JPH04160328A - 温度センサ回路 - Google Patents
温度センサ回路Info
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- JPH04160328A JPH04160328A JP2286120A JP28612090A JPH04160328A JP H04160328 A JPH04160328 A JP H04160328A JP 2286120 A JP2286120 A JP 2286120A JP 28612090 A JP28612090 A JP 28612090A JP H04160328 A JPH04160328 A JP H04160328A
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- mos transistor
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 241000981595 Zoysia japonica Species 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は温度センサ回路に関し、特にトランジスタによ
り構成された温度センサ回路に関する。
り構成された温度センサ回路に関する。
従来、この種の温度センサ回路は、第3図及び第4図に
示すような、バイポーラトランジスタによる回路が一般
的であり、MO8型集積回路上にMO3型トランジスタ
を用いて実現した例はない。
示すような、バイポーラトランジスタによる回路が一般
的であり、MO8型集積回路上にMO3型トランジスタ
を用いて実現した例はない。
第3図及び第4図に示す従来の温度センサ回路において
は、バイポーラトランジスタQj (j=1〜n、以
下同じ)のベース・エミッタN 圧V s z rは、
これらバイポーラトランジスタの直流増幅率が十分高い
のでベース電流を無視すれば、ここで、Isはバイポー
ラトランジスタの飽和電流にはポルツマン定数 、Tは絶対温度 qは単位電子電荷 である。 □ − と表わせる。従って、第4図においては、第3図におい
ては、 ・・・(4) と表わされ、いずれも絶対温度Tに比例した出力電圧■
。が得られる。
は、バイポーラトランジスタQj (j=1〜n、以
下同じ)のベース・エミッタN 圧V s z rは、
これらバイポーラトランジスタの直流増幅率が十分高い
のでベース電流を無視すれば、ここで、Isはバイポー
ラトランジスタの飽和電流にはポルツマン定数 、Tは絶対温度 qは単位電子電荷 である。 □ − と表わせる。従って、第4図においては、第3図におい
ては、 ・・・(4) と表わされ、いずれも絶対温度Tに比例した出力電圧■
。が得られる。
この従来の温度センサ回路では、バイポーラトランジス
タQjで構成されているので、MOS型集積回路上に実
現する場合には、その寄生トランジスタを利用しており
従って十分に大きなトランジスタの直流増幅率が得にく
く、出力電圧■。の(3)式、(4)式からのずれが大
きくなるという欠点がある。
タQjで構成されているので、MOS型集積回路上に実
現する場合には、その寄生トランジスタを利用しており
従って十分に大きなトランジスタの直流増幅率が得にく
く、出力電圧■。の(3)式、(4)式からのずれが大
きくなるという欠点がある。
また、これら従来の温度センサ回路は、差動出力となっ
ていないために、A−Dコンバータ等で受ける場合には
基準電圧を必要とするという問題点があった。
ていないために、A−Dコンバータ等で受ける場合には
基準電圧を必要とするという問題点があった。
本発明の温度センサ回路は、ゲートを第1の出力端子と
接続すると共にこのゲートに基準電圧を印加する第1の
MOSトランジスタ、ソースをこの第1のMOSトラン
ジスタのソースと接続しゲート長対ゲート幅の比が前記
第1のMOSトランジスタとは異なる第2のMOSトラ
ンジスタ、前記第1及び第2のMOSトランジスタのド
レインと接続する負荷回路、及び前記第1及び第2のM
OSトランジスタのソースと接続する定電流源を含む差
動対回路と、前記第2のMOSトランジスタのドレイン
からの差動対回路の出力電圧を入力し出力端を第2の出
力端子と接続すると共に前記第2のMOSトランジスタ
のゲートと接続し゛、前記第1及び第2のMOSトラン
ジスタのドレイン電流が等しくなるように制御する帰還
手段とを有している。
接続すると共にこのゲートに基準電圧を印加する第1の
MOSトランジスタ、ソースをこの第1のMOSトラン
ジスタのソースと接続しゲート長対ゲート幅の比が前記
第1のMOSトランジスタとは異なる第2のMOSトラ
ンジスタ、前記第1及び第2のMOSトランジスタのド
レインと接続する負荷回路、及び前記第1及び第2のM
OSトランジスタのソースと接続する定電流源を含む差
動対回路と、前記第2のMOSトランジスタのドレイン
からの差動対回路の出力電圧を入力し出力端を第2の出
力端子と接続すると共に前記第2のMOSトランジスタ
のゲートと接続し゛、前記第1及び第2のMOSトラン
ジスタのドレイン電流が等しくなるように制御する帰還
手段とを有している。
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す回路図である。
この実施例は、ゲートを第1の出力端子T M rと接
続すると共にこのゲートに電圧源E1からの基準電圧V
Rを印加する第117)MOSトランジスタMl、ソー
スをこの第1のMOSトランジスタM1のソースと接続
しゲート長対ゲート幅の比が第1のMOSトランジスタ
Mlとは異なる第2のMOSトランジスタM2、これら
第1及び第2のMOSトランジスタMl、M2のドレイ
ンと接続する負荷回路のMOSトランジスタM3.M4
、及び第1及び第2のMOSトランジスタMl、M2の
ソースと接続する定電流源IAを含む差動対回路1と、
第2のMOSトランジスタのドレインからの差動対回路
の出力電圧を入力し出力端を第2の出力端子TM2と接
続すると共に第2のMOSトランジスタM2のゲートと
接続し、第1及び第2のMOS トランジスタMl、M
2のトレーイン電流が等しくなるように制御する帰還手
段を形成するレベルシフト回路2及び出力段回路3とを
有する構成となっている。
・なお、・レベルシフト回路2は、ゲートに差動対回路
1の出力電圧を入力するMOSトランジスタM5と、こ
のMOSトランジスタM5のソースと接続する定電流源
エヨとで形成され、出力段回路3は、ゲートに差動対回
路1の出力電圧を入力するMOSトランジスタM6と、
ゲートにMOSトランジスタM5と定電流源■3との接
続点の電圧を入力しドレインを出力端子T M 2 、
M OS )−ランジスタM2のゲート、及びMOS
トランジスタM6のドレインと接続するMOSトランジ
スタM7と、位相補正用の抵抗R1及びコンデンサC1
とで形成されたフンプリンメンタル回路構成となってい
る。
続すると共にこのゲートに電圧源E1からの基準電圧V
Rを印加する第117)MOSトランジスタMl、ソー
スをこの第1のMOSトランジスタM1のソースと接続
しゲート長対ゲート幅の比が第1のMOSトランジスタ
Mlとは異なる第2のMOSトランジスタM2、これら
第1及び第2のMOSトランジスタMl、M2のドレイ
ンと接続する負荷回路のMOSトランジスタM3.M4
、及び第1及び第2のMOSトランジスタMl、M2の
ソースと接続する定電流源IAを含む差動対回路1と、
第2のMOSトランジスタのドレインからの差動対回路
の出力電圧を入力し出力端を第2の出力端子TM2と接
続すると共に第2のMOSトランジスタM2のゲートと
接続し、第1及び第2のMOS トランジスタMl、M
2のトレーイン電流が等しくなるように制御する帰還手
段を形成するレベルシフト回路2及び出力段回路3とを
有する構成となっている。
・なお、・レベルシフト回路2は、ゲートに差動対回路
1の出力電圧を入力するMOSトランジスタM5と、こ
のMOSトランジスタM5のソースと接続する定電流源
エヨとで形成され、出力段回路3は、ゲートに差動対回
路1の出力電圧を入力するMOSトランジスタM6と、
ゲートにMOSトランジスタM5と定電流源■3との接
続点の電圧を入力しドレインを出力端子T M 2 、
M OS )−ランジスタM2のゲート、及びMOS
トランジスタM6のドレインと接続するMOSトランジ
スタM7と、位相補正用の抵抗R1及びコンデンサC1
とで形成されたフンプリンメンタル回路構成となってい
る。
次に、この実施例の動作及び特性について説明する。
MOS)ランシスタMlのゲート電圧V1,1とMOS
トランジスタ&i 2のケート電圧V t I2との関
係は、MOSトランジスタMl、M2のそれぞれのゲー
ト長りとゲート幅Wとの比をWl/L、。
トランジスタ&i 2のケート電圧V t I2との関
係は、MOSトランジスタMl、M2のそれぞれのゲー
ト長りとゲート幅Wとの比をWl/L、。
W 2 / L 2とし、ドレイン電流をI at r
I a2とすれば ■、1=α(v、、+−vt)2 ・・・
(5)I a2=k α(V(−2V t ) 2・・
’(6)I a++I at= I。
・・・(7)ΔV i =V、l 、Vt*z
・・・(8)△L=I=+ I、
12 ・・・(9)とおくと、 kI=+ L2=+(k 1)I。++(k+1)
ΔI。
I a2とすれば ■、1=α(v、、+−vt)2 ・・・
(5)I a2=k α(V(−2V t ) 2・・
’(6)I a++I at= I。
・・・(7)ΔV i =V、l 、Vt*z
・・・(8)△L=I=+ I、
12 ・・・(9)とおくと、 kI=+ L2=+(k 1)I。++(k+1)
ΔI。
・・・00
kL++Idz=+(k+1)I。++(k−1)Δ工
。
。
・・・0υ
と表わせる。
但し
ここで μnは電子のモビリティ
Coえはケート酸化膜厚
である。
このとき、00式201)式より
・・・04
一方、(7)式、(8)式より
工。+ΔI6
■、1=□ ・・・09■。−Δl
。
。
■、2=□ ・・・OQ04式〜O
F5式より +(k−1)I。++(k+1)Δ工。
F5式より +(k−1)I。++(k+1)Δ工。
・・・αη
0?)式でΔ工、二〇 となる (ΔV i )。は
工、1=Id2=I。/2 となり ・・・a8 0秒式の両辺を2乗して(ΔV i )。を求めると、
(’、’ k = 1のとき(ΔV i )。=0)・
・・00従って、MOSトランジスタMl、M2のドレ
イン電流I di r 丁、2が等しくなる時のMO
SトランジスタMl、M2のゲート間電圧(ΔV i
)いすなわち出力電圧■。V、は、モビリティの平方根
に反比例する。
工、1=Id2=I。/2 となり ・・・a8 0秒式の両辺を2乗して(ΔV i )。を求めると、
(’、’ k = 1のとき(ΔV i )。=0)・
・・00従って、MOSトランジスタMl、M2のドレ
イン電流I di r 丁、2が等しくなる時のMO
SトランジスタMl、M2のゲート間電圧(ΔV i
)いすなわち出力電圧■。V、は、モビリティの平方根
に反比例する。
ここでモビリティμnは温度の関数であり、温度TIと
温度T2でのモビリティμn(T+)とμn(I2)と
の関係は と表わせる。従って温度Tについて と表わせる。
温度T2でのモビリティμn(T+)とμn(I2)と
の関係は と表わせる。従って温度Tについて と表わせる。
■式の関係をT。−300°にとして表わしたものが第
2図である。このように、出力電圧V。L。
2図である。このように、出力電圧V。L。
(ゲート間電圧(△Vi)o)は温度Tに比例する。
こうしてMOSトランジスタによる差動圧力型の温度セ
ンサ回路が実現できる。
ンサ回路が実現できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、第1及び第2のMOSト
ランジスタを含んで形成された差動対回路と、この差動
対回路を形成する第2のMO3’トランジスタのドレイ
ン出力を入力して出力電圧をこのMOSトランジスタの
ゲートに帰還し、差動対回路の第1及び第2のMOSト
ランジスタのドレイン電流が等しくなるように制御する
帰還手段とを設けた構成とすることにより、特性が良好
な差動出力型の温度センサ回路をMOSトランジスタで
実現することができる効果がある。
ランジスタを含んで形成された差動対回路と、この差動
対回路を形成する第2のMO3’トランジスタのドレイ
ン出力を入力して出力電圧をこのMOSトランジスタの
ゲートに帰還し、差動対回路の第1及び第2のMOSト
ランジスタのドレイン電流が等しくなるように制御する
帰還手段とを設けた構成とすることにより、特性が良好
な差動出力型の温度センサ回路をMOSトランジスタで
実現することができる効果がある。
第1図及び第2図はそれぞれ本発明の一実施例を示す回
路図及びこの実施例の温度対出力電圧の特性図、第3図
及び第4図はそれぞれ従来の温度センサ回路の第1及び
第2の例を示す回路図である。 1・・・・・・差動対回路、2・・・・・・レベルシフ
)回路、3・・・・・・出力段回路、■1〜In+
IAI IB・・・・・・定電流源、Ml〜M7・・
・・・・MOSトランジスタ、Q1〜Qn・・・・・・
バイポーラトランジスタ。 代理人 弁理士 内 原 音 尤 1 図 温度T(″に) 易 2 図 01〜0n−−−1マイがシ)トランジスタ11〜In
−一一工を災魚 兜 3 図 声 4 図 手続補正書く自発) 1、事件の表示 平成2年特許願第286120号2、
発明の名称 温度センサ回路 3、補正をする者 事件との関係 出 願 人任 所
東京都港区芝五丁目7番1号名 称 (423)
日本電気株式会社代表者 関本忠弘 4、代理人 住 所 〒108−01東京都港区芝五丁目7番1号(
連絡先 日本電気株式会社 特許部)5、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明jの欄。 6、補正の内容 (1)明細書第7頁第13行行頭から同第9頁第7行行
末までを次のとおり補正する。 ここでμnは電子のモビリティ COXはゲート酸化膜容量 である。 と表わせる。 このとき(5)式、(6)式は 従って(11)式が成り立つときの入力電圧(ΔVi)
。は(12)式がら(13)式を減じると (2)同第9頁第8行の「(20)Jを’ (14)J
と訂正する。 (3)同第10頁第1行の’(21)Jをr(15)」
と訂正する。 (5)同第10頁第5行のr(22)式」を「(16)
式」と訂正する。
路図及びこの実施例の温度対出力電圧の特性図、第3図
及び第4図はそれぞれ従来の温度センサ回路の第1及び
第2の例を示す回路図である。 1・・・・・・差動対回路、2・・・・・・レベルシフ
)回路、3・・・・・・出力段回路、■1〜In+
IAI IB・・・・・・定電流源、Ml〜M7・・
・・・・MOSトランジスタ、Q1〜Qn・・・・・・
バイポーラトランジスタ。 代理人 弁理士 内 原 音 尤 1 図 温度T(″に) 易 2 図 01〜0n−−−1マイがシ)トランジスタ11〜In
−一一工を災魚 兜 3 図 声 4 図 手続補正書く自発) 1、事件の表示 平成2年特許願第286120号2、
発明の名称 温度センサ回路 3、補正をする者 事件との関係 出 願 人任 所
東京都港区芝五丁目7番1号名 称 (423)
日本電気株式会社代表者 関本忠弘 4、代理人 住 所 〒108−01東京都港区芝五丁目7番1号(
連絡先 日本電気株式会社 特許部)5、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明jの欄。 6、補正の内容 (1)明細書第7頁第13行行頭から同第9頁第7行行
末までを次のとおり補正する。 ここでμnは電子のモビリティ COXはゲート酸化膜容量 である。 と表わせる。 このとき(5)式、(6)式は 従って(11)式が成り立つときの入力電圧(ΔVi)
。は(12)式がら(13)式を減じると (2)同第9頁第8行の「(20)Jを’ (14)J
と訂正する。 (3)同第10頁第1行の’(21)Jをr(15)」
と訂正する。 (5)同第10頁第5行のr(22)式」を「(16)
式」と訂正する。
Claims (1)
- ゲートを第1の出力端子と接続すると共にこのゲートに
基準電圧を印加する第1のMOSトランジスタ、ソース
をこの第1のMOSトランジスタのソースと接続しゲー
ト長対ゲート幅の比が前記第1のMOSトランジスタと
は異なる第2のMOSトランジスタ、前記第1及び第2
のMOSトランジスタのドレインと接続する負荷回路、
及び前記第1及び第2のMOSトランジスタのソースと
接続する定電流源を含む差動対回路と、前記第2のMO
Sトランジスタのドレインからの差動対回路の出力電圧
を入力し出力端を第2の出力端子と接続すると共に前記
第2のMOSトランジスタのゲートと接続し、前記第1
及び第2のMOSトランジスタのドレイン電流が等しく
なるように制御する帰還手段とを有することを特徴とす
る温度センサ回路。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2286120A JP2897401B2 (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | 温度センサ回路 |
US08/198,581 US5512855A (en) | 1990-10-24 | 1994-02-18 | Constant-current circuit operating in saturation region |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2286120A JP2897401B2 (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | 温度センサ回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04160328A true JPH04160328A (ja) | 1992-06-03 |
JP2897401B2 JP2897401B2 (ja) | 1999-05-31 |
Family
ID=17700193
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2286120A Expired - Lifetime JP2897401B2 (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | 温度センサ回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2897401B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015135627A (ja) * | 2014-01-17 | 2015-07-27 | セイコーインスツル株式会社 | ボルテージレギュレータおよび半導体装置 |
-
1990
- 1990-10-24 JP JP2286120A patent/JP2897401B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015135627A (ja) * | 2014-01-17 | 2015-07-27 | セイコーインスツル株式会社 | ボルテージレギュレータおよび半導体装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2897401B2 (ja) | 1999-05-31 |
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