JPH079062Y2 - 温度センサ - Google Patents
温度センサInfo
- Publication number
- JPH079062Y2 JPH079062Y2 JP5469289U JP5469289U JPH079062Y2 JP H079062 Y2 JPH079062 Y2 JP H079062Y2 JP 5469289 U JP5469289 U JP 5469289U JP 5469289 U JP5469289 U JP 5469289U JP H079062 Y2 JPH079062 Y2 JP H079062Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- temperature
- constant current
- temperature sensor
- constant
- Prior art date
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、トランジスタを用いて温度を測定する温度セ
ンサに係り、特に交流電圧の状態で温度信号が得られる
ように改良した温度センサに関する。
ンサに係り、特に交流電圧の状態で温度信号が得られる
ように改良した温度センサに関する。
〈従来の技術〉 第３図に本考案の改良のベースとなる従来の第１の温度
センサの構成を示す。
センサの構成を示す。
非反転入力端（＋）が共通電位点COMに接続された演算
増幅器Q1の反転入力端（−）と出力端との間にはベース
が共通電位点COMに接続されたトランジスタQ2のコレク
タとエミッタが接続されている。
増幅器Q1の反転入力端（−）と出力端との間にはベース
が共通電位点COMに接続されたトランジスタQ2のコレク
タとエミッタが接続されている。
更に、この反転入力端（−）には抵抗R1を介して電源Ｅ
から定電流Icが入力され、演算増幅器Q1の出力端にトラ
ンジスタQ2のベース／エミッタ間電圧−Vbeを得てい
る。
から定電流Icが入力され、演算増幅器Q1の出力端にトラ
ンジスタQ2のベース／エミッタ間電圧−Vbeを得てい
る。
温度はトランジスタQ1に与えられ、これに対応して変化
するベース／エミッタ間の電圧Vbeから温度を測定す
る。
するベース／エミッタ間の電圧Vbeから温度を測定す
る。
トランジスタQ1コレクタに定電流Ic＝E/R1を流したとき
の定電流IcとトランジスタQ1のベース／エミッタ間電圧
Vbeとの関係は拡散電流の理論から次式で与えられる。
の定電流IcとトランジスタQ1のベース／エミッタ間電圧
Vbeとの関係は拡散電流の理論から次式で与えられる。
Ic＝（αTr/ε）exp（−ｑVgo/kT） ［exp（ｑVbe/kT）−１］ …（１） ここで、αはトランジスタのベース幅などにより決まる
定数、ｒはベース領域の少数キャリアの易動度の温度依
存性などによる決まる定数、Vgoは０°Ｋにおけるシリ
コンのエネッギーギャルプの外挿値（1.1〜1.2V程
度）、k/qはボルツマンの定数と電子の電荷量の比（＝8
6.1706μV/K）、εは電離係数である。
定数、ｒはベース領域の少数キャリアの易動度の温度依
存性などによる決まる定数、Vgoは０°Ｋにおけるシリ
コンのエネッギーギャルプの外挿値（1.1〜1.2V程
度）、k/qはボルツマンの定数と電子の電荷量の比（＝8
6.1706μV/K）、εは電離係数である。
温度Ｔが低く、Vbe/kT《１が成り立つ範囲でε＝１とす
ると、（１）式は簡単になり、Vbeは次のように近似で
きる。
ると、（１）式は簡単になり、Vbeは次のように近似で
きる。
Vbe＝Vgo−（kT/q）ln（αTr/Ic） …（２） ここで、Icを一定とした場合、温度Ｔに対するVbeの関
係は直線に近いものとなるので、この関係を用いてVbe
から温度Ｔを知ることができる。
係は直線に近いものとなるので、この関係を用いてVbe
から温度Ｔを知ることができる。
第４図は２個のトランジスタを用いて温度を測定する第
２の従来例を示したものである。
２の従来例を示したものである。
端子T1とT2との間に抵抗R2とトランジスタQ3とが直列に
接続され、さらに端子T1とT2との間に抵抗R3、トランジ
スタQ4、および抵抗R4とが直列に接続されている。そし
て、トランジスタQ4のエミッタはQ3に比べて２倍のエミ
ッタ面積とされている。
接続され、さらに端子T1とT2との間に抵抗R3、トランジ
スタQ4、および抵抗R4とが直列に接続されている。そし
て、トランジスタQ4のエミッタはQ3に比べて２倍のエミ
ッタ面積とされている。
端子T1とT2に電源端が接続された演算増幅器Q5の入力端
は、それぞれトランジスタQ3とQ4のコレクタに接続さ
れ、その出力端はトランジスタQ3とQ4のベースに共通に
接続されている。
は、それぞれトランジスタQ3とQ4のコレクタに接続さ
れ、その出力端はトランジスタQ3とQ4のベースに共通に
接続されている。
演算増幅器Q5によりトランジスタQ3とQ4のコレクタ電圧
が等しくなるようにベース電流を制御する。また、端子
T1、T2に電流Itを流すとトランジスタQ3とQ4とのエミッ
タ面積の相違により抵抗R4にこれ等のトランジスタのベ
ース／エミッタ間電圧の差に相当する差電圧ΔＶが発生
する。この差電圧ΔＶは電流Itの変動には影響されな
い。トランジスタQ3とQ4の温度の変化は差電圧ΔＶの変
化となり、この結果、対応する電流Itの変化となって現
れる。従って、電流Itの変化から温度Ｔを測定すること
ができる。
が等しくなるようにベース電流を制御する。また、端子
T1、T2に電流Itを流すとトランジスタQ3とQ4とのエミッ
タ面積の相違により抵抗R4にこれ等のトランジスタのベ
ース／エミッタ間電圧の差に相当する差電圧ΔＶが発生
する。この差電圧ΔＶは電流Itの変動には影響されな
い。トランジスタQ3とQ4の温度の変化は差電圧ΔＶの変
化となり、この結果、対応する電流Itの変化となって現
れる。従って、電流Itの変化から温度Ｔを測定すること
ができる。
〈考案が解決しようとする課題］ しかしながら、第３図に示す温度センサはトランジスタ
Q2の形状、あるいは製造プロセスにより、出力電圧であ
るVbeが、温度センサとしては±６°Ｃ程度に相当する
±２％程度も変動する不具合があり、第４図に示す温度
センサの場合は第３図に示すものより精度が良いが、２
個のトランジスタを必要とし、これ等のトランジスタ
Q3、Q4のエミッタ面積比などにより±３°Ｃの温度に相
当する±１％程度の電流Itが変動し、互換性を確保しに
くい。
Q2の形状、あるいは製造プロセスにより、出力電圧であ
るVbeが、温度センサとしては±６°Ｃ程度に相当する
±２％程度も変動する不具合があり、第４図に示す温度
センサの場合は第３図に示すものより精度が良いが、２
個のトランジスタを必要とし、これ等のトランジスタ
Q3、Q4のエミッタ面積比などにより±３°Ｃの温度に相
当する±１％程度の電流Itが変動し、互換性を確保しに
くい。
〈課題を解決するための手段］ 本考案は、以上の課題を解決するために、exp（sin
（ｔ）/2）なる波形状に変化する定電流を発生する定電
流源と、この定電流が入力端に入力されこの入力端と出
力端との間に温度を測定するトランジスタが接続された
増幅器とを具備し、先の出力端に得られるサイン波状の
電圧を先の温度に対する温度信号として出力するように
したものである。
（ｔ）/2）なる波形状に変化する定電流を発生する定電
流源と、この定電流が入力端に入力されこの入力端と出
力端との間に温度を測定するトランジスタが接続された
増幅器とを具備し、先の出力端に得られるサイン波状の
電圧を先の温度に対する温度信号として出力するように
したものである。
定電流源からイクスポーネンシャル・サイン状に変化す
る定電流を増幅器の帰還回路に挿入されたトランジスタ
に流し、このトランジスタにより温度変調されたサイン
波状の交流電圧を増幅器の出力端から得る。
る定電流を増幅器の帰還回路に挿入されたトランジスタ
に流し、このトランジスタにより温度変調されたサイン
波状の交流電圧を増幅器の出力端から得る。
〈実施例］ 以下、本考案の実施例について図を用いて説明する。第
１図は本考案の１実施例の構成を示す回路図である。
１図は本考案の１実施例の構成を示す回路図である。
この実施例は第３図に示す従来の温度センサを改良のベ
ースとする。
ースとする。
従って、従来と同一の機能を有する部分には同一の符号
を付して適宜にその説明を省略する。
を付して適宜にその説明を省略する。
演算増幅器Q1の反転入力端（−）には一端が共通電位点
COMに接続されたイクスポーネンシャル・サイン状に変
化する次の（３）式で示す定電流Ic（ｔ）を流す定電流
源CCが接続され、この定電流Ic（ｔ）はトランジスタQ2
のコレクタ／エミッタ間に流される。但し、Icoは定数
である。
COMに接続されたイクスポーネンシャル・サイン状に変
化する次の（３）式で示す定電流Ic（ｔ）を流す定電流
源CCが接続され、この定電流Ic（ｔ）はトランジスタQ2
のコレクタ／エミッタ間に流される。但し、Icoは定数
である。
Ic（ｔ）＝Icoexp ［（ａ・sin（ｔ）＋ａ）/2a］ …（３） この（３）式を変形すると、 Ic（ｔ）＝Icoexp［（sin（ｔ）＋１）/2］ ＝Ico′exp［（sin（ｔ）/2） …（３）′ となる。但し、Ico′＝Icoexp（1/2）で定数である。こ
の関係を（２）式に代入し、その交流成分である温度信
号Vtを演算増幅器の出力端に接続されたコンデンサＣを
介して取り出せば、Ａを定数として Vt＝ATsin（ｔ） …（４） となる。
の関係を（２）式に代入し、その交流成分である温度信
号Vtを演算増幅器の出力端に接続されたコンデンサＣを
介して取り出せば、Ａを定数として Vt＝ATsin（ｔ） …（４） となる。
以上の関係をシュミレートした結果を第２図に示す。
横軸に時間、縦軸にトランジスタQ2のベース／エミッタ
間の電圧Vbe、コレクタに流れる電流Icがとってある。
間の電圧Vbe、コレクタに流れる電流Icがとってある。
この図に示すように、定電流源CCからイクスポーネンシ
ャル・サイン状に変化する（３）式で示す定電流I
c（ｔ）を流すと、これに対応して温度信号Vtとして
（４）式に示すサイン波状の波形が得られている。
ャル・サイン状に変化する（３）式で示す定電流I
c（ｔ）を流すと、これに対応して温度信号Vtとして
（４）式に示すサイン波状の波形が得られている。
〈考案の効果〉 以上、実施例と共に具体的に説明したように本考案によ
れば、単一のトランジスタを用いてエミッタ面積などの
形状による項を除去しているので、互換性に優れ、かつ
温度信号が交流信号であるので、微弱な温度信号でも増
幅が容易である。
れば、単一のトランジスタを用いてエミッタ面積などの
形状による項を除去しているので、互換性に優れ、かつ
温度信号が交流信号であるので、微弱な温度信号でも増
幅が容易である。
第１図は本考案の１実施例の構成を示す回路図、第２図
は第１図に示す実施例の特性を示す特性図、第３図は従
来の第１の温度センサの構成を示す回路図、第４図は従
来の第２の温度センサの構成を示す回路図である。 Q1、Q5…演算増幅器、CC…定電流源、Q2、〜Q4…トラン
ジスタ、Ｃ…コンデンサ。
は第１図に示す実施例の特性を示す特性図、第３図は従
来の第１の温度センサの構成を示す回路図、第４図は従
来の第２の温度センサの構成を示す回路図である。 Q1、Q5…演算増幅器、CC…定電流源、Q2、〜Q4…トラン
ジスタ、Ｃ…コンデンサ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−115078（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−3683（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−49238（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】exp（sin（ｔ）/2）なる波形状に変化する
定電流を発生する定電流源と、この定電流が入力端に入
力されこの入力端と出力端との間に温度を測定するトラ
ンジスタが接続された増幅器とを具備し、前記出力端に
得られるサイン波状の電圧を前記温度に対する温度信号
として出力することを特徴とする温度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5469289U JPH079062Y2 (ja) | 1989-05-13 | 1989-05-13 | 温度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5469289U JPH079062Y2 (ja) | 1989-05-13 | 1989-05-13 | 温度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02146337U JPH02146337U (ja) | 1990-12-12 |
| JPH079062Y2 true JPH079062Y2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=31576981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5469289U Expired - Lifetime JPH079062Y2 (ja) | 1989-05-13 | 1989-05-13 | 温度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079062Y2 (ja) |
-
1989
- 1989-05-13 JP JP5469289U patent/JPH079062Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02146337U (ja) | 1990-12-12 |
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