JPS64759B2 - - Google Patents

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JPS64759B2
JPS64759B2 JP16959279A JP16959279A JPS64759B2 JP S64759 B2 JPS64759 B2 JP S64759B2 JP 16959279 A JP16959279 A JP 16959279A JP 16959279 A JP16959279 A JP 16959279A JP S64759 B2 JPS64759 B2 JP S64759B2
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Japan
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current
transistor
transistors
collector
flowing
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Application number
JP16959279A
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Japanese (ja)
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JPS5692698A (en
Inventor
Kazunori Nishizuru
Minoru Odajima
Toshinori Oogawara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS64759B2 publication Critical patent/JPS64759B2/ja
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  • Bipolar Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エミツタ面積の異なる2個のトラン
ジスタを相等しいコレクタ電流で動作させること
により絶対温度に比例した出力電流を得る二線式
温度伝送用半導体装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a two-wire temperature transmission semiconductor device that obtains an output current proportional to absolute temperature by operating two transistors with different emitter areas with equal collector currents.

従来、この種の感温素子としては、測温抵抗体
や、サーミスタ等がある。これらの素子はいずれ
も素子そのものが大きいため、測温部に埋め込ん
だり、貼りつけたりするとき問題がある。更に測
温抵抗体やサーミスタ等の感温素子は、その出力
が直線的でないため、これら出力を利用しようと
する場合、必要に応じてこれら出力をリニアライ
ズする必要がある。
Conventionally, this type of temperature-sensitive element includes a temperature-measuring resistor, a thermistor, and the like. Since all of these elements are large, there are problems when embedding or pasting them in the temperature measuring section. Furthermore, since the outputs of temperature sensing elements such as resistance temperature detectors and thermistors are not linear, it is necessary to linearize these outputs as necessary when attempting to utilize these outputs.

本発明は、このような点に鑑みてなされたもの
で、部品1個で実現できかつその寸法の小さい、
温度についての直線化出力が得られるような二線
式温度伝送用半導体装置を実現したものである。
The present invention has been made in view of these points, and can be realized with a single part and has a small size.
A two-wire temperature transmission semiconductor device that can obtain a linearized output with respect to temperature has been realized.

第1図は、本発明の一実施例を示す電気的接続
図である。第2図は、第1図に示す回路のトラン
ジスタQ1,Q2,Q3のそれぞれのベース電位とコ
レクタ電流の関係を示す図である。以下図面を用
いて本発明を詳細に説明する。
FIG. 1 is an electrical connection diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the base potential and collector current of each of transistors Q 1 , Q 2 , and Q 3 in the circuit shown in FIG. 1. The present invention will be explained in detail below using the drawings.

第1図において、トランジスタQ1〜Q3、抵抗
器R1とで感温部を構成している。ここでトラン
ジスタQ1のエミツタ面積をトランジスタQ2,Q3
のK倍(Kは1より大きい定数)に設計する。一
般にトランジスタのエミツタ電流密度Jeは次式で
与えられる。
In FIG. 1, transistors Q 1 to Q 3 and resistor R 1 constitute a temperature sensing section. Here, the emitter area of transistor Q 1 is expressed as transistor Q 2 , Q 3
(K is a constant greater than 1). Generally, the emitter current density Je of a transistor is given by the following equation.

Je=1/αJs(eqVb/kT−1) (1) 但し Je;エミツタ電流密度 Js;エミツタ飽和電流密度 α;ベース接地電流利得 Vb;ベース・エミツタ間電圧 q;電子の電荷 k;ボルツマン定数 T;絶対温度 (1)式をベース・エミツタ間電圧Vbについて解
くと Vb=kT/qln(αJe/Js+1) (2) となる。一般にJe≫JsであるのでαJe/Js≫1とみ なすことができ、Vbは近似的に次式で表わされ
る。
Je=1/αJ s (e qVb/kT −1) (1) However, J e ; Emitter current density J s ; Emitter saturation current density α ; Base-grounded current gain V b ; Base-emitter voltage q ; Electron charge k: Boltzmann's constant T: absolute temperature Solving equation (1) for the base-emitter voltage V b yields V b = kT/qln (αJe/Js+1) (2). Generally, since Je≫Js, it can be considered that αJe/Js≫1, and V b is approximately expressed by the following equation.

Vb=kT/qlnαJe/Js (3) トランジスタQ1,Q2を同じコレクタ電流で動
作させそれぞれのエミツタ電流密度をJe1,Je2
エミツタ飽和電流密度をJs1,Vs2、ベース接地電
流利得をα1,α2とすると、トランジスタQ1のベ
ース・エミツタ電圧Vb1とトランジスタQ2のベー
ス・エミツタ電圧Vb2との差電圧△Vbは、(3)式を
用いて次のように表わすことができる。
V b =kT/qlnαJe/Js (3) Transistors Q 1 and Q 2 are operated with the same collector current, and their emitter current densities are Je 1 , Je 2 ,
If the emitter saturation current density is Js 1 , Vs 2 and the common base current gain is α 1 , α 2 , then the difference voltage between the base-emitter voltage V b1 of transistor Q 1 and the base-emitter voltage V b2 of transistor Q 2 is △ V b can be expressed as follows using equation (3).

△Vb=Vb2−Vb1=kT/qlnα2Je2Js1/α1Je1Js2(4
) トランジスタQ1,Q2を同一シリコンチツプ上
で製作すると特性が良く整合がとれるのでα1
α2、Js1=Js2と見なしてよい。従つて(4)式は次式
のように簡略化される。
△V b =V b2 −V b1 =kT/qlnα 2 Je 2 Js 1 /α 1 Je 1 Js 2 (4
) If transistors Q 1 and Q 2 are manufactured on the same silicon chip, their characteristics will be well matched, so α 1 =
It may be considered that α 2 , J s1 = J s2 . Therefore, equation (4) can be simplified as shown below.

△Vb=kT/qlnJe2/Je1 (5) エミツタ電流密度Jeは、エミツタ面積に逆比例
するので(5)式は更に次式のように簡略化される。
△V b =kT/qlnJ e2 /J e1 (5) Since the emitter current density J e is inversely proportional to the emitter area, equation (5) can be further simplified as the following equation.

△Vb=kT/qlnK (6) この差電圧△Vbは、第1図に示す抵抗器R1
両端に生じるので、この抵抗器R1に流れる電流I1
は次式で表わすことができる。
△V b = kT/qlnK (6) This differential voltage △V b occurs across the resistor R 1 shown in Figure 1, so the current I 1 flowing through this resistor R 1
can be expressed by the following equation.

I1=△Vb/R1=kT/qR1lnK (7) 第1図よりわかるように、トランジスタQ1
流れる電流I1,Q2を流れるI2及びQ3を流れる電流
I3はそれぞれ同一の値をとる。従つて、第1図に
示す回路の出力電流I0は次式で表わすことができ
る。
I 1 = △V b / R 1 = kT / qR 1 lnK (7) As can be seen from Figure 1, the current flowing through transistor Q 1 is I 1 , the current flowing through Q 2 is I 2 and the current is flowing through Q 3 .
I 3 each takes the same value. Therefore, the output current I 0 of the circuit shown in FIG. 1 can be expressed by the following equation.

I0=I1+I2+I3=3I1=3kT/qR1lnK (8) ここでKは、前述したようにトランジスタQ1
のエミツタ面積の、トランジスタQ2のエミツタ
面積に対する比で1より大きい定数である。(8)式
よりわかるように、感温回路の出力電流即ち本発
明に係る回路の出力電流I0は、絶対温度Tに比例
している。この出力電流I0を端子1,2より外部
に二線で引き出すことにより、第1図に示す回路
は、二線式の温度伝送回路として利用することが
できる。第1図において、RLはこの出力電流を
受ける負荷である。図では負荷として抵抗器を示
しているが、抵抗器の代わりに電流で入力するこ
とができる機器であれば何でもよい。出力端子の
うち、端子1は電流I1,I2,I3の接合点Aに、端
子2は負極性電源V-にそれぞれ接続されている。
I 0 = I 1 + I 2 + I 3 = 3I 1 = 3kT/qR 1 lnK (8) Here, K is the transistor Q 1 as described above.
The ratio of the emitter area of Q2 to the emitter area of transistor Q2 is a constant greater than 1. As can be seen from equation (8), the output current of the temperature sensing circuit, ie, the output current I 0 of the circuit according to the present invention, is proportional to the absolute temperature T. By drawing this output current I 0 to the outside through two wires from terminals 1 and 2, the circuit shown in FIG. 1 can be used as a two-wire temperature transmission circuit. In FIG. 1, R L is a load that receives this output current. Although a resistor is shown as a load in the figure, any device that can input current in place of the resistor may be used. Among the output terminals, terminal 1 is connected to a junction point A of currents I 1 , I 2 , and I 3 , and terminal 2 is connected to a negative polarity power source V .

以上の説明は、トランジスタQ1,Q2に同一の
値の電流が流れているものとした場合についての
説明である。実際は、温度変化、電源電圧変動等
種々の要因により回路は不平衡になろうとする。
本発明においては、トランジスタQ1に流れるコ
レクタ電流Ic1及びトランジスタQ2に流れるコレ
クタ電流Ic2の不平衡量を差電圧として取り出す
不平衡検出回路をもうけて、この不平衡検出回路
で生じた差電圧を差動増幅器で増幅し、この増幅
された信号を差動増幅器を構成するトランジスタ
Q4,Q5及びトランジスタQ1,Q2,Q3を含む回路
を経て前記不平衡検出回路に負帰還することによ
りコレクタ電流Ic1とIc2の安定化をはかつている。
The above explanation is based on the assumption that currents of the same value are flowing through the transistors Q 1 and Q 2 . In reality, the circuit tends to become unbalanced due to various factors such as temperature changes and power supply voltage fluctuations.
In the present invention, an unbalance detection circuit is provided which extracts the unbalance amount of the collector current Ic1 flowing through the transistor Q1 and the collector current Ic2 flowing through the transistor Q2 as a differential voltage, and the differential voltage generated by this unbalance detection circuit is provided. is amplified by a differential amplifier, and this amplified signal is transmitted to the transistors that make up the differential amplifier.
Collector currents I c1 and I c2 are stabilized by negative feedback to the unbalance detection circuit through a circuit including Q 4 , Q 5 and transistors Q 1 , Q 2 , and Q 3 .

第1図において、全てのトランジスタの電流利
得βは充分大きいものとする。トランジスタQ6
Q7,Q8はカレントミラー回路を構成しているの
で、トランジスタQ6を流れるコレクタ電流I6と、
トランジスタQ7を流れるコレクタ電流I7は等しく
I6=I7となる。トランジスタQ6のコレクタには、
不平衡検出回路のトランジスタQ10のベースが接
続されて帰還回路を構成している。またトランジ
スタQ7のコレクタとトランジスタQ8のベースと
が接続されている。さらに、トランジスタQ6
コレクタとトランジスタQ4のコレクタ、トラン
ジスタQ7のコレクタとトランジスタQ5のコレク
タがそれぞれ接続されている。ここでトランジス
タQ4とQ5は前記差電圧△Vbを増幅する差動増幅
回路を構成している。このような接続において
は、トランジスタQ4のコレクタ電流I4と、トラン
ジスタQ5のコレクタ電流I5はそれぞれ次式のよう
に表わされる。
In FIG. 1, it is assumed that the current gain β of all transistors is sufficiently large. Transistor Q 6 ,
Since Q 7 and Q 8 constitute a current mirror circuit, the collector current I 6 flowing through transistor Q 6 and
The collector current I 7 flowing through the transistor Q 7 is equal to
I 6 = I 7 . In the collector of transistor Q 6 ,
The base of transistor Q10 of the unbalance detection circuit is connected to form a feedback circuit. Further, the collector of transistor Q7 and the base of transistor Q8 are connected. Furthermore, the collector of transistor Q 6 is connected to the collector of transistor Q 4 , and the collector of transistor Q 7 is connected to the collector of transistor Q 5 , respectively. Here, transistors Q 4 and Q 5 constitute a differential amplifier circuit that amplifies the differential voltage ΔV b . In such a connection, the collector current I 4 of the transistor Q 4 and the collector current I 5 of the transistor Q 5 are respectively expressed by the following equations.

I4=I6+IL (9) I5=I7+IB (10) ここで電流ILは、トランジスタQ10のベースか
らトランジスタQ4のコレクタに流れ込む帰還電
流、電流IBはトランジスタQ8のベースからトラン
ジスタQ5のコレクタに流れ込む電流である。帰
還電流ILの値は、トランジスタQ9,Q10の電流増
幅率をそれぞれβ9,β10とするとIL=(Ic1+Ic2)/
β9β10で表わされ、電流I6に比べて充分小さいの
で無視できる。また(10)式に示す電流IBも同様な理
由で電流I7に比べて無視できる。従つて、トラン
ジスタQ4を流れる電流I4とトランジスタQ5を流
れる電流I5はそれぞれ等しい。
I 4 = I 6 + I L (9) I 5 = I 7 + I B (10) Here, current I L is the feedback current flowing from the base of transistor Q 10 to the collector of transistor Q 4 , and current I B is the feedback current flowing from the base of transistor Q 10 to the collector of transistor Q 8 . is the current flowing from the base of Q5 to the collector of transistor Q5 . The value of the feedback current I L is I L = (I c1 + I c2 )/assuming the current amplification factors of transistors Q 9 and Q 10 to be β 9 and β 10 , respectively.
It is expressed as β 9 β 10 and is sufficiently small compared to the current I 6 so it can be ignored. Furthermore, the current I B shown in equation (10) can be ignored compared to the current I 7 for the same reason. Therefore, the current I 4 flowing through the transistor Q 4 and the current I 5 flowing through the transistor Q 5 are equal.

第1図に示す回路において、平衡状態において
は、感温部のトランジスタQ1,Q2に流れる電流Ic
,Ic2はそれぞれ等しい。また第1図において、
トランジスタQ9,Q10と、このトランジスタのコ
レクタとトランジスタQ1,Q2のコレクタ間にそ
れぞれ接続された抵抗器R2,R3とは不平衡検出
回路を構成している。この不平衡検出回路におい
て、トランジスタQ9のベースはQ10のエミツタに
接続され、かつトランジスタQ9のコレクタとQ10
のコレクタ同志が接続されて、トランジスタQ9
Q10はダーリントン接続されている。平衡状態に
おいては、感温用トランジスタQ1に流れる電流Ic
が検出抵抗R2を流れることによつて生じる電圧
降下分と、同じく感温用トランジスタQ2に流れ
る電流Ic2が検出抵抗R3を流れることによつて生
じる電圧降下分とがそれぞれ相等しいので、両者
の差電圧△Vd=0Vである。
In the circuit shown in Figure 1, in an equilibrium state, the current I c flowing through the transistors Q 1 and Q 2 of the temperature sensing section is
1 and I c2 are equal. Also, in Figure 1,
Transistors Q 9 and Q 10 and resistors R 2 and R 3 connected between the collectors of these transistors and the collectors of transistors Q 1 and Q 2 , respectively, constitute an unbalance detection circuit. In this unbalance detection circuit, the base of transistor Q 9 is connected to the emitter of Q 10 , and the collector of transistor Q 9 and Q 10
The collectors of the transistor Q 9 are connected,
Q 10 is connected to Darlington. In the equilibrium state, the current I c flowing through the temperature sensing transistor Q 1
The voltage drop caused by the current I c2 flowing through the detection resistor R 2 and the voltage drop caused by the current I c2 flowing through the temperature sensing transistor Q 2 flowing through the detection resistor R 3 are equal to each other. Therefore, the voltage difference between the two is ΔV d =0V.

今何らかの原因で、電流の平衡状態がくずれて
Ic1≠Ic2になつたとする。この例として第2図に
示すトランジスタQ1,Q2,Q3のベース電位が、
平衡点aからb点にずれた場合を考える。即ち、
電流Ic2の値はIc2=Ic1+iとなる。ここで抵抗器
の値としてその識別信号をそのまま用いることに
すると、差動増幅器への差電圧は、△Vd=i・
R3となる。この差電圧△Vdを受けるトランジス
タQ4,Q5よりなる不平衡信号増幅回路において、
トランジスタQ4は、前記差電圧△Vdを受けて平
衡状態のときよりも浅くバイアスされることにな
る。従つてトランジスタQ4を流れるコレクタ電
流I4は△i4だけ減少する。
Now, for some reason, the equilibrium state of the current has been disrupted.
Suppose that I c1 ≠ I c2 . As an example of this, the base potentials of transistors Q 1 , Q 2 , Q 3 shown in FIG.
Consider the case where the equilibrium point shifts from point a to point b. That is,
The value of current I c2 is I c2 = I c1 +i. Here, if we use the identification signal as it is as the value of the resistor, the differential voltage to the differential amplifier is △V d = i・
It becomes R3 . In an unbalanced signal amplification circuit consisting of transistors Q 4 and Q 5 receiving this differential voltage △V d ,
Transistor Q 4 receives the differential voltage ΔV d and is biased more shallowly than in the balanced state. Therefore, the collector current I 4 flowing through the transistor Q 4 decreases by Δi 4 .

不平衡検出回路への帰還電流ILも当然に△i4
け減少する。トランジスタQ9,Q10の電流増幅率
をそれぞれβ9,β10とすると、トランジスタQ9
Q10によつてトランジスタQ1,Q2に流れるコレク
タ電流Ic1+Ic2がβ9,β10△i4だけ減少する。従つ
て差動増幅器のトランジスタQ4,Q5へのベース
電流がともに減少するので、トランジスタQ3
流れる電流I3が減少する。電流I3の減少にともな
つてトランジスタQ3のベース電位Vb3が減少し、
それとともにトランジスタQ1,Q2のベース電位
Vb1+RI1,Vb2も減少する。また逆に第2図の動
作点がa点からC点に変化した場合には前記動作
と逆の動作となり常に平衡点aで安定するよう帰
還ループを構成していることになる。なお第1図
において、トランジスタQ4のベースコレクタ間
に接続されているキヤパシタC1は、回路安定用
である。
Naturally, the feedback current I L to the unbalance detection circuit also decreases by Δi 4 . If the current amplification factors of transistors Q 9 and Q 10 are β 9 and β 10 , respectively, then transistors Q 9 and
Collector current I c1 +I c2 flowing through transistors Q 1 and Q 2 is reduced by β 9 and β 10 △i 4 due to Q 10 . Therefore, since the base currents flowing to transistors Q 4 and Q 5 of the differential amplifier both decrease, current I 3 flowing to transistor Q 3 decreases. As the current I 3 decreases, the base potential V b3 of the transistor Q 3 decreases,
At the same time, the base potential of transistors Q 1 and Q 2
V b1 +RI 1 and V b2 also decrease. Conversely, when the operating point in FIG. 2 changes from point a to point C, the operation is the opposite of the above operation, and a feedback loop is constructed so that it is always stabilized at the equilibrium point a. In FIG. 1, the capacitor C1 connected between the base and collector of the transistor Q4 is for circuit stabilization.

以上詳細に説明したように、第1図に示す回路
において感温用トランジスタQ1,Q2に流れるコ
レクタ電流Ic1,Ic2はその値が常に等しくかつ安
定である。このことはとりもなおさず本発明に係
る回路の出力電流I0が安定であるということに他
ならない。前記した電流Ic1,Ic2が安定であるた
めには、不平衡検出用抵抗器R2,R3がその値が
同一でかつ抵抗の温度係数が揃つていることが必
要であるが、この抵抗器R2,R3を例えば薄膜抵
抗で製作することにより、非常に良く特性の整合
をとることができる。一方、二線式信号伝送器で
は、特に電源電圧変動に対する出力の高い安定性
が要求される。この二線式信号伝送器を、カレン
トミラーを用いた差動増幅器で構成した場合、通
常は差動増幅器の構成要素である差動対の一方の
コレクタ電位が、電源電圧に振られるため、トラ
ンジスタの有限なコレクタ出力抵抗に起因する定
電流の不平衡を生じ、結果として出力電流に大き
な変動をを引き起こす。本発明に係る回路構成で
は、第1図に示すように、カレントミラーを構成
しているトランジスタQ6,Q7のコレクタ電位を、
正極性電源電圧V+に対して一定の電位差(トラ
ンジスタのベース・エミツタ間電圧の約2倍)に
保持することにより、電源電圧変動に対する出力
電流の高安定化をはかつている。
As explained in detail above, in the circuit shown in FIG. 1, the collector currents I c1 and I c2 flowing through the temperature sensing transistors Q 1 and Q 2 are always equal in value and stable. This simply means that the output current I 0 of the circuit according to the present invention is stable. In order for the above-mentioned currents I c1 and I c2 to be stable, it is necessary that the unbalance detection resistors R 2 and R 3 have the same value and have the same temperature coefficient of resistance. By manufacturing the resistors R 2 and R 3 from thin film resistors, for example, it is possible to achieve very good matching of characteristics. On the other hand, two-wire signal transmitters require particularly high output stability against power supply voltage fluctuations. When this two-wire signal transmitter is configured with a differential amplifier using a current mirror, the collector potential of one of the differential pairs, which are the components of the differential amplifier, is normally swung to the power supply voltage, so the transistor This results in constant current imbalance due to the finite collector output resistance of the output current, resulting in large fluctuations in the output current. In the circuit configuration according to the present invention, as shown in FIG. 1, the collector potential of transistors Q 6 and Q 7 forming a current mirror is
By maintaining a constant potential difference (approximately twice the base-emitter voltage of the transistor) with respect to the positive power supply voltage V + , the output current is highly stabilized against fluctuations in the power supply voltage.

いまトランジスタQ6,Q7,Q8,Q9のベース・
エミツタ電圧をそれぞれVB6,VB7,VB8,VB9
すると、トランジスタQ6のコレクタ電位VA及び
Q7のコレクタ電位VBはそれぞれ次式で表わされ
る。
Now the bases of transistors Q 6 , Q 7 , Q 8 , Q 9
If the emitter voltages are V B6 , V B7 , V B8 , and V B9 respectively, then the collector potentials V A and V B9 of transistor Q 6 are
The collector potential V B of Q 7 is expressed by the following equations.

VA=V+−VB9−VB10 (11) VB=V+−VB7−VB8 (12) (11)、(12)式より、VAとVBの電位は、電源電圧V+
変動しても等電位に保たれることがわかる。トラ
ンジスタQ4,Q5のコレクタ出力抵抗は殆んど同
じとみなせるので、これらトランジスタのコレク
タ電流I4,I5の不平衡は生じない。従つて出力電
流I0は、電源電圧変動の影響をほとんど受けな
い。
V A =V + −V B9 −V B10 (11) V B =V + −V B7 −V B8 (12) From equations (11) and (12), the potentials of V A and V B are equal to the power supply voltage V It can be seen that even if + changes, the potential is maintained at the same potential. Since the collector output resistances of the transistors Q 4 and Q 5 can be considered to be almost the same, no imbalance occurs between the collector currents I 4 and I 5 of these transistors. Therefore, the output current I 0 is hardly affected by power supply voltage fluctuations.

また、感温用トランジスタQ1,Q2のベース・
コレクタ間電圧は、以下に示す理由により全使用
温度範囲にわたり一定に保たれる。第1図におい
て、差動増幅用トランジスタQ4,Q5のベース・
エミツタ間電圧は、いずれも−2mV/Kの温度
係数をもつ。前記トランジスタQ4,Q5のエミツ
タ電流を受けるトランジスタQ3に流れる電流I3
は、(8)式における抵抗器R1の値を適当に選ぶこ
とにより+0.33μA/Kなる温度係数をもたせるこ
とができる。ここで、トランジスタQ4とQ5のエ
ミツタ同志が接合された点と前記トランジスタ
Q3のコレクタ間に接続されている抵抗器R4を、
前記電流I3が流れることにより生ずる電圧降下分
の温度係数は、抵抗器R4の値を6KΩに設計すれ
ば6KΩ×0.33μA/K=+2mV/Kとなる。この+
2mV/Kと前記トランジスタQ4あるいはQ5のベ
ースエミツタ間電圧の温度係数−2mV/Kとは
互いに打消し合うので、トランジスタQ1,Q2
ベースコレクタ間電圧は常に一定に保たれ、結果
として安定な出力電流I0を供給することができ
る。なお、第1図において、トランジスタQ3
コレクタと抵抗器R4の一端との接合点Bは、シ
リコン基板への接続点である。実際の設計にあた
つては、出力電流I0の値の決定は以下のようにし
て行う。即ち(8)式において、エミツタ面積比Kの
値をいま2と決める。そして出力電流I0を1μA/
Kとなるように設計するものとすれば、(8)式より
抵抗器R1の差は179.2Ωとなる。抵抗器R1として
は、前述したように例えば薄膜抵抗を用いること
ができる。
In addition, the bases of temperature sensing transistors Q 1 and Q 2
The collector-to-collector voltage is kept constant over the entire operating temperature range for the following reasons. In Figure 1, the bases of differential amplification transistors Q 4 and Q 5
Both emitter voltages have a temperature coefficient of -2 mV/K. A current I 3 flowing through the transistor Q 3 receiving the emitter currents of the transistors Q 4 and Q 5 .
can have a temperature coefficient of +0.33 μA/K by appropriately selecting the value of resistor R 1 in equation (8). Here, the point where the emitters of transistors Q 4 and Q 5 are joined and the point where the emitters of transistors Q 4 and Q 5 are connected
The resistor R 4 connected between the collector of Q 3 ,
If the value of the resistor R 4 is designed to be 6KΩ, the temperature coefficient of the voltage drop caused by the flow of the current I 3 will be 6KΩ×0.33μA/K=+2mV/K. This +
Since 2 mV/K and the temperature coefficient of the base-emitter voltage of the transistor Q 4 or Q 5 -2 mV/K cancel each other out, the base-collector voltage of the transistors Q 1 and Q 2 is always kept constant, and as a result, A stable output current I 0 can be supplied. In FIG. 1, a junction point B between the collector of the transistor Q 3 and one end of the resistor R 4 is a connection point to the silicon substrate. In actual design, the value of the output current I 0 is determined as follows. That is, in equation (8), the value of the emitter area ratio K is determined to be 2. And the output current I0 is 1μA/
If it is designed so that K, the difference in resistor R1 will be 179.2Ω from equation (8). As the resistor R1 , for example, a thin film resistor can be used as described above.

なお、第1図において、電界効果形トランジス
タQ11は、電源投入時に不平衡検出回路の検出抵
抗器R2,R3に駆動電流を流し感温用トランジス
タQ1,Q2を動作させるためのものであり、一た
ん回路が動作し始めると必要のないものである。
In FIG. 1, the field effect transistor Q 11 is used to operate the temperature sensing transistors Q 1 and Q 2 by passing a drive current through the detection resistors R 2 and R 3 of the unbalance detection circuit when the power is turned on. It is unnecessary once the circuit starts working.

本発明は、第1図及び上述した説明よりわかる
ように、集積回路化を目的としたものである。よ
つてこれを集積化することにより1個のパツケー
ジにおさめることができるので極めて小形化する
ことができる。これは、本発明の係る温度信号伝
送器を測温部に埋め込んだり、貼りつけたりする
ような場合にその測温部が小さい場合及び狭い場
合等に有用である。
As can be seen from FIG. 1 and the above description, the present invention is aimed at integrated circuits. Therefore, by integrating this, it can be housed in one package, resulting in extremely compact size. This is useful when the temperature signal transmitter according to the present invention is embedded or attached to a temperature measuring section and the temperature measuring section is small or narrow.

以上、詳細に説明したように、本発明によれば
簡単な構成により、温度に対する直線化出力が得
られかつ高安定な二線式温度伝送用半導体装置を
実現することができる。
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to realize a two-wire temperature transmission semiconductor device that can obtain a linearized output with respect to temperature and is highly stable with a simple configuration.

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

第1図は、本発明の一実施例を示す電気的接続
図である。第2図は、第1図に示す回路の特性を
示す特性図である。 R1〜R4…抵抗器、Q1〜Q10…トランジスタ、
Q11…電界効果形トランジスタ、1,2…出力端
子、C1…キヤパシタ。
FIG. 1 is an electrical connection diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a characteristic diagram showing the characteristics of the circuit shown in FIG. 1. R1 to R4 ...Resistor, Q1 to Q10 ...Transistor,
Q 11 ...Field effect transistor, 1, 2...Output terminal, C 1 ...Capacitor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 少なくとも1個はエミツタ面積の異なる第
1、第2、第3トランジスタよりなりこれ等のベ
ースが互いに接続され測定すべき絶対温度に比例
する出力電流を得る感温部と、帰還信号を受けて
前記第1、第2トランジスタのコレクタに流れる
コレクタ電流を供給する帰還部とこれ等のトラン
ジスタのコレクタとの間に接続されこれ等のコレ
クタ電流の不平衡量を検出する検出部とをもつ不
平衡検出回路と、前記第3トランジスタのコレク
タに接続され前記不平衡量が入力されてこれを増
幅する不平衡信号増幅回路と、前記帰還部にこの
不平衡信号増幅回路の出力に対応した前記帰還信
号を負帰還すると共に前記第1、第2、第3トラ
ンジスタのエミツタに流れる電流の総和を前記出
力電流とすることを特徴とする二線式温度伝送用
半導体装置。
1. At least one of them is composed of first, second, and third transistors with different emitter areas, the bases of which are connected to each other to obtain an output current proportional to the absolute temperature to be measured, and a temperature sensing section that receives a feedback signal. Unbalance detection comprising: a feedback section that supplies collector current flowing to the collectors of the first and second transistors; and a detection section that is connected between the collectors of these transistors and detects an unbalanced amount of these collector currents. an unbalanced signal amplifying circuit connected to the collector of the third transistor and amplifying the unbalanced amount as input; A two-wire temperature transmission semiconductor device, characterized in that the output current is the sum of currents that flow back to the emitters of the first, second, and third transistors.
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