JP5061830B2 - 温度センサ回路と温度補償型発振器 - Google Patents
温度センサ回路と温度補償型発振器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5061830B2 JP5061830B2 JP2007261655A JP2007261655A JP5061830B2 JP 5061830 B2 JP5061830 B2 JP 5061830B2 JP 2007261655 A JP2007261655 A JP 2007261655A JP 2007261655 A JP2007261655 A JP 2007261655A JP 5061830 B2 JP5061830 B2 JP 5061830B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature sensor
- temperature
- voltage
- resistor
- circuit
- 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.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L1/00—Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply
- H03L1/02—Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only
- H03L1/022—Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply against variations of temperature only by indirect stabilisation, i.e. by generating an electrical correction signal which is a function of the temperature
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
特許文献1には、温度センサに基づいて所要の電圧を発生させる電圧発生回路を備えた温度補償水晶発振器が開示されている。その温度センサは、図9(a)に示すように、複数のダイオードD1、D2、D3・・Dnを直列接続した回路の一方の端部を接地し、他方の端部に抵抗R51を介して電源Vccに接続して構成した温度センサである。温度センサのダイオードD1のアノードと、抵抗R51との接続点を出力OUTとし、そこから出力電圧を取り出す。温度変化に対するダイオードの接合電位差の変化を利用したもので、抵抗R51の一方の端に直流電圧を加えた場合に、出力OUTより温度変化に対応する電圧変化を取り出すことができる。図9(a)のようにn個のダイオードを直列に接続することにより、温度に対する出力電圧の感度が、1個のダイオードの場合のn倍となり、同図(b)に示すように温度にほぼ比例した電圧が得られる。
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、低電圧化に適し、ノイズの少ない温度センサ回路と、これを用いた温度補償型圧電発振器を提供することにある。
このように構成すると、低電圧化に適した温度センサ回路が得られると共に、トランジスタをダイオードとして利用するのでノイズの少ない温度センサ回路を構成できるという利点がある。
このように構成すると、温度センサ回路の出力電圧の温度感度が十分に高くなると共に、低電圧化したノイズも少ない温度センサ回路が得られるという効果がある。
また本発明の温度センサ回路は、電源が温度上昇に伴って電圧レベルが上昇する可変電源であることを特徴とする。このように構成すると、低電圧化、低ノイズという効果に加え、出力電圧の温度に対する変化が大きくなり、温度感度が改善されるという利点がある。
また、本発明の温度センサ回路は、直列回路は、電源と接続される第2の抵抗の抵抗値が変更可能に構成されていることを特徴とする。
このように構成すると、低電圧化、低ノイズという効果に加え、温度センサ回路の出力電圧を後段の補償電圧発生回路に必要とする電圧に調整することができるという効果がある。
また、本発明の温度補償型圧電発振器は、本発明の温度センサ回路と、温度センサ回路の温度検出結果に基づいて温度補償電圧を発生する温度補償電圧発生回路と、を備えたことを特徴とする。
このように温度補償型圧電発振器を構成すると、高感度、低ノイズの温度センサを用いることにより、補償電圧回路のゲインを抑えることが可能となり、補償電圧の低ノイズ化、温度補償型圧電発振器の位相雑音の改善が図られる。
図1(a)は、本発明の第1の実施の形態に係る温度センサの構成を示す回路図である。
この図に示す温度センサ回路1は、トランジスタTr1と、第1の抵抗である抵抗R1と第2の抵抗である抵抗R2とを直列に接続した直列回路により構成される。直列回路を構成する抵抗R1の一端はトランジスタTr1のコレクタに、直列回路を構成する抵抗R2の一端が基準電源にそれぞれ接続されている。そして、トランジスタTr1のベースが抵抗R1と抵抗R2との接続点に接続され、トランジスタTr1のエミッタが接地されている。
図1(b)は、図1(a)に示した温度センサ回路1のトランジスタTr1のベース−エミッタ間電圧VBE1の温度特性を破線で示し、出力電圧Voutを実線で示した図である。出力電圧Voutは温度(Temp)の上昇に応じてほぼ直線的に減少する特性である。そして、本実施の形態の温度センサ回路1では抵抗R1と抵抗R2との接続点を、トランジスタTr1のベースに接続することにより、トランジスタTr1をダイオードとして用いている。
温度センサ回路2は、温度センサ部C1と温度センサ部C2により構成される。温度センサ部C1は、図1(a)に示した温度センサ回路1と同様に構成される。温度センサ部C2は、トランジスタTr2と、2つの抵抗R3、R4との直列回路とにより構成され、トランジスタTr2のコレクタに抵抗R3の一方の端子を接続し、他方の端子とベースとを接続し、抵抗R3の他方の端子に抵抗R4の一方の端子を接続し、他方の端子を基準電圧Vrefに接続する。そして、温度センサ回路C1の出力と、温度センサ回路C2のトランジスタTr2のエミッタと、を接続し、トランジスタTr2のコレクタから出力を取り出すように構成されている。
このように構成される第2の実施の形態に係る温度センサ回路2は、温度感度の改善と低電圧化を図ることができると共に、トランジスタのベース−エミッタ電圧を用いているので、出力電圧Voutは低ノイズであるといった特徴がある。
また、温度センサ回路2のベース−エミッタ電圧と抵抗を流れる電流がそれぞれ温度特性を持つため、ダイオードの順方向電圧のみを利用した従来の温度センサ回路に比べて、より高い温度感度の出力電圧が得られる。また、抵抗R1の電圧降下により、出力電圧の動作点(常温時の出力電圧値)が高くならないように設定することができるので、次段回路の入力電圧を最適化し易いという利点もある。つまり、常温時の電圧を飽和点からより離れた最適なポイントに設定できるため、高温時或いは低温時においていずれの出力電圧も飽和させずに、使用温度範囲において最大の温度感度が得られるのである。
なお、ダイオードの順方向電圧のみを利用した従来の温度センサ回路においては、温度感度を高くするには常温時の出力電圧自体をある程度高く設定しなければならず、温度感度の向上と低電圧化とを同時に図ることはできない。また、本実施例は演算増幅器等を用いていないので回路構成が簡単になり、LSI構成上、チップ面積を小さくできるという利点もある。
この図3に示す温度センサ回路3は、複数の温度センサ部C1、C2、C3・・・を縦続接続して構成したものである。
この実施例では、温度センサ部C1の出力(コレクタ)と、2番目の温度センサ部C2のエミッタとを接続し、更に温度センサ部C2のコレクタと、3番目の温度センサ部C3のエミッタとを接続し、以下同様にi−1番目の温度センサ部Ci−1(図示せず)のトランジスタのコレクタと、i番目の温度センサ部Ci(図示せず)のトランジスタのエミッタを順次接続したものであって、最終段(n番目)の温度センサ部Cn(図示せず)のトランジスタTrn(図示せず)のコレクタから出力を取り出すようにしている。ここで、縦続接続する温度センサの数をn(nは2以上の整数)とし、iは2≦i≦nを満足する全ての整数である。
このように構成される第3の実施の形態に係る温度センサ回路3は、上記した第2の実施の形態に係る温度センサ回路2の効果に加えて、出力電圧は段数分だけ感度が増加するので、低電圧化に適している。
なお、これまで説明した本実施の形態の温度センサ回路では、高精度の温度センサとして機能させるために電源電圧として基準電圧Vrefを印加するようにしていたが、基準電圧Vrefに変えて電源電圧Vcc等の固定電圧を用いて温度センサ回路を構成してもよい。この場合は基準電圧発生回路を省略することができ、回路構成を簡素化できる。
図5(c)は、同図(b)の出力電圧VTの温度特性を示す図で、温度の上昇に応じて電圧VTも上昇する。
このように温度センサ回路に、温度に対し直線的に増加する電圧VTを用いることにより、図2に示した温度センサ回路2よりも温度感度が高い温度センサ回路を構成することが可能となる。
なお、第4の実施の形態では温度センサ部の段数が2段の場合を例示したが、多段の回路構成を用いると温度感度が更に改善される。
なお、第5の実施の形態では回路の段数が2段の場合を例示したが、多段の回路構成を用いると温度感度が更に改善される。
図2に示した温度センサ回路2の回路構成と異なる点は、抵抗R2、R4と、基準電圧Vrefに代えて、夫々定電流源I1、I2と電源電圧Vccとを用いて構成した点である。定電流源を用いることで電源電圧の変動に影響されない温度センサ回路を構成することができ、そのうえ、低電圧動作が可能となる。
なお、第6の実施の形態では回路の段数が2段の場合を例示したが、多段の回路構成を用いると温度感度が更に改善される。
この図8に示す温度補償型圧電発振器は、本発明の温度センサ回路10と、1次電圧発生回路12、2次電圧発生回路13、3次電圧発生回路13・・・n次電圧発生回路15、電圧加算器17、及び圧電発振回路20等を備えて構成される。このように構成される本実施の形態の温度補償型圧電発振器では、温度センサ回路10を用いることにより、低電圧駆動の温度補償型圧電発振器を構成することが可能となる。高感度、低ノイズの温度センサを用いることにより、補償電圧回路のゲインを抑えることが可能となるので、補償電圧の低ノイズ化ができる。つまり、温度補償型圧電発振器の出力の位相雑音の改善が図られることになる。例えば、約1.8Vの電源電圧を用いる場合、図2のような2段構成とすると、温度センサの25℃における出力電圧(温度センサの中心電圧)が、補償電圧回路の入力電圧として適当であり、制御し易い電圧とすることができる。
Claims (5)
- 温度変化に対してベース−エミッタ間の電圧が変化する特性を有し、且つエミッタが接地されており、温度変化に対して変化する電圧をコレクタから出力する第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタのコレクタと電源との間に挿入接続されている、第1の抵抗と第2の抵抗との直列回路と、
前記第1の抵抗と前記第2の抵抗との接続点が前記第1のトランジスタのベースに接続されている構成と、
温度変化に対してベース−エミッタ間の電圧が変化する特性を有し、且つエミッタが前記第1のトランジスタのコレクタに接続されており、温度変化に対して変化する電圧をコレクタから出力する第2のトランジスタと、
前記第2のトランジスタのコレクタと電源との間に挿入接続されている、第3の抵抗と第4の抵抗との直列回路と、
前記第3の抵抗と前記第4の抵抗との接続点が前記第2のトランジスタのベースに接続されている構成と、
を少なくとも含むことを特徴とする温度センサ回路。 - 前記電源が温度の増加に対して増加する電圧を出力することを特徴とする請求項1に記載の温度センサ回路。
- 前記第2の抵抗の抵抗値、または前記第4の抵抗の抵抗値が変更可能であることを特徴とする請求項1、または請求項2の何れか一項に記載の温度センサ回路。
- 前記第2の抵抗、または前記第4の抵抗を電流源としたことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の温度センサ回路。
- 請求項1乃至4の何れか一項に記載の温度センサ回路と、前記温度センサ回路の温度検出結果に基づいて温度補償電圧を発生する温度補償電圧発生回路と、を備えたことを特徴とする温度補償型圧電発振器。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007261655A JP5061830B2 (ja) | 2007-10-05 | 2007-10-05 | 温度センサ回路と温度補償型発振器 |
US12/243,991 US7755416B2 (en) | 2007-10-05 | 2008-10-02 | Temperature-sensor circuit, and temperature compensated piezoelectric oscillator |
CN2008101659909A CN101403641B (zh) | 2007-10-05 | 2008-10-06 | 温度传感器电路及温度补偿型压电振荡器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007261655A JP5061830B2 (ja) | 2007-10-05 | 2007-10-05 | 温度センサ回路と温度補償型発振器 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009092449A JP2009092449A (ja) | 2009-04-30 |
JP2009092449A5 JP2009092449A5 (ja) | 2010-11-11 |
JP5061830B2 true JP5061830B2 (ja) | 2012-10-31 |
Family
ID=40522744
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007261655A Active JP5061830B2 (ja) | 2007-10-05 | 2007-10-05 | 温度センサ回路と温度補償型発振器 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7755416B2 (ja) |
JP (1) | JP5061830B2 (ja) |
CN (1) | CN101403641B (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100977531B1 (ko) | 2008-07-01 | 2010-08-23 | (주)프라이멈 디자인 | 온도 및 전원전압 보상 전압제어 발진기 |
JP2012145540A (ja) * | 2011-01-14 | 2012-08-02 | Seiko Instruments Inc | 温度センサ装置 |
KR101951844B1 (ko) | 2012-06-21 | 2019-02-26 | 삼성디스플레이 주식회사 | 온도감지장치 및 그 구동 방법 |
JP2014197751A (ja) | 2013-03-29 | 2014-10-16 | セイコーエプソン株式会社 | 発振器、電子機器及び移動体 |
US9634480B1 (en) * | 2013-11-06 | 2017-04-25 | Linear Technology Corporation | MOSFET protection using resistor-capacitor thermal network |
JP6669191B2 (ja) * | 2018-04-19 | 2020-03-18 | セイコーエプソン株式会社 | 発振器、電子機器及び移動体 |
JP7190331B2 (ja) * | 2018-11-05 | 2022-12-15 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 温度補償電圧生成回路、発振モジュール、及び、システム |
JP7283167B2 (ja) * | 2019-03-27 | 2023-05-30 | セイコーエプソン株式会社 | 温度センサー、回路装置、発振器、電子機器及び移動体 |
JP7367350B2 (ja) * | 2019-06-21 | 2023-10-24 | セイコーエプソン株式会社 | 回路装置、発振器、電子機器及び移動体 |
GB2596817A (en) * | 2020-07-07 | 2022-01-12 | Eosemi Ltd | Temperature sensor for a TCXO |
US11552629B1 (en) | 2021-06-16 | 2023-01-10 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
CN114046896A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-02-15 | 杭州飞仕得科技有限公司 | 一种多级联方式的温度采样电路 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4854460A (ja) * | 1971-11-11 | 1973-07-31 | ||
US3781648A (en) * | 1973-01-10 | 1973-12-25 | Fairchild Camera Instr Co | Temperature compensated voltage regulator having beta compensating means |
US4114053A (en) * | 1977-01-12 | 1978-09-12 | Johnson & Johnson | Zero temperature coefficient reference circuit |
US4138616A (en) * | 1977-01-12 | 1979-02-06 | Johnson & Johnson | Variable slope temperature transducer |
DE3321556A1 (de) * | 1983-06-15 | 1984-12-20 | Telefunken electronic GmbH, 7100 Heilbronn | Bandgap-schaltung |
US4622476A (en) * | 1985-03-29 | 1986-11-11 | Advanced Micro Devices, Inc. | Temperature compensated active resistor |
JP2906461B2 (ja) * | 1989-07-11 | 1999-06-21 | 日本電気株式会社 | 温度センサ回路 |
US5070322A (en) * | 1989-07-19 | 1991-12-03 | Fuji Electric Co., Ltd. | An overheating detection circuit including a reversely biased junction having a temperature dependent reverse leakage current for detecting overheating of a power integrated circuit |
DE4229152A1 (de) * | 1992-09-01 | 1994-03-03 | Jordan As Oslo | Zahnbürste sowie Herstellungsverfahren für Zahnbürsten |
JP3253207B2 (ja) | 1993-01-25 | 2002-02-04 | 松下電器産業株式会社 | 温度補償水晶発振器 |
US5691671A (en) * | 1996-07-12 | 1997-11-25 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for a crystal oscillator using piecewise linear odd symmetry temperature compensation |
JP3433720B2 (ja) * | 2000-03-24 | 2003-08-04 | セイコーエプソン株式会社 | 発振回路 |
EP1388775A1 (en) * | 2002-08-06 | 2004-02-11 | STMicroelectronics Limited | Voltage reference generator |
US6870357B1 (en) * | 2002-11-21 | 2005-03-22 | National Semiconductor Corporation | Method and apparatus for determining the temperature of a junction using voltage responses of the junction and a correction factor |
US7436242B1 (en) * | 2005-01-13 | 2008-10-14 | National Semiconductor Corporation | System and method for providing an input voltage invariant current source |
JP4887075B2 (ja) * | 2006-05-19 | 2012-02-29 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体集積回路 |
US7446599B1 (en) * | 2007-05-30 | 2008-11-04 | Himax Technologies Limited | Reference voltage generator |
-
2007
- 2007-10-05 JP JP2007261655A patent/JP5061830B2/ja active Active
-
2008
- 2008-10-02 US US12/243,991 patent/US7755416B2/en active Active
- 2008-10-06 CN CN2008101659909A patent/CN101403641B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7755416B2 (en) | 2010-07-13 |
CN101403641B (zh) | 2011-04-20 |
CN101403641A (zh) | 2009-04-08 |
JP2009092449A (ja) | 2009-04-30 |
US20090091373A1 (en) | 2009-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5061830B2 (ja) | 温度センサ回路と温度補償型発振器 | |
US8115559B2 (en) | Oscillator for providing a constant oscillation signal, and a signal processing device including the oscillator | |
JP3772300B2 (ja) | マイクロパワーrc発振器 | |
JP4495695B2 (ja) | 発振回路 | |
KR102528632B1 (ko) | 볼티지 레귤레이터 | |
US20190179352A1 (en) | Regulator circuit and semiconductor device, and power supply | |
US20130176082A1 (en) | Reference voltage generation circuit, oscillation circuit including the same and method for calibrating oscillation frequency of oscillation circuit | |
WO2008069291A1 (ja) | 基準電圧発生回路 | |
US9667259B2 (en) | Apparatus and method for generating a temperature-dependent control signal | |
JP2007219856A (ja) | 定電圧電源回路 | |
JP2007067656A (ja) | 演算増幅器 | |
US7443240B2 (en) | AM intermediate frequency variable gain amplifier circuit, variable gain amplifier circuit and its semiconductor integrated circuit | |
JP4344646B2 (ja) | 電源回路 | |
JP4469894B2 (ja) | 電圧制御発振回路 | |
US7847645B2 (en) | Oscillation control apparatus and oscillator | |
US7015767B2 (en) | Function generator and temperature compensated crystal oscillator | |
US6879210B2 (en) | Variable gain amplifier | |
US20120098604A1 (en) | Ring oscillator and control method of ring oscillator | |
US20080238517A1 (en) | Oscillator Circuit and Semiconductor Device | |
KR100520269B1 (ko) | 전압-전류변환기 및 그를 이용한 셀프-오실레이터 | |
CN112346505A (zh) | 增益调变电路 | |
US6717483B2 (en) | Low cost voltage controlled crystal oscillator (VCXO) | |
KR20040002141A (ko) | 링 오실레이터 | |
JPH10268954A (ja) | 定電圧発生回路 | |
KR100577552B1 (ko) | 반도체 메모리 장치의 내부 전압 변환회로 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100922 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100922 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20110729 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20110729 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110819 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120210 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120214 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120413 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120508 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120621 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120710 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120723 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5061830 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150817 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |