專利名稱：非線性溫度發(fā)生器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種普通的曲率校正電路。特別地，本發(fā)明涉及到一種非線性溫度發(fā)生器電路，它產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)于溫度非線性的輸出電流。
背景技術(shù)：
許多類型的集成電路提供的輸出與溫度有特定的關(guān)系或獨(dú)立于溫度。通常情況下，希望這種集成電路的輸出容易被控制，提供相對(duì)于溫度非線性的電流或電壓也是經(jīng)常需要的。這種非線性電流可以用于曲率矯正以提高參考電壓相對(duì)于溫度變化的線性程度，或增加設(shè)備輸出的電流或電壓至一個(gè)特定的值。傳統(tǒng)技術(shù)通過(guò)相對(duì)復(fù)雜的電路，如斷點(diǎn)的方法，實(shí)現(xiàn)曲率校正。這種傳統(tǒng)技術(shù)帶來(lái)的問(wèn)題是，從操作和經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)看復(fù)雜的電路是不可取的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的非線性溫度發(fā)生器電路。本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種非線性溫度校正電路，這部分是很容易實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種非線性溫度校正電路，它的總輸出電流中非線性電流的比例相對(duì)較高。本發(fā)明的技術(shù)解決方案簡(jiǎn)言之，根據(jù)本發(fā)明得到的非線性溫度校正電路，其中一對(duì)半導(dǎo)體元件可以具體為一對(duì)晶體管，每個(gè)晶體管包括一個(gè)集電極、一個(gè)基極和一個(gè)發(fā)射極。上述一對(duì)晶體管共同連接到一個(gè)具有負(fù)溫度系數(shù)的偏置電流，一個(gè)具有負(fù)溫度系數(shù)的電壓加載到晶體管對(duì)的基極之間，從而通過(guò)其中一個(gè)晶體管輸出一個(gè)相對(duì)于溫度非線性的電流，并且這個(gè)輸出電流有一個(gè)拐點(diǎn)。另外，一對(duì)半導(dǎo)體元件也可以具體為一個(gè)晶體管和一個(gè)二極管，而不是一對(duì)晶體管。根據(jù)下面詳細(xì)的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明的其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)將更明顯地體現(xiàn)。對(duì)比文獻(xiàn)，發(fā)明專利:隨溫度變化的電流產(chǎn)生的方法和裝置，申請(qǐng)?zhí)?97194466.0對(duì)比文獻(xiàn)，發(fā)明專利:一種帶隙電壓參考電路以及用于產(chǎn)生溫度曲率校準(zhǔn)電壓參考的方法，申請(qǐng)?zhí)?200480002422.7對(duì)比文獻(xiàn)，發(fā)明專利:一種低成本曲率校正帶隙基準(zhǔn)電流電壓源電路，申請(qǐng)?zhí)?201010194451.

圖1是根據(jù)本發(fā)明得到的一種非線性溫度發(fā)生器電路的示意圖。
圖2描繪了圖1中的電路相對(duì)于溫度的非線性曲線。圖3-5是根據(jù)本發(fā)明得到的其他供選擇的電路。
具體實(shí)施例方式圖1是根據(jù)本發(fā)明得到的一種電路示意圖。在圖1中，非線性溫度發(fā)生器電路10是一個(gè)溫度敏感電路，其中包括一對(duì)雙極晶體管12、14，每個(gè)晶體管包括一個(gè)基極、集電極和發(fā)射極。晶體管12包括集電極24、基極25和發(fā)射極26。同樣，晶體管14包括集電極36、基極37和發(fā)射極38。一個(gè)合適的偏置電流源18和電壓V+為晶體管12的基極25提供了一個(gè)適當(dāng)?shù)碾妷海瑫r(shí)通過(guò)電阻28為晶體管14的基極37提供一個(gè)適當(dāng)?shù)碾妷?。電?2，34提供了一個(gè)合適的分壓器網(wǎng)絡(luò)。圖1中描繪的電路極其簡(jiǎn)單，并且比其他類型的曲率校正電路有明顯的優(yōu)勢(shì)，這也可以從圖2中看出。在圖1中，晶體管12，14通過(guò)發(fā)射極26、38形成的公共節(jié)點(diǎn)30相連接。二極管20,22產(chǎn)生一個(gè)合適的負(fù)溫度系數(shù)?；鶚O25和37之間的偏置電壓盡管在15至30毫伏之間都是合適的，但在25°C時(shí)最好為20毫伏，此時(shí)它為一個(gè)拐點(diǎn)。如圖2所示，基極25和37間的電壓設(shè)置了溫度拐點(diǎn)。例如，通過(guò)合適的負(fù)溫度系數(shù)電壓設(shè)置所需溫度，圖2所示的拐點(diǎn)可以發(fā)生在任何所需的溫度下，如Tl，T2，…，TN。如圖2所 示，本發(fā)明提供一種溫度敏感電路，其中輸出電流相對(duì)于溫度非線性，并且有一個(gè)由施加在晶體管基極間的電壓決定的拐點(diǎn)。如圖2所示，拐點(diǎn)可以設(shè)置在任何所需的溫度下。圖1中電路10從集電極36輸出的電流在_55°C到150°C間有一個(gè)拐點(diǎn)。這意味著可以得到一個(gè)如圖2所示有平坦拐點(diǎn)的彎曲輸出。這使得本發(fā)明在特定溫度下有最小影響。而對(duì)于其他類型的傳統(tǒng)曲率電路來(lái)說(shuō)，輸出的線性溫度系數(shù)必須由額外的電路抵消。本發(fā)明提供了一種產(chǎn)生相對(duì)于溫度非線性的曲率電流的方法，并且比傳統(tǒng)技術(shù)簡(jiǎn)單得多。同時(shí)總輸出電流中的非線性電流所占的百分比較高。圖1中電路10產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)于溫度彎曲的輸出，如圖2所示，其中拋物線40表示相對(duì)于溫度非線性變化的電流。圖2中的輸出電流在_50°C至+200°C的范圍內(nèi)有一個(gè)確定的拐點(diǎn)。圖1中，晶體管12和14工作在不同情況下。它們的發(fā)射極電流有一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)。上述晶體管對(duì)通過(guò)兩個(gè)二極管為它們的基極提供偏置電壓以產(chǎn)生發(fā)射極電流?；鶚O25和37間施加的電壓為負(fù)溫度系數(shù)。設(shè)置上述基極間電壓為大約20毫伏時(shí)，從一個(gè)晶體管將得到如圖2中拋物線40所示的非線性輸出電流。圖3描繪了另一種非線性溫度發(fā)生器電路50。圖3中，晶體管52包括集電極62、基極61和發(fā)射極60。電阻68提供了一個(gè)類似于圖1中電阻34的分壓器。二極管64、66的功能與圖1中二極管20、22的作用相同。與圖1不同的是，圖3中的第二個(gè)晶體管54包括發(fā)射極56、基極57和集電極58，其中集電極58與晶體管52的基極61相連。
電阻63為基極57和61之間提供了一個(gè)適當(dāng)?shù)碾妷翰?，這個(gè)電壓最好也為20毫伏。圖3有效地提供了一個(gè)二極管，以取代圖1中差分晶體管對(duì)中的一個(gè)晶體管。同樣，圖3中為晶體管和二極管提供的公共偏置電流具有負(fù)的溫度系數(shù)，施加在晶體管基極間的電壓也具有負(fù)溫度系數(shù)。圖4和5描繪的非線性電流產(chǎn)生電路與圖1和3中的電路有類似的功能。盡管本發(fā)明已通過(guò)具體的例子體現(xiàn)，但是上述例子只是為了說(shuō)明本發(fā)明而不應(yīng)限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明與傳統(tǒng)差分放大器的不同之處在于，本發(fā)明提供了一個(gè)溫度敏感電路，它有一個(gè)相對(duì)于溫度非線性的輸出電流，并且輸出電流的拐點(diǎn)可以被設(shè)置到任何所需的溫度。本發(fā)明可以通過(guò)不同的方式實(shí)現(xiàn)，如使用一對(duì)晶體管(不管是NPN還是PNP型晶體管)或晶體管/ 二極管對(duì)，只要沒(méi)有脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)并且符合權(quán)利要求中的定義，在上述例子上做適當(dāng)修改仍屬本發(fā)明的范疇。
權(quán)利要求
1.一種非線性溫度發(fā)生器電路，其特征是: 至少一對(duì)半導(dǎo)體元件的電極共同連接到一個(gè)具有負(fù)溫度系數(shù)的偏置電流，一個(gè)具有負(fù)溫度系數(shù)的電壓加載到半導(dǎo)體元件之間，從而產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)于溫度非線性的輸出電流或電壓，并且上述非線性輸出電流有一個(gè)拐點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非線性溫度發(fā)生器電路，其特征是:上述一對(duì)半導(dǎo)體元件可以具體為一對(duì)晶體管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非線性溫度發(fā)生器電路，其特征是:上述一對(duì)半導(dǎo)體元件可以具體為一個(gè)晶體管和一個(gè)二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的一種非線性溫度發(fā)生器電路，其特征是:上述的每個(gè)晶體管都包括一個(gè)集電極、一個(gè)基極和一個(gè)發(fā)射極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非線性溫度發(fā)生器電路，其特征是:25攝氏度時(shí)，上述負(fù)溫度系數(shù)電壓在15至30毫伏之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種非線性溫度發(fā)生器電路，其特征是:其中一個(gè)晶體管的基極與集電極相連以形成一個(gè)二極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非線性溫度發(fā)生器電路，其特征是:上述非線性輸出電流在-50攝氏度至+200攝氏度之間有一個(gè)拐點(diǎn)。
全文摘要
一種非線性溫度發(fā)生器電路，一對(duì)晶體管(也可以為其他半導(dǎo)體元件)共同連接到一個(gè)具有負(fù)溫度系數(shù)的偏置電流，一個(gè)具有負(fù)溫度系數(shù)的電壓加載到晶體管對(duì)的基極之間。其中一個(gè)晶體管輸出一個(gè)相對(duì)于溫度非線性的電流，并且這個(gè)輸出電流有一個(gè)拐點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05F3/30GK103163936SQ20131004563
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者包興坤 申請(qǐng)人:蘇州硅智源微電子有限公司