JPH05134776A - 温度依存性電流発生器 - Google Patents
温度依存性電流発生器Info
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- JPH05134776A JPH05134776A JP29454691A JP29454691A JPH05134776A JP H05134776 A JPH05134776 A JP H05134776A JP 29454691 A JP29454691 A JP 29454691A JP 29454691 A JP29454691 A JP 29454691A JP H05134776 A JPH05134776 A JP H05134776A
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- transistor
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- transistors
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 調整可能な温度依存性を有する出力電流を供
給するための電流発生器を提供する。 【構成】 温度に対して調整可能な線形関係を持つこと
ができる電流を生じる、相互コンダクタンス電流倍率器
(59)、電流ミラー(70)、2つの温度に依存する
電流発生回路(Q7、R1;Q8、Q9、R4)、および電
流ソース(77)を含む調整可能な温度に依存する電流
発生器。
給するための電流発生器を提供する。 【構成】 温度に対して調整可能な線形関係を持つこと
ができる電流を生じる、相互コンダクタンス電流倍率器
(59)、電流ミラー(70)、2つの温度に依存する
電流発生回路(Q7、R1;Q8、Q9、R4)、および電
流ソース(77)を含む調整可能な温度に依存する電流
発生器。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、調整可能な温度依存性
を有する電流発生器に関する。
を有する電流発生器に関する。
【0002】
【従来の技術】温度の関数として変化する電流を生じる
回路を提供することが望ましい多くの電子的用途があ
り、このような回路は存在する。しかし、電流発生回路
が調整可能であり、線形温度依存性を達成でき、かつ集
積回路における使用に適することが望ましい他の用途が
ある。
回路を提供することが望ましい多くの電子的用途があ
り、このような回路は存在する。しかし、電流発生回路
が調整可能であり、線形温度依存性を達成でき、かつ集
積回路における使用に適することが望ましい他の用途が
ある。
【0003】例えば、自動車または他の車両用の計装回
路は、トランスジューサ入力に依存する。トランスジュ
ーサは、入力の刺激に応答して増幅回路に対して信号を
与える。この信号は、典型的には、DCオフセット電圧
を持ち、トランスジューサが温度依存特性を有するとき
温度とともに変化し得る。増幅回路の出力には、増幅さ
れたトランスジューサ信号がある。望ましいことは、ト
ランスジューサに対する入力刺激に比例するも温度には
依存しない信号である。このことは、トランスジューサ
の感度における温度変化を補償するように温度に依存す
る増幅部における利得を確立することにより達成し得
る。典型的には、出力が使用可能な電圧範囲内にあるよ
うに、増幅の後出力を更にオフセットするために加算段
が追加される。もし上記回路におけるトランスジューサ
がピエゾ抵抗タイプであるならば、このトランスジュー
サは双曲線状に上昇する温度とともに減少する感度を呈
し得る。このような場合、全体的な伝達関数が温度に依
存しないように、温度と線形的に増加する対応する増幅
器利得を持つことが望ましい。しかし、トランスジュー
サからの信号がオフセット項を含む時、この項も温度に
依存する利得項で乗じられるため、問題が生じる。トラ
ンスジューサのオフセットは典型的には温度には依存し
ないが、増幅器の温度に依存する利得により乗じられる
時、オフセットは温度に依存するようになる。
路は、トランスジューサ入力に依存する。トランスジュ
ーサは、入力の刺激に応答して増幅回路に対して信号を
与える。この信号は、典型的には、DCオフセット電圧
を持ち、トランスジューサが温度依存特性を有するとき
温度とともに変化し得る。増幅回路の出力には、増幅さ
れたトランスジューサ信号がある。望ましいことは、ト
ランスジューサに対する入力刺激に比例するも温度には
依存しない信号である。このことは、トランスジューサ
の感度における温度変化を補償するように温度に依存す
る増幅部における利得を確立することにより達成し得
る。典型的には、出力が使用可能な電圧範囲内にあるよ
うに、増幅の後出力を更にオフセットするために加算段
が追加される。もし上記回路におけるトランスジューサ
がピエゾ抵抗タイプであるならば、このトランスジュー
サは双曲線状に上昇する温度とともに減少する感度を呈
し得る。このような場合、全体的な伝達関数が温度に依
存しないように、温度と線形的に増加する対応する増幅
器利得を持つことが望ましい。しかし、トランスジュー
サからの信号がオフセット項を含む時、この項も温度に
依存する利得項で乗じられるため、問題が生じる。トラ
ンスジューサのオフセットは典型的には温度には依存し
ないが、増幅器の温度に依存する利得により乗じられる
時、オフセットは温度に依存するようになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】出力に現れるオフセッ
ト項の温度依存性を除去する1つ公知の方法は、トラン
スジューサにおけるオフセットを取除くようトリムする
手段を用いることによる。しかし、多くの場合に、トラ
ンスジューサのオフセットの正確な値が増幅および補償
回路が付設されるまでは知られないため、この方法は実
用的でない。このような場合、オフセット補償の別の方
法が望ましい。
ト項の温度依存性を除去する1つ公知の方法は、トラン
スジューサにおけるオフセットを取除くようトリムする
手段を用いることによる。しかし、多くの場合に、トラ
ンスジューサのオフセットの正確な値が増幅および補償
回路が付設されるまでは知られないため、この方法は実
用的でない。このような場合、オフセット補償の別の方
法が望ましい。
【0005】本発明は、改善された温度に依存する電流
発生器を提供することを目的とする。本発明の特質によ
れば、請求項1に記載される如き調整可能な温度依存性
を持つ出力電流を供給すえるための電流発生器が提供さ
れる。本発明は、上記の回路の増幅段の出力におけるオ
フセットの補償を提供するために理想的である調整可能
な温度依存性の電流発生器を提供することができる。
発生器を提供することを目的とする。本発明の特質によ
れば、請求項1に記載される如き調整可能な温度依存性
を持つ出力電流を供給すえるための電流発生器が提供さ
れる。本発明は、上記の回路の増幅段の出力におけるオ
フセットの補償を提供するために理想的である調整可能
な温度依存性の電流発生器を提供することができる。
【0006】
【課題を解決するための手段】一実施例において、下記
を関係を持つことができる相互コンダクタンス電流変調
器、電流ミラー、2つの温度依存性電流発生回路および
電流ソースの独特な組合わせが使用される。即ち、 (1) It=Gc(A−B)/(A+B) 但し、Itは出力電流、Gcはオフセットのため出力電流
が使用できるトランスジューサまたは増幅器の温度依存
利得と一致するよう調整可能である電流発生器の所要の
利得であり、AおよびBは温度と共に変化する変数であ
る。この回路は、下式となるように更に調整することが
できる。即ち、 (2) (A−B)/(A+B)=K(T−TO) 但し、Tは回路の温度、Kは比例定数、TOは任意の試
験温度でよい予め定めた温度である。上記の式(2)にお
ける機能を得ることにより、この回路は、多くのトラン
スジューサの温度依存性と一致し得る線形温度依存性を
持つ。この実施例の1つの利点は、GcおよびTOが調整
自在であり、電流発生器が、温度に依存する電流ソース
を必要とする色々なあり得る回路設計の種々の特性と一
致することを可能にする。本発明の他の実施例は、他の
回路要素を含むが、依然として上記の機能を達成し得
る。
を関係を持つことができる相互コンダクタンス電流変調
器、電流ミラー、2つの温度依存性電流発生回路および
電流ソースの独特な組合わせが使用される。即ち、 (1) It=Gc(A−B)/(A+B) 但し、Itは出力電流、Gcはオフセットのため出力電流
が使用できるトランスジューサまたは増幅器の温度依存
利得と一致するよう調整可能である電流発生器の所要の
利得であり、AおよびBは温度と共に変化する変数であ
る。この回路は、下式となるように更に調整することが
できる。即ち、 (2) (A−B)/(A+B)=K(T−TO) 但し、Tは回路の温度、Kは比例定数、TOは任意の試
験温度でよい予め定めた温度である。上記の式(2)にお
ける機能を得ることにより、この回路は、多くのトラン
スジューサの温度依存性と一致し得る線形温度依存性を
持つ。この実施例の1つの利点は、GcおよびTOが調整
自在であり、電流発生器が、温度に依存する電流ソース
を必要とする色々なあり得る回路設計の種々の特性と一
致することを可能にする。本発明の他の実施例は、他の
回路要素を含むが、依然として上記の機能を達成し得
る。
【0007】構造的には、この実施例は、4つの電流が
流れる4つの1次電流経路を部分的に定義する4つのト
ランジスタを含む第1の回路を含む電流発生器である。
この第1の回路はまた、相互コンダクタンス電流倍増器
と接続された2つのトランスジューサを含む電流ミラー
を含む。電流Itが流れる出力電流経路もまた、前記第
1の回路の一部である。2つの電流発生回路が、温度の
関数として2つの1次電流を生じて、電流発生器の温度
依存性を達成する。最後に、温度に依存しない電流制御
手段が、電流発生器の利得を定義する他の2つの1次電
流を制御する。
流れる4つの1次電流経路を部分的に定義する4つのト
ランジスタを含む第1の回路を含む電流発生器である。
この第1の回路はまた、相互コンダクタンス電流倍増器
と接続された2つのトランスジューサを含む電流ミラー
を含む。電流Itが流れる出力電流経路もまた、前記第
1の回路の一部である。2つの電流発生回路が、温度の
関数として2つの1次電流を生じて、電流発生器の温度
依存性を達成する。最後に、温度に依存しない電流制御
手段が、電流発生器の利得を定義する他の2つの1次電
流を制御する。
【0008】
【実施例】本発明の一実施例を、単なる例示として添付
図面に関して以下に記載する。図1に関して、本発明の
望ましい実施態様は計装回路に使用されるものである。
測定されるパラメータは、図2に示される如きピエゾ抵
抗圧力セルでよく、かつ関数GX[T]なる入力刺激と
関連する線14上に出力信号生じるトランスジューサ1
2に対して物理的刺激10を加える。但し、Tはトラン
スジューサの温度である。線14上のこのトランスジュ
ーサの出力信号は、典型的には温度依存性であるかある
いはそうでないオフセット電圧を含む。この説明の目的
のため、オフセット電圧は温度依存性ではないが、以下
に説明するように、温度依存性増幅段16に対して入力
され、その結果、温度依存性となる。
図面に関して以下に記載する。図1に関して、本発明の
望ましい実施態様は計装回路に使用されるものである。
測定されるパラメータは、図2に示される如きピエゾ抵
抗圧力セルでよく、かつ関数GX[T]なる入力刺激と
関連する線14上に出力信号生じるトランスジューサ1
2に対して物理的刺激10を加える。但し、Tはトラン
スジューサの温度である。線14上のこのトランスジュ
ーサの出力信号は、典型的には温度依存性であるかある
いはそうでないオフセット電圧を含む。この説明の目的
のため、オフセット電圧は温度依存性ではないが、以下
に説明するように、温度依存性増幅段16に対して入力
され、その結果、温度依存性となる。
【0009】線14上の信号は、AX[T]の利得を持
つ温度依存性増幅器16に対して入力される。この回路
は、チップ上の集積化に適し、トランスジューサと小さ
なパッケージに容易にパッケージ化でき、その結果トラ
ンスジューサの温度および増幅および他の回路の温度が
実質的に同じとなる。増幅器16の利得の温度依存性
は、トランスジューサ12の温度依存性を補償するよう
に調整され、その結果増幅器出力が測定されるパラメー
タに対して所要の関係を持つようにする。しかし、先に
述べたように、増幅器16はまた温度依存性因数でトラ
ンスジューサのオフセット電圧を乗じる。結果として得
る温度依存性のオフセット因数が線18の増幅器出力に
含まれる。
つ温度依存性増幅器16に対して入力される。この回路
は、チップ上の集積化に適し、トランスジューサと小さ
なパッケージに容易にパッケージ化でき、その結果トラ
ンスジューサの温度および増幅および他の回路の温度が
実質的に同じとなる。増幅器16の利得の温度依存性
は、トランスジューサ12の温度依存性を補償するよう
に調整され、その結果増幅器出力が測定されるパラメー
タに対して所要の関係を持つようにする。しかし、先に
述べたように、増幅器16はまた温度依存性因数でトラ
ンスジューサのオフセット電圧を乗じる。結果として得
る温度依存性のオフセット因数が線18の増幅器出力に
含まれる。
【0010】トランスジューサ12同じ増幅段16に対
する回路の事例については、その全容が参考のため本明
細書に引用される米国特許第4,883,992号に記
載されている。
する回路の事例については、その全容が参考のため本明
細書に引用される米国特許第4,883,992号に記
載されている。
【0011】加算段22では、線18の信号が線20の
オフセット電圧Vaに加算され、その結果この信号は使
用可能な電圧範囲内にある。望ましい実施態様は、線1
8における温度依存性オフセット信号を補償する線24
における温度依存性オフセット電圧Vbを提供する。増
幅因数が実質的に線形な関数における温度と共に変化す
るものとして、電圧Vbは下記の如くに得られる。即
ち、 Vb = Gc(T−TO) 但し、Gcは利得項、Tは温度、TOは予め定めた試験温
度である。本例は、GcおよびTOの両者を調整可能に
し、そのため広範囲の異なるトランスジューサおよび回
路用途で使用することができる。温度依存性オフセット
電圧Vbが加算された後、線26に結果として得る信号
は、温度に依存しないパラメータの正確な測定を反映す
る。以下に説明する詳細な回路においては、トランスジ
ューサからの電圧信号が電流信号へ変換され、増幅さ
れ、オフセット電流が加えられ、再び電圧信号に変換さ
れる。
オフセット電圧Vaに加算され、その結果この信号は使
用可能な電圧範囲内にある。望ましい実施態様は、線1
8における温度依存性オフセット信号を補償する線24
における温度依存性オフセット電圧Vbを提供する。増
幅因数が実質的に線形な関数における温度と共に変化す
るものとして、電圧Vbは下記の如くに得られる。即
ち、 Vb = Gc(T−TO) 但し、Gcは利得項、Tは温度、TOは予め定めた試験温
度である。本例は、GcおよびTOの両者を調整可能に
し、そのため広範囲の異なるトランスジューサおよび回
路用途で使用することができる。温度依存性オフセット
電圧Vbが加算された後、線26に結果として得る信号
は、温度に依存しないパラメータの正確な測定を反映す
る。以下に説明する詳細な回路においては、トランスジ
ューサからの電圧信号が電流信号へ変換され、増幅さ
れ、オフセット電流が加えられ、再び電圧信号に変換さ
れる。
【0012】図2においては、トランスジューサ12
は、供給電圧Vccがピエゾ抵抗30および36の各々の
一端部に加えられるように接続されたピエゾ抵抗30、
34、36および40のブリッジ回路を含み、接地電位
がピエゾ抵抗34および40の各々の一端部に加えられ
る。差のブリッジ出力は、ピエゾ抵抗30および34の
接合点32、およびピエゾ抵抗36および40の接合点
38から得られ、差の電圧/電流コンバータ42の差入
力に加えられ、このコンバータでは差の入力電圧と比例
する出力電流が生成される。この出力電流は、相互コン
ダクタンス倍率器44へ送られ、これにおいて電流は温
度依存性の電流発生器46で生成される1対の補償電流
の比により乗じられて補償された出力電流を生じる。こ
の補償された出力電流は、調整可能な温度依存性の電流
発生器50により生成される温度依存性のオフセット電
流It(所要の電圧Vbに比例する)と加算される。この
加算された電流は、出力電圧に変換され、フィードバッ
ク即ち出力抵抗52、オフセット調整抵抗48およびバ
イアス基準電圧Vaを持つ演算増幅器54を含む出力増
幅器の加算回路22で増幅される。増幅器加算回路22
の線26上の出力は、出力電圧Voutであり、トランス
ジューサに対する入力刺激に比例する。
は、供給電圧Vccがピエゾ抵抗30および36の各々の
一端部に加えられるように接続されたピエゾ抵抗30、
34、36および40のブリッジ回路を含み、接地電位
がピエゾ抵抗34および40の各々の一端部に加えられ
る。差のブリッジ出力は、ピエゾ抵抗30および34の
接合点32、およびピエゾ抵抗36および40の接合点
38から得られ、差の電圧/電流コンバータ42の差入
力に加えられ、このコンバータでは差の入力電圧と比例
する出力電流が生成される。この出力電流は、相互コン
ダクタンス倍率器44へ送られ、これにおいて電流は温
度依存性の電流発生器46で生成される1対の補償電流
の比により乗じられて補償された出力電流を生じる。こ
の補償された出力電流は、調整可能な温度依存性の電流
発生器50により生成される温度依存性のオフセット電
流It(所要の電圧Vbに比例する)と加算される。この
加算された電流は、出力電圧に変換され、フィードバッ
ク即ち出力抵抗52、オフセット調整抵抗48およびバ
イアス基準電圧Vaを持つ演算増幅器54を含む出力増
幅器の加算回路22で増幅される。増幅器加算回路22
の線26上の出力は、出力電圧Voutであり、トランス
ジューサに対する入力刺激に比例する。
【0013】ピエゾ抵抗ブリッジ圧力セル12は、出力
電圧が温度依存性である物理的入力パラメータの1つの
値が存在する特性を有する。あるピエゾ抵抗圧力セルの
場合は、この値はゼロ値であり、即ち、差の電圧出力は
使用可能な温度範囲全体にわたってゼロである。全ての
このような圧力セルは出力電圧が温度依存性である点を
持つが、これはゼロの電圧レベルでは自動的には生じな
い。本例の利点なしには、圧力セルに対する計装回路の
適正な動作のためにはゼロ電圧軸上の交差点によりゼロ
化されることが必要である。以下に説明するように、補
償されねばならないオフセット電圧量を低減するため、
本例では圧力セルをゼロ化することが依然として望まし
い。
電圧が温度依存性である物理的入力パラメータの1つの
値が存在する特性を有する。あるピエゾ抵抗圧力セルの
場合は、この値はゼロ値であり、即ち、差の電圧出力は
使用可能な温度範囲全体にわたってゼロである。全ての
このような圧力セルは出力電圧が温度依存性である点を
持つが、これはゼロの電圧レベルでは自動的には生じな
い。本例の利点なしには、圧力セルに対する計装回路の
適正な動作のためにはゼロ電圧軸上の交差点によりゼロ
化されることが必要である。以下に説明するように、補
償されねばならないオフセット電圧量を低減するため、
本例では圧力セルをゼロ化することが依然として望まし
い。
【0014】圧力セルは、高い温度のウエーハ試験にお
いてゼロ化することができる。圧力セルは依然としてシ
リコン・ウエーハ形態であるが、隔壁を形成するためキ
ャビティがエッチングされ、セルが1.5mm(60ミ
ル)厚さのガラス板に静電結合されて室温および高い温
度で出力試験を受け、ピエゾ抵抗の1つの調整トリミン
グによりゼロ化された圧力セル出力を生じる。この試験
および調整は、結合プロセスがセルの特性をこの変数に
関して変化させるため、セルがガラスに静電結合された
後で行われなければならない。完全にゼロ化された圧力
セルの生産は、計装回路の高温機能試験の必要を無く
す。しかし、明らかなように、完全にゼロ化された圧力
セルを得ることはしばしば実際には不可能である。出力
が温度依存性でないトランスジューサのある程度のオフ
セット電圧が存在する結果となる。
いてゼロ化することができる。圧力セルは依然としてシ
リコン・ウエーハ形態であるが、隔壁を形成するためキ
ャビティがエッチングされ、セルが1.5mm(60ミ
ル)厚さのガラス板に静電結合されて室温および高い温
度で出力試験を受け、ピエゾ抵抗の1つの調整トリミン
グによりゼロ化された圧力セル出力を生じる。この試験
および調整は、結合プロセスがセルの特性をこの変数に
関して変化させるため、セルがガラスに静電結合された
後で行われなければならない。完全にゼロ化された圧力
セルの生産は、計装回路の高温機能試験の必要を無く
す。しかし、明らかなように、完全にゼロ化された圧力
セルを得ることはしばしば実際には不可能である。出力
が温度依存性でないトランスジューサのある程度のオフ
セット電圧が存在する結果となる。
【0015】差の電圧/電流コンバータ42、相互コン
ダクタンス倍率器44および差電流発生器46の詳細な
説明は、米国特許第4,883,992号に詳細にされ
ており、本文ではこれ以上説明はしない。
ダクタンス倍率器44および差電流発生器46の詳細な
説明は、米国特許第4,883,992号に詳細にされ
ており、本文ではこれ以上説明はしない。
【0016】図3には、トランスジューサ12(図1お
よび図2)における負のオフセット電圧を補償する調整
可能な温度依存性の電流発生器50aの一実施例の回路
図が示される。この回路は、図2の電圧/電流変換、増
幅および加算回路と共に単一チップ上に集積化される。
図3の回路の場合は、全てのトランジスタは等価のエミ
ッタ領域を持ち、理想的には相互に実質的に同じであ
る。トランジスタQ1、Q2、Q3およびQ4が、独立的な
電圧ソースVbiasに対する線60を介してバイアスされ
た相互コンダクタンス電流倍率器59を形成する。トラ
ンジスタQ5およびQ6は、図示の如くトランジスタQ2
およびQ3と接続された電流ミラー回路70を形成して
いる。
よび図2)における負のオフセット電圧を補償する調整
可能な温度依存性の電流発生器50aの一実施例の回路
図が示される。この回路は、図2の電圧/電流変換、増
幅および加算回路と共に単一チップ上に集積化される。
図3の回路の場合は、全てのトランジスタは等価のエミ
ッタ領域を持ち、理想的には相互に実質的に同じであ
る。トランジスタQ1、Q2、Q3およびQ4が、独立的な
電圧ソースVbiasに対する線60を介してバイアスされ
た相互コンダクタンス電流倍率器59を形成する。トラ
ンジスタQ5およびQ6は、図示の如くトランジスタQ2
およびQ3と接続された電流ミラー回路70を形成して
いる。
【0017】トランジスタQ1、Q2、Q3およびQ4は全
て、電流I1、I2、I3およびI4が流れる電流経路の一
部である。トランジスタQ6に流れる電流82は、電流
ミラー回路70の故に電流I2と実質的に同じである。
線24上の出力電流It[T]は、電流I2およびI3の
差と等しい。電流I2およびI3の和は、電流ソース77
により制御される電流IXと等しい。相互コンダクタン
ス電流倍率器59は、下記の関係を持つ電流倍率回路で
ある。即ち、 I1I2 = I3I4 トランジスタQ1およびQ2のベース/エミッタ電圧の和
は、トランジスタQ3およびQ4のそれに等しい。ベース
/エミッタ電圧はアクティブ状態の線形領域におけるコ
レクタ電流の略々対数関数であるため、トランジスタQ
1およびQ2におけるコレクタ電流の積はトランジスタQ
3およびQ4のそれと等しい。これらの関係から、出力電
流Itが下式により与えられることが示される。即ち、 It = IX(I4−I1)/(I1+I4) 電流ソース77は温度に依存しないため、回路に対する
所要の利得項Gcを得るように適正に調整することがで
きる。
て、電流I1、I2、I3およびI4が流れる電流経路の一
部である。トランジスタQ6に流れる電流82は、電流
ミラー回路70の故に電流I2と実質的に同じである。
線24上の出力電流It[T]は、電流I2およびI3の
差と等しい。電流I2およびI3の和は、電流ソース77
により制御される電流IXと等しい。相互コンダクタン
ス電流倍率器59は、下記の関係を持つ電流倍率回路で
ある。即ち、 I1I2 = I3I4 トランジスタQ1およびQ2のベース/エミッタ電圧の和
は、トランジスタQ3およびQ4のそれに等しい。ベース
/エミッタ電圧はアクティブ状態の線形領域におけるコ
レクタ電流の略々対数関数であるため、トランジスタQ
1およびQ2におけるコレクタ電流の積はトランジスタQ
3およびQ4のそれと等しい。これらの関係から、出力電
流Itが下式により与えられることが示される。即ち、 It = IX(I4−I1)/(I1+I4) 電流ソース77は温度に依存しないため、回路に対する
所要の利得項Gcを得るように適正に調整することがで
きる。
【0018】電流I1は、トランジスタQ7および抵抗R
1を含む第1の電流生成回路により温度に依存するよう
に制御される。トランジスタQ2のベースに流れる電流
は無視し得るため、実質的に全ての電流I1がトランジ
スタQ7および抵抗R1に流れる。トランジスタQ7は、
温度に依存しない一定電圧のソースにより順方向にバイ
アスされ、電圧Vbgを供給する。この回路においては、
トランジスタQ7の温度にわたる順方向のベース/エミ
ッタ電圧(Vbe)の高度に線形の関係を用いて電流I1
の温度依存性を生じる。電圧Vbgが一定であるため、
トランジスタQ7のベースと抵抗R1の接地接続間の電圧
は一定である。しかし、トランジスタQ7のベース/エ
ミッタ電圧が温度と共に変化するため、抵抗R1の両端
の電圧は変化して電流I1である抵抗R1の電流を変化さ
せる。このように、電流I1は線形の温度依存性を生じ
る。
1を含む第1の電流生成回路により温度に依存するよう
に制御される。トランジスタQ2のベースに流れる電流
は無視し得るため、実質的に全ての電流I1がトランジ
スタQ7および抵抗R1に流れる。トランジスタQ7は、
温度に依存しない一定電圧のソースにより順方向にバイ
アスされ、電圧Vbgを供給する。この回路においては、
トランジスタQ7の温度にわたる順方向のベース/エミ
ッタ電圧(Vbe)の高度に線形の関係を用いて電流I1
の温度依存性を生じる。電圧Vbgが一定であるため、
トランジスタQ7のベースと抵抗R1の接地接続間の電圧
は一定である。しかし、トランジスタQ7のベース/エ
ミッタ電圧が温度と共に変化するため、抵抗R1の両端
の電圧は変化して電流I1である抵抗R1の電流を変化さ
せる。このように、電流I1は線形の温度依存性を生じ
る。
【0019】電流ソース79、トランジスタQ8および
Q9、および抵抗R4を含む第2の電流生成回路は、電流
I4の線形の温度依存性を生じる。電流ソース79は、
トランジスタQ8を順方向にバイアスする電流80を生
じる。抵抗R4は、トランジスタQ9のベースとエミッタ
の両端に接続される。電流I4は、トランジスタQ8およ
び抵抗R4を経てトランジスタQ4を流れる。トランジス
タQ9のベース/エミッタ電圧は、トランジスタQ7のベ
ース/エミッタ電圧と同じ温度依存性を有する。トラン
ジスタQ9のベース/エミッタ電圧が温度と共に変化す
る時、抵抗R4のベース/エミッタ電圧の電圧が変化し
て、抵抗R4に流れる電流I4を変化させる。このよう
に、電流I4は、電流I1のそれと反対の温度依存性を得
る。
Q9、および抵抗R4を含む第2の電流生成回路は、電流
I4の線形の温度依存性を生じる。電流ソース79は、
トランジスタQ8を順方向にバイアスする電流80を生
じる。抵抗R4は、トランジスタQ9のベースとエミッタ
の両端に接続される。電流I4は、トランジスタQ8およ
び抵抗R4を経てトランジスタQ4を流れる。トランジス
タQ9のベース/エミッタ電圧は、トランジスタQ7のベ
ース/エミッタ電圧と同じ温度依存性を有する。トラン
ジスタQ9のベース/エミッタ電圧が温度と共に変化す
る時、抵抗R4のベース/エミッタ電圧の電圧が変化し
て、抵抗R4に流れる電流I4を変化させる。このよう
に、電流I4は、電流I1のそれと反対の温度依存性を得
る。
【0020】電流It[T]が線形温度依存性を持つこ
とが要求される時、電流I1およびI4は下記の如き関連
を持たねばならない。即ち、 (I4−I1)/(I1+I4)=K(T−TO) 但し、Kは比例定数であり、TOは試験温度である。上
記の線形関係を得るためには、理想的にはトランジスタ
Q1、Q2、Q3、Q4、Q7、Q8およびQ9が同じであ
り、トランジスタQ5およびQ6が同じであり、抵抗R1
およびR4が同じである。Vbgは、試験温度TOにおける
トランジスタのベース/エミッタ電圧VbeであるVbeo
の2倍に設定される。実際には、トランジスタ間には不
整合があり、これはI1とI4間の関係に誤差項を生じ得
る。この誤差を補正するため、抵抗R1およびR4はトラ
ンジスタの全体的な不整合を否定するように調整するこ
とができる。これを達成するためには、システムは最初
に所要の試験温度TOにされ、そこで電圧ソースVbgが
Vbg=2Vbeoとなるように調整される。It[T]を監
視しながら、It[T=TO]がゼロに強制されるように
R4またはR1が調整される。これは、(I1+I4)の和
が温度に依存しない故に、下記の所要の関係が達成でき
ることを保証する。Gcは、IXを制御する電流ソース7
7の調整により設定される。即ち、 It[T]=Gc(T−TO) 図3の回路は、トランスジューサのオフセット電圧が負
である時に望ましい。トランスジューサのオフセット電
圧が正であることが判っている時は、図4の回路が望ま
しい。図4の温度依存性の電流発生器50bは、トラン
ジスタQ7のコレクタがトランジスタQ4のエミッタと接
続され、トランジスタQ8のコレクタはトランジスタQ1
のエミッタと接続される。このような接続の結果とし
て、Itの出力電流は下記の如く定義される。即ち、 It=−IX(I4−I1)/(I1+I4) 明らかなように、図4の回路を用いて、Itは正のオフ
セット電圧を補償するため使用することができる。
とが要求される時、電流I1およびI4は下記の如き関連
を持たねばならない。即ち、 (I4−I1)/(I1+I4)=K(T−TO) 但し、Kは比例定数であり、TOは試験温度である。上
記の線形関係を得るためには、理想的にはトランジスタ
Q1、Q2、Q3、Q4、Q7、Q8およびQ9が同じであ
り、トランジスタQ5およびQ6が同じであり、抵抗R1
およびR4が同じである。Vbgは、試験温度TOにおける
トランジスタのベース/エミッタ電圧VbeであるVbeo
の2倍に設定される。実際には、トランジスタ間には不
整合があり、これはI1とI4間の関係に誤差項を生じ得
る。この誤差を補正するため、抵抗R1およびR4はトラ
ンジスタの全体的な不整合を否定するように調整するこ
とができる。これを達成するためには、システムは最初
に所要の試験温度TOにされ、そこで電圧ソースVbgが
Vbg=2Vbeoとなるように調整される。It[T]を監
視しながら、It[T=TO]がゼロに強制されるように
R4またはR1が調整される。これは、(I1+I4)の和
が温度に依存しない故に、下記の所要の関係が達成でき
ることを保証する。Gcは、IXを制御する電流ソース7
7の調整により設定される。即ち、 It[T]=Gc(T−TO) 図3の回路は、トランスジューサのオフセット電圧が負
である時に望ましい。トランスジューサのオフセット電
圧が正であることが判っている時は、図4の回路が望ま
しい。図4の温度依存性の電流発生器50bは、トラン
ジスタQ7のコレクタがトランジスタQ4のエミッタと接
続され、トランジスタQ8のコレクタはトランジスタQ1
のエミッタと接続される。このような接続の結果とし
て、Itの出力電流は下記の如く定義される。即ち、 It=−IX(I4−I1)/(I1+I4) 明らかなように、図4の回路を用いて、Itは正のオフ
セット電圧を補償するため使用することができる。
【0021】図5の回路は、正および負の両方のオフセ
ット電圧を補償するために望ましい。図5において、温
度依存性のオフセット電流発生器50cは、トランジス
タQ1、Q2、Q3、Q4、Q11、Q12およびQ13を含む4
つの直角位相相互コンダクタンス電流倍率器58を含
む。トランジスタQ11は、第5の電流経路の一部であ
り、図示の如くトランジスタQ1のベースと接続されて
いる。トランジスタQ11のエミッタは、それぞれトラン
ジスタQ7および抵抗R1と同じであるトランジスタQ17
および抵抗R11を含む電流発生回路と接続されている。
このような回路構成により、トランジスタQ11に流れる
電流I11はトランジスタQ1に流れる電流と同じであ
る。
ット電圧を補償するために望ましい。図5において、温
度依存性のオフセット電流発生器50cは、トランジス
タQ1、Q2、Q3、Q4、Q11、Q12およびQ13を含む4
つの直角位相相互コンダクタンス電流倍率器58を含
む。トランジスタQ11は、第5の電流経路の一部であ
り、図示の如くトランジスタQ1のベースと接続されて
いる。トランジスタQ11のエミッタは、それぞれトラン
ジスタQ7および抵抗R1と同じであるトランジスタQ17
および抵抗R11を含む電流発生回路と接続されている。
このような回路構成により、トランジスタQ11に流れる
電流I11はトランジスタQ1に流れる電流と同じであ
る。
【0022】トランジスタQ12およびQ13は、図示の如
く、電流ミラー回路70および温度に依存しない電流ソ
ース87と接続されている。電流ソース87は、トラン
ジスタQ12およびQ13に流れる電流の和である電流Iy
を制御する。このような回路構成により、出力電流It
は、下式により示すことができる。即ち、 It=(IX−Iy)(I4−I1)/(I1+I4) 明らかなように、IXおよびIyを調整することにより、
この回路は正と負の両方の温度依存性の電流を生じるこ
とができ、図2の回路で使用される時、正と負の両方の
オフセット電圧の補償を可能にする。更にまた、抵抗R
1が抵抗R11と等しく、Vbgが2Vbeoと等しく、I
t[T=TO]がゼロに等しくなるように抵抗R4が調整
されるならば、この回路は(T−TO)に比例して温度
依存性となり、その結果 It[T]=Gc(T−TO)となる。
く、電流ミラー回路70および温度に依存しない電流ソ
ース87と接続されている。電流ソース87は、トラン
ジスタQ12およびQ13に流れる電流の和である電流Iy
を制御する。このような回路構成により、出力電流It
は、下式により示すことができる。即ち、 It=(IX−Iy)(I4−I1)/(I1+I4) 明らかなように、IXおよびIyを調整することにより、
この回路は正と負の両方の温度依存性の電流を生じるこ
とができ、図2の回路で使用される時、正と負の両方の
オフセット電圧の補償を可能にする。更にまた、抵抗R
1が抵抗R11と等しく、Vbgが2Vbeoと等しく、I
t[T=TO]がゼロに等しくなるように抵抗R4が調整
されるならば、この回路は(T−TO)に比例して温度
依存性となり、その結果 It[T]=Gc(T−TO)となる。
【0023】上記の回路はオフセット電圧補償の用途に
限定されるものではない。これらの回路は、カメラ、時
計および変化する温度条件に置かれる他の計器を含む調
整可能な温度依存性の電流ソースが望ましいどんな場合
にも使用することができる。
限定されるものではない。これらの回路は、カメラ、時
計および変化する温度条件に置かれる他の計器を含む調
整可能な温度依存性の電流ソースが望ましいどんな場合
にも使用することができる。
【図1】本発明が要求される温度補償を行う計装回路を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図2】調整可能な温度依存電流発生器の一実施例が設
けられた図1の計装回路を示す回路図である。
けられた図1の計装回路を示す回路図である。
【図3】負のオフセット電圧を打消すのに有効な図2の
調整可能な温度依存電流発生器の1つの構成を示す回路
図である。
調整可能な温度依存電流発生器の1つの構成を示す回路
図である。
【図4】正のオフセット電圧の打消しに有効な図2の調
整可能な温度依存電流発生器の第2の構成を示す回路図
である。
整可能な温度依存電流発生器の第2の構成を示す回路図
である。
【図5】正または負のオフセット電圧の打消しに有効な
図2の調整可能な温度依存電流発生器の第3の構成を示
す回路図である。
図2の調整可能な温度依存電流発生器の第3の構成を示
す回路図である。
10 物理的刺激 12 ピエゾ抵抗ブリッジ圧力セル 14 線 16 温度依存性増幅器 18 線 20 線 22 出力増幅器加算回路 30 ピエゾ抵抗 32 接合点 34 ピエゾ抵抗 36 ピエゾ抵抗 38 接合点 40 ピエゾ抵抗 42 差の電圧/電流コンバータ 44 相互コンダクタンス倍率器 46 温度依存性差電流発生器 50 調整可能温度依存性電流発生器 50a 調整可能温度依存性電流発生器 50b 温度依存性電流発生器 50c 温度依存性オフセット電流発生器 52 出力抵抗 54 演算増幅器 58 直角位相相互コンダクタンス電流倍率器 59 相互コンダクタンス電流倍率器 70 電流ミラー回路 77 電流ソース 79 電流ソース 87 温度非依存性電流ソース
フロントページの続き (72)発明者 デニス・マイケル・コグリン アメリカ合衆国インデイアナ州46240,イ ンデイアナポリス,カーライル・レーン 1004,アパートメント ビー (72)発明者 ジエフリー・アレン・マイケル アメリカ合衆国インデイアナ州47401,ブ ルーミントン,アカデイア・コート 3431
Claims (10)
- 【請求項1】 調整可能な温度依存性を有する出力電流
を供給する電流発生器において、(1)第1乃至第4の1
次電流(I1−I4)の各々が流れる第1乃至第4の1次
電流経路をそれぞれ提供する第1乃至第4のトランジス
タ(Q1−Q4)を含む相互コンダクタンス電流倍率器
(59)と、(2)該相互コンダクタンス電流倍率器(5
9)と接続された第5および第6のトランジスタ
(Q5、Q6)を含む電流ミラーとを設け、該第5のトラ
ンジスタ(Q5)は前記第2のトランジスタ(Q2)と接
続され、前記第6のトランジスタ(Q6)は前記第3の
トランジスタ(Q3)と接続され、かつ(3)SR電流
(It)が流れる第3および第6のトランジスタ(Q3、
Q6)間に接続された出力電流経路(24)を設け、該
出力電流は、式 It=Gc(I4−I1)/(I1+I4) の第1および第4の1次電流(I1、I4)に対する関係
を実質的に有し、前記式の各項は、 電流発生器の利得(Gc)が温度とは独立的に調整可能
であるように、温度依存性電流ソース(Q7、R1、
Vbg)は第1の1次電流(I1)を生じ、第2の温度依
存性電流ソース(79、Q8、Q9、R4)は第4の1次
電流(I4)を生じ、制御手段は温度とは独立的に第2
および第3の1次電流(I2、I3)を制御することを特
徴とする電流発生器。 - 【請求項2】 前記第1および第2の電流ソースは、前
記第1および第4の電流(I1、I4)が、式 (I4−I1)/(I1+I4)=K(T−TO) の温度に対する関係を有するように、実質的に等しくか
つ反対の温度依存性を有するようになっており、前記式
の各項は本文に定義される如くであることを特徴とする
請求項1記載の電流発生器。 - 【請求項3】 前記第1の電流ソースが第1および第4
のトランジスタ(Q1、Q4)の1つと接続され、かつ第
7のトランジスタ(Q7)と、該第7のトランジスタ
(Q7)のベースと接続された温度依存性電圧ソース
(Vbg)と、前記第7のトランジスタ(Q7)のエミッ
タおよびグラウンド間に接続された第1の抵抗(R1)
とを含み、該第7のトランジスタ(Q7)のベース/エ
ミッタ電圧は温度の関数として変化することにより前記
第1の抵抗(R1)両端の電圧および前記第1および第
2の1次電流(I1、I4)の各々を温度の関数として変
化させ、前記第2の電流ソースは、前記第1および第4
のトランジスタ(Q1、Q4)の他方と接続され、かつ第
8および第9のトランジスタ(Q8、Q9)と、第8のト
ランジスタ(Q8)を順方向にバイアスする温度に依存
しない電流ソース(79)と、前記第9のトランジスタ
(Q9)のベースおよびグラウンド間に接続された第2
の抵抗(R4)とを含み、前記第9のトランジスタ
(Q9)のベース/エミッタ電圧は温度の関数として変
化することにより、前記第2の抵抗(R4)の両端の電
圧、および前記第1および第4の1次電流(I1、I4)
の他方の各々を温度の関数として変更させることを特徴
とする請求項1または2に記載の電流発生器。 - 【請求項4】 前記第7および第9のトランジスタ(Q
7、Q9)が相互に実質的に同じものであり、前記第1お
よび第2の抵抗(R1、R4)が相互に実質的に同じもの
であり、かつ電圧ソース(Vbg)は、前記電流発生器の
温度(T)が変化する時、第1および第4の1次電流
(I1、I4)間の関係が、式 (I4−I1)/(I1+I4)=K(T−TO) に基いて変化し、前記式の各項は本文に定義される如く
であることを特徴とする請求項3記載の電流発生器。 - 【請求項5】 制御手段(77)が、前記第2および第
3のトランジスタ(Q2、Q3)、およびグラウンド間に
接続された調整可能な温度に依存しない電流ソース(7
7)を含み、かつ前記電流発生器の利得(Gc)と実質
的に直接比例する第2および第3の1次電流(I2、
I3)の和に実質的に等しい電流(IX)を供給すること
を特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電流発
生器。 - 【請求項6】 相互コンダクタンス電流倍率器が第4の
直角位相相互コンダクタンス電流倍率器(58)であ
り、かつ第5、第6および第7の電流(I11、I12、I
13)が流れる3つの別の電流経路を提供する第10、第
11および第12のトランジスタ(Q11、Q12、Q13)
を含み、前記第5の電流(I11)が前記第1の1次電流
(I1)と実質的に等しく、前記制御手段(77、8
7)が、温度、および第2および第3の1次電流
(I2、I3)と独立的に第6および第7の電流(I12、
I13)を制御するようになっており、前記電流発生器
は、第5の電流(I11)を生じる第3の温度依存性電流
ソース(Q17、R11)を含むことを特徴とする請求項1
乃至5のいずれかに記載の電流発生器。 - 【請求項7】 前記第3の電流ソースが、前記第1の電
流ソースに対して実質的に等しい温度依存性を有するよ
うになったことを特徴とする請求項6記載の電流発生
器。 - 【請求項8】 前記第3の電流ソースは、ベースが温度
に依存しない電圧ソース(Vbg)、および第13のトラ
ンジスタ(Q17)およびグラウンド間に接続された第3
の抵抗(R11)と接続された第13のトランジスタ(Q
17)を含み、該第13のトランジスタ(Q17)のベース
/エミッタ電圧は、温度の関数として変化することによ
り、第3の抵抗(R11)の両端の電圧および第5の電流
(I11)を温度の関数として変化させるようになってい
ることを特徴とする請求項6または7に記載の電流発生
器。 - 【請求項9】 前記第13のトランジスタ(Q17)は、
トランジスタ(Q7、Q9)と、また前記第1の電流ソー
スのトランジスタと実質的に同じものであり、該第3の
抵抗(R11)は、前記抵抗(R1、R4)と、あるいは前
記第1および第2の電流ソースの抵抗と実質的に同じも
のであり、前記電圧ソース(Vbg)は、電流発生器の温
度(T)が変化する時、前記第1および第2の1次電流
(I1、I4)間の関係が、式 (I4−I1)/(I1+I4)=K(T−TO) に基いて変化するように、予め定めた温度(TO)にお
いて前記第13のトランジスタ(Q17)のベース/エミ
ッタ電圧の2倍に実質的に等しい電圧(Vbg)を供給
し、前記式の各項は本文に定義される如くであることを
特徴とする請求項8記載の電流発生器。 - 【請求項10】 前記制御手段(77、87)が、第1
および第2の調整可能な温度に依存しない電流ソース
(77、78)を含み、該第1の調整可能な電流ソース
(77)が、前記第2および第3のトランジスタ
(Q2、Q3)およびグラウンド間に接続され、かつ前記
第2および第3の電流(I2、I3)の和に実質的に等し
い電流(IX)を供給するようになっており、前記第2
の調整可能な電流ソース(87)は、第11および第1
2のトランジスタ(Q12、Q13)およびグラウンド間に
接続され、かつ前記第6および第7の電流(I12、
I13)の和に実質的に等しい電流(Iy)を供給するよ
うになっており、前記第1および第2の調整可能な電流
ソース(77、87)の電流間の差が、電流発生器の利
得(Gc)と実質的に直接比例するようになっているこ
とを特徴とする請求項6乃至9のいずれかに記載の電流
発生器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29454691A JPH05134776A (ja) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | 温度依存性電流発生器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29454691A JPH05134776A (ja) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | 温度依存性電流発生器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05134776A true JPH05134776A (ja) | 1993-06-01 |
Family
ID=17809189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29454691A Pending JPH05134776A (ja) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | 温度依存性電流発生器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05134776A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101352410B1 (ko) * | 2006-02-17 | 2014-01-17 | 세미컨덕터 콤포넨츠 인더스트리즈 엘엘씨 | 온도 의존성을 무효화하기 위한 방법 및 그 회로 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0320769A (ja) * | 1989-06-19 | 1991-01-29 | Canon Inc | 画像形成装置 |
-
1991
- 1991-11-11 JP JP29454691A patent/JPH05134776A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0320769A (ja) * | 1989-06-19 | 1991-01-29 | Canon Inc | 画像形成装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101352410B1 (ko) * | 2006-02-17 | 2014-01-17 | 세미컨덕터 콤포넨츠 인더스트리즈 엘엘씨 | 온도 의존성을 무효화하기 위한 방법 및 그 회로 |
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