專利名稱：溫度檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用半導(dǎo)體電路的溫度特性的溫度檢測電路。
背景技術(shù)：
圖11是傳統(tǒng)溫度檢測電路的示意圖。
該溫度4企測電路由正電源端子001、負(fù)電源端子002、基準(zhǔn)電壓 電路200、溫度傳感器電路300、比較器400、及輸出端子700構(gòu)成。
基準(zhǔn)電壓電路200的負(fù)極與負(fù)電源端子002連接，以正極作為輸 出端子101，與比較器400的反相輸入端子連接，在規(guī)定溫度下輸出 與溫度傳感器電路300的輸出電壓相等的參考電壓。
溫度傳感器電路300由恒流源310和二極管320構(gòu)成，恒流源310 的一端與正電源端子OOl連接，另一端與二極管320的陽極連接，二 極管320的陰極與負(fù)電源端子002連接，二極管320以陽極作為輸出 端子100與比較器400的非反相輸入端子連接，輸出具有隨溫度上升 而降低的特性的電壓。
比較器400的輸出端子與溫度檢測電路的輸出端子700連接，對(duì) 基準(zhǔn)電壓電路200的參考電壓和溫度傳感器電路300的輸出電壓進(jìn)行 比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出負(fù)電源電位或正電源電位。
接著，就該溫度檢測電路的工作進(jìn)行說明。
圖12的V100是溫度傳感器電路300的輸出端子100的電壓，V101 是基準(zhǔn)電壓電路200的輸出端子101的電壓。當(dāng)溫度低于規(guī)定溫度時(shí)， 輸出電壓V100大于參考電壓VlOl，因此比4交器400輸出正電源電位。 當(dāng)溫度高于規(guī)定溫度時(shí)，溫度傳感器電路300的輸出電壓V100小于 參考電壓VIOI,因此比較器400輸出負(fù)電源電位。因而，該溫度4企測電路在規(guī)定溫度下進(jìn)行切換輸出邏輯的工作，可檢測出規(guī)定溫度
(參照專利文獻(xiàn)1:日本特許第3139194號(hào))。
在此，參考電壓V101被調(diào)整為在規(guī)定溫度下與溫度傳感器電路 300的輸出電壓V100相等，但即便在調(diào)整后也出現(xiàn)圖中的△ V那樣的 偏差。
該參考電壓V101的偏差厶V在溫度檢測電路中成為引起檢測溫 度的偏差A(yù)T的因素。于是，在傳統(tǒng)溫度檢測電路中，通過使恒流源 310具有負(fù)溫度特性或增加二極管320的串聯(lián)連接數(shù)目，來使輸出電 壓V100的溫度梯度陵峭，以抑制參考電壓V101的偏差A(yù)V對(duì)4企測溫 度的偏差A(yù)T產(chǎn)生的影響。
在溫度檢測電路中，當(dāng)變更檢測的溫度時(shí)， 一般變更基準(zhǔn)電壓電 路200的參考電壓V101,而不更改溫度傳感器電路300的特性。
但是，在上述的溫度檢測電路中，如圖13所示，當(dāng)考慮兩個(gè)規(guī) 定溫度Tx和Ty的場合，在溫度低于Tx的Ty時(shí)的參考電壓V101y 的電位高于V101x。即，規(guī)定溫度的設(shè)定范圍越向低溫側(cè)擴(kuò)大，輸出 電壓V100和參考電壓V101就越高，存在使溫度4企測電路的最低工作 電壓上升的問題。相反，在利用具有正溫度梯度的溫度傳感器電路的 場合，規(guī)定溫度的設(shè)定范圍越向高溫側(cè)擴(kuò)大，輸出電壓V100和參考 電壓V101就越高，存在使溫度檢測電路的最低工作電壓上升的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于傳統(tǒng)技術(shù)的上述問題構(gòu)思而成，其目的在于即便擴(kuò)大 檢測溫度范圍的場合也抑制最低工作電壓的上升。
為了解決傳統(tǒng)技術(shù)的問題，本發(fā)明的溫度^r測電路采用如下結(jié)構(gòu)。 一種溫度檢測電路，其特征在于包括輸出對(duì)應(yīng)于溫度的輸出電 壓的溫度傳感器電路；輸出參考電壓的基準(zhǔn)電壓電路；比較所述溫度 傳感器電路的輸出電壓和所述參考電壓的比較電路；以及輸入控制信 號(hào)和所述比較電路的輸出信號(hào)，輸出以規(guī)定溫度為界反相的檢測信號(hào)的邏輯電路，其中，所述溫度傳感器電路具有調(diào)整所述輸出電壓的特 性的功能，所述邏輯電路具有根據(jù)所述控制信號(hào)在所述比較電路的輸 出信號(hào)的有效范圍內(nèi)使檢測信號(hào)反相的功能。 (發(fā)明效果)
依據(jù)本發(fā)明的溫度^r測電路，由于溫度傳感器電路具有調(diào)整輸出
電壓特性的功能，且邏輯電路具有根據(jù)控制信號(hào)在比較電路的輸出信 號(hào)的有效范圍內(nèi)使檢測信號(hào)反相的功能，即便擴(kuò)大檢測溫度范圍的情 況下也能抑制最4氐工作電壓的上升。


圖l是本發(fā)明的溫度檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明第 一實(shí)施方式的溫度檢測電路中的溫度傳感器電路 的示意圖。
圖3是圖2的溫度傳感器電路的特性示意圖。 圖4是本發(fā)明第一實(shí)施方式的溫度檢測電路的工作示意圖。 圖5是本發(fā)明第二實(shí)施方式的溫度檢測電路中的溫度傳感器電路 的示意圖。
圖6是圖5的溫度傳感器電路的特性示意圖。 圖7是本發(fā)明第二實(shí)施方式的溫度檢測電路的工作示意圖。 圖8是本發(fā)明第二實(shí)施方式的另一例溫度傳感器電路的示意圖。 圖9是圖8的溫度傳感器電路的特性示意圖。 圖10是本發(fā)明第二實(shí)施方式的另一例溫>1檢測電路的工作示意圖。 圖11是傳統(tǒng)溫度檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖12是傳統(tǒng)溫度檢測電路的特性示意圖。 圖13是傳統(tǒng)溫度檢測電路的特性示意圖。 (符號(hào)說明)
001 正電源端子；002 負(fù)電源端子；100 溫度傳感器電路的輸 出端子；101 基準(zhǔn)電壓電路的輸出端子；102 比較器的輸出端子；200基準(zhǔn)電壓電路；300、 300a、 300b 溫度傳感器電路；310、 311 恒流源；320、 321 二極管；330、 331、 332 開關(guān)；400 比較器； 500 邏輯電路；600 輸入端子；700 輸出端子；V100 端子100 的電壓；VlOl、 V101x、 V101y 端子101的電壓；V102 端子102 的電壓；V600 端子600的電壓；V700 端子700的電壓。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。 (實(shí)施方式1)
圖l是第一實(shí)施方式的溫度檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是表示 一例第一實(shí)施方式的溫度檢測電路中的溫度傳感器電路300的電路圖。
第一實(shí)施方式的溫度檢測電路由正電源端子001、負(fù)電源端子 002、基準(zhǔn)電壓電路200、溫度傳感器電路300、比較器400、邏輯電 3各500、輸入端子600、及輸出端子700構(gòu)成。
基準(zhǔn)電壓電路200的負(fù)極與負(fù)電源端子002連接、以正極作為輸 出端子101,與比較器400的反相輸入端子連接?；鶞?zhǔn)電壓電路200 的參考電壓通過利用熔絲補(bǔ)償或EEPROM變更電阻或MOS晶體管等 元件尺寸來進(jìn)行調(diào)整，從而在規(guī)定溫度下輸出與溫度傳感器電路300 的輸出電壓相等的參考電壓。
溫度傳感器電路300的輸出端子100與比較器400的非反相輸入 端子連接。溫度傳感器電路300例如圖2所示，由以下部分構(gòu)成溫 度傳感器電路300a，由正電源端子OOl、負(fù)電源端子002、恒流源310、 及二極管320構(gòu)成，且恒流源320的一端與正電源端子001連接，另 一端與二極管320的陽極連接，二極管320的陰極與負(fù)電源端子002 連接，以二極管320的陽極作為輸出端子，輸出具有負(fù)溫度梯度的電 壓；溫度傳感器電路300b，由正電源端子OOl、負(fù)電源端子002、恒 流源311、及二極管321構(gòu)成，且恒流源321的一端與負(fù)電源端子002 連接，另一端與二極管321的陰極連接，二極管321的陽極與正電源端子001連接，以二極管321的陰極作為輸出端子，輸出具有正溫度 梯度的電壓；選擇溫度傳感器電路300a和溫度傳感器電路300b中的 某一個(gè)溫度傳感器電路的開關(guān)330、 331;以及輸出端子100。其中， 溫度傳感器電路300a或溫度傳感器電路300b的輸出電壓輸出到端子 100。
在此，溫度傳感器電路300a和300b可為輸出具有正負(fù)不同且大 小相等的溫度梯度的電壓的溫度傳感器電路，如圖2所示，溫度傳感 元件并不限于一個(gè)二極管，可為多個(gè)二極管串聯(lián)連接的溫度傳感元 件，或者由電阻等具有溫度特性的元件組合構(gòu)成。
比較器400的輸出端子102與邏輯電路500的一個(gè)輸入端子連接。 比較器400比較基準(zhǔn)電壓電路200的參考電壓和溫度傳感器電路300 的輸出電壓，并根據(jù)比較結(jié)果輸出負(fù)電源電位或正電源電位。
邏輯電路500的另一輸入端子與輸入端子600連接，輸出端子與 溫度檢測電路的輸出端子700連接。邏輯電路500響應(yīng)比較器400的 輸出信號(hào)和從輸入端子600輸入的控制信號(hào)，向端子700輸出負(fù)電源 電位或正電源電位。該場合的邏輯電路500例如可由OR電路構(gòu)成。
接著，就第一實(shí)施方式的溫度檢測電路的工作進(jìn)行說明。圖3是 第 一 實(shí)施方式的溫度傳感器電路的輸出特性的示意圖。3a表示溫度傳 感器電路300a的輸出電壓，3b表示溫度傳感器電路300b的輸出電壓。
圖4是第 一實(shí)施方式的溫度檢測電路的工作示意圖。V100表示溫 度傳感器電路300的輸出端子100的電壓，V101表示基準(zhǔn)電壓電路 200的輸出端子101的電壓，V102表示比較器400的輸出端子102的 電壓，V600表示輸入端子600的電壓，V700表示溫度檢測電路的輸 出端子700的電壓。
由于溫度傳感器電路300a、 300b的輸出電壓具有圖3所示的3a、 3b那樣的特性，溫度傳感器電路300的輸出電壓V100是例如通過控 制開關(guān)330、 331選擇各電壓中低的一方來獲得的。若設(shè)溫度傳感器 電路300a、 300b的輸出電壓具有交點(diǎn)的溫度為Ta,則V100在小于溫度Ta的范圍內(nèi)相對(duì)于溫度以 一定溫度梯度上升，以溫度Ta為頂點(diǎn)， 在溫度Ta以上的范圍內(nèi)以同樣的溫度梯度降低。
若利用具有這種溫度特性的溫度傳感器電路，則在將規(guī)定溫度Tx 設(shè)定為低于Ta的溫度時(shí)，與利用圖3所示的3a那樣特性的溫度傳感 器電路的場合相比，可將參考電壓V101設(shè)定為更低。但是，圖4的 V100和V101在包含規(guī)定溫度Tx的2個(gè)溫度上具有交點(diǎn)，因此比4支 器400可在該2個(gè)溫度上進(jìn)行切換輸出邏輯的工作。于是，通過從輸 入端子600輸入如V600那樣的控制信號(hào)，使輸出電壓V700僅在檢測 溫度1點(diǎn)上進(jìn)行切換輸出邏輯的工作?？蓹z測出規(guī)定溫度。
在此，控制開關(guān)330、 331的信號(hào)可為將比較溫度傳感器電路300a 或300b的輸出電壓和未圖示的另一基準(zhǔn)電壓電路輸出的參考電壓而 生成的邏輯進(jìn)行反相的信號(hào)，也可為將比較溫度傳感器電路300a的輸 出電壓和300b的輸出電壓而生成的邏輯進(jìn)行反相的信號(hào)。另外，輸 入到輸入端子600的控制信號(hào)可為與控制開關(guān)330、 331的信號(hào)相同 的信號(hào)，也可任意地從外部輸入信號(hào)。
溫度傳感器電路300a和300b輸出具有正負(fù)不同且大小相等的溫 度梯度的電壓，無論將規(guī)定溫度設(shè)定在哪個(gè)區(qū)域中，檢測溫度的精度 都不會(huì)改變。在圖4中，記載了規(guī)定溫度Tx設(shè)定為低于Ta的溫度時(shí) 的工作，但是當(dāng)規(guī)定溫度Tx設(shè)定為高于Ta的溫度時(shí)，控制信號(hào)V600 輸入反相的信號(hào)即可。
依據(jù)如以上那樣構(gòu)成的第一實(shí)施方式的溫度檢測電路，在維持檢 測溫度精度的情況下擴(kuò)大檢測溫度的設(shè)定范圍時(shí)，可抑制溫度^r測電 路的最低工作電壓的上升。 (實(shí)施方式2)
圖5是第二實(shí)施方式的溫度檢測電路中的溫度傳感器電路的電路 圖。第二實(shí)施方式的溫度檢測電路的溫度傳感器電路300由恒流源 310、 311、 二極管320、及開關(guān)332、 333構(gòu)成。
恒流源310的一端與正電源端子001連接，另一端與開關(guān)332連接，恒流源311的一端與正電源端子001連接，另一端與開關(guān)333連 接，二極管320的陰極側(cè)電極與負(fù)電源端子002連接，陽極側(cè)電極與 開關(guān)332的另一端和開關(guān)333的另一端和輸出端子100連接。
接著，就該溫度檢測電路的工作進(jìn)行說明。圖6的3c是在圖5 的溫度傳感器電路300中，恒流源310向二極管320供電時(shí)輸出端子 100的電壓，3是恒流源311向二極管320供電時(shí)輸出端子100的電 壓。圖7的V100是溫度傳感器電路300的輸出端子100的電壓，V101 是基準(zhǔn)電壓電路200的輸出端子101的電壓，V102是比較器400的 輸出端子102的電壓，V600是輸入端子600的電壓，V700是溫度檢 測電3各的輸出端子700的電壓。又，該場合的邏輯電^各500可由例如 使控制信號(hào)V600反相后輸入的NAND電路構(gòu)成。
通過根據(jù)溫度控制開關(guān)332、333并調(diào)整向二極管320供電的恒流 值，可獲得圖7所示的V100那樣的特性。若使用具有這種溫度特性 的溫度傳感器電路，則在將規(guī)定溫度Tx設(shè)定為低于Ta的溫度時(shí)，可 將參考電壓V101設(shè)定為比使用圖6所示的3c那樣特性的溫度傳感器 電路時(shí)更低。但是，圖7的V100和V101在包含規(guī)定溫度Tx的2個(gè) 溫度上具有交點(diǎn)，因此比較器400在2個(gè)溫度上進(jìn)行切換輸出邏輯的 工作。于是，通過從輸入端子600輸入如V600那樣的控制信號(hào)，輸 出電壓V700可只在檢測溫度1點(diǎn)上進(jìn)行切換輸出邏輯的工作，可檢 測出規(guī)定溫度。
在此，控制開關(guān)332、 333的信號(hào)可為比較溫度傳感器電路300 的輸出電壓和未圖示的另一基準(zhǔn)電壓電路輸出的參考電壓，并根據(jù)所 述輸出電壓是否高于所述參考電壓來使邏輯反相的信號(hào)。另外，輸入 到輸入端子600的控制信號(hào)可為與控制開關(guān)330、 331的信號(hào)相同的 信號(hào)，也可為任意地從外部輸入的信號(hào)。
在低溫時(shí)為了降低溫度傳感器電路的輸出電壓，可考慮減少串聯(lián) 連接的二極管數(shù)目的方案，但在這時(shí)，溫度傳感器電路的輸出電壓的 溫度梯度會(huì)變小，在低溫側(cè)檢測溫度精度會(huì)惡化。因此，如本發(fā)明的電路那樣，最好在不改變串聯(lián)連接的二極管數(shù)目的情況下，根據(jù)調(diào)整 電流值來降低電壓電平。
依據(jù)上述那樣的第二實(shí)施方式的溫度檢測電路，在維持檢測溫度 精度并擴(kuò)大檢測溫度的設(shè)定范圍的場合，可抑制溫度檢測電路的最低 工作電壓的上升。
另外，在第二實(shí)施方式的溫度^r測電路中，采用如圖9所示特性 的二極管320時(shí)，可通過作成如圖8所示溫度傳感器電路的電路結(jié)構(gòu) 來獲得同樣的效果。
圖10示出比較器400的輸出端子102的電壓V102、輸入端子600 的電壓V600、溫度傳感器電路300的輸出端子IOO的電壓VIOO、基 準(zhǔn)電壓電3各200的輸出端子101的電壓V101的工作波形，以及此時(shí) 的溫度檢測電路的輸出端子700的電壓V700的輸出波形。此時(shí)的邏 輯電路500可由例如NAND電路構(gòu)成。
在此，控制開關(guān)332、 333的信號(hào)可為比較溫度傳感器電路300 的輸出電壓和未圖示的另一基準(zhǔn)電壓電路輸出的參考電壓，并根據(jù)所 述輸出電壓是否高于所述參考電壓來使邏輯反相的信號(hào)。另外，輸入 到輸入端子600的控制信號(hào)可為與控制開關(guān)330、 331的信號(hào)相同的 信號(hào)，也可為任意地從外部輸入的信號(hào)。另外，輸入到輸入端子600 的控制信號(hào)可為與控制開關(guān)332、 333的信號(hào)相同的信號(hào)，也可在設(shè) 定規(guī)定溫度和參考電壓時(shí)固定邏輯。
為了在高溫時(shí)降低溫度傳感器電路的輸出電壓，可考慮減少串聯(lián) 連接的二極管數(shù)目的方案，但是在這時(shí)，溫度傳感器電路的輸出電壓 的溫度梯度會(huì)變小，在高溫側(cè)檢測溫度精度會(huì)惡化。因此，如本發(fā)明 的電路那樣，最好在不改變串聯(lián)連接的二極管數(shù)目的情況下，根據(jù)調(diào) 整電流值來降低電壓電平。
依據(jù)如上述的溫度檢測電路，也同樣地，在維持檢測溫度精度并 擴(kuò)大檢測溫度的設(shè)定范圍時(shí)，可抑制溫度檢測電路的最低工作電壓的 上升。
權(quán)利要求
1.一種溫度檢測電路，其特征在于包括輸出對(duì)應(yīng)于溫度的輸出電壓的溫度傳感器電路；輸出參考電壓的基準(zhǔn)電壓電路；比較所述溫度傳感器電路的輸出電壓和所述參考電壓的比較電路；以及輸入控制信號(hào)和所述比較電路的輸出信號(hào)，輸出以規(guī)定溫度為界反相的檢測信號(hào)的邏輯電路，所述溫度傳感器電路具有調(diào)整所述輸出電壓的特性的功能，所述邏輯電路具有根據(jù)所述控制信號(hào)在所述比較電路的輸出信號(hào)的有效范圍內(nèi)使檢測信號(hào)反相的功能。
2. 如權(quán)利要求1所述的溫度檢測電路，其特征在于所述溫度 傳感器電路具備多個(gè)溫度傳感元件，根據(jù)溫度選擇所述多個(gè)溫度傳感 元件的任意一個(gè)。
3. 如權(quán)利要求2所述的溫度檢測電路，其特征在于所述多個(gè) 溫度傳感元件是所述輸出電壓的溫度特性的斜度為絕對(duì)值相等且符 號(hào)相反的兩個(gè)溫度傳感器。
4. 如權(quán)利要求1所述的溫度檢測電路，其特征在于 所述溫度傳感器電路具備溫度傳感元件；使恒流流過所述溫度傳感元件的多個(gè)恒流電路；以及 切換所述多個(gè)恒流電路而連接到所述溫度傳感元件的開關(guān)電路， 根據(jù)溫度選擇所述多個(gè)恒流電路中的任意一個(gè)。
5. 如權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的溫度檢測電路，其特征在 于所述溫度傳感元件是二極管。
全文摘要
本發(fā)明提供即便擴(kuò)大檢測溫度的設(shè)定范圍，也可降低最低工作電壓的溫度檢測電路。在本發(fā)明的溫度檢測電路中，使溫度傳感器電路具有調(diào)整輸出電壓的電壓電平的功能，將在規(guī)定溫度下的溫度傳感器電路的輸出電壓和基準(zhǔn)電壓電路的參考電壓抑制為較低。
文檔編號(hào)G01K7/00GK101514925SQ20091011804
公開日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2009年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月18日
發(fā)明者五十嵐敦史 申請(qǐng)人:精工電子有限公司