JP4602020B2 - 温度補償回路 - Google Patents
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Vo=(R1/(R1+R2))×VDD+(1/R3-1/R4)×((R1×R2)/(R1+R2))×Vi (式1)
が得られる。ここで、(式1)の右辺第2項の(1/R3−1/R4)×((R1×R2)/(R1+R2))×Viは、温度によって電圧が変化する温度補正項ΔVであり、温度補償用抵抗R3とR4の抵抗値により温度補正の正または負の極性を決定し、補正量調整電圧Viにより、その電圧補正量を調整することが可能である。また、温度補償基準温度T0において、温度補償用抵抗R3とR4の抵抗値が等しくなるように抵抗値を選定することにより、温度補償基準温度T0においては、いかなる補正量調整電圧Viでも温度補正項ΔVはゼロとなり、補正量調整電圧Viに依らない温度補償出力電圧Voを得ることが出来る。
第2条件:Vi=VSS、Vo=VDD
第3条件:Vi≠VSS、Vo=VSS
第4条件:Vi≠VSS、Vo=VDD
ここで、第1条件〜第4条件の各条件での端子10に流れる電流の測定値をそれぞれ電流測定値IT1〜IT4とおく。また第3条件と第4条件における補正量調整電圧Viの電圧値は等しいとする。
|IT1|=(VDD-VSS)/R1 (式2)
となる。第2条件の場合は、電流測定値IT2は抵抗R2に流れる電流に等しく、
|IT2|=(VDD-VSS)/R2 (式3)
となる。また、第3条件の場合、電流測定値IT3は抵抗R1とトランジスタTr5に流れる電流の和に等しく、
|IT3|=(VDD-VSS)/R1+(Vi-VSS)/R3 (式4)
となる。第4条件の場合は、電流測定値IT4は抵抗R2とトランジスタTr7に流れる電流の和に等しく、
|IT4|=(VDD-VSS)/R2+(Vi-VSS)/R4 (式5)
となる。
R4/R3=(|IT3|-|IT1|)/(|IT4|-|IT2|) (式6)
が求まる。
(|IT4|-|IT2|)×(1+(Rp1+Rp2)×(R1+R2)/(R1×R2))=(Vi-VSS)/R4-Ia4 (式8)
ここに、Ib3は第3条件でトランジスタTr7のエミッタ−コレクタ間の電位差がゼロでないことにより流れる電流、Ia4は第4条件でトランジスタTr5のエミッタ−コレクタ間の電位差がゼロでないことにより流れる電流である。電流Ib3およびIa4はそれぞれ温度補償用抵抗R3、R4に流れる電流に等しい電流と期待されるが、各条件でのトランジスタTr7、Tr5のそれぞれのエミッタ−コレクタ間の電位差は、抵抗Rp1、Rp2の両端に発生する電圧の和に等しいため、トランジスタTr7、Tr8からなるカレントミラー回路、また、トランジスタTr3、Tr5からなるカレントミラー回路を正常に動作させるには不十分な電圧であり、Ib3およびIa4にはそれぞれ温度補償用抵抗R3、R4に流れる電流に等しい電流が流れていない。よって、電流Ib3およびIa4の電流値は不明確な値となる。
|IT4|-|IT2|=(Vi-VSS)/R4-Ia4 (式10)
(式9)、(式10)から、温度補償用抵抗R4とR3の抵抗比
R4/R3=(|IT3|-|IT1|+Ib3)/(|IT4|-|IT2|+Ia4) (式11)
が求まる。
Ia=(Vi-VSS)/R3 (式12)
Ib=(Vi-VSS)/R4 (式13)
となる。抵抗R5と抵抗R6の抵抗比を任意に選定することにより、補正量調整電圧Viは任意に調整することが可能であるから、電流Ia、Ibは、任意に調整可能である。MOSトランジスタM3とM5、M4とM6、M7とM8の各カレントミラー回路のミラー比を1とすると、スイッチSW1、SW2がオフの場合には、MOSトランジスタM5、M7には、それぞれ電流Ia、Ibが流れる。スイッチSW1がオンの場合には、MOSトランジスタM5のゲート−ソース間電圧がゼロとなるから、補正量調整電圧Viがいかなる電圧であってもMOSトランジスタM5には電流が流れない。また、スイッチSW2がオンの場合には、MOSトランジスタM6のゲート−ソース間電圧がゼロとなるから、MOSトランジスタM6には電流が流れず、従って、補正量調整電圧Viがいかなる電圧であってもMOSトランジスタM7にも電流が流れないことになる。
I1=(VDD-Vo)/R1 (式14)
I2=Vo/R2 (式15)
となる。スイッチSW1とSW2がともにオフの場合、接続点11にMOSトランジスタM5の電流Iaが流入し、接続点11からMOSトランジスタM7の電流Ibが流出するから、接続点11における電流の式は、
Ia+I1=I2+Ib (式16)
となる。(式16)に(式12)〜(式15)を代入し、Voについて解くと、
Vo=(R1/(R1+R2))×VDD+(1/R3-1/R4)×((R1×R2)/(R1+R2))×Vi (式17)
となる。(式17)は(式1)と同様であり、スイッチSW1とSW2がオフの場合には、本実施例の回路は従来の温度補償回路と同様の動作をする。つまり、温度補償用抵抗R3とR4の抵抗値により正または負の温度補正を決定し、補正量調整電圧Viにより、その電圧補正量を調整することが可能である。また、温度補償基準温度T0において、温度補償用抵抗R3とR4の抵抗値が等しくなるように抵抗値を調整することにより、温度補償基準温度T0においては、いかなる補正量調整電圧Viでも温度補正項ΔVはゼロとなり、補正量調整電圧Viに依らない温度補正出力電圧Voを得ることが出来る。
第2条件:SW1=オフ、SW2=オフ
第3条件:SW1=オフ、SW2=オン
第4条件:SW1=オン、SW2=オフ
第3条件でスイッチSW2をオンすることにより、MOSトランジスタM6に電流が流れなくなり、MOSトランジスタM7にも電流が流れなくなるため、(式11)において電流Ib3がゼロとなる。また、第4条件でスイッチSW1をオンすることにより、MOSトランジスタM5に電流が流れなくなるため、(式11)において電流Ia4がゼロとなる。従って(式11)は
R4/R3=(|IT3|-|IT1|)/(|IT4|-|IT2|) (式18)
となり、(式6)と同じになる。従って、抵抗Rp1、Rp2が存在する場合においても、温度補償用抵抗の抵抗値を高精度に測定することが可能となり、高精度な温度補償基準温度を得ることができる。
SW1=オフ、SW3=オン、SW4=オフ、SW5=オフ
第2条件:Vi≠VSS、Vo=VDD
SW1=オン、SW3=オフ、SW4=オフ、SW5=オフ
ここで、第1条件と第2条件における補正量調整電圧Viの電圧値は等しいとする。第1条件と第2条件でスイッチSW4とSW5をオフすることにより、それぞれ抵抗R1とR2に電流は流れなくなる。従って、第1条件の場合の電流測定値IT1は抵抗R3に流れる電流に等しく、
|IT1|=(Vi-VSS)/R3 (式19)
となる。第2条件の場合の電流測定値IT2は抵抗R4に流れる電流に等しく、
|IT2|=(Vi-VSS)/R4 (式20)
となる。以上から、温度補償用抵抗R3とR4の抵抗比は、以下のように求まる。
従って、温度補償用抵抗の抵抗比をより少ない測定工程で求めることが出来る。
10〜17 接続点
Vi 補正量調整電圧
Vo 温度補償出力電圧
R1〜R6 抵抗
M1〜M8 MOSトランジスタ
SW1〜SW5 スイッチ
OP1〜OP3 オペアンプ
VDD 電源電圧端子
VSS 接地電圧端子
Rp1、Rp2 配線抵抗、接触抵抗、スイッチ抵抗等による抵抗
A1 電流計
2 ピエゾ抵抗型センサ
21〜24 ピエゾ抵抗型センサの端子
3 従来の温度補償回路
Tr1〜Tr8 バイポーラトランジスタ
Claims (4)
- 温度係数の異なる第1および第2の温度補償用抵抗と、
補償量調整電圧を発生する手段と、
2つの抵抗が直列に接続された分圧回路と、
前記第1および第2の温度補償用抵抗に前記補償量調整電圧を印加する手段と、
前記第1の温度補償用抵抗に流れる電流に応じた電流を前記分圧回路の2つの抵抗の接続点に供給する第1の電流供給手段と、
前記第2の温度補償用抵抗に流れる電流に応じた電流の極性を異ならせて前記分圧回路の2つの抵抗の接続点に供給する第2の電流供給手段と、
からなる温度補償回路において、
前記第1および第2の電流供給手段の機能を停止する電流停止手段を設けたことを特徴とする温度補償回路。 - 前記分圧回路の直列に接続された2つの抵抗に流れる電流を制御するスイッチを設けたことを特徴とする請求項1記載の温度補償回路。
- 前記電流停止手段は、前記第1および第2の電流供給手段を構成するカレントミラー回路のMOSトランジスタのゲート−ソース間を短絡するスイッチであることを特徴とする請求項1記載の温度補償回路。
- 前記温度補償回路は、CMOSトランジスタで構成されていることを特徴とする請求項1記載の温度補償回路。
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JP2004214690A JP4602020B2 (ja) | 2004-07-22 | 2004-07-22 | 温度補償回路 |
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JP2006038489A JP2006038489A (ja) | 2006-02-09 |
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JPH06174489A (ja) * | 1992-12-07 | 1994-06-24 | Fujitsu Ten Ltd | 温度補償回路 |
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