(57)【要約】【課題】センサ素子の高次の温度特性を調整可能なセンサ温度補償回路の提供。【解決手段】この発明は、ｎ個の関数回路部を有するセンサ温度補償回路であり、例えば関数回路部１と関数回路部２とを備える。関数回路部１は、１次の温度特性を有する温度補償電流Ｉ１  を生成する。また、関数回路部２は、関数回路部１が生成する温度補償電流Ｉ１  をミラーした電流を基に、２次関数の温度特性を有するセンサ駆動電流Ｉ２  を生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の関数回路部と第２の関数回路部とを有するセンサ温度補償回路であって、
前記第１の関数回路部は、
温度に対して一定の基準電圧を生成する第１の基準電圧生成回路と、
温度に対して一定の電流を流す第１の電流源と、
抵抗値温度係数が異なる第１の可変抵抗および第２の可変抵抗を有し、前記２つの可変抵抗の抵抗値温度係数の差と前記第１の電流源の電流とによって決まる温度に依存する電圧を、前記第１の基準電圧生成回路が生成する前記基準電圧に加算して温度補償電圧を生成する第１の温度特性生成回路と、
前記温度補償電圧に依存する温度補償電流を生成するミラー電流生成回路とを備え、
前記第２の関数回路部は、
温度に対して一定の基準電圧を生成する第２の基準電圧生成回路と、
前記第１の関数回路部が生成する温度補償電流をミラーした電流を流す第２の電流源と、
抵抗値温度係数が異なる第３の可変抵抗および第４の可変抵抗を有し、前記２つの可変抵抗の抵抗値温度係数の差と前記第２の電流源の電流とによって決まる温度に依存する電圧を、前記第２の基準電圧生成回路が生成する前記基準電圧に加算して温度補償電圧を生成する第２の温度特性生成回路と、
前記温度補償電圧に依存するセンサ駆動電流を生成するセンサ駆動電流生成回路と、
を備えることを特徴とするセンサ温度補償回路。
【請求項２】
前記第１、第２の基準電圧生成回路のそれぞれは電源電圧に依存した電圧を出力し、
前記第１、第２の電流源は前記電源電圧に依存した電流を流すことを特徴とする請求項１に記載のセンサ温度補償回路。
【請求項３】
前記第１の温度特性生成回路は、
前記第１の基準電圧生成回路が生成する基準電圧を入力し、当該基準電圧により動作する第１のトランジスタと、
前記ミラー電流生成回路が生成する温度補償電流に比例する電圧を入力し、当該入力電圧により動作する第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタの出力経路上の一端側に負荷として接続される第３のトランジスタと、
前記第２のトランジスタの出力経路上の一端側に負荷として接続される第４のトランジスタと、
一端側が前記第１のトランジスタの出力経路上の他端側と接続され、他端側が前記第１の電流源と接続される第１の可変抵抗と、
一端側が前記第２のトランジスタの出力経路上の他端側と接続され、他端側が前記第１の電流源と接続される第２の可変抵抗と、
を備え、
前記ミラー電流生成回路は、前記第２のトランジスタの出力電圧により動作することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサ温度補償回路。
【請求項４】
前記第２の温度特性生成回路は、
前記第２の基準電圧生成回路が生成する基準電圧を入力し、当該基準電圧により動作する第５のトランジスタと、
前記センサ駆動電流生成回路が生成するセンサ駆動電流に比例する電圧を入力し、当該入力電圧により動作する第６のトランジスタと、
前記第５のトランジスタの出力経路上の一端側に負荷として接続される第７のトランジスタと、
前記第６のトランジスタの出力経路上の一端側に負荷として接続される第８のトランジスタと、
一端側が前記第５のトランジスタの出力経路上の他端側と接続され、他端側が前記第２の電流源と接続される第３の可変抵抗と、
一端側が前記第６のトランジスタの出力経路上の他端側と接続され、他端側が前記第２の電流源と接続される第４の可変抵抗と、
を備え、
前記センサ駆動電流生成回路は、前記第６のトランジスタの出力電圧により動作することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちのいずれか１項に記載のセンサ温度補償回路。
【請求項５】
関数回路部をｎ個接続したセンサ温度補償回路であって、
１個目の関数回路部は、
温度に対して一定の基準電圧を生成する第１の基準電圧生成回路と、
温度に対して一定の電流を流す第１の電流源と、
抵抗値温度係数が異なる第１の可変抵抗および第２の可変抵抗を有し、前記２つの可変抵抗の抵抗値温度係数の差と前記第１の電流源の電流とによって決まる温度に依存する電圧を、前記第１の基準電圧生成回路が生成する前記基準電圧に加算して温度補償電圧を生成する第１の温度特性生成回路と、
前記温度補償電圧に依存する温度補償電流を生成する第１のミラー電流生成回路とを備え、
２個目から（ｎ−１）個目の関数回路部のそれぞれは、
温度に対して一定の基準電圧を生成する第２の基準電圧生成回路と、
前段の関数回路部が生成する温度補償電流をミラーした電流を流す第２の電流源と、
抵抗値温度係数が異なる第３の可変抵抗および第４の可変抵抗を有し、前記２つの可変抵抗の抵抗値温度係数の差と前記第２の電流源の電流とによって決まる温度に依存する電圧を、前記第２の基準電圧生成回路が生成する前記基準電圧に加算して温度補償電圧を生成する第２の温度特性生成回路と、
前記温度補償電圧に依存する温度補償電流を生成する第２のミラー電流生成回路とを備え、
ｎ個目の関数回路部は、
温度に対して一定の基準電圧を生成する第３の基準電圧生成回路と、
（ｎ−１）個目の関数回路部が生成する温度補償電流をミラーした電流を流す第３の電流源と、
抵抗値温度係数が異なる第５の可変抵抗および第６の可変抵抗を有し、前記２つの可変抵抗の抵抗値温度係数の差と前記第３の電流源の電流とによって決まる温度に依存する電圧を、前記第３の基準電圧生成回路が生成する前記基準電圧に加算して温度補償電圧を生成する第３の温度特性生成回路と、
前記温度補償電圧に依存するセンサ駆動電流を生成するセンサ駆動電流生成回路と、
を備えることを特徴とするセンサ温度補償回路。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のうちの何れか１項に記載のセンサ温度補償回路と、
前記センサ温度補償回路により駆動されるセンサ素子と、
を備えることを特徴とするセンサ装置。
【請求項７】
前記センサ素子は、４端子型のセンサ素子であって、ホール素子、磁気抵抗素子、ひずみセンサ、圧力センサ、加速度センサのうちの何れか１つであることを特徴とする請求項６に記載のセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種のセンサ素子に適用されるセンサ温度補償回路、およびセンサ温度補償回路を備えたセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種センサ素子の感度温度特性は、そのセンサ素子を用いたセンサ製品の精度を決める重要な要素となる。
そのため、高精度のセンサ製品を開発する際には、温度変化に対してセンサ感度を一定に保つための温度特性補償が必要となる。また、センサ感度はセンサ素子ごとに温度特性がばらつき、そのばらつきに対し柔軟に調整できることが求められる。
【０００３】
このような課題に対するセンサ素子の温度補償回路として、例えば特許文献１に記載の発明が知られている。
この温度補償回路は、図４に示すように、分圧回路１００および定電流回路１０２を備え、これらにより４端子型のセンサ素子１０４を駆動するとともに、その駆動電流の温度補償を行うものである。
【０００４】
分圧回路１００は、可変抵抗ＶＲ１、ＶＲ２および固定抵抗ＲＢ１から構成され、可変抵抗ＶＲ１、ＶＲ２と固定抵抗ＲＢ１とは抵抗値温度係数が異なる。そして、分圧回路１００は、電源電圧ＶＤＤを分圧し、この分圧電圧ＶＸを出力する。
定電流回路１０２は、オペアンプ１０６、ＭＯＳトランジスタＴｒ１００、および抵抗ＲＢ２から構成される。そして、オペアンプ１０６は、抵抗ＲＢ２の両端の電圧ＶＸ’を分圧回路１００の分圧電圧ＶＸと比較し、この比較結果に応じてＭＯＳトランジスタＴｒ１００に流れる電流を制御する。これにより、４端子型センサ素子１０４を駆動する電流ＩＳを生成する。
【０００５】
分圧回路１００で分圧される分圧電圧ＶＸは、可変抵抗ＶＲ１、ＶＲ２の抵抗値の絶対値を変化させることにより、必要な温度特性に調整することができる。これにより、４端子型センサ素子１０４のセンサ感度を温度に対して一定に保つことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１８１２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１の発明では、分圧回路１００が、温度特性の異なる抵抗を電源電圧ＶＤＤと接地電圧ＶＳＳの間に接続することにより、必要な温度特性を有する電圧ＶＸを生成している。
この時、電圧ＶＸの温度特性は、以下の式で表される。
ＶＸ＝｛（ＶＲ２＋ＲＢ１）／（ＶＲ１＋ＶＲ２＋ＲＢ１）｝×ＶＤＤ
また、可変抵抗ＶＲ１、ＶＲ２を変化させたときの電圧ＶＸの温度特性を、図５に示す。図５において、αＶＸ（％／℃）は電圧ＶＸの温度係数である。
【０００８】
上記の式、図５に示すように可変抵抗ＶＲ１、ＶＲ２を変化させることで、必要な温度特性を得ることができ、センサ素子ごとにセンサ感度温度特性の調整が可能である。
しかし、特許文献１の温度補償回路では、センサ感度をより高精度化する場合には、2
次以上の高次の温度特性の調整が不可欠となるが、その調整が困難である。
そこで、本発明は、このような点に鑑みて、センサ素子の高次の温度特性を調整可能なセンサ温度補償回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成される。
本発明のセンサ温度補償回路は、第１の関数回路部と第２の関数回路部とを有するセンサ温度補償回路であって、前記第１の関数回路部は、温度に対して一定の基準電圧を生成する第１の基準電圧生成回路と、温度に対して一定の電流を流す第１の電流源と、抵抗値温度係数が異なる第１の可変抵抗および第２の可変抵抗を有し、前記２つの可変抵抗の抵抗値温度係数の差と前記第１の電流源の電流とによって決まる温度に依存する電圧を、前記第１の基準電圧生成回路が生成する前記基準電圧に加算して温度補償電圧を生成する第１の温度特性生成回路と、前記温度補償電圧に依存する温度補償電流を生成するミラー電流生成回路とを備え、前記第２の関数回路部は、温度に対して一定の基準電圧を生成する第２の基準電圧生成回路と、前記第１の関数回路部が生成する温度補償電流をミラーした電流を流す第２の電流源と、抵抗値温度係数が異なる第３の可変抵抗および第４の可変抵抗を有し、前記２つの可変抵抗の抵抗値温度係数の差と前記第２の電流源の電流とによって決まる温度に依存する電圧を、前記第２の基準電圧生成回路が生成する前記基準電圧に加算して温度補償電圧を生成する第２の温度特性生成回路と、前記温度補償電圧に依存するセンサ駆動電流を生成するセンサ駆動電流生成回路と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
このように本発明では、基準電圧に第１の可変抵抗と第２の可変抵抗の抵抗値温度係数の差と電流源が流す電流で決まる温度特性を加算して温度特性を持つ電流を生成し、それを後段へと引き渡すことで、温度に対して所望の次数を持った関数のセンサ駆動電流を生成できる。
このため、本発明によれば、その駆動電流によりセンサ素子を駆動することにより、センサ素子の温度特性のばらつきを柔軟に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のセンサ温度補償回路の第１実施形態を、センサ装置に適用した回路図である。
【図２】第１実施形態の変形例を説明する回路図である。
【図３】本発明のセンサ温度補償回路の第２実施形態を、センサ装置に適用した回路図である。
【図４】従来回路の構成を示す回路図である。
【図５】図４に示す従来回路の電圧ＶＸ温度特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１実施形態の構成）
図１は、本発明のセンサ温度補償回路の第１実施形態を、センサ装置に適用した回路図である。
第１実施形態に係るセンサ温度補償回路は、４端子型センサ素子（センサ素子）１０４を駆動する駆動電流を生成するとともに、その駆動電流に２次関数以下の温度特性を持たせ、これにより４端子型センサ素子１０４の感度の温度補償を行う。
【００１３】
このため、第１実施形態では、図１に示すように、初段の関数回路部１と後段の関数回路部２とを備え、これらが縦続接続されている。
４端子型センサ素子１０４は、感度が駆動電流に比例するものであり、例えば、図１に示すように検出素子をブリッジ回路に形成し、駆動端子２０１、２０２と出力端子２０３、２０４とを備えている。４端子型センサ素子１０４の駆動端子２０１は電源端子ＶＤＤに接続され、４端子型センサ素子１０４の駆動端子２０２は、ＮＭＯＳトランジスタＴｒ１６のドレインと接続される。
【００１４】
ここで、４端子型センサ素子１０４の具体例としては、ホール素子、磁気抵抗素子、歪みセンサ、圧力センサ、温度センサ、および加速度センサなどが挙げられる。
関数回路部１は、図１に示すように、基準電圧生成回路１１と、温度特性生成回路１２と、ミラー電流生成回路１３とを備えている。
基準電圧生成回路１１は、バンドギャップ回路等を含み、温度に対して一定の基準電圧ＶＯ１を生成する。この生成された基準電圧ＶＯ１は、温度特性生成回路１２のＰＭＯＳトランジスタＴｒ２のゲートに印加される。
【００１５】
また、基準電圧生成回路１１は、電源電圧に依存した電圧を基準電圧ＶＯ１として出力し、その出力を制御できるようになっている。
温度特性生成回路１２は、基準電圧生成回路２が生成する基準電圧ＶＯ１に温度特性を加算した電圧Ｖ１を生成する。すなわち、温度特性生成回路１２は、基準電圧生成回路１１が生成する基準電圧ＶＯ１に、可変抵抗Ｒ１１Ｔ、Ｒ１２Ｔの抵抗値温度係数の差と電流Ｉ０とによって決まる温度に依存する電圧を加算し、これにより電圧Ｖ１を生成する。
【００１６】
このため、温度特性生成回路１２は、図１に示すように、２つのＰＭＯＳトランジスタＴｒ２、Ｔｒ３と、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ２、Ｔｒ３の能動負荷となる２つのＮＭＯＳトランジスタＴｒ４、Ｔｒ５と、温度に対して一定の電流Ｉ０を流す電流源として機能するＰＭＯＳトランジスタＴｒ１とを備えている。
また、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ２とＰＭＯＳトランジスタＴｒ１との間に配置される可変抵抗Ｒ１１Ｔと、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ３とＰＭＯＳトランジスタＴｒ１との間に配置される可変抵抗Ｒ１２Ｔとを備えている。可変抵抗Ｒ１１Ｔ、Ｒ１２Ｔは、異なる抵抗値温度係数を有する。
【００１７】
ミラー電流生成回路１３は、温度特性生成回路１２の出力電圧と温度特性生成回路１２が生成する生成電圧Ｖ１とに基づいて動作し、温度特性を有する電流Ｉ１を生成する。
このため、ミラー電流生成回路１３は、温度特性生成回路１２の出力電圧により動作する入力用のＮＭＯＳトランジスタＴｒ７と、このＮＭＯＳトランジスタＴｒ７の能動負荷となるＰＭＯＳトランジスタＴｒ６とを備えている。さらに、出力用のＰＭＯＳトランジスタＴｒ８と、これに直列に接続される固定抵抗Ｒ１とを備えている。
【００１８】
次に、温度特性生成回路１２およびミラー電流生成回路１３の具体的な構成について図１を参照して説明する。
ＰＭＯＳトランジスタＴｒ２のゲートには、基準電圧生成回路１１が生成する基準電圧ＶＯ１が印加される。ＰＭＯＳトランジスタＴｒ２のソースは、可変抵抗Ｒ１１Ｔの一端側に接続される。可変抵抗Ｒ１１Ｔの他端側は、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ１を介して電源端子ＶＤＤに接続される。ＰＭＯＳトランジスタＴｒ１のゲートには、所定のバイアス電圧Ｖｂが印加される。
【００１９】
ＰＭＯＳトランジスタＴｒ３のゲートは、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ８のドレインと固定抵抗Ｒ１との共通接続部に接続される。ＰＭＯＳトランジスタＴｒ３のソースは、可変抵抗Ｒ１２Ｔの一端側に接続される。可変抵抗Ｒ１２Ｔの他端側は、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ１を介して電源端子ＶＤＤに接続される。
ＮＭＯＳトランジスタＴｒ４、Ｔｒ５は、ゲート同士が共通に接続される。ＮＭＯＳトランジスタＴｒ４のドレインは、自己のゲートおよびＰＭＯＳトランジスタＴｒ２のドレインに接続される。ＮＭＯＳトランジスタＴｒ４のソースは、グランドに接続される。ＮＭＯＳトランジスタＴｒ５のドレインは、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ３のドレインおよびＮＭＯＳトランジスタＴｒ７のゲートにそれぞれ接続される。ＮＭＯＳトランジスタＴｒ５のソースは、グランドに接続される。
【００２０】
ＮＭＯＳトランジスタＴｒ７のゲートは、ＭＯＳトランジスタＴｒ３、Ｔｒ５の各ドレインに接続される。ＮＭＯＳトランジスタＴｒ７のドレインは、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ８のゲートに接続されるとともに、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ６を介して電源端子ＶＤＤに接続される。ＰＭＯＳトランジスタＴｒ６のゲートには、バイアス電圧Ｖｂが印加される。ＮＭＯＳトランジスタＴｒ７のソースは、グランドに接続される。
【００２１】
ＰＭＯＳトランジスタＴｒ８のソースは、電源端子ＶＤＤに接続される。ＰＭＯＳトランジスタＴｒ８のドレインは、固定抵抗Ｒ１を介してグランドに接続される。また、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ８のドレインと固定抵抗Ｒ１の共通接続部は、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ３のゲートに接続される。
【００２２】
次に、関数回路部２の構成について、図１を参照して説明する。
関数回路部２は、図１に示すように、基準電圧生成回路２１と、温度特性生成回路２２と、センサ駆動電流生成回路２３と、を備えている。
基準電圧生成回路２１は、バンドギャップ回路等を含み、温度に対して一定の基準電圧Ｖ０２を生成する。この生成された基準電圧ＶＯ２は、温度特性生成回路２２のＰＭＯＳトランジスタＴｒ１２のゲートに印加される。
【００２３】
また、基準電圧生成回路２１は、電源電圧に依存した電圧を基準電圧ＶＯ２として出力し、その出力を制御できるようになっている。
温度特性生成回路２２は、関数回路部１のミラー電流生成回路１３が生成する電流Ｉ１に基づいて動作するため、その電流をミラー（コピー）した電流で動作するようになっている。さらに、温度特性生成回路２２は、基準電圧生成回路２１が生成する基準電圧ＶＯ２に温度特性を加算した電圧Ｖ２  を生成する。
【００２４】
すなわち、温度特性生成回路２２は、基準電圧生成回路２１が生成する基準電圧Ｖ０２に、可変抵抗Ｒ２１Ｔ、Ｒ２２Ｔの抵抗値温度係数の差と電流Ｉ１とによって決まる温度に依存する電圧を加算し、これにより電圧Ｖ２  を生成する。
このため、温度特性生成回路２２は、図１に示すように、２つのＰＭＯＳトランジスタＴｒ１２、Ｔｒ１３と、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ１２、Ｔｒ１３の能動負荷となる２つのＮＭＯＳトランジスタＴｒ１４、Ｔｒ１５と、ミラー電流生成回路１３が生成する電流Ｉ１をミラーした電流Ｉ１を流す電流源として機能するＰＭＯＳトランジスタＴｒ１１とを備えている。
【００２５】
また、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ１２とＰＭＯＳトランジスタＴｒ１１との間に配置される可変抵抗Ｒ２１Ｔと、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ１３とＰＭＯＳトランジスタＴｒ１１との間に配置される可変抵抗Ｒ２２Ｔとを備えている。可変抵抗Ｒ２１Ｔ、Ｒ２２Ｔは、異なる抵抗値温度係数を有する。
センサ駆動電流生成回路２３は、温度特性生成回路２２の出力電圧と温度特性生成回路２２が生成する生成電圧Ｖ２とに基づいて動作し、４端子型センサ素子１０４を駆動する駆動電流として温度特性を有する電流Ｉ２を生成する。
【００２６】
このため、センサ駆動電流生成回路２３は、温度特性生成回路２２の出力電圧により動作するＮＭＯＳトランジスタＴｒ１６と、このＮＭＯＳトランジスタＴｒ１６に直列に接続される固定抵抗Ｒ２とを備えている。
具体的には、ＮＭＯＳトランジスタＴｒ１６のゲートは、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ１３のドレインに接続される。ＮＭＯＳトランジスタＴｒ１６のソースは、固定抵抗Ｒ２を介してグランドに接続される。ＮＭＯＳトランジスタＴｒ１６のソースと固定抵抗Ｒ２との共通接続部は、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ１３のゲートに接続される。ＮＭＯＳトランジスタＴｒ１６のドレインは、４端子型センサ素子１０４の駆動端子２０２に接続されている。
【００２７】
ここで、温度特性生成回路２２のＭＯＳトランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１５、可変抵抗Ｒ２１Ｔ、Ｒ２２Ｔ、および固定抵抗Ｒ２は、温度特性生成回路１２のＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ５、可変抵抗Ｒ１１Ｔ、Ｒ１２Ｔ、および固定抵抗Ｒ１  にそれぞれ相当する。
このため、関数回路部１の温度特性生成回路１２と、関数回路部２の温度特性生成回路２２とでは、各構成素子の具体的な接続は図１に示すように実質的に同じであるので、関数回路部２の温度特性生成回路２２における各構成素子の具体的な接続の説明は省略する。
【００２８】
ただし、後段の関数回路部２の温度特性生成回路２２では、前段の関数回路部１のミラー電流生成回路１３が生成する電流Ｉ１をミラーした電流で動作するようになっている点が、初段の関数回路部１の温度特性生成回路１２とは異なる。
このため、後段の関数回路部２の温度特性生成回路２２では、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ１１のゲートは、ミラー電流生成回路１３のＰＭＯＳトランジスタＴｒ８のゲートと接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ８のゲートに印加される電圧と同じ電圧が印加される。
【００２９】
（第１実施形態の動作）
次に、第１実施形態の動作について、図１を参照して説明する。
この第１実施形態は、初段の関数回路部１において１次の温度特性を持つ電流Ｉ１  を生成し、後段の関数回路部２においてその電流Ｉ１  をカレントミラーし、このカラントミラーした電流Ｉ１  を基に２次関数以下の温度特性を持つ電流Ｉ２  を、４端子型センサ素子１０４の駆動電流として生成する。
まず、関数回路部１の動作について、図１を参照して説明する。
【００３０】
ここで、以下の説明では、ミラー電流生成回路１３の固定抵抗Ｒ１  は温度特性を持たないものとする。また、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ２、Ｔｒ３は同じサイズとし、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ４、Ｔｒ５も同じサイズとする。
図１の関数回路部１では、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ２、Ｔｒ３、ＮＭＯＳトランジスタＴｒ４、Ｔｒ５、可変抵抗Ｒ１１Ｔ、Ｒ１２Ｔに流れる電流は、電流源であるＭＯＳトランジスタＴｒ１が流す電流Ｉ０  によって決まる。
【００３１】
このため、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ２、ＮＭＯＳトランジスタＴｒ４、可変抵抗Ｒ１１ＴまたはＰＭＯＳトランジスタＴｒ３、ＮＭＯＳトランジスタＴｒ５、可変抵抗Ｒ１２Ｔ）に流れる電流は、Ｉ０／２となる。
固定抵抗Ｒ１の両端の電圧Ｖ１がＰＭＯＳトランジスタＴｒ３のゲートに印加されるので、ＮＭＯＳトランジスタＴｒ８は負帰還がかかる動作をする。また、ＮＭＯＳトランジスタＴｒ８は、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ３のゲートの電圧Ｖ１  に依存した電流を生成する。
【００３２】
ＰＭＯＳトランジスタＴｒ２のソースの電圧ＶＢは、基準電圧生成回路１１が生成する電圧Ｖ０１を入力とし、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ２のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ１によって決まり、以下の式となる。
ＶＢ＝Ｖ０１＋Ｖｇｓ１
また、可変抵抗Ｒ１１Ｔ、Ｒ１２Ｔが共通接続される点の電圧ＶＣは、以下の式となる。
ＶＣ＝ＶＢ＋（Ｉ０  ／２）×Ｒ１１Ｔ
＝Ｖ０１＋Ｖｇｓ１＋（Ｉ０／２）×Ｒ１１Ｔ
【００３３】
同様に考え、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ３のソースの電圧ＶＤと、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ３のゲートの電圧Ｖ１とは、以下の式となる。ここで、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ３のゲート・ソース間電圧をＶｇｓ２とする。
ＶＤ＝ＶＣ−（Ｉ０／２）×Ｒ１１Ｔ
＝Ｖ０１＋Ｖｇｓ１＋（Ｉ０／２）×（Ｒ１１Ｔ−Ｒ１２Ｔ）
Ｖ１＝ＶＤ−Ｖｇｓ２
＝Ｖ０１＋Ｖｇｓ１−Ｖｇｓ２＋（Ｉ０／２）×（Ｒ１１Ｔ−Ｒ１２Ｔ）
また、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２は同じサイズであり、同じ電流が流れていることより、次の式が成立する。
Ｖｇｓ１＝Ｖｇｓ２
【００３４】
このため、上記のＰＭＯＳトランジスタＴｒ３のゲートの電圧Ｖ１  は、以下の式（１）ようになる。
Ｖ１  ＝Ｒ１１Ｔ×（Ｉ０  ／２）−Ｒ１２Ｔ×（Ｉ０  ／２）＋Ｖ０１・・・（１）
また、ここで、可変抵抗Ｒ１１Ｔ、Ｒ１２Ｔのそれぞれの常温での抵抗値をＲ１１、Ｒ１２、それぞれの温度係数をα１１、α１２と定義し、絶対温度をＴとすれば、可変抵抗Ｒ１１Ｔ、Ｒ１２Ｔの抵抗はそれぞれ以下の式（２）（３）で記述できる。
Ｒ１１Ｔ＝Ｒ１１（１＋α１１Ｔ）・・・（２）
Ｒ１２Ｔ＝Ｒ１２（１＋α１２Ｔ）・・・（３）
また、このとき可変抵抗Ｒ１１Ｔ、Ｒ１２Ｔの常温での値がＲ１１＝Ｒ１２であれば、（１）式は次の（４）式のようになる。
Ｖ１＝（α１１−α１２）Ｒ１１×（Ｉ０／２）Ｔ＋Ｖ０１・・・（４）
【００３５】
また、このときトランジスタＴｒ８を流れる電流Ｉ１は、次の（５）式となる。
Ｉ１＝Ｖ１／Ｒ１＝（α１１−α１２）×（Ｒ１１／Ｒ１）×（Ｉ０／２）Ｔ＋（Ｖ０１／Ｒ１）・・・（５）
ここで、関数回路部１の生成温度係数ａ１、ｂ１のそれぞれを式（６）、（７）と定義するものとする。
ａ１＝（α１１−α１２）×（Ｒ１１／Ｒ１）×（Ｉ０／２）・・・（６）
ｂ１＝Ｖ０１／Ｒ１・・・（７）
このように定義すると、式（５）は、次の（８）式となる。
Ｉ１＝ａ１Ｔ＋ｂ１・・・（８）
したがって、関数回路部１で生成される電流Ｉ１は、温度に対して１次関数の電流になる。
【００３６】
次に、関数回路部２の動作について説明する。
関数回路部２は、関数回路部１で生成された任意の温度特性を持つ電流Ｉ１をカレントミラーし、このカレントミラーした電流Ｉ１に基づいて２次関数以下の任意の温度特性を持つ電流Ｉ２を生成する
以下の説明では、そのカレントミラーの際のミラー比は１として説明する。
図１において、関数回路部２の温度特性生成回路２２が生成する生成電圧Ｖ２は、（１）式を参照し、ミラー比を１としてトランジスタＴｒ１１に流れる電流をＩ１とすれば、以下の（９）式のようになる。
Ｖ２＝Ｒ２１Ｔ×（Ｉ１／２）−Ｒ２２Ｔ×（Ｉ１／２）＋Ｖ０２・・・（９）
【００３７】
また、ここで、可変抵抗Ｒ２１Ｔ、Ｒ２２Ｔのそれぞれの常温での抵抗値をＲ２１、Ｒ２２、それぞれの温度係数をα２１、α２２と定義し、絶対温度をＴとすれば、可変抵抗Ｒ２１Ｔ、Ｒ２２Ｔの抵抗はそれぞれ以下の式（１０）（１１）で記述できる。
Ｒ２１Ｔ＝Ｒ２１（１＋α２１Ｔ）・・・（１０）
Ｒ２２Ｔ＝Ｒ２２（１＋α２２Ｔ）・・・（１１）
また、また、このとき可変抵抗Ｒ２１Ｔ、Ｒ２２Ｔの常温での値がＲ２１＝Ｒ２２であれば、（９）式は次の（１２）式のようになる。
Ｖ２＝（α２１−α２２）Ｒ２１×（Ｉ１／２）Ｔ＋Ｖ０２・・・（１２）
また、このときトランジスタＴｒ１６を流れる電流Ｉ２は、次の（１３）式となる。
Ｉ２＝Ｖ２／Ｒ２＝（α２１−α２２）×（Ｒ２１／Ｒ２）×（Ｉ１／２）Ｔ＋（Ｖ０２／Ｒ２）・・・（１３）
【００３８】
ここで、関数回路部２の生成温度係数ａ２、ｂ２のそれぞれを式（１４）、（１５）と定義するものとする。
ａ２＝（α２１−α２２）×（Ｒ２１／２Ｒ２）・・・（１４）
ｂ２＝Ｖ０２／Ｒ２・・・（１５）
このように定義すると、式（１３）は次の（１６）式となる。
Ｉ２＝ａ２ＴＩ１  ＋ｂ２
＝ａ２Ｔ（ａ１Ｔ＋ｂ１）＋ｂ２  
＝ａ１ａ２Ｔ２＋ａ２ｂ１Ｔ＋ｂ２  ・・・（１６）
式（１６）によれば、温度Ｔの各次数の係数を個別に制御するには、2 次の係数制御はａ１、1 次の係数はｂ１、切片はｂ２をそれぞれ変えれば良いことが分かる。
【００３９】
より具体的には、２次係数制御には、式（６）により、可変抵抗Ｒ１１Ｔ、Ｒ１２Ｔの常温での値Ｒ１１、Ｒ１２と、電流Ｉ０とを制御する。また、1 次係数制御には、式（７）により基準電圧生成回路１１の基準電圧Ｖ０１を、切片制御には式（１５）より基準電圧生成回路２１の基準電圧Ｖ０２を使用（制御）することで、個別に係数を制御することができる。
【００４０】
このように第１実施形態によれば、２つの関数回路部１、２を縦続接続するだけで２次関数以下の関数を持つ電流を生成でき、かつ、それぞれの次数の係数を個別に制御可能なセンサ温度の補償電流Ｉ２  が得られる。これにより、２次関数によるセンサ温度補償が可能となり、センサ感度のさらなる高精度化が可能となる。
【００４１】
（第１実施形態の変形例）
（１）第１変形例
第１変形例は、図１の第１実施形態の構成を基本にし、関数発生部１において、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３、Ｔｒ６、Ｔｒ８をＰＮＰ型のトランジスタに置き換え、同様にＮＭＯＳトランジスタＴｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ７をＮＰＮ型のトランジスタに置き換えたものである。
さらに、関数発生部２において、ＰＭＯＳトランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１３をＰＮＰ型のトランジスタに置き換え、同様にＮＭＯＳトランジスタＴｒ１４〜Ｔｒ１６をＮＰＮ型のトランジスタに置き換えたものである。
このように置き換えた第１変形例によれば、図１の第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
（２）第２変形例
第２変形例は、図１の第１実施形態の構成を基本にし、図１の関数発生部１、２において、以下の置き換えをした。
すなわち、図１の温度特性生成回路１２およびミラー電流生成回路１３を、図２の温度特性生成回路１２Ａおよびミラー電流生成回路１３Ａに置き換えるとともに、図１の温度特性生成回路２２およびセンサ駆動電流生成回路２３を、図２の温度特性生成回路２２Ａおよびセンサ駆動電流生成回路２３Ａに置き換えた。
具体的には、図２に示すように、図１のＰＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３を図２のＮＭＯＳトランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２３に置き換え、図１のＮＭＯＳトランジスタＴｒ４、Ｔｒ５を図２のＰＭＯＳトランジスタＴｒ２４、Ｔｒ２５に置き換えた。
【００４３】
また、図１のＰＭＯＳトランジスタＴｒ６、Ｔｒ８を図２のＮＭＯＳトランジスタＴｒ２６、Ｔｒ２８に置き換え、図１のＮＭＯＳトランジスタＴｒ７を図２のＰＭＯＳトランジスタＴｒ２７に置き換えた。
さらに図２に示すように、図１のＰＭＯＳトランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１３を図２のＮＭＯＳトランジスタＴｒ３１〜Ｔｒ３３に置き換え、図１のＮＭＯＳトランジスタＴｒ１４〜Ｔｒ１６を図２のＰＭＯＳトランジスタＴｒ３４〜Ｔｒ３６に置き換えた。
このように置き換えた第２変形例によれば、図１の第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
（３）このような第１変形例および第２変形例は、後述の第２実施形態において適用することができる。
【００４４】
（第２実施形態の構成）
図３は、本発明のセンサ温度補償回路の第２実施形態の構成を示すブロック図である。
この第２実施形態は、図３に示すように、図１の関数回路部１を関数回路部１−１、１−２・・・１−（ｎ−１）というように（ｎ−１）個備え、これらを縦続接続するとともに、図１の関数回路部２を最後のｎ個目として接続したものである。
このように、第２実施形態では、関数回路部１を（ｎ−１）個重ねていき、前段の関数回路部で生成した電流を後段の電流回路部へと引き渡すことを繰り返して、関数回路部２からｎ次関数以下の全関数の温度特性を持つセンサ温度補償電流が得られるようにしたものである。
【００４５】
このため、第２実施形態では、関数回路部１−１は図１の関数回路部１と同様に構成される。また、関数回路部１−２・・・１−（ｎ−１）のそれぞれは、図１の関数回路部２と同様に前段の関数回路部が生成する電流をカレントミラーし、このカラントミラーした電流を基に新たな電流を生成する。さらに、関数回路部２は、関数回路部１−（ｎ−１）が生成する電流をカレントミラーし、このカラントミラーした電流を基にセンサ素子１０４を駆動するセンサ駆動電流を生成する。
【００４６】
（第２実施形態の動作）
次に、第２実施形態の動作について、図３を参照して説明する。
この第２実施形態では、関数回路部１−１、１−２は第１実施形態と同様に動作し、初段の関数回路部１−１では（８）式に示す電流Ｉ１を生成し、２段目の関数回路部１−２では（１６）式に示す電流Ｉ２を生成する。
そして、３段目の関数回路部１−３では、（１６）式に示す関数回路部１−２の生成電流Ｉ２を基に、温度に対して３次関数の電流Ｉ３を生成するので、以下に説明する。
【００４７】
前提として上述の固定抵抗Ｒ１、Ｒ２と同様に、固定抵抗Ｒ３は温度特性を持たないものとする。このとき、関数回路部１−３の生成電圧Ｖ３は、次の（１７）式となる。
Ｖ３＝Ｒ３１Ｔ×（Ｉ２／２）−Ｒ３２Ｔ×（Ｉ２／２）＋Ｖ０３・・・（１７）
また、ここで可変抵抗Ｒ３１Ｔ、Ｒ３２Ｔのそれぞれの常温での抵抗値を、Ｒ３１、Ｒ３２、それぞれの温度係数をα３１、α３２と定義すれば、可変抵抗Ｒ３１Ｔ、Ｒ３２Ｔはそれぞれ以下の式（１８）、（１９）で記述できる。
Ｒ３１Ｔ＝Ｒ３１（１＋α３１Ｔ）・・・（１８）
Ｒ３２Ｔ＝Ｒ３２（１＋α３２Ｔ）・・・（１９）
【００４８】
また、このとき可変抵抗Ｒ３１Ｔ、Ｒ３２Ｔの常温での値がＲ３１＝Ｒ３２であれば、式（１７）は次の（２０）式のようになる。
Ｖ３＝（α３１−α３２）Ｒ３１×（Ｉ２／２）Ｔ＋Ｖ０３・・・（２０）
また、このとき関数回路部１−３の出力電流Ｉ３は、次の（２１）式となる。
【００４９】
Ｉ３＝Ｖ３／Ｒ３
＝（α３１−α３２）×（Ｒ３１／Ｒ３）×（Ｉ２／２）Ｔ＋（Ｖ０３／Ｒ３）
・・・（２１）
ここで、関数回路部１−３の生成温度係数ａ３、ｂ３のそれぞれを、式（２２）（２３）と定義するものとする。
ａ３＝（α３１−α３２）×（Ｒ３１／２Ｒ３）・・・（２２）
ｂ３＝Ｖ０３／Ｒ３・・・（２３）
このように定義すれば、式（２１）は次の（２４）式となる。
Ｉ３＝ａ３ＴＩ２＋ｂ３
＝ａ３Ｔ（ａ１ａ２Ｔ２＋ａ２ｂ１Ｔ＋ｂ２）＋ｂ３
＝ａ１ａ２ａ３Ｔ３  ＋ａ２ａ３ｂ１Ｔ２  ＋ａ３ｂ２Ｔ＋ｂ３・・・（２４）
【００５０】
次に、４段目の関数回路部１−４では、３段目の関数回路部１−３が生成する（２４）式に示す電流Ｉ３を基に、温度に対して４次関数の電流Ｉ４を生成するので、以下に説明する。
上述の固定抵抗Ｒ３と同様に、固定抵抗Ｒ４は温度特性を持たないものとする。このとき、関数回路部１−４の生成電圧Ｖ４は、次式となる。
Ｖ４＝Ｒ４１Ｔ×（Ｉ３／２）−Ｒ４２Ｔ×（Ｉ３／２）＋Ｖ０４
また、ここで可変抵抗Ｒ４１Ｔ、Ｒ４２Ｔのそれぞれの常温での抵抗値を、Ｒ４１、Ｒ４２、それぞれの温度係数をα４１、α４２と定義すれば、可変抵抗Ｒ４１Ｔ、Ｒ４２Ｔはそれぞれ以下の式（２５）、（２６）で記述できる。
Ｒ４１Ｔ＝Ｒ４１（１＋α４１Ｔ）・・・（２５）
Ｒ４２Ｔ＝Ｒ４２（１＋α４２Ｔ）・・・（２６）
【００５１】
また、このとき可変抵抗Ｒ４１Ｔ、Ｒ４２Ｔの常温での値がＲ４１＝Ｒ４２であれば、上記の関数回路部１−４の生成電圧Ｖ４は次式になる。
Ｖ４＝（α４１−α４２）Ｒ４１×（Ｉ４／２）Ｔ＋Ｖ０４
また、このとき関数回路部１−４の出力電流Ｉ４は、次式となる。
Ｉ４＝Ｖ４／Ｒ４
＝（α４１−α４２）×（Ｒ４１／Ｒ４）×（Ｉ３／２）Ｔ＋（Ｖ０４／Ｒ４）
また、関数回路部１−４の生成温度係数ａ４、ｂ４のそれぞれを、式（２７）（２８）と定義するものとする。
ａ４＝（α４１−α４２）×（Ｒ４１／２Ｒ４）・・・（２７）
ｂ４＝Ｖ０４／Ｒ４・・・（２８）
このように定義すれば、関数回路部１−４の出力電流Ｉ４は次の（２９）式となる。
Ｉ４＝ａ１ａ２ａ３ａ４Ｔ４＋ａ２ａ３ａ４ｂ１Ｔ３＋ａ３ａ４ｂ２Ｔ２＋ａ４ｂ３Ｔ＋ｂ４・・・（２９）
これにより、ｎ段目の関数回路部２のｎ次関数のセンサ温度補償電流Ｉｎは、
【００５２】
【数１】
2013170834.tif 000003
とすれば、次の（３０）式となる。
【００５３】
【数２】
2013170834.tif 000004
【００５４】
このとき、１次からｎ次までの各次数の関数生成部の生成温度係数ａｉ、ｂｉを、（３１）（３２）式のように定義する。
ａｉ＝（αｉ１−αｉ２）×（Ｒｉ１／２Ｒｉ）・・・（３１）
ｂｉ＝Ｖ０ｉ／Ｒｉ（ｉ＝１，２・・・ｎ−１，ｎ）・・・（３２）
このように定義し、条件として各次数の関数回路部の可変抵抗を以下の（３３）（３４）式のように定義する。
Ｒｉ１Ｔ＝Ｒｉ１（１＋αｉ１Ｔ）・・・（３３）
Ｒｉ２Ｔ＝Ｒｉ２（１＋αｉ２Ｔ）・・・（３４）
【００５５】
このように定義するとき、可変抵抗の常温での抵抗値がＲｉ１＝Ｒｉ２、固定抵抗Ｒｉは温度特性を持たないことが条件となる。
式（３０）、（３１）、（３２）によれば、電流Ｉｎ  の各次数の係数制御は、ｎ次の係数については、関数回路部１−１の可変抵抗の常温での抵抗値Ｒｉ１、Ｒｉ２と、定電流Ｉ０とで行う。また、n 次以外の係数制御は、基準電圧Ｖ０ｉで行うことで各次数の係数を個別に制御することができる。
【００５６】
以上のように、第２実施形態では、（ｎ−１）個の関数回路部１−１、１−２・・・１−（ｎ−１）を縦続接続するとともに、最後のｎ個目に関数回路部２を接続するようにしたので、n 次関数以下の関数を全て有し、かつ各次数の係数を個別に制御可能なセンサ温度補償電流が得られる。これにより、ｎ次関数によるセンサ温度補償が可能となり、センサ感度のさらなる高精度化が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、ホール素子、磁気抵抗素子、歪みセンサ、圧力センサ、温度センサ、および加速度センサなどの駆動に適用でき、さらに、それらを含む各種のセンサ装置に適用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１、２・・・関数回路部
１−１〜１−（ｎ−１）・・・関数回路部
１１、２１・・・基準電圧生成回路
１２、２２・・・温度特性生成回路
１３・・・ミラー電流生成回路
２３・・・センサ駆動電流生成回路
Ｒ１１Ｔ、Ｒ１２Ｔ、Ｒ２１Ｔ、Ｒ２２Ｔ・・・可変抵抗
Ｒ１、Ｒ２・・・固定抵抗
Ｔｒ１〜Ｔｒ３、Ｔｒ６、Ｔｒ８・・・ＰＭＯＳトランジスタ
Ｔｒ１１〜Ｔｒ１３・・・ＰＭＯＳトランジスタ
Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ７・・・ＮＭＯＳトランジスタ
Ｔｒ１４〜Ｔｒ１６・・・ＮＭＯＳトランジスタ
【図１】
2013170834.tif 000005
【図２】
2013170834.tif 000006
【図３】
2013170834.tif 000007
【図４】
2013170834.tif 000008
【図５】
2013170834.tif 000009