JPH0150870B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は演算増幅器（Operational amplifier、
以下単に「オペアンプ」という。）に関し、特に
オペアンプの温度ドリフトを測定する装置に関す
るものである。 従来、オペアンプを直流増幅器として使用する
場合に、取り扱う信号がオフセツト電圧に比べ大
きい場合にはあまり影響がないが、特に数十mV
以下の微小信号を取り扱う場合にはオペアンプ自
体の持つオフセツト電圧およびその温度ドリフト
により出力電圧に誤差を生じる欠点がある。 このような微小信号用のオペアンプとして一般
に低ドリフトのものが使用されるが、これは汎用
のものに比べかなり高価となる。特にFET入力
型のオペアンプは汎用のものに比べ10倍以上の価
格になる場合がある。しかも、実際に低ドリフト
のオペアンプを購入した場合に、それが表示の規
格を満しているか否かを調べるには恒温槽が用い
られ、設備費用がかかり、測定時間がかかり、場
所をとる等の欠点を有する。 本発明はこの点に改良するもので、オペアンプ
の温度ドリフト（温度係数）を迅速にかつ簡単に
精度よく測定することができ、しかも装置も複雑
とならないオペアンプの温度ドリフト測定装置を
提供することを目的とする。 本発明は、オペアンプの第１の温度におけるオ
フセツト電圧を測定する手段と、前記オペアンプ
の所定目標温度の第２の温度の入力バイアス電流
と前記オペアンプの帰還用抵抗の積の電圧を基準
値とし前記オペアンプの出力電圧との差分で前記
オペアンプの出力電流を制御する手段と、前記オ
ペアンプの前記第２の温度におけるオフセツト電
圧を測定する手段と、前記第１および第２の温度
におけるオフセツト電圧により前記オペアンプの
温度ドリフトを測定する手段とを備えたことを特
徴とする。 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の一実施例の要部回路構成図であ
る。被測定用のオペアンプ１の正相入力端子を接
地し、負相入力端子をスイツチSW₁を介して抵抗
R₁に接続する。また、オペアンプ１の負相入力
端子と出力端子２間に帰還抵抗R_Bを接続する。
オペアンプ１の出力端子２を差動増幅器３の正相
入力端子に接続し、この差動増幅器３の負相入力
端子に基準電圧V_Rを接続する。この差動増幅器
３の出力を抵抗R₂を介して積分器５の負相入端
子に接続する。この積分器５には積分用のコンデ
ンサＣが接続されている。この積分器５の出力を
抵抗R₃を経てトランジスタ６のベースに接続す
る。 また、上記オペアンプ１の出力端子２を抵抗
R₄を介して上記トランジスタ６のコレクタに接
続する。 また、第１図中V_ccおよびS_ssは電源電圧を示
す。 このように構成した本発明の特徴ある動作を説
明する。ここでは、オペアンプ１がＰチヤネル
FET型のものであり、現在の周囲温度がT₁とす
る。スイツチSW₁を開路し、電源電圧を印加する
と、オペアンプ１には温度T₁における入力バイ
アス電流I_B1が流れ、出力端子２には V_OUT（T₁）＝I_B1×R_B ……(1) が出力される。この状態で、スイツチSW₁を閉
路し温度T₁におけるオフセツト電圧V_pff（T₁）を
検出する。この時、出力端子２には、 V_OUT≒V_pff（T₁）×R_B／R₁ ……(2) が出力されるので、出力電圧V_OUTをR₁／R_B倍
することにより温度T₁におけるオフセツト電圧
V_pff（T₁）を知ることができる。 次に、オペアンプ１を所定の目標温度T₂（T₂＞
T₁）にするため、オペアンプ１の入力バイアス
電流温度特性図（図示せず）より温度T₂におけ
る入力バイアス電流I_B2を知り、差動増幅器３の
基準電圧V_RをI_B2×R_Bに設定し、スイツチSW₁を
開路する。 この状態で、差動増幅器３はV_R＞V_OUT（T₁）で
あるので負極性の出力を生じるが、積分器５の出
力は徐々に正極性となるのでトランジスタ６は導
通しコレクタ電流I₀が流れる。このコレクタ電流
はオペアンプ１の出力電流であり、オペアンプ１
はこの出力電流I₀が流れることにより徐々に加熱
され、この加熱に伴つて出力電流I₀も徐々に増加
しさらに加熱される。オペアンプ１が内部加熱さ
れ、その出力電圧V_OUTが増加し、V_R＜V_OUTとな
ると差動増幅器３は正極性の出力を生じる。これ
により、積分器５の出力は徐々に負極性となるの
でトランジスタ６のベース電圧も減少しオペアン
プ１の出力電流I₀も減少し、オペアンプ１の内部
温度も減少し、オペアンプ１の出力電圧V_OUTは
V_OUT＝V_R＝I_B2×R_Bに自動的に制御され、オペア
ンプ１の温度はT₂に自動的に制御される。 ここで、制御の状態を第２図に示す。第２図は
横軸に時間をとり、縦軸に入力バイアス電流をと
つて示した第１図の動作特性図である。 周囲温度T₁が25℃であり所定の目標温度T₂を
55℃とした場合には約90秒後にオペアンプ１の温
度が目標温度55℃になるように自動的に制御され
る。 この状態で、スイツチSW₁を閉路し温度T₂に
おけるオペアンプ１のオフセツト電圧V_pff（T₂）
を温度T₁におけるオフセツト電圧V_pff（T₁）と同
様な方法で検出する。いま、温度T₁および温度
T₂におけるオフセツト電圧V_pffを知ればオペアン
プ１のオフセツト電圧の温度係数V_dを V_d＝V_pff（T₂）−V_pff（T₁）／T₂−T₁ …(3) より測定できる。 ここで、第１表に本発明による温度係数と恒温
槽を用いた従来の方法での温度係数の測定データ
を示す。

【表】 本発明による測定データと恒温槽による測定デ
ータとはほぼ同一である。しかし、本発明による
ものは２分位で測定できるのに対し恒温槽による
ものは約１時間位の測定時間を必要とする。 以上説明したように本発明によれば、オペアン
プの温度ドリフト測定装置において、オペアンプ
を所定温度だけ温度上昇させる回路を、この所定
温度の入力バイアス電流を温度制御の基準値とす
る回路と、この基準値に達するまでオペアンプに
出力電流を出力させ自己発熱させる回路とで構成
した。 したがつて、恒温槽を用いる必要がなく、設備
費用を軽減することができ、温度ドリフトの測定
時間を著しく短くすることができ、しかも装置も
複雑とならず、著しく小型化することができる等
の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の要部回路構成図、第
２図は第１図の動作特性図。 １……オペアンプ、２……出力端子、３……差
動増幅器、５……積分器、６……トランジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 負相入力端子と出力端子との間に帰還用抵抗
   が接続された被測定用のオペアンプを備えたオペ
   アンプの温度ドリフト測定装置において、前記オ
   ペアンプの第１の温度におけるオフセツト電圧を
   測定する手段と、前記オペアンプの所定目標温度
   である第２の温度の入力バイアス電流と前記帰還
   用抵抗の積の電圧を基準値とし、前記オペアンプ
   の出力電圧との差分で前記オペアンプの出力電流
   を制御する手段と、前記オペアンプの前記第２の
   温度におけるオフセツト電圧を測定する手段と、
   前記第１および第２の温度におけるオフセツト電
   圧により前記オペアンプの温度ドリフトを測定す
   る手段とを備えたことを特徴とするオペアンプの
   温度ドリフト測定装置。 ２ オフセツト電圧を測定する手段が、前記オペ
   アンプの負相入力端子にスイツチを介して抵抗が
   接続され、前記スイツチと前記オペアンプの出力
   端子との間に帰還用抵抗が接続されて構成された
   特許請求の範囲第１項に記載のオペアンプの温度
   ドリフト測定装置。 ３ 出力電流を制御する手段が、正相入力端子に
   前記オペアンプの出力端子が接続され、負相入力
   端子に前記基準値が接続された差動増幅器と、積
   分器と、積分器の出力によつて出力電流がコント
   ロールされるトランジスタとを備えたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載
   のオペアンプの温度ドリフト測定装置。