JP2012163356A

JP2012163356A - 温度検出回路

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Publication number: JP2012163356A
Application number: JP2011021761A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Murashima; 憲行村嶋
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2011-02-03
Filing date: 2011-02-03
Publication date: 2012-08-30
Anticipated expiration: 2031-02-03
Also published as: JP5729544B2

Abstract

【課題】従来よりも小さな消費電力と回路サイズでデジタルの温度情報を生成可能な温度検出回路を提供すること。
【解決手段】温度検出回路１は、抵抗部１０と、電圧選択部２０と、電圧比較部３０と、温度情報コード生成部４０と、を含む。抵抗部１０は、２つの電源間に抵抗値の温度特性が異なる少なくとも２種類の抵抗を含む複数の抵抗１２が直列に接続されている。電圧選択部２０は、抵抗部１０の複数の接続点の電圧１４−１〜１４−ｎが入力され、選択信号４４に応じて複数の接続点の電圧１４−１〜１４−ｎから１の電圧を選択する。電圧比較部３０は、電圧選択部２０が選択する電圧２２を基準電圧３４と比較する。温度情報コード生成部４０は、電圧比較部３０の比較結果３２に応じて、電圧選択部２０が選択する電圧２２が基準電圧３４に近づくように選択信号４４を逐次的に変更し、選択信号４４に基づいて温度情報を表すデジタルコード４２を生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、温度検出回路に関する。

従来より、温度センサーとマイクロコンピューターを内蔵し、温度センサーが出力する温度情報を用いて、マイクロコンピューターが各種データの温度補償を行う装置やシステムが知られている。温度センサーの多くは、ＰＮ接合のバンドギャップの温度特性と抵抗の温度特性を利用して温度情報を含むアナログ電圧を生成する。一方、マイクロコンピューターはデジタル処理を行うため、デジタル値の温度情報が必要となる。そのため、アナログの温度情報をＡＤ変換回路でデジタル値に変換してからマイクロコンピューターに入力したり、ＡＤ変換回路が内蔵されたマイクロコンピューターが用いられる。あるいは、ＡＤ変換回路を内蔵したデジタル出力の温度センサーが用いられる場合もある（特許文献１）。

特表２００８−５１３７６６号公報

しかしながら、従来のデジタル出力の温度センサーは、バンドギャップリファレンス回路やＡＤＣ回路を必要とするため、消費電流が大きく回路サイズも大きくなるという問題がある。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、従来よりも小さな消費電力と回路サイズでデジタルの温度情報を生成可能な温度検出回路を提供することができる。

（１）本発明は、２つの電源間に抵抗値の温度特性が異なる少なくとも２種類の抵抗を含む複数の抵抗が直列に接続された抵抗部と、前記抵抗部の複数の接続点の電圧が入力され、選択信号に応じて前記複数の接続点の電圧から１の電圧を選択する電圧選択部と、前記電圧選択部が選択する電圧を一定の基準電圧と比較する電圧比較部と、前記電圧比較部の比較結果に応じて、前記電圧選択部が選択する電圧が前記基準電圧に近づくように前記選択信号を逐次的に変更し、前記選択信号に基づいて温度情報を表すデジタルコードを生成する温度情報コード生成部と、を含む、温度検出回路である。

本発明の温度検出回路では、抵抗部には温度特性が異なる少なくとも２種類の抵抗が含まれるので、２つの電源間を抵抗分圧して得られる各接続点の電圧は温度に応じて変化する。そして、温度情報コード生成部により、電圧選択部が最終的に選択する電圧は一定の基準電圧により近い接続点の電圧になるので、この電圧を選択する選択信号は温度情報を含んでおり、簡易な回路によりこの選択信号からデジタルの温度情報を生成することができる。すなわち、本発明の温度検出回路によれば、バンドギャップリファレンス回路やＡＤ変換回路が不要であり、抵抗部の各抵抗の抵抗値を適切に選択することで従来よりも小さな消費電力と回路サイズにすることができる。

（２）この温度検出回路において、前記抵抗部は、前記複数の抵抗の少なくとも１つは温度が高いほど抵抗値が高くなる正の温度特性を有する抵抗であり、前記複数の抵抗の他の少なくとも１つは温度が高いほど抵抗値が低くなる負の温度特性を有する抵抗であるようにしてもよい。

このようにすれば、抵抗部に含まれる少なくとも２つの抵抗に関して温度変化に対する抵抗値の変化の方向が逆向きになるので、温度変化に対する抵抗部の各接続点の電圧の変化量をより大きくすることができる。これにより、温度検出感度を向上させることができる。

（３）この温度検出回路において、前記抵抗部は、前記複数の抵抗の少なくとも１つをバイパスするための第１のスイッチを含むようにしてもよい。

このようにすれば、第１のスイッチのオン／オフにより、抵抗部の全体抵抗値が変わるので、２つの電源間を抵抗分圧して得られる各接続点の電圧を変更することができる。これにより、温度情報のオフセットをある程度補正することができる。

（４）この温度検出回路において、前記抵抗部は、前記複数の抵抗の少なくとも１つを、抵抗値の温度特性が異なる他の抵抗に切り替えるための第２のスイッチを含むようにしてもよい。

このようにすれば、第２のスイッチを切り替えることにより、温度変化に対する抵抗部の各接続点の電圧の変化量が変わるので、温度情報の変化率（傾き）、すなわち温度検出感度を調整することができる。

（５）この温度検出回路は、所与の補正ビット情報に基づいて、前記温度情報コード生成部が生成する前記デジタルコードを補正する温度情報コード補正部をさらに含むようにしてもよい。

このようにすれば、温度情報のオフセットを正確に補正することができる。

第１実施形態の温度検出回路の機能ブロック図。第１実施形態の温度検出回路の構成例を示す図。第１実施形態のビット調整回路の構成例を示す図。デコーダーの真理値表の一例を示す図。マルチプレクサーの真理値表の一例を示す図。逐次比較回路の動作の一例を示すフローチャート図。温度検出動作のタイミングチャートの一例を示す図。第２実施形態の温度検出回路の機能ブロック図。第２実施形態の温度検出回路の構成例を示す図。第２実施形態のビット調整回路の構成例を示す図。温度検出回路の出力コードの温度特性の一例を示す図。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１．第１実施形態
図１は、第１実施形態の温度検出回路の機能ブロック図である。本実施形態の温度検出回路１は、抵抗部１０、電圧選択部２０、電圧比較部３０、温度情報コード生成部４０、温度情報コード補正部５０を含む。なお、本実施形態の温度検出回路１は、これらの一部の構成（要素）を省略した構成としてもよい。

抵抗部１０は、２つの電源間に抵抗値の温度特性が異なる少なくとも２種類の抵抗を含む複数の抵抗１２が直列に接続されている。例えば、抵抗部１０は、複数の抵抗１２の少なくとも１つは温度が高いほど抵抗値が高くなる正の温度特性を有する抵抗であり、複数の抵抗１２の他の少なくとも１つは温度が高いほど抵抗値が低くなる負の温度特性を有する抵抗である。

前記抵抗部１０は、複数の抵抗１２の少なくとも１つをバイパスするための第１のスイッチ１５を含むようにしてもよい。第１のスイッチ１５は、１つでもよいし複数でもよい。

電圧選択部２０は、抵抗部１０の複数の接続点の電圧１４−１〜１４−ｎが入力され、選択信号４４に応じて複数の接続点の電圧１４−１〜１４−ｎから１の電圧を選択する処理を行う。

電圧比較部３０は、電圧選択部２０が選択する電圧２２を温度に依存せずに一定の基準電圧３４と比較する処理を行う。

温度情報コード生成部４０は、電圧比較部３０の比較結果３２に応じて、電圧選択部２０が選択する電圧２２が基準電圧３４に近づくように選択信号４４を逐次的に変更し、選択信号４４に基づいて温度情報を表すデジタルコード４２を生成する処理を行う。

温度情報コード補正部５０は、所与の補正ビット情報５４に基づいて、温度情報コード生成部４０が生成するデジタルコード４２を補正してデジタルコード５２を生成する処理を行う。

図２は、第１実施形態の温度検出回路の構成例を示す図である。図２に示すように、第１実施形態の温度検出回路１は、ビット調整回路１１０、６４個の抵抗１２０−０〜１２０−６３（図１の抵抗１２の一例）、抵抗１２２（図１の抵抗１２の一例）、マルチプレクサー２００（図１の電圧選択部２０の一例）、コンパレーター３００（図１の電圧比較部３０の一例）、基準電圧生成回路３１０、逐次比較回路４００（図１の温度情報コード生成部４０の一例）、デジタル調整回路５００（図１の温度情報コード補正部５０の一例）を含む。なお、本実施形態の温度検出回路１は、これらの一部の構成（要素）を省略した構成としてもよい。

図３に、ビット調整回路１１０の構成例を示す。本実施形態のビット調整回路１１０は、電源電圧ＶＤＤと抵抗１２０−０（図２参照）の間に直列に接続された１５個の抵抗１１２−１〜１１２−１５（図１の抵抗１２の一例）、１５個のスイッチ１１４−１〜１１４−１５（図１の第１のスイッチ１５の一例）、デコーダー１１６を含む。抵抗１１２−１〜１１２−１５は、電源電圧ＶＤＤと抵抗１２０−０（図２参照）の間に直列に接続されており、スイッチ１１４−１〜１１４−１５は、それぞれ、抵抗１１２−１〜１１２−１５と並列に接続されている。本実施形態では、抵抗１１２−１〜１１２−１５は、温度が高いほど抵抗値が低くなる負の温度特性を有する抵抗であり、例えばポリ抵抗で実現される。

デコーダー１１６は、外部から供給される４ビットの調整コードＣＡＬＢ＿Ａ［３：０］に応じて、スイッチ１１４−１〜１１４−１５の開閉（オン／オフ）をそれぞれ制御する制御信号Ｓ_１〜Ｓ_１５を生成する。図４に、デコーダー１１６の真理値表の一例を示す。図４の例では、ＣＡＬＢ＿Ａ［３：０］の値が００００（１０進数の０）の時、制御信号Ｓ_１〜Ｓ_１５はそれぞれスイッチ１１２−１〜１１２−１５をオフ（すべてのスイッチをオフ）し、ＣＡＬＢ＿Ａ［３：０］の値が１１１１（１０進数の１５）の時、制御信号Ｓ_１〜Ｓ_１５はそれぞれスイッチ１１２−１〜１１２−１５をオン（すべてのスイッチをオン）する。また、ＣＡＬＢ＿Ａ［３：０］の値が０００１〜１１１０（１０進数の１〜１４）の時は、各値Ｎに対して、制御信号Ｓ_１〜Ｓ_Ｎがスイッチ１１２−１〜１１２−Ｎをそれぞれオンするとともに、制御信号Ｓ_Ｎ＋１〜Ｓ_１５がスイッチ１１２−Ｎ＋１〜１１２−１５をそれぞれオフする。つまり、ＣＡＬＢ＿Ａ［３：０］の値を変更することで、電源電圧ＶＤＤと抵抗１２０−０（図２参照）の間の抵抗値（以下、「ビット調整回路１１０の抵抗値」という）を変更することができるようになっている。

なお、ＣＡＬＢ＿Ａ［３：０］の初期値は例えば０１１１になっており、スイッチ１１４−１〜１１４−１５は図３に示す状態（スイッチ１１４−１〜１１４−７がオン、スイッチ１１４−８〜１１４−１５がオフ）になっている。そして、ＣＡＬＢ＿Ａ［３：０］を初期値よりも大きい値に変更することでビット調整回路１１０の抵抗値を高くし、ＣＡＬＢ＿Ａ［３：０］を初期値よりも小さい値に変更することでビット調整回路１１０の抵抗値を低くすることができる。

図２及び図３に示すように、ビット調整回路１１０の抵抗１１２−１〜１１２−１５、抵抗１２０−０〜１２０−６３、抵抗１２２は、電源電圧ＶＤＤとグランド電圧ＶＳＳの間に直列に接続されており、図１の抵抗部１０に対応する。抵抗１２０−０〜１２０−６３、抵抗１２２は、温度が高いほど抵抗値が高くなる正の温度特性を有する抵抗であり、例えば拡散抵抗で実現される。

このような構成において、ＶＳＳ＝０Ｖ、基準温度Ｔ_０（例えば２５℃）での抵抗１２０−ｉ（ｉ＝０〜６３）の抵抗値をＲｐ_ｉ、抵抗１２２の抵抗値をＲｐ_ｂａｓｅ、ビット調整回路１１０の抵抗値をＲｍ_ｂａｓｅとすると、温度Ｔでの各電圧Ｖ_ｘ（ｘ＝０〜６３）は次式（１）で計算される。なお、式（１）では、抵抗１２０−０〜１２０−６３の１次の温度係数をｔｃｌ_ｒｐ（＞０）、抵抗１１２−１〜１５の１次の温度係数をｔｃｌ_ｒｍ（＜０）とし、２次以上の温度係数は無視できるものとしている。

ｔｃｌ_ｒｐ＞０、ｔｃｌ_ｒｍ＜０なので、式（１）より、温度Ｔが高いほど各電圧Ｖ_ｘ（ｘ＝０〜６３）が高くなる。

マルチプレクサー２００は、逐次比較回路４００が生成する６ビットコードＤＡ［５：０］に応じて、ビット調整回路１１０と抵抗１２０−０の接続点（抵抗１１２−１５と抵抗１２０−０の接続点）の電圧Ｖ_０、抵抗１２０−０と抵抗１２０−１の接続点の電圧Ｖ_１、抵抗１２０−１と抵抗１２０−２の接続点の電圧Ｖ_２、・・・、抵抗１２０−６１と抵抗１２０−６２の接続点の電圧Ｖ_６２、抵抗１２０−６２と抵抗１２０−６３の接続点の電圧Ｖ_６３のいずれかの電圧を選択し、選択電圧Ｖ_ｍｕｘとしてコンパレーター３００の反転入力端子に供給する。図５に、マルチプレクサー２００の真理値表の一例を示す。図５の例では、ＤＡ［５：０］の１０進数の値がｘ（ｘ＝０〜６３）の時、Ｖ_ｍｕｘ＝Ｖ_ｘとなる。

基準電圧生成回路３１０は、抵抗値の温度特性が同じ２つの抵抗３１２，３１４が電源電圧ＶＤＤとグランド電圧ＶＳＳの間に直列に接続されて構成されており、抵抗３１２と抵抗３１４の抵抗比に応じた分圧により基準電圧Ｖ_ｒｅｆを生成する。抵抗３１２，３１４の抵抗値の温度特性が同じであるため、温度が変化しても抵抗３１２と抵抗３１４の抵抗比が一定である。従って、基準電圧Ｖ_ｒｅｆは温度によらず一定である。

コンパレーター３００は、反転入力端子と非反転入力端子に、それぞれ、マルチプレクサー２００の選択電圧Ｖ_ｍｕｘと基準電圧生成回路３１０が生成する基準電圧Ｖ_ｒｅｆが供給され、クロック信号ＭＣＬＫに同期して、Ｖ_ｍｕｘがＶ_ｒｅｆよりも高い時はＶＳＳとなり、Ｖ_ｍｕｘがＶ_ｒｅｆよりも低い時はＶＤＤとなる信号ＣＭＰを出力する。

逐次比較回路４００は、クロック信号ＭＣＬＫに同期して、コンパレーター３００の出力信号ＣＭＰがローレベル（Ｖ_ｍｕｘがＶ_ｒｅｆよりも高い）であれば６ビットコードＤＡ［５：０］の値を増加させ、コンパレーター３００の出力信号ＣＭＰがハイレベル（Ｖ_ｍｕｘがＶ_ｒｅｆよりも低い）であれば６ビットコードＤＡ［５：０］の値を減少させることにより、Ｖ_ｍｕｘがＶ_ｒｅｆに近づくように制御する。そして、逐次比較回路４００は、Ｖ_ｍｕｘがＶ_ｒｅｆに最も近づくＤＡ［５：０］の値を探索し、探索結果のＤＡ［５：０］を６ビットの出力コードＤ［５：０］にセットする。

逐次比較回路４００は、例えば図６に示すフローチャートに従い、Ｖ_ｒｅｆに近いＶ_ｍｕｘを二分探索するようにしてもよい。すなわち、まず、ＤＡ［５：０］を中間値３２に初期設定し（Ｓ１０）、ＣＭＰがハイレベルであれば（Ｓ２０のＹ）ＤＡ［５：０］から１６を減算し（Ｓ３０）、ＣＭＰがローレベルであれば（Ｓ２０のＮ）ＤＡ［５：０］に１６を加算する（Ｓ３２）。次に、ＣＭＰがハイレベルであれば（Ｓ４０のＹ）ＤＡ［５：０］から８を減算し（Ｓ５０）、ＣＭＰがローレベルであれば（Ｓ４０のＮ）ＤＡ［５：０］に８を加算する（Ｓ５２）。次に、ＣＭＰがハイレベルであれば（Ｓ６０のＹ）ＤＡ［５：０］から４を減算し（Ｓ７０）、ＣＭＰがローレベルであれば（Ｓ６０のＮ）ＤＡ［５：０］に４を加算する（Ｓ７２）。次に、ＣＭＰがハイレベルであれば（Ｓ８０のＹ）ＤＡ［５：０］から２を減算し（Ｓ９０）、ＣＭＰがローレベルであれば（Ｓ８０のＮ）ＤＡ［５：０］に２を加算する（Ｓ９２）。次に、ＣＭＰがハイレベルであれば（Ｓ１００のＹ）ＤＡ［５：０］から１を減算し（Ｓ１１０）、ＣＭＰがローレベルであれば（Ｓ１００のＮ）ＤＡ［５：０］に１を加算する（Ｓ１１２）。次に、ＣＭＰがハイレベルであれば（Ｓ１２０のＹ）ＤＡ［５：０］から１を減算する（Ｓ１３０）。最後に、出力コードＤ［５：０］にＤＡ［５：０］をセットする（Ｓ１４０）。

デジタル調整回路５００は、クロック信号ＭＣＬＫに同期して、逐次比較回路４００の６ビット出力コードＤ［５：０］に、４ビットの補正コードＣＡＬＢ＿Ｄ［３：０］（−８〜＋７）を加算することで補正された６ビットコードＤＣＡＬ［５：０］を生成して出力する。具体的には、Ｄ［５：０］とＣＡＬＢ＿Ｄ［３：０］をともに７ビットコードに符号拡張して加算することにより７ビットの加算結果ＳＵＭ［６：０］を生成し、ＳＵＭ［５：０］をＤＣＡＬ［５：０］にセットする。ただし、オーバーフロー対策として、ＳＵＭ［６］＝１かつＣＡＬＢ＿Ｄ［３］＝０であればＤＣＡＬ［５：０］＝６３、ＳＵＭ［６］＝１かつＣＡＬＢ＿Ｄ［３］＝１であればＤＣＡＬ［５：０］＝０にセットする。

前述したように、ビット調整回路１１０の抵抗値はＣＡＬＢ＿Ａ［３：０］の設定値に応じて変わり、式（１）より、ビット調整回路１１０の抵抗値Ｒｍ_ｂａｓｅを変更することで電圧Ｖ_１〜Ｖ_６３の値を変更することができる。そして、逐次比較回路４００は、Ｖ_ｍｕｘがＶ_ｒｅｆに最も近づくＤＡ［５：０］の値を６ビットの出力コードＤ［５：０］にセットするようになっており、ＣＡＬＢ＿Ａ［３：０］を適切に設定することにより、基準温度Ｔ_０（例えば２５℃）でＤ［５：０］が３２になるべく近い値になるように粗調整することができる。本実施形態では、基準温度Ｔ_０（例えば２５℃）においてＤ［５：０］が３２±７の範囲のいずれかの値になるように粗調整される。そして、デジタル調整回路５００により、Ｄ［５：０］に−８〜＋７の補正コードＣＡＬＢ＿Ｄ［３：０］が加算されるので、ＣＡＬＢ＿Ｄ［３：０］を適切に設定することにより、基準温度Ｔ_０（例えば２５℃）においてＤＣＡＬ［５：０］が３２になるように微調整することができる。

ところで、電圧Ｖ_１〜Ｖ_６３の値は、式（１）に従い、温度が高くなるほど高くなる。つまり、電圧Ｖ_１〜Ｖ_６３のうちＶ_ｒｅｆに最も近い電圧が温度に応じて変化する。これにより、ＤＣＡＬ［５：０］は温度が高いほど大きく温度が低いほど小さくなり、本実施形態の温度検出回路１は温度センサーとして機能する。

なお、コンパレーター３００と逐次比較回路４００は、イネーブル信号ＥＮがアクティブ（例えばハイレベル）の時のみ動作し、イネーブル信号ＥＮが非アクティブ（例えばローレベル）の時は動作を停止する。これにより、消費電力を低減することができる。

図７は、温度検出回路１による温度検出動作のタイミングチャートの一例を示す図である。図７の例は、基準温度Ｔ_０（例えば２５℃）においてＤ［５：０］が３５になるように粗調整され、ＣＡＬＢ＿Ｄ［３：０］＝−３に設定することでＤＣＡＬ［５：０］が３２になるように微調整されているものとし、温度が基準温度Ｔ_０（例えば２５℃）よりも少し高い時の温度検出動作を示している。

図７に示すように、時刻ｔ_０においてイネーブル信号ＥＮをローレベル（非アクティブ）からハイレベル（アクティブ）に変更することにより、温度検出回路１による温度検出動作が開始する。時刻ｔ_１におけるクロック信号ＭＣＬＫの立ち上がりに同期して、ＤＡ［５：０］が３２に初期設定される（図６のＳ１０）。これにより、マルチプレクサー２００の選択電圧Ｖ_ｍｕｘがＶ_３２となる。そして、時刻ｔ_２におけるクロック信号ＭＣＬＫの立ち上がりにおいてＶ_３２＜Ｖ_ｒｅｆなので、コンパレーター３００の出力信号ＣＭＰはローレベルのままである。

次に、ＣＭＰがローレベルなので、時刻ｔ_３におけるクロック信号ＭＣＬＫの立ち上がりに同期して、ＤＡ［５：０］が４８（＝３２＋１６）に設定される（図６のＳ３２）。これにより、マルチプレクサー２００の選択電圧Ｖ_ｍｕｘがＶ_４８となる。そして、時刻ｔ_４におけるクロック信号ＭＣＬＫの立ち上がりにおいてＶ_４８＞Ｖ_ｒｅｆなので、コンパレーター３００の出力信号ＣＭＰはローレベルからハイレベルに変化する。

次に、ＣＭＰがハイレベルなので、時刻ｔ_５におけるクロック信号ＭＣＬＫの立ち上がりに同期して、ＤＡ［５：０］が４０（＝４８−８）に設定される（図６のＳ５０）。これにより、マルチプレクサー２００の選択電圧Ｖ_ｍｕｘがＶ_４０となる。そして、時刻ｔ_６におけるクロック信号ＭＣＬＫの立ち上がりにおいてＶ_４０＞Ｖ_ｒｅｆなので、コンパレーター３００の出力信号ＣＭＰはハイレベルのままである。

次に、ＣＭＰがハイレベルなので、時刻ｔ_７におけるクロック信号ＭＣＬＫの立ち上がりに同期して、ＤＡ［５：０］が３６（＝４０−４）に設定される（図６のＳ７０）。これにより、マルチプレクサー２００の選択電圧Ｖ_ｍｕｘがＶ_３６となる。そして、時刻ｔ_８におけるクロック信号ＭＣＬＫの立ち上がりにおいてＶ_３６＜Ｖ_ｒｅｆなので、コンパレーター３００の出力信号ＣＭＰはハイレベルからローレベルに変化する。

次に、ＣＭＰがローレベルなので、時刻ｔ_９におけるクロック信号ＭＣＬＫの立ち上がりに同期して、ＤＡ［５：０］が３８（＝３６＋２）に設定される（図６のＳ９２）。これにより、マルチプレクサー２００の選択電圧Ｖ_ｍｕｘがＶ_３８となる。そして、時刻ｔ_１０におけるクロック信号ＭＣＬＫの立ち上がりにおいてＶ_３８＞Ｖ_ｒｅｆなので、コンパレーター３００の出力信号ＣＭＰはローレベルからハイレベルに変化する。

次に、ＣＭＰがハイレベルなので、時刻ｔ_１１におけるクロック信号ＭＣＬＫの立ち上がりに同期して、ＤＡ［５：０］が３７（＝３８−１）に設定される（図６のＳ１１０）。これにより、マルチプレクサー２００の選択電圧Ｖ_ｍｕｘがＶ_３７となる。そして、時刻ｔ_１２におけるクロック信号ＭＣＬＫの立ち上がりにおいてＶ_３７＞Ｖ_ｒｅｆなので、コンパレーター３００の出力信号ＣＭＰはハイレベルのままである。

次に、ＣＭＰがハイレベルなので、時刻ｔ_１３におけるクロック信号ＭＣＬＫの立ち上がりに同期して、ＤＡ［５：０］が３６（＝３７−１）に設定される（図６のＳ１３０）。これにより、マルチプレクサー２００の選択電圧Ｖ_ｍｕｘがＶ_３６となる。

最後に、時刻ｔ_１４におけるクロック信号ＭＣＬＫの立ち下がりに同期して、逐次比較回路４００の出力コードＤ［５：０］が３５から３６に更新された後（図６のＳ１４０）、デジタル調整回路５００の出力コードＤＣＡＬ［５：０］が３２（＝３５−３）から３３（＝３６−３）に更新される。

以上に説明したように、第１実施形態の温度検出回路では、ＶＤＤ−ＶＳＳの間に、負の温度係数を有する複数の抵抗（１１２−１〜１１２−１５）と正の温度係数を有する複数の抵抗（１２０−０〜１２０−６３、１２２）が直列に接続されているので、各接続点の電圧Ｖ_０〜Ｖ_６３は温度に応じて変化する。そして、逐次比較回路４００により、マルチプレクサー２００の選択電圧Ｖ_ｍｕｘは基準電圧Ｖ_ｒｅｆ以下で基準電圧Ｖ_ｒｅｆに最も近い電圧になるので、この電圧を選択するコードＤＡ［５：０］は温度情報を含んでいる。そして、第１実施形態の温度検出回路によれば、バンドギャップリファレンス回路やＡＤ変換回路が不要であり、各抵抗（１１２−１〜１１２−１５、１２０−０〜１２０−６３、１２２）の抵抗値を適切に選択することで従来よりも小さな消費電力と回路サイズにすることができる。

また、第１実施形態の温度検出回路によれば、負の温度係数を有する複数の抵抗（１１２−１〜１１２−１５）と正の温度係数を有する複数の抵抗（１２０−０〜１２０−６３、１２２）は温度変化に対する抵抗値の変化の方向が逆向きになるので、温度変化に対する各接続点の電圧Ｖ_０〜Ｖ_６３の変化量をより大きくすることができる。これにより、温度検出感度を向上させることができる。

また、第１実施形態の温度検出回路によれば、スイッチ１１４−１〜１１４−１５のオン／オフにより、ビット調整回路の抵抗値が変わるので、ＶＤＤ−ＶＳＳ間を抵抗分圧して得られる各接続点の電圧Ｖ_０〜Ｖ_６３を調整することができる。これにより、コードＤ［５：０］のオフセット（基準温度Ｔ_０での基準値（３２）との差）を粗調整することができる。さらに、デジタル調整回路５００により微調整することで、出力コードＤＣＡＬ［５：０］のオフセットを完全にキャンセルすることができる。

２．第２実施形態
図８は、第２実施形態の温度検出回路の機能ブロック図である。本実施形態の温度検出回路１は、抵抗部１０、電圧選択部２０、電圧比較部３０、温度情報コード生成部４０、温度情報コード補正部５０を含む。なお、本実施形態の温度検出回路１は、これらの一部の構成（要素）を省略した構成としてもよい。第２実施形態の温度検出回路では、抵抗部１０は、複数の抵抗１２の少なくとも１つを、抵抗値の温度特性が異なる他の抵抗１３に切り替えるための第２のスイッチ１６を含む。第２のスイッチ１６は、１つでもよいし複数でもよい。図８のその他の構成は、図１に示した第１実施形態の温度検出回路と同じであるため、説明を省略する。

図９は、第２実施形態の温度検出回路の構成例を示す図である。図９に示すように、第２実施形態の温度検出回路１は、ビット調整回路１１０、６４個の抵抗１２０−０〜１２０−６３、抵抗１２２、抵抗１２４、スイッチ１２６、マルチプレクサー２００、コンパレーター３００、基準電圧生成回路３１０、逐次比較回路４００、デジタル調整回路５００を含む。なお、本実施形態の温度検出回路１は、これらの一部の構成（要素）を省略した構成としてもよい。第２実施形態の温度検出回路では、図２に示した第１実施形態の温度検出回路に対して、抵抗１２４（図８の抵抗１３の一例）とスイッチ１２６（図８の第２のスイッチ１６の一例）が追加されているとともに、ビット調整回路１１０の構成が異なり、その他の構成は同じである。第１実施形態と同じ構成については説明を省略する。

抵抗１２４は、基準温度Ｔ_０（例えば２５℃）での抵抗値は抵抗１２４と等しいが、温度特性は抵抗１２４と異なる。抵抗１２２が正の温度特性を有するのに対して、抵抗１２４は、抵抗１２２と温度係数が異なる正の温度特性を有するようにしてもよいし、負の温度特性を有するようにしてもよい。例えば、抵抗１２２を拡散抵抗で実現し、抵抗１２４をウェル抵抗やポリ抵抗で実現してもよい。

第２実施形態の温度検出回路１では、制御信号ＳＥＬ＿ＲＰによってスイッチ１２６を制御することで、抵抗１２２と抵抗１２４のいずれか一方を選択して抵抗１２０−６３とグランドの間に接続可能になっている。基準温度Ｔ_０（例えば２５℃）ではスイッチ１２６を切り替えても抵抗値は変わらないが、基準温度Ｔ_０（例えば２５℃）以外の温度では、スイッチ１２６を切り替えることで抵抗値が変わる。

図１０に、第２実施形態におけるビット調整回路１１０の構成例を示す。図１０に示すように、第２実施形態のビット調整回路１１０は、図３に示した第１実施形態のビット調整回路に対して、抵抗１１３（図８の抵抗１３の一例）とスイッチ１１５（図８の第２のスイッチ１６の一例）が追加されており、その他の構成は同じである。第１実施形態と同じ構成については説明を省略する。抵抗１１３は、基準温度Ｔ_０（例えば２５℃）での抵抗値は抵抗１１２−１５と等しいが、温度特性は抵抗１１２−１５と異なる。抵抗１１２−１５が負の温度特性を有するのに対して、抵抗１１３は、正の温度特性を有するようにしてもよいし、抵抗１１２−１５と温度係数が異なる負の温度特性を有するようにしてもよい。例えば、抵抗１１２−１５をポリ抵抗で実現し、抵抗１１３を拡散抵抗やウェル抵抗で実現してもよい。

第２実施形態のビット調整回路１１０では、スイッチ１１４−１５がオフの時、制御信号ＳＥＬ＿ＲＭによってスイッチ１１５を制御することで、抵抗１１３と抵抗１１２−１５のいずれか一方を選択して抵抗１１２−１４と抵抗１２０−０の間に接続可能になっている。基準温度Ｔ_０（例えば２５℃）ではスイッチ１１５を切り替えてもビット調整回路１１０の抵抗値は変わらないが、基準温度Ｔ_０（例えば２５℃）以外の温度では、スイッチ１１５を切り替えることでビット調整回路１１０の抵抗値が変わる。

このような構成により、第２実施形態の温度検出回路１は、スイッチ１１５とスイッチ１２６の少なくとも一方を切り替えることで、温度変化に対する各電圧Ｖ_ｘの変化率を変更することができるようになっている。例えば、抵抗１２４が抵抗１２２の温度係数よりも大きい正の温度係数を有する場合、スイッチ１１５の選択を抵抗１１２−１５に固定したままスイッチ１２６の選択を抵抗１２２から抵抗１２４に切り替えることにより、式（１）のｔｃｌ_ｒｐの絶対値が実質的に大きくなるため、温度変化に対する各電圧Ｖ_ｘの変化率が増加する。また、例えば、抵抗１１３が正の温度係数を有する場合、スイッチ１２６の選択を抵抗１２２に固定したままスイッチ１１５の選択を抵抗１１２−１５から抵抗１１３に切り替えることにより、式（１）のｔｃｌ_ｒｍの絶対値が実質的に小さくなるため、温度変化に対する各電圧Ｖ_ｘの変化率が減少する。

すなわち、スイッチ１１５とスイッチ１２６の少なくとも一方を切り替えることで、温度検出回路１の出力コードＤＣＡＬ［５：０］の温度に対する傾き（変化率）を変更することができる。例えば、図１１に示すように、プロセス変動に起因して実線で示す仕様上の特性よりも傾きが小さい特性（一点鎖線の特性）の出力コードＤＣＡＬ［５：０］が得られた場合、スイッチ１２６の選択を抵抗１２２から温度係数がより大きい抵抗１２４に切り替えることにより、実線の特性に近づけることができる。また、実線で示す仕様上の特性よりも傾きが大きい特性（二点鎖線の特性）のＤＣＡＬ［５：０］が得られた場合、スイッチ１１５の選択を抵抗１１２−１５から正の温度係数の抵抗１１３に切り替えることにより、実線の特性に近づけることができる。

以上に説明した第２実施形態の温度検出回路によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、第２実施形態の温度検出回路によれば、スイッチ１１５やスイッチ１２６を切り替えることにより、温度変化に対する各接続点の電圧Ｖ_０〜Ｖ_６３の変化量が変わるので、出力コードＤＣＡＬ［５：０］の温度に対する変化率（傾き）、すなわち温度検出感度を調整することができる。

なお、本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、第２実施形態において、スイッチ１１５やスイッチ１２６が、温度係数が互いに異なるより多くの抵抗から1の抵抗を選択するように変形してもよい。このようにすれば、温度に対する出力コードＤＣＡＬ［５：０］の傾きをより細かく調整可能になる。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１温度検出回路、１０抵抗部、１２，１３抵抗、１５第１のスイッチ、１６第２のスイッチ、２０電圧選択部、２２選択電圧、３０電圧比較部、３２比較結果、３４基準電圧、４０温度情報コード生成部、４２デジタルコード、４４選択信号、５０温度情報コード補正部、５２デジタルコード、５４補正ビット情報、１１０ビット調整回路、１１２−１〜１１２−１５抵抗、１１３抵抗、１１４−１〜１１４−１５スイッチ、１１５スイッチ、１１６デコーダー、１２０−０〜１２０−６３抵抗、１２２，１２４抵抗、１２６スイッチ、２００マルチプレクサー、３００コンパレーター、３１０基準電圧生成回路、３１２，３１４抵抗、４００逐次比較回路、５００デジタル調整回路

Claims

２つの電源間に抵抗値の温度特性が異なる少なくとも２種類の抵抗を含む複数の抵抗が直列に接続された抵抗部と、
前記抵抗部の複数の接続点の電圧が入力され、選択信号に応じて前記複数の接続点の電圧から１の電圧を選択する電圧選択部と、
前記電圧選択部が選択する電圧を一定の基準電圧と比較する電圧比較部と、
前記電圧比較部の比較結果に応じて、前記電圧選択部が選択する電圧が前記基準電圧に近づくように前記選択信号を逐次的に変更し、前記選択信号に基づいて温度情報を表すデジタルコードを生成する温度情報コード生成部と、を含む、温度検出回路。
請求項１において、
前記抵抗部は、
前記複数の抵抗の少なくとも１つは温度が高いほど抵抗値が高くなる正の温度特性を有する抵抗であり、前記複数の抵抗の他の少なくとも１つは温度が高いほど抵抗値が低くなる負の温度特性を有する抵抗である、温度検出回路。
請求項１又は２において、
前記抵抗部は、
前記複数の抵抗の少なくとも１つをバイパスするための第１のスイッチを含む、温度検出回路。
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記抵抗部は、
前記複数の抵抗の少なくとも１つを、抵抗値の温度特性が異なる他の抵抗に切り替えるための第２のスイッチを含む、温度検出回路。
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
所与の補正ビット情報に基づいて、前記温度情報コード生成部が生成する前記デジタルコードを補正する温度情報コード補正部をさらに含む、温度検出回路。