DE2522437A1

DE2522437A1 - Temperaturmesswertwandler

Info

Publication number: DE2522437A1
Application number: DE19752522437
Authority: DE
Inventors: Robert C Dobkin
Original assignee: National Semiconductor Corp
Current assignee: National Semiconductor Corp
Priority date: 1974-06-07
Filing date: 1975-05-21
Publication date: 1975-12-18
Also published as: DE2522437C2; US4004462A; CA1030609A

Description

T emp eraturmeßwertwandler

Für die vorliegende Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden US-Anmeldung Serial-No» 4-77 323 vom 7„ Juni 1974-in Anspruch genommene

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Temperaturmeßwertwandler zur Temperaturmessung und -regelung, der ein Ausgangssignal liefert, das direkt der absoluten Temperatur in (⁰K) proportional ist«

Gegenwärtig zur Verfügung stehende elektrische Temperaturmeßfühler können entweder überhaupt nicht oder nur unter Schwierigkeiten in einen monolithischen Schaltungsbaustein einbezogen werden, der geeignete Versorgungs- und Ausgangskreise aufweist um einen einheitlichen Temperaturmeßwertwandler zu bilden_o Die Notwendigkeit eines derartigen Meßwertwandlers ist leicht einzusehen, wenn Vergleiche mit vorhandenen Temperaturmeß- und -regel-

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einrichtungen angestellt werden_o Ein derartiger Meßwertwandler erfordert keinen Leitungsanschluß zu weit entfernten Stellen, um mit einer stabilisierten Spannung versorgt zu werden, oder zur Verstärkung, zur Skaleneichung oder zur Durchführunganderer Maßnahmen am Ausgangssignal, bevor ein solches Ausgangssignal zur Messung oder Regelung eingesetzt werden kann₀ Außerdem ist die Verlustleistung innerhalb eines derartigen Meßwertumwandlers beträchtlich niedriger, als man sie bei vergleichbaren Temperaturmeßwertwandlern vorfindet, die gegenwärtig verfügbare Temperaturmeßfühler verwenden_e

Die Mehrzahl der heutzutage verfügbaren Temperaturmeßfühler kann nicht einfach in Meß- und Regeleinrichtungen eingesetzt werden, Thermoelemente haben verhältnismäßig niedrige Ausgangssignale, die schwierig auf stabile Weise zu verstärken sind₀ Außerdem erfordern Thermoelemente eine Kompensation an der nicht erwärmten Übergangsstelle,, Meßwertfühler mit Widerständen oder Thermistoren sind nichtlinear und damit von der angelegten Speisung abhängige Der Hauptnachteil derartiger Meßfühler ist jedoch, daß ihre Ausgangsspannungen oder -ströme nicht direkt auf irgend eine Temperaturskala bezogen sind_o

Bs ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen monolithisehen Temperaturmeßwertwandler zu schaffen, der ein Ausgangs signal cufweist, das sich direkt proportional zur Temperaturänderung verändert und direkt auf eine bekannte Temperaturskala bezogen ist, wobei dieser Temperaturmeßwertumwandler eine verhältnismäßig niedrige Verlustleistung aufweist und ein verhältnismäßig hohes Ausgangssignal entwickelte

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Der zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene Temperaturmeßwertwandler ist dadurch gekennzeichnet, daß er einen ersten Transistor umfaßt, der einen Parameter aufweist, der der Temperatur und einem zweiten Parameter des ersten Transistors proportional ist, sowie einen zweiten Transistor, der einen ersten Parameter aufweist, der der Temperatur und einem zweiten Parameter dieses Transistors proportional ist, umfaßt, daß eine Schaltung zur Konstanthaltung des Verhältnisses des genannten zweiten Parameters des ersten Transistors zum Wert des genannten zweiten Parameters des zweiten Transistors bei Änderungen der Temperatur vorgesehen ist, und daß eine Schaltung zur Erfassung des Unterschiedes zwischen den Werten der genannten ersten Parameter vorgesehen ist«

Diese und andere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch eine monolithische Schaltung erreicht, die die Temperaturempfindlichkeit der Differenz der Emitter-Basis-Spannungen bei Transistoren die bei verschiedenen Stromdichten betrieben werden, zur Anzeige der Temperatur ausnutzte Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ebruht auf dem Einsatz einer aktiven Parallel-Regelschaltung, die parallel zur Versorgungsspannung geschaltet ist, um die Betriebsspannung zu stabilisieren und um eine Bezugsspannung zu liefern, die nach außen, an den Stromversorgungsanschlüssen der monolithischen Schaltung, verfügbar isto Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in dem Einsatz eines Differentialverstärkers, der dazu verwendet wird, das Ausgangssignal des Temperaturmeßfühlers nach außen an einem Anschluß der monolithischen Schaltung verfügbar zu machen und ebenfalls, wenn gewünscht, eine Verschiebung des Pegels oder

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des Verstärkungsfaktors zu ermöglichen.

Die vorliegende Erfindung weist den entschiedenen Vorzug auf, daß sie ein Ausgangssignal liefert, das direkt in einem bekannten Temperaturmaßstab geeicht werden kann»

Die vorliegende Erfindung wird im weiteren beispielsweise und anhand der beigefügten Zeichnungen ausführlich beschriebene Es ζeigen8

ein schematisches Schaltbild eines gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Temperaturmeßwertumwandlers,

Figo 2, Figo 3 : Schaltbilder von Schaltungen, die zur Erläuterung des Prinzips der vorliegenden Erfindung dienen, und

Fig« 4 s ein Schaltbild der in Figo 1 schematisch

dargestellten erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung O

Es wird auf Fig_e 1 bezug genommen, dort ist ein Temperaturmeßwertwandler dargestellt, der nach der vorliegenden Erfindung ausgebildet worden ist und zwei Anschlüsse, 10 und 12, aufweist, die mit dem positiven, bzw_e negativen Pol einer (nicht dargestellten) Stromversorgungseinrichtung verbunden sind. Ein Ausgangssignal, das sich proportional mit den Variationen der Temperatur ändert, wird am Anschluß 14 abgegeben» Ein Spannungsregler 16 ist parallel

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zu der Versorgungsspannung geschaltet, um die Betriebsspannung zu stabilisieren und eine Bezugsspannung zu liefern, die nach außen, an den genannten Anschlüssen 10 und 12, zur Verfugung steht. Ein Temperaturmeßfühler 18 ist parallel zu dem Spannungsregler 16 geschaltete Ein Ausgang des Temperaturmeßfühlers 18 wird einem Eingang eines Differentialverstärkers 20 zugeführt, dessen anderer Eingang an einen Anschluß 22 angeschlossen ist_o Ein Ausgang des Differentialverstärkers 20 ist mit der Basis eines Transistors 24 verbunden, dessen Emitter an den Stromversorgungsanschluß 12 angeschlossen ist, und dessen Kollektor an einen Anschluß 14 angeschlossen ist« Die positive Versorgungsspannung an dem Anschluß 10 wird über eine Diode 26 und einen Widerstand an den Kollektor des Transistors 24 gelegte

Falls der in Figo 1 dargestellte Temperaturmeßfühler 18 ein Ausgangssignal liefern kann, das sich direkt proportional mit den Änderungen der Temperatur verändert und das direkt in einer bekannten Temperaturskala geeicht werden kann, so kann der erfindungsgemäße Meßwertwandler entweder als Proportionalregler oder als Zweipunktregler (on/off controller) eingesetzt werden» Wenn beispielsweise der Anschluß 14 mit dem Anschluß 22 verbunden ist, so bilden der Differentialverstärker 20 und der Ausgangskreis einschließlich des Transistors 24 einen Operationsverstärker„ Dementsprechend ist das zwischen den Anschlüssen 10 und 14 abgenommene Ausgangssignal direkt der Temperatur proportionale Eine derartige Schaltung bildet ein Thermometer oder einen Proportional-Temp er aturregl er _o Wenn jedoch eine Bezugsspannung an den Anschluß 22 geliefert wird, so wird ein Ausgangssignal immer dann an dem Anschluß 14 abgegeben, wenn die Ausgangsspannung des Temperatur-

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meßwertumwandlers niedriger als diese Bezugsspannung ist« Eine solche Schaltung bildet einen Zweipunktregler,,

Wie zuvor erwähnt, liefern die gegenwärtig bekannten Temperaturmeßfühler kein Ausgangssignal, das in direktem Zusammenhang mit einer bekannten Temperaturskala stehto Fast alle Schaltungselemente in einer monolithischen integrierten Schaltung sind temperatürempfindlichο Wahrscheinlich ist der am meisten verwendete temperaturabhängige Parameter die Emitter-Basis-Spannung eines npn-Transistors» Zur Erläuterung dieser Erscheinung wird auf den Artikel "Silicon Transistor Biasing for Linear Collector Current Dependence ^M von J₀S₀ Brugler im "IEEE Journal of Solid State Circuits", Seite 57-58, Juni 1957, verwiesen» Dieser temperaturempfindliche Kennwert der Emitter-Basis-Spannung eines npn-Transistors ist zur Verwendung bei einem geeichten Meßfühler ungeeignete Der Wert der Emitter-Basis-Spannung ändert sich mit den Parametern bei der Bearbeitung dieses Transistors und kann im Streubereich einer Herstellung um + 100 mV variieren₀ Auch ist die Emitter-Basis-Spannung zu keiner Temperaturskala direkt proportional, weil der Transistor einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist, der zur Folge hat, daß die Emitter-Basis-Spannung mit steigender Temperatur absinkt» Es ist festgestellt worden, daß der Unterschied in den Emitter-Basis-Spannungen bei mit verschiedenen Stromdichten arbeitenden Transistoren einen noch praktischeren und sinnvolleren Parameter darstellen

Wie in Figo 2 dargestellt, ist ein Transistorpaar, 30,$2, mit Widerständen 34-, bzw_o 36 in Reihe geschaltet zwischen einer Spannungsquelle -+V und dem Massepotential» Der Kollektor eines

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jeden dieser Transistoren 30 und 32 ist mit seiner eigenen Basis und einem entsprechenden Eingang eines Differentialverstärkers 38 verbundene

Wenn die Transistoren 30 und 32 aufeinander angepaßt sind und dieselbe Emitterfläche aufweisen, und wenn die Widerstände 34· und 36 ihrem Werte nach gleich sind, so wird selbst bei Temperaturänderungen kein Ausgangssignal von dem Differentialverstärker abgegebene Wenn jedoch die Stromdichte in einem der Transistoren 30 und 32 verschieden von der Stromdichte in dem anderen Transistor ist, und das Verhältnis des Kollektorstromes des einen Transistors zu dem Kollektorstrom des anderen Transistors bei Temperaturänderungen konstant bleibt, so wird von dem Differentialverstärker 38 eine Ausgangsspannung geliefert, die der Temperatur direkt in (⁰K) proportional ist„ Eine unterschiedliche Stromdichte kann dadurch erzeugt werden, daß man die Kollektorströme der beiden Transistoren, 30 und 32, verschieden groß macht, daß man die Kollektorströme gleich groß und die Emitterflächen der beiden Transistoren 30 und 32 verschieden groß macht, oder daß man beide Verfahrensweisen miteinander kombinierte Jeder der Transistoren 30 und 32 weist einen negativen Teraperaturkoeffizeinten auf_o Wenn die beiden Transistoren 30, 32 bei verschiedenen Stromdichten betrieben werden, so sind die Temperaturkoeffizienten der beiden Transistoren verschieden große Der Differentialverstärker 38 liefert ein Ausgangssignal, das dem Unterschied zwischen diesen beiden Temperaturkoeffizient;*!! entspricht. Genauer gesagt liefert der Differentialverstärker 38 ein Ausgangssignal, das dem Unterschied in den Emitter-Basis-Spannungen der Transistoren 30 und 32 entsprichto Dieser Unterschied beträgt ι

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. £i In -2J.. - (1)

^{9 1}C₂

dabei ist k die Boltzmannsche Konstante, T die absolute Temperatur in (⁰K), q die Elemtarladungo I_-1 und I_c2 sind die Kollektor - oder die Emitterstromdichten der Transistoren 30, bzw. 32»

Es ist einleuchtend, daß die in Figo 2 dargestellte Schaltung nur dazu vorgesehen ist, das Prinzip der vorliegenden Erfindung darzustellen, v/eil dies nicht leicht auszuführen ist«, Die Eingänge zum Differentialverstärker 38 "schwimmen" beispielsweise und können nicht einfach in bezug auf eine Bezugsspannung gesteuert werden«, Außerdem kann die in Fig, 2 dargestellt Schaltung nicht einfach und schnell als integrierte Schaltung gebaut werden, um einen genauen Verstärkungswert zu liefern, weil jede in die integrierte Schaltung eingebaute Rückkopplungsmöglichkeit dazu neigt, die Kollektorströme der Transistoren 30 und 32 zu verändern₀ Aus der obigen Gleichung (1) ist zu erkennen, daß eine derartige Veränderung oder Auswirkung auf die Kollektorströme die Fähigkeit der Temperaturermittlung der Schaltung zunichte machen 'würde_o

Die in Figo 3 dargestellte Schaltung veranschaulicht ebenfalls dieses Grundprinzip_o Wie in Figo 3 dargestellt, ist eine Stromquelle 40 über einen Transistor 42 mit dem Massepotential verbunden, ebenso mit der Basis des Transistors 42 und der Basis des Transistors 44„ Der Kollektor des Transistors 44 ist über einen Widerstand 46 an eine Spannungsquelle +V angeschlossen« Der Emitter des Transistors 44 ist über einen Widerstand 48 mit dem

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Massepotential verbundene Eine Ausgangsspannung wird am Widerstand 46, zwischen den Anschlüssen 50 und 52, abgegeben«

Wenn die Transistoren 42 und 44 aufeinander angepaßt sind und mit verschiedenen Stromdichten betrieben werden, so erscheint der Unterschied in ihren Emitter-Basis-Spannungen an dem Widerstand 48« Dieser Spannungsunterschied ist in der obigen Gleichung (1) ausgedrückt, wobei I . und Ip <ü^e Kollektorströme oder Stromdichten der Transistoren 42, bzw„ 44 sind₀ Da gilt :

^^Vbe - ^Vbe1 - ,

wobei i ο der Kollektorstrom des Transistors 44 ist, so folgts

Aus diesen Gleichungen kann man erkennen, daß der Kollektorstrom i_c2 des Transistors 44 der absoluten Temperatur proportional ist und sich linear ändert, wenn das Verhältnis der Stromdichten der Transistoren 42 und 44 konstant bleibt und von 1 verschieden isto Durch entsprechende Festlegung des Widerstandes 46 v/ird gestattet, daß die Ausgangsspannung zwischen den Anschlüssen 50 und 52 direkt in (⁰K) geeicht werden kann_o

Leider bleibt dadVerhältnis der Kollektorströme oder der Stromdichten in der in Fig. 3 dargestellten Schaltung nicht konstant bei Änderungen der Temperatur, weil der Kollektorstrom des Transistors 42 durch die Stromquelle 40 festgelegt wird₀ Wenn das Verhältnis der Stromdichten der Transistoren 42 und 44 bei Tem-

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peraturänderungen nicht konstant bleibt, so wird die an den Anschlüssen 50 und 52 abgenommene Ausgangsspannung nicht direkt der Temperatur proportional sein» Obgleich sich die Basis-Emitter-Spannungen der Transistoren 42 und 44 bei Änderungen der Temperatur verändern, so kann aus Gleichung (5) entnommen werden, daß der Strom durch den Widerstand 46, und somit die Spannung zwischen den Anschlüssen 50 und 52, nicht der Temperatur direkt proportional ist. Wenn jedoch dafür gesorgt werden kann, daß der von der Stromquelle 40 gelieferte Strom sich direkt proportional zu den Temperaturänderungen verhält, so folgt aus der Gleichung (3), daß die an den Anschlüssen 50 und 52 abgenommene Ausgangs spannung auch der Temperatur direkt proportional ist₀

Der in Figo 4 veranschaulichte erfindungsgemäße Temperaturmeßwertwandler überwindet die oben erwähnten Schwierigkeiten» Eine verhältnismäßig stabile und geregelte Versorgungsspannung wird durch den in Figo 4 gezeigten Spannungsregler 16 geliefert» Eine zwischen den Anschlüssen 10 und 12 für die Versorgungsspannung in Reihe mit einem Widerstand 56 geschaltete Zenerdiode 5^ zeigt ihren Zenereffekt (Lawinendurehbruch) bei einer vorbestimmten Spannung, wie beispielsweise 6,2 V₀ Ohne zusätzliche Schaltmittel ist die an dem Meßfühler 18 liegende Spannung bei dem Einteten des Zenereffektes von einer Höhe, die von der Zenerdiode 54- festgelegt wird, und hängt von dem durch die Zenerdiode 54 fließenden Strom ab. Um die Abhängigkeit von der Spannung zu verringern, die von der Zenerdiode 5^ ausgehalten werden kann, ist die Anode dieser letzteren über einen Widerstand 58 mit der Basis eines Transistors 60 verbunden, dessen Emitter an den Anschluß 12 angeschlossen ist. Wenn die Spannung zwischen den Anschlüssen 10 und 12 die Zener-

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spannung der Zenerdiode 54- und die Basis-Emitterspannung des Transistors 60 überschreitet, so fließt ein Strom in der Basis des Transistors 60, dies hat einen Strom zur Folge, der durch diesen letzteren fließt und gleich dem Produkt aus dem Basisstrom und der Stromverstärkung β dieses Transistors ist₀ Demgemäß steigt der Strom durch den Spannungsregler 16 bei zunehmender Spannung an den Anschlüssen 10 und 12 um einen Betrag an, der beträchtlich höher ist als derjenige, der ohne den Transistor 60 erreicht wprden wäre, Die Stromzunahme, die sich durch die Einwirkung des Transistors 60 ergibt, verringert die dynamische Impedanz oder den Innenwiderstand des Spannungsreglers 16 und hält dadurch eine besser geregelte und stabile Spannung an seinen Anschlüssen aufrechte

Der Kollektor des Transistors 60 ist an den Kollektor eines Transistors 61 und an die Basis eines weiteren Transistors 62 angeschlossene Somit wird der Kollektorstrom des Transistors 62 durch den Kollektorstrom des Transistors 60 gesteuert« Als Folge davon wird der durch den Spannnungsregler 16 fließende Strom im Minimalfall gleich dem Produkt aus dem Basisstrom des Transistors 60, dem Stromver-iiärkungsfaktor ß> des Transistors 60 und dem Stromverstärkungsfaktor ß des Transistors 62 sein«, Der Kollektor des Transistors 62 ist anöden Emitter eines Transistors 65 und an die Basis eines weiteren Transistors 64 angeschlossen« Daher wird der Basisstrom des Transistors 64 vom Transistor 62 gelieferte Da der Kollektorstrom des Transistors 64 gleich dem Basisstrom des letzteren, multipliziert mit seinem Stromverstärkungsfaktor β , ist, so wird im Minimalfall der gesamte, durch den Spannungsregler 16

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fließende Strom gleich dem Basisstrom des Transistors 60, multipliziert mit dem Produkt der Stromverstärkungsfaktoren der Transistoren 60,62 und 64₀ Wenn man beispielsweise eine Stromzunahme von 1 mA durch den Spannungsregler,16 hindurch annimmt, und einen Stromverstärkungsfaktorfi von 100 für jeden der Transistoren 60, 62 und 64, so tritt eine Stromzunahme von 1 nA durch die Zenerdiode 54 hindurch auf, wobei der verbleibende Strom zwischen den Transistoren 60,62 und 64 aufgeteilt wird_e Eine derartige Stromzunahme von 1 nA an der Zenerdiode 5^- stellt im Vergleich zu der vorgenannten Stromzunahme von 1 mA einen verhältnismäßig geringen Zuwuchs der Spannung zwischen den Anschlüssen 10 und 12 dar.

Der Emitter des Transistors 61 ist über einen Widerstand 65 mit dem Anschluß 10, und sein zweiter Kollektor ist mit der Basis des Transistors 63 verbundene Der Transistor 63 wird, wie in der Zeichnung dargestellt, in invertierter Betriebsart betrieben, wobei sein Kollektor mit dem Anschluß 12, und sein zweiter Emitter mit der Anode der Zenerdiode 54 verbunden ist«, Der Transistor 63 legt einen Mindest-Kollektorstrom für den Transistor 62 und einen durch die Zenerdiode 54 fließenden Mindeststrom fest, derart, daß diese Bauelemente innerhalb ihres normalen Betriebsbereichs arbeiten, so daß dadurch die Auswirkungen des Reststromes und ähnliche Probleme unterbunden werden, die man bei Betriebsbedingungen mit niedrigem Strom vorfindet,, Der Transistor 61 legt einen Mindest-Kollektorstrom für den Transistor 60 fest und steuert den transistor 63 an,

Im obigen Beispiel, wo der Spannungsregler 16 einen Strom von 1 mA führte, führt die Zenerdiode 54 nur einen Strom von 1 nA, was nicht ausreicht, diese Zenerdiode zu betreiben, ohne auf

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störende Effekte zu treffen» Daher-ergeben der Transistor 63 und der Widerstand 56 in ihrer Kombination einen Stromfluß von annähernd 20 /uA durch die Zenerdiode 54_O Der Transistor 63 ergibt einen Kollektorstrom von annähernd 10 /uA im Transistor 62, und der Transistor 61 ergibt einen Kollektorstrom in dem Transistor 60, der im Bereich von 1O₀₀.20 ,uA liegt. Somit wirken die Transistoren 61 und 63 als Stromquellen zur Festlegung der Betriebsströme der Zenerdiode ^ und der Transistoren 60 und 62 in einer Höhe, die hinreichend über den entsprechenden Reststroiüvertsn liegto Der Transistor 64- weist natürlich einen Kollektorstrom auf, der nur geringfügig niedriger als der durch den Spannungsregler 16 fließende Strom ist» Die Stromquellen zur Festlegung der Mindest-Betriebsstromwerte haben keine Auswirkungen auf den Verstärkungsfaktor des Spannungsreglers 16, weil die Stromänderung und nicht etwa der Betrag des Stromes die Höhe der Spannungsänderung zwischen den Anschlüssen 10 und 12 bestimmte

Ein Sperrschicht-Kondensator 66 ist zur Kollektor-Basis-Strecke des Transistors 60 parallelgeschaltet, und eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 67 und einem Sperrschicht-Kondensator 68 ist zur Kollektor-Basis-Strecke des Transistors 64 parallelgeschalteto Diese Bauelemente schaffen die ^requenzkompensation für die erfindungsgemäße Schaltung, weil diese letztere mit einer verhältnismäßig hohen Verstärkung betrieben wird und ohne eine derartige Kompensation zu Schwingungen neigen würde_o

Die Feststellung der Temperatur wird mittels des Meßfühlers 18 dadurch erreicht, daß der Unterschied der Emitter-Basis-Spannungen der Transistoren 70,71,72 und 73, die bei verschiedenen Stromdichten

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arbeiten, an einen Widerstand 74· angelegt werden. Unter der Annahme, daß zunächst die Auswirkung eines Widerstandes 75 außer acht gelassen wird, indem man diesen als kurzgeschlossen ansieht, so ist die an den Widerstand 74- angelegte Spannung gleich der Summe der Emitter-Basis spannung en der Transistoren 70 und 71» vermindert um die Emitter-Basisspannungen der Transistoren 72 und 73o Wie zuvor erwähnt und anhand der obigen Gleichung (1) dargelegt, muß das Verhältnis der Stromdichten der Transistoren 70 und 71 zu den Stromdichten der Transistoren 72 und 73 bei Änderungen der Temperatur konstant bleiben, wenn die an den Widerstand 74-angelegte Spannung direkt zur Temperatur proportional sein soll» Falls die Kollektorströme der Transistoren 70,71,72 und 73 der absoluten Temperatur proportional sind, so bleibt das Verhältnis der Stromdichten bei Änderungen der Temperatur konstant«,

Neben seiner Verbindung mit der Basis des Transistors 70 ist der Emitter des Transistors 71 an den Kollektor und die Basis des Transistors 76 angeschlossen,, Ein Widerstand 77 ist zwischen den Emitter des Transistors 76 und den Anschluß 12 geschaltete Aus den obigen Erläuterungen, insbesondere in bezug auf Figo 3» folgt, daß, wenn der Kollektorstrom des Transistors )70 der absoluten Temperatur proportional ist, der Unterschied der Emitter-Basis-Spannungen der Transistoren 70 und 76, der an dem Widerstand 77 liegt, auch der absoluten Temperatur proportional ist» Wenn die Spannung an dem Widerstand 77 der absoluten Temperatur proportional ist, so ist damit der Kollektorstrom des Transistors 76 der absoluten Temperatur proportional» Da die in die Basen der Transistoren 70 und 76 fließenden Ströme vernachlässigbar niedrig sind, ist der

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Kollektorstrom des Transistors 71 gleich dem Kollektorstrom des Transistors 76, und ist also auch der absoluten Temperatur proportional«, Üb er«'den Widerstand 75 ist der Kollektor des Transistors 70 mit dem Emitter eines Transistors 78 und ebenfalls mit der Basis des Transistors 72 verbundene Da der in die Basis des Transistors 72 fließende Strom vernachlässigbar niedrig ist, wird der Kollektorstrom des Transistors 78 gleich dem Kollektorstrom des Transistors 70«, Wenn jedoch der Kollektorstrom des Transistors 78 anzusteigen versucht, so wird eine Ansteuerung der Basis des Transistors 71 geliefert, die die Ansteuerung der Basis des Transistors 70 erhöht und bewirkt, daß diese die Höhe seiner Leitfähigkeit steigert«, so daß sein Kollektor strom gleich dem Kollektor strom des Transistors 78 bleibt» Somit bilden die Transistoren 70,71 und 76 eine Stromumkehrschaltung»

Die Basis des Transistors 70 ist mit der Basis eines Transistors verbunden, dessen Emitter über einen Widerstand 80 an den Anschluß 12 angeschlossen ist, und dessen Kollektor mit dem Emitter des Transistors 72 verbunden ist» Daher wird der Spannungsunterschied in den Emitter-Basis-Spannungen der Transistoren 70 und 79 an den Widerstand 80 angelegte Wenn der Kollektorstrom des Transistors der absoluten Temperatur proportional ist, so ist auch der Kollektor strom des Transistors 79 der absoluten Temperatur proportionale Der Kollektorstrom des Transistors 72 ist gleich dem Kollektorstrom des Transistors 79» weil der in die Basis des Transistors 73 fließende Strom vernachlässigbar gering ist«, Somit kann gefolgert werden, daß die Kollektorströme der Transistoren 71 und 72 der absoluten Temperatur proportional sind_o Diese Kollektorströme werden vom Kollektor eines Transistors 81 geliefert, der zusammen

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mit den Transistoren 82 und 83 eine Stromunkehrschaltung bildete Der Emitter des Transistors 81 ist über einen Widerstand 84 mit einer Leitung 86 verbunden« Bin Widerstand 87 ist zwischen die Leitung 86 und den Emitter des Transistors 82 geschaltet» Die Basis und der Kollektor des Transistors 82 werden an die Basis des Transistors 81 und den Emitter des Transistors 83 angeschlossen« Außerdem wird der Kollektor des Transistors 81 an die Basis des Transistors 83 angeschlossene

Wie zuvor erwähnt, ist der Kollektorstrom des Transistors 81 der absoluten Temperatur proportional, weil die Kollektorströme der Transistoren 71 und 72 der absoluten Temperatur proportional sind_e Wenn der Kollektorstrom des Transistors 82 dazu neigt, auf einen Wert anzusteigen, der größer als die Summe der Kollektorströme der Transistoren 71 und 72 ist, so wird der Transistor 83 mit einer Ansteuerung an der Basis beaufschlagt und verändert die Ansteuerung der Basis des Transistors 81₀ Daher hält der Transistor 83 den Kollektorstrom des Transistors 81 auf einem Wert, der gleich der Summe der Kollektorströme der Transistoren 71 und 72 ist_e Die Widerstände 84 und 87 sind angepaßt, und daher ist der Kollektorstrom des Transistors 81 gleich dem Kollektorstrom des Transistors 82_O Wenn man zunächst von der Einwirkung eines Widerstandes 88 absieht, der zwischen den Emitter und den Kollektor des Transistors 83 geschaltet ist, so ist der Kollektorstrom des Transistors 82 gleich dem Kollektorstrom des Transistors 83o Außerdem ist der Kollektorstrom des Transistors 83 gleich dem Kollektorstrom des Transistors 78o Es ist daher einzusehen, daß die Stromumkehrschaltung, die die Transistoren 81,82 und 83 einschließt, erzwing, daß der Kollektorstrom des Transistors 70 gleich dem Kollektorstrom des Transistors

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81 istβ Da der Kollektorstrom des Transistors 81 der absoluten Temperatur proportional ist, so muß auch der Kollektorstrom des Transistors 70 der absoluten Temperatur proportional sein»

In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung waren die Kollektorströme der Transistoren 71,72,76 und 79 gleich 5>0 /UA_S und die Kollektorströme der Transistoren 70 und 73 gleich 100 /uA ₀ Die Emitterflächen der Transistoren 71,72,76 und 79 waren zehnmal so groß wie die Emitterflächen der Transistoren 70 und 73„ Folglich ist der Kollektorstrom des Transistors 81 gleichmäßig auf die Kollektorströme der Transistoren 71 und 72 aufgeteilt» Daher werden sowohl Unterschiede in den Kollektorströmen, als auch Unterschiede in den Emitterflächen dazu eingesetzt, die Transistoren bei verschiedenen Stromdichten zu betreiben₀

Der Kollektor des Transistors 73 ist mit dem Emitter eines Transistors 89 verbunden, dessen Kollektor über einen Widerstand 91 an den Anschluß 10 angeschaltet ist_o Die Basis des Transistors 89 ist an die Basis des Transistors 83 angeschlossene Somit sind die Transistoren 73 und 89 in einer Oascode-Schaltung angeordnete Eine solche Cascode-Schaltung unterbindet die Möglichkeit, daß irgend eine Änderung der Kollektorspannung sich auf den Kollektorstrom des Transistors 73 auswirkt«,

Da der Kollektorstrom des Transistors 73 der absoluten Temperatur direkt proportional ist, so ergibt sich daraus ein Spannungsabfall an dem Widerstand 91, der ebenfalls direkt der absoluten Temperatur proportional ist. Dieser Spannungsabfall wird an einen Eingang des Differentialverstärkers 20 angelegte Der Widerstand 75 kompensiert

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geringfügige Schwankungen am Ausgang der Stromumkehrschaltung, und der Widerstand 88 schafft positive Startbedingungen für die Stromumkehrschaltung, die die Transistoren 81,82 und 83 umfaßto

Der Transistor 78 liefert an den Transistor 89 eine Vorspannung, die höher als die Vorspannung am Transistor 73 ist₀ Der Emitter eines Transistors 92 ist mit dem Anschluß 10 verbunden, der Kollektor und die Basis dieses Transistors sind an die Leitung angeschlossen,, Die Leitung 86 ist an die Basis des Transistors 61 ■ im Sponi.Uxi_odreg,l-r 16 und an die Basis eines Transistors 93 angeschlossene Da die Kollektorströme der Transistoren 81 und 82 der absoluten Temperatur proportional sind, so ist auch die Bmitter-Basis-Spannung des Transistors 92 der absoluten Temperatur proportionale Daher sind die an die Transistoren 61 und 93 zur Pestlegung der Arbeitspunkte gelieferten Ströme ebenfalls der absoluten Temperatur proportional«, Der Emitter des Transistors 93 ist über einen Widerstand 94 an den Anschluß 10 angeschaltet, und der Kollektor dieses Transistors 93 ist mit den Emittern von zwei Transistoren 97 und 98 verbunden,, Folglich wirkt der Transistor als Stromquelle, die sich mit den Änderungen der Temperatur verändert und die Kollektorströme der Transistoren 97 und 98 lieferte

Da es bei monolithischen Schaltungen einfacher ist, Widerstände genau aufeinander anzupassen als Transistoren, so werden die Widerstände 84 und 87₉ die gut aufeinander angepaßt sind, in der Stromumkehrschaltung eingesetzt,, Demnach ist das Stromumkehrverhältnis der Anpassung der Widerstände proportional, und daher ist die Schaltung einfacher auszubilden, um Ausgangsströme aus der Stromumkehrschaltung zu erhalten, die aufeinander angepaßt sind_o

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Der Differentialverstärker 20 umfaßt die beiden Transistoren 97 und 98, die eine Differentialverstärkerstufe bilden,, Die Transistoren 97 und 98 sind aufeinander angepaßt_s so daß bei gleichen Emitter-Basis-Spannungen an beiden Transistoren die Kollektorströme gleich groß sindo Der Kollektor des Transistors 97 ist mit einer Seite einer Stromumkehrschaltung verbunden, die die Transistoren 99,100· und 101 umfaßte Der Kollektor des Transistors 98 ist mit der anderen Seite der Stromumkehrschaltung verbunden,, Insbesondere ist der Kollektor des Transistors 98 mit der Basis des Transistors und dem Kollektor des Transistors 100 verbunden, und der Kollektor des Transistors 97 ist mit dem Kollektor des Transistors 101 verbundene Der Kollektor des Transistors 99 ist an den Anschluß 10 angeschaltet, und der Emitter dieses Transistors ist mit den Basen der Transistoren 100 und 101, und - über einen Widerstand 102 mit dem Anschluß 12 verbundene Die Emitter der Transistoren 100 und 101 sind zusammen an den Anschluß 12 angeschlossene

Wenn die an die Basis des Transistors 97 gelieferte Eingangsspannung gleich der an die Basis des Transistors 98 gelegten Spannung ist, so herrschen die folgenden Bedingungen in der Stromumkehrschaltung: Wenn der Kollektorstrom des Transistors 98 wesentlich größer als der Kollektorstrom des Transistors 100 ist, so führt der Transistor 99 einen Basisstrom und ist ausreichend leitfähig, um die Leitfähigkeit des Transistors 100 zu erhöhen. Diese Wirkung hält solange an, bis der Kollektorstrom des Transistors 100 im wesentlich gleich dem Kollektorstrom des Transistors 98 ist, mit einem geringen und vernachlässigbaren Strom, der in die Basis des T_ransistors 99 fließt« Da die Basis-Emitter-Spannung des Transistors 101 gleich der Basis-Emitter-Spannung des Tran-

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sistors 100 ist, so wird der Kollektorstrom des Transistors 101 gleich dem Kollektorstrom des Transistors 10O₀ Der Kollektor des Transistors 101 ist mit der Basis eines Transistors 103 verbunden» Wenn die Basis-Ansteuerungen der Transistoren 97 und 98 einander gleich sind, so ist der Kollektorstrom des Transistors 97 gleich dem Kollektorstrom des Transistors 98, und daher dem Kollektorstrom des Transistors 101 gleich» Somit wird an die Basis des Transistors 103 kein Basisstrom geliefert, und dieser Transistor ist also nichtleitende

Wenn die an die Basis des Transistors 97 gelieferte Spannung von derjenigen Spannung verschieden ist, die der Basis des Transistors 98 zugeführt wird, so liegen die folgenden Bedigungen vor: Der Kollektorstrom des Transistors 98 bleibt gleich dem Kollektorstrom des Transistors 10O₉ der seinerseits gleich dem Kollektorstrom des Transistors 101 bleibt,, Bei einer unterschiedlichen Ansteuerung an den Basen der Transistoren 97 und 98 bleiben die Kollektorströme dieser Transistoren unterschiedliche Der Betrag des Unterschiedes zwischen den Kollektorströmen der Transistoren 97 und 98 ist gleich dem Betrag des Unterschiedes zwischen den Kollektorströmen der Transistoren 97 und 101. Daher wird diese Differenz an die Basis des Transistors 103 gebracht. Der Kollektor des Transistors 103 ist mit dem Anschluß 10, und sein Emitter mit der Basis eines Transistors 104- verbunden, der dem in Figo 1 dargestellten Transistor 24- entsprichte Das Eingangssignal an der Basis des Transistors 103 ist ausgangsseitig mit dem Stromverstärkungsfaktor β multipliziert und wird auf die Basis des Transistors 104 gegeben, der seinerseits, wie oben erläutert, ein Ausgangssignal entwickelt« Diese Schaltungsanordnung schafft eine

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• al·· »

verhältnismäßig hohe Verstärkung, so ergab sich in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Verstärkung von 80 OOOfacho

Durch die Verbindung des Anschlusses 14 mit dem Anschluß 22 wird der Differentialverstärker aufgrund der Rückkopplung vom Ausgang zu einem seiner Eingänge zum Operationsverstärker„ Ein Widerstand 105 wird zwischen den Anschluß 22 und die Basis des Transistors 98 geschaltet« Eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 106 und einem Kondensator 107 ist an den Anschluß 22 und den Kollektor des Transistors 97 angeschlossen,, Diese Bauteile ergeben eine Frequenzkompensation, so daß die erfindungsgemäße Schaltung nicht schwingt, wenn an ihr eine Rückkopplung vorgesehen wird ο

Die Basis eines Transistors 108 ist mit einem Emitter des Transistors 104 verbunden, während der Kollektor dieses Transistors mit der Basis des Transistors 103» und der Emitter desselben mit dem Anschluß 12 verbunden ist₀ Ein Widerstand 109 ist zwischen den Emitter des Transistors 103 und die Basis des Transistors 108 geschaltet,, Ein Widerstand 110 ist zwischen einen Emitter des Transistors 104 und den Anschluß 12 gelegte Der Transistor 108 stellt den Ausgangsstrom fest und schafft eine Strombegrenzung für die erfindungsgemäße Schaltung«, Das bedeutet, daß die an dem Widerstand 110 anliegende Spannung auf die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 108 gegeben wird, und daß bei Überschreitung der Spannung um einen vorbestimmten Betrag der Transistor 108 leitend gemacht wird» Wenn der Transistor 108 leitend ist, so fließt ein Strom durch diesen Transistor und von der Basis des Transistors

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103 fort, so daß eine verhältnismäßig starke Belastung am Ausgang₅ wie beispielsweise ein Kurzschluß, nicht die erfindungsgemäße Schaltung zerstörte Der Widerstand 109 legt einen Mindest-Betriebsstrom für den Transistor 105 fest und unterbindet die Möglichkeit eines Leckstromes über den Transistor 104-o Ein Widerstand 28 stellt eine eingeabute Vorlast (internal pull-up load) dar, und ein Transistor 111 wird als Sperrdiode betrieben, so daß der Anschluß 14 mit einem Potential arbeiten kann, das positiver als das an den Anschluß 10 gelegte Potential ist. Der Transistor 111 entspricht der in Figo 1 dargestellten Diode 26„

Der zweite Emitter des Transistors 104, der mit dem Kollektor des Transistors 108 verbunden ist, bildet eine Sättigungs-Klemmschaltung (saturation clamp)„ Wenn der Transistor 105 anfängt, leitend zu v/erden, so geht der Transistor 104 in den Sättigungszustand über,, Der durch den Transistor 104 fließende Strom wird durch den äußeren (nicht dargestellten) Lastwiderstand und den Widerstand 110 begrenzt. Unter diesen Bedingungen ist jedoch der Betriebsstrom durch den Transistor 103 übermäßig hoch» Wenn der Transistor in die Sättigung übergeht, so injiziert der Kollektor wieder positive Ladungsträger (Löcher) in seine Basiszone, Somit übernimmt der zweite Emitter, der als Kollektor wirkt, den Strom von der Basis des Transistors 103, um die Sättigung des Transistors

104 zu begrenzen»

Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wurden die vorgenannten Bauelemente mit den folgenden Werten erfolgreich eingesetzt:

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2522A37

Widerstand 76_o ο ο ο ο». „. ο. _β. ο „». _β ο ₀.» 260 Ohm

Widerstand 74-₀»..»_ο.ο..₀ ο _{ο 0 ο} ο„_β»ο»ο _ο ο._{ο 0} 9^0 Ohm

Widerstände 77 > 80° « ·»° · *»<> « ■> °°° « ■> ° ° ° °«· ο 1,56 Kiloohm

Widerstände 67,105 und 106_οο0οο ο„.».ο».ο5 Kiloohm

Widerstand 65» ».. . „«.. ο „ ο. ο ₀^,5 Kiloohm

Widerstände 84 und 87.....,.....,,.₁._!1o5 Kiloohm

Widerstand 9^o.». ο _o ο ο... ο»₀ ο ο ο. < > ₀ ο»_{0 0}«ο .6 Kiloohm

Widerstände 58,91 und 11O₀...„.......«.ο30 Kiloohm

Widerstände 102 und 109° .».««„οοοοοοοοοο^-Ο Xiloohm

W1CLG!I?S*G£LH& cOo οοοοοοοοοοοσοοοοοοοοοοοοοο ^?U lH-LOOiini

Widerstand 5600000000000000.0000000000.0100 Kiloohm

Widerstand 88_{o o}.„«._o..._o»_{o 0 o o}._{o o o o o 0}»._{0 o}300 Kiloohm

ivondensatJor oöo ooooooooooooooo.ooooooooo 10 pj?
Kondensatoren 66 und 107o«,. _{o o 0},»_{0 o 0}._{0 0 o} 0 30

— Patentansprüche

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Claims

P ATENTANSP RÜCHE

Temperaturmeßwertwandler zur Temperaturmessung und -regelung, der ein Ausgangssignal liefert, das direkt der absoluten Temperatur in (⁰K) proportional ist, dadurch gekennzeichnet, daß er einen ersten Transistor (30,4-2,76) umfaßt, der einen Parameter (V, .) aufweist, der der Temperatur und einem zweiten Parameter (in I .) des ersten Transistors (30,4-2,76) proportional ist, sowie einen zweiten Transistor ( 32,44-,70) umfaßt, der einen ersten Parameter (V-Kgp) aufweist, der der Temperatur und einem zweiten Parameter (in I_cp) dieses Transistors proportional ist, daß eine Schaltung (81,82,83) zur Konstanthaltung des Verhältnisses (I ./Ip) des genannten zweiten Parameters des ersten Transistors (30,42,76) zum Wert des genannten zweiten Parameters des zweiten Transistors (32,44-,70) bei Änderungen der Temperatur (T) vorgesehen ist, und daß eine Schaltung (20) zur Erfassung des Unterschiedes (δ V, ) zwischen den Werten der genannten ersten Parameter (V-bg/j J^V-be2^ vorgesehen ist„

2o Temperaturmeßwertwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte der genannten zweiten Parameter (l_c^> I ₂) bei dem genannten ersten Transistor (30,4-2,70) und dem genannten zweiten Transistor (32,44-,7O) voneinander verschieden sindo

3ο Temperaturmeßwertwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Schaltung (24-,26,28j 73,74-,89,91) zur Skalierung des Ausgangssignals der Schaltung (20) zur Erfassung des Unterschiedes ( Δ.ν^_Θ) zwischen den Werten des genannten ersten Parameters umfaßt, um ein Ausgangssignal zu liefern,

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das der Temperatur (T) in. (⁰K) direkt proportional isto

4_O Temperaturmeßwertwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte erste Transistor (30,42,76) und der zweite Transistor (32,4-4,70) jeweils einen Temperaturkoeffizienten aufweisen, der der Temperatur direkt proportional ist, daß die genannte Schaltung (81,82,83) zur Konstanthaltung des Verhältnisses der Stromdichte (I,,,) des ersten Transistors (30,42,

c ι

76) zur Stromdichte (I _o) des genannten zweiten Transistors (32,44,70) bei Temperaturänderungen angeordnet ist, und daß die genannte Schaltung (20) zur Erfassung des Unterschiedes in der Smitter-Basis-Spannung ( d± V, ) des genannten ersten Transistors (30,42,76) und der Smitter-Basis-Spannung des genannten zweiten Transistors (32,44,70) vorgesehen ist_o

5e Temperaturmeßwertwandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Schaltung (81,82,83) zur Konstanthaltung des Verhältnisses (ΐ^/^ρ) ^ώβΓ Stromdichten der genannten Transistoren bei Temperaturänderungen angeordnet isto

60 Temperaturmeßwertwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ferner einen dritten Transistor und einen vierten Transistor umfaßt, die jeweils einen ersten Parameter (V, ) aufweisen, der der Temperatur und einem ζ v/ei ten Parameter (I_ß) proportional ist , daß eine Schaltung zur Konstanthaltung des Verhältnisses der Summe der Werte der genannten zweiten Parameter des genannten ersten Transistors (76) zund zweiten Transistors (70) zur Summe der Werte der genannten zweiten Parameter des genannten zweiten Transistors und vierten Transistors bei

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Änderungen der 'Temperatur angeordnet ist„ 2522437

7ο Temperaturmeßwertwandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten ernten Parameter die Srnitter-Basis-Sparmungen (V, . ,V, p) dei· genannten Transistoren, und die genannten zweiten Parameter die Stromdichetn (I ,,I J der genannten Transistoren sind»

8ο Temperaturmeßwertwandler nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Stromdichten gleich dem Produkt aus dem Kollektorstrom uii der Emitterflache eines jeden der genannten Transistoren sind_o

9o Temperaturmeßwertwandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zur Konstanthaltung einen fünften Transistor einschließt, dessen Basis mit der Basis des genannten ersten Transistors verbunden ist, sowie ein Impedanzelement, das zwischen den Emitter des genannten ersten Transistors und den Emitter des genannten fünften Transistors geschaltet ist»

1Oo Temperaturmeßwertwandler nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des genannten fünften Transistors mit dem Emitter des genannten dritten Transistors in Reihe geschaltet ist_o

11 ο Temperaturmeßwertwandler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß er ferner eine Stromumkehrschaltung umfaßt, die einen ersten Ausgang aufweist, der m Reihe mit dem Kollektor des genannten ersten Transistors geschältet ist, sowie einen ."

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zweiten Ausgang, der in Reihe mit dem Kollektor des genannten, dritten Transistors geschaltet ist.

12„ Temperaturmeßwortwandler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß er einen sechsten Transistor umfaßt, dessen ^asis mit der Basis des genannten ersten Transistors verbunden ist, und der ein zweites Impedanzelement aufweist, das zwischen den Emitter des genannten ersten Transistors und den Emitter des sechsten Transistors geschaltet ist, daß der Kollektor des genannten sechsten Transistors mit dem Emitter des genannten vierten Transistors verbunden ist, und daß der Kollektor des genannten vierten Transistors in Reihe mit dem genannten zweiten Ausgang der genannten Stromumkehrschaltung geschaltet ist„

13o Temperaturmeßwertwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ferner zwei Anschlüsse (10,12) umfaßt, die zum Anschluß der beiden entsprechenden Klemmen einer Spannungsquelle angeordnet sind, und mit dem genannten ersten Transistor und dem genannten zweiten Transistor verbunden sind, daß eine Spannungsreglerschaltung (16) zwischen die genannten Anschlüsse (10,12) geschaltet ist und eine Zenerdiode (54) einschließt, daß ein erstes Impedanzelement (56) in Reihe mit der genannten Zenerdiode (54) zwischen die genannten Anschlüsse (10,12) geschaltet ist, und daß eine Schaltungsanordnung (58-68) über die genannten Anschlüsse (10,12) geschaltet ist und angeordnet ist, um Strom proportional zu dem durch die genannte Zera?diode fließenden Strom zu leiten*

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14o Temperaturmeßwertwandler nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (58-68) zur Leitung des Stroms einen dritten Transistor (60) einschließt, dessen Basis mit dem Verbindungspunkt der genannten Zenerdiode (54-) und dem genannten ersten Impedanzelement (56) verbunden idt, und daß der Kollektor und der Emitter des genannten dritten Transistors (60) mit dem jweils entsprechenden Anschluß (10,12) verbunden ist»

15„ Terap eraturmeßv/ertv/andl er nach Anspruch 14-, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (58-68) zur Leitung des Stromes ein zweites Impedanzelement einschließt, das in Reihe mit dem Emitter und dem Kollektor des genannten dritten Transistors geschaltet ist, daß ein vierter Transistor vorgesehen ist, dessen Basis mit dem Verbindungspunkt des genannten dritten Transistors und des genannten zweiten Impedanzelementes verbunden ist, und daß der Kollektor und der Emitter des genannten vierten Transistors mit dem jeweils entsprechenden der genannten Anschlüsse verbunden ist„

160 Temperaturmeßv/ertwandler nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Schaltungsanordnung (58-68) zur Leitung des Stromes ferner ein drittes Impedanzelement einschließt, das in Reihe mit dem Emitter und dem Kollektor des genannten vierten Transistors geschaltet ist, und daß ein fünfter Transistor vorgesehen ist, dessen Basis an den Verbindungspunkt zwischen dem genannten vierten Transistor und dem genannten dritten Impedanzelement angeschlossen ist, und daß der Emitter und der Kollektor

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des genannten fünften Transistors mit dem jeweils entsprechenden Anschluß (10,12) verbunden ist.

17« lemperaturmeßwertwandler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte zweite und . dritte Impedanzelement einen sechsten und siebten Transistor einschließt, daß der genannte sechste Transistor eine erste Schaltungsanordnung zwischen dem Kollektor und dem Emitter einschließt, der in Reihe mit dem Kollektor des genannten dritten Transistors geschaltet ist, und daß eine zweite, zwischen Kollektor und Emitter liegende Schaltungsanordnung mit der Basis des genannten siebten Transistors verbunden ist«,

18. Temperaturmeßwertwandler nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte siebte Transistor eine erste Schaltungsanordnung zwischen Kollektor und Emitter umfaßt, die in Reihe mit dem Kollektor des genannten vierten Transistors geschaltet ist, und daß eine zweite Schaltungsanordnung zwischen Kollektor und Emitter in Reihe mit der genannten Zenerdiode (54) geschaltet ist„

19o Temperaturmeßwertwandler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß er ferner einen Differentialverstärker (20) umfaßt, der an einen Ausgang der Meßfühlerschaltung (18) angeschlossen ist.

2Oo Temperaturmeßwertwandler nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Differentialverstärker (20) eine Differentialverstärkerstufe (97,98) einschließt, deren einer Eingang mit dem Ausgang der Meßfühlerschaltung (18) verbunden

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ist, daß ein dritter Transistor^ mit einem Ausgang des genannten Differentialvex'stärkers verbunden ist, daß ein vierter Transistor in einer Kaskadenanordnung mit dem genannten dritten Transistor geschaltet ist, und daß eine zwischen Kollektor und Emitter eines fünften Transistors liegende Schaltungsanordnung mit der Basis desgenannten dritten'Transistors verounden ist, und daß die Basis des genannben fünften Transistors mit einer ersten zwischen Kollektor und Emitter liegenden Schaltungsanordnung, des genannten vierten Transistors verbunden ist„.

21„ Temperaturmeßwertwandler nach Anspruch 20, dadurch gekenazeichnet, daß der vierte Transistor eine zweite zwischen Kollektor und Emitter liegende Schaltungsanordnung einschließt, die mit der Basis des genannten dritten Transistors verbunden ist_e

22o Temperaturmeßwertwandlor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Differentialverstärker (20) eine Differentialverstärkorstufe (97,9G) einschließt, deren einer Eingang mit dem Ausgang der genannton Meßfühlorschaltung (13) verbunden ist, daß ein dritter Transistor mit dem Ausgang der genannten Differentialverstärkerstufe (97,98) verbunden ist, daß ein vierter Transistor in einer Kaskadenanordnung mit dem genannton dritten Transistor geschaltet ist und eine e'rste, zwischen Kollektor und Emitter/iiegeiide Schaltungsanordnung aufweist, die zum Anschluß an einen Ausgang angeordnet ist, und daß eine zweite, zwischen Kollektor und Emitter des genanuten vierten Transistors liegende Schaltung mit der Basis des genannten dritten Transistors verbunden ist»

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23» Temperaturmeßwertwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basen des genannten ersten und zweiten Transistors (3o,42,76;32,44,70) miteinander verbunden.sind, daß die gemannte Schaltung zur Erfassung (20) ein Impedanzelement einschließt, das zwischen die Emitter der genannten Transistoren geschaltet ist,' und daß die genannte Schaltung (81,32,05) zur Konstanthaltung eine Stromquelle einschließt, die mit dem Kollektor eines der genannten (Transistoren verbunden ist und ein Ausgangssignal aufweist, das der: Temperatur proportional ist»

24_O Terroeraturineßwertwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß. ein zitfeites Paar von Anschlüssen (14,22) vorgesehen ist, daß ein zweiter Eingang des Differentialverstärkers (97»9ö) !.lit einem ersten Anschluß (22) des genannten Paares von Anschlüssen verbunden ist, daß ferner ein Ausgang des genan iten Differential-' Verstärkers mit einem zweiten Anschluß (14) des genanaten zweiten Paares von Anschlüssen verbunden ist.

25e Temperaturmoßwertwandler nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Tenperaturinoßfühlor (18) ein Ausgangssignal entwickelt, das der Temperatur direkt proportional ist»

2G„ Te:ay>eraturmeßwertwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Zenerdiode (54) umfaßt, sowie ein Impe-

* danselement (5b), das in Reihe mit der genannten Zenerdiode (54) geschaltet ist, daß ferner eine Schaltung (58-68) parallel zu der genannten Zenerdiode (5*0 geschaltet ist zur Leitung eines Stroms

* durch diese" Schaltung hindurch, der dem durch die Zenerdiode (54) fließenden Strom proportional ist»

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27, Temperaturmeßwertwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstärker zwei in einer Kaskade angeordnete Transistoren aufweist, daß ein weiterer Transistor vorgesehen ist, dessen Basis an eine erste, zwischen Kollektor und Emitter eines der in einer Kaskade angeordneten Transistoren liegende Schaltungsanordnung angeschlossen ist, und daß die zwischen Kollektor und Emitter angeordnete Schaltungsanordnung mit dem anderen Transistor der Kaskade verbunden ist»

28o Temperaturmeßwertwandler nach Anspruch 27? dadurch gekennzeichnet, daß einer der in einer Kaskade angeordneten Transistoren mit der Basis des anderen der in einer Kaskade angeordneten Transistoren verbunden ist«,

29o Temperaturmeßwertwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstärker zwei in einer Kaskade angeordnete Transistoren aufweist, von denen jeder eine erste, zwischen Kollektor und Emitter liegende Schaltungsanordnung aufweist, und daß eine zweite, zwischen Kollektor und Emitter liegende Schaltungsanordnung an einem der genannten Transistoren mit der Basis des anderen der genannten Transistoren verbunden ist«

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