JP2009145070A - 温度センサ回路 - Google Patents
温度センサ回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009145070A JP2009145070A JP2007319764A JP2007319764A JP2009145070A JP 2009145070 A JP2009145070 A JP 2009145070A JP 2007319764 A JP2007319764 A JP 2007319764A JP 2007319764 A JP2007319764 A JP 2007319764A JP 2009145070 A JP2009145070 A JP 2009145070A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bipolar
- temperature sensor
- sensor circuit
- transistor
- differential pair
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- 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
- G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
- G05F3/24—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the field-effect type only
- G05F3/242—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the field-effect type only with compensation for device parameters, e.g. channel width modulation, threshold voltage, processing, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage
- G05F3/245—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the field-effect type only with compensation for device parameters, e.g. channel width modulation, threshold voltage, processing, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage producing a voltage or current as a predetermined function of the temperature
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
- G01K1/02—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
- G01K1/026—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers arrangements for monitoring a plurality of temperatures, e.g. by multiplexing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/01—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using semiconducting elements having PN junctions
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
【課題】低電圧から動作し、温度直線性に優れ、半導体集積回路上に形成して好適とされる温度センサ回路を提供する。
【解決手段】定電流駆動されるエミッタ面積比が1:N(N>1)のバイポーラ差動対(Q1、Q2)を有し、バイポーラ差動対のアクティブロードにはトランジスタサイズ比がK:1(K>1)の2つのMOSトランジスタ(M1、M2)が負荷され、バイポーラ差動対の一方のトランジスタ(Q1)には定電圧(Vref)が印加され、他方のトランジスタ(Q2)はベースとコレクタが共通接続され、前記バイポーラ差動対を構成する2つのトランジスタ(Q1、Q2)のベース間に所望の電圧を出力する。あるいは、前記温度センサ回路が複数個順次従属(カスケード)接続される。
【選択図】図3
【解決手段】定電流駆動されるエミッタ面積比が1:N(N>1)のバイポーラ差動対(Q1、Q2)を有し、バイポーラ差動対のアクティブロードにはトランジスタサイズ比がK:1(K>1)の2つのMOSトランジスタ(M1、M2)が負荷され、バイポーラ差動対の一方のトランジスタ(Q1)には定電圧(Vref)が印加され、他方のトランジスタ(Q2)はベースとコレクタが共通接続され、前記バイポーラ差動対を構成する2つのトランジスタ(Q1、Q2)のベース間に所望の電圧を出力する。あるいは、前記温度センサ回路が複数個順次従属(カスケード)接続される。
【選択図】図3
Description
本発明は、温度センサ回路に関し、低電圧から動作し、温度直線性に優れた、半導体集積回路上に形成して好適とされる温度センサ回路に関する。
この種の温度センサ回路は、図1に示すように、ダイオードの順方向電圧を用いたものが知られている。ダイオードの順方向電圧は、負の温度特性を持ち、その傾きは、−2.2mV/℃とも−1.9mV/℃とも言われている。
ただし、ダイオードの順方向電圧は温度非直線性が大きく、温度センサとしては誤差が大きく成らざるを得ない。それでも、温度Trでのダイオードの順方向電圧は次の(1)式で示される。
ここで、
VTは熱電圧、
Vg0は0Kでのダイオード電圧、
Tは絶対温度(K)、
VD(Tr)は温度Trでのダイオードの順方向電圧、
ηはプロセス依存係数であり、3.6〜4.0の値を取り、
χはID=DTχで表される温度依存係数であり、PTAT(proportional−to−absolute temperature) 電流の場合には1である。
VTは熱電圧、
Vg0は0Kでのダイオード電圧、
Tは絶対温度(K)、
VD(Tr)は温度Trでのダイオードの順方向電圧、
ηはプロセス依存係数であり、3.6〜4.0の値を取り、
χはID=DTχで表される温度依存係数であり、PTAT(proportional−to−absolute temperature) 電流の場合には1である。
また、こうして得られるダイオードの順方向電圧を増幅してある程度大きな信号レベルで扱おうとする場合にも、ダイオードの順方向電圧が0.6V程度と大きな値であり、この値のままで増幅した場合には、電源電圧が所定の値、例えば3Vを超えてしまい、実現が難しくなる。
以下の分析は本発明によって与えられる。
上述した温度センサ回路では、ダイオードの順方向電圧を利用しているために温度非直線性が現れ、精度を高めることが困難であった。あるいは、ある程度大きな信号レベルで扱おうとする場合にも、ダイオードの順方向電圧が0.6V程度と大きな値であり、この値を増幅した場合には電源電圧が高くなって実現できなかった。すなわち、以下のような問題点を有している。
第1の問題点は、精度を高めることができない、ということである。その理由は、ダイオードの順方向電圧に温度非直線性が現れるからである。
第2の問題点は、増幅することができないということである。その理由は、ダイオードの順方向電圧が0.6V程度と大きな値であり、電源電圧が制約していたからである。
したがって、本発明の目的は、低電圧から動作し、温度直線性に優れ、半導体集積回路上に形成して好適とされる温度センサ回路を提供するものである。
本発明の温度センサ回路は、定電流駆動されるエミッタ面積比が1:N(N>1)のバイポーラ差動対を有し、前記バイポーラ差動対のアクティブロードにはトランジスタサイズ比がK:1(K>1)の2つのトランジスタが負荷され、前記バイポーラ差動対の一方のトランジスタには定電圧が印加され、他方のトランジスタはベースとコレクタが共通接続され、前記バイポーラ差動対を構成する2つのトランジスタのベース間に所望の電圧を出力する。
本発明においては、前記温度センサ回路が複数個順次従属(カスケード)接続してもよい。
あるいは、本発明においては、温度センサ回路の出力電圧を増幅する手段を有する。
本発明において、温度センサ回路の出力電圧を増幅する手段が、定電流駆動されるエミッタ面積比が1:N(N>1)のバイポーラ差動対を有し、前記バイポーラ差動対のアクティブロードにはトランジスタサイズ比がK:1(K>1)の2つのトランジスタが負荷される構成を有する差動増幅器を備えた構成としてもよい。
本発明において、温度センサ回路の出力電圧を増幅する手段が、定電流駆動されるエミッタ面積比が1:N(N>1)のバイポーラ差動対を有し、前記バイポーラ差動対のアクティブロードにはトランジスタサイズ比がK:1(K>1)の2つのトランジスタが負荷される構成を有する差動増幅器を備えた構成としてもよい。
本発明において、前記バイポーラ差動対の能動負荷として接続される、トランジスタサイズ比がK:1(K>1)の前記2つのトランジスタは、カレントミラーを構成し、トランジスタサイズが大きな方は、前記バイポーラ差動対の2つのバイポーラトランジスタのうちエミッタ面積が小さな方に接続され、トランジスタサイズが小さな方が、前記バイポーラ差動対の2つのバイポーラトランジスタのうちエミッタ面積が大きな方に接続される構成としてもよい。
本発明において、前記差動増幅器の前記バイポーラ差動対の能動負荷として接続される、トランジスタサイズ比がK:1(K>1)の前記2つのトランジスタは、カレントミラーを構成し、トランジスタサイズが大きな方は、前記差動増幅器の前記バイポーラ差動対の2つのバイポーラトランジスタのうちエミッタ面積が小さな方に接続され、前記差動増幅器の前記バイポーラ差動対の2つのバイポーラトランジスタのうちトランジスタサイズが小さな方が、エミッタ面積が大きな方に接続される構成としてもよい。
本発明において、前記従属(カスケード)接続される複数の前記温度センサ回路のうち、初段の温度センサ回路において、前記バイポーラ差動対の一方のバイポーラトランジスタのベースには、前記所定の定電圧が印加され、2段目以降の温度センサ回路において、前記バイポーラ差動対の一方のバイポーラトランジスタのベースには、前段の温度センサ回路からの出力電圧が印加され、最終段より前の段の温度センサ回路において、前記バイポーラ差動対の他方のバイポーラトランジスタのベースとコレクタの接続点からの出力電圧は次段の温度センサ回路に供給され、最終段の温度センサ回路において、前記バイポーラ差動対の他方のバイポーラトランジスタのベースとコレクタの接続点からの出力電圧が、前記従属(カスケード)接続される複数段の前記温度センサ回路の出力電圧とされる。
本発明によれば、熱電圧を利用しているため、温度直線性に優れている。
本発明によれば、所望の電圧が差動電圧で得られるため、信号の増幅を容易化している。
本発明によれば、所望の電圧が差動回路上に差動電圧で得られるため、低電圧化し易い。
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図2は、本願請求項1に記載された温度センサ回路の一実施例の回路構成を示す図である。図2を参照すると、一端が電源VDDに接続された定電流源I0の他端に、共通接続されたエミッタが接続されたバイポーラ差動対(pnpバイポーラトランジスタ)(Q1、Q2)と、差動対トランジスタ(Q1、Q2)のコレクタに接続され、カレントミラーを構成するNチャネルMOSトランジスタ(M1、M2)を備えている。バイポーラトランジスタQ1のベースには基準電圧(定電圧)Vrefが印加され、バイポーラトランジスタQ2のコレクタとベースは接続され出力電圧Voutが出力される。
バイポーラトランジスタQ1、Q2は、エミッタ面積比が1:N(N>1)の不整合差動対であり、定電流I0で駆動される。MOSトランジスタM1のドレインとゲートが接続され、トランジスタQ1のコレクタに接続され、ソースはGNDに接続され、MOSトランジスタM2のドレインはトランジスタQ2のコレクタに接続され、ゲートはMOSトランジスタM1のゲートに接続され、ソースはGNDに接続されている。
バイポーラトランジスタQ1、Q2からなる不整合差動対は、トランジスタサイズ比(例えばW/L比;Wはゲート幅、Lはゲート長)がK:1(K>1)の2つのトランジスタからなるアクティブロード(能動負荷)が接続されており、バイポーラトランジスタQ1、Q2に流れる電流(コレクタ電流)はK:1に固定される。なお、共通エミッタが定電流源に接続され、エミッタ面積比がm:1のトランジスタ(Q1、Q2)のバイポーラ差動対と、バイポーラ差動対の能動負荷をなすカレントミラーとしてエミッタ面積比が1:nのトランジスタ(Q3、Q4)を備えた差増増幅回路として例えば特許文献1が参照される。
バイポーラトランジスタQ1、Q2からなる不整合差動対に生じる入力オフセット電圧は、
VOS=Vref−Vout=VTln(KN) ・・・(2)
と表される。
VOS=Vref−Vout=VTln(KN) ・・・(2)
と表される。
なお、(2)式の導出は以下の通りである。図2において、バイポーラトランジスタQ1、Q2のコレクタ電流I1、I2はそれぞれ式(4)、(5)で表される。
I1=ISexp(VBE1/VT) ・・・(4)
I2=NISexp(VBE2/VT) ・・・(5)
I2=NISexp(VBE2/VT) ・・・(5)
ただし、ISは逆方向コレクタ飽和電流であり、VBE1、VBE2はトランジスタQ1、Q2のベース・エミッタ間電圧である。
I1、I2はそれぞれカレントミラー回路(M1、M2)の入力電流、出力電流とされ、次の関係(6)を満たす。
I1=KI2 ・・・(6)
図2に示すように、
VBE1=Vref ・・・(7)
VBE2=Vout ・・・(8)
である。
VBE1=Vref ・・・(7)
VBE2=Vout ・・・(8)
である。
したがって、
VOS=Vref−Vout
=VTln(I1/IS)−VTln(I2/(NIS))
=VTln(NI1/I2))
=VTln(NK)
VOS=Vref−Vout
=VTln(I1/IS)−VTln(I2/(NIS))
=VTln(NI1/I2))
=VTln(NK)
熱電圧VTは絶対温度に比例する電圧(VPTAT)である。すなわち、得られる電圧((2)式のVOS)の温度直線性は全くのところ直線である。
例えばN=12、K=12とすれば、
ln(KN)=4.9698133(≒5)
となる。
ln(KN)=4.9698133(≒5)
となる。
熱電圧VTは27℃(300.15K)で25.85562mVと求められる。
したがって、N=12、K=12とすれば、27℃(300.15K)での入力オフセット電圧は、128.4976mVとなり、温度傾きは0.4281113mV/℃である。
この温度傾きは、ダイオード単体の温度傾き−2.2mV/℃に対して、絶対値でおよそ1/5程度になっている。
あるいは、N=120、K=120とすれば、27℃(300.15K)での入力オフセット電圧は、247.56713mVとなり、温度傾きは0.824811376mV/℃である。
この温度傾きは、ダイオード単体の温度傾き−2.2mV/℃に対して、絶対値でおよそ1/2.67になっている。
また、電源電圧に関しても、温度に比例する電圧が差動電圧として得られるために、1.5V程度で動作させることができる。
図3は、請求項2に記載された温度センサ回路の一例を示す回路である。図3に示すように、図2に示した温度センサ回路を複数個、順次従属(カスケード)接続して構成されている。
上述したように、温度センサ回路からの出力電圧の温度傾きは、KとNの積KNの対数値ln(KN)で効くために、ダイオード単体の温度傾きよりも小さくなる。
したがって、図2に示す温度センサ回路を従属(カスケード)接続する方が、チップの面積効率が良くなる。
たとえば、N=12、K=12とした温度センサ回路を2個従属(カスケード)接続すると、27℃(300.15K)での入力オフセット電圧は加算されて2倍となることから、256.9952mVとなり、温度傾きも2倍となって、0.9642226mV/℃となる。
この場合に得られる温度傾きは、上述したN=120、K=120の場合の温度センサ回路で得られる温度傾きの値よりも大きな値となっている。
ちなみに、N=12、K=12とした温度センサ回路には、13個の単位バイポーラトランジスタと13個の単位MOSトランジスタが含まれ、N=12、K=12とした温度センサ回路2個では、26個の単位バイポーラトランジスタと26個の単位MOSトランジスタが含まれる。
一方、N=120、K=120とした温度センサ回路には、121個の単位バイポーラトランジスタと121個の単位MOSトランジスタが含まれる。
すなわち、N=12、K=12とした温度センサ回路に対し、N=120、K=120とした温度センサ回路には、、9.3倍の単位バイポーラトランジスタと、9.3倍の単位MOSトランジスタが含まれている。
N=12、K=12とした温度センサ回路2個に対しては、N=120、K=120とした温度センサ回路には、4.65倍の単位バイポーラトランジスタと4.65倍の単位MOSトランジスタが含まれている。したがって、この場合には、チップの面積効率では4倍余りの効果が現れよう。
あるいは、N=12、K=12とした温度センサ回路5個では、65個の単位バイポーラトランジスタと65個の単位MOSトランジスタが含まれる。
この温度センサ回路を、5個従属(カスケード)接続した場合に、27℃(300.15K)での入力オフセット電圧は加算されて5倍となるから、642.488mVとなり、温度傾きも5倍となって2.1405565mV/℃となる。この値は、ほぼダイオード単体の順方向電圧とその温度傾き(ただし、符号が逆であるが)に相当している。
参考までに付け加えると、N=1、K=1の場合には、良く知られた整合差動対となり、ユニティゲインを持つバッファアンプの機能を持つ。この場合、差動対の意図しない入力オフセット電圧は、+、−にバラツキ、その分布は正規分布になることが知られている。
バイポーラ整合差動対における意図しない入力オフセット電圧は±1mV以内に収められ、本願のように、不整合差動対を用いて意図した+側、あるいは−側に、100数10mVの意図した入力オフセット電圧を生じされる場合には、整合差動対の場合に起因する入力オフセット電圧を生じさせる要因が寄与する、意図しない入力オフセット電圧分は1%以下になるものと期待され、およそ無視できる値である。
図4は、本願請求項4に記載された温度センサ回路の一実例を示す回路である。本実施例においては、1個あるいは、複数個の従属(カスケード)接続された温度センサ回路1の所定の出力電圧を、差動増幅器(反転増幅器)2を用いて増幅している。
差動増幅器2は、一端が電源VDDに接続された定電流源4の他端に共通接続されたエミッタが接続されたバイポーラ差動対(pnp型バイポーラトランジスタ差動対)Q11、Q12と、バイポーラ差動対Q11、Q12のコレクタに接続され、カレントミラーを構成するNチャネルMOSトランジスタM11、M12と、ソースがGNDに接続されゲートがMOSトランジスタのM12のドレインに接続され、ドレインが出力端子6に接続されたNMOSトランジスタM13と、出力端子6と電源VDD間に接続された定電流源5と、を備え、出力端子6とバイポーラトランジスタQ11のベース間には抵抗R13(帰還抵抗)が接続され、バイポーラトランジスタQ11のベースは、温度センサ回路1の出力端子3に抵抗R12を介して接続されている。差動増幅器2の出力端子6とMOSトランジスタのM12のドレイン間には、抵抗R11と容量C11(位相補償容量)が直列に接続されている。バイポーラトランジスタQ12のベースは基準電圧Vrefに接続されている。バイポーラトランジスタQ11とバイポーラトランジスタQ12のエミッタの面積比はN1:1とされ、カレントミラー回路を構成するNチャネルMOSトランジスタM11、M12のトランジスタサイズ比(W/L比)は、1:K1とされている。温度センサ回路1は、図2に示した構成とされ、バイポーラトランジスタQ1のベースには基準電圧Vrefが印加され、バイポーラトランジスタQ2のコレクタとベースの接続ノード(温度センサ回路1の出力端子3)から電圧が出力される。この差動増幅器2はゲイン=−R13/R12で電圧増幅する反転増幅器である。
温度センサ回路1で得られる信号レベルが低い場合には、アンプで増幅することは通常行われる常套手段である。ここで、アンプは整合差動対で構成されるものではなく、図4に示したように、不整合差動対(Q11、Q12)で構成される差動増幅器2に変更することで、意図した入力オフセット電圧を付加することができ、この種の温度センサ回路においては、アンプの電圧利得(ゲイン)をその分だけ小さくすることができる。
不整合差動対(Q11、Q12)で構成される差動増幅器2においては、単に、意図した入力オフセット電圧が(例えば(2)式のVOS)付加されるだけであるから、意図しない入力オフセット電圧が付加されても、その値は無視できる程度である。
温度センサ回路をn段従属接続し、n段目の温度センサ回路の出力を不整合差動対(Q11、Q12)で構成される差動増幅器(図4の2)で増幅すると、差動増幅器(図4の2)の出力電圧は
Vget=(VOS1+VOS2+・・・+VOSn)×G+VOSAMP・・・(9)
と表される。
Vget=(VOS1+VOS2+・・・+VOSn)×G+VOSAMP・・・(9)
と表される。
ここで、VOS1、・・・、VOSnは各温度センサ回路の出力電圧である。
VOSAMPは不整合差動対(Q11、Q12)で構成される差動増幅器2に生じる入力オフセット電圧である。
ただし、差動増幅器の電圧利得Gは、反転増幅器に構成されているから、
G=−R13/R12 ・・・(10)
である。
G=−R13/R12 ・・・(10)
である。
簡単のために、
VOS1=・・・=VOSn=−VOSAMP=VOS ・・・(11)
に設定すると、
Vget=−VOS×(nG+1) ・・・(12)
となる。ここでは、差動増幅器2の入力差動対(不整合差動対)(Q11、Q12)に生じる入力オフセット電圧(VOSAMP)が前段の温度センサ回路1に生じるオフセット(VOS1、・・・VOSn)と符号が異なるように変更してある。
VOS1=・・・=VOSn=−VOSAMP=VOS ・・・(11)
に設定すると、
Vget=−VOS×(nG+1) ・・・(12)
となる。ここでは、差動増幅器2の入力差動対(不整合差動対)(Q11、Q12)に生じる入力オフセット電圧(VOSAMP)が前段の温度センサ回路1に生じるオフセット(VOS1、・・・VOSn)と符号が異なるように変更してある。
温度センサ回路をn段従属(カスケード)接続することと電圧利得|G|が等価であることがわかる。すなわち、従属(カスケード)接続される温度センサ回路の個数nと、電圧利得Gの値を適宜設定することで、所望の電圧を得ることができ、チップ面積を最適化することが可能となる。また、アンプを不整合差動対で構成される差動増幅器に変更することでアンプの電圧利得Gをその分だけ小さくすることができる。
また、電源電圧に関しても、温度に比例する電圧が差動電圧として得られるために、1.5V程度で動作させることができる。
本発明は、例えば半導体チップ上に集積化され、各種LSIチップの温度管理として利用可能である。
なお、図2乃至図4を参照して説明した温度センサ回路あるいは差動増幅器において、バイポーラ差動対(pnp型トランジスタQ1、Q2)、バイポーラ差動対の能動負荷をなすカレントミラー(NチャネルMOSトランジスタM1、M2)等は、図2乃至図4に示したものと逆極性としてしてもよい。
なお、上記の特許文献1の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
1 温度センサ回路
2 差動増幅器
3 温度センサ回路出力端子
4、5 定電流源
6 差動増幅器出力端子
D1 ダイオード
Q2、Q11、Q12、Q21、Q22、・・・、Qn1、Qn2 バイポーラトランジスタ
M1、M2、M11、M12、M13 MOSトランジスタ、
R11、R12、R13 抵抗
C11 容量、
I0、I01、I02、・・・、I0n 定電流源、
2 差動増幅器
3 温度センサ回路出力端子
4、5 定電流源
6 差動増幅器出力端子
D1 ダイオード
Q2、Q11、Q12、Q21、Q22、・・・、Qn1、Qn2 バイポーラトランジスタ
M1、M2、M11、M12、M13 MOSトランジスタ、
R11、R12、R13 抵抗
C11 容量、
I0、I01、I02、・・・、I0n 定電流源、
Claims (11)
- 定電流駆動される、エミッタ面積比が1:N(N>1)の2つのバイポーラトランジスタよりなるバイポーラ差動対と、
前記バイポーラ差動対の能動負荷として接続される、トランジスタサイズ比がK:1(K>1)の2つのトランジスタと、
を備え、
前記バイポーラ差動対の一方のバイポーラトランジスタのベースには所定の電圧が印加され、他方のバイポーラトランジスタはベースとコレクタが共通接続され、
前記バイポーラ差動対を構成する2つのバイポーラトランジスタのベース間に出力電圧が出力される、ことを特徴とする温度センサ回路。 - 請求項1に記載の前記温度センサ回路が、複数個順次従属(カスケード)接続される、ことを特徴とする温度センサ回路。
- 請求項1又は2記載の温度センサ回路において、前記温度センサ回路の出力電圧を増幅する手段を有する、ことを特徴とする温度センサ回路。
- 前記温度センサ回路の出力電圧を増幅する手段が、
定電流駆動される、エミッタ面積比が1:N(N>1)のバイポーラ差動対と、
前記バイポーラ差動対の能動負荷として接続される、トランジスタサイズ比がK:1(K>1)の2つのトランジスタと、
を備えた差動増幅器を含む、ことを特徴とする請求項3記載の温度センサ回路。 - 前記バイポーラ差動対の能動負荷として接続される、トランジスタサイズ比がK:1(K>1)の前記2つのトランジスタは、カレントミラーを構成し、トランジスタサイズが大きな方は、前記バイポーラ差動対の2つのバイポーラトランジスタのうちエミッタ面積が小さな方に接続され、トランジスタサイズが小さな方が、前記バイポーラ差動対の2つのバイポーラトランジスタのうちエミッタ面積が大きな方に接続される、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一に記載の温度センサ回路。
- 前記差動増幅器の前記バイポーラ差動対の能動負荷として接続される、トランジスタサイズ比がK:1(K>1)の前記2つのトランジスタは、カレントミラーを構成し、トランジスタサイズが大きな方は、前記差動増幅器の前記バイポーラ差動対の2つのバイポーラトランジスタのうちエミッタ面積が小さな方に接続され、前記差動増幅器の前記バイポーラ差動対の2つのバイポーラトランジスタのうちトランジスタサイズが小さな方が、エミッタ面積が大きな方に接続される、ことを特徴とする請求項4記載の温度センサ回路。
- 前記従属(カスケード)接続される複数の前記温度センサ回路のうち、
初段の温度センサ回路において、前記バイポーラ差動対の一方のバイポーラトランジスタのベースには、前記所定の定電圧が印加され、
2段目以降の温度センサ回路において、前記バイポーラ差動対の一方のバイポーラトランジスタのベースには、前段の温度センサ回路からの出力電圧が印加され、
最終段より前の段の温度センサ回路において、前記バイポーラ差動対の他方のバイポーラトランジスタのベースとコレクタの接続点からの出力電圧は次段の温度センサ回路に供給され、
最終段の温度センサ回路において、前記バイポーラ差動対の他方のバイポーラトランジスタのベースとコレクタの接続点からの出力電圧が、前記従属(カスケード)接続される複数段の前記温度センサ回路の出力電圧とされる、ことを特徴とする請求項4記載の温度センサ回路。 - 前記順次従属(カスケード)接続される複数段の前記温度センサ回路のうち前記最終段の温度センサ回路の出力電圧を増幅する手段を有する、ことを特徴とする請求項7記載の温度センサ回路。
- 前記温度センサ回路の出力電圧を増幅する手段が、
定電流駆動される、エミッタ面積比が1:N(N>1)のバイポーラ差動対と、
前記バイポーラ差動対の能動負荷として接続される、トランジスタサイズ比がK:1(K>1)の2つのトランジスタと、
を備えた差動増幅器を含む、ことを特徴とする請求項8記載の温度センサ回路。 - 一端が第1の電源に接続された第1の電流源と、
共通接続されたエミッタが前記第1の電流源の他端に接続され、エミッタ面積比が1:N0(N0>1)の第1及び第2のバイポーラトランジスタと、
ソースが第2の電源に接続され、ドレインが前記第1及び第2のバイポーラトランジスタのコレクタにそれぞれ接続され、トランジスタサイズ比がK0:1(K0>1)の第1及び第2のMOSトランジスタと、
を備え、
前記第1のバイポーラトランジスタのベースは、前記所定の電圧を供給する端子に接続され、
前記第2のバイポーラトランジスタのコレクタとベースは接続され該接続点より出力電圧が取り出され、
前記第1のMOSトランジスタのドレインとゲートが接続されて前記第2のMOSトランジスタのゲートに接続されている、ことを特徴とする温度センサ回路。 - 請求項10記載の前記温度センサ回路の出力電圧を増幅する差動増幅器を備え、
前記差動増幅器が、
一端が前記第1の電源に接続された第3の電流源と、
共通接続されたエミッタが前記第2の電流源の他端に接続され、エミッタ面積比がN1:1(N1>1)の第3及び第4のバイポーラトランジスタと、
ソースが前記第2の電源に接続され、ドレインが前記第3及び第4のバイポーラトランジスタのコレクタにそれぞれ接続され、トランジスタサイズ比が1:K1(K1>1)の第3及び第4のMOSトランジスタと、
を備え、
前記第3のMOSトランジスタのドレインとゲートが接続されて前記第4のMOSトランジスタのゲートに接続され、
さらに、
前記第4のバイポーラトランジスタのコレクタと前記第4のMOSトランジスタのドレインの接続点の電圧を受け出力端子を駆動する出力トランジスタと、
前記第1の電源と前記出力端子間に接続された第3の電流源と、
を備え、
前記第3のバイポーラトランジスタのベースは、前記温度センサ回路の出力に第1の抵抗を介して接続され、
前記第4のバイポーラトランジスタのベースには、前記温度センサ回路の前記第1のバイポーラトランジスタのベースに供給される所定の電圧が印加され、
前記出力端子と前記第3のバイポーラトランジスタのベース間に第2の抵抗が接続されてなる、ことを特徴とする温度センサ回路。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007319764A JP2009145070A (ja) | 2007-12-11 | 2007-12-11 | 温度センサ回路 |
US12/330,297 US20090146725A1 (en) | 2007-12-11 | 2008-12-08 | Temperature sensor circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007319764A JP2009145070A (ja) | 2007-12-11 | 2007-12-11 | 温度センサ回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009145070A true JP2009145070A (ja) | 2009-07-02 |
Family
ID=40720990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007319764A Pending JP2009145070A (ja) | 2007-12-11 | 2007-12-11 | 温度センサ回路 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20090146725A1 (ja) |
JP (1) | JP2009145070A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023089909A1 (ja) * | 2021-11-16 | 2023-05-25 | アオイ電子株式会社 | 半導体装置および配線基板 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7405552B2 (en) | 2006-01-04 | 2008-07-29 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor temperature sensor with high sensitivity |
US8783949B2 (en) * | 2009-11-17 | 2014-07-22 | Atmel Corporation | Self-calibrating, wide-range temperature sensor |
US8378735B2 (en) * | 2010-11-29 | 2013-02-19 | Freescale Semiconductor, Inc. | Die temperature sensor circuit |
US8864377B2 (en) * | 2012-03-09 | 2014-10-21 | Hong Kong Applied Science & Technology Research Institute Company Limited | CMOS temperature sensor with sensitivity set by current-mirror and resistor ratios without limiting DC bias |
KR102025722B1 (ko) | 2012-05-02 | 2019-09-26 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 온도 센서 회로, 및 온도 센서 회로를 사용한 반도체 장치 |
US9240775B2 (en) * | 2013-03-12 | 2016-01-19 | Intel Deutschland Gmbh | Circuit arrangements |
EP3951551B1 (en) * | 2020-08-07 | 2023-02-22 | Scalinx | Voltage regulator and method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5995713A (ja) * | 1982-11-25 | 1984-06-01 | Sony Corp | ボルテ−ジフォロア |
JPS61169920A (ja) * | 1985-01-17 | 1986-07-31 | サートル・エレクトロニク・オルロジユール・ソシエテ・アノニム | 基準電圧源装置 |
JP2666843B2 (ja) * | 1987-09-17 | 1997-10-22 | 日本電気株式会社 | 差動増幅回路 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR910007657B1 (ko) * | 1989-05-23 | 1991-09-30 | 삼성전자 주식회사 | 반도체 온도검출회로 |
JP2749925B2 (ja) * | 1990-01-09 | 1998-05-13 | 株式会社リコー | Ic温度センサ |
CA2066929C (en) * | 1991-08-09 | 1996-10-01 | Katsuji Kimura | Temperature sensor circuit and constant-current circuit |
US5923208A (en) * | 1996-09-12 | 1999-07-13 | Telecom Semiconductor, Inc. | Low voltage temperature-to-voltage converter |
-
2007
- 2007-12-11 JP JP2007319764A patent/JP2009145070A/ja active Pending
-
2008
- 2008-12-08 US US12/330,297 patent/US20090146725A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5995713A (ja) * | 1982-11-25 | 1984-06-01 | Sony Corp | ボルテ−ジフォロア |
JPS61169920A (ja) * | 1985-01-17 | 1986-07-31 | サートル・エレクトロニク・オルロジユール・ソシエテ・アノニム | 基準電圧源装置 |
JP2666843B2 (ja) * | 1987-09-17 | 1997-10-22 | 日本電気株式会社 | 差動増幅回路 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023089909A1 (ja) * | 2021-11-16 | 2023-05-25 | アオイ電子株式会社 | 半導体装置および配線基板 |
JP7386217B2 (ja) | 2021-11-16 | 2023-11-24 | アオイ電子株式会社 | 半導体装置および配線基板 |
KR20240032967A (ko) | 2021-11-16 | 2024-03-12 | 아오이 전자 주식회사 | 반도체 장치 및 배선 기판 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20090146725A1 (en) | 2009-06-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009145070A (ja) | 温度センサ回路 | |
TWI271608B (en) | A low offset bandgap voltage reference | |
JP3586073B2 (ja) | 基準電圧発生回路 | |
US7880533B2 (en) | Bandgap voltage reference circuit | |
JP2008108009A (ja) | 基準電圧発生回路 | |
US20090243711A1 (en) | Bias current generator | |
JP2007299294A (ja) | 基準電圧発生回路 | |
JP2007049233A (ja) | 定電流回路 | |
TWI321900B (en) | Differential amplifier and semiconductor circuit | |
US20060208761A1 (en) | Semiconductor circuit | |
JP2004146576A (ja) | 半導体温度測定回路 | |
JP6582594B2 (ja) | 演算増幅回路 | |
JP2005182113A (ja) | 基準電圧発生回路 | |
JP2002091590A (ja) | 基準電圧発生回路及び電源装置 | |
JP2011017641A (ja) | 温度検出方法および温度センサ | |
TW200848975A (en) | Current generator | |
JP3322553B2 (ja) | 温度検出回路およびその試験方法 | |
JP4315724B2 (ja) | バンドギャップ型基準電圧回路のスタートアップ回路 | |
JP4314669B2 (ja) | バンドギャップリファレンス回路 | |
JP2004185426A (ja) | 定電圧発生回路 | |
JP2006031246A (ja) | 基準電流発生回路 | |
JP6716918B2 (ja) | 半導体集積回路 | |
JP4445916B2 (ja) | バンドギャップ回路 | |
JP2006059001A (ja) | 基準電圧発生回路 | |
JP2013036910A (ja) | 温度検出回路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100812 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120302 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120306 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120703 |