JPH0435775Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、ダイオードを用いた温度センサに係
り、特に温度に対して直線的に変化する出力電圧
を得る温度センサに関する。

〈従来の技術〉 第４図に従来の温度センサ回路を示しこれにつ
いて説明する。

この温度センサ回路はトランジスタのベース・
エミツタの温度依存性を利用したものである。一
定電圧Ｅが抵抗R_cを介して演算増幅器Q₁の反転
入力端（−）に印加され、その非反転入力端
（＋）は共通電位点に接続されている。演算増幅
器Q₁の出力端は抵抗R₁を介して出力端子T_tに接
続されている。演算増幅器Q₁の反転入力端（−）
と出力端子T_tとの間にはトランジスタQ₂のコレ
クタとエミツタとが接続され、トランジスタQ₂
のベースは共通電位点に接続されている。また、
演算増幅器Q₁の反転入力端（−）と出力端との
間にはコンデンサC₁が接続されている。

以上の構成において、トランジスタQ₂のコレ
クタには抵抗R_cで一定電圧Ｅを割つた電流I_pが流
れ、ベース・エミツタ間には電圧V_be2が現われ
る。このため出力端子T_tと共通電位点との間に
発生する出力電圧V_pはV_p＝−V_be2となる。

出力電圧V_pはトランジスタQ₂のベース・エミ
ツタ間の接合電圧として得られるので、温度に関
してほぼ直線的に変化する電圧となり、温度セン
サとして用いることができる。

なお、コンデンサC₁と抵抗R₁とは寄生振動を
防止するためのものであり、この温度センサ回路
にとつては付加的要素である。

〈考案が解決しようとする問題点〉 しかしながら、この様な従来の温度センサ回路
では、温度の変化範囲が広いと温度に対する出力
電圧の関係が直線的でなくなり、温度センサ回路
として使用し難い問題点がある。

〈問題点を解決するための手段〉 この考案は、以上の問題点を解決するため、 Ａ ベースとコレクタとが接続されこの接続点に
一定電流が供給されエミツタに第１抵抗の一端
が接続された第１トランジスタと、このベース
の電位と同じ電位がベースに与えられエミツタ
が第１抵抗の他端に接続されコレクタより一定
電流に対応する電流出力を得る第２トランジス
タとからなる第１カレントミラー回路と、 Ｂ ベースとコレクタとが接続されこの接続点に
電流出力が供給されエミツタに第２抵抗の一端
が接続された第３トランジスタと、この第３ト
ランジスタのベースの電位と同じ電位がベース
に与えられエミツタが第２抵抗の他端に接続さ
れコレクタがダイオードよりなる温度センサを
介して前記第２トランジスタのエミツタに接続
された第４トランジスタとからなる第２カレン
トミラー回路とを具備し、 Ｃ 各トランジスタのエミツタ面積と、一定電流
の電流値と、各抵抗の抵抗値と、その温度係数
値とを任意に選定して、第４トランジスタのコ
レクタより温度に対して直線的に変化する出力
電圧を得る構成としたものである。

〈実施例〉 以下、本考案の実施例について図面に基づき説
明する。第１図は本考案の一実施例を示す回路図
である。

トランジスタQ₃はそのベースとコレクタとが
接続され、このコレクタと正電源端＋Ｖとの間に
は定電流源CCが接続されて一定電流I_c3が流され
ている。トランジスタQ₃のエミツタと負電源端
の間には抵抗R₃が接続されている。トランジス
タQ₄はそのベースがトランジスタQ₃のベースに
接続され、そのエミツタは負電源端−Ｖに接続さ
れている。そして、トランジスタQ₃，Q₄はカレ
ントミラー回路を形成し、一定電流I_c3に対応し
た出力電流I_c4がトランジスタQ₄のコレクタに得
られる。

この一定電流I_c3はベースとコレクタが接続さ
れたトランジスタQ₅のコレクタに流される。ト
ランジスタQ₅のエミツタは抵抗R₅を介して正電
源端＋ｖに接続されている。トランジスタQ₆の
ベースはトランジスタQ₅のベースに接続され、
そのエミツタは＋電源端に接続されている。ま
た、そのコレクタは温度センサT_sとして機能す
るダイオードD₁，D₂〜D_oの直列回路を介して負
電源端に接続されている。トランジスタQ₆のコ
レクタより出力端子T_tに出力電圧V_tを得る。

トランジスタQ₅，Q₆はカレントミラー回路を
形成し、出力電流I_c4に対応した出力電流I_c6がダ
イオードD₁，D₂〜D_oに流される。

次に、以上の温度センサ回路の動作につき説明
する。各トランジスタQ₃〜Q₆の電流増幅率h_FEは
h_FE≫１とする。

トランジスタQ₅，Q₆のベース・エミツタ間電
圧をそれぞれV_be5，V_be6熱電圧をV_T（＝kT／ｑ、
ｋ：ボルツマン定数、ｑ：電子の電荷、Ｔ：絶対
温度）、トランジスタQ₅，Q₆の逆方向飽和電流を
I_s5，I_s6、エミツタ面積をA₅，A₆、電流密度をＪ
とすれば以下の各式が成立する。

V_be5＋I_c4R₅＝V_be6 (1) V_be5＝V_TlnI_c4／I_s5 (2) V_be6＝V_TlnI_c6／I_s6 (3) I_s5＝JA₅ (4) I_s6＝JA₆ (5) ここで、(1)〜(4)式を用いると、 I_c6＝A₆／A₅I_c4・exp（I_c4・R₅／V_T (6) となる。

また、トランジスタQ₃，Q₄のベース・エミツ
タ間の電圧をそれぞれV_be3，V_be4、逆方向飽和電
流をI_s3，I_s4、エミツタ面積をA₃，A₄とすれば、
以下の各式が成立する。

V_be3＋I_c3R₃＝V_be4 (7) V_be3＝V_TlnI_c3／I_s3 (8) V_be4＝V_TlnI_c4／I_s4 (9) I_S3＝JA₃ (10) I_s4＝JA₄ (11) (7)〜（11）式よりI_c4を求めると、 I_c4A₄／A₃I_c3exp（I_c3R₃／V_T） (12) となる。(6)、(12)式より、 I_c6＝A₆／A₅・A₄／A₃・I_c3exp（I_c3R₃／V_T） ×exp〔A₄／A₃・I_c3R₅／V_Texp（I_c3R₃／V_T）〕 (14) となる。

ここで、基準温度T₀における抵抗R₃，R₅の抵
抗値をR₃₀，R₅₀、その温度係数をα₃₀，α₅₀とすれ
ば、 R₃＝R₃₀｛１＋α₃₀（Ｔ−T₀）｝ (15) R₅＝R₅₀｛１＋α₅₀（Ｔ−T₀）｝ (16) なる関係がある。

第２図には、温度Ｔと出力電流I_c6、出力電圧
V_tの関係を示す。温度センサT_sに一定の電流を
流したときの温度センサT_sの両端の出力電圧は
温度Ｔの変化に対して上に凸形を示すＡ曲線で示
され、(14)〜(16)で示す出力電流I_c6を温度センサT_s
に流したときの出力電圧V_tは温度Ｔの変化に対
して下に凸形を示すＢ曲線で示される。

そこで、(14)〜(16)式におけるA₃〜A₆、R₃₀，R₅₀，
α₃₀，α₅₀の定数を選択することにより、第２図の
曲線Ｃに示すように温度Ｔに対して直線的に変化
する温度センサ回路とすることができる。

第３図は第１図に示すNPN形トランジスタ
Q₃，Q₄とPNP形トランジスタQ₅，Q₆をPNP形
のトランジスタQ₃′，Q₄′とNPN形トランジスタ
Q₅′，Q₆′で構成したときの温度センサ回路であ
り、その動作は第１図の場合と同じである。

なお、抵抗R₃，R₅はこれ等をトリミングする
ことにより温度補正量を微調整できる。

〈考案の効果〉 以上、実施例とともに具体的に説明したように
本考案によれば、各カレントミラー回路を構成す
る要素素子を調整することにより温度に対して直
線的に変化する温度センサ回路を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す回路図、第２
図は第１図に示す回路の特性を示す特性図、第３
図は本考案の他の実施例を示す回路図、第４図は
従来の温度センサ回路を示す回路図である。 CC……定電流源、Q₁……演算増幅器、Q₂〜Q₆
……トランジスタ、T_s……温度センサ、D₁，D₂
〜D_o……ダイオード。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 Ａ ベースとコレクタとが接続されこの接続点に
   一定電流が供給されエミツタに第１抵抗の一端
   が接続された第１トランジスタと、前記ベース
   の電位と同じ電位がベースに与えられエミツタ
   が前記第１抵抗の他端に接続されコレクタより
   前記一定電流に対応する電流出力を得る第２ト
   ランジスタとからなる第１カレントミラー回路
   と、 Ｂ ベースとコレクタとが接続されこの接続点に
   前記電流出力が供給されエミツタに第２抵抗の
   一端が接続された第３トランジスタと、この第
   ３トランジスタのベースの電位と同じ電位がベ
   ースに与えられエミツタが前記第２抵抗の他端
   に接続されコレクタがダイオードよりなる温度
   センサを介して前記第２トランジスタのエミツ
   タに接続された第４トランジスタとからなる第
   ２カレントミラー回路とを具備し、 Ｃ 前記各トランジスタのエミツタ面積と、前記
   一定電流の電流値と、前記各抵抗の抵抗値と、
   その温度係数値とを任意に選定して、前記第４
   トランジスタのコレクタより温度に対して直線
   的に変化する出力電圧を得る温度センサ回路。