JPS5999322A - 絶対温度比例回路 - Google Patents

絶対温度比例回路

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JPS5999322A
JPS5999322A JP21162582A JP21162582A JPS5999322A JP S5999322 A JPS5999322 A JP S5999322A JP 21162582 A JP21162582 A JP 21162582A JP 21162582 A JP21162582 A JP 21162582A JP S5999322 A JPS5999322 A JP S5999322A
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collector
emitter
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Harunori Sato
里 治則
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    • 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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、絶対温度1こ高精度に比例した出力を得る
ための絶対温度比例回1fiiに関するものである。
従来、物理量として広いダイナミックレンジのものを電
気信号に変換する際、対数圧縮して用いる場合が多い。
この場合、トランジスタのベース・エミッタ特性を応用
することが一般的で、絶対温度に比例する信号量となり
、これらを補正するためにも絶対温度比例回路は重要で
ある。
第1図は従来の絶対温度比例回路の一例を示すものであ
り、CM!、 Ch4zは定電流供給源、R,はバイア
ス電圧設定抵抗器、QIIQ2は第1.第2の入力トラ
ンジスタ、RHは信号電圧−電流変換用抵抗器、Qpl
t Qpg + Qpsは第5.第6.第7のトランジ
スタでPNP型の第2のカレントミラーを構成し、Q”
 s Q’は第3.第4のトランジスタでNPN5の第
1のカレントミラーを構成している。Qp4は出力用P
NP )ランジスタ、Ruは出力抵抗器、vBは電源、
DI、DIはダイオード、Toは出力端子である。
次に動作について説明する。第1図において、定電流供
給源CM1. CM2より電流It 、 12が供給さ
れ、各々ダイオードDi 、 D2を介してバイアス電
圧設定抵抗器ROに流れ込み、各ダイオードDI。
D2のアノードの電位v、 、 Vgは、V1= VB
Il+ + Ro (It + I2)    …−−
(11Vz = VBEt + Ro (It + I
g )    −−−(2まただし、VBEI 、 V
BEgはダイオードDt 、 Daの順方向の降下重圧
である。
電位Vl 、 Vzを介して信号電圧−電流変換用抵抗
器R11の両端1間の電圧ΔV1は、 ΔVs = (Vt −VBEnl) −(Vg −V
BEng )= (Vnxt −vBlln ) + 
(VnEnt −VBEng )第(3)7式において
、At 、 At 、 I2. EtはダイオードDI
。
DI、および入力トランジスタQt 、 Q2のエミツ
タ面積比、VBEIB 、 VBEnx  は入力トラ
ンジスタQt+Qzのベース・エミッタ間鴫圧であり、
It、I2は定電流供給源CMl、 CM*を抵抗比(
または面積比)で設定可能となり、Kl 、 Kg 、
 I4は上記第(4)式で表わされ、温度に依存しない
。
2 に1 = □ I 2 に4 = □ 1 第+31 、 (41式より、 ΔVl!に、T           ・・・・・・・
・・(5)ただし、K6= −−Jn KIK8 I4
となる。
前記第+31’式の第2項が成立するためには、後に述
べるように、入力トランジスタQ1. Q2のコレクタ
電流は等しくなるように設定しである。
次に、第(5)式より信号電圧−電流変換用抵抗器R1
1に流れる電流1toは、 1t 流II OはP N I)カレントミラーを構成
するトランジスタQp1のコレクタ電流として流れ、ト
ランジスタQp2のコレクタ側にはトランジスタQPI
 IQp2のコレクタ面積比に比例した電流11tが流
れ、ただし、A = CF2 / CPI ; Cps
 、 CpsはトランジスタQPI I QP2のコレ
クタ面積である。
電流1. t tはNPNカレントミラーを構成するト
ランジスタQ4のコレクタ電流として流れ、トランジス
タq8のコレクタ側に流れる′螺流Igoは、Iaa 
 =  B  11t A、B = 2              ・・・・
・・・・・(9)ただし、B = Es /E4 ; 
Ea 、 I4はトランジスタQs 、 Q4のエミッ
タ面積である。
そこで、第(9)式に設定すると、第te+ 、 ts
t式より、Iso = 21so          
 −書・−―・・−・αω第(61、+1CI式よりト
ランジスタQ!に流れるコレクタ電流■!Oは、 第+61 、 +11式より、入力トランジスタQ1.
 Q2のエミッタ電流は等しく、前記第(3)′式カダ
成立することになる。
次に、出力用PNP )ランジスタQP4とトランジス
タQp2のコレクタ面積を等しクシ、出力抵抗器Ruか
ら出力端子TOを介して出力V(1を取り出すと、第f
5) 、 +71式より Vo  =  Its  Rlg Δ■1 =A□・ Rti 1 = AKs ’f = K6 T                  ・
・・・・・・・・07J上記fjSa’a式より、定電
流供給源CM+ 、 CM2の電流比、ダイオードDs
 、 Dt 、入力トランジスタQteq2のエミツタ
面積比を設定することにより、任意の定数1(6を伴っ
た絶対温度に比例する出力電圧が得られる。
しかしながら第1図に示す従来の回路では、定電流回路
CM+ 、 CM!および、ダイオードD、 、 D2
がトランジスタQ1.Qtと並列になっており、11゜
12の電流比とIxo、Izoの電流比は各々独立して
おり、その電流比のバラツキも加算されることになるた
め、出力電圧の精度低下の原因となる。
本発明はこのような従来のものの問題点に鑑みてなされ
たもので、m 1 m NN 2の入力トランジスタの
各々のエミッタに’lfz 1 、 Sj% 2のダイ
オードのアノードを接わ6し、該第1.第2のダイオー
ドのカソード間に電流設定用抵抗を接続し、上記第2の
ダイオードのカソードに第1のカレントミラーの一方の
トランジスタのコレクタを接続し、上記第1.第2の入
力トランジスタのコレクタに、第1のカレントミラーと
送導′也型の第2のカレントミラーの一方のトランジス
タのコレクタ、エミッタを接続することにより、h4成
が1■単で出力電圧の精度を大きく同上できる絶対温度
比例回路を提供することを目的としている。
以下本発明の実施例を図について説明する。
第2図は本発明による絶対温度比例回路の一実施例を示
し、図において第1図と同一符号は同−又は相当部分を
示す。■4は第1.第2の入力トランジスタQ=、Q2
への定電圧バイアス酸分であり、該第1.第2の入力ト
ランジスタのエミツタ面積比はX:I(X>1)であり
、またDB、D4はΔ■BE発生用の第1 、 %g 
2のダイオードで、これらのエミツタ面積比はX:lで
ある。
次に動作の説明をする。バイアス電圧v4を介して、信
号電圧−電流変換用抵抗器Ratの両端間の電圧Δv2
は、(稀式となる。
ΔVg = (Vg−VBgI−v、、a)−(V2−
Vniz−VD4)= VBE2− VBgI  + 
VD4− VDsT = −In  Klt ・Ktg −Kn      
・−・・・−、、、(13第+131’式において、E
s 、 K4はダイオードD8 。
D4めエミツタ面積比である。また、前記i61〜(1
11式〕説明ノ如く、I+o = Itoとなり、Kt
a = 1となるので、上記電圧Δv2は圓式となる。
T ΔVz  = −In  K11− Kt2     
    ・・・・・・・・・(14) 9 また同様に、前記(121式の説明に沿って、出力抵抗
R12から出力端子−roを介して出力VOを取り出す
と、 Vo = 111・R2 =に14・T               ・・・・
・・・・・(15)上記h51.(153式より、トラ
ンジスタQ!、Q2およびダイオードDIl、D4の面
積比を設定することにより、任意の定数に14を伴った
、絶対値に比例する出力が得られる。
本実施例による絶対温度比例回路では1.I6)式から
明らかlj材に、Kxz 、 KtaにはI+o 、 
It+の電流比のバラツキのみしか含まれないので、出
力゛4圧の精度が向上することは明らかである。
また、本実施例による絶対温度比例回路は、トランジス
タ、ダイオードおよび抵抗で椛成できるため、簡潔でし
かも高精度の出力を得ることができる。したがって産業
用および民生用?業回路に応用できる。
なお上記実施例ではカレントミラーの面積比に関してA
−B=2の場合について説明したが、これはA −B 
) 2であっても良い。
以上のように本発明に係る絶対温度比例回路によれば、
エミツタ面積比がx:i(x>1)の第1、第2の入力
トランジスタの各々のエミッタに、エミツタ面積比がX
:1の第1.第2のダイオードの各々のアノードを接続
し、該fil−tffi2のダイオードのカソード間に
電流設定用抵抗を接続し、エミツタ面積比が13=1の
第1のカレントミラーの一方のトランジスタのコレクタ
を上記第2のダイオードのカンードlc接続し、上記m
 lのカレントミラーと逆心電型でコレクタ曲積比が1
:A(A−B≧2)の第2のカレントミラーの一方のト
ランジスタのコレクタ、エミッタを各々上記% 1゜第
2の入力トランジスタのコレクタに接続し、出力トラン
ジスタのエミッタ、ベースを各々4源。
上記第2のカレントミラーの共通ベースに接続し、さら
に出力抵抗、出力端子を上記出力トランジスタのコレク
タ、アース間、出力トランジスタのコレクタに接続した
ので、非常に簡単な構成で出力電圧の精度を太き(向上
できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の絶対温度比例回路の一例を示す回路図、
第2図はこの発明の一実〃@例による絶対温度比例回路
を示す回路図である。 R1,・・・直流設定用抵抗(信号鴫圧−−流変換用抵
抗器)、a12・・・出力抵抗、Ql、Q2・・・第1
.第2の入力トランジスタ、Qpt 、 Qp2・・・
第5.第6のトランジスタ、QB、Q4・・・%3.z
(’:4のトランジスタ、Ql・4・・・出力トランジ
スタ、VB・・・1は源、v4・・・定電圧バイアス源
、Dll、D4・・・第1.第2のダイオード、  T
(+・−・出力端子。 なお、図中同−符吋は同一または相当部分を示す。 代理人  葛 野 信 −

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  エミツタ面積比がX:1(X>1)で各々の
    ベースが同じ定電圧バイアス源に接続された第1、第2
    の入力トランジスタと、エミツタ面積比がX:1で上記
    第1.第2の入力トランジスタのエミッタに各々のアノ
    ードが接続された第l、第2のダイオードと、該第1.
    第2のダイオードのカソード間に接続された電流設定用
    抵抗と、エミツタ面積比がB:1の第3.第4のトラン
    ジスタからなり第3のトランジスタのコレクタが上記第
    2のダイオードのカンードに接続された第1のカレント
    ミラーと、該第1のカレントミラーと逆の導電型を有す
    るコレクタ面積比が1 :A(A−B≧2)の第5.第
    6のトランジスタがらなり第5のトランジスタのエミッ
    タが上記第2の入力トランジスタのコレクタとともに電
    源にv2続されそのコし29が上記第1の入力トランジ
    スタのコレクタに接続された第2のカレントミラーと、
    そのエミッタ、ベースがそれぞれ電源、上記第2のカレ
    ントミラーの共通ベースに接続された出力トランジスタ
    と、該出力トランジスタのコレクタとアースとの間に接
    続された出力抵抗と、上記出力トランジスタのコレクタ
    に接続された出力端子とを備えたことを特徴とする絶対
    温度比例回路。
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