JP6379578B2 - 温度測定装置、集積回路および温度測定方法 - Google Patents
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Description
また、ダイナミックエレメントマッチングにおいては、温度測定値を導出するためのアナログ電圧に対して平均化処理を行うため、アナログ回路の規模が増大する。半導体製造技術の進歩によって回路素子の微細化が進んでいるもののアナログ回路の微細化は、アナログ回路の応答速度の低下等の特性劣化を伴うため困難である。従って、ダイナミックエレメントマッチングを用いた温度測定装置では、回路面積が増大するとともに消費電力も増大する。
開示の技術は、1つの側面として、温度測定装置において回路面積の増大を抑制しつつ温度測定精度の向上を図ることを目的とする。
図1は、開示の技術の実施形態に係る温度測定装置10の構成を示すブロック図である。温度測定装置10はセンサ部20、ADコンバータ30、デジタル演算部40、電流源50および制御部60を含む。温度測定装置10は、開示の技術における温度測定装置の一例である。
(3)式および(4)式において、A、B、gは係数である。(3)式において、Vbeは、温度上昇に対して減少する値である。一方、ΔVbeは温度上昇に対して増加する値である。従って、係数gを適当な値に設定することにより、(3)式の分母を温度に対して一定とすることができる。また、ΔVbeは、絶対温度に比例するので、(3)式の分母を温度に対して一定とすれば、(3)式における分数部分は、絶対温度に比例した値となる。従って、(3)式において係数A、B、gを適当な値に設定することにより、温度測定値Tを得ることができる。なお、(3)式においては、温度換算の直線性を考慮して、係数A、B、gを最適に設定すればよく、必ずしも分母を温度に対して一定とする必要はない。
[1]センサ部20のトランジスタQ1とQ2との間のミスマッチ
[2]センサ部20の抵抗素子R1とR2との間のミスマッチ
[3]センサ部20のトランジスタM1とM2との間のミスマッチ
[4]ADコンバータ30のオフセット
[5]電流源50のトランジスタQ3とQ4との間のミスマッチ
[6]電流源50の抵抗素子R3とR4との間のミスマッチ
[7]電流源50の演算増幅器53のオフセット
温度測定装置10は、要因[1]および要因[2]による温度測定値Tの誤差を低減させるために、以下の処理を行う。
温度測定装置10は、要因[3]による温度測定値Tの誤差を低減させるために、以下の処理を行う。温度測定装置10は、第1のセンシング状態および第2のセンシング状態の各々において、抵抗素子R1およびR2の両端電圧を測定する。温度測定装置10は、電流I1(電流値i1)と電流I2(電流値i2)の電流比C(=i2/i1)の平均値C(ave)を、第1のセンシング状態および第2のセンシング状態の各状態において測定した抵抗素子R1およびR2の両端電圧に基づいて算出する。ここで、ΔVbeは、pn接合の特性上下記の(5)式で近似することができる。
(5)式においkBはボルツマン定数、Ta[K]は絶対温度、qは電気素量である。一方、トランジスタM1とM2との間にミスマッチがない場合のΔVbeおよびCをそれぞれ、ΔVbeoおよびCoとすると、下記の(6)式が得られる。
(5)式および(6)式からΔVbeoは、下記の(7)式で表すことができる。
第1のセンシング状態におけるノードn5とノードn6の電圧差(ΔVbe)に対応するAD変換値をD1、第2のセンシング状態におけるノードn5とノードn6の電圧差(ΔVbe)に対応するAD変換値をD2とする。ADコンバータ30のオフセット電圧に対応するAD変換値をDOFFSETとする。ADコンバータ30のオフセット電圧を含んだ第1のセンシング状態におけるノードn5とノードn6の電圧差(ΔVbe)の測定値に対応するAD変換値をD1Sとする。ADコンバータ30のオフセット電圧を含んだ第2のセンシング状態におけるノードn5とノードn6の電圧差(ΔVbe)の測定値に対応するAD変換値をD2Sとする。この場合、下記の(8)式〜(10)式が成立する。
なお、(10)式においては、説明のため、ADコンバータ30のオフセット以外の精度劣化要因を無視した。(8)式〜(10)式より、下記の(11)式を得ることができる。
温度測定装置10は、要因[5]および要因[6]に起因する温度測定値Tの誤差を低減させるために、以下の処理を行う。温度測定装置10は、電流I3を抵抗素子R3およびトランジスタQ3に供給するとともに電流I4を抵抗素子R4およびトランジスタQ4に供給する第1の電流制御状態の下でΔVbeを測定する。また、温度測定装置10は、電流I3を抵抗素子R4およびトランジスタQ4に供給するとともに電流I2を抵抗素子R3およびトランジスタQ3に供給する第2の電流制御状態の下でΔVbeを測定する。温度測定装置10は、第1の電流制御状態と第2の電流制御状態との間の状態移行を、第3の接続切り替え部51によって行う。温度測定装置10は、第1の電流制御状態および第2の電流状態の各状態の下で測定したΔVbeの平均値に基づいて温度測定値Tを算出する。このように電流I3とI4の供給先を入れ替えた各電流制御状態の下で得られるΔVbeの値の各々を平均化することで、トランジスタQ3とQ4との間のミスマッチおよび抵抗素子R3とR4と間のミスマッチに起因する温度測定値Tの誤差を低減できる。
温度測定装置10は、要因[7]に起因する温度測定値Tの誤差を低減させるために、以下の処理を行う。温度測定装置10は、第1の電流制御状態と第2の電流制御状態との間の状態移行に伴って、演算増幅器53の反転入力端子57および非反転入力端子58に接続されるノードの切り替えを行う。すなわち、温度測定装置10は、第1の電流制御状態において反転入力端子57に接続されるノードに対して対称な位置にあるノードを、第2の電流制御状態において非反転入力端子58に接続する。また、温度測定装置10は、第1の電流制御状態において非反転入力端子58に接続されるノードに対して対称な位置にあるノードを、第2の電流制御状態において反転入力端子57に接続する。温度測定装置10は、反転入力端子57および非反転入力端子58に接続されるノードの切り替えを第4の接続切り替え部52によって行う。
上記の第1の実施形態に係る温度測定装置10を構成するデジタル演算部40および制御部60は、CPUを有するコンピュータを含み、上記の温度算出処理および測定制御処理をソフトウェアによって実現するものであった。これに対し、第2の実施形態に係るデジタル演算部40および制御部60は、それぞれ、上記の温度算出処理および測定制御処理をハードウェアロジックによって実現する。
各々がpn接合を有する第1の半導体素子および第2の半導体素子と、
電流制御端子に供給される制御電圧に応じて第1の電流および前記第1の電流とは異なる大きさの第2の電流を出力する第1の電流出力部と、
前記第1の電流が前記第1の半導体素子のpn接合に順方向に流れ且つ前記第2の電流が前記第2の半導体素子のpn接合に順方向に流れる第1のセンシング状態および前記第1の電流が前記第2の半導体素子のpn接合に順方向に流れ且つ前記第2の電流が前記第1の半導体素子のpn接合に順方向に流れる第2のセンシング状態のいずれかの状態となるように、前記第1の半導体素子および前記第2の半導体素子と前記第1の電流出力部との間の接続を切り替える第1の接続切り替え部と、
前記第1のセンシング状態における前記第1の半導体素子のpn接合の順方向電圧と前記第2の半導体素子のpn接合の順方向電圧との差分をデジタル値に変換して第1のデジタル値として出力し、前記第2のセンシング状態における前記第1の半導体素子のpn接合の順方向電圧と前記第2の半導体素子のpn接合の順方向電圧との差分をデジタル値に変換して第2のデジタル値として出力するADコンバータと、
前記第1のデジタル値と前記第2のデジタル値との平均値に基づいて温度測定値を算出する演算部と、
を含む温度測定装置。
前記第1の半導体素子および前記第2の半導体素子と前記ADコンバータとの間に設けられた第2の接続切り替え部を更に含み、
前記ADコンバータは、第1の入力端子および第2の入力端子を有し、前記第1の入力端子に接続されたノードの電圧と前記第2の入力端子に接続されたノードの電圧との差分に応じたデジタル値を出力し、
前記第2の接続切り替え部は、前記第1のデジタル値の極性と前記第2のデジタル値の極性とが互いに異なるように、前記第1の接続切り替え部における接続の切り替えに伴って前記第1の入力端子および前記第2の入力端子に接続されるノードを切り替える
付記1に記載の温度測定装置。
前記第1の半導体素子に流れる電流に応じた電圧降下を生ずる第1の抵抗素子と、前記第2の半導体素子に流れる電流に応じた電圧降下を生ずる第2の抵抗素子と、を更に含み、
前記ADコンバータは、前記第1のセンシング状態における前記第1の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換した第3のデジタル値と、前記第1のセンシング状態における前記第2の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換した第4のデジタル値と、前記第2のセンシング状態における前記第1の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換した第5のデジタル値と、前記第2のセンシング状態における前記第2の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換した第6のデジタル値と、を更に出力し、
前記演算部は、前記第3のデジタル値と前記第4のデジタル値との比と、前記第5のデジタル値と前記第6のデジタル値との比と、の平均値に基づいて補正係数を算出し、前記第1のデジタル値と前記第2のデジタル値との平均値を前記補正係数を用いて補正して前記温度測定値を算出する
付記1または付記2に記載の温度測定装置。
前記演算部は、前記第1乃至第6のデジタル値を記憶する記憶部を有し、前記記憶部から読み出した前記第1乃至第6のデジタル値に基づいて前記温度測定値を算出する
付記3に記載の温度測定装置。
各々がpn接合を有する第3の半導体素子および第4の半導体素子と、
電流制御端子に供給される前記制御電圧に応じて第3の電流および前記第3の電流とは異なる大きさの第4の電流を出力する第2の電流出力部と、
前記第3の電流が前記第3の半導体素子のpn接合に順方向に流れ且つ前記第4の電流が前記第4の半導体素子のpn接合に順方向に流れる第1の電流制御状態および前記第3の電流が前記第4の半導体素子のpn接合に順方向に流れ且つ前記第4の電流が前記第3の半導体素子のpn接合に順方向に流れる第2の電流制御状態のいずれかの状態となるように、前記第3の半導体素子および前記第4の半導体素子と前記第2の電流出力部との間の接続を切り替える第3の接続切り替え部と、
前記第3の半導体素子および前記第4の半導体素子のうちの一方側に接続される反転入力端子と、前記第3の半導体素子および前記第4の半導体素子のうちの他方側に接続される非反転入力端子と、を含み、前記第1の電流制御状態および前記第2の電流制御状態の各状態において前記第1乃至第4の電流を、前記第3の半導体素子のpn接合における順方向電圧と前記第4の半導体素子のpn接合における順方向電圧との差分に応じた大きさとする前記制御電圧を生成して前記第1の電流出力部および前記第2の電流出力部の電流制御端子に供給する演算増幅器と、
前記第3の接続切り替え部における接続の切り替えに伴って前記反転入力端子および前記非反転入力端子に接続されるノードを切り替える第4の接続切り替え部と、
前記第3の接続切り替え部における接続の切り替えに伴って前記演算増幅器における出力電圧の相の正逆を切り替える第5の接続切り替え部と、
を更に含み、
前記ADコンバータは、前記第1の電流制御状態および前記第2の電流制御状態の各状態において前記第1乃至第6のデジタル値を出力し、
前記演算部は、前記第1の電流制御状態および前記第2の電流制御状態の各状態において前記ADコンバータから出力された前記第3のデジタル値と前記第4のデジタル値との比と、前記第5のデジタル値と前記第6のデジタル値との比と、の平均値に基づいて前記補正係数を算出し、前記第1の電流制御状態および前記第2の電流制御状態の各状態において前記ADコンバータから出力された前記第1のデジタル値と前記第2のデジタル値との平均値を前記補正係数を用いて補正して前記温度測定値を算出する
付記3または付記4に記載の温度測定装置。
前記第1の半導体素子および前記第2の半導体素子は、それぞれ、バイポーラトランジスタであり、
前記第1のデジタル値および前記第2のデジタル値は、前記第1の半導体素子のベース−エミッタ間電圧と前記第2の半導体素子のベース−エミッタ間電圧の差分に対応するデジタル値である
付記1から付記5のいずれか1つに記載の温度測定装置。
各々がpn接合を有する第1の半導体素子および第2の半導体素子と、
電流制御端子に供給される制御電圧に応じて第1の電流および前記第1の電流とは異なる大きさの第2の電流を出力する第1の電流出力部と、
前記第1の電流が前記第1の半導体素子のpn接合に順方向に流れ且つ前記第2の電流が前記第2の半導体素子のpn接合に順方向に流れる第1のセンシング状態および前記第1の電流が前記第2の半導体素子のpn接合に順方向に流れ且つ前記第2の電流が前記第1の半導体素子のpn接合に順方向に流れる第2のセンシング状態のいずれかの状態となるように、前記第1の半導体素子および前記第2の半導体素子と前記第1の電流出力部との間の接続を切り替える第1の接続切り替え部と、
前記第1のセンシング状態における前記第1の半導体素子のpn接合の順方向電圧と前記第2の半導体素子のpn接合の順方向電圧との差分をデジタル値に変換して第1のデジタル値として出力し、前記第2のセンシング状態における前記第1の半導体素子のpn接合の順方向電圧と前記第2の半導体素子のpn接合の順方向電圧との差分をデジタル値に変換して第2のデジタル値として出力するADコンバータと、
前記第1のデジタル値と前記第2のデジタル値との平均値に基づいて温度測定値を算出する演算部と、
前記温度測定値に応じて動作態様を変化させる機能部と、
を含む集積回路。
前記機能部は、前記温度測定値に応じてクロック信号の周波数を変化させるクロック信号生成回路を含む
付記7に記載の集積回路。
前記機能部は、前記温度測定値に応じて出力電圧を変化させる電源回路を含む
付記7または付記8に記載の集積回路。
前記第1の半導体素子および前記第2の半導体素子と前記ADコンバータとの間に設けられた第2の接続切り替え部を更に含み、
前記ADコンバータは、第1の入力端子および第2の入力端子を有し、前記第1の入力端子に接続されたノードの電圧と前記第2の入力端子に接続されたノードの電圧との差分に応じたデジタル値を出力し、
前記第2の接続切り替え部は、前記第1のデジタル値の極性と前記第2のデジタル値の極性とが互いに異なるように、前記第1の接続切り替え部における接続の切り替えに伴って前記第1の入力端子および前記第2の入力端子に接続されるノードを切り替える
付記7から付記9のいずれか1つに記載の集積回路。
前記第1の半導体素子に流れる電流に応じた電圧降下を生ずる第1の抵抗素子と、前記第2の半導体素子に流れる電流に応じた電圧降下を生ずる第2の抵抗素子と、を更に含み、
前記ADコンバータは、前記第1のセンシング状態における前記第1の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換した第3のデジタル値と、前記第1のセンシング状態における前記第2の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換した第4のデジタル値と、前記第2のセンシング状態における前記第1の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換した第5のデジタル値と、前記第2のセンシング状態における前記第2の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換した第6のデジタル値と、を更に出力し、
前記演算部は、前記第3のデジタル値と前記第4のデジタル値との比と、前記第5のデジタル値と前記第6のデジタル値との比と、の平均値に基づいて補正係数を算出し、前記第1のデジタル値と前記第2のデジタル値との平均値を前記補正係数を用いて補正して前記温度測定値を算出する
付記7から付記10のいずれか1つに記載の集積回路。
前記演算部は、前記第1乃至第6のデジタル値を記憶する記憶部を有し、前記記憶部から読み出した前記第1乃至第6のデジタル値に基づいて前記温度測定値を算出する
付記11に記載の集積回路。
各々がpn接合を有する第3の半導体素子および第4の半導体素子と、
電流制御端子に供給される前記制御電圧に応じて第3の電流および前記第3の電流とは異なる大きさの第4の電流を出力する第2の電流出力部と、
前記第3の電流が前記第3の半導体素子のpn接合に順方向に流れ且つ前記第4の電流が前記第4の半導体素子のpn接合に順方向に流れる第1の電流制御状態および前記第3の電流が前記第4の半導体素子のpn接合に順方向に流れ且つ前記第4の電流が前記第3の半導体素子のpn接合に順方向に流れる第2の電流制御状態のいずれかの状態となるように、前記第3の半導体素子および前記第4の半導体素子と前記第2の電流出力部との間の接続を切り替える第3の接続切り替え部と、
前記第3の半導体素子および前記第4の半導体素子のうちの一方側に接続される反転入力端子と、前記第3の半導体素子および前記第4の半導体素子のうちの他方側に接続される非反転入力端子と、を含み、前記第1の電流制御状態および前記第2の電流制御状態の各状態において前記第1乃至第4の電流を、前記第3の半導体素子のpn接合における順方向電圧と前記第4の半導体素子のpn接合における順方向電圧との差分に応じた大きさとする前記制御電圧を生成して前記第1の電流出力部および前記第2の電流出力部の電流制御端子に供給する演算増幅器と、
前記第3の接続切り替え部における接続の切り替えに伴って前記反転入力端子および前記非反転入力端子に接続されるノードを切り替える第4の接続切り替え部と、
前記第3の接続切り替え部における接続の切り替えに伴って前記演算増幅器における出力電圧の相の正逆を切り替える第5の接続切り替え部と、
を更に含み、
前記ADコンバータは、前記第1の電流制御状態および前記第2の電流制御状態の各状態において前記第1乃至第6のデジタル値を出力し、
前記演算部は、前記第1の電流制御状態および前記第2の電流制御状態の各状態において前記ADコンバータから出力された前記第3のデジタル値と前記第4のデジタル値との比と、前記第5のデジタル値と前記第6のデジタル値との比と、の平均値に基づいて前記補正係数を算出し、前記第1の電流制御状態および前記第2の電流制御状態の各状態において前記ADコンバータから出力された前記第1のデジタル値と前記第2のデジタル値との平均値を前記補正係数を用いて補正して前記温度測定値を算出する
付記11または付記12に記載の集積回路。
前記第1の半導体素子および前記第2の半導体素子は、それぞれ、バイポーラトランジスタであり、
前記第1のデジタル値および前記第2のデジタル値は、前記第1の半導体素子のベース−エミッタ間電圧と前記第2の半導体素子のベース−エミッタ間電圧の差分に対応するデジタル値である
付記7から付記13のいずれか1つに記載の集積回路。
第1の半導体素子のpn接合に第1の電流を順方向に流すとともに第2の半導体素子のpn接合に前記第1の電流とは異なる大きさの第2の電流を順方向に流す第1のセンシング状態において前記第1の半導体素子のpn接合の順方向電圧と前記第2の半導体素子のpn接合の順方向電圧との差分をデジタル値に変換して第1のデジタル値を取得し、
前記第1の半導体素子のpn接合に前記第2の電流を順方向に流すとともに前記第2の半導体素子のpn接合に前記第1の電流を順方向に流す第2のセンシング状態において前記第1の半導体素子のpn接合の順方向電圧と前記第2の半導体素子のpn接合の順方向電圧との差分をデジタル値に変換して第2のデジタル値を取得し、
前記第1のデジタル値と前記第2のデジタル値との平均値に基づいて温度測定値を算出する
温度測定方法。
第1の入力端子および第2の入力端子を有し、前記第1の入力端子に接続されたノードの電圧と前記第2の入力端子に接続されたノードの電圧との差分に応じたデジタル値を出力するADコンバータを用いて前記第1のデジタル値および前記第2のデジタル値を取得する際に、前記第1のデジタル値および前記第2のデジタル値が互いに異なる極性で前記ADコンバータから出力されるように前記第1のセンシング状態と前記第2のセンシング状態との間の状態移行に伴って前記第1の入力端子および前記第2の入力端子に接続されるノードを切り替える
付記15に記載の温度測定方法。
前記第1のセンシング状態において前記第1の半導体素子に流れる電流に応じた電圧降下を生ずる第1の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換して第3のデジタル値を取得し、
前記第1のセンシング状態において前記第2の半導体素子に流れる電流に応じた電圧降下を生ずる第2の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換して第4のデジタル値を取得し、
前記第2のセンシング状態において前記第1の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換して第5のデジタル値を取得し、
前記第2のセンシング状態において前記第2の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換して第6のデジタル値を取得し、
前記第3のデジタル値と前記第4のデジタル値との比と、前記第5のデジタル値と前記第6のデジタル値との比と、の平均値に基づいて補正係数を算出し、前記第1のデジタル値と前記第2のデジタル値との平均値を、前記補正係数を用いて補正して前記温度測定値を算出する
付記15または付記16に記載の温度測定方法。
第3の電流および前記第3の電流とは異なる大きさの第4の電流のうちの一方が順方向に流れるpn接合を有する第3の半導体素子と、前記第3の電流および前記第4の電流のうちの他方が順方向に流れるpn接合を有する第4の半導体素子と、前記第3の半導体素子および前記第4の半導体素子のうちの一方側に接続される反転入力端子および前記第3の半導体素子および前記第4の半導体素子のうちの他方側に接続される非反転入力端子を含み且つ前記第1乃至第4の電流を前記第3の半導体素子のpn接合における順方向電圧と前記第4の半導体素子のpn接合における順方向電圧との差分に応じた大きさに制御する演算増幅器と、を用いて前記第1乃至第4の電流を制御し、
前記第3の電流が前記第3の半導体素子のpn接合に順方向に流れ且つ前記第4の電流が前記第4の半導体素子のpn接合に順方向に流れる第1の電流制御状態と、前記第3の電流が前記第4の半導体素子のpn接合に順方向に流れ且つ前記第4の電流が前記第3の半導体素子のpn接合に順方向に流れる第2の電流制御状態と、の間の状態移行に伴って、前記反転入力端子および前記非反転入力端子に接続されるノードの切り替えを行うとともに前記演算増幅器における出力電圧の相の正逆の切り替えを行い、
前記第1の電流制御状態および前記第2の電流制御状態の各状態において前記第1乃至第6のデジタル値を取得し、
前記第1の電流制御状態および前記第2の電流制御状態の各状態において取得された前記第3のデジタル値と前記第4のデジタル値との比と、前記第5のデジタル値と前記第6のデジタル値との比と、の平均値に基づいて前記補正係数を算出し、前記第1の電流制御状態および前記第2の電流制御状態の各状態において取得した前記第1のデジタル値と前記第2のデジタル値との平均値を、前記補正係数を用いて補正して前記温度測定値を算出する
付記17に記載の温度測定方法。
前記第1の半導体素子および前記第2の半導体素子は、それぞれ、バイポーラトランジスタであり、
前記第1のデジタル値および前記第2のデジタル値は、前記第1の半導体素子のベース−エミッタ間電圧と前記第2の半導体素子のベース−エミッタ間電圧の差分に対応するデジタル値である
付記15から付記18のいずれか1つに記載の温度測定方法。
20 センサ部
21 第1の接続切り替え部
22 第2の接続切り替え部
30 ADコンバータ
40 デジタル演算部
50 電流源
51 第3の接続切り替え部
52 第4の接続切り替え部
56 第5の接続切り替え部
Q1〜Q4 トランジスタ
M1〜M4 トランジスタ
Claims (12)
- 各々がpn接合を有する第1の半導体素子および第2の半導体素子と、
電流制御端子に供給される制御電圧に応じて第1の電流および前記第1の電流とは異なる大きさの第2の電流を出力する第1の電流出力部と、
前記第1の半導体素子に流れる電流に応じた電圧降下を生ずる第1の抵抗素子と、前記第2の半導体素子に流れる電流に応じた電圧降下を生ずる第2の抵抗素子と、
前記第1の電流が前記第1の半導体素子のpn接合に順方向に流れ且つ前記第2の電流が前記第2の半導体素子のpn接合に順方向に流れる第1のセンシング状態および前記第1の電流が前記第2の半導体素子のpn接合に順方向に流れ且つ前記第2の電流が前記第1の半導体素子のpn接合に順方向に流れる第2のセンシング状態のいずれかの状態となるように、前記第1の半導体素子および前記第2の半導体素子と前記第1の電流出力部との間の接続を切り替える第1の接続切り替え部と、
前記第1のセンシング状態における前記第1の半導体素子のpn接合の順方向電圧と前記第2の半導体素子のpn接合の順方向電圧との差分をデジタル値に変換して第1のデジタル値として出力し、前記第2のセンシング状態における前記第1の半導体素子のpn接合の順方向電圧と前記第2の半導体素子のpn接合の順方向電圧との差分をデジタル値に変換して第2のデジタル値として出力し、前記第1のセンシング状態における前記第1の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換して第3のデジタル値として出力し、前記第1のセンシング状態における前記第2の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換して第4のデジタル値として出力し、前記第2のセンシング状態における前記第1の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換して第5のデジタル値として出力し、前記第2のセンシング状態における前記第2の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換して第6のデジタル値として出力するADコンバータと、
前記第3のデジタル値、前記第4のデジタル値、前記第5のデジタル値および前記第6のデジタル値に基づいて、前記第1のデジタル値と前記第2のデジタル値との平均値を補正することにより温度測定値を算出する演算部と、
を含む温度測定装置。 - 前記第1の半導体素子および前記第2の半導体素子と前記ADコンバータとの間に設けられた第2の接続切り替え部を更に含み、
前記ADコンバータは、第1の入力端子および第2の入力端子を有し、前記第1の入力端子に接続されたノードの電圧と前記第2の入力端子に接続されたノードの電圧との差分に応じたデジタル値を出力し、
前記第2の接続切り替え部は、前記第1のデジタル値の極性と前記第2のデジタル値の極性とが互いに異なるように、前記第1の接続切り替え部における接続の切り替えに伴って前記第1の入力端子および前記第2の入力端子に接続されるノードを切り替える
請求項1に記載の温度測定装置。 - 前記演算部は、前記第3のデジタル値と前記第4のデジタル値との比と、前記第5のデジタル値と前記第6のデジタル値との比と、の平均値に基づいて補正係数を算出し、前記第1のデジタル値と前記第2のデジタル値との平均値を、前記補正係数を用いて補正して前記温度測定値を算出する
請求項1または請求項2に記載の温度測定装置。 - 前記演算部は、前記第1乃至第6のデジタル値を記憶する記憶部を有し、前記記憶部から読み出した前記第1乃至第6のデジタル値に基づいて前記温度測定値を算出する
請求項3に記載の温度測定装置。 - 各々がpn接合を有する第3の半導体素子および第4の半導体素子と、
電流制御端子に供給される前記制御電圧に応じて第3の電流および前記第3の電流とは異なる大きさの第4の電流を出力する第2の電流出力部と、
前記第3の電流が前記第3の半導体素子のpn接合に順方向に流れ且つ前記第4の電流が前記第4の半導体素子のpn接合に順方向に流れる第1の電流制御状態および前記第3の電流が前記第4の半導体素子のpn接合に順方向に流れ且つ前記第4の電流が前記第3の半導体素子のpn接合に順方向に流れる第2の電流制御状態のいずれかの状態となるように、前記第3の半導体素子および前記第4の半導体素子と前記第2の電流出力部との間の接続を切り替える第3の接続切り替え部と、
前記第3の半導体素子および前記第4の半導体素子のうちの一方側に接続される反転入力端子と、前記第3の半導体素子および前記第4の半導体素子のうちの他方側に接続される非反転入力端子と、を含み、前記第1の電流制御状態および前記第2の電流制御状態の各状態において前記第1乃至第4の電流を、前記第3の半導体素子のpn接合における順方向電圧と前記第4の半導体素子のpn接合における順方向電圧との差分に応じた大きさとする前記制御電圧を生成して前記第1の電流出力部および前記第2の電流出力部の電流制御端子に供給する演算増幅器と、
前記第3の接続切り替え部における接続の切り替えに伴って前記反転入力端子および前記非反転入力端子に接続されるノードを切り替える第4の接続切り替え部と、
前記第3の接続切り替え部における接続の切り替えに伴って前記演算増幅器における出力電圧の相の正逆を切り替える第5の接続切り替え部と、
を更に含み、
前記ADコンバータは、前記第1の電流制御状態および前記第2の電流制御状態の各状態において前記第1乃至第6のデジタル値を出力し、
前記演算部は、前記第1の電流制御状態および前記第2の電流制御状態の各状態において前記ADコンバータから出力された前記第3のデジタル値と前記第4のデジタル値との比と、前記第5のデジタル値と前記第6のデジタル値との比と、の平均値に基づいて前記補正係数を算出し、前記第1の電流制御状態および前記第2の電流制御状態の各状態において前記ADコンバータから出力された前記第1のデジタル値と前記第2のデジタル値との平均値を、前記補正係数を用いて補正して前記温度測定値を算出する
請求項3または請求項4に記載の温度測定装置。 - 各々がpn接合を有する第1の半導体素子および第2の半導体素子と、
電流制御端子に供給される制御電圧に応じて第1の電流および前記第1の電流とは異なる大きさの第2の電流を出力する第1の電流出力部と、
前記第1の半導体素子に流れる電流に応じた電圧降下を生ずる第1の抵抗素子と、前記第2の半導体素子に流れる電流に応じた電圧降下を生ずる第2の抵抗素子と、
前記第1の電流が前記第1の半導体素子のpn接合に順方向に流れ且つ前記第2の電流が前記第2の半導体素子のpn接合に順方向に流れる第1のセンシング状態および前記第1の電流が前記第2の半導体素子のpn接合に順方向に流れ且つ前記第2の電流が前記第1の半導体素子のpn接合に順方向に流れる第2のセンシング状態のいずれかの状態となるように、前記第1の半導体素子および前記第2の半導体素子と前記第1の電流出力部との間の接続を切り替える第1の接続切り替え部と、
前記第1のセンシング状態における前記第1の半導体素子のpn接合の順方向電圧と前記第2の半導体素子のpn接合の順方向電圧との差分をデジタル値に変換して第1のデジタル値として出力し、前記第2のセンシング状態における前記第1の半導体素子のpn接合の順方向電圧と前記第2の半導体素子のpn接合の順方向電圧との差分をデジタル値に変換して第2のデジタル値として出力し、前記第1のセンシング状態における前記第1の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換して第3のデジタル値として出力し、前記第1のセンシング状態における前記第2の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換して第4のデジタル値として出力し、前記第2のセンシング状態における前記第1の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換して第5のデジタル値として出力し、前記第2のセンシング状態における前記第2の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換して第6のデジタル値として出力するADコンバータと、
前記第3のデジタル値、前記第4のデジタル値、前記第5のデジタル値および前記第6のデジタル値に基づいて、前記第1のデジタル値と前記第2のデジタル値との平均値を補正することにより温度測定値を算出する演算部と、
前記温度測定値に応じて動作態様を変化させる機能部と、
を含む集積回路。 - 前記機能部は、前記温度測定値に応じてクロック信号の周波数を変化させるクロック信号生成回路を含む
請求項6に記載の集積回路。 - 前記機能部は、前記温度測定値に応じて出力電圧を変化させる電源回路を含む
請求項6または請求項7に記載の集積回路。 - 第1の半導体素子のpn接合に第1の電流を順方向に流すとともに第2の半導体素子のpn接合に前記第1の電流とは異なる大きさの第2の電流を順方向に流す第1のセンシング状態において前記第1の半導体素子のpn接合の順方向電圧と前記第2の半導体素子のpn接合の順方向電圧との差分をデジタル値に変換して第1のデジタル値を取得し、
前記第1の半導体素子のpn接合に前記第2の電流を順方向に流すとともに前記第2の半導体素子のpn接合に前記第1の電流を順方向に流す第2のセンシング状態において前記第1の半導体素子のpn接合の順方向電圧と前記第2の半導体素子のpn接合の順方向電圧との差分をデジタル値に変換して第2のデジタル値を取得し、
前記第1のセンシング状態において前記第1の半導体素子に流れる電流に応じた電圧降下を生ずる第1の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換して第3のデジタル値を取得し、
前記第1のセンシング状態において前記第2の半導体素子に流れる電流に応じた電圧降下を生ずる第2の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換して第4のデジタル値を取得し、
前記第2のセンシング状態において前記第1の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換して第5のデジタル値を取得し、
前記第2のセンシング状態において前記第2の抵抗素子の両端電圧をデジタル値に変換して第6のデジタル値を取得し、
前記第3のデジタル値、前記第4のデジタル値、前記第5のデジタル値および前記第6のデジタル値に基づいて、前記第1のデジタル値と前記第2のデジタル値との平均値を補正することにより温度測定値を算出する
温度測定方法。 - 第1の入力端子および第2の入力端子を有し、前記第1の入力端子に接続されたノードの電圧と前記第2の入力端子に接続されたノードの電圧との差分に応じたデジタル値を出力するADコンバータを用いて前記第1のデジタル値および前記第2のデジタル値を取得する際に、前記第1のデジタル値および前記第2のデジタル値が互いに異なる極性で前記ADコンバータから出力されるように前記第1のセンシング状態と前記第2のセンシング状態との間の状態移行に伴って前記第1の入力端子および前記第2の入力端子に接続されるノードを切り替える
請求項9に記載の温度測定方法。 - 前記第3のデジタル値と前記第4のデジタル値との比と、前記第5のデジタル値と前記第6のデジタル値との比と、の平均値に基づいて補正係数を算出し、前記第1のデジタル値と前記第2のデジタル値との平均値を、前記補正係数を用いて補正して前記温度測定値を算出する
請求項9または請求項10に記載の温度測定方法。 - 第3の電流および前記第3の電流とは異なる大きさの第4の電流のうちの一方が順方向に流れるpn接合を有する第3の半導体素子と、前記第3の電流および前記第4の電流のうちの他方が順方向に流れるpn接合を有する第4の半導体素子と、前記第3の半導体素子および前記第4の半導体素子のうちの一方側に接続される反転入力端子および前記第3の半導体素子および前記第4の半導体素子のうちの他方側に接続される非反転入力端子を含み且つ前記第1乃至第4の電流を前記第3の半導体素子のpn接合における順方向電圧と前記第4の半導体素子のpn接合における順方向電圧との差分に応じた大きさに制御する演算増幅器と、を用いて前記第1乃至第4の電流を制御し、
前記第3の電流が前記第3の半導体素子のpn接合に順方向に流れ且つ前記第4の電流が前記第4の半導体素子のpn接合に順方向に流れる第1の電流制御状態と、前記第3の電流が前記第4の半導体素子のpn接合に順方向に流れ且つ前記第4の電流が前記第3の半導体素子のpn接合に順方向に流れる第2の電流制御状態と、の間の状態移行に伴って、前記反転入力端子および前記非反転入力端子に接続されるノードの切り替えを行うとともに前記演算増幅器における出力電圧の相の正逆の切り替えを行い、
前記第1の電流制御状態および前記第2の電流制御状態の各状態において前記第1乃至第6のデジタル値を取得し、
前記第1の電流制御状態および前記第2の電流制御状態の各状態において取得された前記第3のデジタル値と前記第4のデジタル値との比と、前記第5のデジタル値と前記第6のデジタル値との比と、の平均値に基づいて前記補正係数を算出し、前記第1の電流制御状態および前記第2の電流制御状態の各状態において取得した前記第1のデジタル値と前記第2のデジタル値との平均値を、前記補正係数を用いて補正して前記温度測定値を算出する
請求項11に記載の温度測定方法。
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