JPH04366737A - 温度センサ回路 - Google Patents
温度センサ回路Info
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- JPH04366737A JPH04366737A JP14284091A JP14284091A JPH04366737A JP H04366737 A JPH04366737 A JP H04366737A JP 14284091 A JP14284091 A JP 14284091A JP 14284091 A JP14284091 A JP 14284091A JP H04366737 A JPH04366737 A JP H04366737A
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- Japan
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- transistor
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- transistors
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- Pending
Links
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 11
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は温度センサ回路に関し、
特に半導体集積回路に適した温度センサ回路に関する。
特に半導体集積回路に適した温度センサ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の温度センサ回路は、図３に示すよ
うに、カスコード接続された２個のＮＰＮ型のトランジ
スタＱ１，Ｑ２と、それぞれトランジスタＱ１，Ｑ２の
ベースに接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２と、それぞれトラン
ジスタＱ１，Ｑ２のエミッタに接続された定電流源Ｉ１
，Ｉ２とから構成されていた。トランジスタＱ１，Ｑ２
のコレクタおよび抵抗Ｒ１の一端は接地され、定電流源
Ｉ１，Ｉ２は電源端子ＴＳに接続され、トランジスタＱ
２のエミッタに出力端子ＴＯが接続されていた。
うに、カスコード接続された２個のＮＰＮ型のトランジ
スタＱ１，Ｑ２と、それぞれトランジスタＱ１，Ｑ２の
ベースに接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２と、それぞれトラン
ジスタＱ１，Ｑ２のエミッタに接続された定電流源Ｉ１
，Ｉ２とから構成されていた。トランジスタＱ１，Ｑ２
のコレクタおよび抵抗Ｒ１の一端は接地され、定電流源
Ｉ１，Ｉ２は電源端子ＴＳに接続され、トランジスタＱ
２のエミッタに出力端子ＴＯが接続されていた。
【０００３】次に、従来の温度センサ回路の動作につい
て説明する。
て説明する。
【０００４】この回路は、ＮＰＮトランジスタのベース
エミッタ電圧が、以下に示す（１）式で表され、エミッ
タ電流が一定ならば温度のみに依存することを利用して
、トランジスタＱ２のエミッタ端子の電圧をモニタする
ことにより温度変動を感知することができるものである
。
エミッタ電圧が、以下に示す（１）式で表され、エミッ
タ電流が一定ならば温度のみに依存することを利用して
、トランジスタＱ２のエミッタ端子の電圧をモニタする
ことにより温度変動を感知することができるものである
。
【０００５】
【０００６】ただし、ＶＢＥはベースエミッタ電圧、Ｉ
Ｅ はエミッタ電流、ＩＳ は飽和電流、ｋはボルツマ
ン定数、ｑは電荷、Ｔは温度である。
Ｅ はエミッタ電流、ＩＳ は飽和電流、ｋはボルツマ
ン定数、ｑは電荷、Ｔは温度である。
【０００７】図３において、トランジスタＱ１，Ｑ２の
直流電流増幅率をｈＦＥとし、それぞれのベース電流を
ＩＢ１，ＩＢ２、コレクタ電流をＩＣ１，ＩＣ２、エミ
ッタ電流をＩＥ１，ＩＥ２ととし、定電流源の電流値を
Ｉ０ とすると、トランジスタＱ２のエミッタ電流ＩＥ
２は次式で表される。
直流電流増幅率をｈＦＥとし、それぞれのベース電流を
ＩＢ１，ＩＢ２、コレクタ電流をＩＣ１，ＩＣ２、エミ
ッタ電流をＩＥ１，ＩＥ２ととし、定電流源の電流値を
Ｉ０ とすると、トランジスタＱ２のエミッタ電流ＩＥ
２は次式で表される。
【０００８】ＩＥ２＝Ｉ０
したがって、トランジスタＱ２のベースエミッタ電圧Ｖ
ＢＥ２ は次式で表される。
ＢＥ２ は次式で表される。
【０００９】
【００１０】次に、トランジスタＱ１のエミッタ電流Ｉ
Ｅ１は次式で表される。
Ｅ１は次式で表される。
【００１１】ＩＥ１ ＝Ｉ０ −ＩＢ２ ここで、
ＩＢ２は次式の値となる。
ＩＢ２は次式の値となる。
【００１２】
【００１３】したがって、トランジスタＱ１のエミッタ
電流ＩＥ１は、次式で表される。
電流ＩＥ１は、次式で表される。
【００１４】
【００１５】また、トランジスタＱ１のベースエミッタ
電圧ＶＢＥ１ は次式で表される。
電圧ＶＢＥ１ は次式で表される。
【００１６】
【００１７】（２），（３）式より出力端子電圧ＶＯは
、次式に示すように温度に比例するので、温度センサと
して動作するというものであった。
、次式に示すように温度に比例するので、温度センサと
して動作するというものであった。
【００１８】
【００１９】（４）式から明らかなように、本回路はト
ランジスタＱ１，Ｑ２の直流電流増幅率ｈＦＥ依存性を
有する。直流電流増幅率ｈＦＥが十分大きくない場合に
は、ｈＦＥの変動により出力端子電圧ＶＯに誤差を発生
する。 一例として、ＭＯＳ型半導体において、バイポーラトラ
ンジスタを形成し、これを図３の温度センサ回路のトラ
ンジスタＱ１，Ｑ２として用いる場合の直流電流増幅率
ｈＦＥは１０程度である。この場合、直流電流増幅率ｈ
ＦＥが１０％変動すると、出力電圧ＶＯは数ｍＶ変動し
、温度に換算して、０．２〜０．５°Ｃ程度の誤差を発
生する。
ランジスタＱ１，Ｑ２の直流電流増幅率ｈＦＥ依存性を
有する。直流電流増幅率ｈＦＥが十分大きくない場合に
は、ｈＦＥの変動により出力端子電圧ＶＯに誤差を発生
する。 一例として、ＭＯＳ型半導体において、バイポーラトラ
ンジスタを形成し、これを図３の温度センサ回路のトラ
ンジスタＱ１，Ｑ２として用いる場合の直流電流増幅率
ｈＦＥは１０程度である。この場合、直流電流増幅率ｈ
ＦＥが１０％変動すると、出力電圧ＶＯは数ｍＶ変動し
、温度に換算して、０．２〜０．５°Ｃ程度の誤差を発
生する。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の温度セ
ンサ回路は、出力端子電圧がトランジスタの直流電流増
幅率に依存するので、直流電流増幅率が変動すると温度
測定値出力に誤差を発生するという欠点があった。
ンサ回路は、出力端子電圧がトランジスタの直流電流増
幅率に依存するので、直流電流増幅率が変動すると温度
測定値出力に誤差を発生するという欠点があった。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明の温度センサ回路
は、エミッタを第一の定電流源に接続した第一のバイポ
ーラトランジスタと、前記第一のバイポーラトランジス
タの前記エミッタに接続した電圧利得が一倍の緩衝増幅
器と、前記緩衝増幅器の出力をベースに入力しエミッタ
を第二の定電流源と出力端子に接続した第二のバイポー
ラトランジスタとを備えて構成されている。
は、エミッタを第一の定電流源に接続した第一のバイポ
ーラトランジスタと、前記第一のバイポーラトランジス
タの前記エミッタに接続した電圧利得が一倍の緩衝増幅
器と、前記緩衝増幅器の出力をベースに入力しエミッタ
を第二の定電流源と出力端子に接続した第二のバイポー
ラトランジスタとを備えて構成されている。
【００２２】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００２３】図１は本発明の温度センサ回路の第一の実
施例を示す回路図である。
施例を示す回路図である。
【００２４】本実施例の温度センサ回路は、図１に示す
ように、２個のＮＰＮ型のトランジスタＱ１，Ｑ２と、
トランジスタＱ１のエミッタを正相入力端子に接続し出
力端子を抵抗Ｒ２と逆相入力端子に接続した演算増幅器
Ａ１と、それぞれトランジスタＱ１，Ｑ２のベースに接
続された抵抗Ｒ１，Ｒ２と、それぞれトランジスタＱ１
，Ｑ２のエミッタに接続された定電流源Ｉ１，Ｉ２とを
備えて構成されている。トランジスタＱ１，Ｑ２のコレ
クタおよび抵抗Ｒ１の一端は接地され、定電流源Ｉ１，
Ｉ２は電源端子ＴＳに接続され、トランジスタＱ２のエ
ミッタに出力端子ＴＯが接続されている。
ように、２個のＮＰＮ型のトランジスタＱ１，Ｑ２と、
トランジスタＱ１のエミッタを正相入力端子に接続し出
力端子を抵抗Ｒ２と逆相入力端子に接続した演算増幅器
Ａ１と、それぞれトランジスタＱ１，Ｑ２のベースに接
続された抵抗Ｒ１，Ｒ２と、それぞれトランジスタＱ１
，Ｑ２のエミッタに接続された定電流源Ｉ１，Ｉ２とを
備えて構成されている。トランジスタＱ１，Ｑ２のコレ
クタおよび抵抗Ｒ１の一端は接地され、定電流源Ｉ１，
Ｉ２は電源端子ＴＳに接続され、トランジスタＱ２のエ
ミッタに出力端子ＴＯが接続されている。
【００２５】次に、本実施例の動作について説明する。
【００２６】従来例と同様に、図１において、トランジ
スタＱ１，Ｑ２の直流電流増幅率をｈＦＥとし、それぞ
れのベース電流をＩＢ１，ＩＢ２、コレクタ電流をＩＣ
１，ＩＣ２、エミッタ電流をＩＥ１，ＩＥ２ととし、定
電流源の電流値をＩ０ とすると、トランジスタＱ２の
エミッタ電流ＩＥ２は次式で表される。
スタＱ１，Ｑ２の直流電流増幅率をｈＦＥとし、それぞ
れのベース電流をＩＢ１，ＩＢ２、コレクタ電流をＩＣ
１，ＩＣ２、エミッタ電流をＩＥ１，ＩＥ２ととし、定
電流源の電流値をＩ０ とすると、トランジスタＱ２の
エミッタ電流ＩＥ２は次式で表される。
【００２７】ＩＥ２＝Ｉ０
したがって、トランジスタＱ２のベースエミッタ電圧Ｖ
ＢＥ２ は従来例と同様に次式で表される。
ＢＥ２ は従来例と同様に次式で表される。
【００２８】
【００２９】次に、トランジスタＱ１のエミッタ電流Ｉ
Ｅ１は、ベース電流ＩＢ１のトランジスタＱ２のベース
に流れる分の電流が演算増幅器Ａ１により遮断されるの
で、トランジスタＱ２のエミッタ電流ＩＥ２と同様に次
式で表される。
Ｅ１は、ベース電流ＩＢ１のトランジスタＱ２のベース
に流れる分の電流が演算増幅器Ａ１により遮断されるの
で、トランジスタＱ２のエミッタ電流ＩＥ２と同様に次
式で表される。
【００３０】ＩＥ１＝Ｉ０
したがって、トランジスタＱ１のベースエミッタ電圧Ｖ
ＢＥ１ は次式で表される。
ＢＥ１ は次式で表される。
【００３１】
【００３２】ここで、演算増幅器Ａ１は前述のように出
力が逆相入力にそのまま帰還しているので電圧利得が一
倍のバッファ増幅器として作用する。したがって、トラ
ンジスタＱ１のエミッタ端子電圧と等しい電圧が演算増
幅器Ａ１の出力端子に出力される。（５），（６）式よ
り出力端子電圧ＶＯは、次式に示すように、直流電流増
幅率ｈＦＥに対する依存性はなくなる。したがって、本
実施例の回路は温度Ｔに完全に比例し誤差を含まない温
度センサとして動作することになる。
力が逆相入力にそのまま帰還しているので電圧利得が一
倍のバッファ増幅器として作用する。したがって、トラ
ンジスタＱ１のエミッタ端子電圧と等しい電圧が演算増
幅器Ａ１の出力端子に出力される。（５），（６）式よ
り出力端子電圧ＶＯは、次式に示すように、直流電流増
幅率ｈＦＥに対する依存性はなくなる。したがって、本
実施例の回路は温度Ｔに完全に比例し誤差を含まない温
度センサとして動作することになる。
【００３３】
【００３４】次に、本発明の第二の実施例について説明
する。
する。
【００３５】図２は本発明の温度センサ回路の第二の実
施例を示す回路図である。
施例を示す回路図である。
【００３６】本実施例の前述の第一の実施例に対する相
違点は、温度センサであるバイポーラトランジスタをト
ランジスタＱ１〜Ｑ３の３段構成とし、これに伴なって
、演算増幅器Ａ１と同様の演算増幅器Ａ２と、定電流源
Ｉ３と、抵抗Ｒ３とを付加したことである。
違点は、温度センサであるバイポーラトランジスタをト
ランジスタＱ１〜Ｑ３の３段構成とし、これに伴なって
、演算増幅器Ａ１と同様の演算増幅器Ａ２と、定電流源
Ｉ３と、抵抗Ｒ３とを付加したことである。
【００３７】本実施例の出力端子電圧ＶＯは、次式に示
すように、第一の実施例と同様に直流電流増幅率ｈＦＥ
に対する依存性はなく、電圧値が第一の実施例の場合の
１．５倍と大きくなる。
すように、第一の実施例と同様に直流電流増幅率ｈＦＥ
に対する依存性はなく、電圧値が第一の実施例の場合の
１．５倍と大きくなる。
【００３８】
【００３９】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は上記実施例に限られることなく種々の変形が可能で
ある。たとえば、ＮＰＮトランジスタの代りにＰＮＰト
ランジスタを用い、電源の極性を逆にしても本発明の主
旨を逸脱しない限り適用できることは勿論である。
明は上記実施例に限られることなく種々の変形が可能で
ある。たとえば、ＮＰＮトランジスタの代りにＰＮＰト
ランジスタを用い、電源の極性を逆にしても本発明の主
旨を逸脱しない限り適用できることは勿論である。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の温度セン
サ回路は、緩衝増幅器を複数のバイポーラトランジスタ
の段間に挿入することにより、前段のトランジスタのベ
ース電流のうちの次段のトランジスタのベースに流れる
分の電流が緩衝増幅器により遮断されるので、出力端子
電圧がトランジスタの直流電流増幅率と無関係となり誤
差を含まない安定な温度測定値出力が得られるという効
果を有している。
サ回路は、緩衝増幅器を複数のバイポーラトランジスタ
の段間に挿入することにより、前段のトランジスタのベ
ース電流のうちの次段のトランジスタのベースに流れる
分の電流が緩衝増幅器により遮断されるので、出力端子
電圧がトランジスタの直流電流増幅率と無関係となり誤
差を含まない安定な温度測定値出力が得られるという効
果を有している。
【図１】本発明の温度センサ回路の第一の実施例を示す
回路図である。
回路図である。
【図２】本発明の温度センサ回路の第二の実施例を示す
回路図である。
回路図である。
【図３】従来の温度センサ回路の一例を示す回路図であ
る。
る。
Ａ１，Ａ２ 緩衝増幅器
Ｉ１〜Ｉ３ 定電流源
Ｑ１〜Ｑ３ トランジスタ
Ｒ１〜Ｒ３ 抵抗
Claims (1)
- 【請求項１】 エミッタを第一の定電流源に接続した
第一のバイポーラトランジスタと、前記第一のバイポー
ラトランジスタの前記エミッタに接続した電圧利得が一
倍の緩衝増幅器と、前記緩衝増幅器の出力をベースに入
力しエミッタを第二の定電流源と出力端子に接続した第
二のバイポーラトランジスタとを備えることを特徴とす
る温度センサ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14284091A JPH04366737A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 温度センサ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14284091A JPH04366737A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 温度センサ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04366737A true JPH04366737A (ja) | 1992-12-18 |
Family
ID=15324838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14284091A Pending JPH04366737A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 温度センサ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04366737A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008058015A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-03-13 | Seiko Instruments Inc | 温度センサ回路 |
| US7461974B1 (en) | 2004-06-09 | 2008-12-09 | National Semiconductor Corporation | Beta variation cancellation in temperature sensors |
-
1991
- 1991-06-14 JP JP14284091A patent/JPH04366737A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7461974B1 (en) | 2004-06-09 | 2008-12-09 | National Semiconductor Corporation | Beta variation cancellation in temperature sensors |
| JP2008058015A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-03-13 | Seiko Instruments Inc | 温度センサ回路 |
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