一种模拟输出集成温度传感器制造技术

一种模拟输出集成温度传感器，通过带隙基准电压电路与运算电路的组合，使得所述运算电路中的运算放大器两个输入端能够输入所述带隙基准电压电路中同时存在的零温度系数带隙基准电压和正温度系数电压以在所述运算放大器的输出端输出随温度变化而变化的线性模拟输出电压，从而实现温度传感功能。从而实现温度传感功能。从而实现温度传感功能。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟输出集成温度传感器


[0001]本专利技术涉及温度传感器技术，特别是一种模拟输出集成温度传感器，通过带隙基准电压电路与运算电路的组合，使得所述运算电路中的运算放大器两个输入端能够输入所述带隙基准电压电路中同时存在的零温度系数带隙基准电压和正温度系数电压以在所述运算放大器的输出端输出随温度变化而变化的线性模拟输出电压，从而实现温度传感功能。

技术介绍

[0002]对于温度传感器，人们通常想到的是用热敏电阻等感温材料。本专利技术人认识到，这种采用热敏电阻等感温材料制作的温度传感器，一般存在精度低，线性度差，不能有效集成等缺陷。本专利技术人注意到，当前国内并没有一款集成的低功耗，高精度，宽工作电源电压范围的模拟线性输出温度传感器产品，而实际上集成电路芯片市场对这类温度传感器的需求非常大，因此专利技术这样的温度传感器很有意义。本专利技术人认为，如果通过带隙基准电压电路与运算电路的组合，利用所述带隙基准电压电路中同时存在的零温度系数带隙基准电压和正温度系数电压作为所述运算电路中的运算放大器两个输入端的输入，就能够在所述运算放大器的输出端输出随温度变化而变化的线性模拟输出电压，从而实现温度传感功能，有利于生产出集成的低功耗，高精度，宽工作电源电压范围的模拟线性输出温度传感器产品以满足市场需求。有鉴于此，本专利技术人完成了本专利技术。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种模拟输出集成温度传感器，通过带隙基准电压电路与运算电路的组合，使得所述运算电路中的运算放大器两个输入端能够输入所述带隙基准电压电路中同时存在的零温度系数带隙基准电压和正温度系数电压以在所述运算放大器的输出端输出随温度变化而变化的线性模拟输出电压，从而实现温度传感功能。
[0004]本专利技术的技术方案如下：
[0005]一种模拟输出集成温度传感器，其特征在于，包括运算放大器，所述运算放大器的输出端连接模拟输出电压端，所述运算放大器的正向输入端连接带隙基准电压电路中的正温度系数电压端，所述运算放大器的负向输入端通过第一电阻连接所述带隙基准电压电路中的零温度系数带隙基准电压端，所述运算放大器的负向输入端通过第二电阻连接接地端。
[0006]所述运算放大器的负向输入端通过第三电阻连接所述模拟输出电压端。
[0007]所述运算放大器为CLASS-AB类运算放大器。
[0008]所述带隙基准电压电路包括基极互连的第一NPN三极管和第二NPN三极管，所述第一NPN三极管中的三极管个数与所述第二NPN三极管中的三极管个数之比为n:1，n为大于1的自然数，所述第二NPN三极管的基极连接所述零温度系数带隙基准电压端，所述第一NPN
三极管中的发射极通过第四电阻连接所述正温度系数电压端，所述第二NPN三极管的发射极连接所述正温度系数电压端，所述正温度系数电压端通过第五电阻连接接地端。
[0009]所述第一NPN三极管的集电极分别连接第一PMOS管的漏极和栅极以及第二PMOS管的栅极，所述第一PMOS管的源极和所述第二PMOS管的源极均连接电源电压端，所述第二PMOS管的漏极连接所述第二NPN三极管的集电极。
[0010]所述模拟输出电压端通过负载电容连接接地端。
[0011]所述第二NPN三极管中基极发射极间电压V
BE2
具有负温度系数，所述正温度系数电压端的正温度系数电压为V
ptat
，所述零温度系数带隙基准电压端的零温度系数带隙基准电压为V
BG
，V
BG
＝V
BE2
+V
ptat
，
[0012][0013][0014]其中K是玻尔兹曼常数，T是热力学温度，q是电子电荷量，n为所述n:1中的n，R5为第五电阻的电阻值，R4为第四电阻的电阻值，Ic为第二NPN三极管的集电极电流，Is为第二NPN三极管的饱和电流，V
BE2
有负温度系数，V
ptat
有正温度系数，通过设置R4和R5，得到零温度系数的电压V
BG
。
[0015]所述模拟输出电压端的模拟输出电压Vout由下式确定：
[0016][0017]其中R1为第一电阻的电阻值，R2为第二电阻的电阻值，R3为第三电阻的电阻值。
[0018]本专利技术的技术效果如下：本专利技术一种模拟输出集成温度传感器，利用带隙基准电压电路中能够同时得到与温度成正比的电压V
ptat
和与温度无关的电压V
BG
这一特点，使用OPA和电阻构成的运算电路将V
ptat
和V
BG
作为输入，即得到模拟输出电压V
out
，从而实现一款集成的低功耗，高精度，宽工作电源电压范围的模拟线性输出温度传感器产品。
[0019]本专利技术V
BE2
有负温度系数，V
ptat
有正温度系数，通过合理设置电阻R4和R5的值，可以得到零温度系数的电压V
BG
，在此基础上，通过合理设置电阻R1～R3的值，就可以得到所需斜率和截距的线性输出关系，实现温度传感器的功能。
附图说明
[0020]图1是本专利技术一种模拟输出集成温度传感器电路结构示意图。
[0021]附图标记列示如下：VDD-电源电压端；OPA-运算放大器；VBG-带隙基准电压端(带隙基准电压V
BG
为零温度系数电压，V
BG
为负温度系数电压V
BE2
与正温度系数电压Vptat之和)；Vptat-正温度系数电压端；Vout-模拟输出电压端；CL-负载电容；GND-接地端；Mp1-第一PMOS管；Mp2-第二PMOS管；BQ1-第一NPN三极管；BQ2-第二NPN三极管；n:1-BQ1与BQ2的三
极管个数比或面积比；R1～R5-第一电阻至第五电阻；V
BE1-BQ1基极发射极间电压；
[0022]V
BE2-BQ2基极发射极间电压(具有负温度系数)。
具体实施方式
[0023]下面结合附图(图1)对本专利技术进行说明。
[0024]图1是本专利技术一种模拟输出集成温度传感器电路结构示意图。如图1所示，一种模拟输出集成温度传感器，包括运算放大器OPA，所述运算放大器OPA的输出端连接模拟输出电压端Vout，所述运算放大器OPA的正向输入端(+)连接带隙基准电压电路中的正温度系数电压端Vptat，所述运算放大器OPA的负向输入端(-)通过第一电阻R1连接所述带隙基准电压电路中的零温度系数带隙基准电压端VBG，所述运算放大器OPA的负向输入端(-)通过第二电阻R2连接接地端GND。所述运算放大器OPA的负向输入端(-)通过第三电阻R3连接所述模拟输出电压端Vout。所述运算放大器OPA为CLASS-AB类运算放大器。所述带隙基准电压电路包括基极互连的第一NPN三极管BQ1和第二NPN三极管BQ2，所述第一NPN三极管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟输出集成温度传感器，其特征在于，包括运算放大器，所述运算放大器的输出端连接模拟输出电压端，所述运算放大器的正向输入端连接带隙基准电压电路中的正温度系数电压端，所述运算放大器的负向输入端通过第一电阻连接所述带隙基准电压电路中的零温度系数带隙基准电压端，所述运算放大器的负向输入端通过第二电阻连接接地端。2.根据权利要求1所述的模拟输出集成温度传感器，其特征在于，所述运算放大器的负向输入端通过第三电阻连接所述模拟输出电压端。3.根据权利要求1所述的模拟输出集成温度传感器，其特征在于，所述运算放大器为CLASS-AB类运算放大器。4.根据权利要求1所述的模拟输出集成温度传感器，其特征在于，所述带隙基准电压电路包括基极互连的第一NPN三极管和第二NPN三极管，所述第一NPN三极管中的三极管个数与所述第二NPN三极管中的三极管个数之比为n:1，n为大于1的自然数，所述第二NPN三极管的基极连接所述零温度系数带隙基准电压端，所述第一NPN三极管中的发射极通过第四电阻连接所述正温度系数电压端，所述第二NPN三极管的发射极连接所述正温度系数电压端，所述正温度系数电压端通过第五电阻连接接地端。5.根据权利要求4所述的模拟输出集成温度传感器，其特征在于，所述第一NPN三极管的集电极分别连接第一PMOS管的漏极和栅极以及第二PMOS管的栅极，所述第一PMOS管的源极和所述第二PMOS管的源极...

【专利技术属性】
技术研发人员：白玮，于翔，谢程益，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：