JPH09504373A - 温度に線形に比例するように全動作電流を制御する回路をもつ二端子型感温素子 - Google Patents
温度に線形に比例するように全動作電流を制御する回路をもつ二端子型感温素子Info
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Abstract
(57)【要約】
動作電流を制御して温度指示を行なう二端子型感温素子。この制御は、所望の温度への外挿が設定可能な、温度に対する線形な応答の発生に基づく。この感温素子は、温度に線形に比例するように動作電流を制御する回路構成を含む。同回路構成の動作として、絶対温度に比例する第1の参照電圧の生成、絶対温度を反転した第2の参照電圧の生成、動作電流に対応する電圧降下の発生、および該電圧降下と第1、第2の参照電圧の差に一致する感温電圧との比較を行う、また動作電流を調整して該電圧降下を該感温電圧と等しくさせる。一実施形態によれば、この感温素子はPTAT入力のオフセット電圧を用いた増幅器を含み、これにより直列接続した一個の抵抗器を通して温度に比例する電流を動作させる。また同素子は増幅器の一入力を相殺する回路構成を含み、これによって温度に比例する電流の外挿された勾配がある選択温度でゼロを通過するようになる。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の名称
温度に線形に比例するように全動作電流を制御する回路をもつ二端子型感温素子
発明の背景
本発明は温度検出素子に関し、特にトランジスタの感温特性を用いた温度検出
素子に関する。
温度測定素子には従来から種々のものが知られている。代表的な素子は熱電対
、サーミスタおよび抵抗温度計(RTD)等である。いずれも簡単かつ汎用的に
使用する上で限界がある。熱電対は正確な冷接点補償と何らかの形の線形化を必
要とする。また出力電圧のレベルが低く電気的ノイズの干渉を受けやすい。抵抗
温度計とサーミスタは非線形な特性を有するため注意深い補償と広い電気的動作
範囲を要する。加えて精度よく抵抗測定を行なうには正確な定電圧電源と精密な
微小電流検出および注意深いリード線補償が必要である。またこれらの素子にお
いてはリード線の接続に細心の注意を要する。またいずれの素子においても初期
校正が問題であり、特に場の交換が必要な際には問題が大きい。
従来のIC式感温素子は、トランジスタの性能であるベース−エミッタ間電圧
の差(ΔVbe)が絶対温度に比例しかつ広い温度範囲で正確であること、を基本
としている。この性質を利用してこれまでに、電圧信号の増幅とバッファリング
機構および電圧安定器などの必要な周辺回路の供給機構を同一ICチップ上に形
成することが行われてきた。
トランジスタの性質としての温度に対してΔVbeが線形であることを利用して
感温素子の作製を図った例がBrokawによる米国特許第3,940,760
号およびTimkoらによる同4,123,698号に述べられている。図1に
示した二端子型感温素子10は絶対温度に応じて変化する出力電流ITを生成す
る。
出力電流ITの生成は第1、第2のトランジスタQ1、Q2によって得られる
。
両トランジスタは一定比率のエミッタ電流密度で動作し、かつ相互に接続したベ
ースをもつ。また抵抗Rに印加される各Vbe間に差を有する。トランジスタQ1
、Q2においてエミッタ電流密度は次式であらわされる。
ここで、Jsはエミッタ飽和電流密度、qは電子一個当りのクーロン単位の電荷
、Kはボルツマン定数、Tは絶対温度である。実際には(−1)項は非常に小さ
く通常は無視される。
電流密度Je1およびJe2をもつ二つのトランジスタにおいて、各々のベース-
エミッタ間電圧は次式で示される。
したがってベース−エミッタ間電圧の差は次式で与えられる。
ΔVbeが絶対温度に比例するためには対数項は常に一定でなければならない。
それ故Je1/Je2を1以外の定数rとすれば、(4)式は次のように表される。
図1の感温素子10において一定比率のエミッタ電流密度は、異なる電極面積
をもつ第1、第2のトランジスタQ1、Q2の適用、およびトランジスタQ1、
Q2のコレクタに接続させて追加トランジスタQ3、Q4を使用し、トランジス
タQ2とQ3をダイオード接続してトランジスタQ1、Q2に通過電流を供給す
ること、によって得られる。トランジスタのコレクタ電流がVbeにのみ依存する
と仮定し、かつベース電流が無視できるとすると、トランジスタQ1、Q2中を
流れる電流Ic1、Ic2は等しくなる(Ic1=Ic2)。トランジスタQ1、Q2の
エミッタ電極面積の比をrとするとエミッタ電流密度の比もまたrである。また
このとき電圧差ΔVbeは絶対温度に直接比例する。該電圧ΔVbeは抵抗Rにかか
る電圧として表れ、トランジスタQ1を流れる電流レベルを規定する。回路の両
側から引き出される出力電流ITは次式で表される。
抵抗Rの温度係数がゼロであればITもまた絶対温度に直接比例する。さらに
エミッタ比rと抵抗Rの値を適正に選択することによりあらかじめ決められた一
定比で正確に温度に関係した、絶対温度検出の上で有用な出力電流が得られる。
上述の感温素子により絶対温度に比例した出力電流が得られる。しかし残念な
ことに、実際にはこの素子の動作は一般に=55℃すなわち218°Kまでと指
定されている。ただし、これよりもいくらか低めの温度まで使用可能である。感
温素子10を用いて狭い温度範囲を測定するためには、少なくとも最初の218
°Kの分の出力信号を差し引く必要がある。より一般的には、273°Kの出力
信号を差し引いて抑制された出力信号を0℃での基準値とする必要がある。この
抑制は不便であると共に信号−ノイズ比の低下による誤差の発生源となり得る。
このゼロ抑制は非感温性の追加の基準信号を含んでおり、同基準信号中の誤差は
すべて抑制後の出力信号に反映されて誤差を生じる。
したがって、通常の動作温度範囲付近でゼロ出力が生じるような二端子型感温
素子の供給が望ましい。この構成により動作電流による発熱効果が減少し、高感
度で動作する感温素子が得られる。
それ故本発明の目的は次のようなIC式二端子型感温素子を提供することであ
る。この素子は0°K以上の所定の動作温度範囲近くでゼロ値をもち、これを基
準として温度に線形に比例するように動作電流を変調することにより温度測定お
よび出力指示を行なう。
発明の要旨
本発明の感温素子の動作原理は、回路全体の動作電流を単一の抵抗器を通じて
流し、生じた電圧降下を感温電圧と比較し、さらに該全動作電流を調整して該抵
抗器にかかる電圧を感温電圧に合わせることである。該感温電圧は温度に比例し
かつ所望の外挿されたゼロ点でゼロを通過するように構成されている。
よって本発明により提供される二端子型感温素子は、温度に線形に比例するよ
うに動作電流を制御する回路を含む。該素子の回路は、絶対温度に比例する第1
の参照電圧の生成機構、絶対温度を反転した第2の参照電圧の生成機構、動作電
流に対応する電圧降下の発生機構、該電圧降下を第1、第2の参照電圧の差に一
致する感温電圧と比較する手段、および動作電流を調整して該電圧降下を該感温
電圧と等しくさせる手段を含む。
本発明の一実施形態により温度に対して直線的に変化する出力電流の生成回路
を含む二端子型感温素子が提供される。同回路は差動入力段を含み、同入力段は
異なる動作電流密度をもつ第1、第2のトランジスタを含む。また同回路は電流
供給機構を含み、第1、第2のトランジスタを通る電流を供給して第1、第2の
トランジスタを異なる電流密度で動作させ、各ベース−エミッタ間電圧間に差を
もたらす。このベース−エミッタ間電圧の差は絶対温度に比例する第1の参照電
圧に一致する。また絶対温度を反転した第2の参照電圧に一致するベース−エミ
ッタ間電圧をもつ第3のトランジスタが備わる。該第3のトランジスタは差動入
力段に接続し、同トランジスタのベース−エミッタ間電圧の一部があらかじめ決
められた温度で第1、第2のトランジスタのベース−エミッタ間電圧の差に等し
くなる。さらに変換機構が備わり、第1、第2の参照電圧の差を出力電流に変換
する。
図面の簡単な説明
図1は、従来技術による二端子型感温素子の概略配線図である。
図2は、本発明による二端子型感温素子の典型的な一実施形態を図示する。
図3は、PTATおよびCTAT電圧の相違を図示する。
図4は、低温で理想から離れる挙動を示す素子のシンク電流としての、図2の
素子のI−V曲線を示す。
図5は、図2の二端子型感温素子の詳細な配線図を示す。
図6Aおよび6Bは、図5の回路の模式的な温度掃引図を示す。
実施形態の詳細な説明
図2に本発明による二端子型感温素子20の典型的な一実施形態を示す。本発
明の感温素子は、トランジスタのベース−エミッタ間電圧に与える温度の影響お
よび同電圧と整合トランジスタのベース−エミッタ間電圧との差に基づいて動作
する。例えば二つの整合トランジスタが異なる電流密度で動作するとき、両者の
ベース−エミッタ間電圧は絶対温度に比例した量の差を生じる(PTAT)。こ
の電圧は上記(4)式で与えられる。
トランジスタのベース−エミッタ間電圧自体もまた感温性があり、トランジス
タの作製法と素子のコレクタ電流に関わるある温度でゼロに低下していく。しか
しながらこの電圧の低下が低温まで外挿されていく場合は、(絶対温度)0度で
の電圧はトランジスタの作製法にほとんど依存しない。この事は使用したコレク
タ電流関数が0度でゼロとなり、かつ他の正のトランジスタ温度において常に正
である限りあてはまる。言い換えれば、室温付近での温度に対するベース−エミ
ッタ間電圧の挙動は0度でのある一定値に向けて外挿することができる。もしコ
レクタ電流の構成がPTATであれば、0度での交差電圧はトランジスタの作製
法や実際の室温でのバイアス電流にほとんど依存しない。該交差電圧は外挿され
たバンドギャップ電圧にほぼ等しい。この外挿電圧はPTATの反転であってバ
ンドギャップ電圧の交差値に関係している。あるいは同電圧は絶対温度を反転し
ている(CTAT)。
図3に理想的なベース-エミッタ間電圧から作成した電圧図形およびこれに接
する CTAT電圧図形を示す。また同図に、異なる電流密度で動作するトラン
ジスタのΔVbeに比例するPTAT電圧を併せて示す。これら各電圧は相互に調
整され、ある選択温度において各電圧の差がゼロになるようにされている。この
ように調整されたPTATとCTAT電圧とにより該選択温度以上で電圧差が生
じる。
再度図2を参照する。感温素子20の制御部の動作に最小限必要な電流がある
。したがって回路電流がゼロを通過するような構成にしてはならない。それ故外
挿したゼロとなる温度は実際の動作範囲よりやや低めに設定する必要がある。例
えば同回路は外挿値ゼロとなる点を−70℃にもち、温度に対する電流の変化比
率は5μA/℃で動作範囲は−55℃以上とされている。したがって最小の75
μA((70℃−55℃)×5μA/℃)が回路の動作に適用される。この最小
動作電流に対応する温度以上では回路は適正な負荷電流に対する電流シンクとし
て動作し、電流供給端子に適正な電流を流す。図4のI−V曲線は、実素子にお
けるシンク電流が低温で理想形から外れる様相を示す。
感温素子20はトランジスタQ1、Q2、Q3およびQ4をもっ差動入力段2
2を含む。各トランジスタの配置は、入力信号が素子回路構成の残部に対してわ
ずかに負であり、該差動出力電流はトランジスタQ3、Q4により正方向で引き
出されるようになっている。該差動入力段はトランジスタQ3、Q4のベースと
同Q1、Q2のコレクタ間に接続されたバイアス電流供給部34を含む。
トランジスタQ3、Q4の出力電流によりそれぞれに接続した二つの負荷抵抗
R4、R5にかかる電圧が発生する。電流の違いにより負荷抵抗端電圧の違いが
生じ、演算増幅器26の入力部が動作する。負荷抵抗によって引き出された電圧
差により該増幅器がトランジスタQ5を駆動し基準ノードVLへの電流供給を増
減させる。ノードVLに接続した抵抗R6は感温素子20の回路全体と直列に位
置した検出抵抗として機能する。このとき微小かつ比較的反復性のトランジスタ
Q1のベース電流は除外する。こうして演算増幅器26によってトランジスタQ
5を動作することにより、抵抗R6の通過電流が増減する。回路との接続は同期
式であり、抵抗R6にかかる電圧の変化は結果的にトランジスタQ3、Q4のコ
レクタ電流の差を減少させる傾向をもたらす。したがって感温素子20の動作点
は平衡状態、つまりトランジスタQ3、Q4のコレクタ電流がつり合う状態に向
かう。
図に示すようにトランジスタQ4は複数エミッタ形であるため、コレクタ電流
がトランジスタQ3と一致するとき動作電流密度は減少する。この結果、トラン
ジスタQ3、Q4のベース-エミッタ間電圧は式(4)で述べたΔVbeの量の差
を生じる。例えば4個のエミッタをもつトランジスタQ4では該ベース−エミッ
タ間電圧の差は次式で与えられる。
この場合ΔVbeは室温で約36mVに相当する。技術上明らかに、トランジス
タQ4の電流密度の減少はトランジスタQ4、Q2の両方あるいはQ2のみを複
数エミッタ形にすることによってもなし得る。
両コレクタ電流がつり合っている間はこの電圧は絶対温度Tに比例する。もし
感温素子20の回路ループがこの電圧を抵抗R6にかかる電圧となるように動作
するなら、出力電流は図1に示す感温素子10と同様PTATである。しかしな
がら、トランジスタQ2のベースはトランジスタQ6のベース−エミッタ間電圧
の一部に接続している。トランジスタQ6はバイアス電流源28と共に差動入力
段22に並列に位置している。トランジスタQ6はそのベース−エミッタ間に配
置された抵抗R1、R2からなる分圧抵抗を含む。トランジスタQ6のベース−
エミッタ間電圧において抵抗R2にかかる部分はCTATであり、温度上昇にし
たがって低下する。
抵抗R1、R2のあらかじめ決められた値を用いてトランジスタQ6のベース
−エミッタ間電圧の一部を適正に選択することにより、あらかじめ決められた温
度で該部分電圧をトランジスタQ3、Q4のΔVbeに等しくなるように選択され
得る。この決められた温度で、該回路ループはつり合って抵抗R6にかかる電圧
が0Vになる。この理由としてトランジスタQ2のベース電圧はノードVLでの
電圧よりΔVbeだけ高い。同温度以上ではトランジスタQ2のベースへの印加電
圧は低下する、その一方でバランスに必要なΔVbeは上昇する。この結果該回路
ループにおいて温度比例形電流が抵抗R6中を流れるようになる。したがって最
小動作電流以上の電流に対応する温度域で、感温素子20はほぼ所望の温度比例
特性を示す動作を行なう。
図5に、図2の二端子型感温素子20のより詳細な配線略図を示す。図6Aと
6Bは図5の回路における−55℃から155℃までの模式的な温度掃引図であ
あり、温度の関数としての電流図形および応答の非線形性を示す。同回路は約5
μA/℃の電流勾配と−70℃での交差値をもつように構成されている。
技術上明らかに図2、5に示した二端子型感温素子の実施形態はいずれも実現
可能である。例えば図2、5に示すように、該感温素子はNPNトランジスタを
用いてΔVbeを生成している。これは通常製品のNPNトランジスタが同目的に
対してより適しているためである。別の実施形態として適当なPNPトランジス
タがあれば複数エミッタの配置をレベルシフトトランジスタ対側よりもむしろ入
力トランジスタ対側に転じることも可能である。さらに検出抵抗R6を素子の正
側端子に設置して測定を容易にすることもできる。入力用としてNPNトランジ
スタ、レベルシフト用としてPNPトランジスタを用いた入力回路に入れ換える
ことで、感温素子において抵抗R6の電圧は正側端子に接続されたVbeの一部と
比較される。
図2の感温素子をさらに改良したものに歪補正の実施がある。トランジスタQ
6のVbeは温度にほぼ比例して低下する。しかしながらこの感温特性には高次の
成分がいくらか存在し、このために該電圧が若干歪む。この歪はバンドギャップ
の例と同様に本発明の感温素子によって修正することができる。例えば正の温度
係数をもつ微小抵抗を抵抗R6に直列に付加し、全温度域で電圧-電流特性に若
干の湾曲を与えるよにすることが可能である。この調整によりトランジスタQ6
のVbeにもとずく歪が減少する。あるいは、トランジスタQ6の分圧抵抗として
感温性抵抗を使用し歪補正を行なうこともできる。
本発明の感温素子に含まれ得る追加形態として抵抗R6に類似したさらなる抵
抗の付与がある。これにより予備の接続部が備わり感温性のプログラムが行える
。トランジスタQ6に結ばれた分圧抵抗にピン選択用タップを付けてもよく、こ
れにより使用者のゼロ点選択が可能になる。
以上の記述によりこれまで本発明の説明を行ってきたが、これに限定しようと
するものではない。本発明の趣旨並びに本質を違えない範囲で従来技術により上
記実施形態に変形を加えることは可能である。本発明の範囲は唯一添付の特許請
求範囲およびそこに含まれる内容にもとずいて規定される。
請求の範囲を次に示す。
【手続補正書】特許法第184条の8
【提出日】1995年11月6日
【補正内容】
請求の範囲
1. 温度に線形に比例するように全動作電流を制御する回路を含む二端子型感
温素子において、該回路は、
絶対温度に比例する第1の参照電圧の生成機構と、
絶対温度を反転した第2の参照電圧の生成機構と、
二端子間を流れる前記全動作電流に対応する電圧降下の発生機構と、
前記電圧降下を前記第1、第2の参照電圧間の差に一致する感温電圧と比較す
る手段と、
前記電圧降下と感温電圧とを等しくし得る前記全動作電流の調整手段、を備え
る、ことを特徴とする二端子型感温素子。
2. 前記第1の参照電圧の生成機構が第1、第2のトランジスタを含み、両ト
ランジスタにより前記第1の参照電圧に相当するベース−エミッタ電圧間の差が
生成される、ことを特徴とする請求項1記載の感温素子。
3. 前記第1のトランジスタが前記第2のトランジスタと異なる電流密度で動
作してコレクタ電流を合わせる、ことを特徴とする請求項2記載の感温素子。
4. 前記第1のトランジスタが前記第2の参照電圧の生成機構と電気的に接続
している、ことを特徴とする請求項2記載の感温素子。
5. 前記第2の参照電圧の生成機構が、該電圧生成に関連したベース−エミッ
タ間電圧をもつ第3のトランジスタを含み、前記第2の参照電圧が前記第3のト
ランジスタのベース-エミッタ間電圧の所定の一部に一致する、ことを特徴とす
る請求項4記載の感温素子。
6. 前記感温素子におけるゼロ出力が、前記第1、第2のトランジスタの各ベ
ース−エミッタ間電圧の差が前記第3のベース−エミッタ間電圧の前記所定の一
部に等しいことに反応して発生する、ことを特徴とする請求項5記載の感温素子
。
7. 前記電圧降下の発生機構により前記第1、第2の参照電圧が等しいことに
反応して電圧降下ゼロが生じる、ことを特徴とする請求項1記載の感温素子。
8. 前記電圧降下ゼロが基準ゼロ温度に対応する、ことを特徴とする請求項7
記載の感温素子。
9. 前記電圧降下の発生機構が前記第1、第2の参照電圧の発生機構の双方と
直列接続している抵抗を含む、ことを特徴とする請求項1記載の感温素子。
10. 温度に線形に比例して変化する全動作電流となる出力の発生回路を含む
二端子型感温素子において、該回路は、
異なる動作電流密度をもつ第1、第2のトランジスタを含む作動入力段と、
前記第1、第2のトランジスタに通過電流を供給して両トランジスタを異なる
電流密度で動作させ各ベース−エミッタ電圧間の、絶対温度に比例する第1の参
照電圧に一致する差を生成せしめる電流供給機構と、
絶対温度を反転した第2の参照電圧に一致するベース−エミッタ間電圧をもつ
第3のトランジスタであって、前記第3のトランジスタが前記作動入力段に接続
されて前記第3のトランジスタのベース−エミッタ間電圧の一部があらかじめ決
められた温度で前記第1、第2のトランジスタのベース−エミッタ間電圧の差に
一致するような第3のトランジスタと、
前記第1、第2の参照電圧の差を前記出力として二端子間に供給される前記全
動作電流に変換する変換手段と、を備えることを特徴とする感温素子。
11. 前記感温素子の外挿されたゼロ出力が前記あらかじめ決められた温度で
前記第1、第2のトランジスタのべース−エミッタ間電圧の差が前記第3のトラ
ンジスタのベース−エミッタ間電圧の所定の一部に等しいことに反応して生じる
、ことを特徴とする請求項10記載の感温素子。
12. 前記外挿されたゼロ出力がゼロ基準温度に対応する、ことを特徴とする
請求項11記載の感温素子。
13. 温度比例形電流が温度変化に応じて前記変換手段に供給される、ことを
特徴とする請求項10記載の感温素子。
14. 前記第3のトランジスタのベース−エミッタ間電圧の感温性の変動を修
正するための修正手段をさらに備える、ことを特徴とする請求項10記載の感温
素子。
15. 前記修正手段が前記変換手段に直列に配置した正の温度係数をもつ抵抗
を備えることを特徴とする請求項14の感温素子。
16. 前記第1のトランジスタが前記第3のトランジスタのベースとエミッタ
とに結ばれた分圧抵抗に接続している、ことを特徴とする請求項10記載の感温
素子。
17. 前記2分圧抵抗がピン選択用のタップを備える、ことを特徴とする請求
項16記載の感温素子。
18. 前記第1のトランジスタが複数のエミッタを備え、これにより前記第2
のトランジスタと異なる電流密度で動作する、ことを特徴とする請求項11記載
の感温素子。
19. 前記第3のトランジスタが第4のトランジスタを介して前記第1のトラ
ンジスタと接続している、ことを特徴とする請求項11記載の感温素子。
20. 前記第4のトランジスタが複数のエミッタを備え、これにより前記第1
のトランジスタを前記第2のトランジスタと異なる電流密度で動作させる、こと
を特徴とする請求項19記載の感温素子。
21. 二端子型感温素子の全動作電流を温度に線形に比例するように制御する
方法において、前記方法が、
絶対温度に比例する第1の参照電圧を生成する段階と、
絶対温度を反転した第2の参照電圧を生成する段階と、
二端子間を流れる前記全動作電流に対応した電圧降下を発生する段階と、
前記電圧降下を前記第1、第2の参照電圧間の差に一致する感温電圧と比較す
る段階と、
前記全動作電流を調整して前記電圧降下と前記感温電圧とを等しくする段階と
、を備えることを特徴とする全動作電流の制御方法。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. 温度に線形に比例するように動作電流を制御する回路を含む二端子型感温 素子において、該回路は、 絶対温度に比例する第1の参照電圧の生成機構と、 絶対温度を反転した第2の参照電圧の生成機構と、 前記動作電流に対応する電圧降下の発生機構と、 前記電圧降下を前記第1、第2の参照電圧間の差に一致する感温電圧と比較す る手段と、 前記電圧降下と感温電圧とを等しくし得る前記動作電流の調整手段、を備える 、ことを特徴とする二端子型感温素子。 2. 前記第1の参照電圧の生成機構が第1、第2のトランジスタを含み、両ト ランジスタにより前記第1の参照電圧に相当するベース-エミッタ電圧間の差が 生成される、ことを特徴とする請求項1記載の感温素子。 3. 前記第1のトランジスタが前記第2のトランジスタと異なる電流密度で動 作して両コレクタ電流を整合させる、ことを特徴とする請求項2記載の感温素子 。 4. 前記第1のトランジスタが前記第2の参照電圧の生成機構と電気的に接続 している、ことを特徴とする請求項2記載の感温素子。 5. 前記第2の参照電圧の生成機構が、該電圧生成に関連したベース-エミッ タ間電圧をもつ第3のトランジスタを含み、前記第2の参照電圧が前記第3のト ランジスタのベース-エミッタ間電圧の所定の一部に一致する、ことを特徴とす る請求項4記載の感温素子。 6. 前記感温素子におけるゼロ出力が、前記第1、第2のトランジスタの各ベ ース−エミッタ間電圧の差が前記第3のベース−エミッタ間電圧の前記所定の一 部に等しいことに反応して発生する、ことを特徴とする請求項5記載の感温素子 。 7. 前記電圧降下の発生機構により前記第1、第2の参照電圧が等しいことに 反応して電圧降下ゼロが生じる、ことを特徴とする請求項1記載の感温素子。 8. 前記電圧降下ゼロが基準ゼロ温度に対応する、ことを特徴とする請求項7 記載の感温素子。 9. 前記電圧降下の発生機構が前記第1、第2の参照電圧の発生機構の双方と 直列接続している抵抗を含む、ことを特徴とする請求項1記載の感温素子。 10. 温度に線形に比例して変化する出力電流の発生回路を含む二端子型感温 素子において、該回路は、 異なる動作電流密度をもつ第1、第2のトランジスタを含む作動入力段と、 前記第1、第2のトランジスタに通過電流を供給して両トランジスタを異なる 電流密度で動作させ各ベース−エミッタ電圧間の、絶対温度に比例する第1の参 照電圧に一致する差を生成せしめる電流供給機構と、 絶対温度を反転した第2の参照電圧に一致するベース−エミッタ間電圧をもつ 第3のトランジスタであって、前記第3のトランジスタが前記作動入力段に接続 されて前記第3のトランジスタのベース−エミッタ間電圧の一部があらかじめ決 められた温度で前記第1、第2のトランジスタのベース−エミッタ間電圧の差に 一致するような第3のトランジスタと、 前記第1、第2の参照電圧の差を前記出力電流に変換する変換手段と、を備え ることを特徴とする感温素子。 11. 前記感温素子の外挿されたゼロ出力が、前記あらかじめ決められた温度 で前記第1、第2のトランジスタのベース−エミッタ間電圧の差が前記第3のト ランジスタのベース−エミッタ間電圧の所定の一部に等しい、ことに反応して生 じることを特徴とする請求項11記載の感温素子。 12. 前記外挿されたゼロ出力がゼロ基準温度に対応する、ことを特徴とする 請求項11記載の感温素子。 13. 温度比例形電流が温度変化に応じて前記変換手段に供給される、ことを 特徴とする請求項10記載の感温素子。 14. 前記第3のトランジスタのベース−エミッタ間電圧の感温性の変動を修 正するための修正手段をさらに備える、ことを特徴とする請求項10記載の感温 素子。 15. 前記修正手段が前記変換手段に直列に配置した正の温度係数をもつ抵抗 を備えることを特徴とする請求項14の感温素子。 16. 前記第1のトランジスタが前記第3のトランジスタのベースとエミッタ とに結ばれた分圧抵抗に接続している、ことを特徴とする請求項10記載の感温 素子。 17. 前記分圧抵抗がピン選択用のタップを備える、ことを特徴とする請求項 16記載の感温素子。 18. 前記第1のトランジスタが複数のエミッタを備え、これにより前記第2 のトランジスタと異なる電流密度で動作する、ことを特徴とする請求項11記載 の感温素子。 19. 前記第3のトランジスタが第4のトランジスタを介して前記第1のトラ ンジスタと接続している、ことを特徴とする請求項11記載の感温素子。 20. 前記第4のトランジスタが複数のエミッタを備え、これにより前記第1 のトランジスタが前記第2のトランジスタと異なる電流密度で動作する、ことを 特徴とする請求項19記載の感温素子。 21. 二端子型感温素子の動作電流を温度に線形に比例するように制御する方 法において、前記方法が、 絶対温度に比例する第1の参照電圧を生成する段階と、 絶対温度を反転した第2の参照電圧を生成する段階と、 前記動作電流に対応した電圧降下を発生する段階と、 前記電圧降下を前記第1、第2の参照電圧間の差に一致する感温電圧と比較す る段階と、 前記動作電流を調整して前記電圧降下と前記感温電圧とを等しくする段階と、 を備えることを特徴とする動作電流の制御方法。
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