信号发生电路和温度传感器制造技术

本发明专利技术涉及信号发生电路和温度传感器。提供一种具有输出电压的短建立时间的信号发生电路。在PTAT信号发生电路中，调整电路连接在第0至第K个二极管的阴极和接地电压的线路之间，第0个二极管的阳极连接至第一节点，第一至第K个二极管的阳极经由电阻元件连接至第二节点，第一节点和第二节点被设定为相同电压，流经第0个二极管的第一电流和流经第一至第K个二极管的第二电流被设定为具有相同值，且流经调整电路的第三电流被设定为具有为各个第一电流和第二电流的2倍的值。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用包括说明书、附图和摘要在内的于2013年9月2日提交的日本专利申请No.2013-181430的公开内容通过引用被整体包含在此。
本专利技术涉及一种信号发生电路和温度传感器，并且特别适用于输出与绝对温度成比例的电压的信号发生电路和温度传感器。
技术介绍
在现有技术中，公知的是PTAT(与绝对温度成比例)信号发生电路，其实际上利用具有彼此不同的尺寸(即电流驱动能力)的第一和第二二极管的与绝对温度成比例的正向电压之间的差输出其电压与绝对温度成比例变化的PTAT信号(例如，日本专利特开No.2009-217809(专利文献1)以及日本专利特开No.2011-215129(专利文献2))。
技术实现思路
但是，现有技术的PTAT信号发生电路以及采用其的温度传感器具有其中建立输出电压的建立时间长的问题。从本说明书和附图的说明中将使本专利技术的其它目的和新的特征变得清楚。在本申请的信号发生电路中，在第一和第二二极管的阴极和基准电压线路之间，提供输出电路，其基于流经第一和第二二极管的电流之和的电流输出与绝对温度成比例的电压。而且，在本申请的温度传感器中，放大信号发生电路的输出信号的放大器包括差分放大器、源极接地放大器、源极跟随放大器以及相位补偿电路，且相位补偿电路包括串联连接的变抗器电容元件和电阻元件。根据实施例，可减少输出电压的建立时间。附图说明图1是示出根据本申请的第一实施例的微型计算机的主要部分的框图；图2是示出图1中所示的温度传感器的构造以及与其有关的部分的电路框图；图3是示出图2中所示的A/D转换器的构造的框图；图4是示出图3中所示的采样和保持电路的构造的电路框图；图5是示出图2中所示的PTAT信号发生电路的构造的电路框图；图6是示出图5中所示的调整电路的构造的电路框图；图7是示出图5中所示的运算放大器的构造的电路图；图8是示出图5中所示的运算放大器的构造的另一电路图；图9是示出图5中所示的运算放大器的构造的又一电路图；图10是示出图2中所示的放大器的构造的电路框图；图11是示出图2中所示的放大器的构造的电路图；图12是示出图11中所示的晶体管和二极管的结构的截面图；图13是示出产生图7至图9的偏压VBN和图10和图11的偏压VBP的偏压发生电路的构造的电路图；图14是用于示出图11中所示的二极管的效果的时序图；图15是示出根据本申请的第二实施例的微型计算机中包括的温度传感器的放大器的构造的电路图；图16是示出图15中所示的放大器的操作的时序图；图17是示出根据本申请的第三实施例的微型计算机中包括的温度传感器的放大器电路的构造的电路图；图18是示出根据本申请的第四实施例的微型计算机中包括的温度传感器的放大器电路的结构的电路图；图19是图18中所示的变抗器电容元件的结构的平面图；图20是沿图19的XX-XX线的截面图；图21是示出图18中所示的变抗器电容元件的电容值的电压相关性的曲线图；图22是示出图18中所示的电容器111的构造的示意图；图23是用于示出图18中所示的变抗器电容元件的效果的时序图；图24是示出根据本申请的第五实施例的微型计算机中包括的温度传感器的PTAT信号发生电路的构造的电路框图；图25是示出图24中所示的运算放大器的构造的电路图；图26是示出图24中所示的运算放大器的构造的另一电路图；图27是示出图24中所示的运算放大器的构造的又一电路图；图28是示出根据本申请的第六实施例的微型计算机中包括的温度传感器的PTAT信号发生电路的构造的电路框图；图29是用于示出图28中所示的PTAT信号发生电路的效果的时序图；图30是图29的Z截面的放大图；图31是示出根据本申请的第七实施例的微型计算机中包括的温度传感器的PTAT信号发生电路的构造的电路框图；图32是示出根据本申请的第八实施例的微型计算机中包括的温度传感器的PTAT信号发生电路的构造的电路框图；图33是示出根据本申请的第九实施例的微型计算机中包括的温度传感器的主要部分的电路框图；图34是示出根据本申请的第十实施例的微型计算机中包括的温度传感器的构造的电路框图；图35是示出图34中所示的运算放大器的构造的电路图；以及图36是示出图34中所示的运算放大器的构造的另一电路图。具体实施方式[第一实施例]图1是示出根据本申请的第一实施例的微型计算机1的主要部分的框图。在图1中，微型计算机1包括半导体衬底1a、安装在其表面上的RTC(实时时钟)2、温度传感器3、A/D(模数)转换器4、ROM(只读存储器)5以及CPU(中央处理器)6。RTC 2包括晶体振荡器并输出指示时间的信息。温度传感器3输出模拟信号，其电压与绝对温度成比例变化。A/D转换器4将由温度传感器3产生的模拟信号转换成数字信号。ROM 5具有存储于其中的表示RTC 2的晶体振荡器的振荡频率和温度之间关系的表。CPU 6根据由来自A/D转换器4的数字信号表示的温度以及ROM 5中的表来校正RTC 2。因此，即使温度改变，RTC 2也输出显示准确时间的信息。CPU 6根据来自RTC 2的时间信息执行诸如数据的计算和处理的预定操作。图2是示出温度传感器3的构造以及与其有关的部分的构造的电路框图。在图2中，温度传感器3包括PTAT信号发生电路10、运算放大器11、电阻元件12和13以及开关14。PTAT信号发生电路10产生PTAT信号，其电压Vp与绝对温度成比例变化。运算放大器11、电阻元件12和13以及开关14构成放大PTAT信号的放大器电路15。PTAT信号被提供至运算放大器11的非反相输入端(正端)。电阻元件12和13串联连接在运算放大器11的输出端和接地电压VSS的线路之间。电阻元件12和13之间的节点N12连接至运算放大器11的反相输入端(负端)。电阻元件12和13构成分压电路，其将运算放大器11的输出电压分开并将分压提供给反向输入端。运算放大器11输出电流，使得节点N12的电压与PTAT信号的电压Vp一致。因此，假设电阻元件12和13的电阻值分别为R1和R2，则运算放大器11的输出电压V11由V11＝Vp(R1+R2)/R2给定。开关14的一侧端子连接至运算放大器11的输出端，而开关14的另一侧端子连接至温度传感器3的输出端3a。开关14本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号发生电路，包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极连接至第一节点；第一电阻元件，所述第一电阻元件的一侧端子连接至第二节点；第二二极管，所述第二二极管的阳极连接至所述第一电阻元件的另一侧端子，所述第二二极管的阴极连接至所述第一二极管的阴极，并且所述第二二极管具有大于所述第一二极管的电流驱动能力；电流源，所述电流源致使所述第一和第二节点具有相同电压，并且经由所述第一和第二二极管来馈送相同值的电流；以及输出电路，所述输出电路连接在所述第一和第二二极管的阴极和接地电压的线路之间，并且基于流经所述第一和第二二极管的电流之和的电流，来输出与绝对温度成比例的电压。

【技术特征摘要】
2013.09.02 JP 2013-1814301.一种信号发生电路，包括：
第一二极管，所述第一二极管的阳极连接至第一节点；
第一电阻元件，所述第一电阻元件的一侧端子连接至第二节点；
第二二极管，所述第二二极管的阳极连接至所述第一电阻元件的
另一侧端子，所述第二二极管的阴极连接至所述第一二极管的阴极，
并且所述第二二极管具有大于所述第一二极管的电流驱动能力；
电流源，所述电流源致使所述第一和第二节点具有相同电压，并
且经由所述第一和第二二极管来馈送相同值的电流；以及
输出电路，所述输出电路连接在所述第一和第二二极管的阴极和
接地电压的线路之间，并且基于流经所述第一和第二二极管的电流之
和的电流，来输出与绝对温度成比例的电压。
2.根据权利要求1所述的信号发生电路，
其中，与所述绝对温度成比例的电压和流经所述第一和第二二极
管的电流之和的电流之间的比率是可调整的。
3.根据权利要求2所述的信号发生电路，
其中，所述输出电路包括：
多个第二电阻器元件，所述多个第二电阻器元件串联连接在所述
第一和第二二极管的阴极和所述接地电压的线路之间；以及
开关电路，所述开关电路将所述第二电阻器元件的在第一和第二
二极管的阴极侧上的端子中的被选端子连接至用于输出与所述绝对温
度成比例的电压的输出端子。
4.一种温度传感器，包括：
信号发生电路，所述信号发生电路输出与绝对温度成比例的电压；
以及
放大器电路，所述放大器电路放大所述信号发生电路的输出电压，
其中，所述放大器电路包括：
运算放大器，所述运算放大器的非反相输入端接收所述信号发生
电路的输出电压；以及
分压电路，所述分压电路对所述运算放大器的输出电压进行分压，
并且将分压提供给所述运算放大器的反相输入端，
其中，所述运算放大器包括：
差分放大器，所述差分放大器包括第一和第二P型晶体管，所述
第一和第二P型晶体管的源极彼此连接并且接收第一恒流，并且所述
第一和第二P型晶体管的栅极分别用作所述非反相输入端和所述反相
输入端；
源极接地放大器，所述源极接地放大器包括第一N型晶体管，所
述第一N型晶体管的栅极连接至所述第一P型晶体管的漏极，所述第
一N型晶体管的漏极接收第二恒流，并且所述第一N型晶体管的源极
接收接地电压；
源极跟随放大器，所述源极跟随放大器包括第二N型晶体管，所
述第二N型晶体管的栅极连接至所述第一N型晶体管的漏极，所述第
二N型晶体管的漏极接收电源电压，并且所述第二N型晶体管的源极
和背栅极用作所述运算放大器的输出端；以及
相位补偿电路，所述相位补偿电路包括串联连接在所述第一N型
晶体管的漏极和所述第一P型晶体管的漏极之间的变抗器电容元件和
第一电阻元件。
5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：大林茂树，岛野裕树，南正隆，小崎浩司，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP