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JP2008294850A - Function generator - Google Patents

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JP2008294850A
JP2008294850A JP2007139576A JP2007139576A JP2008294850A JP 2008294850 A JP2008294850 A JP 2008294850A JP 2007139576 A JP2007139576 A JP 2007139576A JP 2007139576 A JP2007139576 A JP 2007139576A JP 2008294850 A JP2008294850 A JP 2008294850A
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voltage
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temperature
circuit
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JP2007139576A
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Japanese (ja)
Inventor
Keigo Shingu
圭悟 新宮
Hisato Takeuchi
久人 竹内
Kei Nagatomo
圭 長友
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Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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Abstract

【課題】低電圧での動作が可能となり、省電力化を達成することができる関数発生回路を提供する。
【解決手段】本発明に係る関数発生回路は、大きく4つのブロックに分かれており、低温度センサー156、基準電圧回路161、コンパレータブロック126、加算器131から成る。ここでは、複数のコンパレータ111,112,113の基準電圧(基準電圧回路161の出力電圧)が一定であり、温度によって変動するダイオード155の電圧の0次成分に差が生じる回路となっているため、コンパレータ111,112,113の動作範囲を有効にとれる。そのため低電源電圧でも動作温度範囲を十分に取ることが可能となる。
【選択図】図1
Provided is a function generation circuit which can be operated at a low voltage and can achieve power saving.
A function generation circuit according to the present invention is roughly divided into four blocks, and includes a low temperature sensor 156, a reference voltage circuit 161, a comparator block 126, and an adder 131. Here, the reference voltage (output voltage of the reference voltage circuit 161) of the plurality of comparators 111, 112, and 113 is constant, and the circuit has a difference in the zero-order component of the voltage of the diode 155 that varies with temperature. Thus, the operation range of the comparators 111, 112, and 113 can be made effective. Therefore, a sufficient operating temperature range can be obtained even with a low power supply voltage.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、周囲温度に応じた電圧を出力する温度センサーを備え、水晶発振周波数の温度補償に適した関数発生回路に関し、特に、この関数発生回路を用いた温度補償型水晶発振器が低電圧で動作することを可能にする関数発生回路に関するものである。   The present invention relates to a function generation circuit that includes a temperature sensor that outputs a voltage corresponding to an ambient temperature and is suitable for temperature compensation of a crystal oscillation frequency. In particular, a temperature-compensated crystal oscillator that uses this function generation circuit has a low voltage. The present invention relates to a function generation circuit that enables operation.

近年、電子機器では機器の小型化・軽量化が求められ、更に高信頼性、高精度であることを望まれている。このような背景の中、数々の電子機器でクロック信号の生成等に水晶振動子が多く用いられている。   In recent years, electronic devices are required to be smaller and lighter, and more reliable and accurate. In such a background, many electronic devices use a crystal resonator for generating a clock signal.

水晶振動子を用いた水晶発振回路の発振周波数は、特に周囲温度の変化に対して発振周波数が高安定であることを要求されている。このような水晶振動子の中で最も多く利用されているものに、厚み滑り振動子がある。   The oscillation frequency of a crystal oscillation circuit using a crystal resonator is required to be highly stable especially with respect to changes in ambient temperature. Among such quartz crystal resonators, the thickness sliding resonator is the most widely used.

厚み滑り振動子を用いた水晶発振回路の発振周波数は、温度補償がなければ、周囲温度Taの変化に従って大きな変化を示すことが知られている。例えば、基準周波数Fr(基準温度Tr)に対する発振周波数Fa(周囲温度Ta)の比率は、−30℃から+80℃までの周囲温度Taの範囲で数十ppmの変動を示す。また、基準周波数Frにもばらつきがある。   It is known that the oscillation frequency of a crystal oscillation circuit using a thickness-sliding oscillator shows a large change according to the change of the ambient temperature Ta without temperature compensation. For example, the ratio of the oscillation frequency Fa (ambient temperature Ta) to the reference frequency Fr (reference temperature Tr) shows a fluctuation of several tens of ppm in the range of the ambient temperature Ta from −30 ° C. to + 80 ° C. Further, the reference frequency Fr also varies.

このような発振周波数の変動やばらつきは、高精度の電子機器では重大な問題となる。したがって、発振周波数のより安定な水晶発振回路が望まれている。例えば、周波数比率Fa/Frの変動が2.5ppm以内であり、かつ基準周波数Frのばらつきが0.3ppm以内であることが要求される。   Such fluctuations and variations in the oscillation frequency become a serious problem in high-precision electronic equipment. Therefore, a crystal oscillation circuit with a more stable oscillation frequency is desired. For example, the variation in the frequency ratio Fa / Fr is required to be within 2.5 ppm, and the variation in the reference frequency Fr is required to be within 0.3 ppm.

そこで、高精度の電子機器では水晶発振周波数の温度補償が行われるのが通例である。例えば、水晶振動子に可変容量ダイオード(バリキャップ・ダイオード)を直列接続し、周囲温度Taに応じた補償電圧を可変容量ダイオードに与える。   Therefore, temperature compensation of the crystal oscillation frequency is usually performed in high-precision electronic equipment. For example, a variable capacitance diode (varicap diode) is connected in series to a crystal resonator, and a compensation voltage corresponding to the ambient temperature Ta is applied to the variable capacitance diode.

図8は、従来の関数発生回路の構成の一例を示している。図8の構成は、温度センサー212と、コンパレータ213、214、215と、基準電圧回路211とを備えており、温度センサー212は電源に接続された電流源141を有し、電流源141の他端はダイオード群142のアノードと各コンパレータ213、214、215のプラス入力端子に接続され、更にそのダイオード群142のカソードはGNDに接続され、これによりコンパレータ213、214、215の入力部には温度に依存した電圧が印加される。   FIG. 8 shows an example of the configuration of a conventional function generation circuit. 8 includes a temperature sensor 212, comparators 213, 214, and 215, and a reference voltage circuit 211. The temperature sensor 212 includes a current source 141 connected to a power source. The end is connected to the anode of the diode group 142 and the positive input terminal of each comparator 213, 214, 215, and the cathode of the diode group 142 is connected to GND, so that the temperature at the input of the comparators 213, 214, 215 A voltage depending on is applied.

基準電圧回路211は4本の可変抵抗R1〜R4がシリーズに接続されており、それぞれの中点VA、VB、VCはそれぞれコンパレータ213、214、215のマイナス入力端子に接続される。それぞれのコンパレータ213、214、215から両入力部の電圧の差分に比例した電流が出力されることとなり、温度に依存した電流IA、IB、ICが出力される。   In the reference voltage circuit 211, four variable resistors R1 to R4 are connected in series, and the midpoints VA, VB, and VC are connected to the negative input terminals of the comparators 213, 214, and 215, respectively. Each comparator 213, 214, 215 outputs a current proportional to the voltage difference between the two input sections, and outputs currents IA, IB, IC depending on temperature.

電流源240はNPNトランジスタ220のコレクタ・ベースとNPNトランジスタ224、221、222のベースに接続され、NPNトランジスタ224、221、222のそれぞれのエミッタはGNDに接続される。   The current source 240 is connected to the collector base of the NPN transistor 220 and the bases of the NPN transistors 224, 221, 222, and the emitters of the NPN transistors 224, 221, 222 are connected to GND.

また、NPNトランジスタ224、221、222のそれぞれのコレクタはPNPトランジスタ212のコレクタ・ベースとPNPトランジスタ217、219のコレクタに接続される。更にそれぞれの電流出力部であるPNPトランジスタ219、223、217のコレクタは共通に、加算器231に接続されている複数の帰還抵抗R5,R6の中点に接続する。   The collectors of the NPN transistors 224, 221, and 222 are connected to the collector and base of the PNP transistor 212 and the collectors of the PNP transistors 217 and 219, respectively. Further, the collectors of the PNP transistors 219, 223, and 217, which are current output units, are commonly connected to the midpoints of the plurality of feedback resistors R5 and R6 connected to the adder 231.

加算器231は一つのオペアンプ216とそのマイナス入力端子と出力端子間には複数のフィードバック抵抗R5,R6が接続され、プラス入力端子は基準電圧が接続される。電流IA、IB、ICは温度に依存した電流であり、前述の帰還抵抗R5,R6により電圧変換されて温度に依存した電圧が加算器231から出力される。   The adder 231 has one operational amplifier 216, a plurality of feedback resistors R5 and R6 connected between its negative input terminal and output terminal, and a positive input terminal connected to a reference voltage. The currents IA, IB, and IC are temperature-dependent currents. The voltage is converted by the feedback resistors R5 and R6 described above, and a temperature-dependent voltage is output from the adder 231.

このように、従来の関数発生回路では温度変動を検知して電流、又は電圧に変換する回路が必要であり、温度センサー212およびコンパレータ(一次関数発生回路)213、214、215を有し、温度センサー212の端子電圧Vdが温度に依存して線形に変動し、コンパレータ(一次関数発生回路)213、214、215の出力電流IA、IB、ICという温度に依存した線形な電流が出力される。   As described above, the conventional function generation circuit needs a circuit that detects temperature variation and converts it into current or voltage, and has a temperature sensor 212 and comparators (primary function generation circuits) 213, 214, and 215. The terminal voltage Vd of the sensor 212 varies linearly depending on the temperature, and output currents IA, IB, and IC of the comparators (linear function generation circuits) 213, 214, and 215 are output depending on the temperature.

図9は、従来の関数発生回路におけるダイオードの温度特性を示す。コンパレータ213、214、215の入力ダイナミックレンジをVINL〜VINHとすると、基準電圧VA,VB,VCに対応する温度はTrl2,Tr,Trh2となる。 FIG. 9 shows the temperature characteristics of the diode in the conventional function generation circuit. When the input dynamic ranges of the comparators 213, 214, and 215 are V INL to V INH , the temperatures corresponding to the reference voltages VA, VB, and VC are Trl2, Tr, and Trh2.

図10は、従来の関数発生回路におけるコンパレータの出力電流の温度特性を示す。コンパレータ213の出力電流IAは、動作電圧範囲VHA〜VLAで負の温度特性を有し、コンパレータ214の出力電流IBは、動作電圧範囲VHB〜VLBで正の温度特性を有し、コンパレータ217の出力電流ICは、動作電圧範囲VHC〜VLCで負の温度特性を有する。   FIG. 10 shows the temperature characteristic of the output current of the comparator in the conventional function generation circuit. The output current IA of the comparator 213 has a negative temperature characteristic in the operating voltage range VHA to VLA, and the output current IB of the comparator 214 has a positive temperature characteristic in the operating voltage range VHB to VLB. The current IC has a negative temperature characteristic in the operating voltage range VHC to VLC.

図11は、従来の関数発生回路の温度特性を示す。Trは基準温度であり、TL2は低温の動作限界を示し、TH2は高温の動作限界を示す。従来の関数発生回路ではそれぞれのコンパレータ213,214,215の基準電位VA、VB、VCが異なっており、動作温度範囲はΔT2(=TH2−TL2)となり、使用可能な電圧の範囲はΔV2(=ΔV1−ΔV3−ΔV4)
となる。
FIG. 11 shows the temperature characteristics of a conventional function generation circuit. Tr is the reference temperature, TL2 indicates the low temperature operating limit, and TH2 indicates the high temperature operating limit. In the conventional function generating circuit, the reference potentials VA, VB and VC of the comparators 213, 214 and 215 are different, the operating temperature range is ΔT2 (= TH2−TL2), and the usable voltage range is ΔV2 (= ΔV1−ΔV3−ΔV4)
It becomes.

図12は、従来の関数発生回路における基準電圧の調整回路601を示す。従来の調整回路601は、抵抗R1,R2の抵抗比の変更によるものが使われる。すなわち、コンパレータ611のプラス入力端子に温度センサー621から検出電圧Vdが供給され、コンパレータ611のマイナス入力端子に調整回路601の抵抗R1,R2の中点からの基準電圧VAが供給される(例えば特許文献1参照)。
特許第3160299号明細書
FIG. 12 shows a reference voltage adjusting circuit 601 in a conventional function generating circuit. A conventional adjustment circuit 601 is used by changing the resistance ratio of the resistors R1 and R2. That is, the detection voltage Vd is supplied from the temperature sensor 621 to the positive input terminal of the comparator 611, and the reference voltage VA from the middle point of the resistors R1 and R2 of the adjustment circuit 601 is supplied to the negative input terminal of the comparator 611 (for example, patent) Reference 1).
Patent No. 3160299 specification

このように、水晶発振器の温度を補償する為には水晶発振周波数の温度補償に適した関数発生回路が使用される。この関数発生回路は温度の変動に応じて制御電圧を発生する。この関数発生回路は低電圧で動作することが求められており、電源電圧が1.8V以下で動作保証することが要求されている。   Thus, in order to compensate the temperature of the crystal oscillator, a function generation circuit suitable for temperature compensation of the crystal oscillation frequency is used. This function generation circuit generates a control voltage in response to temperature fluctuations. This function generation circuit is required to operate at a low voltage, and it is required to guarantee the operation when the power supply voltage is 1.8 V or less.

しかし従来の回路ではこれに対応ができていない。これに対応するためには温度補償回路を構成している関数発生回路の動作範囲を広げることが不可欠である。   However, the conventional circuit cannot cope with this. In order to cope with this, it is indispensable to widen the operating range of the function generation circuit constituting the temperature compensation circuit.

また、図8に示すとおり、温度センサー212は温度補償範囲の異なる複数のコンパレータ回路213,214,215に使用されるため、複数の基準電位が必要となり、全ての温度補償回路に最適な動作範囲は設定できないため、各温度補償回路の電源電圧を下げることができない。   Further, as shown in FIG. 8, since the temperature sensor 212 is used for a plurality of comparator circuits 213, 214, and 215 having different temperature compensation ranges, a plurality of reference potentials are required, and an optimum operating range for all temperature compensation circuits. Cannot be set, the power supply voltage of each temperature compensation circuit cannot be lowered.

本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、低電圧での動作が可能となり、省電力化を達成することができる関数発生回路を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and an object of the present invention is to provide a function generation circuit that can operate at a low voltage and can achieve power saving.

本発明に係る関数発生回路は、周囲温度に依存した動作電圧範囲の関数を発生する関数発生回路であって、前記周囲温度と基準温度との差に比例し、オフセットされた複数の検出電圧を生成する温度センサー回路と、基準電圧を生成する基準電圧回路と、所定の入力ダイナミックレンジを有し、前記複数の検出電圧と前記基準電圧を比較し、各々の動作温度範囲に対応する複数の検出電流を生成する複数のコンパレータ回路と、前記複数のコンパレータ回路から供給される前記複数の検出電流を加算し、前記動作電圧範囲の関数を生成する加算器と、を備える。   A function generation circuit according to the present invention is a function generation circuit that generates a function of an operating voltage range depending on an ambient temperature, and is configured to generate a plurality of offset detection voltages in proportion to a difference between the ambient temperature and a reference temperature. A temperature sensor circuit to generate, a reference voltage circuit to generate a reference voltage, a plurality of detections having a predetermined input dynamic range, comparing the plurality of detection voltages with the reference voltage, and corresponding to each operating temperature range A plurality of comparator circuits for generating a current; and an adder for adding the plurality of detection currents supplied from the plurality of comparator circuits to generate a function of the operating voltage range.

上記構成によれば、温度センサー回路は、周囲温度と基準温度との差に比例し、オフセットされた複数の検出電圧を生成するので、コンパレータ回路の基準電圧を共通にしてコンパレータ回路の動作範囲を有効に利用することができ、低電源電圧でも動作温度範囲を十分に取ることが可能となる。従って、温度補償型水晶発振器を低電圧で動作させることが可能となり、携帯電話機を代表とする携帯機器の省電力化を達成することができる。   According to the above configuration, the temperature sensor circuit generates a plurality of offset detection voltages that are proportional to the difference between the ambient temperature and the reference temperature. It can be used effectively, and a sufficient operating temperature range can be obtained even with a low power supply voltage. Accordingly, the temperature compensated crystal oscillator can be operated at a low voltage, and power saving of a portable device typified by a cellular phone can be achieved.

また、本発明に係る関数発生回路は、前記温度センサー回路が、順方向電圧を生成するダイオードと、前記ダイオードに並列に接続され、前記複数の検出電圧を出力する直列接続された複数の抵抗と、を備える。   In the function generation circuit according to the present invention, the temperature sensor circuit includes a diode that generates a forward voltage, and a plurality of series-connected resistors that are connected in parallel to the diode and output the plurality of detection voltages. .

上記構成によれば、直列接続された複数の抵抗から、周囲温度と基準温度との差に比例し、オフセットされた複数の検出電圧をコンパレータ回路に供給するので、コンパレータ回路の動作範囲を有効に利用することができ、電源電圧を下げても従来の温度範囲を確保することが可能となる。   According to the above configuration, a plurality of offset detection voltages that are proportional to the difference between the ambient temperature and the reference temperature are supplied to the comparator circuit from a plurality of resistors connected in series. The conventional temperature range can be secured even if the power supply voltage is lowered.

また、本発明に係る関数発生回路は、前記複数の抵抗が、前記検出電圧を調整する可変抵抗を含むものである。   In the function generation circuit according to the present invention, the plurality of resistors include a variable resistor that adjusts the detection voltage.

上記構成によれば、可変抵抗により検出電圧を調整し、所望の温度関数を生成することができる。   According to the above configuration, the detection voltage can be adjusted by the variable resistor, and a desired temperature function can be generated.

また、本発明に係る関数発生回路は、前記温度センサー回路が、各々のアノードから前記複数の検出電圧を出力する複数のダイオード群を備え、前記複数のダイオード群の各々は、他のダイオード群と接合面積が異なるものである。   Further, in the function generation circuit according to the present invention, the temperature sensor circuit includes a plurality of diode groups that output the plurality of detection voltages from each anode, and each of the plurality of diode groups includes another diode group. The bonding area is different.

上記構成によれば、複数のダイオード群の各々は、他のダイオード群と接合面積が異なるので、複数のダイオード群の各々に対して電圧降下の温度特性の0次成分にオフセットを持たせることができ、コンパレータ回路の入力ダイナミックレンジを有効に利用することができる。   According to the above configuration, each of the plurality of diode groups has a junction area different from that of the other diode groups, so that the zero-order component of the temperature characteristic of the voltage drop can be offset with respect to each of the plurality of diode groups. The input dynamic range of the comparator circuit can be used effectively.

また、本発明に係る関数発生回路は、前記複数のダイオード群の各々が、他のダイオード群とエミッタサイズが異なるトランジスタで構成されるものである。   In the function generating circuit according to the present invention, each of the plurality of diode groups is configured by a transistor having an emitter size different from that of the other diode groups.

上記構成によれば、複数のダイオード群の各々は、エミッタサイズが異なるトランジスタで構成されるので、各トランジスタのエミッタの電圧降下における温度特性の0次成分にオフセットを持たせることができ、コンパレータ回路の入力ダイナミックレンジを有効に利用することができる。   According to the above configuration, each of the plurality of diode groups is composed of transistors having different emitter sizes. Therefore, the zero-order component of the temperature characteristic in the voltage drop of the emitter of each transistor can be offset, and the comparator circuit The input dynamic range can be used effectively.

また、本発明に係る関数発生回路は、前記複数のダイオード群の各々が、直列接続された2個のダイオードで構成されるものである。   In the function generating circuit according to the present invention, each of the plurality of diode groups is constituted by two diodes connected in series.

上記構成によれば、複数のダイオード群の各々は、直列接続された2個のダイオードで構成されるので、低電圧でオフセットされた複数の検出電圧を生成することができる。   According to the above configuration, each of the plurality of diode groups includes two diodes connected in series, so that a plurality of detection voltages offset by a low voltage can be generated.

また、本発明に係る関数発生回路は、前記複数のダイオード群の各々が、前記コンパレータ回路の入力ダイナミックレンジに対してオフセットされた異なる動作温度範囲を有するものである。   In the function generating circuit according to the present invention, each of the plurality of diode groups has a different operating temperature range offset with respect to the input dynamic range of the comparator circuit.

上記構成によれば、オフセットされた異なる動作温度範囲に対して、コンパレータ回路の基準電圧を共通にすることができ、コンパレータ回路の動作範囲を有効に利用することができる。   According to the above configuration, the reference voltage of the comparator circuit can be made common to different operating temperature ranges that are offset, and the operating range of the comparator circuit can be used effectively.

また、本発明に係る関数発生回路は、前記コンパレータの入力ダイナミックレンジの中点を基準電圧とする場合に、前記複数のダイオード群が、低温で前記基準電圧を発生する第1のダイオード群と、常温で前記基準電圧を発生する第2のダイオード群と、高温で前記基準電圧を発生する第3のダイオード群と、を含むものである。   In addition, the function generation circuit according to the present invention includes a first diode group that generates the reference voltage at a low temperature when the midpoint of the input dynamic range of the comparator is a reference voltage. It includes a second diode group that generates the reference voltage at room temperature and a third diode group that generates the reference voltage at high temperature.

上記構成によれば、低温、常温および高温の温度範囲に対して、コンパレータの入力ダイナミックレンジの中点を共通の基準電圧とすることができ、コンパレータ回路の動作範囲を有効に利用することができる。   According to the above configuration, the midpoint of the input dynamic range of the comparator can be used as a common reference voltage for the low temperature, normal temperature, and high temperature ranges, and the operation range of the comparator circuit can be used effectively. .

また、本発明に係る関数発生回路は、前記複数のコンパレータ回路が、前記第1のダイオード群から第1の検出電圧が供給され、第1の動作温度範囲で負特性を有する第1の検出電流を出力する第1のコンパレータ回路と、前記第2のダイオード群から第2の検出電圧が供給され、第2の動作温度範囲で正特性を有する第2の検出電流を出力する第2のコンパレータ回路と、前記第3のダイオード群から第3の検出電圧が供給され、第3の動作温度範囲で負特性を有する第3の検出電流を出力する第3のコンパレータ回路と、を備える。   In the function generating circuit according to the present invention, the plurality of comparator circuits are supplied with a first detection voltage from the first diode group and have a first detection current having a negative characteristic in a first operating temperature range. And a second comparator circuit that outputs a second detection current having a positive characteristic in the second operating temperature range, supplied with a second detection voltage from the second diode group. And a third comparator circuit which is supplied with a third detection voltage from the third diode group and outputs a third detection current having a negative characteristic in the third operating temperature range.

上記構成によれば、共通の基準電圧を有する複数のコンパレータ回路により、低温範囲で負特性を有し、常温範囲で正特性を有し、高温範囲で負特性を有する検出電流を生成することができる。   According to the above configuration, a plurality of comparator circuits having a common reference voltage can generate a detection current having a negative characteristic in the low temperature range, a positive characteristic in the normal temperature range, and a negative characteristic in the high temperature range. it can.

また、本発明に係る関数発生回路は、前記加算器が、前記第1から第3のコンパレータ回路から出力される前記第1から第3の検出電流を加算し、前記第1の動作温度範囲で負特性を有し、前記第2の動作温度範囲で正特性を有し、前記第3の動作温度範囲で負特性を有する関数電圧を出力するものである。   Further, in the function generation circuit according to the present invention, the adder adds the first to third detection currents output from the first to third comparator circuits, and the first operation temperature range. A function voltage having a negative characteristic, having a positive characteristic in the second operating temperature range, and having a negative characteristic in the third operating temperature range is output.

上記構成によれば、共通の基準電圧を有する複数のコンパレータ回路により、低温範囲で負特性を有し、常温範囲で正特性を有し、高温範囲で負特性を有する関数電圧を生成することができる。   According to the above configuration, a plurality of comparator circuits having a common reference voltage can generate a function voltage having a negative characteristic in the low temperature range, a positive characteristic in the normal temperature range, and a negative characteristic in the high temperature range. it can.

また、本発明に係る関数発生回路は、前記温度センサー回路が、前記複数のダイオード群の各々またはいずれかに並列に接続され、前記接合面積を調整する第1の調整回路を備える。   In the function generation circuit according to the present invention, the temperature sensor circuit includes a first adjustment circuit that is connected in parallel to each or any of the plurality of diode groups and adjusts the junction area.

上記構成によれば、ダイオードの接合面積を調整する第1の調整回路を備えることにより、ダイオードの温度特性を調整することができる。   According to the above configuration, the temperature characteristic of the diode can be adjusted by providing the first adjustment circuit that adjusts the junction area of the diode.

また、本発明に係る関数発生回路は、前記第1の調整回路は、前記ダイオード群と等価な調整用ダイオード群とスイッチが直列接続された構成を有する。   In the function generation circuit according to the present invention, the first adjustment circuit has a configuration in which an adjustment diode group equivalent to the diode group and a switch are connected in series.

上記構成によれば、ダイオード群と等価な調整用ダイオード群とスイッチが直列接続されているので、ダイオードの温度特性を簡単に調整することができる。   According to the above configuration, since the adjustment diode group equivalent to the diode group and the switch are connected in series, the temperature characteristics of the diode can be easily adjusted.

また、本発明に係る関数発生回路は、前記基準電圧回路が、前記基準電圧を調整する第2の調整回路を備える。   In the function generation circuit according to the present invention, the reference voltage circuit includes a second adjustment circuit that adjusts the reference voltage.

上記構成によれば、基準電圧を調整する第2の調整回路を備えるので、基準電圧回路の基準電圧を精度よく調整することができる。   According to the above configuration, since the second adjustment circuit for adjusting the reference voltage is provided, the reference voltage of the reference voltage circuit can be adjusted with high accuracy.

また、本発明に係る関数発生回路は、前記第2の調整回路が、電源電位および/または接地電位に接続される可変抵抗を含むものである。   In the function generation circuit according to the present invention, the second adjustment circuit includes a variable resistor connected to a power supply potential and / or a ground potential.

上記構成によれば、電源電位および/または接地電位に接続される可変抵抗を含むので、基準電圧回路の基準電圧を簡単に調整することができる。   According to the above configuration, since the variable resistor connected to the power supply potential and / or the ground potential is included, the reference voltage of the reference voltage circuit can be easily adjusted.

また、本発明に係る関数発生回路は、前記温度センサー回路が、前記複数の検出電圧を出力する複数の温度検出回路を備え、前記複数の温度検出回路の各々は、順方向電圧を生成するダイオードと、前記ダイオードに並列に接続され、前記検出電圧を出力する直列接続された複数の抵抗と、を備える。   In the function generation circuit according to the present invention, the temperature sensor circuit includes a plurality of temperature detection circuits that output the plurality of detection voltages, and each of the plurality of temperature detection circuits includes a diode that generates a forward voltage. And a plurality of resistors connected in series to the diode and outputting the detection voltage.

上記構成によれば、直列接続された複数の抵抗から、周囲温度と基準温度との差に比例し、オフセットされた複数の検出電圧をコンパレータ回路に供給するので、コンパレータ回路の動作範囲を有効に利用することができ、電源電圧を下げても従来の温度範囲を確保することが可能となる。   According to the above configuration, a plurality of offset detection voltages that are proportional to the difference between the ambient temperature and the reference temperature are supplied to the comparator circuit from a plurality of resistors connected in series. The conventional temperature range can be secured even if the power supply voltage is lowered.

また、本発明に係る関数発生回路は、前記複数の抵抗が、前記検出電圧を調整する可変抵抗を含むものである。   In the function generation circuit according to the present invention, the plurality of resistors include a variable resistor that adjusts the detection voltage.

上記構成によれば、可変抵抗により検出電圧を調整し、所望の温度関数を生成することができる。   According to the above configuration, the detection voltage can be adjusted by the variable resistor, and a desired temperature function can be generated.

本発明に係る関数発生回路によれば、温度センサー回路が、周囲温度と基準温度との差に比例し、オフセットされた複数の検出電圧を生成するので、コンパレータ回路の基準電圧を共通にしてコンパレータ回路の動作範囲を有効に利用することができ、低電源電圧でも動作温度範囲を十分に取ることが可能となる。   According to the function generating circuit of the present invention, the temperature sensor circuit generates a plurality of offset detection voltages that are proportional to the difference between the ambient temperature and the reference temperature. The operating range of the circuit can be used effectively, and a sufficient operating temperature range can be obtained even with a low power supply voltage.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の実施形態に係る関数発生回路の一例を示している。この関数発生回路は、周囲温度に依存した動作電圧範囲の関数を発生させるものであり、温度センサー156、基準電圧回路161、コンパレータ126、加算器131、という4つのブロックから成る。
(First embodiment)
FIG. 1 shows an example of a function generation circuit according to an embodiment of the present invention. This function generation circuit generates a function of an operating voltage range depending on the ambient temperature, and is composed of four blocks: a temperature sensor 156, a reference voltage circuit 161, a comparator 126, and an adder 131.

温度センサー156は、周囲温度と基準温度との差に比例し、オフセットされた複数の検出電圧を生成するものである。温度センサー156は、電流源141をPNPトランジスタ142のコレクタ・ベースに接続し、そのエミッタは抵抗150を介して電圧源に接続してカレントミラー回路の親となり、そのコレクタ・ベースはPNPトランジスタ143〜146のベースに接続される。PNPトランジスタ143〜146のそれぞれのエミッタは、抵抗151〜154を介して電源に接続する。PNPトランジスタ143のコレクタは、ダイオード155のアノードと抵抗R1に接続し、ダイオード155のカソードは、GNDに接続する。抵抗R1の他端は、抵抗R2とPNPトランジスタ149のベースに接続する。抵抗R2の他端は、抵抗R3とPNPトランジスタ148のベースに接続する。抵抗R3の他端は、抵抗R4とPNPトランジスタ147のベースに接続する。抵抗R4の他端は、GNDに接続する。また、PNPトランジスタ147、148、149のエミッタは、それぞれPNPトランジスタ144、145、146のコレクタに接続し、PNPトランジスタ147、148、149のコレクタはGNDに接続される。   The temperature sensor 156 generates a plurality of detection voltages offset in proportion to the difference between the ambient temperature and the reference temperature. The temperature sensor 156 connects the current source 141 to the collector and base of the PNP transistor 142, and the emitter thereof is connected to the voltage source through the resistor 150 to become the parent of the current mirror circuit, and the collector and base are connected to the PNP transistors 143 to 143. 146 is connected to the base. The emitters of the PNP transistors 143 to 146 are connected to a power source via resistors 151 to 154, respectively. The collector of the PNP transistor 143 is connected to the anode of the diode 155 and the resistor R1, and the cathode of the diode 155 is connected to GND. The other end of the resistor R1 is connected to the resistor R2 and the base of the PNP transistor 149. The other end of the resistor R2 is connected to the resistor R3 and the base of the PNP transistor 148. The other end of the resistor R3 is connected to the resistor R4 and the base of the PNP transistor 147. The other end of the resistor R4 is connected to GND. The emitters of the PNP transistors 147, 148, and 149 are connected to the collectors of the PNP transistors 144, 145, and 146, respectively, and the collectors of the PNP transistors 147, 148, and 149 are connected to the GND.

基準電圧回路161は、基準電圧を生成するものであり、電源とGNDの間に2本の抵抗をシリーズに接続し、その中点の電圧を基準電圧として出力する。   The reference voltage circuit 161 generates a reference voltage, connects two resistors in series between the power supply and GND, and outputs the voltage at the midpoint as the reference voltage.

コンパレータブロック126は、3つのコンパレータ111、112、113を備えて成る。各コンパレータ111〜113は、所定の入力ダイナミックレンジを有し、温度センサー156で生成された複数の検出電圧と基準電圧回路161で生成された基準電圧とを比較し、各々の動作温度範囲に対応する検出電流を生成するものである。各コンパレータ111〜113のマイナス入力端子は、それぞれ基準電圧回路161の中点に接続される。各コンパレータ111〜113のプラス入力端子は、それぞれPNPトランジスタ147、148、149のエミッタに接続され、周囲温度に依存した電圧が印加される。これにより、それぞれのコンパレータ111、112、113から、両入力部の電圧の差分に比例した電流が出力されることとなり、周囲温度に依存した電流IA、IB、ICがそれぞれ出力される。   The comparator block 126 includes three comparators 111, 112, and 113. Each of the comparators 111 to 113 has a predetermined input dynamic range, compares a plurality of detection voltages generated by the temperature sensor 156 with the reference voltage generated by the reference voltage circuit 161, and corresponds to each operating temperature range. The detection current to be generated is generated. The negative input terminals of the comparators 111 to 113 are connected to the midpoint of the reference voltage circuit 161, respectively. The positive input terminals of the comparators 111 to 113 are connected to the emitters of the PNP transistors 147, 148, and 149, respectively, and a voltage depending on the ambient temperature is applied. As a result, currents proportional to the voltage difference between the two input units are output from the respective comparators 111, 112, and 113, and currents IA, IB, and IC depending on the ambient temperature are output.

コンパレータブロック126に含まれる定電流源140は、NPNトランジスタ120のコレクタ・ベースとNPNトランジスタ124、121、122のベースに接続され、NPNトランジスタ124、121、122のそれぞれのエミッタは、GNDに接続される。NPNトランジスタ124のコレクタは、PNPトランジスタ125のコレクタ・ベースに接続され、NPNトランジスタ121,122のコレクタは、PNPトランジスタ117,119のコレクタに接続される。更にそれぞれの電流出力部であるPNPトランジスタ119,123,117のコレクタは、共通に、加算器131に接続されている複数の帰還抵抗R5,R6の中点に接続する。   The constant current source 140 included in the comparator block 126 is connected to the collector / base of the NPN transistor 120 and the bases of the NPN transistors 124, 121, 122, and the emitters of the NPN transistors 124, 121, 122 are connected to GND. The The collector of the NPN transistor 124 is connected to the collector and base of the PNP transistor 125, and the collectors of the NPN transistors 121 and 122 are connected to the collectors of the PNP transistors 117 and 119. Further, the collectors of the PNP transistors 119, 123, and 117, which are current output units, are connected in common to the middle points of the plurality of feedback resistors R5 and R6 connected to the adder 131.

加算器131は、各コンパレータ111〜113から供給される電流IA、IB、ICを加算し、周囲温度に依存した動作電圧範囲の関数を生成するものである。加算器131は、一つのオペアンプ117と、そのマイナス入力端子と出力端子間に接続された複数のフィードバック抵抗R5,R6とを含むものであり、オペアンプ117のプラス入力端子は基準電圧に接続される。加算器131は、各コンパレータ111〜113から出力される電流IA、IB、ICを、前述の帰還抵抗R5,R6により電圧変換し、周囲温度に依存した電圧を出力する。   The adder 131 adds the currents IA, IB, and IC supplied from the comparators 111 to 113, and generates a function of the operating voltage range depending on the ambient temperature. The adder 131 includes one operational amplifier 117 and a plurality of feedback resistors R5 and R6 connected between its negative input terminal and output terminal. The positive input terminal of the operational amplifier 117 is connected to the reference voltage. . The adder 131 converts the currents IA, IB, and IC output from the comparators 111 to 113 by the feedback resistors R5 and R6, and outputs a voltage depending on the ambient temperature.

このように、本実施形態の関数発生回路の温度センサー156は、順方向電圧を生成するダイオード155と、ダイオード155に並列に接続され、複数の検出電圧を出力する直列接続された複数の抵抗R1,R2、R3,R4とを備えるので、直列接続された複数の抵抗R1,R2、R3,R4から、周囲温度と基準温度との差に比例し、オフセットされた複数の検出電圧をコンパレータ111,112,113に供給することができ、コンパレータ111,112,113の動作範囲を有効に利用し、電源電圧を下げても従来の温度範囲を確保することが可能となる。   As described above, the temperature sensor 156 of the function generation circuit according to the present embodiment includes the diode 155 that generates the forward voltage, and the plurality of series-connected resistors R1 that are connected in parallel to the diode 155 and output a plurality of detection voltages. , R2, R3, and R4, a plurality of resistors R1, R2, R3, and R4 connected in series are proportional to the difference between the ambient temperature and the reference temperature, and a plurality of offset detection voltages are compared with the comparators 111, 112, 113 can be supplied, the operating range of the comparators 111, 112, 113 can be used effectively, and the conventional temperature range can be secured even if the power supply voltage is lowered.

(第2の実施形態)
図2は、本発明に係る関数発生回路の一例である。本関数発生回路は、複数の温度センサー325、326、327とコンパレータ322、323、324と基準電圧回路321とカンレントミラー回路の電流源341とから構成されている。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is an example of a function generation circuit according to the present invention. The function generation circuit includes a plurality of temperature sensors 325, 326, 327, comparators 322, 323, 324, a reference voltage circuit 321 and a current source 341 of a current mirror circuit.

定電流源341は、PNPトランジスタ342のコレクタ・ベースとトランジスタ343,344,345のベースに接続され、トランジスタ343,344,345のそれぞれのエミッタは、抵抗352,353,354を介して電圧源に接続される。   The constant current source 341 is connected to the collector base of the PNP transistor 342 and the bases of the transistors 343, 344, and 345, and the emitters of the transistors 343, 344, and 345 are connected to voltage sources via resistors 352, 353, and 354, respectively. Connected.

さらにPNPトランジスタ343、344、345のコレクタは、それぞれダイオード群330、331、332のアノードに接続されるとともに、コンパレータ322、323、324のプラス入力部に接続され、温度に依存した電圧が印加される。更にそれぞれのダイオード群330、331、332のカソードは、GNDに接続される。コンパレータ322、323、324のマイナス入力部は、基準電圧回路321に接続される。これにより、それぞれのコンパレータ322、323、324から両入力部の電圧の差分に比例した電流が出力されることとなり、温度に依存した電流IA、IB、ICが出力される。   Further, the collectors of the PNP transistors 343, 344, and 345 are connected to the anodes of the diode groups 330, 331, and 332, respectively, and are connected to the positive input portions of the comparators 322, 323, and 324, and a temperature-dependent voltage is applied. The Further, the cathodes of the respective diode groups 330, 331, and 332 are connected to GND. Negative input portions of the comparators 322, 323, and 324 are connected to the reference voltage circuit 321. As a result, currents proportional to the voltage difference between the two input units are output from the respective comparators 322, 323, and 324, and currents IA, IB, and IC that depend on temperature are output.

それぞれの温度センサー325、326、327のダイオード群330、331、332は、それぞれN段(図では2段)であり、ダイオード群331の接合面積を基準とすると、ダイオード群330の接合面積は、ダイオード群331の接合面積のm倍であり、ダイオード群332の接合面積は、ダイオード群331の1/m倍である。これらのダイオード群330、331、332は、トランジスタで構成することもでき、その場合は、ダイオード群331のエミッタサイズを基準として、ダイオード群330およびダイオード群332のエミッタサイズをそれぞれm倍および1/m倍とする。   The diode groups 330, 331, and 332 of the temperature sensors 325, 326, and 327 are N stages (two stages in the figure), respectively. When the junction area of the diode group 331 is used as a reference, the junction area of the diode group 330 is The junction area of the diode group 331 is m times, and the junction area of the diode group 332 is 1 / m times that of the diode group 331. These diode groups 330, 331, and 332 can also be configured by transistors. In this case, the emitter sizes of the diode group 330 and the diode group 332 are respectively set to m times and 1 /, based on the emitter size of the diode group 331. m times.

エミッタサイズを2倍にすると電圧降下は約18mV低下し、エミッタサイズを1/2倍にすると電圧降下は約18mV上昇するため、温度センサー(TSA)325は低温用の検出電圧を発生し、温度センサー(TSB)326は常温用の検出電圧を発生し、温度センサー(TSC)327は高温用の検出電圧を発生する。 When the emitter size is doubled, the voltage drop is reduced by about 18 mV, and when the emitter size is doubled, the voltage drop is increased by about 18 mV. Therefore, the temperature sensor (TS A ) 325 generates a detection voltage for low temperature, The temperature sensor (TS B ) 326 generates a detection voltage for normal temperature, and the temperature sensor (TS C ) 327 generates a detection voltage for high temperature.

このように、それぞれの温度センサー325、326、327のダイオード群330、331、332の接合面積(エミッタサイズ)が異なるため、それぞれのダイオード群330、331、332のアノード部の電圧の温度特性は図3のようになり、基準となる温度に差が生じる。   As described above, since the junction areas (emitter sizes) of the diode groups 330, 331, and 332 of the temperature sensors 325, 326, and 327 are different, the temperature characteristics of the voltage at the anode portion of each of the diode groups 330, 331, and 332 are as follows. As shown in FIG. 3, a difference occurs in the reference temperature.

図3は、ダイオード群の温度特性と入力ダイナミックレンジ、基準電圧との関係を示す図であり、横軸は温度であり縦軸は電圧である。すなわち、コンパレータ322、323、324の入力ダイナミックレンジをVINL〜VINHとし、その中点をV基準(最適ポイント)とすると、V基準に対応する温度がTrl1(低温用),Tr(常温用),Trh1(高温用)となる。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the temperature characteristics of the diode group, the input dynamic range, and the reference voltage, where the horizontal axis is temperature and the vertical axis is voltage. That is, if the input dynamic range of the comparators 322, 323, and 324 is V INL to V INH and the middle point is the V reference (optimum point), the temperatures corresponding to the V reference are Trl1 (for low temperature) and Tr (for room temperature). ), Trh1 (for high temperature).

このため、それぞれのコンパレータ322、323、324の出力電流は図4に示されるような温度特性を持ち、コンパレータ322、323、324の出力が接続される加算器131の出力電圧の動作温度特性は図5に示される。ここで、Trは基準温度であり、TL1は低温の動作限界を示し、TH1は高温の動作限界を示す。   For this reason, the output current of each comparator 322, 323, 324 has a temperature characteristic as shown in FIG. 4, and the operating temperature characteristic of the output voltage of the adder 131 to which the outputs of the comparators 322, 323, 324 are connected is As shown in FIG. Here, Tr is a reference temperature, TL1 indicates a low temperature operating limit, and TH1 indicates a high temperature operating limit.

従来の関数発生回路(図8参照)ではそれぞれのコンパレータ213,214,215の基準電位VA、VB、VC(図9参照)は異なっており、同じ電源電圧のもとではその差分だけ動作範囲が不利になる。そのため、それぞれの動作温度範囲は必ずΔT1(=TH1−TL
1)>ΔT2(=TH2−TL2:図11参照)となる。更に使用可能な電圧の範囲も必ずΔ
V1>ΔV2(=ΔV1−ΔV3−ΔV4)となる。よって、本実施形態にかかる関数発生回路で
は、電源電圧を下げても従来の温度範囲を確保することが可能となる。
In the conventional function generation circuit (see FIG. 8), the reference potentials VA, VB, and VC (see FIG. 9) of the comparators 213, 214, and 215 are different, and the operation range is the same difference under the same power supply voltage. It will be disadvantageous. Therefore, each operating temperature range is always ΔT1 (= TH1−TL
1)> ΔT2 (= TH2-TL2: see FIG. 11). In addition, the usable voltage range must be Δ
V1> ΔV2 (= ΔV1−ΔV3−ΔV4). Therefore, the function generation circuit according to the present embodiment can ensure the conventional temperature range even when the power supply voltage is lowered.

このように本実施形態の関数発生回路によれば、温度センサー325、326、327は、各々のアノードから複数の検出電圧を出力する複数のダイオード群330、331、332を備え、複数のダイオード群330、331、332の各々は、他のダイオード群と接合面積が異なるので、複数のダイオード群330、331、332の各々に対して電圧降下の温度特性の0次成分にオフセットを持たせることができ、コンパレータ322、323、324の入力ダイナミックレンジを有効に利用することができる。   As described above, according to the function generation circuit of this embodiment, the temperature sensors 325, 326, and 327 include the plurality of diode groups 330, 331, and 332 that output a plurality of detection voltages from the respective anodes, and the plurality of diode groups. Since each of 330, 331, and 332 has a different junction area from the other diode groups, it is possible to give an offset to the zero-order component of the temperature characteristic of the voltage drop with respect to each of the plurality of diode groups 330, 331, and 332 The input dynamic range of the comparators 322, 323, and 324 can be used effectively.

図6はそれぞれの温度センサー649の調整方法の一例を示す。温度センサー649では、基準温度における電圧Vdの調整が必要になる。その際、本回路形式に示すように複数のダイオードをスイッチで選択することにより、適切な電圧Vdとなるように調整する。   FIG. 6 shows an example of a method for adjusting each temperature sensor 649. In the temperature sensor 649, it is necessary to adjust the voltage Vd at the reference temperature. At this time, as shown in this circuit format, a plurality of diodes are selected by a switch so as to adjust to an appropriate voltage Vd.

すなわち、ダイオードとスイッチを直列接続した調整回路を2N個並列接続し、スイッチを順次オンすることにより、ダイオードのエミッタサイズを1倍、2倍、2(N−1)倍、2N倍として適切な電圧Vdとなるように調整することができる。なお、基準電圧648の可変抵抗により基準電圧VAを調整すれば、温度特性をさらに精度よく調整することができる。   That is, 2N adjustment circuits in which diodes and switches are connected in series are connected in parallel, and the switches are turned on in order, so that the diode emitter size is 1 ×, 2 ×, 2 (N−1) ×, and 2N times. The voltage Vd can be adjusted. If the reference voltage VA is adjusted by a variable resistor of the reference voltage 648, the temperature characteristic can be adjusted with higher accuracy.

従来の関数発生回路では、図12に示したように、基準電圧の調整に抵抗R1,R2の抵抗比を変更するものだけが使われていたが、複数のコンパレータを使用する場合に一つの調整回路601ではすべてのコンパレータの調整を精度よく実施することは困難であったが、本実施形態に係る調整回路を使用することで精度よく調整することが可能である。よって、従来の関数発生回路と同じ温度範囲を確保しようとした場合は、電源電圧を従来の関数発生回路より下げることが可能となり、本発明の目的である低電圧化の実現が可能となる。   In the conventional function generation circuit, as shown in FIG. 12, only the one that changes the resistance ratio of the resistors R1 and R2 is used to adjust the reference voltage. However, one adjustment is necessary when using a plurality of comparators. Although it has been difficult to accurately adjust all the comparators in the circuit 601, it is possible to adjust accurately by using the adjusting circuit according to this embodiment. Therefore, when the same temperature range as that of the conventional function generation circuit is to be ensured, the power supply voltage can be lowered from that of the conventional function generation circuit, and the low voltage, which is the object of the present invention, can be realized.

(第3の実施形態)
図7は本発明に係る関数発生回路の構成の一例であり、温度検出回路431、432、433の形態を図2に示した第2の実施形態から一部変更したものである。温度検出回路431、432、433のそれぞれのダイオード411,412,413のサイズは変更することなく、R1とR2、R3とR4およびR5とR6の抵抗比によってそれぞれの電圧Vda、Vdb、Vdcに差が生じている。それにより、動作範囲は図5に示すものと同様になる。
(Third embodiment)
FIG. 7 shows an example of the configuration of the function generation circuit according to the present invention, in which the form of the temperature detection circuits 431, 432, and 433 is partially changed from the second embodiment shown in FIG. Without changing the size of each of the diodes 411, 412 and 413 of the temperature detection circuits 431, 432 and 433, the voltage Vda, Vdb and Vdc differ depending on the resistance ratio of R1 and R2, R3 and R4, and R5 and R6. Has occurred. Thereby, the operation range becomes the same as that shown in FIG.

本実施形態の関数発生回路によれば、温度検出回路431、432、433の各々は、順方向電圧を生成するダイオード411,412,413と、ダイオード411,412,413に並列に接続され、検出電圧を出力する直列接続された複数の抵抗R1,R2、R3,R4、R5,R6とを備えるので、直列接続された複数の抵抗R1,R2、R3,R4、R5,R6から、周囲温度と基準温度との差に比例し、オフセットされた複数の検出電圧をコンパレータ441,442,443に供給することができ、コンパレータ441,442,443の動作範囲を有効に利用し、電源電圧を下げても従来の温度範囲を確保することが可能となる。   According to the function generation circuit of this embodiment, each of the temperature detection circuits 431, 432, and 433 is connected in parallel to the diodes 411, 412, and 413 that generate the forward voltage, and the diodes 411, 412, and 413, and detects them. Since a plurality of resistors R1, R2, R3, R4, R5, and R6 connected in series for outputting a voltage are provided, the ambient temperature and the plurality of resistors R1, R2, R3, R4, R5, and R6 connected in series are A plurality of offset detection voltages that are proportional to the difference from the reference temperature can be supplied to the comparators 441, 442, and 443, and the operation range of the comparators 441, 442, and 443 can be effectively used to reduce the power supply voltage. In addition, the conventional temperature range can be secured.

以上説明してきたとおり、本発明に係る関数発生回路は、低電圧動作を可能とするため、省電力化が実現できるので、携帯電話機を代表とする携帯機器等に有用である。   As described above, the function generation circuit according to the present invention enables low-voltage operation, and thus can save power, and thus is useful for portable devices such as mobile phones.

本発明の第1の実施形態に係る関数発生回路の一例を示す図The figure which shows an example of the function generator circuit which concerns on the 1st Embodiment of this invention 本発明の第2の実施形態に係る関数発生回路の一例を示す図The figure which shows an example of the function generator circuit which concerns on the 2nd Embodiment of this invention 本発明の第2の実施形態に係る温度センサー回路の動作範囲の一例を示す図The figure which shows an example of the operating range of the temperature sensor circuit which concerns on the 2nd Embodiment of this invention 本発明の第2の実施形態に係る温度センサー回路を利用したコンパレータ出力電流の温度特性の一例を示す図The figure which shows an example of the temperature characteristic of the comparator output current using the temperature sensor circuit which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る関数発生回路の温度特性の一例を示す図The figure which shows an example of the temperature characteristic of the function generator circuit which concerns on the 2nd Embodiment of this invention 本発明の第2の実施形態に係る温度センサーの調整回路の一例を示す図The figure which shows an example of the adjustment circuit of the temperature sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention 本発明の第3の実施形態に係る関数発生回路の一例を示す図The figure which shows an example of the function generator circuit which concerns on the 3rd Embodiment of this invention 従来の関数発生回路の一例を示す図The figure which shows an example of the conventional function generation circuit 従来の温度センサー回路の動作範囲の一例を示す図The figure which shows an example of the operation range of the conventional temperature sensor circuit 従来の温度センサー回路を利用したコンパレータ出力電流の温度特性の一例を示す図The figure which shows an example of the temperature characteristic of the comparator output current using the conventional temperature sensor circuit 従来の関数発生回路の温度特性の一例を示す図The figure which shows an example of the temperature characteristic of the conventional function generation circuit 従来の温度センサーの調整回路の一例を示す図The figure which shows an example of the adjustment circuit of the conventional temperature sensor

符号の説明Explanation of symbols

111,112,113,322,323,324,441,442,443,647 コンパレータ
117 オペアンプ
126 コンパレータブロック
131 加算器
140,141,341 電流源
142,143,144,145,146 PNPトランジスタ
150,151,152,153,154 抵抗
156,325,326,327,649 温度センサー
161,321,444,648 基準電圧回路
330,331,332 ダイオード群
411,412,413 ダイオード
431,432,433 温度検出回路
111, 112, 113, 322, 323, 324, 441, 442, 443, 647 Comparator 117 Operational amplifier 126 Comparator block 131 Adder 140, 141, 341 Current source 142, 143, 144, 145, 146 PNP transistor 150, 151 152,153,154 Resistance 156,325,326,327,649 Temperature sensor 161,321,444,648 Reference voltage circuit 330,331,332 Diode group 411,412,413 Diode 431,432,433 Temperature detection circuit

Claims (16)

周囲温度に依存した動作電圧範囲の関数を発生する関数発生回路であって、
前記周囲温度と基準温度との差に比例し、オフセットされた複数の検出電圧を生成する温度センサー回路と、
基準電圧を生成する基準電圧回路と、
所定の入力ダイナミックレンジを有し、前記複数の検出電圧と前記基準電圧を比較し、各々の動作温度範囲に対応する複数の検出電流を生成する複数のコンパレータ回路と、
前記複数のコンパレータ回路から供給される前記複数の検出電流を加算し、前記動作電圧範囲の関数を生成する加算器と、
を備える関数発生回路。
A function generation circuit for generating a function of an operating voltage range depending on an ambient temperature,
A temperature sensor circuit that generates a plurality of offset detection voltages proportional to a difference between the ambient temperature and a reference temperature;
A reference voltage circuit for generating a reference voltage;
A plurality of comparator circuits having a predetermined input dynamic range, comparing the plurality of detection voltages with the reference voltage, and generating a plurality of detection currents corresponding to each operating temperature range;
An adder for adding the plurality of detection currents supplied from the plurality of comparator circuits to generate a function of the operating voltage range;
A function generation circuit comprising:
請求項1記載の関数発生回路であって、
前記温度センサー回路は、順方向電圧を生成するダイオードと、
前記ダイオードに並列に接続され、前記複数の検出電圧を出力する直列接続された複数の抵抗と、
を備える関数発生回路。
The function generation circuit according to claim 1,
The temperature sensor circuit includes a diode that generates a forward voltage;
A plurality of resistors connected in parallel to the diode and outputting the plurality of detection voltages;
A function generation circuit comprising:
請求項2記載の関数発生回路であって、
前記複数の抵抗は、前記検出電圧を調整する可変抵抗を含むものである関数発生回路。
A function generation circuit according to claim 2,
The function generating circuit, wherein the plurality of resistors include a variable resistor for adjusting the detection voltage.
請求項1記載の関数発生回路であって、
前記温度センサー回路は、各々のアノードから前記複数の検出電圧を出力する複数のダイオード群を備え、
前記複数のダイオード群の各々は、他のダイオード群と接合面積が異なるものである関数発生回路。
The function generation circuit according to claim 1,
The temperature sensor circuit includes a plurality of diode groups that output the plurality of detection voltages from each anode,
Each of the plurality of diode groups has a junction area different from that of the other diode groups.
請求項4記載の関数発生回路であって、
前記複数のダイオード群の各々は、他のダイオード群とエミッタサイズが異なるトランジスタで構成されるものである関数発生回路。
A function generation circuit according to claim 4,
Each of the plurality of diode groups is a function generating circuit configured by transistors having emitter sizes different from those of other diode groups.
請求項4記載の関数発生回路であって、
前記複数のダイオード群の各々は、直列接続された2個のダイオードで構成されるものである関数発生回路。
A function generation circuit according to claim 4,
Each of the plurality of diode groups is a function generating circuit configured by two diodes connected in series.
請求項4記載の関数発生回路であって、
前記複数のダイオード群の各々は、前記コンパレータ回路の入力ダイナミックレンジに対してオフセットされた異なる動作温度範囲を有するものである関数発生回路。
A function generation circuit according to claim 4,
Each of the plurality of diode groups has a different operating temperature range that is offset with respect to the input dynamic range of the comparator circuit.
請求項4記載の関数発生回路であって、
前記コンパレータの入力ダイナミックレンジの中点を基準電圧とする場合に、
前記複数のダイオード群は、
低温で前記基準電圧を発生する第1のダイオード群と、
常温で前記基準電圧を発生する第2のダイオード群と、
高温で前記基準電圧を発生する第3のダイオード群と、
を含むものである関数発生回路。
A function generation circuit according to claim 4,
When the midpoint of the input dynamic range of the comparator is used as a reference voltage,
The plurality of diode groups are:
A first diode group for generating the reference voltage at a low temperature;
A second diode group for generating the reference voltage at room temperature;
A third diode group for generating the reference voltage at a high temperature;
A function generation circuit that includes:
請求項8記載の関数発生回路であって、
前記複数のコンパレータ回路は、
前記第1のダイオード群から第1の検出電圧が供給され、第1の動作温度範囲で負特性を有する第1の検出電流を出力する第1のコンパレータ回路と、
前記第2のダイオード群から第2の検出電圧が供給され、第2の動作温度範囲で正特性を有する第2の検出電流を出力する第2のコンパレータ回路と、
前記第3のダイオード群から第3の検出電圧が供給され、第3の動作温度範囲で負特性を有する第3の検出電流を出力する第3のコンパレータ回路と、
を備える関数発生回路。
A function generation circuit according to claim 8,
The plurality of comparator circuits include:
A first comparator circuit which is supplied with a first detection voltage from the first diode group and outputs a first detection current having a negative characteristic in a first operating temperature range;
A second comparator circuit which is supplied with a second detection voltage from the second diode group and outputs a second detection current having a positive characteristic in a second operating temperature range;
A third comparator circuit which is supplied with a third detection voltage from the third diode group and outputs a third detection current having a negative characteristic in a third operating temperature range;
A function generation circuit comprising:
請求項9記載の関数発生回路であって、
前記加算器は、前記第1から第3のコンパレータ回路から出力される前記第1から第3の検出電流を加算し、前記第1の動作温度範囲で負特性を有し、前記第2の動作温度範囲で正特性を有し、前記第3の動作温度範囲で負特性を有する関数電圧を出力するものである関数発生回路。
A function generating circuit according to claim 9, wherein
The adder adds the first to third detection currents output from the first to third comparator circuits, has a negative characteristic in the first operating temperature range, and performs the second operation. A function generating circuit which outputs a function voltage having a positive characteristic in a temperature range and having a negative characteristic in the third operating temperature range.
請求項4記載の関数発生回路であって、
前記温度センサー回路は、前記複数のダイオード群の各々またはいずれかに並列に接続され、前記接合面積を調整する第1の調整回路を備える関数発生回路。
A function generation circuit according to claim 4,
The temperature sensor circuit is a function generation circuit including a first adjustment circuit that is connected in parallel to each or any of the plurality of diode groups and adjusts the junction area.
請求項11記載の関数発生回路であって、
前記第1の調整回路は、前記ダイオード群と等価な調整用ダイオード群とスイッチが直列接続された構成を有する関数発生回路。
A function generation circuit according to claim 11, wherein
The first adjustment circuit is a function generation circuit having a configuration in which an adjustment diode group equivalent to the diode group and a switch are connected in series.
請求項4記載の関数発生回路であって、
前記基準電圧回路は、前記基準電圧を調整する第2の調整回路を備える関数発生回路。
A function generation circuit according to claim 4,
The reference voltage circuit includes a second adjustment circuit that adjusts the reference voltage.
請求項13記載の関数発生回路であって、
前記第2の調整回路は、電源電位および/または接地電位に接続される可変抵抗を含むものである関数発生回路。
A function generation circuit according to claim 13,
The function adjustment circuit, wherein the second adjustment circuit includes a variable resistor connected to a power supply potential and / or a ground potential.
請求項1記載の関数発生回路であって、
前記温度センサー回路は、前記複数の検出電圧を出力する複数の温度検出回路を備え、
前記複数の温度検出回路の各々は、
順方向電圧を生成するダイオードと、
前記ダイオードに並列に接続され、前記検出電圧を出力する直列接続された複数の抵抗と、
を備える関数発生回路。
The function generation circuit according to claim 1,
The temperature sensor circuit includes a plurality of temperature detection circuits that output the plurality of detection voltages,
Each of the plurality of temperature detection circuits includes:
A diode that generates a forward voltage; and
A plurality of resistors connected in parallel to the diode and outputting the detection voltage; and
A function generation circuit comprising:
請求項15記載の関数発生回路であって、
前記複数の抵抗は、前記検出電圧を調整する可変抵抗を含むものである関数発生回路。
The function generation circuit according to claim 15, wherein
The function generating circuit, wherein the plurality of resistors include a variable resistor for adjusting the detection voltage.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011234086A (en) * 2010-04-27 2011-11-17 Seiko Epson Corp Off-set circuit for piezoelectric oscillator, piezoelectric oscillator, and temperature compensation method for piezoelectric oscillator
WO2014059181A3 (en) * 2012-10-12 2014-10-09 Accusilicon USA Inc. Oscillator compensation circuits

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