JPH0132932B2 - - Google Patents

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JPH0132932B2
JPH0132932B2 JP56003628A JP362881A JPH0132932B2 JP H0132932 B2 JPH0132932 B2 JP H0132932B2 JP 56003628 A JP56003628 A JP 56003628A JP 362881 A JP362881 A JP 362881A JP H0132932 B2 JPH0132932 B2 JP H0132932B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
transistor
temperature
resistors
point
Prior art date
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Expired
Application number
JP56003628A
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English (en)
Other versions
JPS57118127A (en
Inventor
Yasuo Taguchi
Juichiro Furukawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP362881A priority Critical patent/JPS57118127A/ja
Publication of JPS57118127A publication Critical patent/JPS57118127A/ja
Publication of JPH0132932B2 publication Critical patent/JPH0132932B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/01Measuring 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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、温度変化に応じた変化特性をもつ
電圧を出力する温度特性回路に関する。
従来、温度変化に応じた変化特性をもつ電圧を
出力する温度特性回路としては、たとえばその出
力電圧が温度の上昇にほぼ比例して増加するも
の、あるいはこれとは逆に温度の上昇にほぼ反比
例して減少するものがあるが、いずれのものにし
ても温度が上昇あるいは下降し続けると、その出
力電圧がある範囲を越えて増加あるいは減少して
しまうという欠点がある。
この発明は上記のような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的とするところは、温度が
所定温度以上あるいは以下となる場合に、その出
力電圧がある値に固定されるような温度特性回路
を提供することにある。
以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明
する。第1図において正極性の基準電圧Vref1
加点と接地電位点との間には、この基準電圧
Vref1を分割して第1の基準電圧V1を得るための
一対の抵抗1,2が直列接続される。また3はコ
レクタ、ベース間が短絡されているnpnトランジ
スタであり、このトランジスタ3のコレクタ、ベ
ース短絡点は上記一対の抵抗1,2の直列接続点
aに接続され、さらにエミツタは接地電位点に接
続される。すなわち、上記トランジスタ3のコレ
クタ、ベース短絡点には上記第1の基準電圧V1
が供給される。
また上記トランジスタ3のベースにはこのトラ
ンジスタ3と熱時定数を含む特性および寸法が等
しいもう一つのnpnトランジスタ4のベースが接
続され、両トランジスタ3,4によつて電流ミラ
ー回路が構成される。そしてこのトランジスタ4
のエミツタは接地電位点に接続される。
さらに正極性の第2の基準電圧Vref2印加点と
出力端5との間には抵抗6が接続され、また出力
端5と接地電位点との間には二つの抵抗7,8が
直列接続される。そして上記二つの抵抗6,7は
第1の抵抗回路を構成し、また上記抵抗8は第2
の抵抗回路を構成している。さらに上記第1、第
2の抵抗回路の直列接続点b点と、上記トランジ
スタ4のコレクタとの間には、抵抗9からなる第
3の抵抗回路が接続される。なお、上記二つの基
準電圧Vref1,Vref2としては、温度による変動が
少ない電圧たとえばツエナー電圧、ウイドラー電
圧等が用いられる。また上記基準電圧Vref1
Vref2は異なる値でも、同じ値でもどちらでもよ
い。
次に上記のように構成された回路の作用につい
て説明する。
一般にnpnトランジスタのベース・エミツタ間
電圧は負の温度特性(およそ−2mV/℃)をも
つため、抵抗1,2の抵抗比を適当に選んで第1
の基準電圧V1を設定すれば、温度Tが所定温度
T1よりも低い場合にはVBEQ>V1、T1よりも高い
場合にはVBEQ<V1(ただしVBEQはトランジスタ3
のベース・エミツタ間電圧)なる電圧の大小関係
が成立する。
このうち、温度Tが所定温度T1よりも低い場
合で、VBEQ>V1のとき、トランジスタ3はオフ
状態(非導通状態)になり、電流は流れない。し
たがつてこのときには、もう一つのトランジスタ
4にも電流は流れない。この結果、温度Tが所定
温度T1よりも低い範囲では、出力端5からの出
力電圧VOUTは第2の基準電圧Vref2と三つの抵抗
6,7,8とにより次式のように一義的に決定さ
れる。
VOUT=R7+R8/R6+R7+R8・Vref2 …(1) R6:抵抗6の抵抗値 R7:抵抗7の抵抗値 R8:抵抗8の抵抗値 またトランジスタ3が完全にオン状態になると
きの温度をT2として、温度Tが前記温度T1より
も高くかつ温度T2よりも低い範囲にあるとき
(T1<T<T2)、VBEQ<V1であるため、トランジ
スタ3はオフ状態と完全オン状態との中間状態で
動作する。したがつてこのとき、トランジスタ4
にはトランジスタ3と等しいコレクタ電流が流れ
ることになる。この結果、このときの出力電圧
VOUTはトランジスタ4のコレクタ電流の大きさ
と抵抗9に影響され、このコレクタ電流は温度T
の上昇と共に増加するため抵抗9における電圧降
下は大きくなるので、VOUTは上記(1)式で与えら
れる値からほぼ一定の傾斜で順次低下していくこ
とになる。
次に温度Tがトランジスタ3が完全にオン状態
となるような温度T2を越えると、トランジスタ
3は飽和動作し、そのコレクタ電流は一定にな
る。したがつてもう一つのトランジスタ4のコレ
クタ電流も一定になり、このときの出力電圧
VOUTは第2の基準電圧Vref2と四つの抵抗6,7,
8,9とにより、次式のようにほぼ一義的に決定
される。
VOUT=R7+R89/R6+R7+R89・Vref2 …(2) R89:抵抗8と9の並列抵抗値 上記(2)式においてR89は前記R8よりも小さいた
め、このときのVOUTは前記(1)式のときよりも小
さな値となる。
第2図は横軸に温度Tを、縦軸に出力端子5に
おける出力電圧VOUTをそれぞれとつて上記実施
例回路の出力特性を示したもので、VHは前記(1)
式で与えられるVOUTの値であり、VLは前記(2)式
で与えられるVOUTの値である。第2図から明ら
かなように、T1とT2の間の温度範囲ではVOUT
温度Tにほぼ反比例して減少し、温度T1以下で
はVH一定になり、かつT2以上ではVL一定となる
ような出力特性が得られる。
第3図は上記実施例の第1の変形例の構成図で
あり、前記電流ミラー回路を構成する入力側のト
ランジスタ3のエミツタと接地電位点との間に抵
抗10を挿入するようにしたものである。
第1図に示す実施例回路では、温度T1とT2
の間の温度範囲におけるVOUTの傾きは二つのト
ランジスタ3,4の特性によつて定まるが、この
第3図に示す変形例回路では抵抗10を挿入した
ことによつて、トランジスタ3のコレクタ電流が
トランジスタ4のそれよりも小さくなるため、こ
のときのVOUTの傾きはより急峻なものとなる。
第4図は上記実施例の第2の変形例の構成図で
あり、上記第1の変形例とは逆に、前記電流ミラ
ー回路を構成する出力側のトランジスタ4のエミ
ツタと接地電位点との間に抵抗11を挿入するこ
とによつて、VOUTの傾きを第1図に示す実施例
回路のものよりもなだらかにするようにしたもの
である。
第5図は上記実施例の第3の変形例の構成図で
あり、上記抵抗10,11を両方とも挿入するこ
とによつてトランジスタ3,4のコレクタ電流の
高精度化を図るようにしたものである。このとき
抵抗10,11の抵抗値を異ならせれば、高精度
化と共にVOUTの傾きを変えることもできる。
第6図は上記実施例の第4の変形例の構成図で
あり、上記第5図に示す変形例回路において、a
点とトランジスタ3のコレクタ・ベース短絡点と
の間にダイオード12を図示する方向に挿入する
ようにしたものである。
a点における第1の基準電圧V1はトランジス
タ3のVBEQに近い値、たとえば+0.5V程度に設
定されるものであるが、ダイオード12を挿入す
ることによつて第1の基準電圧V1を+0.5V高く
できるため、抵抗1,2によるV1の設定がより
簡単になる。なお、このダイオード12は第1、
第3の変形例回路に挿入しても同じような効果が
得られる。また、このダイオード12の代わりに
ダイオード接続したトランジスタを使用してもよ
い。
第7図はこの発明の応用例の構成図である。前
記実施例回路ではT1とT2の間の一つの温度範囲
でのみVOUTが変化する場合であつたが、この応
用例回路では第8図の特性図のように、温度Ta
とTbとの間、TcとTdとの間およびTeとTfとの間
の合計三つの温度範囲でVOUTが変化するような
特性を得るようにしたものであり、三つの抵抗
6,7,8を共通とし、それ以外の部分の構成を
3組設けて、これをVref1印加点とb点との間に
並列接続するようにしたものであり、第7図にお
いて三つの抵抗6,7,8以外で第1図と対応す
る個所には同一符号の末尾にa,b,cそれぞれ
を付してある。そして一対の抵抗1a,2aはト
ランジスタ3aがオンし始めるときの温度Ta
対する第1の基準電圧V1aを、同様に各1対の抵
抗1b,2bおよび1c,2cは各トランジスタ
3b,3cがそれぞれオンし始めるときの第1の
基準電圧V1b,V1cをそれぞれ設定している。
第9図はこの発明の他の応用例の構成図であ
る。前記実施例回路ではT1とT2の間の温度範囲
で、温度上昇に伴ないVOUTが減少する方向に変
化する場合であつたが、この応用例回路では第1
0図の特性図のように、温度上昇に伴ないVOUT
が増加する方向に変化するような特性を得るよう
にしたものであり、このため前記出力端5を、エ
ミツタが接地電位点に接続されたnpnトランジス
タ13のベースに接続し、また第2の基準電圧
Vref2印加点と接地電位点との間に三つの抵抗1
4,15,16を直列接続し、この抵抗14と1
5の直列接続点に新たな出力端17を設け、さら
に抵抗15,16の直列接続点とトランジスタ1
3のコレクタとの間に抵抗18を挿入するように
したものである。すなわち、この回路はトランジ
スタ4と四つの抵抗6〜9からなる回路に、これ
と同様の構成であるトランジスタ13と四つの抵
抗14〜16,18からなる回路を従続接続する
ことによつて、前記第2図の特性と対称な特性を
得るようにしたものである。
なお、この発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、前記トランジスタ3,4のエミツタと
接地電位点との間に抵抗を挿入する代りにトラン
ジスタ3,4のエミツタ面積を異ならせることに
よつてVOUTの傾きを変化させるようにしてもよ
い。また第1図において出力電圧を得る出力端5
は第1の抵抗回路内における抵抗6,7の直列接
続点に設けたが、これはb点に設けるようにして
もよく、また第1の抵抗回路が二つ以上の抵抗に
よつて構成される場合には第1の抵抗回路内にお
いて第2の基準電圧Vref2印加点を除く任意の回
路点に設けるようにしてもよい。
さらにこの発明は第8図に示すような特性と対
称な特性をもつような回路にも実施可能であるこ
とはいうまでもない。
以上説明したようにこの発明によれば、温度が
所定温度以上および所定温度以下となつた場合
に、出力電圧がある値に固定されるような温度特
性回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の回路構成図、第
2図は上記実施例回路の作用を説明するための特
性図、第3図は上記実施例の第1の変形例の回路
構成図、第4図は上記実施例の第2の変形例の回
路構成図、第5図は上記実施例の第3の変形例の
回路構成図、第6図は上記実施例の第4の変形例
の回路構成図、第7図はこの発明の応用例の回路
構成図、第8図はその特性図、第9図はこの発明
の他の応用例の回路構成図、第10図はその特性
図である。 1,2,6,7,8,9,10,11,14,
15,16,18…抵抗、3,4,13…npnト
ランジスタ、12…ダイオード。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 コレクタに第1の基準電圧が印加されコレク
    タとベースが接続された第1のトランジスタと、 周囲温度が所定の温度以下のときに上記第1の
    トランジスタがオフするような値の電圧を上記第
    1の基準電圧として発生する手段と、 ベースが上記第1のトランジスタのベースに接
    続され熱時定数が上記第1のトランジスタと等し
    い第2のトランジスタと、 第2の基準電圧の印加点と接地電位点との間に
    直列接続された第1、第2の抵抗回路と、 上記第1、第2の抵抗回路の直列接続点と上記
    第2のトランジスタのコレクタ、エミツタ回路と
    の間に挿入された第3の抵抗回路と、 上記第2の基準電圧の印加点を除く上記第1の
    抵抗回路の任意の回路点に設けられ上記第1、第
    2のトランジスタの置かれている環境の周囲温度
    に応じた電圧を取出す出力端と を具備したことを特徴とする温度特性回路。
JP362881A 1981-01-13 1981-01-13 Temperature characteristic circuit Granted JPS57118127A (en)

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JP362881A JPS57118127A (en) 1981-01-13 1981-01-13 Temperature characteristic circuit

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JP362881A JPS57118127A (en) 1981-01-13 1981-01-13 Temperature characteristic circuit

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JPS57118127A JPS57118127A (en) 1982-07-22
JPH0132932B2 true JPH0132932B2 (ja) 1989-07-11

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5529735A (en) * 1978-08-24 1980-03-03 Hochiki Corp Temperature detection unit

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5529735A (en) * 1978-08-24 1980-03-03 Hochiki Corp Temperature detection unit

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JPS57118127A (en) 1982-07-22

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