JPS5826362Y2 - Temperature measurement circuit - Google Patents

Temperature measurement circuit

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JPS5826362Y2
JPS5826362Y2 JP2507978U JP2507978U JPS5826362Y2 JP S5826362 Y2 JPS5826362 Y2 JP S5826362Y2 JP 2507978 U JP2507978 U JP 2507978U JP 2507978 U JP2507978 U JP 2507978U JP S5826362 Y2 JPS5826362 Y2 JP S5826362Y2
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JP
Japan
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resistor
operational amplifier
resistance value
variable resistor
measurement circuit
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JP2507978U
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Japanese (ja)
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JPS54128488U (en
Inventor
正博 伊藤
貞夫 山本
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横河電機株式会社
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  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はPN接合部を有する半導体素子を使用した測温
回路に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a temperature measuring circuit using a semiconductor element having a PN junction.

PN接合部を有する半導体素子例えばトランジスタの温
度依存性を利田した測温回路として、従来より第1図の
測温回路がある。
2. Description of the Related Art A temperature measuring circuit shown in FIG. 1 has been known as a temperature measuring circuit that takes into consideration the temperature dependence of a semiconductor element such as a transistor having a PN junction.

第1図において、1は抵抗値R1の可変抵抗器、2は抵
抗値R2の抵抗器、3は電圧Erefを発生する基準電
圧源である。
In FIG. 1, 1 is a variable resistor with a resistance value R1, 2 is a resistor with a resistance value R2, and 3 is a reference voltage source that generates a voltage Eref.

基準電圧源3は十入力端子がコモンラインに接続された
演算増幅器4の一入力端子に抵抗値R1の可変抵抗器1
及び抵抗値R2の抵抗器2を介して接続されている。
A reference voltage source 3 connects a variable resistor 1 with a resistance value R1 to one input terminal of an operational amplifier 4 whose ten input terminals are connected to the common line.
and is connected via a resistor 2 having a resistance value R2.

5はコレクタ・ベース間が接続されたトランジスタで、
演算増幅器4の帰還路に挿入され、そのコレクタは演算
増幅器4の一入力端子に、エミッタは演算増幅器4の出
力端子にそれぞれ接続されている。
5 is a transistor whose collector and base are connected,
It is inserted into the feedback path of the operational amplifier 4, with its collector connected to one input terminal of the operational amplifier 4, and its emitter connected to the output terminal of the operational amplifier 4, respectively.

このような構成において、常温付近で演算増幅器4の出
力端子に生ずる出力電圧VBEはトランジスタ5に流れ
る電流なIcとすると次式のようになる。
In such a configuration, the output voltage VBE generated at the output terminal of the operational amplifier 4 at around room temperature is expressed by the following equation, assuming that Ic is the current flowing through the transistor 5.

ここで、Vg□:0°Kに外挿したシリコンのエネルギ
ーギャップ k :ボルツマン定数 q :電子の電荷 に、r:)ランジスタによって決まる 定数 T :絶対温度 (1)式から明らかなように出力電圧VBEは温度Tの
関数であるので、VBEを測定することによって温度T
を求める−ことができる。
Here, Vg□: Silicon energy gap extrapolated to 0°K k: Boltzmann constant q: Electron charge, r:) Constant determined by transistor T: Absolute temperature As is clear from equation (1), output voltage Since VBE is a function of temperature T, by measuring VBE, temperature T
- can be found.

しかし、同一種類のトランジスタにおいて、(1)式の
■go、に及ヒrにバラツキがあるため出力電圧VBE
にバラツキを生ずる。
However, for transistors of the same type, there are variations in go and r in equation (1), so the output voltage VBE
This causes variation in the

このバラツキは可変抵抗器1の抵抗値R1を変化させて
電流Icを適宜増減することによって補正される。
This variation is corrected by changing the resistance value R1 of the variable resistor 1 to increase or decrease the current Ic as appropriate.

電流Icの増減範囲は、一般に、約172Ic〜2Ic
である。
The range of increase/decrease in current Ic is generally about 172Ic to 2Ic
It is.

しかし、(1)式に見られるように出力電圧VBEは7
nIcの一次関数であり、電流Icの変化が出力電圧V
BEの変化に直線的に比例しない。
However, as seen in equation (1), the output voltage VBE is 7
It is a linear function of nIc, and the change in current Ic is the output voltage V
It is not linearly proportional to the change in BE.

そのため出力電圧VBEのバラツキを補正するために行
なわれる電流Icの増減調整は極めて困難である。
Therefore, it is extremely difficult to increase or decrease the current Ic to correct variations in the output voltage VBE.

また、電流IcはEref/(R1十R2)であるから
(1)式は次式のように表わせる。
Furthermore, since the current Ic is Eref/(R1+R2), equation (1) can be expressed as the following equation.

抵抗値Rxの変化に対する出力電圧VBEの変化となる
This is the change in the output voltage VBE with respect to the change in the resistance value Rx.

電流Icを前記した如< 172 I c〜2Ic変化
させるためには抵抗値R1を抵抗値R2の3倍まで変化
させる必要がある。
In order to change the current Ic by <172 Ic to 2Ic as described above, it is necessary to change the resistance value R1 to three times the resistance value R2.

そして(R1+R2)が小さくなった場合は(3)式よ
り明らかなようにが大きくなり、 出力電圧VBEの微少変化を 得ろためには極めて分解能の高い可変抵抗器1を使用し
なげればならないという欠点があった。
When (R1+R2) becomes smaller, it becomes larger as is clear from equation (3), and in order to obtain minute changes in the output voltage VBE, it is necessary to use variable resistor 1 with extremely high resolution. There were drawbacks.

本考案は、このような点に鑑みてなされたもので、分解
能の高い可変抵抗器を使用することなく可変抵抗器の抵
抗値を変化させることにより、出力電圧を高い分解能で
かつほぼ直線的に変化させろことができろ測温回路を実
現しようとしたものである。
The present invention was developed in view of these points, and by changing the resistance value of a variable resistor without using a variable resistor with high resolution, the output voltage can be adjusted almost linearly with high resolution. This is an attempt to create a temperature measurement circuit that can be changed.

以下図面を用いて本考案を詳しく説明する。The present invention will be explained in detail below using the drawings.

第2図は本考案に係る測温回路の一実施例を示す電気回
路図である。
FIG. 2 is an electrical circuit diagram showing an embodiment of the temperature measuring circuit according to the present invention.

第2図において、第1図と同一の符号はそれぞれ同一の
素子を表わし、ここでの説明を省略する。
In FIG. 2, the same reference numerals as in FIG. 1 represent the same elements, and their explanations will be omitted here.

21は抵抗値R3の抵抗器、22は抵抗値R4の可変抵
抗器で、その一端は演算増幅器4の一入力端に接続され
、他端はコモンラインに接続されている。
21 is a resistor with a resistance value R3, and 22 is a variable resistor with a resistance value R4, one end of which is connected to one input end of the operational amplifier 4, and the other end connected to the common line.

また、この可変抵抗器22の摺動端は抵抗器21を介し
て基準電圧源3の高圧側に接続されている。
Further, the sliding end of the variable resistor 22 is connected to the high voltage side of the reference voltage source 3 via the resistor 21.

このような構成において、抵抗値R4が分割比X(ただ
しO≦X≦1)で分割され、摺動端とコモンラインとの
間の抵抗値がR4・Xであるとき、トランジスタ5に流
れる電流Icは次のように表わされる。
In such a configuration, when the resistance value R4 is divided by the division ratio X (however, O≦X≦1) and the resistance value between the sliding end and the common line is R4·X, the current flowing through the transistor 5 Ic is expressed as follows.

(4)式により、演算増幅器4の出力電圧VBEはとな
る。
According to equation (4), the output voltage VBE of the operational amplifier 4 is as follows.

(5)式における分割比Xの変化に対する出力電圧VB
Eの変化は次のようになる。
Output voltage VB with respect to change in division ratio X in equation (5)
The change in E is as follows.

第4図は(6)式におけるaVBB;/axとXとの関
係をR3とR4の比R3/R4のそれぞれについて示し
た図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between aVBB;/ax and X in equation (6) for each of the ratios R3/R4 of R3 and R4.

図からも明らかなように、R3/R4≧襞であってXが
約0.3から1までの範囲内で変化するものとすれば、
θVBE/axは実質上はぼ亡定とみなすことができ、
分割比Xの変化は出力電圧VBEの変化にほぼ直線的に
比例することとなる。
As is clear from the figure, if R3/R4≧fold and X varies within the range of approximately 0.3 to 1, then
θVBE/ax can be considered virtually constant,
Changes in the division ratio X are approximately linearly proportional to changes in the output voltage VBE.

更に可変抵抗器21の摺動端の変位が分割比Xに直線的
に比例するような場合には、その摺動端の変位に比例し
て出力電圧VBEを高い分解能でかつほぼ直線的に変化
させろことができる。
Furthermore, when the displacement of the sliding end of the variable resistor 21 is linearly proportional to the division ratio X, the output voltage VBE is changed almost linearly with high resolution in proportion to the displacement of the sliding end. You can do it.

第3図は抵抗器22として可変抵抗器221と固定抵抗
器222とを組合せたものを使用した場合を示すもので
ある。
FIG. 3 shows a case where a combination of a variable resistor 221 and a fixed resistor 222 is used as the resistor 22.

この場合、可変抵抗器221の抵抗値R41と固定抵抗
器222の抵抗fUt 42を、R41+R42=R4
、R42/(R41十R42)=0.3の関係が成立す
るように選定すれば、0≦X≦1の範囲で摺動端の変位
に比例して出力電圧VBEをほぼ直線的に変化させるこ
とができろ。
In this case, the resistance value R41 of the variable resistor 221 and the resistance fUt 42 of the fixed resistor 222 are set as R41+R42=R4
, R42/(R41 + R42) = 0.3, the output voltage VBE changes almost linearly in proportion to the displacement of the sliding end in the range of 0≦X≦1. Be able to do that.

以上説明したように、本考案の測温回路によれば、簡単
な回路構成により高い分解能の抵抗器を使用することな
く、可変抵抗器の抵抗値の変化に比例して出力電圧を高
い分解能でかつほぼ直線的に変化させることができ、実
用に供して効果が犬である。
As explained above, according to the temperature measurement circuit of the present invention, the output voltage can be adjusted with high resolution in proportion to the change in the resistance value of the variable resistor without using a high resolution resistor due to the simple circuit configuration. Moreover, it can be changed almost linearly, and the effect is good in practical use.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の測温回路の電気回路図、第2図は本考案
に係る測温回路の一実施例を示す電気回路図 第3図は
第2図回路の他の実施例を示す電気回路図、第4図は第
2図回路の可変抵抗器の分割比に対する出力電圧の変化
率の特性曲線図である。 3・・・・・・基準電圧源、4・・・・・・演算増幅器
、5・・・・・・トランジスタ、21,41・−・・・
・抵抗器、22・・・・・・可変抵抗器。
Fig. 1 is an electrical circuit diagram of a conventional temperature measuring circuit, and Fig. 2 is an electrical circuit diagram showing one embodiment of the temperature measuring circuit according to the present invention. Fig. 3 is an electrical circuit diagram showing another embodiment of the circuit of Fig. 2. The circuit diagram, FIG. 4, is a characteristic curve diagram of the rate of change of the output voltage with respect to the division ratio of the variable resistor of the circuit of FIG. 3... Reference voltage source, 4... Operational amplifier, 5... Transistor, 21, 41...
・Resistor, 22...Variable resistor.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 演算増幅器の帰還路にPN接合を有する半導体素子を挿
入接続し、この演算増幅器の入力端に与えられる所定の
電流をその半導体素子に流すことによって、演算増幅器
の出力端より半導体素子部の温度に対応した電圧信号を
得る測温回路において、前記演算増幅器の入力端とコモ
ンライン間に少なくとも可変抵抗器を含む抵抗器22を
接続し、しかもこの可変抵抗器の摺動端は抵抗器21を
介して基準電圧源に接続されるように構成し、前記抵抗
器21の抵抗値を前記抵抗器22の抵抗値のい倍以上に
選定すると共に前記可変抵抗器の摺動端を抵抗器22に
対する分圧比で約0.3から1までの範囲内で摺動でき
るようにし、この分圧比を変えたとき前記演算増幅器の
出力が実質上分圧比に直線的に比例して変化するように
したことを特徴とする測温回路。
By inserting and connecting a semiconductor element having a PN junction in the feedback path of an operational amplifier and flowing a predetermined current given to the input terminal of this operational amplifier through the semiconductor element, the temperature of the semiconductor element part can be lowered from the output terminal of the operational amplifier. In the temperature measurement circuit that obtains the corresponding voltage signal, a resistor 22 including at least a variable resistor is connected between the input terminal of the operational amplifier and the common line, and the sliding end of the variable resistor is connected through the resistor 21. The resistance value of the resistor 21 is selected to be more than twice the resistance value of the resistor 22, and the sliding end of the variable resistor is connected to a reference voltage source with respect to the resistor 22. The voltage ratio can be slid within a range of about 0.3 to 1, and when the voltage division ratio is changed, the output of the operational amplifier changes substantially linearly in proportion to the voltage division ratio. Characteristic temperature measurement circuit.
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