temperature characteristic correction circuit according to claim 1, wherein when the current is changed to the other, a current obtained by subtracting the sixth current from the constant current is output.
前記温度が前記基準温度に対して高い側または低い側の何れか一方へ変化した場合、前記定電流に前記第3電流を加算し、前記温度が前記基準温度に対して高い側または低い側の他方へ変化した場合、前記定電流から前記第6電流を減算した電流を出力することを特徴とする請求項1に記載の温度特性補正回路。 The current output circuit is
When the temperature changes to either the higher side or the lower side with respect to the reference temperature, the third current is added to the constant current, and the temperature is higher or lower than the reference temperature. 2. The temperature characteristic correction circuit according to claim 1, wherein when the current is changed to the other, a current obtained by subtracting the sixth current from the constant current is output.
前記温度が前記基準温度に対して高い側または低い側の何れか一方へ変化した場合、前記定電流から前記第3電流を減算し、前記温度が前記基準温度に対して高い側または低い側の他方へ変化した場合、前記定電流に前記第6電流を加算した電流を出力することを特徴とする請求項1に記載の温度特性補正回路。 The current output circuit is
When the temperature changes to either the higher side or the lower side with respect to the reference temperature, the third current is subtracted from the constant current, and the temperature is higher or lower than the reference temperature. The temperature characteristic correction circuit according to claim 1, wherein when the current is changed to the other, a current obtained by adding the sixth current to the constant current is output.
一方の入力端子に定電圧が印加され、他方の入力端子を前記定電圧と同電圧とすべく出力端子から帰還がかかる演算増幅器の出力電圧に基づいて、それぞれ前記第1電流および前記第5電流を発生することを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の温度特性補正回路。 The first current generating circuit and the fifth current generating circuit are:
A constant voltage is applied to one input terminal, and the first current and the fifth current are each based on the output voltage of an operational amplifier that feeds back from the output terminal so that the other input terminal has the same voltage as the constant voltage. The temperature characteristic correction circuit according to claim 1, wherein:
前記第2電流および前記第4電流は、それぞれ前記第2電流発生回路および前記第4電流発生回路の前記トランジスタを流れる出力電流に従って定まることを特徴とする請求項6に記載の温度特性補正回路。 The second current generation circuit and the fourth current generation circuit are operated by applying the constant voltage, and a forward resistance changes in a negative temperature characteristic, and a load resistance through which an output current of the transistor flows And each has
The temperature characteristic correction circuit according to claim 6, wherein the second current and the fourth current are determined according to an output current flowing through the transistors of the second current generation circuit and the fourth current generation circuit, respectively.
10. The reference temperature when the first current and the second current are equal and the fourth current and the fifth current are equal is variable. 10. Temperature characteristic correction circuit.
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JP2010152566A (en) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Fujitsu Semiconductor Ltd | Current producing circuit, current producing method and electronic device |
JP2011186593A (en) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Renesas Electronics Corp | Current source circuit and semiconductor device |
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