(57)【要約】  本発明は、ベース‐エミッタ接合領域を備えた少なくとも１つのトランジスタおよび当該のトランジスタに結合された抵抗回路網が設けられており、温度ドリフトに曝される前記ベース‐エミッタ接合領域での電圧降下と前記抵抗回路網の抵抗値とに基づいて出力電流の電流強度が定められる、入力電圧から出力電流を形成する装置に関する。本発明によれば、前記抵抗回路網はその抵抗値が温度にともなって変化する少なくとも１つの抵抗素子を含んでおり、前記出力電流の前記電流強度は前記ベース‐エミッタ接合領域での前記電圧降下の温度ドリフトから独立に一定に保持される。
2009540409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース‐エミッタ接合領域を備えた少なくとも１つのトランジスタおよび該トランジスタに結合された抵抗回路網が設けられており、温度ドリフトに曝される前記ベース‐エミッタ接合領域での電圧降下と前記抵抗回路網の抵抗値とに基づいて出力電流の電流強度が定められる、
入力電圧から出力電流を形成する装置において、
前記抵抗回路網はその抵抗値が温度にともなって変化する少なくとも１つの抵抗素子を含んでおり、前記出力電流の前記電流強度は前記ベース‐エミッタ接合領域での前記電圧降下の温度ドリフトから独立に一定に保持される
ことを特徴とする入力電圧から出力電流を形成する装置。
【請求項２】
前記抵抗回路網はその抵抗値が温度にともなって変化する少なくとも１つの第１の抵抗素子および少なくとも１つの第２の抵抗素子を含む、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの第１の抵抗素子および前記少なくとも１つの第２の抵抗素子はそれぞれ固定値抵抗に対応する、請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの第１の抵抗素子は直列に接続された固定値抵抗に対応する、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの第２の抵抗素子は並列に接続された固定値抵抗に対応する、請求項３または４記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの第１の抵抗素子および前記少なくとも１つの第２の抵抗素子はそれぞれ負の温度係数を有する抵抗素子である、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
前記抵抗回路網は前記少なくとも１つのトランジスタのベース電圧を設定する分圧器を含み、前記少なくとも１つの抵抗素子の抵抗変化により前記少なくとも１つのトランジスタのベース電圧が変更されて前記ベース‐エミッタ接合領域での前記電圧降下の温度ドリフトが補償される、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つのトランジスタのエミッタは固定値抵抗を介して入力電圧へ接続されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
前記抵抗回路網は前記少なくとも１つのトランジスタの前記ベース‐エミッタ接合領域のあいだに接続されており、前記抵抗回路網は前記ベース‐エミッタ接合領域での前記電圧降下と前記抵抗回路網の抵抗値との比によって定められる電流により調整され、前記少なくとも１つの抵抗素子の抵抗の変化により前記比が保持され、前記ベース‐エミッタ接合領域での前記電圧降下の温度ドリフトが補償される、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
さらに第２のトランジスタが設けられており、該第２のトランジスタに前記抵抗回路網を調整する電流が供給される、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記第２のトランジスタは、そのエミッタおよびコレクタを介して、前記抵抗回路網を調整する電流を受け取り、出力電流を出力する、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか１項記載の入力電圧から出力電流を形成する装置を１Ｖ〜１０Ｖインタフェース用の温度補償電流発生器として用いることを特徴とする入力電圧から出力電流を形成する装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通常１Ｖ〜１０Ｖインタフェースと称されるインタフェースでの温度補償技術に関する。
【０００２】
関連技術の説明
こんにち１Ｖ〜１０Ｖインタフェースは種々の産業分野において電子デバイスを制御するデファクトスタンダードとなっている。光デバイスの分野では、１Ｖ〜１０Ｖインタフェースは例えば単純なポテンショメータまたは外部の電子制御回路を介した光源強度の調光に用いられる。一般に、光デバイスはインタフェースの電圧によって制御される。
【０００３】
外部の抵抗、例えばポテンショメータの抵抗の値に比例する電圧を得る最良の手段は、インタフェース内に電流発生器を設けることである。このようにすれば、インタフェースでの電圧がオームの法則によって抵抗値に応じて定められる。単純で安価な電流発生器はトランジスタから成り、電流値は基準となるトランジスタの接合領域電圧によって定められる。ただし当該の基準電圧は温度によって大きく変動する。たいていの場合、負の影響を有する当該の温度依存性を補償しなければならない。
【０００４】
本発明の概要
本発明の課題は、前述した問題を解決する効果的な手段を提供することである。
【０００５】
この課題は、本発明により、請求項１の特徴を有する装置により解決される。本発明の有利な実施形態は従属請求項に記載されている。また本発明の特徴は明細書、特許請求の範囲および図面の全てから得られ、単独でも任意に組み合わせても本発明の対象となりうる。
【０００６】
図面の簡単な説明
以下に本発明を実施例に則して詳細に説明する。図１には本発明の装置の第１の実施例のブロック図が示されている。図２には本発明の装置の第２の実施例のブロック図が示されている。
【０００７】
本発明の実施例の詳細な説明
図１，図２には本発明の電流発生器の第１の実施例および第２の実施例が示されている。
【０００８】
本発明の装置では、入力電圧としての第１の実施例のＤＣ電圧Ｖ１またはＤＣ電圧Ｖ２から温度に対して安定な出力電流を形成し、出力端子１０で利用できるようにすることを重要な目的としている。ここで、本発明の装置は外部の可変抵抗に接続されて用いられる温度安定型の電流発生器であり、ここで設定された可変の抵抗値に比例する電圧が得られる。外部の可変抵抗は例えば図示されていないポテンショメータである。当該の電圧の調整により、１Ｖ〜１０Ｖインタフェースにおいても１Ｖ〜１０Ｖの範囲を超える電圧を形成することができる。
【０００９】
２つの実施例の双方において、本発明の装置はバイポーラｐｎｐの第１のトランジスタＱ１；Ｑ２を有しており、これらのトランジスタのコレクタを介して接続された出力端子１０の一方の端子へ出力電流が送出される。出力端子１０の他方の端子はグラウンドＧへ接続されている。
【００１０】
図１では、トランジスタＱ１のベースが抵抗回路網を介して入力電圧Ｖ１へ接続されており、当該の抵抗回路網の全抵抗は単一の抵抗値Ｒｅｑ１として示されている。
【００１１】
当該の抵抗回路網は、実際には、第１の抵抗Ｒ１、第１のＮＴＣ抵抗（負の温度係数を有する抵抗）ＮＴＣ１、ならびに、第２の抵抗Ｒ２および第２のＮＴＣ抵抗ＮＴＣ２の並列部を直列に接続した回路から成る。
【００１２】
また、第１のトランジスタＱ１のベースは抵抗Ｒ４を介してグラウンドＧへ接続されている。
【００１３】
図２の装置はバイポーラｐｎｐの第２のトランジスタＱ３を有しており、第１のトランジスタＱ２のエミッタおよび第２のトランジスタＱ３のベースは抵抗回路網を介して入力電圧Ｖ２へ接続されており、当該の抵抗回路網の全抵抗は単一の抵抗値Ｒｅｑ２として示されている。
【００１４】
当該の抵抗回路網は、実際には、第１の抵抗Ｒ５、第１のＮＴＣ抵抗ＮＴＣ３、ならびに、第２の抵抗Ｒ６および第２のＮＴＣ抵抗ＮＴＣ４の並列部を直列に接続した回路から成る。
【００１５】
図示されているように、第１のトランジスタＱ２のエミッタは第２のトランジスタＱ３のベースに接続されており、第２のトランジスタＱ３のコレクタは第１のトランジスタＱ２のベースに接続されている。第２のトランジスタＱ３のエミッタは入力電圧Ｖ２に接続されており、第１のトランジスタＱ２のベースおよびこれに接続された第２のトランジスタＱ３のコレクタは抵抗Ｒ７を介してグラウンドＧに接続されている。
【００１６】
わかりやすくするために、２つの実施例では第１のトランジスタＱ１；Ｑ２のベース電流および第２のトランジスタＱ３のベース電流を無視できるものとしている。
【００１７】
図１の装置に戻って、第１のトランジスタＱ１のベース電流を無視できるとすると、抵抗Ｒ４を介した電圧は、抵抗Ｒ４，Ｒｅｑ１の接続部の電流に抵抗Ｒ４の抵抗値を乗算した値と等しくなる。この電流は、給電電圧Ｖ１を抵抗Ｒ４，Ｒｅｑ１の和で除算した値に等しい。言い換えると、第１のトランジスタＱ１のベース電圧は入力電圧Ｖ１を分圧器Ｒ４，Ｒｅｑ１によって分圧した値によって表すことができる。
【００１８】
抵抗Ｒ３を介した電圧は、給電電圧Ｖ１から第１のトランジスタＱ１のベース‐エミッタ接合領域の電圧および抵抗Ｒ４を介した電圧を差し引いたものに等しい。第１のトランジスタＱ１のコレクタからの出力電流は抵抗Ｒ３を介した電圧を抵抗Ｒ３の抵抗値で除算した値に等しく、つまり、第１のトランジスタＱ１のベース‐エミッタ接合領域の電圧降下および抵抗Ｒｅｑ１の抵抗値の関数によって表される。
【００１９】
温度が上昇すると、第１のトランジスタＱ１のベース‐エミッタ接合領域での電圧は低下し、インタフェース電流は増大する。同時に、温度上昇により２つのＮＴＣ抵抗（ＮＴＣ１，ＮＴＣ２）の抵抗値が低下し、その結果、抵抗回路網Ｒｅｑ１の抵抗が低下して、抵抗Ｒ４を介した電圧、すなわち第１のトランジスタＱ１のベース電圧が増大する。これにより第１のトランジスタＱ１のエミッタ電圧は一定に保持される。よって抵抗Ｒ３を介した電圧、ひいては、第１のトランジスタＱ１のコレクタからの出力電流が一定に保持される。
【００２０】
この効果は唯一のＮＴＣ、特にＮＴＣ１を用いるのみで達成可能である。ただし、２つの固定値抵抗Ｒ１，Ｒ２と対応する２つのＮＴＣ抵抗ＮＴＣ１，ＮＴＣ２とを用いて、抵抗回路網Ｒｅｑ１を形成する全ての素子の抵抗値およびＮＴＣ温度係数を適切に選択することにより、温度ドリフトの補償効果をいっそう向上させることができる。なお固定値抵抗Ｒ２はＮＴＣ抵抗ＮＴＣ２に接続されている。
【００２１】
図２の実施例では、第１のトランジスタＱ２および第２のトランジスタＱ３のベース電流を無視できるものとして、第１のトランジスタＱ２のコレクタからの出力電流は同じ第１のトランジスタＱ２がエミッタを介して抵抗回路網Ｒｅｑ２から受け取る電流に等しい。当該の電流は第２のトランジスタＱ３のベース‐エミッタ接合領域の電圧を抵抗回路網Ｒｅｑ２の抵抗値で除算した値にほぼ等しい。つまり、第１のトランジスタＱ２のコレクタからの出力電流は、第２のトランジスタＱ３のベース‐エミッタ接合領域での電圧降下と抵抗回路網Ｒｅｑ２の抵抗値との関数である。抵抗Ｒ７を介した電流はバイポーラの第１のトランジスタＱ２および第２のトランジスタＱ３を分極化するのに必要な電流である。
【００２２】
温度が上昇すると、第２のトランジスタＱ３のベース‐エミッタ接合領域での電圧降下、ひいては、抵抗回路網Ｒｅｑ２の抵抗値が低下し、これにより出力電流は一定に保持される。
【００２３】
この効果は唯一のＮＴＣ、例えばＮＴＣ３を用いるのみで達成可能である。ただし、２つの固定値抵抗Ｒ５，Ｒ６と対応する２つのＮＴＣ抵抗ＮＴＣ３，ＮＴＣ４とを用いて、抵抗回路網Ｒｅｑ１を形成する全ての素子の抵抗値およびＮＴＣ温度係数を適切に選択することにより、温度ドリフトの補償効果をいっそう向上させることができる。なお固定値抵抗Ｒ６はＮＴＣ抵抗ＮＴＣ４に接続されている。
【００２４】
図１の実施例に対する図２の実施例の主な利点は、出力電流が供給電圧Ｖ２によって変化しないということである。
【００２５】
本発明を幾つかの実施例に則して説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。したがって、本発明の範囲から離れることなく、明細書、特許請求の範囲および図面に規定された本発明の種々の特徴を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の装置の第１の実施例のブロック図である。
【図２】本発明の装置の第２の実施例のブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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