(57)【要約】【課題】  温度特性を持ったセンサを制御するための温度特性補正回路において、製造後に出力電圧の補正量を適切な値に調整可能とすること。【解決手段】  調整用電圧Ｖｉを作り出している分圧抵抗の一方を可変抵抗とし、トリミングによって製造後に適切な値に調整する構成とした。また、出力電圧Ｖｏを作り出している分圧抵抗を可変抵抗とし、トリミングによって製造後にそれぞれ抵抗値を適切な値に調整する構成とした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の分圧抵抗と第２の分圧抵抗の接続点の電圧を補正量調節電圧とする第１の分圧回路と、
第３の分圧抵抗と第４の分圧抵抗の接続点の電圧を出力電圧とする第２の分圧回路と、
温度係数の異なる２つの温度特性補正抵抗と、
前記温度特性補正抵抗にそれぞれ前記補正量調節電圧に比例した電流を流す定電流回路と、
前記２つの温度特性補正抵抗に流れる電流に応じた電流を前記第２の分圧回路の２つの分圧抵抗の接続点に供給する回路を有する温度特性補正回路において、
前記分圧抵抗の少なくとも１つが可変抵抗であることを特徴とする温度特性補正回路。
【請求項２】
前記第１の分圧回路を構成する第２の分圧抵抗が可変抵抗であることを特徴とする請求項１に記載の温度特性補正回路。
【請求項３】
前記第２の分圧回路を構成する第３の分圧抵抗と第４の分圧抵抗が可変抵抗であることを特徴とする請求項１に記載の温度特性補正回路。
【請求項４】
前記可変抵抗がトリミングによって所望の抵抗値に設定することを特徴とする請求項１に記載の温度特性補正回路。
【請求項５】
請求項１から４に記載のいずれかの温度特性補正回路を備えたセンサ制御ＩＣ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサの持つ温度特性を補正するための温度特性補正回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、センサはその特性が温度依存性を持つ。したがって、センサの制御を行う制御ＩＣにはその温度特性を補正する性能が必要不可欠である。
【０００３】
従来の制御ＩＣにおける温度特性補正回路を図２に示す。電源電圧を分圧する分圧抵抗R３およびR４の分圧端子が、オペアンプＯＰ１およびＯＰ２の正入力端子に接続される。オペアンプＯＰ１は、出力端子に接続されたトランジスタＭ１と共に第１の定電流回路を構成し、温度特性補正抵抗Ｒ１に定電流を供給する。オペアンプＯＰ２は、出力端子に接続されたトランジスタＭ２と共に第２の定電流回路を構成し、温度特性補正抵抗Ｒ２に定電流を供給する。
【０００４】
第１の定電流回路の定電流は、トランジスタＭ３とＭ５からなるカレントミラー回路を介してＶＤＤから出力端子Ｖｏｕｔへ供給される。また、第２の定電流回路の定電流は、トランジスタＭ４とＭ６およびトランジスタＭ７とＭ８からなる並列に接続されたカレントミラー回路を介して出力端子ＶｏｕｔからＶＳＳへ供給される。電源ＶＤＤと出力端子Ｖｏｕｔ間には分圧抵抗Ｒ５が、出力端子ＶｏｕｔとＶＳＳ間には分圧抵抗Ｒ６が接続される。
【０００５】
次に回路の動作説明をするが、従来の温度特性補正回路は温度依存性があるので、室温２５℃を標準温度Ｔｓとした時の特性を標準特性として説明する。
【０００６】
電源電圧VDDは、分圧抵抗R３およびR４で分圧されて、調整用電圧Ｖｉとして分圧端子に出力される。
【０００７】
第１の定電流回路によって、調整用電圧Ｖｉに比例した電流Ｉａが温度係数ＴＣ１の温度特性補正抵抗Ｒ１に供給される。また、第２の定電流回路によって、調整用電圧Ｖｉに比例した電流Ｉｂが温度係数ＴＣ２の温度特性補正抵抗Ｒ２に供給される。これらの電流Ｉａ、Ｉｂは同時に、それぞれ接続されたカレントミラー回路を介して、トランジスタＭ５およびＭ７に流れる。
【０００８】
トランジスタＭ５は電源ＶＤＤ側に接続された分圧抵抗Ｒ５と並列に接続され、トランジスタＭ７はＶＳＳ側に接続された分圧抵抗Ｒ６と並列に接続される。トランジスタＭ５の電流Ｉａは分圧抵抗Ｒ５、Ｒ６の接続点Ａに流入し、トランジスタＭ７の電流Ｉｂは接続点Ａから流出することとなる。接続点Ａの電圧は出力端子Ｖｏｕｔに出力される。
【０００９】
ここで、トランジスタＭ５に流れる電流Ｉａと、トランジスタＭ７に流れる電流Ｉｂは、
Ｉａ＝Ｖｉ／Ｒ１            （１）
Ｉｂ＝Ｖｉ／Ｒ２            （２）
となる。従って分圧抵抗Ｒ５とＲ６の接続点Ａの電圧、すなわち出力端子Ｖｏｕｔの出力電圧Ｖｏは、
Ｖｏ＝(Ｒ６/(Ｒ５＋Ｒ６))ＶＤＤ＋((１/Ｒ１)−(１/Ｒ２))Ｒ６・Ｖｉ     （３）
となる。
【００１０】
式（３）の第２項の((１/Ｒ１)−(１/Ｒ２))Ｒ６・Ｖｉは、温度により変化する出力電圧Ｖｏの温度補正量ΔＶであるから、温度特性補正抵抗Ｒ１とＲ２の抵抗値及び調整用電圧Ｖｉにより温度補正量ΔＶが決定されることが理解できる。
【００１１】
従って、温度特性補正抵抗Ｒ２の温度係数ＴＣ２が温度特性補正抵抗Ｒ１の温度係数ＴＣ１より大きく、かつ標準温度Ｔｓの時に温度特性補正抵抗Ｒ１とＲ２を等しい抵抗値となるように設計する。この場合、温度特性補正回路の出力電圧Ｖｏは、図３に示す曲線３１のようになる。温度特性補正抵抗Ｒ１＝Ｒ２とすると、動作温度Ｔ＝Ｔｓのときは、温度補正量ΔＶ＝０となる。そして、温度特性補正回路の動作温度Ｔ＞Ｔｓでは、温度特性補正回路の出力補正電圧ＶｏはＴｓの時よりも大きくなり、正の補正をかけることができる。動作温度Ｔ＜Ｔｓでは、温度特性補正回路の出力補正電圧ＶｏはＴｓの時よりも小さくなり、負の補正をかけることができる。
【００１２】
また、温度係数ＴＣ１が温度係数ＴＣ２よりも大きくなるように設計した場合には、補正量は図３に示す曲線３２のようになる。
【００１３】
そして温度補正量ΔＶは調整用電圧Ｖｉに比例するから、調整用電圧Ｖｉの調整により、図３の破線で示すように、温度補正量ΔＶを任意に変えることができる。以上説明してきたように従来技術の温度特性補正回路は、任意の標準温度で温度補正量を任意に設定可能なものである。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−１７４４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、従来の温度特性補正回路を製品に応用する場合、温度特性補正回路内で任意に設定可能な調整用電圧Ｖｉが、製品が造られた時点での分圧抵抗比によって決定してしまい、測定しながらの調整ができないという第１の問題点がある。すなわち、製造後に図３に示すような出力電圧Ｖｏの傾きの微調整を行うことができず、製造された時点である固定の調整用電圧Ｖｉが確定してしまう。
【００１５】
また、温度特性補正回路内で使用されている抵抗は製造バラツキによりその抵抗値が大きく変動する。したがって、調整用電圧で任意の調整を行うことによって出力される出力電圧Ｖｏは、そのときの抵抗値のバラツキによって値が増減することになる。たとえば、図２に示す回路において、製造バラツキにより抵抗値が標準値よりも高い場合を考える。温度特性補正抵抗Ｒ１の温度係数ＴＣ１がＲ２の温度係数ＴＣ２よりも小さいとし、調整用電圧Ｖｉをある一定の値に固定した場合、動作温度Ｔ＞Ｔｓでは分圧抵抗Ｒ５、Ｒ６の接続点に流れる電流はＩａ＞Ｉｂとなり、出力補正電圧Ｖｏは正の補正となる。
【００１６】
ところで、製造バラツキにより分圧抵抗Ｒ５、Ｒ６の抵抗値が標準値よりも高くなっているため、前記式（３）第２項のＲ６が影響し補正量が標準時よりも増大することになる。図３に示す曲線３１が標準時の補正曲線であり、曲線３３が補正量が増大した場合の補正曲線である。曲線３３からも分かるように、動作温度Ｔ＜Ｔｓでは負の補正量が増大することになる。
【００１７】
一方、抵抗値が標準値よりも小さい場合は逆の現象が生じ、動作温度Ｔ＞Ｔｓにおける正の補正量、および動作温度Ｔ＜Ｔｓにおける負の補正量が共に標準値よりも減少し、図３に示す曲線３４のようになる。また、温度特性補正抵抗Ｒ１の温度係数ＴＣ１がＲ２の温度係数ＴＣ２よりも大きい場合は、動作温度Ｔ＞Ｔｓで負の補正、動作温度Ｔ＜Ｔｓで正の補正となり、あとはＴＣ１＜ＴＣ２の場合と同様で、抵抗値が標準値よりも高い場合は補正量が正負共に増大し、逆の場合は補正量が正負共に減少する。このように、調整用電圧Ｖｉが一定値であっても、抵抗値の製造バラツキによって、出力電圧Ｖｏが増減されて、所望の出力電圧Ｖｏを得られないという第２の問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
問題点を解決するために、本発明による温度特性補正回路は、従来の技術において調整用電圧Ｖｉを作り出している分圧抵抗の一方を可変抵抗にする、すなわちトリミングによって分圧抵抗の抵抗比を製造後も適切な値に調整できるようにした。
【００１９】
また、出力電圧Ｖｏを作り出している分圧抵抗を、それぞれ可変抵抗にすることによって、それぞれ抵抗値を適切な値に調整できるようにした。
【発明の効果】
【００２０】
以上のような本発明の温度特性補正回路によれば、製造後においても出力補正電圧Ｖｏの微調整を行うことが可能となり、また温度特性補正回路内の抵抗値の製造バラツキが原因で生じる補正電圧の変動を修正し、抵抗の製造バラツキに因らず、温度補正量ΔＶを任意に調整することのできる温度特性補正回路を実現することができる。
【００２１】
さらには、必要最小限度に抑えた調整用電圧Ｖｉの分解能を最大限に活かすことができるため、微細かつ高精度の温度特性補正回路を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
【実施例】
【００２３】
以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の温度特性補正回路の回路図である。
【００２４】
電源電圧を分圧する分圧抵抗R３およびＶR３の分圧端子が、オペアンプＯＰ１およびＯＰ２の正入力端子に接続される。オペアンプＯＰ１は、出力端子に接続されたトランジスタＭ１と共に第１の定電流回路を構成し、温度特性補正抵抗Ｒ１に定電流を供給する。オペアンプＯＰ２は、出力端子に接続されたトランジスタＭ２と共に第２の定電流回路を構成し、温度特性補正抵抗Ｒ２に定電流を供給する。
【００２５】
第１の定電流回路の定電流は、トランジスタＭ３とＭ５からなるカレントミラー回路を介してＶＤＤから出力端子Ｖｏｕｔへ供給される。また、第２の定電流回路の定電流は、トランジスタＭ４とＭ６およびトランジスタＭ７とＭ８からなる並列に接続されたカレントミラー回路を介して出力端子ＶｏｕｔからＶＳＳへ供給される。電源ＶＤＤと出力端子Ｖｏｕｔ間には分圧抵抗ＶＲ１が、出力端子ＶｏｕｔとＶＳＳ間には分圧抵抗ＶＲ２が接続される。電源電圧VDDは、分圧抵抗R３およびR４で分圧されて、調整用電圧Ｖｉとして分圧端子に出力される。
【００２６】
次に回路の動作説明をするが、従来の温度特性補正回路で説明したように、それぞれ温度係数の異なった温度特性補正抵抗Ｒ１、Ｒ２によって、それぞれ異なった電流Ｉａ、Ｉｂが流れる。標準温度Ｔｓにおいては、電流Ｉａと電流Ｉｂとが等しくなるように抵抗Ｒ１、Ｒ２の値が予め調整されている。温度特性補正抵抗Ｒ１の温度係数ＴＣ１がＲ２の温度係数ＴＣ２よりも小さいとし、調整用電圧Ｖｉをある一定の値に固定した場合、動作温度Ｔ＞Ｔｓでは分圧可変抵抗ＶＲ１、ＶＲ２の接続点に流れる電流はＩａ＞Ｉｂとなり、出力補正Ｖｏは正の補正量となり、動作温度Ｔ＜Ｔｓでは逆に負の補正量となる。
【００２７】
ここで、分圧抵抗ＶＲ１の所望抵抗値をＲ５とし、分圧抵抗ＶＲ２の所望抵抗値をＲ６とし、製造バラツキにより分圧抵抗ＶＲ１、ＶＲ２の抵抗値が所望抵抗値Ｒ５，Ｒ６より小さい場合を考える。分圧抵抗ＶＲ１，ＶＲ２をトリミングによりＶＲ１＝Ｒ５、ＶＲ２＝Ｒ６と設定すれば、課題で述べた通り、温度補正ΔＶを標準の図３の補正曲線３１に合せて調節することができる。
【００２８】
図４に、本発明の温度特性補正回路の可変抵抗の一例を示す回路図を示す。可変抵抗は、並列もしくは直列に接続した複数の基本抵抗ｒからなる抵抗素子ｒ(ｎ)と、抵抗素子ｒ(ｎ)に並列に接続したヒューズｆ(ｎ)からなる要素抵抗を直接に接続した構成である。このように構成した可変抵抗は、製造後にトリミングすることで、すなわちヒューズｆ(ｎ)の有無によって所望の抵抗値を設定することが可能である。
【００２９】
可変抵抗ＶＲ２を例にとると、可変抵抗ＶＲ２の初期抵抗ｒ(０) の抵抗値を所望の抵抗値より小さく設計する。製造後に、ヒューズｆ(ｎ)を切断しｒ(ｎ)を初期抵抗ｒ(０)と直列に接続することで、可変抵抗ＶＲ２の抵抗値を所望の抵抗値に設定することが可能である。
【００３０】
また、このヒューズの代わりに、EPROMやEEPROMなどの電気的に書込可能な不揮発性メモリをMOSスイッチと組み合わせて利用することも出来る。
【００３１】
さらに、センサ制御ＩＣに実施例で説明したような温度特性補正回路を搭載することで、高精度なセンサ制御ＩＣを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の温度特性補正回路の回路図である。
【図２】従来の温度特性補正回路の回路図である。
【図３】温度特性補正回路の補正電圧の温度特性を示すグラフである。
【図４】本発明の温度特性補正回路の可変抵抗の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３３】
ＯＰ１、ＯＰ２      オペアンプ
ｆ(ｎ)              ヒューズ
ｒ(ｎ)              抵抗素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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