[go: up one dir, main page]

RU2115099C1 - Source of electric signal proportional to absolute temperature - Google Patents

Source of electric signal proportional to absolute temperature Download PDF

Info

Publication number
RU2115099C1
RU2115099C1 RU93012901A RU93012901A RU2115099C1 RU 2115099 C1 RU2115099 C1 RU 2115099C1 RU 93012901 A RU93012901 A RU 93012901A RU 93012901 A RU93012901 A RU 93012901A RU 2115099 C1 RU2115099 C1 RU 2115099C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transistors
current
pair
transistor
source
Prior art date
Application number
RU93012901A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93012901A (en
Inventor
Александр Алексеевич Красин
Original Assignee
Александр Алексеевич Красин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Алексеевич Красин filed Critical Александр Алексеевич Красин
Priority to RU93012901A priority Critical patent/RU2115099C1/en
Publication of RU93012901A publication Critical patent/RU93012901A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2115099C1 publication Critical patent/RU2115099C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

FIELD: microelectronic temperature sensitive elements, sources of reference voltage. SUBSTANCE: for exclusion of necessity of use of ohmic resistors with low temperature coefficient of resistance and outside resistor for conversion of current to voltage proposed source of electric signal proportional to absolute temperature has heat-sensitive couple composed of two transistors T, current density in first one being less than in second one, ohmic resistor R placed in current circuit TI, controlled current sources connected to output electrodes of transistors. Inputs of single- stage differential amplifier are connected to transistors. Transistor in diode connection placed as driving one by circuit of current mirror with transistor is load to differential amplifier on side of inverting input. Source is inserted with additional current source which currents are proportional to currents in transistors and ohmic resistor R having same temperature coefficient of resistance as R has. EFFECT: improved functional reliability of source. 3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для создания микроэлектронных датчиков температуры и источников опорного напряжения. The invention relates to electronic equipment and can be used to create microelectronic temperature sensors and voltage reference sources.

Известны устройства для генерации электрического сигнала, пропорционального абсолютной температуре, основанные на экспоненциальной зависимости приращения выходного тока транзисторов от отношения приращения входного напряжения к абсолютной температуре. Этим свойством обладают биполярные транзисторы и МОП транзисторы в состоянии слабой инверсии. Для удобства описания устройств, использующих это общее для биполярных и МОП транзисторов свойство далее везде под входным напряжением биполярных транзисторов подразумевается напряжение база-эмиттер, а под входным напряжением МОП транзисторов - напряжение затвор-исток. Под входным и выходным электродами у биполярных транзисторов подразумеваются база и коллектор соответственно, а у МОП транзисторов - затвор и сток соответственно. Known devices for generating an electrical signal proportional to absolute temperature, based on the exponential dependence of the increment of the output current of the transistors on the ratio of the increment of the input voltage to the absolute temperature. This property is possessed by bipolar transistors and MOS transistors in a state of weak inversion. For the convenience of describing devices using this common property for bipolar and MOS transistors, hereinafter, everywhere, the input voltage of bipolar transistors means base-emitter voltage, and the input voltage of MOS transistors means gate-source voltage. By input and output electrodes for bipolar transistors are meant a base and a collector, respectively, and for MOS transistors, a gate and a drain, respectively.

Разность входных напряжений пары таких приборов, работающих при постоянном отношении плотностей выходного тока, отличном от единицы, пропорциональна абсолютной температуре. Под плотностью тока биполярных транзисторов понимается отношение тока коллектора к площади эмиттера. А под плотностью тока МОП транзисторов - отношение произведения тока стока на длину канала к его ширине. Известно, что МОП транзистор находится в состоянии слабой инверсии (в подпороговой области вольтамперных характеристик), если плотность тока стока много меньше величины μCU 2 т , где μ - подвижность носителей заряда в канале, C - удельная емкость затворного окисла, Uг=kT/g - термический потенциал.The difference in input voltages of a pair of such devices operating at a constant ratio of output current densities other than unity is proportional to the absolute temperature. The current density of bipolar transistors refers to the ratio of the collector current to the emitter area. And under the current density of MOS transistors is the ratio of the product of the drain current by the channel length to its width. It is known that the MOS transistor is in a state of weak inversion (in the subthreshold region of the current-voltage characteristics) if the drain current density is much less than μCU 2 t , where μ is the mobility of charge carriers in the channel, C is the specific capacity of the gate oxide, U g = kT / g is the thermal potential.

Схема одного из таких устройств (фиг. 1) с термочувствительной парой, состоящей из МОП транзисторов в состоянии слабой инверсии, описана в "IEEE J. of Sol.-State Circ.", 1985, v.20, N. 3, с. 657- 665. Токовое зеркало на pМОП транзисторах VT3, VT4 поддерживает требуемое отношение плотностей тока в pМОП транзисторах VT1, VT2 термочувствительной пары, а падение напряжения (Uвых) на резисторе R1 равно разности входных напряжений транзисторов термочувствительной пары и пропорционально абсолютной температуре:
Uвых=UтLn(j2/j1),
или
Uвых = UтLn[(W1/L1)(L3/ W3)(L2/W2)(W4/L4)],
где Uт=kT/g - термический потенциал; j1 и j2 - плотности тока в транзисторах VT1 и VT2;
W1, W2, W3, W4 и L1, L2, L3, L4 - соответственно ширина и длина канала транзисторов VT1, VT2, VT3, VT4.
The circuit of one of such devices (Fig. 1) with a thermosensitive pair consisting of MOS transistors in a state of weak inversion is described in "IEEE J. of Sol.-State Circ.", 1985, v.20, N. 3, p. 657- 665. The current mirror on the pMOS transistors VT3, VT4 maintains the required ratio of current densities in the pMOS transistors VT1, VT2 of the thermosensitive pair, and the voltage drop (U o ) on the resistor R1 is equal to the difference in the input voltages of the transistors of the thermosensitive pair and is proportional to the absolute temperature:
U o = U t L n (j 2 / j 1 ),
or
U o = U t L n [(W 1 / L 1 ) (L 3 / W 3 ) (L 2 / W 2 ) (W 4 / L 4 )],
where U t = kT / g is the thermal potential; j 1 and j 2 - current density in transistors VT1 and VT2;
W 1 , W 2 , W 3 , W 4 and L 1 , L 2 , L 3 , L 4 are the width and channel length of the transistors VT1, VT2, VT3, VT4, respectively.

Величина тока в транзисторах термочувствительной пары, определяемая соотношением размеров всех четырех транзисторов, сопротивлением R1 и температурой, выбирается так, чтобы обеспечить транзисторам VT1, VT2 состояние слабой инверсии. При разумных размерах транзисторов этот ток не превышает 1 мкА.The current value in the transistors of a thermosensitive pair, determined by the size ratio of all four transistors, resistance R 1 and temperature, is chosen so as to provide transistors VT1, VT2 with a weak inversion state. With reasonable transistor sizes, this current does not exceed 1 μA.

Недостатком описанной схемы является малая величина выходного напряжения, на практике не превышающего нескольких десятков милливольт. Непосредственное усиление такого напряжения с помощью простого КМОП операционного усилителя (ОУ) невозможно из-за большого смещения нуля КМОП ОУ, которое обычно также составляет десятки милливольт. Другой ее недостаток - зависимость выходного сигнала от питающего напряжения и соответствующая погрешность, возникающие из-за разницы стоковых напряжений транзисторов VT1 и VT2 и конечной величины их выходного сопротивления. Действительно, разность их стоковых напряжений примерно равна E-Vтп-Vтр, где E - напряжение питания, Vтп и Vтр - пороговые напряжения n и pМОП транзисторов.The disadvantage of the described circuit is the small value of the output voltage, in practice not exceeding several tens of millivolts. Direct amplification of such voltage using a simple CMOS op-amp (op-amp) is not possible due to the large zero-offset CMOS op-amp, which usually also amounts to tens of millivolts. Another disadvantage is the dependence of the output signal on the supply voltage and the corresponding error arising from the difference in the drain voltages of transistors VT1 and VT2 and the final value of their output resistance. Indeed, the difference between their runoff voltages is approximately equal to EV TP -V Tr , where E is the supply voltage, V TP and V Tr are the threshold voltages of n and pMOS transistors.

Более совершенная схема, описанная в "IEEE J. of Sol.-State Circ.", 1979, v. 14, N 3, с. 573 - 577, показана на фиг. 2. Для увеличения напряжения, пропорционального абсолютной температуре, здесь добавлен резистор R2, падение напряжения на котором пропорционально абсолютной температуре, поскольку ток через R2 пропорционален току через R1, а напряжение на R1 пропорционально абсолютной температуре. A better circuit described in "IEEE J. of Sol.-State Circ.", 1979, v. 14, N 3, p. 573-577, shown in FIG. 2. To increase the voltage proportional to the absolute temperature, a resistor R2 is added here, the voltage drop at which is proportional to the absolute temperature, since the current through R2 is proportional to the current through R1, and the voltage to R1 is proportional to the absolute temperature.

Недостатками этой схемы являются увеличение минимально допустимого питающего напряжения (за счет падения напряжения на R2), зависимость выходного напряжения от напряжения питания из-за разницы стоковых напряжений транзисторов термочувствительной пары, как и в схеме на фиг. 1. Наконец, ток утечки p-кармана транзисторов VT1 и VT2, протекающий через R2, становится сравним с полезным током и создает значительную погрешность выходного напряжения уже при температуре выше 50oC.The disadvantages of this circuit are the increase in the minimum allowable supply voltage (due to a voltage drop by R2), the dependence of the output voltage on the supply voltage due to the difference in the drain voltages of the thermosensitive couple transistors, as in the circuit in FIG. 1. Finally, the leakage current of the p-pocket of transistors VT1 and VT2 flowing through R2 becomes comparable to the useful current and creates a significant error in the output voltage even at temperatures above 50 o C.

Еще один вариант схемы для генерации напряжения, пропорционального абсолютной температуре, показан на фиг. 3. Этот двухвыводной датчик температуры STP-35 фирмы Texas Instruments описан в книге Виглеба Г. "Датчики". - М.: Мир, 1989, с. 29 - 33. Термочувствительная пара в этой схеме состоит из биполярных транзисторов VT1 и VT2, образующих вместе с нагрузками R5, R4 и источником тока I1 дифференциальный усилитель со смещением нуля, прямо пропорциональным абсолютной температуре. Благодаря действию обратной связи, включающей операционный усилитель D1 и транзистор VT3, схема стремится установить на делителе R2, R1, R3 такое напряжение Uст, чтобы напряжение на R1 равнялось смещению нуля дифференциального усилителя. В результате STP-35 имеет вольтамперную характеристику как у стабилитрона с напряжением стабилизации
Uст = (R2 + R1 + R3)/R1 UтLn(N),
где
Uт kT/g - термический потенциал;
N - отношение плотностей тока в транзисторах VT1 и VT2, определяемое их геометрией и сопротивлением резисторов R4, R5.
Another embodiment of a circuit for generating a voltage proportional to absolute temperature is shown in FIG. 3. This two-pin Texas Instruments STP-35 temperature sensor is described in Wigleb G.'s book “Sensors”. - M .: Mir, 1989, p. 29 - 33. The thermosensitive pair in this circuit consists of bipolar transistors VT1 and VT2, which, together with the loads R5, R4 and current source I 1 , form a differential amplifier with a zero offset directly proportional to the absolute temperature. Due to the feedback action, including the operational amplifier D1 and the transistor VT3, the circuit seeks to install on the divider R2, R1, R3 such voltage U st so that the voltage on R1 is equal to the zero offset of the differential amplifier. As a result, the STP-35 has a current-voltage characteristic like that of a zener diode with a stabilization voltage
U st = (R2 + R1 + R3) / R1 U t L n (N),
Where
U t kT / g - thermal potential;
N is the ratio of current densities in transistors VT1 and VT2, determined by their geometry and the resistance of resistors R4, R5.

Параметры элементов схемы подбираются так, чтобы чувствительность Uст к температуре составляла 10 мВ/К, тогда при температуре от -40 до +120oC Uст изменяется от 2,3 до 4 В.The parameters of the circuit elements are selected so that the sensitivity U article to temperature is 10 mV / K, then at a temperature from -40 to +120 o CU article varies from 2.3 to 4 V.

Недостатком такой схемы является большая величина минимально допустимого питающего напряжения, что связано с необходимостью питания прибора от внешнего источника тока, которым в простейшем случае может быть балластный резистор. На фиг. 3 сама схема STP-35 выделена пунктирной рамкой, а внешний балластный резистор обозначен Rb. Минимально допустимое напряжение питания, включающее падение напряжения на балластном резисторе и Uст, не может быть менее 6 В, чтобы обеспечить работоспособность и ограничить самонагрев датчика во всем температурном диапазоне. Недостатком этой схемы является также большой потребляемый ток (0,5 - 5 мА). Его существенную часть составляет ток резистивного делителя R2, R1, R3, который должен быть много больше, чем токи базы транзисторов термочувствительной пары. Реализовать подобную схему по КМОП технологии оказывается затруднительно, так как все ее составные части должны, в частности, работать при температуре -40oC, когда Uст = 2,3 В, а пороговые напряжения транзисторов максимальны. Кроме того, в КМОП варианте схемы не удается устранить самовозбуждение.The disadvantage of this scheme is the large value of the minimum allowable supply voltage, which is associated with the need to power the device from an external current source, which in the simplest case can be a ballast resistor. In FIG. 3, the STP-35 circuit itself is indicated by a dotted frame, and the external ballast is indicated by Rb. The minimum allowable supply voltage, including the voltage drop across the ballast resistor and U st , cannot be less than 6 V to ensure operability and limit the sensor’s self-heating over the entire temperature range. The disadvantage of this circuit is also the large current consumption (0.5 - 5 mA). Its significant part is the current of the resistive divider R2, R1, R3, which should be much larger than the base currents of the transistors of the thermosensitive pair. It is difficult to implement such a scheme using CMOS technology, since all its components must, in particular, operate at a temperature of -40 o C, when U st = 2.3 V, and the threshold voltage of the transistors is maximum. In addition, in the CMOS version of the circuit, self-excitation cannot be eliminated.

Наиболее близкой к заявляемому объекту является схема, описанная в патенте США 4123698, опубл. 31.10.78, которая показана на фиг. 4. Здесь термочувствительная пара состоит из биполярных транзисторов VT1 и VT2. Постоянство отношения плотностей тока в них обеспечивают подключенные к коллекторам VT1 и VT2 управляемые источники тока на транзисторах VT7 и VT8. Разность коллекторных напряжений VT1 и VT2 измеряется однокаскадным дифференциальным усилителем, имеющим дифференциальную пару идентичных транзисторов VT4 и VT5, источник тока на диодно включенном транзисторе VT3 того же типа, что и транзисторы VT1 и VT2 термочувствительной пары, и диодно включенный транзистор VT6, являющийся нагрузкой для VT5. Здесь и далее под диодно включенным транзистором подразумевается транзистор с замкнутым входным и выходным электродами (база с эмиттером для биполярного и затвор со стоком у МОП). Транзистор VT6 соединен с транзистором VT7 и VT8 по схеме токового зеркала в качестве ведущего, а база VT 3 соединена с базами VT1 и VT2. В эмиттерной цепи VT1 имеется омический резистор R1, падение напряжения на котором пропорционально разности входных напряжений транзисторов термочувствительной пары VT1 и VT2. Closest to the claimed object is the scheme described in US patent 4123698, publ. 10.31.78, which is shown in FIG. 4. Here the thermosensitive pair consists of bipolar transistors VT1 and VT2. The constancy of the ratio of current densities in them is ensured by controlled current sources connected to collectors VT1 and VT2 on transistors VT7 and VT8. The collector voltage difference VT1 and VT2 is measured by a single-stage differential amplifier having a differential pair of identical transistors VT4 and VT5, a current source on the diode-switched transistor VT3 of the same type as the transistors VT1 and VT2 of the thermosensitive pair, and a diode-switched transistor VT6, which is the load for VT5 . Hereinafter, a diode-switched transistor means a transistor with a closed input and output electrodes (a base with an emitter for a bipolar and a gate with a drain at the MOSFET). The transistor VT6 is connected to the transistor VT7 and VT8 according to the current mirror circuit as a master, and the base VT 3 is connected to the bases VT1 and VT2. In the emitter circuit VT1 there is an ohmic resistor R1, the voltage drop on which is proportional to the difference between the input voltages of the transistors of the thermosensitive pair VT1 and VT2.

Для обеспечения равенства коллекторных токов VT2 и VT8 при сбалансированном дифференциальном усилителе необходимо, чтобы отношение плотности тока в VT8 к плотности тока в VT2 было равно половине отношения плотности тока в VT6 к плотности тока в VT3, что определяется соответствующим выбором геометрических размеров этих транзисторов. А равенство коллекторных токов VT1 и VT7 одновременно с равенством коллекторных токов VT2 и VT8 возможно только при том условии, что отношение плотности тока в VT1 к плотности тока в VT7 меньше отношения тока в VT2 к плотности тока в VT8, что также достигается выбором геометрии этих транзисторов. Для рассматриваемой схемы последнее условие эквивалентно меньшей плотности тока в VT1 по сравнению с VT2. На резисторе R1 автоматически устанавливается напряжение
U = Uт•Ln(j2/j1),
где Uт = kT/g - термический потенциал, j1 и j2 - плотности тока соответственно в VT1 и VT2. Резистор R1 согласно патенту США N 4123698 имеет очень низкий температурный коэффициент сопротивления (ТКС), поэтому ток в R1 и в транзисторе VT1 пропорционален абсолютной температуре. Благодаря пропорциональности токов в транзисторах VT7 и VT8 ток в транзисторе VT2 также пропорционален абсолютной температуре. Наконец, ток транзистора VT3 также пропорционален абсолютной температуре, поскольку VT3 имеет такое же входное напряжение, что и VT2. Таким образом, потребляемый схемой ток пропорционален абсолютной температуре. Этот ток и является выходным электрическим сигналом, пропорциональным абсолютной температуре. Благодаря действию дифференциального усилителя, уравнивающего коллекторные напряжения транзисторов термочувствительной пары, схема обладает хорошими метрологическими характеристиками, а ее выходной ток очень незначительно зависит от питающего напряжения, которое может изменяться в широком диапазоне. Для исключения самовозбуждения конкретной реализации этой схемы в термодатчике AD590 фирмы Analog Devices используется корректирующая цепочка, включающая конденсатор C1, подключенный между коллекторами транзисторов VT5 и VT2. Чувствительность такого прибора (на фиг. 4 он выделен пунктирной рамкой) обычно подгоняется к значению 1 мкА/К, а для преобразования его выходного токового сигнала в напряжение последовательно с ним включается внешний калиброванный резистор R.
To ensure equal collector currents VT2 and VT8 with a balanced differential amplifier, it is necessary that the ratio of current density in VT8 to current density in VT2 be equal to half the ratio of current density in VT6 to current density in VT3, which is determined by the appropriate choice of the geometric dimensions of these transistors. And the equality of the collector currents VT1 and VT7 simultaneously with the equality of the collector currents VT2 and VT8 is possible only provided that the ratio of the current density in VT1 to the current density in VT7 is less than the ratio of the current in VT2 to the current density in VT8, which is also achieved by choosing the geometry of these transistors . For the circuit under consideration, the latter condition is equivalent to a lower current density in VT1 compared to VT2. A voltage is automatically set on resistor R1
U = U t • L n (j 2 / j 1 ),
where U t = kT / g is the thermal potential, j 1 and j 2 are the current densities in VT1 and VT2, respectively. The resistor R1 according to US patent N 4123698 has a very low temperature coefficient of resistance (TCR), so the current in R1 and in the transistor VT1 is proportional to the absolute temperature. Due to the proportionality of the currents in transistors VT7 and VT8, the current in transistor VT2 is also proportional to the absolute temperature. Finally, the current of the transistor VT3 is also proportional to the absolute temperature, since VT3 has the same input voltage as VT2. Thus, the current consumed by the circuit is proportional to the absolute temperature. This current is the output electrical signal proportional to the absolute temperature. Due to the action of a differential amplifier equalizing the collector voltages of the thermosensitive couple transistors, the circuit has good metrological characteristics, and its output current is very slightly dependent on the supply voltage, which can vary over a wide range. To eliminate the self-excitation of a specific implementation of this circuit, the Analog Devices AD590 thermal sensor uses a correction circuit including a capacitor C1 connected between the collectors of transistors VT5 and VT2. The sensitivity of such a device (it is indicated by a dotted frame in Fig. 4) is usually adjusted to a value of 1 μA / K, and to convert its current output signal to voltage, an external calibrated resistor R is connected in series with it.

Недостатком такого прибора является необходимость использования для резистора R1 специального материала (силицида хрома) с низким ТКС. Другие его недостатки связаны с токовым выходным сигналом. Во-первых, это большая величина минимально допустимого напряжения питания. Хотя сама схема AD590 и работает, начиная с напряжения на ее выводах около 3 - 4 В, общее питающее напряжение включает падение напряжения на внешнем калиброванном резисторе, которое при стандартной чувствительности 10 мВ/К достигает 4 В. Поэтому минимально допустимое питающее напряжение датчика не может быть меньше 7 - 8 В. Во-вторых, это необходимость использования для преобразования токового выходного сигнала в напряжение внешнего калиброванного резистора к тому же для исключения ошибки измерительной схемы за счет колебаний его температуры должен иметь низкий ТКС, что увеличивает стоимость измерителя. В-третьих, описанную схему напрямую нельзя реализовать по КМОП технологии, поскольку уровень выходного тока, диктуемый требованием состояния слабой инверсии для транзисторов термочувствительной пары и VT3, был бы слишком мал, чтобы обеспечить надежное преобразование в напряжение на внешнем калиброванном резисторе. То есть токовый выходной сигнал является также препятствием для снижения потребляемого схемой тока и рассеиваемой мощности. The disadvantage of this device is the need to use a special material (chromium silicide) with a low TCR for the resistor R1. Other disadvantages associated with the current output signal. Firstly, this is a large value of the minimum allowable supply voltage. Although the AD590 circuitry itself works, starting with a voltage at its terminals of about 3-4 V, the total supply voltage includes a voltage drop across an external calibrated resistor, which reaches 4 V at a standard sensitivity of 10 mV / K. Therefore, the minimum allowable sensor supply voltage cannot to be less than 7 - 8 V. Secondly, it is the need to use an external calibrated resistor to convert the current output signal to voltage, in addition to eliminate the error of the measuring circuit due to fluctuations in its temperature d lzhen have a low TCR, which increases the cost of the meter. Thirdly, the described circuit cannot be directly implemented by CMOS technology, since the output current level dictated by the requirement of a state of weak inversion for transistors of a thermosensitive pair and VT3 would be too small to ensure reliable conversion to voltage on an external calibrated resistor. That is, the current output signal is also an obstacle to reducing the current consumed by the circuit and the power dissipation.

Целью изобретения является исключение необходимости использования в источнике электрического сигнала, пропорционального абсолютной температуре, омических резисторов из специальных материалов с низким ТКС и исключение необходимости использования внешнего калиброванного резистора для преобразования токового сигнала в напряжение. Другой целью изобретения является снижение минимально допустимого питающего напряжения, потребляемого тока и рассеиваемой мощности источника. The aim of the invention is to eliminate the need to use ohmic resistors from special materials with low TCS in the source of the electric signal, which is proportional to the absolute temperature, and to eliminate the need to use an external calibrated resistor to convert the current signal to voltage. Another objective of the invention is to reduce the minimum allowable supply voltage, current consumption and power dissipation of the source.

Поставленная цель достигается тем, что в источнике электрического сигнала, пропорционального абсолютной температуре, содержащем термочувствительную пару, состоящую из транзисторов одного типа, в первом из которых плотность тока меньше, чем во втором; омический резистор, напряжение на котором пропорционально разности входных напряжений транзисторов термочувствительной пары, включенный в токовую цепь первого транзистора этой пары; управляемые источники тока, выполненные на транзисторах, имеющих другой по отношению к транзисторам термочувствительной пары тип, подключенные к выходным электродам транзисторов термочувствительной пары, по одному на каждый транзистор этой пары; однокаскадный дифференциальный усилитель с неинвертирующим и инвертирующим входами, подключенными к выходным электродам, соответственно, первого и второго транзисторов термочувствительной пары, имеющий транзисторы дифференциальной пары и диодно включенный транзистор источника тока этой дифференциальной пары одинакового с транзисторами термочувствительной пары типа, причем входной электрод транзистора источника тока дифференциальной пары соединен с входными электродами транзисторов термочувствительной пары, а нагрузкой транзистора дифференциальной пары однокаскадного дифференциального усилителя со стороны его инвертирующего входа является транзистор в диодном включении, имеющий тип транзисторов управляемых источников тока и включенный с ними по схеме токового зеркала ведущим, введен дополнительный источник тока, пропорционального токам в управляемых источниках тока, и дополнительный омический резистор, запитанный током от этого дополнительного источника тока, причем омический резистор и дополнительный омический резистор имеют одинаковый температурный коэффициент сопротивления. This goal is achieved by the fact that in the source of the electric signal proportional to the absolute temperature, containing a thermosensitive pair consisting of transistors of one type, in the first of which the current density is lower than in the second; an ohmic resistor, the voltage on which is proportional to the difference between the input voltages of the transistors of the thermosensitive pair, included in the current circuit of the first transistor of this pair; controlled current sources made on transistors having a different type with respect to the transistors of the thermosensitive pair, connected to the output electrodes of the transistors of the thermosensitive pair, one for each transistor of this pair; a single-stage differential amplifier with non-inverting and inverting inputs connected to the output electrodes of the first and second transistors of the thermosensitive pair, having transistors of the differential pair and a diode-connected transistor of the current source of this differential pair of the same type as the transistors of the thermosensitive pair, the input electrode of the transistor of the current source of the differential the pair is connected to the input electrodes of the thermosensitive pair transistors, and the load transi the torus of the differential pair of a single-stage differential amplifier from the side of its inverting input is a diode-switched transistor having the type of transistors of controlled current sources and connected with them according to the current mirror circuit as a leading one, an additional current source proportional to the currents in the controlled current sources, and an additional ohmic resistor, powered by current from this additional current source, and the ohmic resistor and the additional ohmic resistor have the same temperature th coefficient of resistance.

Для снижения минимально допустимого питающего напряжения описанного источника электрического сигнала дополнительный источник тока выполнен на транзисторах, имеющих тип транзисторов управляемых источников тока, и включен с ними по схеме токового зеркала ведомым. To reduce the minimum allowable supply voltage of the described source of electric signal, an additional current source is made on transistors having the type of transistors of controlled current sources, and is connected with them according to the current mirror circuit driven.

Для снижения потребляемого тока и рассеиваемой мощности описанного источника электрического сигнала транзисторы термочувствительной пары и источника тока для дифференциальной пары являются nМОП транзисторами в состоянии слабой инверсии в общем заземленном p-кармане, дифференциальная пара выполнена на nМОП транзисторах, а управляемые источники тока, дополнительный источник тока и диодно включенный транзистор, являющийся нагрузкой транзистора дифференциальной пары однокаскадного дифференциального усилителя со стороны его инвертирующего входа, выполнены на pМОП транзисторах. To reduce the current consumption and dissipated power of the described electric signal source, the transistors of the thermosensitive couple and the current source for the differential pair are nMOS transistors in a state of weak inversion in a common grounded p-pocket, the differential pair is made on nMOS transistors, and the controlled current sources, an additional current source and diode-connected transistor, which is the load of the transistor of the differential pair of a single-stage differential amplifier from its inverter entrance guide, provided on pMOP transistors.

Для исключения самовозбуждения описанного источника электрического сигнала, выполненного на МОП транзисторах, между выходным электродом второго транзистора термочувствительной пары и шиной земли или питания включен корректирующий конденсатор. To exclude self-excitation of the described source of the electric signal made on MOS transistors, a correction capacitor is connected between the output electrode of the second thermosensitive pair transistor and the ground or power bus.

На фиг. 1 - известный источник электрического сигнала, пропорционального абсолютной температуре, на МОП транзисторах; на фиг. 2 - известный источник электрического сигнала, пропорционального абсолютной температуре, на МОП транзисторах с усилием выходного сигнала; на фиг. 3 - блок-схема известного датчика абсолютной температуры STP-35 фирмы Texas Instruments на биполярных транзисторах; на фиг. 4 - схема источника электрического сигнала, пропорционального абсолютной температуре, по патенту США 4123698; на фиг. 5 - пример схемы заявляемого источника электрического сигнала, пропорционального абсолютной температуре; на фиг. 6 - другой пример схемы заявляемого источника электрического сигнала, пропорционального абсолютной температуре. In FIG. 1 is a known source of an electrical signal proportional to absolute temperature on MOS transistors; in FIG. 2 is a known source of an electrical signal proportional to absolute temperature on MOS transistors with an output signal strength; in FIG. 3 is a block diagram of a known Texas Instruments bipolar transistor absolute temperature sensor STP-35; in FIG. 4 is a diagram of an electric signal source proportional to absolute temperature, according to US Pat. No. 4,123,698; in FIG. 5 is an example of a circuit of the inventive source of an electrical signal proportional to absolute temperature; in FIG. 6 is another example of a circuit of the inventive source of an electrical signal proportional to absolute temperature.

В примере заявляемого источника электрического сигнала, пропорционального абсолютной температуре, показанном на фиг. 5, активными элементами являются биполярные транзисторы. По сравнению со схемой на фиг. 4 здесь исключен внешний калиброванный резистор и добавлена цепочка из последовательно соединенных дополнительного источника тока VT9 и дополнительного омического резистора R2, включенная параллельно с остальной частью схемы. Эта добавочная цепочка практически не оказывает влияния на остальную часть схемы, которая работает так же, как уже описанная схема на фиг. 4. Выходное напряжение, снимаемое в резистора R2, пропорционально абсолютной температуре вследствие пропорциональности тока в дополнительном омическом резисторе R2 току в омическом резисторе R1, равенство ТКС этих резисторов и пропорциональности напряжения на омическом резисторе R1 абсолютной температуре. При этом, конечно, предполагается, что температура обоих резисторов одинакова, так же, как и у транзисторов термочувствительной пары. Это условие автоматически выполняется, если источник сигнала выполнен в виде интегральной схемы с близко расположенными транзисторами термочувствительной пары и близкорасположенными омическими резисторами. In an example of the inventive source of an electrical signal proportional to the absolute temperature shown in FIG. 5, the active elements are bipolar transistors. Compared to the circuit of FIG. 4, an external calibrated resistor is excluded here and a chain is added from series-connected additional current source VT9 and additional ohmic resistor R2, connected in parallel with the rest of the circuit. This additional chain has practically no effect on the rest of the circuit, which operates in the same way as the circuit already described in FIG. 4. The output voltage taken in the resistor R2 is proportional to the absolute temperature due to the proportionality of the current in the additional ohmic resistor R2 to the current in the ohmic resistor R1, the equality of the TCS of these resistors and the proportionality of the voltage on the ohmic resistor R1 to the absolute temperature. In this case, of course, it is assumed that the temperature of both resistors is the same, as is the case with transistors of a thermosensitive pair. This condition is automatically satisfied if the signal source is made in the form of an integrated circuit with closely spaced transistors of a thermosensitive pair and closely spaced ohmic resistors.

Дополнительный источник тока VT9 в примере на фиг. 5 выполнен аналогично управляемым источникам тока VT7, VT8 и включен вместе с ними по схеме токового зеркала ведомым, что автоматически обеспечивает пропорциональность токов в них. Сопротивление дополнительного резистора R2 и ток в нем могут быть больше, чем сопротивление и ток R1, что определяется выбором геометрии резисторов R1, R2 и транзисторов VT7, VT9. Это позволяет получить необходимое усиление выходного сигнала. При этом достаточно выполнить требование омичности резисторов R1 и R2 и равенство их ТКС, что существенно легче, чем обеспечить малую величину их ТКС, как в схеме на фиг. 4 Резисторы R1и R2 могут быть сделаны, например, из поликремния. The additional current source VT9 in the example of FIG. 5 is made similarly to the controlled current sources VT7, VT8 and is included with them according to the slave current mirror circuit, which automatically ensures proportionality of the currents in them. The resistance of the additional resistor R2 and the current in it can be greater than the resistance and current R1, which is determined by the choice of the geometry of the resistors R1, R2 and transistors VT7, VT9. This allows you to get the necessary gain of the output signal. In this case, it is sufficient to fulfill the requirement of the ohmicity of the resistors R1 and R2 and the equality of their TCS, which is much easier than providing a small value of their TCS, as in the circuit in FIG. 4 Resistors R1 and R2 can be made, for example, from polysilicon.

Выходное напряжение схемы на фиг. 5, снимаемое с резистора R2, не является слагаемым общего питающего напряжения, как это было в схеме на фиг. 4. Поэтому минимально допустимая величина напряжения питания при стандартной величине чувствительности 10 мВ/К у этой схемы меньше, чем у схемы на фиг. 4, примерно на 4 В. The output voltage of the circuit of FIG. 5, taken from the resistor R2, is not a term of the total supply voltage, as was the case in the circuit of FIG. 4. Therefore, the minimum allowable value of the supply voltage at a standard sensitivity value of 10 mV / K for this circuit is less than that of the circuit in FIG. 4, about 4 V.

Поскольку выходным сигналом схемы на фиг. 5 является напряжение, а не ток, то для преобразования выходного сигнала в напряжение не требуется внешний калиброванный резистор. По этой же причине даже в схеме на биполярных транзисторах может быть несколько уменьшен потребляемый ею ток и рассеиваемая мощность. Since the output of the circuit of FIG. 5 is a voltage, not a current, then an external calibrated resistor is not required to convert the output signal to voltage. For the same reason, even in a bipolar transistor circuit, its current consumption and power dissipation can be slightly reduced.

Еще больше снижение потребляемого тока и рассеиваемой мощности достигается при изготовлении заявляемого источника по КМОП технологии. Пример такой схемы для иллюстрации п.3 заявляемой формулы показан на фиг. 6. Термочувствительная пара здесь состоит из nМОП транзисторов VT1 и VT2, которые находятся в состоянии слабой инверсии. Омический резистор R1 включен между истоком VT1 и шиной земли. Управляемые источники тока на pМОП транзисторах VT7 и VT8 подключены к стокам транзисторов термочувствительной пары VT1 и VT2. Дифференциальный усилитель включает дифференциальную пару идентичных nМОП транзисторов VT4 и VT5 с общим истоком, запитанную током от диодно включенного nМОП транзистора VT3, затвор которого соединен с затворами VT1 и VT2 и который находится вместе с ними в общем заземленном p-кармане. Размещение VT1, VT2 и VT3 в общем заземленном кармане исключает влияние тока утечки p-n-перехода карман-подложки на выходное напряжение. Нагрузкой для VT5 служит диодно включенный pМОП транзистор VT6, затвор которого соединен с затворами управляемых источников тока VT7, VT8. Это обеспечивает транзистору VT6 роль ведущего в образованной транзисторами VT6, VT7 и VT8 схеме токового зеркала. Дополнительный источник тока на pМОП транзисторе VT9 включен в эту же схему токового зеркала ведомым аналогично VT7 и VT8, а его сток подключен к дополнительному омическому резистору R2, с которого и снимается выходное напряжение, пропорциональное абсолютной температуре. Диодно включенный pМОП транзистор VT10, используемый в качестве нагрузки VT4, нужен лишь для большей симметрии плеч однокаскадного дифференциального усилителя. Для исключения самовозбуждения этой схемы корректирующий конденсатор C1 включен между стоком VT2 и шиной земли, так как включение С1 между входом и выходом VT5, как на фиг. 5, для КМОП схемы неэффективно. An even greater reduction in current consumption and power dissipation is achieved in the manufacture of the inventive source using CMOS technology. An example of such a scheme to illustrate claim 3 of the claimed formula is shown in FIG. 6. The thermosensitive pair here consists of nMOS transistors VT1 and VT2, which are in a state of weak inversion. The ohmic resistor R1 is connected between the source VT1 and the ground bus. Managed current sources on pMOS transistors VT7 and VT8 are connected to the drains of the thermistor pairs VT1 and VT2. The differential amplifier includes a differential pair of identical nMOS transistors VT4 and VT5 with a common source, powered by the current from the diode-switched nMOS transistor VT3, the gate of which is connected to the gates VT1 and VT2 and which is located together with them in a common grounded p-pocket. Placing VT1, VT2 and VT3 in a common grounded pocket eliminates the influence of the leakage current of the p-n junction of the pocket-substrate on the output voltage. The load for VT5 is the diode-switched pMOS transistor VT6, the gate of which is connected to the gates of the controlled current sources VT7, VT8. This provides the transistor VT6 with a leading role in the current mirror circuit formed by transistors VT6, VT7 and VT8. An additional current source on the pMOS transistor VT9 is included in the same current mirror circuit as a slave similar to VT7 and VT8, and its drain is connected to an additional ohmic resistor R2, from which the output voltage proportional to the absolute temperature is removed. The diode-switched pMOS transistor VT10, used as a VT4 load, is needed only for greater symmetry of the arms of a single-stage differential amplifier. To eliminate the self-excitation of this circuit, the correction capacitor C1 is connected between the drain VT2 and the ground bus, since the inclusion of C1 between the input and output VT5, as in FIG. 5, for CMOS circuitry is inefficient.

Транзисторы в схеме на фиг. 6 имеют следующие параметры:
пороговое напряжение n- pМОП транзисторов при комнатной температуре - 0,8 - 1,3 В,
толщина затворного окисла - 40 - 50 нм
размеры канала (ширина/длина) в мкм:
VT1 - 1200/8
VT2, VT3 - 200/8
VT4, VT5 - 40/10
VT6, VT10 - 10/60
VT7, VT8 - 20/60
VT9 - 100/60
Сопротивление резисторов:
R1 - 300 кОм
R2 - 3900 кОм
Емкость корректирующего конденсатора C1 - 10 пФ.
The transistors in the circuit of FIG. 6 have the following parameters:
threshold voltage of n-pMOS transistors at room temperature - 0.8 - 1.3 V,
gate oxide thickness - 40 - 50 nm
channel dimensions (width / length) in microns:
VT1 - 1200/8
VT2, VT3 - 200/8
VT4, VT5 - 40/10
VT6, VT10 - 10/60
VT7, VT8 - 20/60
VT9 - 100/60
Resistor Resistance:
R1 - 300 kOhm
R2 - 3900 kOhm
The capacitance of the correction capacitor C1 is 10 pF.

Работает показанная на фиг. 6 схема следующим образом. Дифференциальный усилитель, благодаря действию комплекса обратных связей, стремится уравнять напряжения на входах дифференциальной пары, а также установить и поддерживать на своих входах такое синфазное напряжение, при котором напряжение на резисторе R1 в точности равно UтLn(K), где K - отношение плотностей тока в транзисторах термочувствительной пары, а Uт = kT/q - термический потенциал.The operation shown in FIG. 6 diagram as follows. The differential amplifier, thanks to the feedback complex, seeks to equalize the voltages at the inputs of the differential pair, and also to establish and maintain at its inputs a common-mode voltage at which the voltage across the resistor R1 is exactly equal to U t L n (K), where K is the ratio current densities in transistors of a thermosensitive pair, and U t = kT / q is the thermal potential.

Действительно, при увеличении напряжения на инвертирующем входе по сравнению с неинвертирующим ток в VT6 и в управляемых им источниках VT8, VT7 возрастает, при этом напряжение на стоке VT1 растет быстрее, чем на стоке VT2, так как дифференциальное выходное сопротивление VT1 в рабочей точке больше, чем у VT2 из-за резистора R1 в цепи истока, и равенство напряжений на входах дифференциального усилителя восстанавливается. Indeed, with increasing voltage at the inverting input compared to the non-inverting current, the current in VT6 and VT8, VT7 sources controlled by it increases, while the voltage at the VT1 drain rises faster than at the VT2 drain, since the differential output resistance VT1 at the operating point is greater, than VT2 because of the resistor R1 in the source circuit, and the voltage equality at the inputs of the differential amplifier is restored.

С другой стороны, на входах дифференциального усилителя устанавливается и поддерживается такое синфазное напряжение, при котором токи в транзисторах термочувствительной пары равны, что возможно только при условии, что разность их входных напряжений, представляющая собой падение напряжения на R1, равна UтLn(K), где K - отношение плотностей тока в транзисторах термочувствительной пары. Если синфазное напряжение на входе дифференциальной пары возрастет, то увеличится ток через VT3 и напряжение на его затворе и на затворах VT2, VT1 транзисторов термочувствительной пары. VT1 (вместе с R1) имеет меньшую крутизну в рабочей точке, чем VT2 из-за резистора R1 в цепи истока, поэтому напряжение на его стоке вырастет быстрее, чем на стоке VT2. Возникшее дифференциальное напряжение приведет к перераспределению тока в дифференциальной паре, так что ток в ее инвертирующем плече VT5, VT6 уменьшится. Уменьшится также ток в управляемых транзистором VT6 источниках тока VT8, VT7 и входное синфазное напряжение будет уменьшаться, пока не восстановится его равновесное значение.On the other hand, a common-mode voltage is established and maintained at the inputs of the differential amplifier at which the currents in the transistors of the thermosensitive pair are equal, which is possible only if the difference in their input voltages, which is the voltage drop across R1, is U t L n (K ), where K is the ratio of current densities in transistors of a thermosensitive pair. If the common-mode voltage at the input of the differential pair increases, the current through VT3 and the voltage at its gate and at the gates VT2, VT1 of the thermosensitive couple transistors increase. VT1 (together with R1) has less slope at the operating point than VT2 because of the resistor R1 in the source circuit, so the voltage on its drain will increase faster than on the drain of VT2. The resulting differential voltage will redistribute the current in the differential pair, so that the current in its inverting arm VT5, VT6 decreases. The current in the VT8, VT7 current sources controlled by the transistor VT6 will also decrease, and the input common-mode voltage will decrease until its equilibrium value is restored.

Равенство токов стока VT2 и VT8 при сбалансированном дифференциальном усилителе в данном примере обеспечивается тем, что транзисторы VT2 и VT3 идентичны, а VT8 в два раза шире, чем VT6. В 6 раз меньшая плотность тока в VT1 по сравнению с VT2 обеспечивается тем, что транзисторы VT8 и VT7 идентичны, а транзистор VT1 в 6 раз шире, чем VT2. Если обеспечено состояние слабой инверсии для транзисторов VT1, VT2 и VT3, то напряжение на резисторе R1 будет равно UтLn(6), где Uт = kT/q - термический потенциал. Режим слабой инверсии для транзисторов VT1, VT2 и VT3 обеспечивается соотношением их размеров и величины R1. Так как сопротивление R2 в 13 раз больше, чем R1, а транзистор VT9 в 5 раз шире, чем VT7, то напряжение на R2 будет в 130 раз больше, чем на R1. При этом чувствительность выходного напряжения к температуре составляет почти точно 10 мВ/К, минимально допустимое питающее напряжение составляет около 4,5 В, а потребляемый схемой ток при комнатной температуре - 1,2 мкА, что в 250 раз меньше, чем у схемы на фиг. 4. Благодаря действию дифференциального усилителя, уравнивающего потенциалы стоков транзисторов термочувствительной пары, чувствительность выходного напряжения схемы на фиг. 6 к питающему напряжению не превышает 2 мВ/В.The equality of drain currents VT2 and VT8 with a balanced differential amplifier in this example is ensured by the fact that the transistors VT2 and VT3 are identical, and VT8 is two times wider than VT6. The 6 times lower current density in VT1 compared to VT2 is ensured by the fact that the transistors VT8 and VT7 are identical, and the transistor VT1 is 6 times wider than VT2. If a weak inversion state is provided for transistors VT1, VT2, and VT3, then the voltage across the resistor R1 will be U t L n (6), where U t = kT / q is the thermal potential. The weak inversion mode for transistors VT1, VT2 and VT3 is provided by the ratio of their sizes and the value of R1. Since the resistance of R2 is 13 times greater than R1, and the transistor VT9 is 5 times wider than VT7, the voltage on R2 will be 130 times higher than on R1. In this case, the sensitivity of the output voltage to the temperature is almost exactly 10 mV / K, the minimum allowable supply voltage is about 4.5 V, and the current consumed by the circuit at room temperature is 1.2 μA, which is 250 times less than that of the circuit in FIG. . 4. Due to the action of a differential amplifier, equalizing the potentials of the drains of the thermosensitive couple transistors, the sensitivity of the output voltage of the circuit in FIG. 6 to the supply voltage does not exceed 2 mV / V.

Дополнительный источник тока, пропорционального токам в управляемых источниках тока, может быть выполнен и на транзисторах того же типа, что и транзисторы термочувствительной пары. Например, это может быть один такой транзистор, включенный вместе со вторым транзистором термочувствительной пары по схеме токового зеркала в качестве ведомого. Дополнительный резистор в таком случае включается между его стоком и положительным выводом источника питания, что удобно, если требуется выходной сигнал отрицательной полярности. Для увеличения выходного сопротивления дополнительного источника тока, он может представлять собой каскадно включенную пару транзисторов. An additional current source proportional to the currents in the controlled current sources can be performed on transistors of the same type as the transistors of the thermosensitive pair. For example, it can be one such transistor, included together with the second transistor of the thermosensitive pair according to the current mirror circuit as a slave. In this case, an additional resistor is connected between its drain and the positive terminal of the power source, which is convenient if an output signal of negative polarity is required. To increase the output resistance of an additional current source, it can be a cascaded pair of transistors.

Таким образом, заявляемое техническое решение не только сочетает в себе такие наиболее ценные свойства известного из патента США N 4123698 технического решения, как независимость выходного сигнала от питающего напряжения и прецизионность преобразования температуры в электрический сигнал при небольшом количестве элементов, но по сравнению с ним позволяет исключить необходимость применения резисторов в низким ТКС, делает ненужным использование внешнего калиброванного резистора, позволяет существенно снизить минимально допустимое напряжение, потребляемый ток и рассеиваемую мощность прибора. Thus, the claimed technical solution not only combines the most valuable properties of the technical solution known from US Pat. No. 4,123,698, such as the independence of the output signal from the supply voltage and the precision of converting temperature to an electrical signal with a small number of elements, but compared with it, it can be eliminated the need to use resistors in low TCS, makes it unnecessary to use an external calibrated resistor, can significantly reduce the minimum allowable voltage ix, current consumption and power dissipation of the device.

КМОП вариант схемы, который позволяет осуществить заявляемое решение, должен к тому же обладать более высокой временной стабильностью характеристик, поскольку омические резисторы в этом случае находятся под воздействием тока с существенно меньшей плотностью, чем в биполярном варианте, а значительно более высокие значения сопротивлений резисторов в КМОП варианте обусловливают меньшее влияние сопротивлений их контактов на характеристики схемы. The CMOS version of the circuit that allows the implementation of the claimed solution should also have a higher temporal stability of the characteristics, since the ohmic resistors in this case are under the influence of current with a significantly lower density than in the bipolar version, and significantly higher values of the resistors in the CMOS variant cause less influence of the resistance of their contacts on the characteristics of the circuit.

Claims (4)

1. Источник электрического сигнала, пропорционального абсолютной температуре, содержащий термочувствительную пару, состоящую из транзисторов одного типа, в первом из которых плотность тока меньше, чем во втором, омический резистор, напряжение на котором пропорционально разности входных напряжений транзисторов термочувствительной пары, включенный в токовую цепь первого транзистора этой пары, управляемые источники тока, выполненные на транзисторах, имеющих другой по отношению к транзисторам термочувствительной пары тип, подключенные к выходным электродам транзисторов термочувствительной пары, по одному на каждый транзистор той пары, однокаскадный дифференциальный усилитель с неинвертирующим и инвертирующим входами, подключенными к выходным электродам соответственно первого и второго транзисторов термочувствительной пары, имеющий транзисторы дифференциальной пары и диодно включенный транзистор источника тока этой дифференциальной пары одинакового с транзисторами термочувствительной пары типа, причем входной электрод транзистора источника тока дифференциальной пары соединен с входными электродами транзисторов термочувствительной пары, а нагрузкой транзистора дифференциальной пары однокаскадного дифференциального усилителя со стороны его инвертирующего входа является транзистор в диодном включении, имеющий тип транзисторов управляемых источников тока и включенный с ними по схеме токового зеркала ведущим, отличающийся тем, что введен дополнительный источник тока, пропорционального токам в управляемых источниках тока, и дополнительный омический резистор, запитанный током от этого дополнительного источника тока, причем омический резистор и дополнительный омический резистор имеют одинаковый температурный коэффициент сопротивления. 1. A source of an electric signal proportional to absolute temperature, containing a thermosensitive pair consisting of one type of transistors, in the first of which the current density is lower than in the second, an ohmic resistor, the voltage on which is proportional to the difference in input voltages of the thermosensitive pair transistors included in the current circuit the first transistor of this pair, controlled current sources made on transistors having a different type with respect to the transistors of the thermosensitive pair, connected the output electrodes of transistors of a thermosensitive pair, one for each transistor of that pair, a single-stage differential amplifier with non-inverting and inverting inputs connected to the output electrodes of the first and second transistors of the thermosensitive pair, having transistors of the differential pair and a diode-connected transistor of the current source of this differential pair of the same transistors of a thermosensitive pair of type, with the input electrode of the transistor of the current source differential of the pair is connected to the input electrodes of the thermosensitive pair of transistors, and the load of the transistor of the differential pair of a single-stage differential amplifier from the side of its inverting input is a diode-switched transistor having the type of transistors of controlled current sources and connected with them according to the current mirror circuit leading, characterized in that it is introduced an additional current source proportional to the currents in the controlled current sources, and an additional ohmic resistor powered by the current from this additional ADDITIONAL current source, wherein an ohmic resistor and a further ohmic resistor have the same resistance temperature coefficient. 2. Источник электрического сигнала по п.1, отличающийся тем, что дополнительный источник тока выполнен на транзисторах, имеющих тип транзисторов управляемых источников тока, и включен с ними по схеме токового зеркала ведомым. 2. The electric signal source according to claim 1, characterized in that the additional current source is made on transistors having the type of transistors of controlled current sources, and is connected with them according to the current mirror circuit driven. 3. Источник электрического сигнала по п.1, отличающийся тем, что транзисторы термочувствительной пары и источника тока для дифференциальной пары являются nМОП транзисторами в состоянии слабой инверсии в общем заземленном p-кармане, дифференциальная пара выполнена на nМОП транзисторах, а управляемые источники тока, дополнительный источник тока и диодно включенный транзистор, являющийся нагрузкой транзистора дифференциальной пары однокаскадного дифференциального усилителя со стороны его инвертирующего входа, выполнены на pМОП транзисторах. 3. The electric signal source according to claim 1, characterized in that the transistors of the thermosensitive pair and current source for the differential pair are nMOS transistors in a state of weak inversion in a common grounded p-pocket, the differential pair is made on nMOS transistors, and the controlled current sources are additional The current source and the diode-connected transistor, which is the load of the transistor of the differential pair of a single-stage differential amplifier from the side of its inverting input, are made on a pMOS transistor rah. 4. Источник электрического сигнала по п.3, отличающийся тем, что между выходным электродом второго транзистора термочувствительной пары и шиной земли или питания включен корректирующий конденсатор. 4. The source of the electrical signal according to claim 3, characterized in that between the output electrode of the second transistor of the thermosensitive pair and the ground or power bus, a correction capacitor is included.
RU93012901A 1993-03-10 1993-03-10 Source of electric signal proportional to absolute temperature RU2115099C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93012901A RU2115099C1 (en) 1993-03-10 1993-03-10 Source of electric signal proportional to absolute temperature

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93012901A RU2115099C1 (en) 1993-03-10 1993-03-10 Source of electric signal proportional to absolute temperature

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93012901A RU93012901A (en) 1995-05-27
RU2115099C1 true RU2115099C1 (en) 1998-07-10

Family

ID=20138447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93012901A RU2115099C1 (en) 1993-03-10 1993-03-10 Source of electric signal proportional to absolute temperature

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2115099C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2165600C2 (en) * 1999-05-26 2001-04-20 Рязанский завод металлокерамических приборов Temperature meter
RU2461048C1 (en) * 2011-06-08 2012-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Reference voltage source
RU2699931C1 (en) * 2019-02-11 2019-09-11 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН, КНЦ СО РАН) Device for measuring temperature fields
CN116661534A (en) * 2022-02-17 2023-08-29 北京罗克维尔斯科技有限公司 Millivolt level reference circuit, power supply system and vehicle

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4123698A (en) * 1976-07-06 1978-10-31 Analog Devices, Incorporated Integrated circuit two terminal temperature transducer

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4123698A (en) * 1976-07-06 1978-10-31 Analog Devices, Incorporated Integrated circuit two terminal temperature transducer

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2165600C2 (en) * 1999-05-26 2001-04-20 Рязанский завод металлокерамических приборов Temperature meter
RU2461048C1 (en) * 2011-06-08 2012-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Reference voltage source
RU2699931C1 (en) * 2019-02-11 2019-09-11 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН, КНЦ СО РАН) Device for measuring temperature fields
CN116661534A (en) * 2022-02-17 2023-08-29 北京罗克维尔斯科技有限公司 Millivolt level reference circuit, power supply system and vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7821320B2 (en) Temperature detection circuit
KR100193212B1 (en) Current measurement circuit of power MOS transistor
US6844772B2 (en) Threshold voltage extraction circuit
JPH0210269A (en) Current measuring circuit
GB2071946A (en) Temperature detecting device
JPH02142207A (en) Current reference circuit having constant gm to temperature
JPS5822423A (en) Reference voltage generating circuit
JP2002304224A (en) Circuit and method for generating voltage
US20030132796A1 (en) Temperature-compensated current source
US4507572A (en) Voltage sensing circuit
JPH0152783B2 (en)
JPS61169920A (en) Reference voltage source unit
US6225851B1 (en) Temperature level detection circuit
RU2115099C1 (en) Source of electric signal proportional to absolute temperature
US3873857A (en) Temperature sensor
US3430076A (en) Temperature compensated bias circuit
US20110169551A1 (en) Temperature sensor and method
US20020109490A1 (en) Reference current source having MOS transistors
US6605987B2 (en) Circuit for generating a reference voltage based on two partial currents with opposite temperature dependence
US3495182A (en) Temperature compensated transistor amplifiers
US7164308B2 (en) Temperature compensated bandgap voltage reference
JP2707667B2 (en) Comparison circuit
JPH03139873A (en) Temperature detecting circuit
RU183391U1 (en) Reference voltage and current source
JPS5919825A (en) thermometer