JPH0862055A - 温度測定方法及び装置 - Google Patents
温度測定方法及び装置Info
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- JPH0862055A JPH0862055A JP7190593A JP19059395A JPH0862055A JP H0862055 A JPH0862055 A JP H0862055A JP 7190593 A JP7190593 A JP 7190593A JP 19059395 A JP19059395 A JP 19059395A JP H0862055 A JPH0862055 A JP H0862055A
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- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
- G01K7/22—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 優れた特性を有する温度センサを提供するこ
と。 【解決手段】 選択された濃度のホウ素、リン、ヒ素、
又はアンチモンなどの不純物をドーピングした集積化し
た薄膜シリコン又はポリシリコン抵抗を含む温度センサ
を与える。ドーパントのタイプと量とは、少なくとも幾
つかの抵抗の温度係数を所定の値に確定するように選択
され、それによって、その抵抗は所定の温度依存性を呈
する。この温度依存性が温度センサの回路の内部で用い
られることにより、温度応答に対してほぼ線形な出力を
有する安定で正確で丈夫な温度センサを与える。
と。 【解決手段】 選択された濃度のホウ素、リン、ヒ素、
又はアンチモンなどの不純物をドーピングした集積化し
た薄膜シリコン又はポリシリコン抵抗を含む温度センサ
を与える。ドーパントのタイプと量とは、少なくとも幾
つかの抵抗の温度係数を所定の値に確定するように選択
され、それによって、その抵抗は所定の温度依存性を呈
する。この温度依存性が温度センサの回路の内部で用い
られることにより、温度応答に対してほぼ線形な出力を
有する安定で正確で丈夫な温度センサを与える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はセンサに関し、更に詳し
くは、周囲の温度を測定する新規な方法及び装置に関す
る。
くは、周囲の温度を測定する新規な方法及び装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】既知の温度センサでは、周囲の温度を測
定する種々の方法が用いられる。熱電対（ｔｈｒｍｏｃ
ｏｕｐｌｅ）法は、異なる金属から構成される２本のワ
イヤの端部を結合し一方の端部を加熱するとこの熱電
（ｔｈｅｒｍｏ−ｅｌｅｃｔｒｉｃ）回路を流れる連続
的な電流が発生するという事実を利用している。この回
路を中央で切断すると、接合の温度とこの２つの異なる
金属のワイヤの組成との関数である開回路電圧が生じ
る。しかし、温度と開回路電圧との関係は非線形であ
り、熱電対の示す感度と安定特性とはよくないので、多
くの場合それを用いるのは困難である。
定する種々の方法が用いられる。熱電対（ｔｈｒｍｏｃ
ｏｕｐｌｅ）法は、異なる金属から構成される２本のワ
イヤの端部を結合し一方の端部を加熱するとこの熱電
（ｔｈｅｒｍｏ−ｅｌｅｃｔｒｉｃ）回路を流れる連続
的な電流が発生するという事実を利用している。この回
路を中央で切断すると、接合の温度とこの２つの異なる
金属のワイヤの組成との関数である開回路電圧が生じ
る。しかし、温度と開回路電圧との関係は非線形であ
り、熱電対の示す感度と安定特性とはよくないので、多
くの場合それを用いるのは困難である。
【０００３】抵抗温度検出器（ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｅｔｅｃｔｏｒ＝ＲＴＤ）
は、金属の抵抗値は幾分かは温度に依存するという原理
を利用している。しかし、ＲＴＤは、（ＲＴＤのために
最もよく用いられる金属はプラチナであるから）典型的
に非常に高価であり、低い絶対抵抗値を有し、結果的
に、温度の変化に対して小さな抵抗値の変化を生じる。
ＲＴＤの変形として、金属膜ＲＴＤがある。プラチナ又
は金属ガラス・スラリの薄い金属膜が、小さな平坦なセ
ラミックの基板上に配置又はスクリーンされ、レーザ・
トリム・システムを用いてエッチングされシールされ
る。金属膜ＲＴＤは製造が比較的容易であり抵抗値を増
加させるが、伝統的なＲＴＤよりも安定性が低い。
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｅｔｅｃｔｏｒ＝ＲＴＤ）
は、金属の抵抗値は幾分かは温度に依存するという原理
を利用している。しかし、ＲＴＤは、（ＲＴＤのために
最もよく用いられる金属はプラチナであるから）典型的
に非常に高価であり、低い絶対抵抗値を有し、結果的
に、温度の変化に対して小さな抵抗値の変化を生じる。
ＲＴＤの変形として、金属膜ＲＴＤがある。プラチナ又
は金属ガラス・スラリの薄い金属膜が、小さな平坦なセ
ラミックの基板上に配置又はスクリーンされ、レーザ・
トリム・システムを用いてエッチングされシールされ
る。金属膜ＲＴＤは製造が比較的容易であり抵抗値を増
加させるが、伝統的なＲＴＤよりも安定性が低い。
【０００４】サーミスタも、温度の測定に用いられてき
た。サーミスタは温度感知性の抵抗であり、一般的に
は、半導体材料から成る。サーミスタは、感度は優れて
いるが、同時に極端に非線形であり、温度変化に対する
サーミスタの応答は、サーミスタの製造に用いられるプ
ロセスに非常に左右される。更に、サーミスタは極端に
脆弱であり、更に自己加熱の問題もある。すなわち、サ
ーミスタは、それ自体を加熱するのに十分なエネルギを
発生し、それに随伴してサーミスタの抵抗値が上昇す
る。
た。サーミスタは温度感知性の抵抗であり、一般的に
は、半導体材料から成る。サーミスタは、感度は優れて
いるが、同時に極端に非線形であり、温度変化に対する
サーミスタの応答は、サーミスタの製造に用いられるプ
ロセスに非常に左右される。更に、サーミスタは極端に
脆弱であり、更に自己加熱の問題もある。すなわち、サ
ーミスタは、それ自体を加熱するのに十分なエネルギを
発生し、それに随伴してサーミスタの抵抗値が上昇す
る。
【０００５】集積回路型の温度センサも、温度測定に用
いられてきた。集積回路型のセンサは、典型的には、そ
の出力特性が温度に依存する集積型のダイオードを用い
ている。サーミスタのように、集積回路型のセンサは、
自己加熱の問題を有するし、また、温度変化に対する応
答が極端に遅い。
いられてきた。集積回路型のセンサは、典型的には、そ
の出力特性が温度に依存する集積型のダイオードを用い
ている。サーミスタのように、集積回路型のセンサは、
自己加熱の問題を有するし、また、温度変化に対する応
答が極端に遅い。
【０００６】集積回路型の抵抗は抵抗の温度に依存する
抵抗値を示し、この温度依存性はその抵抗のドーピング
に用いた不純物のタイプと量とに従って変動することが
知られている。この温度依存性は集積回路技術において
重大な問題であると考えられているが、それは、これら
の抵抗を用いる任意の集積回路が補償を必要とする幾分
かの温度依存性を示すからである。
抵抗値を示し、この温度依存性はその抵抗のドーピング
に用いた不純物のタイプと量とに従って変動することが
知られている。この温度依存性は集積回路技術において
重大な問題であると考えられているが、それは、これら
の抵抗を用いる任意の集積回路が補償を必要とする幾分
かの温度依存性を示すからである。
【０００７】
【発明の概要】一般的にいえば、本発明は、周囲の温度
に関連する電気信号を生じる温度センサを提供し、この
温度センサは、周囲の温度と関数関係を有する差動電圧
出力を発生する温度応答手段と、この温度応答手段に接
続され差動出力を増幅する増幅器手段と、を含む。ま
た、周囲の温度を示す電気信号を発生するように周囲の
温度変動に応答して増幅器手段の利得を調節する手段を
提供することもまた、本発明の目的である。
に関連する電気信号を生じる温度センサを提供し、この
温度センサは、周囲の温度と関数関係を有する差動電圧
出力を発生する温度応答手段と、この温度応答手段に接
続され差動出力を増幅する増幅器手段と、を含む。ま
た、周囲の温度を示す電気信号を発生するように周囲の
温度変動に応答して増幅器手段の利得を調節する手段を
提供することもまた、本発明の目的である。
【０００８】したがって、本発明は、選択された濃度の
ホウ素、リン、ヒ素、又はアンチモンなどの不純物を用
いてドーピングされた、集積化された薄膜シリコン又は
ポリシリコン抵抗を含む。選択された抵抗に対するドー
パントのタイプと量とは、それらの抵抗の中の少なくと
も幾つかにおいて所定の温度係数を確定するように選択
され、それによって、抵抗が所定の温度依存性を示す。
この温度依存性は、温度センサの回路の中で用いられ
て、安定で正確で丈夫であり温度応答に対してほぼ線形
な出力を有する温度センサを与える。
ホウ素、リン、ヒ素、又はアンチモンなどの不純物を用
いてドーピングされた、集積化された薄膜シリコン又は
ポリシリコン抵抗を含む。選択された抵抗に対するドー
パントのタイプと量とは、それらの抵抗の中の少なくと
も幾つかにおいて所定の温度係数を確定するように選択
され、それによって、抵抗が所定の温度依存性を示す。
この温度依存性は、温度センサの回路の中で用いられ
て、安定で正確で丈夫であり温度応答に対してほぼ線形
な出力を有する温度センサを与える。
【０００９】所定の温度依存性を選択することができれ
ば、回路の内部に設計される線形性又は非線形性の程度
を変動させることが可能になる。線形の応答を望む場合
には、ホウ素をドーピングする抵抗では通常は５×１０
15イオン／ｃｍ２から５×１０16イオン／ｃｍ２の濃度
のホウ素を用いてドーピングがなされ、リンをドーピン
グする抵抗では通常は１×１０15イオン／ｃｍ２から１
×１０16イオン／ｃｍ２の濃度のリンを用いてドーピン
グがなされる。
ば、回路の内部に設計される線形性又は非線形性の程度
を変動させることが可能になる。線形の応答を望む場合
には、ホウ素をドーピングする抵抗では通常は５×１０
15イオン／ｃｍ２から５×１０16イオン／ｃｍ２の濃度
のホウ素を用いてドーピングがなされ、リンをドーピン
グする抵抗では通常は１×１０15イオン／ｃｍ２から１
×１０16イオン／ｃｍ２の濃度のリンを用いてドーピン
グがなされる。
【００１０】温度センサの回路は抵抗ブリッジを含んで
おり、これは、直列に接続された抵抗Ｒ１及びＲ２とＲ
１及びＲ２の間の第１のノードとを有する第１の抵抗ア
ームと、直列に接続された抵抗Ｒ３及びＲ４とＲ３及び
Ｒ４の間の第２のノードとを有する第２の抵抗アーム
と、を含むホイートストーン・ブリッジの形態をとる。
抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とは異なる温度係数を有し、温度の
上昇に伴い下降する基準電圧を第１のノードにおいて与
える。抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との温度係数も異なってお
り、温度の上昇に伴い上昇する電圧を第２のノードにお
いて与える。第１のノードは演算増幅器の反転入力に電
気的に接続されており、第２のノードは同じ演算増幅器
の非反転入力に接続される。演算増幅器は出力（
Ｖout）を含み、帰還抵抗Ｒｆが Ｖoutと第１のノード
又は演算増幅器の反転入力との間に接続される。Ｒ
ｆは、−４０℃から＋１５０℃の温度範囲に応答してゼ
ロから５ボルトの間の出力をほとんど非線形性を示さず
に与え温度の上昇に伴い上昇する増幅器の利得を結果的
に生じる温度係数を有する。増幅器の利得は、演算増幅
器の非反転入力におけるテブナン同等（Ｔｈｅｖｅｎｉ
ｎ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）な抵抗値によってＲｆを除
する式によって決定される。
おり、これは、直列に接続された抵抗Ｒ１及びＲ２とＲ
１及びＲ２の間の第１のノードとを有する第１の抵抗ア
ームと、直列に接続された抵抗Ｒ３及びＲ４とＲ３及び
Ｒ４の間の第２のノードとを有する第２の抵抗アーム
と、を含むホイートストーン・ブリッジの形態をとる。
抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とは異なる温度係数を有し、温度の
上昇に伴い下降する基準電圧を第１のノードにおいて与
える。抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との温度係数も異なってお
り、温度の上昇に伴い上昇する電圧を第２のノードにお
いて与える。第１のノードは演算増幅器の反転入力に電
気的に接続されており、第２のノードは同じ演算増幅器
の非反転入力に接続される。演算増幅器は出力（
Ｖout）を含み、帰還抵抗Ｒｆが Ｖoutと第１のノード
又は演算増幅器の反転入力との間に接続される。Ｒ
ｆは、−４０℃から＋１５０℃の温度範囲に応答してゼ
ロから５ボルトの間の出力をほとんど非線形性を示さず
に与え温度の上昇に伴い上昇する増幅器の利得を結果的
に生じる温度係数を有する。増幅器の利得は、演算増幅
器の非反転入力におけるテブナン同等（Ｔｈｅｖｅｎｉ
ｎ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）な抵抗値によってＲｆを除
する式によって決定される。
【００１１】本発明の主な効果は、抵抗の抵抗値が所定
の態様で温度に応答するような所定の温度係数を有する
抵抗を作成するためにホウ素、リンなどの不純物を選択
的にドーピングした薄膜シリコン又はポリシリコン抵抗
を用いた温度感知回路と、それによる温度測定方法を与
えることである。
の態様で温度に応答するような所定の温度係数を有する
抵抗を作成するためにホウ素、リンなどの不純物を選択
的にドーピングした薄膜シリコン又はポリシリコン抵抗
を用いた温度感知回路と、それによる温度測定方法を与
えることである。
【００１２】本発明の別の効果は、演算増幅器と周囲の
温度に従ってこの増幅器の利得を変動させるバイアス抵
抗とを与えることである。
温度に従ってこの増幅器の利得を変動させるバイアス抵
抗とを与えることである。
【００１３】本発明の更に別の効果は、選択された温度
係数を有する集積化されたシリコン及びポリシリコン抵
抗を用いる温度測定方法と温度センサ回路とを与えるこ
とである。
係数を有する集積化されたシリコン及びポリシリコン抵
抗を用いる温度測定方法と温度センサ回路とを与えるこ
とである。
【００１４】本発明の更に別の効果は、−４０℃から＋
１５０℃の温度範囲に応答してゼロから５ボルトの間の
実質的に線形の出力を有する温度測定方法と回路とを与
えることである。
１５０℃の温度範囲に応答してゼロから５ボルトの間の
実質的に線形の出力を有する温度測定方法と回路とを与
えることである。
【００１５】本発明のこれ以外の特徴及び効果は、冒頭
の特許請求の範囲、以下の実施例の説明、及び図面を参
照することにより、当業者には明らかになろう。
の特許請求の範囲、以下の実施例の説明、及び図面を参
照することにより、当業者には明らかになろう。
【００１６】
【好適実施例の詳細な説明】温度センサ１０の概略が図
１に示されている。温度センサ１０は、周囲の温度と関
数関係を有する差動電圧を発生する温度応答手段１４
と、温度応答手段１４に接続され差動出力を増幅する増
幅器手段１８と、周囲の温度の変化に応答する増幅器手
段１８の利得を調整し増幅器の出力において周囲の温度
を示す電気信号を発生する手段２２と、を含む。
１に示されている。温度センサ１０は、周囲の温度と関
数関係を有する差動電圧を発生する温度応答手段１４
と、温度応答手段１４に接続され差動出力を増幅する増
幅器手段１８と、周囲の温度の変化に応答する増幅器手
段１８の利得を調整し増幅器の出力において周囲の温度
を示す電気信号を発生する手段２２と、を含む。
【００１７】好適実施例では、温度センサ１０は、必ず
しもそうではないが、単一の基板の上に形成される集積
回路である。単一の基板の上に回路が形成されていると
いうことによって、回路の個々の素子が同一の温度変動
に露出され、それによって回路が露出されている周囲の
温度を示す一貫性を有し信頼し得る電気出力が提供され
る。
しもそうではないが、単一の基板の上に形成される集積
回路である。単一の基板の上に回路が形成されていると
いうことによって、回路の個々の素子が同一の温度変動
に露出され、それによって回路が露出されている周囲の
温度を示す一貫性を有し信頼し得る電気出力が提供され
る。
【００１８】図解されている実施例では、温度応答手段
１４は、ハーフ抵抗ブリッジ・ネットワーク、フル抵抗
ブリッジ・ネットワーク、又はその抵抗への不純物の選
択されたドーピングの結果として温度と共に変化するイ
ンピーダンスをもつシリコン又はポリシリコン抵抗の他
の任意の組み合わせであるブリッジ抵抗ネットワーク、
である。温度応答手段１４は、抵抗の両端に変化する電
圧を生じさせ、その電圧を周囲の温度の変化に応答して
変動させる、ネットワークの中の単一の抵抗でもよい。
１４は、ハーフ抵抗ブリッジ・ネットワーク、フル抵抗
ブリッジ・ネットワーク、又はその抵抗への不純物の選
択されたドーピングの結果として温度と共に変化するイ
ンピーダンスをもつシリコン又はポリシリコン抵抗の他
の任意の組み合わせであるブリッジ抵抗ネットワーク、
である。温度応答手段１４は、抵抗の両端に変化する電
圧を生じさせ、その電圧を周囲の温度の変化に応答して
変動させる、ネットワークの中の単一の抵抗でもよい。
【００１９】図示される実施例では、温度応答手段１４
は、それぞれが直列に接続された第１及び第２の抵抗Ｒ
１、Ｒ２とを持つ第１のアーム２６と、抵抗Ｒ１と抵抗
Ｒ２との間のノード３０と、を含むフル・ブリッジ・ネ
ットワークである。抵抗Ｒ１及びＲ２は、ホウ素やリン
などの不純物が選択的にドーピングされたシリコン又は
ポリシリコン物質で形成されている。そのような不純物
による抵抗のドーピングは、抵抗の温度係数を変化さ
せ、それによって、抵抗が露出されている周囲の温度に
従って抵抗のインピーダンスが変動するようになる。ド
ーパントの濃度は、典型的にはイオン／ｃｍ２で表現さ
れる。図示されている実施例では、抵抗Ｒ１は１．８×
１０16イオン／ｃｍ２のリンでドーピングされ、抵抗Ｒ
２は５×１０15イオン／ｃｍ２のホウ素でドーピングさ
れる。異なるドーパントの使用とドーパントの濃度変化
とによって、抵抗Ｒ１及びＲ２が周囲の温度の上昇によ
って減少する基準電圧をノード３０で提供するように異
なった温度係数をもつことが保証される。多くの利用で
きる不純物または不純物の濃度が適切であり得るが、こ
れらは例えば線形または非線形などの所望の出力特性
と、個々の素子の間の数学的な関係を決定する回路配置
（トポロジー）とに依存して変化する。図示されている
実施例においては、温度係数は次のとおりである。すな
わち、ＴＣＲ１＝９６７ｐｐｍ／℃、ただしＴＣＲ１は
Ｒ１の温度係数であり、ＴＣＲ２＝４２７ｐｐｍ／℃、
ただしＴＣＲ２はＲ２の温度係数である。
は、それぞれが直列に接続された第１及び第２の抵抗Ｒ
１、Ｒ２とを持つ第１のアーム２６と、抵抗Ｒ１と抵抗
Ｒ２との間のノード３０と、を含むフル・ブリッジ・ネ
ットワークである。抵抗Ｒ１及びＲ２は、ホウ素やリン
などの不純物が選択的にドーピングされたシリコン又は
ポリシリコン物質で形成されている。そのような不純物
による抵抗のドーピングは、抵抗の温度係数を変化さ
せ、それによって、抵抗が露出されている周囲の温度に
従って抵抗のインピーダンスが変動するようになる。ド
ーパントの濃度は、典型的にはイオン／ｃｍ２で表現さ
れる。図示されている実施例では、抵抗Ｒ１は１．８×
１０16イオン／ｃｍ２のリンでドーピングされ、抵抗Ｒ
２は５×１０15イオン／ｃｍ２のホウ素でドーピングさ
れる。異なるドーパントの使用とドーパントの濃度変化
とによって、抵抗Ｒ１及びＲ２が周囲の温度の上昇によ
って減少する基準電圧をノード３０で提供するように異
なった温度係数をもつことが保証される。多くの利用で
きる不純物または不純物の濃度が適切であり得るが、こ
れらは例えば線形または非線形などの所望の出力特性
と、個々の素子の間の数学的な関係を決定する回路配置
（トポロジー）とに依存して変化する。図示されている
実施例においては、温度係数は次のとおりである。すな
わち、ＴＣＲ１＝９６７ｐｐｍ／℃、ただしＴＣＲ１は
Ｒ１の温度係数であり、ＴＣＲ２＝４２７ｐｐｍ／℃、
ただしＴＣＲ２はＲ２の温度係数である。
【００２０】これらの温度係数の結果として、次の式の
Ｒ１及びＲ２に対する温度依存型のインピーダンスが得
られる。
Ｒ１及びＲ２に対する温度依存型のインピーダンスが得
られる。
【００２１】
【数１】Ｒt１＝Ｒ１＋Ｒ１（９６７ ｐｐｍ／℃）
（Ｔ−２５℃）
（Ｔ−２５℃）
【数２】Ｒt２＝Ｒ２＋Ｒ２（４２７ ｐｐｍ／℃）
（Ｔ−２５℃） 温度応答手段１４はまた、第３の抵抗Ｒ３と、第３の抵
抗Ｒ３と直列に接続された第４の抵抗Ｒ４と、第３の抵
抗Ｒ３と第４の抵抗Ｒ４との間のノード３８とを有す
る、第２のアーム３４を含む。第１のアーム２６の抵抗
Ｒ１とＲ２のように、抵抗Ｒ３とＲ４は、抵抗Ｒ３とＲ
４とのそれぞれが所定の温度係数をもつようにホウ素や
リンのような不純物がドーピングされたシリコン又はポ
リシリコン抵抗である。この所定の温度係数によって、
抵抗Ｒ３及びＲ４のインピーダンスは温度に従って変化
する。特に、抵抗Ｒ３及びＲ４の温度係数は、周囲温度
の上昇に従って上昇する基準電圧をノード３８で生じる
ように正確に選択される。多くの利用できる不純物や不
純物の濃度が適切であるが、抵抗Ｒ３は５×１０15イオ
ン／ｃｍ２の濃度のホウ素がドーピングされ、抵抗Ｒ４
は１．８×１０16イオン／ｃｍ２の濃度のリンがドーピ
ングされる。図示されている実施例では、Ｒ３とＲ４と
の温度係数は以下のとおりである。すなわち、ＴＲ３＝
４６７ｐｐｍ／℃；ただし、ＴＣＲ３はＲ３の温度係数
であり、ＴＲ４＝９６７ｐｐｍ／℃；ただし、ＴＲＣ４
はＲ４の温度係数である。
（Ｔ−２５℃） 温度応答手段１４はまた、第３の抵抗Ｒ３と、第３の抵
抗Ｒ３と直列に接続された第４の抵抗Ｒ４と、第３の抵
抗Ｒ３と第４の抵抗Ｒ４との間のノード３８とを有す
る、第２のアーム３４を含む。第１のアーム２６の抵抗
Ｒ１とＲ２のように、抵抗Ｒ３とＲ４は、抵抗Ｒ３とＲ
４とのそれぞれが所定の温度係数をもつようにホウ素や
リンのような不純物がドーピングされたシリコン又はポ
リシリコン抵抗である。この所定の温度係数によって、
抵抗Ｒ３及びＲ４のインピーダンスは温度に従って変化
する。特に、抵抗Ｒ３及びＲ４の温度係数は、周囲温度
の上昇に従って上昇する基準電圧をノード３８で生じる
ように正確に選択される。多くの利用できる不純物や不
純物の濃度が適切であるが、抵抗Ｒ３は５×１０15イオ
ン／ｃｍ２の濃度のホウ素がドーピングされ、抵抗Ｒ４
は１．８×１０16イオン／ｃｍ２の濃度のリンがドーピ
ングされる。図示されている実施例では、Ｒ３とＲ４と
の温度係数は以下のとおりである。すなわち、ＴＲ３＝
４６７ｐｐｍ／℃；ただし、ＴＣＲ３はＲ３の温度係数
であり、ＴＲ４＝９６７ｐｐｍ／℃；ただし、ＴＲＣ４
はＲ４の温度係数である。
【００２２】これらの温度係数によって、次の式で与え
られるＲ３及びＲ４に対する温度に依存するインピーダ
ンスが得られる。すなわち、
られるＲ３及びＲ４に対する温度に依存するインピーダ
ンスが得られる。すなわち、
【数３】Ｒt３＝Ｒ３＋Ｒ３（４２７ ｐｐｍ／℃）
（Ｔ−２５℃）
（Ｔ−２５℃）
【数４】Ｒt４＝Ｒ４＋Ｒ４（９６７ ｐｐｍ／℃）
（Ｔ−２５℃） 第１のアーム２６と第２アーム３４とは並列に接続され
ており、それによって、抵抗Ｒ１は抵抗Ｒ３にノード４
２において接続され、抵抗Ｒ２はノード４６において抵
抗Ｒ４に接続されている。ノード４２は電圧源Ｖccに接
続されており、回路に電力を提供する。電圧源は正の５
ボルトの直流で規制されている。ノード４６は、共通の
又はグランド接続４８に接続されている。
（Ｔ−２５℃） 第１のアーム２６と第２アーム３４とは並列に接続され
ており、それによって、抵抗Ｒ１は抵抗Ｒ３にノード４
２において接続され、抵抗Ｒ２はノード４６において抵
抗Ｒ４に接続されている。ノード４２は電圧源Ｖccに接
続されており、回路に電力を提供する。電圧源は正の５
ボルトの直流で規制されている。ノード４６は、共通の
又はグランド接続４８に接続されている。
【００２３】温度応答手段１４の出力は、ノード３０と
３８との間の差動電圧である。温度応答手段１４はその
中の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４の出力がそれらの抵
抗の相互作用に依存する抵抗ネットワークであるから、
（選択された基準温度における）抵抗のわずかの値は、
相互に対する抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４のスケー
リング又は標準化された値ほど意味をもたない。２５℃
における温度応答手段１４の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及び
Ｒ４の標準値は、Ｒ１＝１．０Ω、Ｒ２＝１．０Ω、Ｒ
３＝１．０１５Ω、Ｒ４＝１．０Ωである。
３８との間の差動電圧である。温度応答手段１４はその
中の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４の出力がそれらの抵
抗の相互作用に依存する抵抗ネットワークであるから、
（選択された基準温度における）抵抗のわずかの値は、
相互に対する抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４のスケー
リング又は標準化された値ほど意味をもたない。２５℃
における温度応答手段１４の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及び
Ｒ４の標準値は、Ｒ１＝１．０Ω、Ｒ２＝１．０Ω、Ｒ
３＝１．０１５Ω、Ｒ４＝１．０Ωである。
【００２４】増幅器手段１８は、好ましくは、温度応答
手段１４と同じ集積回路の基板の上に形成された演算増
幅器５０である。演算増幅器５０は、ノード３０に接続
された反転入力５４と、ノード３８に接続された非反転
入力５８と、を含む。したがって、演算増幅器５０は、
ノード３０で抵抗Ｒ１及びＲ２によって生じた基準電圧
とノード３８で抵抗Ｒ３及びＲ４によって生じた基準電
圧との差である入力を受け取る。この技術分野で知られ
ているように、演算増幅器５０はまた、ＶCCとアースす
なわち共通の接続６２とに接続されている。演算増幅器
５０はまた、出力Ｖout と、出力Ｖout と演算増幅器５
０の反転入力５４との間に接続された帰還抵抗Ｒｆと、
を含む。必ずではないが、演算増幅器５０は、トリム又
は帰還抵抗Ｒｆに直列に接続されこの増幅器の較正を可
能にする抵抗Ｒftrim も含む。
手段１４と同じ集積回路の基板の上に形成された演算増
幅器５０である。演算増幅器５０は、ノード３０に接続
された反転入力５４と、ノード３８に接続された非反転
入力５８と、を含む。したがって、演算増幅器５０は、
ノード３０で抵抗Ｒ１及びＲ２によって生じた基準電圧
とノード３８で抵抗Ｒ３及びＲ４によって生じた基準電
圧との差である入力を受け取る。この技術分野で知られ
ているように、演算増幅器５０はまた、ＶCCとアースす
なわち共通の接続６２とに接続されている。演算増幅器
５０はまた、出力Ｖout と、出力Ｖout と演算増幅器５
０の反転入力５４との間に接続された帰還抵抗Ｒｆと、
を含む。必ずではないが、演算増幅器５０は、トリム又
は帰還抵抗Ｒｆに直列に接続されこの増幅器の較正を可
能にする抵抗Ｒftrim も含む。
【００２５】この技術分野で一般に知られているよう
に、増幅器手段１８には、演算増幅器５０に接続された
素子に基づき選択的に確定され得る利得を有する。その
利得は、電圧利得、電流利得、トランスインピーダン
ス、あるいはトランスコンダクタンスであり、この利得
は正、負、又は単位利得である（温度に関連する調整は
無視する）。図示されている温度センサ１０の場合は、
増幅器は電圧利得構成であり、利得は、Ａ＝Ｒｆ／Ｒin
の式によって決定される。ここで、Ｒinは、演算増幅器
５０の反転入力５４におけるテブナン同等な抵抗値Ｒ
thevと等しい。２５℃では、テブナン同等な抵抗値Ｒ
thevは次の等式で決定される。すなわち、
に、増幅器手段１８には、演算増幅器５０に接続された
素子に基づき選択的に確定され得る利得を有する。その
利得は、電圧利得、電流利得、トランスインピーダン
ス、あるいはトランスコンダクタンスであり、この利得
は正、負、又は単位利得である（温度に関連する調整は
無視する）。図示されている温度センサ１０の場合は、
増幅器は電圧利得構成であり、利得は、Ａ＝Ｒｆ／Ｒin
の式によって決定される。ここで、Ｒinは、演算増幅器
５０の反転入力５４におけるテブナン同等な抵抗値Ｒ
thevと等しい。２５℃では、テブナン同等な抵抗値Ｒ
thevは次の等式で決定される。すなわち、
【数５】Ｒthev＝Ｒ１×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２） 抵抗Ｒ１及びＲ２の温度依存性を考慮に入れると、任意
の温度におけるテブナン同等な抵抗値Ｒthevは次の式で
与えられる。すなわち、
の温度におけるテブナン同等な抵抗値Ｒthevは次の式で
与えられる。すなわち、
【数６】Ｒt thev＝Ｒt１×Ｒt２／（Ｒt１＋Ｒt２） 任意の温度におけるテブナン同等な電圧源は、
【数７】Ｖthev＝ＶCC・Ｒt２／（Ｒt１＋Ｒt２）であ
る。
る。
【００２６】上述のように、温度センサ１０はまた、周
囲温度の変化に応答して増幅器手段１８の利得を調節し
周囲温度を示す電気信号を出力において発生する手段２
２を含む。増幅器の利得を調整する手段２２は、帰還抵
抗と抵抗ネットワークの第１のアームの抵抗Ｒ１とＲ２
に一体化している。帰還抵抗Ｒｆは、選択されたホウ素
やリンなどの不純物をドーピングして所定の温度係数を
確定させたシリコンやポリシリコンの薄膜抵抗である。
多くの利用可能な不純物や不純物の濃度が適切ではある
が、帰還抵抗Ｒｆは、１．８×１０16イオン／ｃｍ２の
濃度のリンがドーピングされており、その結果、ＴＣＲ
Ｆ＝９６７ｐｐｍ／℃の温度係数と、次の式で定義され
る温度依存型抵抗Ｒtfとが得られる。すなわち、
囲温度の変化に応答して増幅器手段１８の利得を調節し
周囲温度を示す電気信号を出力において発生する手段２
２を含む。増幅器の利得を調整する手段２２は、帰還抵
抗と抵抗ネットワークの第１のアームの抵抗Ｒ１とＲ２
に一体化している。帰還抵抗Ｒｆは、選択されたホウ素
やリンなどの不純物をドーピングして所定の温度係数を
確定させたシリコンやポリシリコンの薄膜抵抗である。
多くの利用可能な不純物や不純物の濃度が適切ではある
が、帰還抵抗Ｒｆは、１．８×１０16イオン／ｃｍ２の
濃度のリンがドーピングされており、その結果、ＴＣＲ
Ｆ＝９６７ｐｐｍ／℃の温度係数と、次の式で定義され
る温度依存型抵抗Ｒtfとが得られる。すなわち、
【数８】 Ｒtf＝Ｒf＋Ｒf（９６７ ｐｐｍ／℃）（Ｔ−２５℃） 所定の温度係数率のため、帰還抵抗Ｒｆのインピーダン
スは、周囲温度の変化に従って、所定の態様で変化す
る。ＲtfとＲt thevを利得の等式に代入することによっ
て、任意の温度において演算増幅器５０の利得を温度に
依存する数学的な関係が次の通り得られる。
スは、周囲温度の変化に従って、所定の態様で変化す
る。ＲtfとＲt thevを利得の等式に代入することによっ
て、任意の温度において演算増幅器５０の利得を温度に
依存する数学的な関係が次の通り得られる。
【００２７】
【数９】 利得＝Ｒtf／［（Ｒt１×Ｒt２）／（Ｒt１＋Ｒt２）］ また演算増幅器５０における温度に依存する出力は、次
のように定義される。
のように定義される。
【００２８】
【数１０】出力＝［１＋（Ｒtf／Ｒt thev）］×［（Ｒ
t３・ＶCC）／（Ｒt４＋Ｒt３）］−（Ｒtf／Ｒ
t thev）・Ｖthev 動作に関しては、温度センサ１０は、−４０℃で直流の
０ボルトの出力を生じるように設計されている。温度セ
ンサ１０の出力応答は、必ずではないが好ましくは、１
５０℃で、フルスケール直流５ボルトの出力にまで線形
的に上昇する。温度センサ１０を較正するために、ノー
ド３８における電圧が２５℃で測定され、Ｒ３は、その
電圧が直流２．４８ボルトになるまでトリムされる。次
に、ノード３０における電圧が２５℃で測定され、Ｒ１
は、その電圧が直流２．５ボルトになるまでトリムされ
る。最後に、出力電圧Ｖout が２５℃で測定され、演算
増幅器５０の利得は、Ｖout ＝直流１．７３１ボルトに
なるまでＲf triをトリムすることによって調整され
る。
t３・ＶCC）／（Ｒt４＋Ｒt３）］−（Ｒtf／Ｒ
t thev）・Ｖthev 動作に関しては、温度センサ１０は、−４０℃で直流の
０ボルトの出力を生じるように設計されている。温度セ
ンサ１０の出力応答は、必ずではないが好ましくは、１
５０℃で、フルスケール直流５ボルトの出力にまで線形
的に上昇する。温度センサ１０を較正するために、ノー
ド３８における電圧が２５℃で測定され、Ｒ３は、その
電圧が直流２．４８ボルトになるまでトリムされる。次
に、ノード３０における電圧が２５℃で測定され、Ｒ１
は、その電圧が直流２．５ボルトになるまでトリムされ
る。最後に、出力電圧Ｖout が２５℃で測定され、演算
増幅器５０の利得は、Ｖout ＝直流１．７３１ボルトに
なるまでＲf triをトリムすることによって調整され
る。
【００２９】マイナス４０℃では、温度センサ１０は、
ほぼ直流ゼロボルトの出力を発生する。周囲の温度が上
昇するにつれて、ノード３０の電圧は下降し、ノード３
８の電圧は上昇し、演算増幅器５０での利得は上述の温
度に依存する利得の数式に従って変動するので、０℃で
はＶout はおよそ直流１．０４９ボルトであり、２５℃
ではＶout はおよそ直流１．７３１ボルトであり、８０
℃ではおよそ３．１８２ボルトであり、１５０℃ではＶ
out はおよそ直流５ボルトである。
ほぼ直流ゼロボルトの出力を発生する。周囲の温度が上
昇するにつれて、ノード３０の電圧は下降し、ノード３
８の電圧は上昇し、演算増幅器５０での利得は上述の温
度に依存する利得の数式に従って変動するので、０℃で
はＶout はおよそ直流１．０４９ボルトであり、２５℃
ではＶout はおよそ直流１．７３１ボルトであり、８０
℃ではおよそ３．１８２ボルトであり、１５０℃ではＶ
out はおよそ直流５ボルトである。
【００３０】以上で説明した以外の本発明の様々な特徴
と効果は、冒頭のクレームに記載されている。
と効果は、冒頭のクレームに記載されている。
【図１】本発明による温度センサの回路図が示されてい
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル・エフ・マテス アメリカ合衆国ウィスコンシン州53546, ジェーンズヴィル，ハーヴァード・ドライ ブ 2702 (72)発明者 ジェイムズ・シーフェルト アメリカ合衆国ウィスコンシン州53532, デフォレスト，メドウッド・サークル 4463
Claims (24)
- 【請求項１】 周囲の温度と関係する電気信号を生じる
温度センサにおいて、 周囲の温度と関数関係を有する差動電圧出力を発生する
温度応答手段と、 前記温度応答手段に接続されており、前記差動出力を増
幅し、利得を有する増幅器手段と、 周囲の温度の変動に応答して前記増幅器手段の前記利得
を調節し、それによって周囲の温度を示す電気信号を発
生する手段と、 を備えていることを特徴とする温度センサ。 - 【請求項２】 請求項１記載の温度センサにおいて、前
記温度応答手段は、温度と関数関係を有する第１の基準
電圧を発生する第１のアームと、温度と関数関係を有す
る第２の基準電圧を発生する第２のアームとを有するフ
ルブリッジ抵抗ネットワークを含むブリッジ手段を備え
ていることを特徴とする温度センサ。 - 【請求項３】 請求項２記載の温度センサにおいて、前
記第１のアームは、第１の温度係数を有する第１の抵抗
と、第２の温度係数を有する第２の抵抗と、前記第１の
抵抗と前記第２の抵抗との間の第１のノードとを含んで
おり、前記第１の温度係数は前記第２の温度係数とは異
なり前記第１のノードにおいて前記第１の基準電圧を発
生し、前記第１の基準電圧は周囲の温度の変動に応答し
て変動することを特徴とする温度センサ。 - 【請求項４】 請求項３記載の温度センサにおいて、前
記温度応答手段は、第３の温度係数を有する第３の抵抗
と、前記第３の温度係数とは異なる第４の温度係数を有
する第４の抵抗と、前記第３の抵抗と前記第４の抵抗と
の間のノードとを有する第２の抵抗アームを含んでお
り、前記第２のノードにおいて前記第２の基準電圧を発
生し、前記第２の基準電圧は周囲の温度の変動に応答し
て変動することを特徴とする温度センサ。 - 【請求項５】 請求項１記載の温度センサにおいて、前
記増幅器手段は演算増幅器を含んでおり、前記演算増幅
器は、前記第１のノードに電気的に接続された反転入力
と、前記第２のノードに電気的に接続された非反転入力
と、出力とを含むことを特徴とする温度センサ。 - 【請求項６】 請求項５記載の温度センサにおいて、周
囲の温度の変動に応答して前記増幅器手段の前記利得を
調節する前記手段は、前記演算増幅器の前記反転入力と
前記出力との間に接続された帰還抵抗を含み、前記帰還
抵抗は所定の温度係数を含んでおり、前記周囲の温度が
変動すると前記帰還抵抗の抵抗値が前記増幅器の前記利
得を自動的に調節するように変動することを特徴とする
温度センサ。 - 【請求項７】 周囲の温度を測定する方法において、 （Ａ）所定の基準抵抗において所定の利得を有する増幅
器を提供するステップと、 （Ｂ）周囲の温度と関数関係を有する差動出力電気信号
を発生するステップと、 （Ｃ）前記増幅器を用いて前記差動電気信号を増幅器す
るステップと、 （Ｄ）周囲の温度の変化に応答して前記増幅器の前記利
得を調節し、前記周囲の温度を示す電気出力を生じるス
テップと、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項８】 請求項７記載の方法において、前記ステ
ップ（Ａ）は、第１の温度係数を有する第１の抵抗と第
２の温度係数を有する第２の抵抗と前記第１の抵抗と前
記第２の抵抗との間の第１のノードとを含む第１のアー
ムと、第３の温度係数を有する第３の抵抗と第４の温度
係数を有する第４の抵抗と前記第３の抵抗と前記第４の
抵抗との間の第２のノードとを含む第２のアームと、を
有するフルブリッジ抵抗ネットワークを提供するステッ
プと、前記抵抗の前記温度係数を正確に選択して周囲の
温度の増加と共に既知の態様で変動する第１の基準電圧
を前記第１のノードにおいて発生し周囲の温度の増加に
応答して既知の態様で変動する第２の基準電圧を前記第
２のノードにおいて発生するステップと、を含むことを
特徴とする方法。 - 【請求項９】 請求項８記載の方法において、前記第１
の基準電圧は周囲の温度の増加に応答して減少し、前記
第２の基準電圧は周囲の温度の増加に応答して増加する
ことを特徴とする方法。 - 【請求項１０】 請求項７記載の方法において、前記ス
テップ（Ｃ）は、前記増幅器に帰還抵抗を接続すること
によって温度係数を有する前記帰還抵抗が前記増幅器の
前記利得を確定し、前記帰還抵抗の前記温度係数を正確
に選択することによって前記増幅器の前記利得が周囲の
温度の変動に応答して変動し前記周囲の温度を示す電気
的出力を生じるステップを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項１１】 周囲の温度に関係する電気信号を生じ
る温度センサにおいて、 インピーダンスを有し不純物を選択的にドーピングされ
て所定の温度係数を有し、前記インピーダンスは周囲の
温度の変化に従って変動する集積回路素子と、 前記素子に接続されており、前記素子の前記インピーダ
ンスと関数関係を有する電気的出力を発生する手段と、 を備えていることを特徴とする温度センサ。 - 【請求項１２】 請求項１１記載の温度センサにおい
て、前記素子の前記インピーダンスと関数関係を有する
電気的出力を発生する前記手段は、入力と出力と利得と
を有する演算増幅器を含み、前記利得は、前記集積回路
素子によって少なくとも部分的に決定され、それによっ
て、前記利得は周囲の温度の変化に従って変動すること
を特徴とする温度センサ。 - 【請求項１３】 請求項１１記載の温度センサにおい
て、前記集積回路素子は薄膜ポリシリコン抵抗であるこ
とを特徴とする温度センサ。 - 【請求項１４】 請求項１１記載の温度センサにおい
て、第１の基準電圧を発生する第１のアームと第２の基
準電圧を発生する第２のアームとを有するフルブリッジ
抵抗ネットワークを更に含むことを特徴とする温度セン
サ。 - 【請求項１５】 請求項１４記載の温度センサにおい
て、前記第１のアームは、第１の温度係数を有する第１
の抵抗と、第２の温度係数を有する第２の抵抗と、前記
第１の抵抗と前記第２の抵抗との間の第１のノードとを
含んでおり、前記第１の基準電圧は、前記周囲の温度が
増加するにつれて減少するように、前記第１のノードに
おいて発生されることを特徴とする温度センサ。 - 【請求項１６】 請求項１５記載の温度センサにおい
て、前記第２のアームは、第３の温度係数を有する第３
の抵抗と、第４の温度係数を有する第４の抵抗と、前記
第３の抵抗と前記第４の抵抗との間の第２のノードとを
含んでおり、前記第２の基準電圧は、前記周囲の温度が
増加するにつれて増加するように、前記第２のノードに
おいて発生されることを特徴とする温度センサ。 - 【請求項１７】 請求項１６記載の温度センサにおい
て、前記素子のインピーダンスと関数関係を有する電気
的出力を発生する前記素子に接続された前記手段は反転
入力と非反転入力とを有する演算増幅器を含んでおり、
前記第１のノードは前記反転入力に接続され、前記第２
のノードは前記非反転入力に接続されることを特徴とす
る温度センサ。 - 【請求項１８】 周囲の温度を測定する方法において、 （Ａ）所定の温度係数を有するように不純物によって選
択的にドーピングされそのインピーダンスが周囲の温度
の変化に従って変動する集積回路素子を提供するステッ
プと、 （Ｂ）前記素子の前記インピーダンスと関数関係を有す
る電気的出力を発生するステップと、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項１９】 自動車におけるエンジン・オイル温
度、冷却剤温度、排気温度、ブレーキ温度、キャビン温
度、外部空気温度、エアコン温度などの自動車関連の温
度パラメータを測定する測定装置において、 測定されている自動車関連の温度パラメータを受信する
ように露出され、前記自動車関連の温度パラメータと関
数関係を有する差動出力を発生する温度センサと、 前記温度応答手段に接続されており、前記差動出力を増
幅し、利得を有する増幅器手段と、 前記温度パラメータの変動に応答して前記増幅器手段の
前記利得を調節し、前記温度パラメータを示す電気信号
を発生する手段と、 を備えていることを特徴とする測定装置。 - 【請求項２０】 請求項１９記載の温度センサにおい
て、前記温度応答手段は、前記温度パラメータと関数関
係を有する第１の基準電圧を発生する第１のアームと前
記温度パラメータと関数関係を有する第２の基準電圧を
発生する第２のアームとを有するフルブリッジ抵抗回路
を含むブリッジ手段を備えていることを特徴とする温度
センサ。 - 【請求項２１】 請求項２０記載の温度センサにおい
て、前記第１のアームは、第１の温度係数を有する第１
の抵抗と、第２の温度係数を有する第２の抵抗と、前記
第１の抵抗と前記第２の抵抗との間の第１のノードとを
含んでおり、前記第１の温度係数は前記第２の温度係数
とは異なっていることを特徴とする温度センサ。 - 【請求項２２】 請求項２１記載の温度センサにおい
て、前記温度応答手段は、所定の温度係数を有する第３
の抵抗と、前記第３の抵抗の前記温度係数とは異なる所
定の温度係数を有する第４の抵抗と、前記第３の抵抗と
前記第４の抵抗との間のノードとを有する第２の抵抗ア
ームを含んでおり、前記温度パラメータの変化の結果と
して前記ノードにおける前記基準電圧の変化が生じるこ
とを特徴とする温度センサ。 - 【請求項２３】 請求項１９記載の温度センサにおい
て、前記増幅器手段は演算増幅器を含んでおり、前記演
算増幅器は、前記第１のノードに電気的に接続された反
転入力と、前記第２のノードに電気的に接続された非反
転入力と、出力とを含むことを特徴とする温度センサ。 - 【請求項２４】 請求項２３記載の温度センサにおい
て、前記温度パラメータの変動に応答して前記増幅器手
段の前記利得を調節する前記手段は、前記演算増幅器の
前記反転入力と前記出力との間に接続された帰還抵抗を
含み、前記帰還抵抗は所定の温度係数を含んでおり、前
記温度パラメータが変動すると前記帰還抵抗の抵抗値が
前記演算増幅器の前記利得を自動的に調節するように変
動することを特徴とする温度センサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US286784 | 1981-07-27 | ||
| US28678494A | 1994-08-05 | 1994-08-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0862055A true JPH0862055A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=23100151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7190593A Pending JPH0862055A (ja) | 1994-08-05 | 1995-07-26 | 温度測定方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5795069A (ja) |
| EP (1) | EP0695933A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0862055A (ja) |
| CA (1) | CA2150502A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013148555A1 (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-03 | Analog Devices, Inc. | Temperature sensor and an infrared detector including such a sensor |
| US8816280B2 (en) | 2012-03-21 | 2014-08-26 | Analog Devices, Inc. | Infrared sensor |
| JP2015500494A (ja) * | 2011-12-15 | 2015-01-05 | ヴァレオ システム ドゥ コントロール モトゥール | 温度測定方法 |
| CN111964797A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-11-20 | 广东天波信息技术股份有限公司 | 一种测温设备自学习测温方法、测温系统及测温设备 |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6437634B1 (en) * | 1997-11-27 | 2002-08-20 | Nec Corporation | Semiconductor circuit in which distortion caused by change in ambient temperature is compensated |
| US6107861A (en) * | 1998-01-27 | 2000-08-22 | Bristol Babcock, Inc. | Circuit for self compensation of silicon strain gauge pressure transmitters |
| WO1999052722A1 (en) | 1998-04-13 | 1999-10-21 | Ssi Technologies, Inc. | Method and apparatus for sensing tire pressure in a vehicle wheel |
| TW521240B (en) | 1998-12-10 | 2003-02-21 | Sanyo Electric Co | Liquid crystal driving integrated circuit |
| JP3573984B2 (ja) * | 1998-12-15 | 2004-10-06 | 三洋電機株式会社 | 液晶駆動集積回路 |
| US6512412B2 (en) * | 1999-02-16 | 2003-01-28 | Micron Technology, Inc. | Temperature compensated reference voltage circuit |
| EP1081477B1 (en) * | 1999-08-31 | 2006-10-18 | STMicroelectronics S.r.l. | CMOS Temperature sensor |
| WO2001084518A1 (en) * | 2000-05-01 | 2001-11-08 | Isc/Us, Inc. | Data capture and logging with passive rf transmission |
| JP4236402B2 (ja) | 2001-10-09 | 2009-03-11 | 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
| KR100475736B1 (ko) * | 2002-08-09 | 2005-03-10 | 삼성전자주식회사 | 고속 테스트에 적합한 편이온도 검출회로를 갖는온도감지기 및 편이온도 검출방법 |
| US7014357B2 (en) | 2002-11-19 | 2006-03-21 | Rosemount Aerospace Inc. | Thermal icing conditions detector |
| WO2004049401A2 (en) * | 2002-11-21 | 2004-06-10 | Sanmina-Sci Corporation | Laser trimming of resistors |
| US6972391B2 (en) * | 2002-11-21 | 2005-12-06 | Hadco Santa Clara, Inc. | Laser trimming of annular passive components |
| US7297896B2 (en) * | 2002-11-21 | 2007-11-20 | Hadco Santa Clara, Inc. | Laser trimming of resistors |
| CN100351619C (zh) * | 2003-09-28 | 2007-11-28 | 矽创电子股份有限公司 | 温度测量方法 |
| KR100541824B1 (ko) * | 2003-10-06 | 2006-01-10 | 삼성전자주식회사 | 반도체 집적회로에 채용하기 적합한 온도감지 회로 |
| JP4535367B2 (ja) * | 2004-05-24 | 2010-09-01 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 集積回路装置 |
| KR100699826B1 (ko) | 2004-06-14 | 2007-03-27 | 삼성전자주식회사 | 하나의 브랜치를 이용하여 다수개의 검출 온도 포인트를제공하는 온도 감지기 및 편이 온도 검출 방법 |
| KR100707306B1 (ko) * | 2005-03-03 | 2007-04-12 | 삼성전자주식회사 | 온도에 반비례하는 다양한 온도계수들을 가지는 기준 전압발생기 및 이를 구비하는 디스플레이 장치 |
| US7405552B2 (en) * | 2006-01-04 | 2008-07-29 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor temperature sensor with high sensitivity |
| KR100854463B1 (ko) | 2007-05-21 | 2008-08-27 | 주식회사 하이닉스반도체 | 온도센서회로 및 이를 이용한 반도체 메모리 장치 |
| US7760084B2 (en) * | 2007-12-07 | 2010-07-20 | Paksense, Inc. | Redundant monitoring |
| US7902625B2 (en) * | 2008-04-21 | 2011-03-08 | International Business Machines Corporation | Metal-gate thermocouple |
| US8092084B2 (en) * | 2008-07-28 | 2012-01-10 | Finesse Solutions, Llc | System and method for temperature measurement |
| US20100277223A1 (en) * | 2009-05-04 | 2010-11-04 | Fred Mirow | Voltage/current reference using thermal electric feedback |
| US8337082B2 (en) | 2009-05-08 | 2012-12-25 | Canon U.S. Life Sciences, Inc. | Systems and methods for auto-calibration of resistive temperature sensors |
| AU2010206053B2 (en) | 2009-07-31 | 2014-08-07 | ResMed Pty Ltd | Wire Heated Tube with Temperature Control System, Tube Type Detection, and Active Over Temperature Protection for Humidifier for Respiratory Apparatus |
| US8618786B1 (en) * | 2009-08-31 | 2013-12-31 | Altera Corporation | Self-biased voltage regulation circuitry for memory |
| KR101896412B1 (ko) * | 2011-08-01 | 2018-09-07 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | 폴리 실리콘 저항, 이를 포함하는 기준 전압 회로, 및 폴리 실리콘 저항 제조 방법 |
| US9347836B2 (en) * | 2011-11-15 | 2016-05-24 | Ati Technologies Ulc | Dynamic voltage reference for sampling delta based temperature sensor |
| NZ794445A (en) | 2013-02-01 | 2024-05-31 | ResMed Pty Ltd | Wire heated tube with temperature control system for humidifier for respiratory apparatus |
| CN107750420B (zh) * | 2015-12-07 | 2020-04-17 | 富士电机株式会社 | 电压生成电路及过电流检测电路 |
| US10830719B2 (en) | 2017-09-19 | 2020-11-10 | Baker Hughes Holdings Llc | Devices and related methods for estimating accumulated thermal damage of downhole components |
| US11333558B2 (en) | 2018-11-06 | 2022-05-17 | Globalfoundries U.S. Inc. | Boolean temperature sensing using phase transition material |
| WO2020263175A1 (en) * | 2019-06-25 | 2020-12-30 | Choon How Lau | Circuit arrangement and method of forming the same |
| US12098964B2 (en) * | 2021-09-24 | 2024-09-24 | Apple Inc. | Resistive hotspot temperature sensor |
| CN114650019B (zh) * | 2022-05-20 | 2022-09-20 | 成都信息工程大学 | 一种任意增益温度系数放大器电路 |
| US11831314B1 (en) * | 2022-08-31 | 2023-11-28 | Apple Inc. | Ratiometric current or voltage source circuit with reduced temperature dependence |
| WO2025257557A1 (en) * | 2024-06-14 | 2025-12-18 | Pragmatic Semiconductor Ltd | Integrated circuit |
| GB202408580D0 (en) * | 2024-06-14 | 2024-07-31 | Pragmatic Semiconductor Ltd | Temperature sensor |
Family Cites Families (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2971379A (en) * | 1956-08-24 | 1961-02-14 | Weisheit Georg | Resistance thermometer |
| US3198012A (en) * | 1961-03-29 | 1965-08-03 | Texas Instruments Inc | Gallium arsenide devices |
| US3188594A (en) * | 1962-01-25 | 1965-06-08 | Gen Electric | Thermally sensitive resistances |
| DE1272009B (de) * | 1963-11-04 | 1968-07-04 | G S T Ges Fuer Selbsttaetige T | Elektrische Brueckenschaltung mit Verstaerker zur Verwendung als Messumformer, insbesondere fuer Temperaturen |
| US3577074A (en) * | 1968-10-15 | 1971-05-04 | Keithley Instruments | Bridge measuring circuit |
| US3612535A (en) * | 1969-01-30 | 1971-10-12 | Pennsylvania Electroics Techno | Body heat comparison game |
| US3817104A (en) * | 1970-12-02 | 1974-06-18 | Itt | Temperature measuring voltage to current converter |
| FR2123179B1 (ja) * | 1971-01-28 | 1974-02-15 | Commissariat Energie Atomique | |
| GB1419378A (en) * | 1972-01-06 | 1975-12-31 | Electrothermal Eng Ltd | Electrical measuring device providing output signal varying linearly with sensed physical condition |
| DE2307296C3 (de) * | 1973-02-14 | 1980-02-21 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Anordnung zur Messung von Temperaturen |
| US4004462A (en) * | 1974-06-07 | 1977-01-25 | National Semiconductor Corporation | Temperature transducer |
| US4171509A (en) * | 1978-01-19 | 1979-10-16 | Signetics Corporation | Bridge drive circuit and method |
| US4229692A (en) * | 1978-10-25 | 1980-10-21 | Burr-Brown Research Corporation | Linear low drift bridge amplifier |
| US4224537A (en) * | 1978-11-16 | 1980-09-23 | Motorola, Inc. | Modified semiconductor temperature sensor |
| US4243898A (en) * | 1978-11-16 | 1981-01-06 | Motorola, Inc. | Semiconductor temperature sensor |
| US4205556A (en) * | 1979-02-12 | 1980-06-03 | Rockwell International Corporation | Circuitry for strain sensitive apparatus |
| US4320664A (en) * | 1980-02-25 | 1982-03-23 | Texas Instruments Incorporated | Thermally compensated silicon pressure sensor |
| JPS57110929A (en) * | 1980-12-18 | 1982-07-10 | Mitsubishi Electric Corp | Temperature detection circuit |
| JPS57180101A (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-06 | Hitachi Ltd | High temperature thermistor |
| DE3231996C2 (de) * | 1982-08-27 | 1988-05-05 | Endress U. Hauser Gmbh U. Co, 7867 Maulburg | Widerstandsthermometer |
| DE3319605A1 (de) * | 1983-05-30 | 1984-12-06 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Sensor mit polykristallinen silicium-widerstaenden |
| DE3330841A1 (de) * | 1983-08-26 | 1985-03-14 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Auswerteschaltungen fuer passive messgroessenaufnehmer |
| DE3431811A1 (de) * | 1984-08-30 | 1986-03-13 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Halbleiter-temperatursensor |
| JPS62245602A (ja) * | 1986-04-17 | 1987-10-26 | 鐘淵化学工業株式会社 | 温度検出器 |
| US4890052A (en) * | 1988-08-04 | 1989-12-26 | Texas Instruments Incorporated | Temperature constant current reference |
| US5030849A (en) * | 1989-06-30 | 1991-07-09 | Analog Devices, Inc. | Monolithic ratiometric temperature measurement circuit |
| US5159277A (en) * | 1990-10-24 | 1992-10-27 | The Perkin Elmer Corporation | Precision bridge circuit using a temperature sensor |
| US5137370A (en) * | 1991-03-25 | 1992-08-11 | Delta M Corporation | Thermoresistive sensor system |
| US5243319A (en) * | 1991-10-30 | 1993-09-07 | Analog Devices, Inc. | Trimmable resistor network providing wide-range trims |
| US5398194A (en) * | 1991-11-22 | 1995-03-14 | Kulite Semiconductor Products, Inc. | Electronic sensing circuit using piezoresistors |
| US5382841A (en) * | 1991-12-23 | 1995-01-17 | Motorola, Inc. | Switchable active bus termination circuit |
| US5282685A (en) * | 1992-01-10 | 1994-02-01 | Anderson Instrument Company, Inc. | Electronic thermometer with redundant measuring circuits and error detection circuits |
| US5463904A (en) * | 1994-02-04 | 1995-11-07 | The Foxboro Company | Multimeasurement vortex sensor for a vortex-generating plate |
| US5447073A (en) * | 1994-02-04 | 1995-09-05 | The Foxboro Company | Multimeasurement replaceable vortex sensor |
| US5489547A (en) * | 1994-05-23 | 1996-02-06 | Texas Instruments Incorporated | Method of fabricating semiconductor device having polysilicon resistor with low temperature coefficient |
-
1995
- 1995-05-30 CA CA002150502A patent/CA2150502A1/en not_active Abandoned
- 1995-06-27 EP EP95401521A patent/EP0695933A1/en not_active Withdrawn
- 1995-07-26 JP JP7190593A patent/JPH0862055A/ja active Pending
-
1997
- 1997-01-02 US US08/778,164 patent/US5795069A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015500494A (ja) * | 2011-12-15 | 2015-01-05 | ヴァレオ システム ドゥ コントロール モトゥール | 温度測定方法 |
| US10240987B2 (en) | 2011-12-15 | 2019-03-26 | Valeo Systemes De Controle Moteur | Temperature measurement method |
| US8816280B2 (en) | 2012-03-21 | 2014-08-26 | Analog Devices, Inc. | Infrared sensor |
| WO2013148555A1 (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-03 | Analog Devices, Inc. | Temperature sensor and an infrared detector including such a sensor |
| US9476772B2 (en) | 2012-03-29 | 2016-10-25 | Analog Devices, Inc. | Temperature sensor and an infrared detector including such a sensor |
| CN111964797A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-11-20 | 广东天波信息技术股份有限公司 | 一种测温设备自学习测温方法、测温系统及测温设备 |
| CN111964797B (zh) * | 2020-08-27 | 2022-04-08 | 广东天波信息技术股份有限公司 | 一种测温设备自学习测温方法、测温系统及测温设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2150502A1 (en) | 1996-02-06 |
| EP0695933A1 (en) | 1996-02-07 |
| US5795069A (en) | 1998-08-18 |
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