JPH09198457A - 温度補償された加算比較器 - Google Patents
温度補償された加算比較器Info
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- JPH09198457A JPH09198457A JP8217502A JP21750296A JPH09198457A JP H09198457 A JPH09198457 A JP H09198457A JP 8217502 A JP8217502 A JP 8217502A JP 21750296 A JP21750296 A JP 21750296A JP H09198457 A JPH09198457 A JP H09198457A
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- G05F3/02—Regulating voltage or current
- G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
- G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
- G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
- G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
- G05F3/22—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only
- G05F3/222—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only with compensation for device parameters, e.g. Early effect, gain, manufacturing process, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage
- G05F3/225—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only with compensation for device parameters, e.g. Early effect, gain, manufacturing process, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage producing a current or voltage as a predetermined function of the temperature
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Abstract
な温度係数をもつ抵抗器12の両端間の温度変動に依存
した差入力電圧が入力され、また温度に無関係な差入力
電圧Vid1 ,Vid2 が入力される他の差動対は温度に依
存した電流を発生する電流源が電流により駆動されて温
度変動に依存した差入力電圧の影響を相殺する。
Description
に関し、より詳しくは、本発明は、温度補償された加算
比較器に関する。
受け、もし差入力電圧の合計が零より大であれば論理高
をもつ出力を発生し、またもし合計が零より小であれば
論理低の出力を発生する。加算比較器は、直接加算DC
/DCコンバータのような回路を作るために一般的に使
用される構成ブロックである。ある場合には、1つ又は
それ以上の差入力は温度補償を必要とするかも知れない
が、それは変化する温度係数がそれぞれの入力に現われ
るからである。集積回路においては、比較器の一組の差
入力は、電流モード直接加算DC/DCコンバータにお
ける電流を感知するための抵抗器として用いられる金属
相互接続部材の両端間に接続されることがある。このよ
うな抵抗器の温度係数は3400ppm℃-1の範囲内に
あるかも知れない。しかしその加算比較器への他の差入
力は、同様な温度係数特性をもっておらず不正確な結果
を生じることになる。典型的にはこのような入力は殆ど
温度係数をもっていない。
つ又はそれ以上の入力における温度係数特性の不同によ
り不正確な出力を生じることを改善し、1つ又はそれ以
上の温度補償された入力をもつ加算比較器を提供し、従
来の回路に付随する不具合を除去又は本質的に減少させ
る。
は、加算比較器は、各々が温度に無関係な差電圧入力を
受ける少なくとも1個の第1の差動対と、各々が温度に
依存した差電圧入力を受ける少なくとも1個の第2の差
動対とを含む。少なくとも1個の第1の電流源が、少な
くとも1個の第1の差動対を駆動するための温度に依存
した電流を発生するために少なくとも1個の第1の差動
対に結合され、上記温度に依存した差電圧入力の影響を
相殺する。
は少なくとも1個の第1の電流源を含み、この電流源
は、次の形式の電流を発生し、
マン定数、Tは°Kで表わされる温度、xは定数であ
る。さらに他の局面においては、加算比較器はもし
…及びVid(n-1) は少なくとも1個の第1の差動対への
差電圧入力、Vidn は少なくとも1個の第2の差動対へ
の差電圧入力、Gは定数、In は少なくとも1個の第2
の電流源により発生される電流、qは電荷量、Kはボル
ツマン定数、Tは°Kで表わされる温度である。
により変動しても正確な出力を与える加算比較器が得ら
れることである。
比較器10は、Vid1 ,Vid2 及びVid3 で表わされる
3組の差入力をもち、ここにVid3 は金属要素又は構成
要素12の両端間の電圧降下である。出力VOUT は、も
し
アルミニウム抵抗器Rのような金属構成要素12の両端
間に接続される場合は、この抵抗器Rの大きな温度係数
は、たとえ抵抗器Rを流れる電流Iが温度に無関係であ
っても温度補償を必要とする。この場合、抵抗器Rの両
端間の電圧は、次式で表わされ
は抵抗器の温度係数である。アルミニウム抵抗器Rに対
して、TC は約3400ppm℃-1である。従って、抵
抗器のTC の影響は、加算比較器の論理方程式に対して
相殺し論理方程式が依然としてあてはまるようにする必
要がある。
10の入力段12の実行手段を示す。入力段12は、3
つの差電圧入力Vid1 ,Vid2 及びVid3 を受けるため
の3つの差動対14,16,18を含む。差動対14,
16,18は、それぞれ整合された2つのパイポーラト
ランジスタで作られ、これらのエミッタは一緒に接続さ
れ、それぞれの電流によりバイアスされる。差動対14
は電流I1 をもつ電流源20によりバイアスされ差動対
16は電流I2 をもつ電流源22によりバイアスされ
る。電流源20及び22は、電流I1 及びI2 をそれぞ
れ発生し、これらの電流は次の一般方程式に従い絶対温
度に比例し、
表わされる温度、xは電流源20又は22におけるトラ
ンジスタの大きさの比である。温度により変動する電圧
で入力段を駆動するための差動対18は、他方、温度に
無関係な電流I 3 をもつ定電流源24を生成する構造に
なっている。3つの対のトランジスタは、さらにこれら
のコレクタが相互に接続され、次にこれらは抵抗を通じ
て正の供給電圧に結合される。ここで、本発明は3個よ
り多い差入力をもつ加算比較器へ拡張できることに注意
すべきである。
電流源の構造は、当該技術分野で知られている。しか
し、図3には、電流IOUT を発生する例示的電流源30
を示す。この電流源30は、2個のバイポーラトランジ
スタ32及び34を含み、それらのベースは一緒に結合
され、またトランジスタ32では、そのベースをコレク
タに短絡してダイオードとして接続される。第3のトラ
ンジスタ36では、コレクタがトランジスタ32のエミ
ッタに結合され、またベースがトランジスタ34のエミ
ッタに結合される。第4のトランジスタ38では、ベー
スがトランジスタ32のエミッタに結合され、またコレ
クタはトランジスタ34のエミッタに結合される。抵抗
器40が、さらにトランジスタ38のエミッタに結合さ
れる。バイアス電流42、IINがトランジスタ32のコ
レクタへ流入する。電流源30は次式のような電流I
OUT を発生し、これは温度に依存し、
34,36,38の面積、Rは抵抗器40の抵抗値であ
る。電流IOUT は、次に差動対14及び16を駆動する
ために用いられる。
20及び22は、絶対温度に比例する電流I1 及びI2
を発生するように作ることができる。差動対14のため
の相互コンダクタンスgm1は、従って第2の差動対16
の相互コンダクタンスgm2に等しい。IOUT の温度係数
は、差動対14及び16の相互コンダクタンスが温度に
無関係になるようになっており、即ち
て、差動対18の相互コンダクタンスは
式
温度係数がアルミニウム抵抗器の温度係数を補償するか
らである。
スタ以外のトランジスタにも同様に適用でき、またさら
に差入力を用いる回路応用面にも適用できることは理解
でいるであろう。さらに、当該技術分野において、絶対
温度に比例する電流源又は温度に無関係な電流源を生成
する方法は周知である。本発明は、2つ又はそれ以上の
差電圧入力をもつ加算比較器に適用できる。
差動対において温度変動に依存する差入力電圧を受けて
も、他の差動対へはこれを相殺する温度依存性が導入さ
れるので、正確な出力を発生することができる。
種々の変更、置換及び改変は、特許請求の範囲に定義し
た発明の精神及び範囲から逸脱することなく行うことが
できることを理解すべきである。
とも1個の第1の差動対と、各々が温度に依存する差電
圧入力を受ける少なくとも1個の第2の差動対と、上記
少なくとも1個の第1の差動対に結合された少なくとも
1個の第1の電流源であって、上記少なくとも1個の第
1の差動対を駆動するための温度に依存した電流を発生
し、上記温度に依存した差電圧入力の影響を相殺する。
上記少なくとも1個の第1の電流源と、上記少なくとも
1個の第2の差動対に結合された少なくとも1個の第2
の電流源であって、上記少なくとも1個の第2の差動対
を駆動するための温度に無関係な電流を発生する上記少
なくとも1個の第2の電流源と、を含む加算比較器。
上記少なくとも1個の第1の電流源は、
は電荷量、kはボルツマン定数、Tは°Kで表わされる
温度、xは定数である。
もし
及びvid(n-1) は上記少なくとも1個の第1の差動対へ
の差電圧入力、Vidn は上記少なくとも1個の第2の差
動対への差電圧入力、Gは定数、In は上記少なくとも
1個の第2の電流源によって発生する電流、qは電荷量
は、kはボルツマン定数、Tは°Kで表わされる温度で
ある。
上記少なくとも1個の第2の差動対の各々は、大きな温
度係数をもつ回路要素の両端間の差電圧入力を受ける。
上記少なくとも1個の第2の差動対の各々は、大きな温
度係数をもつ抵抗器の両端間の差動圧入力を受ける。
受ける少なくも1個の第1の差動対と、各々が温度に依
存する差電圧入力を受ける少なくとも1個の第2の差動
対と、上記少なくとも1個の第1の差動対に結合された
少なくとも1個の第1の電流源であって、上記少なくと
も1個の第1の差動対を駆動するための温度に依存した
電流を発生し、上記温度に依存した差電圧入力の影響を
相殺する上記少なくとも1個の第1の電流源と、上記少
なくとも1個の第2の差動対に結合された少なくとも1
個の第2の電流源であって、上記少なくとも1個の第2
の差動対を駆動するための温度に無関係な電流を発生す
る上記少なくとも1個の第2の電流源と、を含む回路。
なくとも1個の第1の電流源は、
は電荷量、kはボルツマン定数、Tは°Kで表わされる
温度、xは定数である。
及びVid(n-1) は上記少なくとも1個の第1の差動対へ
の差電圧入力、Vidn は上記少なくとも1個の第2の差
動対への差電圧入力、Gは定数、In は上記少なくとも
1個の第2の電流源によって発生する電流、qは電荷
量、kはボルツマン定数、Tは°Kで表わされる温度で
ある。
なくとも1個の第2の差動対の各々は、大きな温度係数
をもつ回路要素の両端間の差電圧入力を受ける。
少なくとも1個の第2の差動対の各々は、大きな温度係
数をもつ抵抗器の両端間の差電圧入力を受ける。
差動対18の受ける1つの差入力が電圧は、大きな温度
係数をもつ抵抗器12の両端の電圧のように温度変動に
依存しており、この温度への依存性は他の差動対14,
16における打消し用温度依存性の導入により相殺され
る。
力の簡略化された概略図である。
回路概略図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 各々が温度に無関係な差電圧入力を受け
る少なくとも1個の第1の差動対と、 各々が温度に依存する差電圧入力を受ける少なくとも1
個の第2の差動対と、 上記少なくとも1個の第1の差動対に結合された少なく
とも1個の第1の電流源であって、上記少なくとも1個
の第1の差動対を駆動するための温度に依存した電流を
発生し、上記温度に依存した差電圧入力の影響を相殺す
る上記少なくとも1個の第1の電流源と、 上記少なくとも1個の第2の差動対に結合された少なく
とも1個の第2の電流源であって、上記少なくとも1個
の第2の差動対を駆動するための温度に無関係な電流を
発生する上記少なくとも1個の第2の電流源と、を含む
加算比較器。
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- 1996-08-19 JP JP21750296A patent/JP3754505B2/ja not_active Expired - Fee Related
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