WO2013124508A1 - Circuito electrónico con magnitud eléctrica de salida dependiente de la diferencia de tensión de dos nodos de entrada y de la diferencia de temperatura de dos de sus dispositivos - Google Patents

Circuito electrónico con magnitud eléctrica de salida dependiente de la diferencia de tensión de dos nodos de entrada y de la diferencia de temperatura de dos de sus dispositivos Download PDF

Info

Publication number
WO2013124508A1
WO2013124508A1 PCT/ES2013/070096 ES2013070096W WO2013124508A1 WO 2013124508 A1 WO2013124508 A1 WO 2013124508A1 ES 2013070096 W ES2013070096 W ES 2013070096W WO 2013124508 A1 WO2013124508 A1 WO 2013124508A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
voltage
temperature
output
difference
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/ES2013/070096
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josep Altet Sanahujes
Dídac GÓMEZ SALINAS
Diego Mateo Peña
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.)
Universitat Politecnica de Catalunya UPC
Original Assignee
Universitat Politecnica de Catalunya UPC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universitat Politecnica de Catalunya UPC filed Critical Universitat Politecnica de Catalunya UPC
Publication of WO2013124508A1 publication Critical patent/WO2013124508A1/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/01—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using semiconducting elements having PN junctions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K15/00—Testing or calibrating of thermometers

Definitions

  • the present invention relates to an electronic circuit with electrical output magnitude dependent on the voltage difference of two input nodes and the temperature difference of two of its devices.
  • the sector of the technique to which it refers is that of electronic instrumentation for measuring temperature in integrated circuits.
  • differential amplifiers In the field of electronic instrumentation technique there are, on the one hand, electronic circuits in which the electrical magnitude of its main output depends on the difference in electrical quantities of two input nodes. These amplifiers are called differential amplifiers, the operational example being the paradigmatic example. Several examples of these circuits can be found in the book [1]. On the other hand, there are the so-called differential temperature sensors [2]. They are circuits with applications for temperature measurements in integrated circuits. Its operation is that the output voltage (or current) has a variation that is proportional to the temperature difference of two devices, called temperature transducers.
  • Patent number 2332688 Heterodyne procedure for temperature measurements.
  • Differential temperature sensors are used to measure the temperature variations caused by the operation of a circuit, and from these measurements, extract electrical characteristics of the circuit. These sensors have the advantage of having a high sensitivity to temperature variations caused by power dissipation by circuits located in the same semiconductor crystal as the sensor, and very little sensitivity to temperature variations that affects both temperature transducers, such as variations in ambient temperature.
  • the state of the art of the differential temperature sensors shows architectures based on differential amplifiers (for example, two bipolar coupled by emitter). Being a circuit with a temperature input and a voltage (or current) output, it is not possible to simply perform a negative feedback between the output and the input that allows reducing the sensitivity to process variations, controlling the sensitivity of the sensor , vary the dynamic range or cancel offset voltages.
  • the voltage (or current) of the output node must follow the following equation: Where depending on the case) is the variation of the electrical magnitude of the sensor output, and G T is the differential temperature gain of the sensor in V / ° C (ol / ° C, as the case may be), also called sensitivity. In the rest of the present invention, and without subtracting it in general, the voltage option will be used for the output when making the explanations.
  • the present invention describes a circuit in which the electrical output magnitude depends on both the voltage difference of two of its inputs and the temperature difference of two of its internal electronic devices.
  • a voltage referred to the reference node of value V + and node (3) of value V. if the internal devices (4) and (5) meet at an absolute temperature T + and T. respectively, and assuming a voltage mode output of the V out value circuit, the mathematical expression of a circuit that behaves as described in the present invention is: Where G v is the differential voltage gain, G T the differential temperature gain, and V D c_out is the voltage at the output node when there is no differential voltage at the input and the temperatures of the two devices are the same. Another way of writing the same expression is by looking only at the variation of the output voltage with respect to the rest voltage,
  • gain Gv and GT may be non-constant and depend on the input voltages and the absolute temperatures of the two sensor devices.
  • the rest of the patent will be considered to be constant.
  • a circuit of these characteristics allows, on the one hand, to perform a differential temperature sensing, and on the other, to immediately establish a feedback between the sensor output and the voltage inputs, since all these nodes belong to the domain of electrical signals .
  • Figure 2 shows a possible transistor level implementation of the circuit of Figure 1.
  • the indications (1) to (7) of figure 2 correspond to those of figure 1: the two supply nodes (6) and (7), the output (1) (in this case in voltage mode and also indicated with V ou t), the electronic inputs in voltage mode (2) (inverter, also indicated with voltage V.) and (3) (non-inverter, indicated with the voltage V + ), and the temperature sensing devices which in this implementation are the bipolar transistors Qi and Q 2 (corresponding to (4) and (5) in Figure 1 and marked as such in Figure 2), connected as differential torque mode.
  • the dotted square on the left (8) frames what is a possible implementation of a classic differential temperature sensor, where in addition to the thermal differential pair formed by Q1 and Q2 there are transistors M3 to M8, which perform functions of active loads and power mirrors
  • the dotted square on the right (9) frames a classic electric differential pair formed by transistors M1 and M2, which is located in the implementation of the circuit of the present invention in a parallel connection to the thermal differential pair.
  • Figure 3 shows the same circuit as in Figure 1, but in negative electrical-electric feedback configuration, that is, connecting the electrical output node (1) to the inverting electrical input (2). This connection is made in the figure through a network that provides a generic gain of value b.
  • FIG. 4 shows a block diagram of the internal circuit structure of the present invention.
  • the block (1) corresponds to a voltage difference transconductor (V + - V.) unlike current (lv_a-lv _ b ).
  • Block (2) corresponds to a temperature difference transconductor of two internal devices (4) and (5), (T + - T.), unlike current ( ⁇ _ 9 - ⁇ __>) -
  • block (3) corresponds to an amplifier that converts the sum of both differences from current to voltage (or current, as the case may be) monopolar to the output. If the output is in voltage, said block (3) is usually called transimpedance amplifier.
  • the first preferred application is shown in Figure 2. It is a possible implementation of the circuit proposed in the present invention.
  • the devices the temperature difference of which directly affects the output of the circuit are the bipolar transistors Qi (4) and Q 2 (5), while the voltage inputs are those indicated as V + (3) and V. (2), and the output is the voltage corresponding to the node marked V out (1).
  • This circuit consists of a thermal part and an electrical part in parallel.
  • the thermal part is formed by two temperature transducers (4) and (5) coupled by emitter. If the temperature of the two devices is the same, both will have the same collector current being equal to half of the current supplied by the source l bias1. In case one of the two temperature transducers is at a temperature higher than the other, the symmetry condition disappears and the currents flowing through the differential pair will be different. In applications where the temperature has small variations with respect to equilibrium, the difference in current can be approximated by the two bipolar collectors such as:
  • S is the gain or sensitivity of the current by the bipolar collectors at temperature variations.
  • the transistors M3, M4, M5, M6, M7 and M8 form a classic transimpedance amplifier, converting the differential current of the differential torque (due in turn to temperature differences between Q 1 and Q 2 ), in voltage variations a the output with respect to the resting voltage of said node V out (1).
  • the conversion ratio which has resistance units, is usually called transimpedance and is assigned the expression K. Its value will generally depend on the aspect ratios of the current mirrors and the technological constants of the transistors.
  • Voltage variations at the sensor output can be expressed as where is the difference in current between the two branches, ). Considering only the thermal differential torque, the voltage variations at the sensor output can be expressed:
  • the senor In parallel with the thermal differential pair, the sensor also has an electrical differential pair formed by transistors M1 and M2 (and its current source I bias2 ). If we now consider only the transistors of the electrical differential pair M1 - M2, the resulting circuit is a classic implementation of a voltage differential amplifier, whose output admits an expression: where G is the current gain of the electrical differential torque.
  • the core of the circuit of the present invention is the parallel of the two differential pairs, the thermal and the electric.
  • its parallel connection allows to add the currents directly, so that the expression of the output is given by:
  • the third preferred application is shown in Figure 4. It is an electronic circuit comprising a block or subcircuit (1) whose current difference at its output is proportional to the temperature difference between two internal devices with dependency ratio S, in parallel with another block or subcircuit (2) whose current difference at its output is proportional to the voltage difference of two input nodes, with dependency ratio G. Said parallel connection is in turn the input of a block (3) which converts the sum of both current differences into a monopolar electrical value, either voltage (as is the case in Figure 4), or current, with dependency ratio K.
  • the mathematical expression of the circuit's operation can be:

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Description

CIRCUITO ELECTRÓNICO CON MAGNITUD ELÉCTRICA DE SALIDA DEPENDIENTE DE LA DIFERENCIA DE TENSIÓN DE DOS NODOS DE ENTRADA Y DE LA DIFERENCIA DE TEMPERATURA DE DOS DE SUS
DISPOSITIVOS
Sector de la técnica:
La presente invención se refiere a un circuito electrónico con magnitud eléctrica de salida dependiente de la diferencia de tensión de dos nodos de entrada y de la diferencia de temperatura de dos de sus dispositivos. El sector de la técnica al que se refiere es al de la instrumentación electrónica para la medida de temperatura en circuitos integrados.
Estado de la técnica:
En el sector de la técnica de la instrumentación electrónica existen, por un lado, circuitos electrónicos en los que la magnitud eléctrica de su salida principal depende de la diferencia de magnitudes eléctricas de dos nodos de entrada. Estos amplificadores se denominan amplificadores diferenciales, siendo el ejemplo paradigmático los amplificadores operacionales. Varios ejemplos de estos circuitos se pueden encontrar en el libro [1 ]. Por otro lado, existen los denominados sensores de temperatura diferenciales [2]. Son circuitos con aplicaciones a la realización de mediciones de temperatura en circuitos integrados. Su funcionamiento consiste en que la tensión (o corriente) de salida presenta una variación que es proporcional a la diferencia de temperatura de dos dispositivos, denominados transductores de temperatura. Estos sensores son normalmente utilizados en aplicaciones de test y caracterización de circuitos integrados, tales y como las descritas por las patentes [3], [4], ya que el funcionamiento de un determinado circuito electrónico provoca una disipación de potencia y ésta a su vez una variación de temperatura en sus proximidades. Por lo tanto, una medida de temperatura cerca de este circuito puede proporcionar información sobre posibles anomalías y características del mismo. En comparación con los métodos clásicos de verificación de circuitos integrados basados en la medida de magnitudes eléctricas, la utilización de la temperatura como observable tiene la ventaja principal de que el circuito bajo medida no está cargado eléctricamente, lo cual es crítico para circuitos de alta frecuencia.
[1 ] Phillip E. Alien y Douglas R. Holberg, "CMOS Analog Circuit Design", Oxford University Press, 2002, 2a Ed. [2] Eduardo Aldrete-Vidrio, Diego Mateo y Josep Altet, "Differential Temperature Sensors Fully Compatible With a 0.35-μηι CMOS Process", IEEE TRANSACTIONS ON COMPONENTS AND PACKAGING TECHNOLOGIES, VOL. 30, NO. 4, DECEMBER 2007. [3] Patente número 2294888. Procedimiento para determinar las características eléctricas de circuitos analógicos integrados.
[4] Patente número 2332688. Procedimiento heterodino para la realización de mediciones de temperatura.
[5] P.R. Gray, D.J. Hamilton y D. Lieux, "Analysis and design of temperature stabilized substrate integrated circuits," Solid-State Circuits, IEEE Journal of , vol.9, no.2, pp. 61 - 69, Apr 1974.
Explicación de la invención:
Los sensores diferenciales de temperatura son utilizados para realizar mediciones de las variaciones de temperatura que provoca el funcionamiento de un circuito, y a partir de estas mediciones, extraer características eléctricas del circuito. Estos sensores tienen como ventaja el hecho de tener una elevada sensibilidad a variaciones de temperatura provocadas por la disipación de potencia por circuitos ubicados en el mismo cristal semiconductor que el sensor, y muy poca sensibilidad a variaciones de temperatura que afecta por igual ambos transductores de temperatura, tal y como variaciones de la temperatura ambiente. El estado del arte de los sensores diferenciales de temperatura muestra arquitecturas basadas en amplificadores diferenciales (por ejemplo, dos bipolares acoplados por emisor). Al ser un circuito con una entrada en temperatura y una salida en tensión (o corriente), no es posible realizar de forma simple una realimentación negativa entre la salida y la entrada que permita reducir la sensibilidad a variaciones de proceso, controlar la sensibilidad del sensor, variar el margen dinámico o cancelar tensiones de offset. En los sensores diferenciales de temperatura, se tiene que la tensión (o corriente) del nodo de salida sigue la siguiente ecuación:
Figure imgf000005_0002
Donde
Figure imgf000005_0003
según sea el caso) es la variación de la magnitud eléctrica de salida del sensor, y GT es la ganancia en temperatura diferencial del sensor en V/°C (o l/°C, según sea el caso), también denominada sensibilidad. En el resto de la presente invención, y sin que ello le reste generalidad, se utilizará la opción tensión para la salida a la hora de realizar las explicaciones.
La presente invención describe un circuito en el que la magnitud eléctrica de salida depende tanto de la diferencia de tensión de dos de sus entradas como de la diferencia de temperatura de dos de sus dispositivos electrónicos internos. De este modo, si aplicamos al nodo (2) de la figura 1 una tensión referida al nodo de referencia de valor V+ y al nodo (3) una de valor V., si los dispositivos internos (4) y (5) se encuentran a una temperatura absoluta T+ y T. respectivamente, y asumiendo una salida en modo tensión del circuito de valor Vout, la expresión matemática de un circuito que se comporte como se describe en la presente invención es:
Figure imgf000005_0001
Donde Gv es la ganancia en tensión diferencial, GT la ganancia en temperatura diferencial, y VDc_out es la tensión en el nodo de salida cuando no hay tensión diferencial en la entrada y las temperaturas de los dos dispositivos son ¡guales. Otra forma de escribir la misma expresión es fijándonos únicamente en la variación de la tensión de salida respecto a la de reposo,
Figure imgf000006_0002
Figure imgf000006_0001
En general, los términos de ganancia Gv y GT pueden ser no constantes y depender de las tensiones de entrada y de las temperaturas absolutas de los dos dispositivos sensores. Por simplicidad de la explicación, y sin que ello limite el alcance de la invención, en el resto de la patente se considerará que serán constantes. Un circuito de estas características permite, por un lado, realizar un sensado diferencial de temperaturas, y por otro, establecer de forma inmediata una realimentación entre la salida del sensor y las entradas de tensión, dado que todos estos nodos pertenecen al dominio de señales eléctricas.
Descripción de los dibujos
La figura 1 muestra un circuito electrónico con dos nodos de alimentación (6) y (7), una salida electrónica (1 ) en modo tensión o corriente, dos entradas electrónicas en modo tensión o corriente, una inversora (2) y otra no inversora (3), y dos dispositivos internos (4) y (5) cuya diferencia de temperatura (T(4)-T(5) = T+-T. = ΔΤ) interviene de forma directa en el valor de la salida (1 ).
La figura 2 muestra una posible implementación a nivel de transistor del circuito de la figura 1 . Las indicaciones (1 ) a (7) de la figura 2 corresponden con las de la figura 1 : los dos nodos de alimentación (6) y (7), la salida (1 ) (en este caso en modo tensión e indicada también con Vout), las entradas electrónicas en modo tensión (2) (inversora, indicada también con la tensión V.) y (3) (no inversora, indicada con la tensión V+), y los dispositivos sensores de temperatura que en esta implementación son los transistores bipolares Qi y Q2 (correspondientes a (4) y (5) en la figura 1 y marcados como tal en la figura 2), conectados a modo de par diferencial. El cuadrado punteado de la izquierda (8) enmarca lo que es una posible implementación de un sensor de temperatura diferencial clásico, donde además del par diferencial térmico formado por Q1 y Q2 hay los transistores M3 a M8, los cuales realizan funciones de cargas activas y espejos de corriente. El cuadrado punteado de la derecha (9) enmarca un par diferencial eléctrico clásico formado por los transistores M1 y M2, el cual se sitúa en la implementación del circuito de la presente invención en una conexión en paralelo al par diferencial térmico.
La figura 3 muestra el mismo circuito de la figura 1 , pero en configuración de retroalimentación eléctrica-eléctrica negativa, es decir, conectando el nodo de salida eléctrica (1 ) a la entrada eléctrica inversora (2). Dicha conexión se hace en la figura a través de una red que aporta una ganancia genérica de valor b.
La figura 4 muestra un esquema de bloques de la estructura interna del circuito de la presente invención. El bloque (1 ) corresponde a un transconductor de diferencia de tensión (V+ - V.) a diferencia de corriente (lv_a-lv _b). El bloque (2) corresponde a un transconductor de diferencia de temperatura de dos dispositivos internos (4) y (5), (T+ - T.), a diferencia de corriente (Ιτ_9-Ιτ__>)- Y el bloque (3) corresponde a un amplificador que convierte la suma de ambas diferencias de corriente en tensión (o corriente, según el caso) monopolar a la salida. Si la salida es en tensión, dicho bloque (3) suele denominarse amplificador de transimpedancia.
Descripción de las aplicaciones preferidas
Como primera aplicación preferida se muestra la de la figura 2. Es una posible implementación del circuito que se propone en la presente invención. Los dispositivos la diferencia de temperatura de los cuales incide de forma directa en la salida del circuito son los transistores bipolares Q-i (4) y Q2 (5), mientras que las entradas de tensión son las indicadas como V+ (3) y V. (2), y la salida es la tensión correspondiente al nodo marcado como Vout (1 ).
Este circuito consta de una parte térmica y de una parte eléctrica en paralelo. La parte térmica está formada por dos transductores de temperatura (4) y (5) acoplados por emisor. En caso de que la temperatura de ambos dispositivos sea la misma, ambos tendrán la misma corriente de colector, siendo igual a la mitad de la corriente que suministra la fuente lbias1. En caso de que uno de los dos transductores de temperatura esté a una temperatura mayor que el otro, la condición de simetría desaparece y las corrientes que circulan por el par diferencial serán diferentes. En aplicaciones donde la temperatura tiene pequeñas variaciones respecto al equilibrio, se puede aproximar la diferencia de corriente por los dos colectores de los bipolares como:
Figure imgf000008_0001
donde S es la ganancia o sensibilidad de la corriente por los colectores de los bipolares a variaciones de temperatura. Los transistores M3, M4, M5, M6, M7 y M8 conforman un amplificador de transimpedancia clásico, convirtiendo la diferencia de corriente del par diferencial (debida a su vez a diferencias de temperatura entre Q1 y Q2), en variaciones de tensión a la salida respecto a la tensión de reposo de dicho nodo Vout (1 ). La relación de conversión, que tiene unidades de resistencia, se denomina usualmente transimpedancia y se le asigna la expresión K. Su valor dependerá de forma general de las relaciones de aspecto de los espejos de corriente y de constantes tecnológicas de los transistores. Las variaciones de tensión a la salida del sensor se pueden expresar como
Figure imgf000008_0002
donde es la diferencia de corriente entre las dos ramas,
Figure imgf000009_0001
). Considerando de momento sólo el par diferencial térmico, las variaciones de tensión a la salida del sensor se pueden expresar:
Figure imgf000009_0002
En paralelo con el par diferencial térmico el sensor tiene también un par diferencial eléctrico formado por los transistores M1 y M2 (y su fuente de corriente Ibias2). Si ahora consideramos sólo los transistores del par diferencial eléctrico M1 - M2, el circuito resultante es una implementación clásica de un amplificador diferencial de tensión, cuya salida admite una expresión:
Figure imgf000009_0003
donde G es la ganancia de corriente del par diferencial eléctrico.
El núcleo del circuito de la presente invención es el paralelo de los dos pares diferenciales, el térmico y el eléctrico. Al trabajar la salida de dichos pares diferenciales en corriente, su conexión en paralelo permite adicionar directamente las corrientes, de forma que la expresión de la salida viene dada por:
Figure imgf000009_0004
De esta forma, las variaciones de la tensión de salida del circuito dependen de la diferencia de tensión en la entrada y de la diferencia de temperatura entre los dos dispositivos transconductores internos del circuito.
Como segunda aplicación preferida se muestra la de la figura 3. En ella se ha realizado una retroalimentación de la salida Vout a la entrada inversora V. con una ganancia de retroalimentación b, y se ha situado una fuente de tensión constante de valor Vref en la entrada de tensión inversora. En tal configuración se obtiene que la salida del circuito Vout viene dada por la expresión:
Figure imgf000010_0003
De donde, finalmente:
Figure imgf000010_0001
En el caso de un sensor de temperatura diferencial clásico se tiene que Gv=0, de forma que la expresión para un sensor de temperatura diferencial clásico queda:
Figure imgf000010_0002
Los sensores de temperatura diferenciales clásicos se basan fundamentalmente en un amplificador de transconductancia en lazo abierto, lo que tiene como inconveniente una gran dependencia con las variaciones de proceso, tanto las denominadas inter-die o variaciones de proceso a secas, como las intra-die o desapareamiento -mismatching-, e incluso con las variaciones de temperatura. Esta dependencia viene dada básicamente porque variaciones de proceso o de temperatura pueden hacer variar considerablemente VDc_out (que idealmente está situada por diseño en un determinado punto, óptimo en cuando a prestaciones del sensor se refiere) y sacar por lo tanto al sensor de su punto de trabajo idóneo, afectando así a sus prestaciones.
La solución clásica de utilizar la retroalimentación para compensar los efectos de las variaciones de proceso o temperatura es de fácil implementación en el caso de amplificadores diferenciales de tensión, pero no así en el caso de sensores diferenciales de temperatura, por ser el sensor de temperatura un amplificador transconductor que pasa del dominio térmico al eléctrico, es decir, que la retroalimentación debería actuar pasando del dominio eléctrico al térmico, actuando por lo tanto sobre la temperatura de los dispositivos transconductores de temperatura del sensor aumentando o disminuyendo su temperatura según indicara el lazo. Dicho control de temperatura es de muy compleja y costosa implementación [5].
En el caso del circuito presentado en la presente invención, la retroalimentación necesaria para minimizar los efectos de las variaciones de proceso o temperatura sobre las prestaciones del circuito es de implementación inmediata, al tener un comportamiento y utilización mixtos, sensor diferencial de temperatura- amplificador diferencial de tensión. Retomando la ecuación correspondiente a una retroalimentación con ganancia b para el circuito de la presente invención:
Figure imgf000011_0001
se observa que mediante el control de la tensión de referencia Vref, del parámetro de retroalimentación b, y de la ganancia en tensión Gv, es posible controlar el efecto de variaciones de VDc_out sobre las prestaciones del circuito cuando está funcionando como sensor diferencial de temperatura.
La tercera aplicación preferida se muestra en la figura 4. Es un circuito electrónico que comprende un bloque o subcircuito (1 ) cuya diferencia de corriente a su salida es proporcional a la diferencia de temperatura entre dos dispositivos internos con relación de dependencia S, en paralelo con otro bloque o subcircuito (2) cuya diferencia de corriente a su salida es proporcional a la diferencia de tensión de dos nodos de entrada, con relación de dependencia G. Dicha conexión en paralelo es a su vez la entrada de un bloque (3) que convierte la suma de ambas diferencias de corriente en un valor eléctrico monopolar, bien tensión (como es el caso de la figura 4), bien corriente, con relación de dependencia K. Así, la expresión matemática del funcionamiento del circuito puede es:
Figure imgf000012_0001

Claims

Reivindicaciones:
1.- Un circuito electrónico caracterizado porque la variación de su magnitud eléctrica de salida (que puede ser tensión )
Figure imgf000013_0001
dependa de la diferencia de temperatura de dos de sus dispositivos internos de
Figure imgf000013_0002
la diferencia de tensión de dos de sus nodos de entrada siguiendo
Figure imgf000013_0003
el comportamiento indicado por la expresión:
Figure imgf000013_0004
siendo Gv la ganancia en tensión del circuito y GT la ganancia en temperatura o sensibilidad del circuito.
2. Un circuito electrónico según la reivindicación 1 caracterizado por la conexión en paralelo de dos boques o subcircuitos: un primer bloque o subcircuito con dos ramas de salida cuya diferencia de corriente a su salida es proporcional a la
Figure imgf000013_0005
diferencia de temperatura entre dos dispositivos internos
Figure imgf000013_0006
con relación de dependencia S, y un segundo bloque o subcircuito con dos entradas de tensión y dos ramas de salida cuya diferencia de corriente a su salida es proporcional
Figure imgf000013_0007
a la diferencia de tensión de sus dos nodos de entrada con relación de dependencia G. Dicha conexión en paralelo realiza la suma de ambas diferencias de corriente , y es a su vez la entrada de un bloque o subcircuito con
Figure imgf000013_0008
dos ramas de entrada y un nodo de salida que convierte la suma de ambas diferencias de corriente en un valor eléctrico monopolar, bien tensión, bien corriente, con relación de dependencia K. Así, la expresión matemática del funcionamiento del circuito puede obtenerse:
Figure imgf000014_0001
donde GT es la ganancia en temperatura o sensibilidad y Gv la ganancia en tensión, expresión coincidente con la dada en la reivindicación 1 .
PCT/ES2013/070096 2012-02-23 2013-02-18 Circuito electrónico con magnitud eléctrica de salida dependiente de la diferencia de tensión de dos nodos de entrada y de la diferencia de temperatura de dos de sus dispositivos Ceased WO2013124508A1 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201230276A ES2429877B1 (es) 2012-02-23 2012-02-23 Circuito electrónico con magnitud eléctrica de salida dependiente de la diferencia de tensión de dos nodos de entrada y de la diferencia de temperatura de dos de sus dispositivos
ESP201230276 2012-02-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013124508A1 true WO2013124508A1 (es) 2013-08-29

Family

ID=49005049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/ES2013/070096 Ceased WO2013124508A1 (es) 2012-02-23 2013-02-18 Circuito electrónico con magnitud eléctrica de salida dependiente de la diferencia de tensión de dos nodos de entrada y de la diferencia de temperatura de dos de sus dispositivos

Country Status (2)

Country Link
ES (1) ES2429877B1 (es)
WO (1) WO2013124508A1 (es)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110116527A1 (en) * 2009-11-17 2011-05-19 Atmel Corporation Self-calibrating, wide-range temperature sensor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110116527A1 (en) * 2009-11-17 2011-05-19 Atmel Corporation Self-calibrating, wide-range temperature sensor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ALDRETE-VIDRIO E. ET AL.: "Differential Temperature Sensors Fully Compatible With a 0.35- um CMOS Process", IEEE TRANSACTIONS ON COMPONENTS AND PACKAGING TECHNOLOGIES, vol. 30, no. 4, 1 December 2007 (2007-12-01), PISCATAWAY, NJ, US, pages 618 - 626, XP011195078 *

Also Published As

Publication number Publication date
ES2429877A1 (es) 2013-11-18
ES2429877B1 (es) 2014-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110567606B (zh) 一种噪声温度计及测量温度的方法
JP2011250195A (ja) フォールデッドカスコード型の差動アンプ及び半導体装置
Goel et al. Novel high gain low noise CMOS instrumentation amplifier for biomedical applications
Sundararajan et al. Quadruply Split Cross-Driven Doubly Recycled $ g_ {{m}} $-Doubling Recycled Folded Cascode for Microsensor Instrumentation Amplifiers
JP2017146245A (ja) 温度検出回路
Balashov et al. SOI instrumentation amplifier for high-temperature applications
Mo et al. A multiple-sensitivity Hall sensor featuring a low-cost temperature compensation circuit
JP2011254408A (ja) パワーアンプモジュール及び携帯情報端末
US20170214372A1 (en) Switched amplifiers
WO2013124508A1 (es) Circuito electrónico con magnitud eléctrica de salida dependiente de la diferencia de tensión de dos nodos de entrada y de la diferencia de temperatura de dos de sus dispositivos
Tu et al. Measurement and parameter characterization of pseudo-resistor based CCIA for biomedical applications
EP2878927B1 (en) Sensor circuit for measuring a physical quantity
Voulkidou et al. A low noise low offset current mode instrumentation amplifier
Sanabria et al. A design methodology for an integrated CMOS instrumentation amplifier for bioespectroscopy applications
Shojaei-Baghini et al. An ultra low-power CMOS instrumentation amplifier for biomedical applications
JP4314669B2 (ja) バンドギャップリファレンス回路
RU2536376C1 (ru) Операционный усилитель с парафазным выходом
Tanaphatsiri et al. A current-mode wheatstone bridge employing only single DO-CDTA
RU2433523C1 (ru) Прецизионный дифференциальный операционный усилитель
Wu et al. Low-noise CMOS bandgap reference generator using two-level chopping technique
Li et al. Design of a CMOS Lineal Hall Sensor Front‐End Working in Current Mode with Programmable Gain Stage for Power Specific Chip
Narczyk et al. Analog front-end for precise human body temperature measurement
ES2399751T3 (es) Circuito amplificador para sensores del tipo carga y del tipo corriente
CN205318272U (zh) 一种精密电压基准的温度补偿电路
JP6887672B2 (ja) 演算増幅器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13751200

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13751200

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1