JPS6252248B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、水晶発振式時計において、その電子
回路部分と同一の半導体基板内に設けられた回路
により高精度の温度補償を実現することができる
半導体温度検出回路に関する。

［従来技術］ 従来、水晶発振式時計特に腕時計においてはそ
の発振回路に、32.768KHzの共振周波数をもつ屈
曲モードの音叉型水晶振動子が広く用いられてい
る。この音叉型水晶振動子は小型化しやすいため
時計用に適する反面、温度特性が良好でなく経時
変化が大きいという欠点を有する。この点を改良
する方法として、従来、水晶振動子と類似した温
度特性をもつチタバリコンデンサを用いることや
所望の仕様を満たす２個の水晶振動子を用いるこ
とが行なわれている。しかし、これらの方法によ
ると、調整に手数がかかりすぎること、チタバリ
コンデンサや水晶に厳しい仕様が要求されるこ
と、チタバリコンデンサや水晶を集積回路に外付
けしなくてはならないこと等により、生産性が悪
く、コスト高である。また、外付け部品の数が多
いことは、時計の小型化を妨げ、デザインを悪く
する要因ともなる。この欠点を改良する一つの方
法として、筆者等が以前提案した、時計用集積回
路内に温度検出回路及び論理官給回路をワンチツ
プ化して設けるものがある（特願昭52−42941
号）。具体的な温度検出回路として筆者らは第１
図に示すものを提案した。第１図で、２はカウン
タの掃引により順次抵抗値を変えることのできる
可変抵抗、３はPROMまたはヒユーズを用いるこ
とにより集積化された抵抗の抵抗値のばらつきを
初期調整することのできる半固定抵抗、４，５は
固定抵抗、１はコンパレータ、６は１の出力の反
転を検出すると同時に２の掃引を止める回路、７
は伝送ゲート、８は電源を表わす。第１図の温度
検出回路において、可変抵抗２または半固定抵抗
３は、各々第３図、第４図に類似した構成となつ
ている。第３図の２２ないし２４は集積化された
抵抗、５ないし２９は伝送ゲート、３０はデーコ
ーダ、３１はカウンタであり、端子１９，２１，
３２は各々第１図Ａ，Ｂ、６に接続されている。
第１図の可変抵抗２の接続方法によれば、端子１
９Ａから供給される電流は、カウンタ３１、デコ
ーダ３０により選択された伝送ゲートを通過し
て、端子２１Ｂに達する。次に、半固定抵抗３に
ついて述べる。第４図の３６ないし３８は集積化
された抵抗、３９ないし４３は伝送ゲート、４４
はPROMであり、端子３３，３５は各々第１図の
Ａ，Ｃに接続される。第１図の半固定抵抗３の接
続方法によれば、端子３３Ａから供給される電流
は、PROMで指定された伝送ゲートを通過して、
端子３５Ｃに達する。

［発明が解決しようをする問題点］ 従来の接続方法によれば、伝送ゲートを電流が
流れることになり、設計の際に伝送ゲートのイン
ピーダンスを考慮しなくてはならない。伝送ゲー
トのインピーダンスが温度に依存して変わる、伝
送ゲートのインピーダンスが経時変化する等の問
題が生ずる。

本発明は、可変抵抗および半固定抵抗の構成に
用いられている伝送ゲートの一方の端子をMOS
電界効果トランジスタ（以下、MOSFETと略
記）のゲートに接続することにより、上述の欠点
を解決するものである。

［実施例］ 第２図は、本発明の一実施例を示す回路図であ
る。同図において、９，１０はそれぞれ第３図、
第４図に示すように構成される。第３図で２２な
いし２４は集積化された抵抗、２５ないし２９は
伝送ゲート、３０はデコーダ、３１はカウンタで
あり、端子１９，２０，２１，３２はそれぞれ第
２図の１４，１５，１１，１２に接続される。同
様に第４図で３６ないし３８は集積化された抵
抗、３９ないし４３は伝送ゲート、４４はPROM
であり、端子３３，３４，３５はそれぞれ第２図
の１６，１７，１１に接続される。また、第２図
で、１１はコンパレータ、１２はカウンタの掃引
を止める回路、１３は伝達ゲート、１４ないし１
７は集積化された抵抗、１８は直流電源である。
１１，１２の回路例は、それぞれ第５図、第６図
に示すようになる。第５図はCMOSで構成された
演算増幅器である。同図ａの４５ないし４７の端
子はそれぞれ同図ｂの４５ないし４７の端子に相
当する。また、５１，５２はそれぞれ正電源、負
電源、４８は該演算増幅器の活性、非活性を制御
する信号φの入力端子であり、４９および５０に
はφが入力される。

演算増幅器の入力４５，４６には第３図２１及
び第４図３５が接続される。このため第３図、第
４図の伝送ゲートは演算増幅器を構成するMOS
トランジスタのゲート４５，４６に接続されるこ
とになるから伝送ゲートのインピーダンスを無視
できることになる。則ち、演算増幅器を構成する
MOSトランジスタの入力インピーダンスが伝送
ゲートのインピーダンスに比べはるかに大きいた
めである。

次に、第６図で、５３，５４はそれぞれ第２図
の９，１１に接続され、５５，５６には、それぞ
れ、カウンタのクロツク信号、RSフリツプフロ
ツプのセツト信号が入力される。また、５７ない
し５９はCMOSのNAND回路である。なお、第２
図の実施例において、用いられる抵抗１４ないし
１７、および９，１０のうち少なくとも一つは温
度係数が他と異なつていなくてはならない。

例として、第７図を使つて説明する。抵抗１
４，１５，１６，１７の温度係数がそれぞれα，
β，γ，δ、抵抗６０ないし６３の温度係数がθ
であり、抵抗１４，１５，１６，１７の温度ｔ＝
０（℃）のときの抵抗値がそれぞれR₁，R₂，
R₃，R₄、抵抗６０，６１，６２，６３のｔ＝０
のときの抵抗値がそれぞれr₁，r₂，r₃，r₄である
場合を考える。このときコンパレータ１１への作
動入力電圧ΔＶは、 ΔＶ＝［｛R₁（１＋αｔ）＋r₁（１＋θｔ）｝ ｛R₄（１＋δｔ）＋r₄（１＋θｔ） −｛R₃（１＋γｔ）＋r₃（１＋θｔ）｝ ｛R₂（１＋βｔ）＋r₂（１＋θｔ）｝］／Ｄ ただし、ＤはＶの分母を表わし常にＤ＞０であ
る。温度ｔは、r₁，r₂を順次変化させた時のΔＶ
の符号の反転則ちコンパレータ１１の出力信号の
反転によつて検出される。温度係数の大きさの組
合わせ方は多数考えられるが、例えば、α＝δか
つα，δ≫β，γ，θとするとΔＶの温度に対す
る感度∂ΔＶ／∂ｔはαと２αの間の値となりセンサー として用いる抵抗の温度係数αより大きくするこ
とができる。なおΔＶの温度に対する感度は用い
る抵抗の組合わせにより種々変えることが可能で
ある。

［発明の効果］ 本発明は、温度検出回路をIC化し時計用ICと
同一のチツプ内に設けるもので、これにより時計
の小型化、低コスト化が容易になる。また、検出
回路を構成するコンパレータをCMOSで構成され
るうえ、検出回路にはカウンタの掃引により短期
間パルス電流が流れるにすぎないため少ない消費
電流で温度補正を行なうことができる。本発明の
応用としては、電子時計の歩度の調整のみなら
ず、液晶表示体に対する温度補正、時計内への温
度計の組込みなど広範囲の可能性が考えられる。

また、本発明ではカウンタの掃引により抵抗値
が変えられる可変抵抗および初期調整用の半固定
抵抗を構成する伝送ゲートの一方の端子がコンパ
レータの入力端となるMOSFETのゲートに接続
されており、入力インピーダンスの方が伝送ゲー
トのインピーダンスよりはるかに大きいため、入
力インピーダンスを無視することができ、温度や
経時変化による温度検出の精度低下を防ぐことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の温度検出回路を示す図。第２
図は、本発明による温度検出回路の全体図を示す
図。第３図は、第２図の９の説明及び従来例の説
明をするための図。第４図は、第２図の１０の説
明及び従来例の説明をするための図。第５図は、
第２図の１１を説明するための図。第６図は、第
２図の１２を説明するための図。第７図は、異な
る温度係数をもつ抵抗を用いて温度検出を行なう
機構を説明するための図。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ カウンタの掃引により抵抗値が変えられる可
   変抵抗、初期値調整用の半固定抵抗、該可変抵抗
   及び該半固定抵抗とは温度係数の異なる第１の抵
   抗を含むブリツジ回路と、コンパレータとを用い
   た温度検出回路において、前記コンパレータは
   MOSトランジスタよつて構成された演算増幅器
   よりなり、前記可変抵抗及び前記半固定抵抗は
   各々複数の分割点を有し、該分割点に一端を接続
   した伝送ゲートの開閉によつて抵抗値が設定さ
   れ、前記可変抵抗に接続される伝送ゲートの他端
   は前記演算増幅器の第１の入力端となる第１の
   MOSトランジスタのゲート電極に接続し、前記
   半固定抵抗に接続される伝送ゲートの他端は前記
   演算増幅器の第２の入力端となる第２のMOSト
   ランジスタのゲート電極に接続してなることを特
   徴とする温度検出回路。