專利名稱：非線性溫度發(fā)生器電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種普通的曲率校正電路。特別地，本發(fā)明涉及到一種非線性溫度發(fā)生器電路，它產生一個相對于溫度非線性的輸出電流。
背景技術：
許多類型的集成電路提供的輸出與溫度有特定的關系或獨立于溫度。通常情況下，希望這種集成電路的輸出容易被控制，提供相對于溫度非線性的電流或電壓也是經常需要的。這種非線性電流可以用于曲率矯正以提高參考電壓相對于溫度變化的線性程度，或增加設備輸出的電流或電壓至一個特定的值。傳統(tǒng)技術通過相對復雜的電路，如斷點的方法，實現(xiàn)曲率校正。這種傳統(tǒng)技術帶來的問題是，從操作和經濟的觀點看復雜的電路是不可取的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的第一個目的是提供一種改進的非線性溫度發(fā)生器電路。本發(fā)明的第二個目的是提供一種非線性溫度校正電路，這部分是很容易實現(xiàn)的。本發(fā)明的第三個目的是提供一種非線性溫度校正電路，它的總輸出電流中非線性電流的比例相對較高。本發(fā)明的技術解決方案簡言之，根據本發(fā)明得到的非線性溫度校正電路，其中一對半導體元件可以具體為一對晶體管，每個晶體管包括一個集電極、一個基極和一個發(fā)射極。上述一對晶體管共同連接到一個具有負溫度系數的偏置電流，一個具有負溫度系數的電壓加載到晶體管對的基極之間，從而通過其中一個晶體管輸出一個相對于溫度非線性的電流，并且這個輸出電流有一個拐點。另外，一對半導體元件也可以具體為一個晶體管和一個二極管，而不是一對晶體管。根據下面詳細的描述并結合附圖，本發(fā)明的其他目的、特點和優(yōu)勢將更明顯地體現(xiàn)。對比文獻，發(fā)明專利:隨溫度變化的電流產生的方法和裝置，申請?zhí)?97194466.0對比文獻，發(fā)明專利:一種帶隙電壓參考電路以及用于產生溫度曲率校準電壓參考的方法，申請?zhí)?200480002422.7對比文獻，發(fā)明專利:一種低成本曲率校正帶隙基準電流電壓源電路，申請?zhí)?201010194451.

圖1是根據本發(fā)明得到的一種非線性溫度發(fā)生器電路的示意圖。
圖2描繪了圖1中的電路相對于溫度的非線性曲線。圖3-5是根據本發(fā)明得到的其他供選擇的電路。
具體實施例方式圖1是根據本發(fā)明得到的一種電路示意圖。在圖1中，非線性溫度發(fā)生器電路10是一個溫度敏感電路，其中包括一對雙極晶體管12、14，每個晶體管包括一個基極、集電極和發(fā)射極。晶體管12包括集電極24、基極25和發(fā)射極26。同樣，晶體管14包括集電極36、基極37和發(fā)射極38。一個合適的偏置電流源18和電壓V+為晶體管12的基極25提供了一個適當的電壓，同時通過電阻28為晶體管14的基極37提供一個適當的電壓。電阻32，34提供了一個合適的分壓器網絡。圖1中描繪的電路極其簡單，并且比其他類型的曲率校正電路有明顯的優(yōu)勢，這也可以從圖2中看出。在圖1中，晶體管12，14通過發(fā)射極26、38形成的公共節(jié)點30相連接。二極管20,22產生一個合適的負溫度系數。基極25和37之間的偏置電壓盡管在15至30毫伏之間都是合適的，但在25°C時最好為20毫伏，此時它為一個拐點。如圖2所示，基極25和37間的電壓設置了溫度拐點。例如，通過合適的負溫度系數電壓設置所需溫度，圖2所示的拐點可以發(fā)生在任何所需的溫度下，如Tl，T2，…，TN。如圖2所 示，本發(fā)明提供一種溫度敏感電路，其中輸出電流相對于溫度非線性，并且有一個由施加在晶體管基極間的電壓決定的拐點。如圖2所示，拐點可以設置在任何所需的溫度下。圖1中電路10從集電極36輸出的電流在_55°C到150°C間有一個拐點。這意味著可以得到一個如圖2所示有平坦拐點的彎曲輸出。這使得本發(fā)明在特定溫度下有最小影響。而對于其他類型的傳統(tǒng)曲率電路來說，輸出的線性溫度系數必須由額外的電路抵消。本發(fā)明提供了一種產生相對于溫度非線性的曲率電流的方法，并且比傳統(tǒng)技術簡單得多。同時總輸出電流中的非線性電流所占的百分比較高。圖1中電路10產生一個相對于溫度彎曲的輸出，如圖2所示，其中拋物線40表示相對于溫度非線性變化的電流。圖2中的輸出電流在_50°C至+200°C的范圍內有一個確定的拐點。圖1中，晶體管12和14工作在不同情況下。它們的發(fā)射極電流有一個負溫度系數。上述晶體管對通過兩個二極管為它們的基極提供偏置電壓以產生發(fā)射極電流。基極25和37間施加的電壓為負溫度系數。設置上述基極間電壓為大約20毫伏時，從一個晶體管將得到如圖2中拋物線40所示的非線性輸出電流。圖3描繪了另一種非線性溫度發(fā)生器電路50。圖3中，晶體管52包括集電極62、基極61和發(fā)射極60。電阻68提供了一個類似于圖1中電阻34的分壓器。二極管64、66的功能與圖1中二極管20、22的作用相同。與圖1不同的是，圖3中的第二個晶體管54包括發(fā)射極56、基極57和集電極58，其中集電極58與晶體管52的基極61相連。
電阻63為基極57和61之間提供了一個適當的電壓差，這個電壓最好也為20毫伏。圖3有效地提供了一個二極管，以取代圖1中差分晶體管對中的一個晶體管。同樣，圖3中為晶體管和二極管提供的公共偏置電流具有負的溫度系數，施加在晶體管基極間的電壓也具有負溫度系數。圖4和5描繪的非線性電流產生電路與圖1和3中的電路有類似的功能。盡管本發(fā)明已通過具體的例子體現(xiàn)，但是上述例子只是為了說明本發(fā)明而不應限制本發(fā)明。應當指出，本發(fā)明與傳統(tǒng)差分放大器的不同之處在于，本發(fā)明提供了一個溫度敏感電路，它有一個相對于溫度非線性的輸出電流，并且輸出電流的拐點可以被設置到任何所需的溫度。本發(fā)明可以通過不同的方式實現(xiàn)，如使用一對晶體管(不管是NPN還是PNP型晶體管)或晶體管/ 二極管對，只要沒有脫離本發(fā)明的實質并且符合權利要求中的定義，在上述例子上做適當修改仍屬本發(fā)明的范疇。
權利要求
1.一種非線性溫度發(fā)生器電路，其特征是: 至少一對半導體元件的電極共同連接到一個具有負溫度系數的偏置電流，一個具有負溫度系數的電壓加載到半導體元件之間，從而產生一個相對于溫度非線性的輸出電流或電壓，并且上述非線性輸出電流有一個拐點。
2.根據權利要求1所述的一種非線性溫度發(fā)生器電路，其特征是:上述一對半導體元件可以具體為一對晶體管。
3.根據權利要求1所述的一種非線性溫度發(fā)生器電路，其特征是:上述一對半導體元件可以具體為一個晶體管和一個二極管。
4.根據權利要求2和3所述的一種非線性溫度發(fā)生器電路，其特征是:上述的每個晶體管都包括一個集電極、一個基極和一個發(fā)射極。
5.根據權利要求1所述的一種非線性溫度發(fā)生器電路，其特征是:25攝氏度時，上述負溫度系數電壓在15至30毫伏之間。
6.根據權利要求2所述的一種非線性溫度發(fā)生器電路，其特征是:其中一個晶體管的基極與集電極相連以形成一個二極管。
7.根據權利要求1所述的一種非線性溫度發(fā)生器電路，其特征是:上述非線性輸出電流在-50攝氏度至+200攝氏度之間有一個拐點。
全文摘要
一種非線性溫度發(fā)生器電路，一對晶體管(也可以為其他半導體元件)共同連接到一個具有負溫度系數的偏置電流，一個具有負溫度系數的電壓加載到晶體管對的基極之間。其中一個晶體管輸出一個相對于溫度非線性的電流，并且這個輸出電流有一個拐點。
文檔編號G05F3/30GK103163936SQ20131004563
公開日2013年6月19日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權日2013年2月6日
發(fā)明者包興坤 申請人:蘇州硅智源微電子有限公司