專利名稱：溫度檢測(cè)電路及其電子機(jī)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及溫度檢測(cè)電路，尤其是使用晶體管的柵極功函數(shù)差的溫度檢測(cè) 電路，以及使用該溫度檢測(cè)電路的穩(wěn)壓器、個(gè)人計(jì)算機(jī)、各種攜帶機(jī)器、各種 家電等的電子機(jī)器。
背景技術(shù)：
圖14所示是慣例中一般使用的溫度檢測(cè)電路例。
該溫度檢測(cè)電路如圖所示包括，比較器30、基準(zhǔn)電壓Vr、 二極管D1、 D2、
穩(wěn)流電源n。
穩(wěn)流電源II和二極管D1、D2呈串接后被連接于電源Vdd和接地電位之間。 二極管Dl和穩(wěn)流電源II的連接節(jié)點(diǎn)與比較器30的非反轉(zhuǎn)輸入相連接。另外， 在比較器30的反轉(zhuǎn)輸入里印加有基準(zhǔn)電壓Vr。
該溫度檢測(cè)電路的動(dòng)作是利用了，由穩(wěn)流電源II偏流(bias)后的二極管 Dl、 D2的電壓下降具有溫度系數(shù)。通過(guò)比較器30來(lái)比較二極管D1、 D2的電壓 下降和基準(zhǔn)電壓Vr,并由比較器30來(lái)判斷二極管D1、 D2的電壓下降是大于還 是小于基準(zhǔn)電壓Vr。作為基準(zhǔn)電源Vr可以采用具有良好溫度系數(shù)的帶隙穩(wěn)壓 器(Band gap regulator)。
在該溫度檢測(cè)電路中，由于需要有，用于構(gòu)成二極管D1、 D2的pn結(jié)合二 極管，具有良好溫度系數(shù)的基準(zhǔn)電壓Vr,更進(jìn)一步的還需要比較器30，所以 就會(huì)產(chǎn)生電路規(guī)模變大的問(wèn)題。
作為不使用二極管的溫度檢測(cè)電路，有本發(fā)明申請(qǐng)人在特開(kāi)2004-239734 號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)以及特開(kāi)2006-242894號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)里公開(kāi)的，利 用了 MOS晶體管的柵極功函數(shù)差的溫度檢測(cè)電路。
圖15所示是專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的慣例的溫度檢測(cè)電路的概要模塊圖。如 圖所示，專利文獻(xiàn)l所公開(kāi)的溫度檢測(cè)電路包括第1電壓電源電路101，其 產(chǎn)生具有比例于絕對(duì)溫度之正/負(fù)溫度系數(shù)的PTAT電壓的Svptat;第2電壓電 源電路102，其產(chǎn)生沒(méi)有溫度系數(shù)的第l基準(zhǔn)電壓Vref、第2基準(zhǔn)電壓Tvref
以及第3基準(zhǔn)電壓Svref;減算電路103，其對(duì)來(lái)自于第1電壓電源電路101 的輸出Svptat和第3基準(zhǔn)電壓Svref進(jìn)行差動(dòng)放大，并將該結(jié)果作為T(mén)vptat 來(lái)輸出；比較電路104，其對(duì)該Tvptat和第2基準(zhǔn)電壓Tvref進(jìn)行比較，并將 該比較結(jié)果Tout輸出。在第2電壓電源電路102里采用了應(yīng)用柵極功函數(shù)差 原理的電壓電源電路。
圖16所示是專利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的慣例的溫度檢測(cè)電路的概要模塊圖。如 圖所示，專利文獻(xiàn)21所公開(kāi)的溫度檢測(cè)電路包括第1電壓電源電路201、第 2電壓電源電路202、阻抗變換電路203、減算電路204。
第1電壓電源電路201使用2個(gè)電場(chǎng)效應(yīng)晶體管中柵極的功函數(shù)差，來(lái)產(chǎn) 生并輸出具有負(fù)溫度系數(shù)的電壓VPN。第2電壓電源電路202使用2個(gè)以上的 電場(chǎng)效應(yīng)晶體管中柵極的功函數(shù)差，來(lái)產(chǎn)生并輸出不依存于溫度變化基準(zhǔn)電壓 VREF1。
阻抗變換電路203對(duì)電壓VPN以及基準(zhǔn)電壓VREF1分別進(jìn)行阻抗變換后輸 出到減算電路204里。減算電路204為了提高溫度感度及降低消耗電力，對(duì)介 由阻抗變換電路203而輸入來(lái)的，來(lái)自于第l電壓電源電路201的電壓VPN， 和來(lái)自于第2電壓電源電路202基準(zhǔn)電壓VREF1進(jìn)行減算以及對(duì)其差分進(jìn)行放 大后，產(chǎn)生并輸出輸出電壓VOUT。
阻抗變換電路203包括演算放大電路AMP1、 AMP2，演算放大電路AMP1的 非反轉(zhuǎn)輸入端里輸入有電壓VPN，演算放大電路AMP1的輸出端連接到減算電路 204里對(duì)應(yīng)一側(cè)的輸入端里。
另外，演算放大電路AMP2的非反轉(zhuǎn)輸入端里輸入有基準(zhǔn)電壓VREF1，演 算放大電路細(xì)P2的輸出端連接到減算電路204里對(duì)應(yīng)一側(cè)的輸入端里。在演 算放大電路AMP1中，輸出端和反轉(zhuǎn)輸入端連接后形成電壓輸出器。同樣地， 在演算放大電路AMP2中，也由輸出端和反轉(zhuǎn)輸入端連接后形成電壓輸出器。
另外，減算電路204包括演算放大電路AMP和電阻R1 R4，在演算放大 電路AMP的非反轉(zhuǎn)輸入端和接地電壓之間連接有電阻R2，在演算放大電路AMP 的輸出端和反轉(zhuǎn)輸入端之間連接有電阻R4。
另外，在演算放大電路AMP的非反轉(zhuǎn)輸入端里，阻抗變換后的基準(zhǔn)電壓 VREF1介由電阻R1被輸入，在演算放大電路AMP的反轉(zhuǎn)輸入端里，阻抗變換后 的基電壓VPN介由電阻R3被輸入。
在這種構(gòu)成中，電壓VPN具有負(fù)的溫度系數(shù)，而基準(zhǔn)電壓VREF1不具有溫
度系數(shù)，從基準(zhǔn)電壓VREF1減去電壓VPN后的減算電壓(VREF1-VPN)，以及該 電壓(VREF1-VPN)放大后的輸出電壓V0UT分別具有正的溫度系數(shù)，輸出電壓 V0UT的溫度系數(shù)要大于電壓(VREF1-VPN)的溫度系數(shù)。
專利文獻(xiàn)1:特開(kāi)2004-239734號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:特開(kāi)2006-242894號(hào)公報(bào)
然而，上述專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的溫度檢測(cè)電路，都包括具有 溫度系數(shù)的電源電路和不具有溫度系數(shù)的電源電路，更進(jìn)一步的是還包括對(duì)兩 電源電路的輸出電壓進(jìn)行比較的比較器，其電路規(guī)模就會(huì)變大，另外，在將上 述溫度檢測(cè)電路安裝到電子機(jī)器里時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生電子機(jī)器自身的大型化問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題，目的在于提供一種能夠減小電路規(guī)模的溫度檢測(cè)電 路以及使用該溫度檢測(cè)電路的電子機(jī)器。
本發(fā)明的技術(shù)方案1提供一種溫度檢測(cè)電路，其包括第1差動(dòng)輸入電路， 其具備不持有溫度系數(shù)的第l偏移電壓；第2差動(dòng)輸入電路，其具備持有正或 負(fù)的溫度系數(shù)的第2偏移電壓，對(duì)所述第1偏移電壓和所述第2偏移電壓進(jìn)行 比較后檢測(cè)規(guī)定的溫度。該方案能夠使電路構(gòu)成簡(jiǎn)單化。
本發(fā)明的技術(shù)方案2所述的溫度檢測(cè)電路，其包括:作為所述第1差動(dòng)輸 入電路輸入段的演算放大電路，和作為所述第2差動(dòng)輸入電路輸入段的比較器， 以所述演算放大電路作為電壓輸出電路，將該電壓輸出電路的輸出連接到所述 比較器的一方的輸入里，并將所述演算放大電路的非反轉(zhuǎn)輸入和所述比較器的 另一方的輸入連接到規(guī)定的電位里，并通過(guò)所述比較器的輸出來(lái)獲得溫度檢測(cè) 的輸出。該方案能夠?qū)⒁酝夹g(shù)中分別構(gòu)成的比較器和具備溫度系數(shù)的電源電 路合而為一。
本發(fā)明的技術(shù)方案3所述的溫度檢測(cè)電路，其包括:對(duì)所述電壓輸出電路 的輸出進(jìn)行分壓的分壓電路，該分壓電路的輸出連接到所述比較器的一方的輸 入里。即使第1偏移電壓和第2偏移電壓有差，也能夠使其水準(zhǔn)對(duì)齊。
本發(fā)明的技術(shù)方案4所述的溫度檢測(cè)電路，其包括:作為所述第1差動(dòng)輸 入電路輸入段的演算放大電路，和作為所述第2差動(dòng)輸入電路輸入段的比較器， 所述演算放大電路以規(guī)定的倍率來(lái)放大所述第1偏移電壓，并將該演算放大電 路的輸出連接到所述比較器的一方的輸入里，并將所述演算放大電路的非反轉(zhuǎn) 輸入和所述比較器的另一方的輸入連接到規(guī)定的電位里，并通過(guò)所述比較器的 輸出來(lái)獲得溫度檢測(cè)的輸出。即使第1偏移電壓和第2偏移電壓有差，也能夠 使其水準(zhǔn)對(duì)齊。
本發(fā)明的技術(shù)方案5所述的溫度檢測(cè)電路，其特征在于:所述規(guī)定的電位 為接地電位。因此不需要另外準(zhǔn)備電源而使電路簡(jiǎn)單化。
本發(fā)明的技術(shù)方案6所述的溫度檢測(cè)電路，其包括:作為所述第1差動(dòng)輸 入電路輸入段的比較器，和作為所述第2差動(dòng)輸入電路輸入段的演算放大電路， 以所述演算放大電路作為電壓輸出電路，將該電壓輸出電路的輸出連接到所述 比較器的一方的輸入里，并將所述演算放大電路的非反轉(zhuǎn)輸入和所述比較器的 另一方的輸入連接到規(guī)定的電位里，并通過(guò)所述比較器的輸出來(lái)獲得溫度檢測(cè) 的輸出。該方案能夠?qū)⒁酝夹g(shù)中分別構(gòu)成的比較器和基準(zhǔn)電壓電路合而為
本發(fā)明的技術(shù)方案7所述的溫度檢測(cè)電路，其包括:對(duì)所述電壓輸出電路 的輸出進(jìn)行分壓的分壓電路，該分壓電路的輸出連接到所述比較器的一方的輸 入里。即使第1偏移電壓和第2偏移電壓有差，也能夠使其水準(zhǔn)對(duì)齊。
本發(fā)明的技術(shù)方案8所述的溫度檢測(cè)電路，其包括:作為所述第1差動(dòng)輸 入電路輸入段的比較器，和作為所述第2差動(dòng)輸入電路輸入段的演算放大電路， 所述演算放大電路以規(guī)定的倍率來(lái)放大所述第2偏移電壓，并將該演算放大電 路的輸出連接到所述比較器的一方的輸入里，并將所述演算放大電路的非反轉(zhuǎn) 輸入和所述比較器的另一方的輸入連接到規(guī)定的電位里，并通過(guò)所述比較器的 輸出來(lái)獲得溫度檢測(cè)的輸出。即使第l偏移電壓和第2偏移電壓有差，也能夠 使其水準(zhǔn)對(duì)齊。
本發(fā)明的技術(shù)方案9所述的溫度檢測(cè)電路，其特征在于:所述規(guī)定的電位 為接地電位。因此不需要另外準(zhǔn)備電源而使電路簡(jiǎn)單化。
本發(fā)明的技術(shù)方案10所述的溫度檢測(cè)電路，其特征在于:構(gòu)成所述第1差 動(dòng)輸入電路以及第2差動(dòng)輸入電路的晶體管，采用的是對(duì)柵極功函數(shù)不同的晶 體管的組合。因此不再使用pn結(jié)合的二極管。
本發(fā)明的技術(shù)方案11所述的溫度檢測(cè)電路，其特征在于以構(gòu)成所述第1 差動(dòng)輸入電路以及第2差動(dòng)輸入電路的一方的晶體管的柵極為P+柵極，以另一 方的晶體管的柵極為N+柵極，將構(gòu)成所述第1差動(dòng)輸入電路的2個(gè)晶體管的尺 寸比(柵極長(zhǎng)度比)設(shè)定為使所述第l偏移電壓不帶有溫度系數(shù)的尺寸比，并將
構(gòu)成所述第2差動(dòng)輸入電路的2個(gè)晶體管的尺寸比設(shè)定為使所述第2偏移電壓 帶有規(guī)定溫度系數(shù)的尺寸比。
本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種電子機(jī)器，其包括上述技術(shù)方案所述的溫度檢 測(cè)電路。
本發(fā)明的技術(shù)方案13所述的電子機(jī)器，其特征在于:所述電子機(jī)器是穩(wěn)壓
器、個(gè)人計(jì)算機(jī)、攜帶機(jī)器、家電等的任何一種。如此，就能夠獲得電路規(guī)模 小的電子機(jī)器。
根據(jù)本發(fā)明，由于在演算放大電路和比較器的輸入電路里分別設(shè)置了，具
有溫度系數(shù)為0之第1偏移電壓的第1差動(dòng)輸入電路，和具有正或負(fù)的溫度系 數(shù)之第2偏移電壓的第2差動(dòng)輸入電路，通過(guò)將慣例中分別構(gòu)成的基準(zhǔn)電壓產(chǎn) 生電路或具有溫度系數(shù)的電源電路的功能融合到比較器里，就能夠縮小溫度檢 測(cè)電路以及使用該溫度檢測(cè)電流的電子機(jī)器的電路規(guī)模。
另外，由于具有溫度系數(shù)為0之偏移電壓的第1差動(dòng)輸入電路Sdl和具有 溫度系數(shù)之偏移電壓的第2差動(dòng)輸入電路Sd2，可以分別使用于演算放大電路 和比較器中任何一方的輸入電路，電路的多樣性得到豐富，從而能夠選擇更加 適合目的的電路構(gòu)成。
更進(jìn)一步地，通過(guò)使演算放大電路具有增益，或作為電壓輸出，或?qū)敵?進(jìn)行分壓等，就能夠通過(guò)第l以及第2偏移電壓的大小、溫度系數(shù)的值來(lái)采用 最適當(dāng)?shù)碾娐窐?gòu)成。
更進(jìn)一步地，由于不再需要pn結(jié)合的二極管，僅以MOS晶體管就能夠構(gòu) 成電路，就使得IC化容易實(shí)現(xiàn)。


圖l-A是顯示本發(fā)明第1實(shí)施方式的溫度檢測(cè)電路圖。
圖l-B所示是本發(fā)明所使用的演算放大電路10的詳細(xì)電路圖。
圖1-C所示是本發(fā)明所使用的比較器20的詳細(xì)電路圖。
圖2是圖1所示溫度檢測(cè)電路的動(dòng)作說(shuō)明圖。
圖3是顯示本發(fā)明第2實(shí)施方式的溫度檢測(cè)電路圖。
圖4是圖3所示溫度檢測(cè)電路的動(dòng)作說(shuō)明圖。
圖5是顯示本發(fā)明第3實(shí)施方式的溫度檢測(cè)電路圖。
圖6是圖5所示溫度檢測(cè)電路的動(dòng)作說(shuō)明圖。圖7是顯示本發(fā)明第4實(shí)施方式的溫度檢測(cè)電路圖。 圖8是圖7所示溫度檢測(cè)電路的動(dòng)作說(shuō)明圖。
圖9是顯示本發(fā)明第5實(shí)施方式的溫度檢測(cè)電路圖。 圖10是圖9所示溫度檢測(cè)電路的動(dòng)作說(shuō)明圖。 圖11是顯示本發(fā)明第6實(shí)施方式的溫度檢測(cè)電路圖。 圖12是圖11所示溫度檢測(cè)電路的動(dòng)作說(shuō)明圖。
圖13是由圖3所示第2實(shí)施方式的演算放大電路IO和比較器20構(gòu)成的 詳細(xì)溫度檢測(cè)電路圖。
圖14是慣例中的一般的溫度檢測(cè)電路的電路圖。
圖15所示是專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的慣例溫度檢測(cè)電路的概要模塊圖。
圖16所示是專利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的慣例溫度檢測(cè)電路的概要模塊圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照?qǐng)D面來(lái)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。
圖1-A是顯示本發(fā)明第1實(shí)施方式的溫度檢測(cè)電路。該溫度檢測(cè)電路包括 演算放大電路10和比較器20。
演算放大電路10包括第1差動(dòng)輸入電路Sdl。第1差動(dòng)輸入電路Sdl包 括相對(duì)于非反轉(zhuǎn)輸入，其反轉(zhuǎn)輸入為正電壓之不具有溫度系數(shù)的第1偏移電壓 Vol。由于演算放大電路10的反轉(zhuǎn)輸入被連接到輸出里，演算放大電路10就 構(gòu)成了電壓輸出電路。另外，由于演算放大電路10的非反轉(zhuǎn)輸入被連接到接 地電位里，演算放大電路10的輸,出電壓就與第1差動(dòng)輸入電路Sdl的偏移電 壓Vol相等。
比較器20包括第2差動(dòng)輸入電路Sd2。第2差動(dòng)輸入電路Sd2包括相對(duì) 于非反轉(zhuǎn)輸入，其反轉(zhuǎn)輸入為正電壓之具有負(fù)溫度系數(shù)的第2偏移電壓Vo2。 比較器20反轉(zhuǎn)輸入里連接有演算放大電路10的輸出，非反轉(zhuǎn)輸入被連接到接 地電位里。
圖l-B所示是本發(fā)明所使用的演算放大電路10的詳細(xì)電路圖。圖l-C所 示是本發(fā)明所使用的比較器20的詳細(xì)電路圖。對(duì)于演算放大電路IO和比較器 20的詳細(xì)電路圖的說(shuō)明及其動(dòng)作的說(shuō)明，將在后述的圖3(第2實(shí)施例)的詳細(xì) 圖之圖13中加以說(shuō)明，在此省略。還有，在圖l(第l實(shí)施例)、圖3(第2實(shí) 施例)、圖5(第3實(shí)施例)的構(gòu)成中，演算放大電路10不具有溫度系數(shù)，比較
器20具有溫度系數(shù)。在圖7(第4實(shí)施例)、圖9(第5實(shí)施例)、圖11(第6實(shí) 施例)的構(gòu)成中，演算放大電路10具有溫度系數(shù)，比較器20不具有溫度系數(shù)。
圖2是圖1所示溫度檢測(cè)電路的動(dòng)作說(shuō)明圖。該圖所示是檢測(cè)溫度附近的 偏移電壓Vol、 Vo2，演算放大電路10的輸出，以及比較器20的輸出變化。縱 軸表示電壓，橫軸表示溫度。
電壓Vol是第l偏移電壓，也是演算放大電路10的輸出電壓。由于該電 壓沒(méi)有溫度系數(shù)，所以即使溫度變化其電壓也不變化。電壓Vo2是第2偏移電 壓，是比較器20的輸入偏移電壓。由于電壓Vo2具有負(fù)的溫度系數(shù)，隨著溫 度上升其電壓下降。在低于檢測(cè)溫度的狀態(tài)時(shí)，電壓Vo2雖然高于電壓Vo1， 但因檢測(cè)溫度而相等，在高于檢測(cè)溫度時(shí)，其低于電壓Vol。
比較器20的輸出Out在電壓Vo2高于電壓Vol時(shí)輸出高水準(zhǔn)，在電壓Vo2 低于電壓Vol時(shí)輸出低水準(zhǔn)。
圖3是顯示本發(fā)明第2實(shí)施方式的溫度檢測(cè)電路圖。與圖1不同之處在 于演算放大電路10的輸出電壓Vol經(jīng)過(guò)電阻Rl和R2分壓后的電壓VA印加 到比較器20的反轉(zhuǎn)輸入里。
圖4是圖3所示溫度檢測(cè)電路的動(dòng)作說(shuō)明圖。電壓VA是演算放大電路10 的輸出電壓Vol經(jīng)過(guò)電阻Rl和R2分壓后的電壓，其被印加到比較器20的反 轉(zhuǎn)輸入里。
比較器20的輸出Out在電壓Vo2高于電壓VA時(shí)輸出高水準(zhǔn)，在電壓Vo2 低于電壓VA時(shí)輸出低水準(zhǔn)。
圖5是顯示本發(fā)明第3實(shí)施方式的溫度檢測(cè)電路圖。與圖1不同之處在 于不是將演算放大電路10作為電壓輸出，而是在反轉(zhuǎn)輸入和輸出端子之間 連接電阻R3，在反轉(zhuǎn)輸入和接地電位之間連接電阻R4，使之產(chǎn)生增益。還有， 該放大電路的增益為(l+R3/R4)。
圖6是圖5所示溫度檢測(cè)電路的動(dòng)作說(shuō)明圖。電壓VA是演算放大電路10 的輸出電壓，其被印加到比較器20的反轉(zhuǎn)輸入里。比較器20的輸出0ut在電 壓Vo2高于電壓VA時(shí)輸出高水準(zhǔn)，在電壓Vo2低于電壓VA時(shí)輸出低水準(zhǔn)。
圖7是顯示本發(fā)明第4實(shí)施方式的溫度檢測(cè)電路圖。與圖1不同之處在 于在演算放大電路10的輸入電路里，在偏移龜壓中使用了具有溫度系數(shù)的 第2差動(dòng)輸入電路Sd2，并在比較器20的輸入電路里，使用了偏移電壓的溫度 系數(shù)為0的第1差動(dòng)輸入電路Sdl。
圖8是圖7所示溫度檢測(cè)電路的動(dòng)作說(shuō)明圖。電壓Vol是第1偏移電壓， 為比較器20的輸入偏移電壓。另外，由于其沒(méi)有溫度系數(shù)，所以即使溫度變
化其電壓也不變化。電壓Vo2是第2偏移電壓，也是演算放大電路10的輸出 電壓。由于電壓Vo2具有負(fù)的溫度系數(shù)，隨著溫度上升其電壓下降。
比較器20的輸出Out在電壓Vo2高于電壓Vol時(shí)輸出高水準(zhǔn)，在電壓Vo2 低于電壓Vol時(shí)輸出低水準(zhǔn)。
圖9是顯示本發(fā)明第5實(shí)施方式的溫度檢測(cè)電路圖。與圖7不同之處在 于演算放大電路10的輸出電壓經(jīng)過(guò)電阻Rl和R2分壓后的電壓VA印加到比 較器20的反轉(zhuǎn)輸入里。
圖10是圖9所示溫度檢測(cè)電路的動(dòng)作說(shuō)明圖。電壓VA是演算放大電路 10的輸出電壓經(jīng)過(guò)電阻Rl和R2分壓后，印加到比較器20的反轉(zhuǎn)輸入里的電 壓。
比較器20的輸出Out在電壓VA高于電壓Vol時(shí)輸出低水準(zhǔn)，在電壓VA 低于電壓Vol時(shí)輸出高水準(zhǔn)。
圖11是顯示本發(fā)明第6實(shí)施方式的溫度檢測(cè)電路圖。與圖7不同之處在 于不是將演算放大電路10作為電壓輸出，而是在反轉(zhuǎn)輸入和輸出端子之間 連接電阻R3，在反轉(zhuǎn)輸入和接地電位之間連接電阻R4，使之產(chǎn)生增益。如圖5 所說(shuō)明的，該放大電路的增益為(1+R3/R4)。
圖12是圖11所示溫度檢測(cè)電路的動(dòng)作說(shuō)明圖。電壓VA是演算放大電路 10的輸出電壓。比較器20的輸出Out在電壓VA高于電壓Vol時(shí)輸出低水準(zhǔn)， 在電壓VA低于電壓Vol時(shí)輸出高水準(zhǔn)。
如上所述，在本發(fā)明中，由于在演算放大電路10和比較器20的輸入電路 里分別設(shè)置了 具有溫度系數(shù)為0之第1偏移電壓Vol的第1差動(dòng)輸入電路Sdl ， 和具有溫度系數(shù)之第2偏移電壓Vo2的第2差動(dòng)輸入電路Sd2，通過(guò)將慣例中 與比較器分開(kāi)構(gòu)成的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路或具有溫度系數(shù)的電源電路，和比較器 20進(jìn)行了融合，就能夠縮小電路的規(guī)模。
另外，由于具有溫度系數(shù)為0之偏移電壓的第1差動(dòng)輸入電路Sdl和具有 溫度系數(shù)之偏移電壓的第2差動(dòng)輸入電路Sd2，可以分別作為演算放大電路10 和比較器20中任何一方的輸入電路來(lái)采用，就豐富了電路的多樣性。
更進(jìn)一步地，通過(guò)使演算放大電路10具有增益，或作為電壓輸出，或?qū)?輸出進(jìn)行分壓等，就能夠通過(guò)第l以及第2偏移電壓的大小、溫度系數(shù)的值來(lái)
采用最適當(dāng)?shù)碾娐窐?gòu)成。
還有，在實(shí)施例1至6的電路中，雖然演算放大電路10的非反轉(zhuǎn)輸入和 比較器20的另一方的輸入是與接地電位連接的，但可以不局限于接地電位， 也可以與適當(dāng)?shù)碾娢幌噙B接。
另外，通過(guò)對(duì)分壓電阻R1和R2，或放大用電阻R3和R4的兩方，或其中 任何一方由調(diào)整器來(lái)調(diào)整，就可以進(jìn)行更高精度的溫度檢測(cè)。
圖13是圖3所示第2實(shí)施例的演算放大電路10和比較器20的詳細(xì)溫度 檢測(cè)電路圖。
演算放大電路10包括消耗型醒0S晶體管Mil和M12，麗0S晶體管M13和 M17， PM0S晶體管M14 M16。
消耗型NM0S晶體管Mil和M12是構(gòu)成第1差動(dòng)輸入電路Sdl的輸入晶體 管。消耗型應(yīng)0S晶體管Mil和M12的源極被共通連接到麗0S晶體管M13的漏 極里。NM0S晶體管M13的源極接地。
NM0S晶體管M11的漏極被連接到PM0S晶體管M14的漏極里。另外，消耗 型NM0S晶體管M12的漏極被連接到PM0S晶體管M15里。
消耗型NM0S晶體管Mil的柵極為演算放大電路10的反轉(zhuǎn)輸入，消耗型 NM0S晶體管M12的柵極為非反轉(zhuǎn)輸入。
PM0S晶體管M14和M15的源極被共通連接到電源Vdd里。另外，由于其 柵極也被共通連接到PM0S晶體管M14的漏極里，PM0S晶體管M14和M15就構(gòu) 成了電流鏡電路，并成為第l差動(dòng)輸入電路Sdl的負(fù)荷。
消耗型麗0S晶體管M12的漏極被連接到PM0S晶體管M16的柵極里。PM0S 晶體管M16的源極被連接到電源Vdd里，其漏極成為演算放大電路10的輸出。 另外，其漏極被連接到NM0S晶體管M17的漏極里。NM0S晶體管M17的源極被 接地，其柵極與醒0S晶體管M13的柵極共通連接后印加有偏壓電源Vbias。
由于演算放大電路10的反轉(zhuǎn)輸入之消耗型NM0S晶體管Mll的柵極被連接 到演算放大電路10的輸出里，演算放大電路IO就構(gòu)成了電壓輸出電路。
由于非反轉(zhuǎn)輸入之消耗型畫(huà)0S晶體管M12的柵極被接地，演算放大電路 10的輸出里所輸出的就是輸入電路的偏移電壓。
在構(gòu)成第1差動(dòng)輸入電路Sdl的消耗型麗0S晶體管Mil和M12之中，將 p型不純物摻雜到反轉(zhuǎn)輸入側(cè)的消耗型NM0S晶體管Mil的柵極里成為P+柵極 之后，柵極的閾值電壓就會(huì)升高。
另外，將n型不純物摻雜到非反轉(zhuǎn)輸入側(cè)的消耗型NMOS晶體管M12的柵 極里成為N+柵極之后，柵極的閾值電壓就會(huì)降低。如此，在柵極里摻雜不同類 型的不純物后，柵極電極的功函數(shù)里就有差產(chǎn)生，消耗型NMOS晶體管Mll和 M12的柵極闊值電壓里隨之有差產(chǎn)生，從而，相對(duì)于消耗型麗OS晶體管M12 的柵極電位，就能使消耗型NMOS晶體管Mll的柵極電位產(chǎn)生向正的方向里的 偏移電壓。
更進(jìn)一步地，通過(guò)改變消耗型麗0S晶體管Mil和M12的元件尺寸(柵極長(zhǎng) 度)的比，就能夠改變偏移電壓的溫度系數(shù)。在本發(fā)明中，為了使第1差動(dòng)輸 入電路Sdl的第1偏移電壓Vol的溫度系數(shù)為0，消耗型麗0S晶體管Mil和 M12的元件尺寸比設(shè)定為大致的2:1。
比較器20包括消耗型NM0S晶體管M21和M22，醒0S晶體管M23， PM0S晶 體管M24和M25。
消耗型醒0S晶體管M21和M22是構(gòu)成第2差動(dòng)輸入電路Sd2的輸入晶體 管。消耗型NMOS晶體管M21和M22的源極被共通連接到醒0S晶體管M23的漏 極里。NM0S晶體管M23的源極接地，柵極里印加有偏壓電源Vbias。
醒0S晶體管M21的漏極被連接到PM0S晶體管M24的漏極里。另外，消耗 型麗0S晶體管M22的漏極被連接到PM0S晶體管M25的漏極里。
消耗型NM0S晶體管M21的柵極為比較器20的反轉(zhuǎn)輸入，消耗型腿OS晶 體管M22的柵極為非反轉(zhuǎn)輸入。
PM0S晶體管M24和M25的源極被共通連接到電源Vdd里。另外，由于其 柵極也被共通連接到PM0S晶體管M25的漏極里，PM0S晶體管M24和M25就構(gòu) 成了電流鏡電路，并成為第2差動(dòng)輸入電路Sd2的負(fù)荷。
消耗型麗0S晶體管M21的漏極成為比較器20的輸出。
構(gòu)成第2差動(dòng)輸入電路Sd2的消耗型NM0S晶體管M21和M22也和第1差 動(dòng)輸入電路Sdl同樣地，通過(guò)將p型不純物摻雜到反轉(zhuǎn)輸入側(cè)的消耗型NM0S 晶體管M21的柵極里使之成為P+柵極，以及將n型不純物摻雜到非反轉(zhuǎn)輸入側(cè) 的消耗型NM0S晶體管M22的柵極里使之成為N+柵極，柵極電極的功函數(shù)里就 有差產(chǎn)生，相對(duì)于消耗型NM0S晶體管M22的柵極電位，就能使消耗型NMOS晶 體管M21的柵極電位產(chǎn)生向芷的方向里的偏移電壓。更進(jìn)一步地，通過(guò)適當(dāng)?shù)?設(shè)定消耗型NM0S晶體管M21和M22的元件尺寸(柵極長(zhǎng)度)比，就能使偏移電 壓帶有溫度系數(shù)。
在本發(fā)明中，以將消耗型NM0S晶體管M21和M22的元件尺寸比設(shè)定為大 致的2:1，來(lái)使第2偏移電壓Vo2具有負(fù)的溫度系數(shù)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在構(gòu)成差動(dòng)輸入電路的2個(gè)晶體管之中，在一方 里摻雜P型，在另一方里摻雜n型的不純物，來(lái)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于柵極電極的功函數(shù) 差的偏移電壓。更進(jìn)一步地，通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定2個(gè)晶體管元件的尺寸比來(lái)調(diào)整 偏移電壓的溫度系數(shù)，就能夠以簡(jiǎn)單的電路構(gòu)成來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度的溫度檢測(cè)電 路。
本發(fā)明所涉及的溫度檢測(cè)電路，在檢測(cè)溫度的同時(shí)，還可以安裝于需要在 檢測(cè)到規(guī)定的溫度后進(jìn)行規(guī)定的控制(例如，切換控制、關(guān)閉電源等)的穩(wěn)壓器、 個(gè)人計(jì)算機(jī)、各種攜帶機(jī)器、各種家電等的所有電子機(jī)器里。
專利申請(qǐng)的基礎(chǔ)和優(yōu)先權(quán)要求是2007年9月10日、在日本專利局申請(qǐng)的 曰本專利申請(qǐng)JP2007-233788，其全部?jī)?nèi)容在此引作結(jié)合。
從以上所述還可以有許多的改良和變化。亦即，在權(quán)利要求的范圍內(nèi)，該 專利說(shuō)明書(shū)的公開(kāi)內(nèi)容不局限于上述的說(shuō)明。
權(quán)利要求
1. 一種溫度檢測(cè)電路，其包括第1差動(dòng)輸入電路，其具備不持有溫度系數(shù)的第1偏移電壓；第2差動(dòng)輸入電路，其具備持有正或負(fù)的溫度系數(shù)的第2偏移電壓，對(duì)所述第1偏移電壓和所述第2偏移電壓進(jìn)行比較后檢測(cè)規(guī)定的溫度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度檢測(cè)電路，其包括作為所述第1差動(dòng)輸入電路輸入段的演算放大電路，和作為所述第2差動(dòng) 輸入電路輸入段的比較器，以所述演算放大電路作為電壓輸出電路，將該電壓輸出電路的輸出連接到 所述比較器的一方的輸入里，并將所述演算放大電路的非反轉(zhuǎn)輸入和所述比較 器的另一方的輸入連接到規(guī)定的電位里，并通過(guò)所述比較器的輸出來(lái)獲得溫度 檢測(cè)的輸出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度檢測(cè)電路，其包括對(duì)所述電壓輸出電路的輸出進(jìn)行分壓的分壓電路，該分壓電路的輸出連接 到所述比較器的一方的輸入里。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的溫度檢測(cè)電路，其包括作為所述第1差動(dòng)輸入電路輸入段的演算放大電路，和作為所述第2差動(dòng) 輸入電路輸入段的比較器，所述演算放大電路以規(guī)定的倍率來(lái)放大所述第1偏移電壓，并將該演算放 大電路的輸出連接到所述比較器的一方的輸入里，并將所述演算放大電路的非 反轉(zhuǎn)輸入和所述比較器的另一方的輸入連接到規(guī)定的電位里，并通過(guò)所述比較 器的輸出來(lái)獲得溫度檢測(cè)的輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的溫度檢測(cè)電路，其特征在于所述規(guī)定的電位為接地電位。
6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的溫度檢測(cè)電路，其包括作為所述第1差動(dòng)輸入電路輸入段的比較器，和作為所述第2差動(dòng)輸入電 路輸入段的演算放大電路，以所述演算放大電路作為電壓輸出電路，將該電壓輸出電路的輸出連接到 所述比較器的一方的輸入里，并將所述演算放大電路的非反轉(zhuǎn)輸入和所述比較 器的另一方的輸入連接到規(guī)定的電位里，并通過(guò)所述比較器的輸出來(lái)獲得溫度檢測(cè)的輸出。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的溫度檢測(cè)電路，其包括對(duì)所述電壓輸出電路的輸出進(jìn)行分壓的分壓電路，該分壓電路的輸出連接 到所述比較器的一方的輸入里。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的溫度檢測(cè)電路，其包括作為所述第1差動(dòng)輸入電路輸入段的比較器，和作為所述第2差動(dòng)輸入電 路輸入段的演算放大電路，所述演算放大電路以規(guī)定的倍率來(lái)放大所述第2偏移電壓，并將該演算放 大電路的輸出連接到所述比較器的一方的輸入里，并將所述演算放大電路的非 反轉(zhuǎn)輸入和所述比較器的另一方的輸入連接到規(guī)定的電位里，并通過(guò)所述比較 器的輸出來(lái)獲得溫度檢測(cè)的輸出。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的溫度檢測(cè)電路，其特征在于所述規(guī)定的電位為接地電位。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任何一項(xiàng)所述的溫度檢測(cè)電路，其特征在于 構(gòu)成所述第1差動(dòng)輸入電路以及第2差動(dòng)輸入電路的晶體管，采用的是對(duì)柵極功函數(shù)不同的晶體管的組合。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的溫度檢測(cè)電路，其特征在于 以構(gòu)成所述第1差動(dòng)輸入電路以及第2差動(dòng)輸入電路的一方的晶體管的柵極為P+柵極，以另一方的晶體管的柵極為N+柵極，將構(gòu)成所述第1差動(dòng)輸入電路的2個(gè)晶體管的尺寸比(柵極長(zhǎng)度比)設(shè)定為 使所述第1偏移電壓不帶有溫度系數(shù)的尺寸比，并將構(gòu)成所述第2差動(dòng)輸入電 路的2個(gè)晶體管的尺寸比設(shè)定為使所述第2偏移電壓帶有規(guī)定溫度系數(shù)的尺寸 比。
12. —種電子機(jī)器，其包括權(quán)利要求1至11中任何一項(xiàng)所述的溫度檢測(cè)電路。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子機(jī)器，其特征在于 所述電子機(jī)器是穩(wěn)壓器、個(gè)人計(jì)算機(jī)、攜帶機(jī)器、家電等的任何一種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠減小電路規(guī)模的溫度檢測(cè)電路。其包括將不具有溫度系數(shù)的第1偏移電壓之第1差動(dòng)放大電路(由消耗型NMOS晶體管M11和M12構(gòu)成)作為輸入段的演算放大電路10，和具備正或負(fù)的溫度系數(shù)的第2偏移電壓之第2差動(dòng)放大電路(由消耗型NMOS晶體管M21和M22構(gòu)成)作為輸入段的比較器20，對(duì)第1偏移電壓和第2偏移電壓進(jìn)行比較后檢測(cè)規(guī)定的溫度。以演算放大電路10作為電壓輸出，將其輸出連接到比較器20的一方的輸入里，并將演算放大電路10的非反轉(zhuǎn)輸入和比較器20的另一方的輸入連接到規(guī)定電位里，通過(guò)比較器20的輸出來(lái)獲得溫度檢測(cè)的輸出。通過(guò)將比較器和具有溫度系數(shù)的電源電路合而為一，就能夠?qū)崿F(xiàn)電路構(gòu)成的簡(jiǎn)單化。
文檔編號(hào)G01K7/01GK101387557SQ20081021592
公開(kāi)日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2008年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月10日
發(fā)明者后藤智幸, 洼田進(jìn)一, 矢野公一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光