(57)【要約】【課題】  分圧電圧の非線形性を抑制した温度補償分圧回路を提供する。【解決手段】  高電位端と、該高電位端より電位の低い低電位端とからなる端子部における前記高電位端と前記低電位端との電位差を分圧し、かつ、その分圧電圧が温度変化に対して少なくとも線形的に変化するように温度補償して出力する温度補償分圧回路を構成する際に、複数のダイオードが直列接続して形成されて、一端がアノード側端部をなし他端がカソード側端部をなす第１分圧ユニットと、抵抗器と、該抵抗器の温度変化を抑制する概ね線形の温度特性を持つ温度補償器とが並列接続されて、前記第１分圧ユニットに接続された第２分圧ユニットと、を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電位端と、該高電位端より電位の低い低電位端とからなる端子部における前記高電位端と前記低電位端との電位差を分圧し、かつ、その分圧電圧が温度変化に対して少なくとも線形的に変化するように温度補償して出力する温度補償分圧回路であって、
複数のダイオードが直列接続して形成されて、一端がアノード側端部をなし他端がカソード側端部をなす第１分圧ユニットと、
抵抗器と、該抵抗器の温度変化を抑制する概ね線形の温度特性を持つ温度補償器とが並列接続されて、前記第１分圧ユニットに接続された第２分圧ユニットと、
を備えることを特徴とする温度補償分圧回路。
【請求項２】
請求項１に記載の温度補償分圧回路であって、
前記ダイオードに順方向バイアスが印可されるように、前記第１分圧ユニットの前記第１分圧ユニットの前記カソード側端部が前記低電位端側に配置されていることを特徴とする温度補償分圧回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の温度補償分圧回路であって、
前記温度補償器は、前記抵抗器の温度特性が正特性の場合には負特性、負特性の場合には正特性を持つことを特徴とする温度補償分圧回路。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の温度補償分圧回路であって、
前記温度補償器は、サーミスタであることを特徴とする温度補償分圧回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度補償した温度補償分圧回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
抵抗器の抵抗値は、温度により変化する。しかし、温度にかかわらず、一定の抵抗値を示すようにしたと言った要求がある。このような場合には、温度補償分圧回路が用いられる。
【０００３】
図８は、このような温度補償分圧回路１００の一例である。この温度補償分圧回路１００は、第１分圧ユニット１０１Ａと第２分圧ユニット１０１Ｂとが直列に接続されて、電源電圧Ｖを分圧点Ｐで分圧している（分圧電圧をＶｐとする）。第１ユニット１０１Ａ及び第２分圧ユニット１０１Ｂは、共に分圧抵抗１０２Ａ，１０２Ｂと、該分圧抵抗１０２Ａ，１０２Ｂに並列接続された温度補償器１０３Ａ，１０３Ｂとで構成されている。この温度補償器１０３Ａ，１０３Ｂは、抵抗１０２Ａ，１０２Ｂの温度に対する非線形性を補償するために設けられている。但し、ここでは電源電圧Ｖは負の電圧とする。
【０００４】
分圧電圧Ｖｐは、第１分圧ユニット１０１Ａと第２分圧ユニット１０１Ｂとの抵抗比により決まるが、第１分圧ユニット１０１Ａや第２分圧ユニット１０１Ｂが非線形な温度特性を持つ場合には、分圧電圧Ｖｐも非線形となる。
【０００５】
図９は負特性サーミスタの抵抗温度特性を示した図であり、図１０は正特性センシスタの抵抗温度特性を示した図である。図８においては、温度補償器１０３Ａとして図９に示す負特性サーミスタを用い、温度補償器１０３Ｂとして図１０に示す正特性センシスタを用いた場合を示している。このような場合には、分圧点Ｐの分圧電圧Ｖｐは、図１１に示すように非線形な温度特性を持つ。
【０００６】
従って、このような分圧電圧に基づき利得が制御される機器では、図１２に示すように、利得は温度に対して非線形に変化してしまう。
【０００７】
一方、例えば、特開平８−２７２４６５号公報には、図１３に示すような構成の分圧回路が開示されている。この分圧回路１１０では、複数のダイオード１１１＿１〜１１１＿ｎが直列に接続されてダイオード回路１１１が形成され、このダイオード回路１１１に抵抗１１２が直列に接続されている。そして、分圧回路１１０の両端に発生する電圧を分圧電圧Ｖｐとしている。このとき、ダイオードの接続個数や抵抗の抵抗値を調整することにより分圧電圧Ｖｐを制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２７２４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特開平８−２７２４６５号公報にかかる構成では、ダイオード回路１１１の温度依存性が小さくても、抵抗１１２は温度依存性を持つため、分圧電圧Ｖｐにも温度依存性が生じる問題があった。従って、抵抗１１２が非線形な温度特性を持つ場合には、分圧点Ｐにおける分圧電圧Ｖｐも非線形となってしまう問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、分圧電圧の非線形性を抑制した温度補償分圧回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、高電位端と、該高電位端より電位の低い低電位端とからなる端子部における高電位端と低電位端との電位差を分圧し、かつ、その分圧電圧が温度変化に対して少なくとも線形的に変化するように温度補償して出力する温度補償分圧回路であって、複数のダイオードが直列接続して形成されて、一端がアノード側端部をなし他端がカソード側端部をなす第１分圧ユニットと、抵抗器と、該抵抗器の温度変化を抑制する概ね線形の温度特性を持つ温度補償器とが並列接続されて、第１分圧ユニットに接続された第２分圧ユニットと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、温度補償分圧回路を温度依存性が線形なダイオードから構成された第１分圧ユニットと、線形な温度依存性を持つ温度補償器により抵抗器の温度依存性を補償する第２分圧ユニットとにより構成したので、分圧電圧の非線形性を抑制した分圧電圧を出力することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態にかかる温度補償分圧回路を示す図である。
【図２】ダイオードにおける温度と順方向電圧との関係を示す温度係数を示す曲線である。
【図３】正の方向に線形的に補償した分電電圧特性を示す図である。
【図４】利得制御素子における温度に依存しない理想的な利得特性を示す図である。
【図５】電源側に第２分圧ユニット、接地側に第１分圧ユニットを配置した構成の温度補償分圧回路を示す図である。
【図６】図１に示す温度補償分圧回路の第１分圧ユニットと、第２分圧ユニットとの接続関係を逆にした構成の温度補償分圧回路を示す図である。
【図７】図５に示す温度補償分圧回路の第１分圧ユニットと、第２分圧ユニットとの接続関係を逆にした構成の温度補償分圧回路を示す図である。
【図８】関連技術の説明に適用される温度補償分圧回路の構成を示す図である。
【図９】負特性サーミスタの抵抗温度特性を示した図である。
【図１０】正特性センシスタの抵抗温度特性を示した図である。
【図１１】正特性センシスタを用いた場合の分圧電圧を示す図である。
【図１２】図１１に示す分圧電圧に基づき制御される利得特性を示す図である。
【図１３】関連公報の技術の説明に適用される分圧回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態を説明する。図１は、本実施形態にかかる温度補償分圧回路２を示す図である。この温度補償分圧回路２は、低電位端側に第１分圧ユニット１０が配置され、高電位端側に第２分圧ユニット２０が配置されて、第１分圧ユニット１０と第２分圧ユニット２０との接続点Ｐが分圧点となっている。以下の説明では、低電位端として電源、高電位端として接地を考える。そして、電源電圧を負電圧とし、その電源の電圧値を−Ｖ、接続点Ｐの電圧（分圧電圧）をＶｐとする。
【００１５】
第１分圧ユニット１０は、複数のダイオード１１（１１＿１〜１１＿ｎ）を直列接続して構成されている。ｎは、正の整数である。各ダイオード１１は順方向接続され、その順方向電圧の温度特性は順方向電流を一定とした場合に負の温度係数を持っている。
【００１６】
即ち、複数のダイオード１１が直列接続されて、一端がアノード側端部をなし他端がカソード側端部をなしている。図１では、カソード側端部が低電位端をなす電源に接続され、アノード側端部が第２分圧ユニット２０と接続されている。これにより、ダイオード１１には順方向バイアスが印可されるようなる。
【００１７】
図２は、このようなダイオードにおける温度Ｔと順方向電圧Ｖｆとの関係を示す温度係数を示す曲線である。なお、図２においては、温度係数αがα＝−０．００２（Ｖ／℃）の場合を例示している。
【００１８】
また、第２分圧ユニット２０は、抵抗器２１と温度補償器２２とを並列接続して構成されている。温度補償器２２は、例えばサーミスタが利用できる。このとき、抵抗器２１の抵抗値が温度上昇に対して増大するタイプ（正得性）の場合には、温度補償器２２は温度上昇に対して抵抗値が減少するタイプ（負特性）のサーミスタが利用できる。また、抵抗器２１の抵抗値が温度上昇に対して減少するタイプ（正得性）の場合には、温度補償器２２は温度上昇に対して抵抗値が増大するタイプ（負特性）のサーミスタが利用できる。
【００１９】
これにより、抵抗器２１と温度補償器２２との合成抵抗Ｒｃの温度依存性が抑制できる。但し、分圧電圧Ｖｐは第１分圧ユニット１０の合成抵抗値との兼ね合いで決まるため、第２分圧ユニット２０の合成抵抗値Ｒｃが温度依存性を持たなくても、分圧電圧Ｖｐには温度依存性が現れる場合がある。本発明では、第２分圧ユニット２０においても、温度依存性が抑制できるように、各ダイオード１１を直列に接続している。
【００２０】
分圧点Ｐにおける分圧電圧Ｖｐは以下のように記載できる。なお、分圧電圧Ｖｐ等の値が温度の関数であることを示すため分圧電圧Ｖｐ［Ｔ］と記載する。このとき分圧電圧Ｖｐ［２５］等は、室温（２５℃）での値であることを示す。
【００２１】
分圧点Ｐを流れる電流Ｉは、温度補償器２２の抵抗値をＲｔ［２５］、抵抗器２１の抵抗値をＲ［２５］、温度補償器２２と抵抗器２１との合成抵抗値をＲｃ［２５］とすると、
Ｒｃ［２５］＝１／（１／Ｒ［２５］＋１／Ｒｔ［２５］）
と記載できるので、
Ｉ＝Ｖｐ［２５］／Ｒｃ［２５］
＝（Ｖｐ［２５］＊Ｒ［２５］＊Ｒｔ［２５］）／（Ｒ［２５］＋Ｒｔ［２５］）      …（２）
で与えられる。
【００２２】
また、分圧点Ｐにおける分圧電圧Ｖｐ［２５］は、各ダイオード１１＿１〜１１＿ｎに電流Ｉが流れたときの順方向電圧をＶｆｉ（Ｉ）［２５］とすると、
Ｖｐ＝Ｖ＋ΣＶｆｉ（Ｉ）［２５］      …（１）
で与えられる。但し、Σはｉ＝１，２…，ｎについての和を意味する。
【００２３】
次に、ある温度Ｔ（ここでは、Ｔ≧２５℃とする。）における分圧電圧Ｖｐ［Ｔ］を説明する。このとき、ダイオード１１の順方向電圧における温度係数αとして、一般的な値である−０．００２（Ｖ／℃）を用いる（α＝−０．００２（Ｖ／℃））。また、温度補償器Ｒｔの抵抗温度定数をβとして、５０００（ｐｐｍ／℃）を用いることとする（β＝５０００（ｐｐｍ／℃））。無論、これらの値は例示である。
【００２４】
このとき、温度Ｔにおける分圧電圧Ｖｐ［Ｔ］は、
Ｖｐ［Ｔ］＝（Ｖ＋Σ（Ｖｆｉ（Ｉ））＊（１＋α）＊（Ｔ−２５）
＝（Ｖ＋Σ（Ｖｆｉ（Ｉ））＊（１＋−０．００２）＊（Ｔ−２５）      …（３）
で与えられる。但し、Σはｉ＝１，２…，ｎについての和を意味する。
【００２５】
また、電流Ｉは、
Ｉ＝Ｖｐ［Ｔ］／Ｒｃ［Ｔ］
＝（Ｖｐ［Ｔ］＊Ｒ［Ｔ］＊Ｒｔ［Ｔ］）／（Ｒ［Ｔ］＋Ｒｔ［Ｔ］）      …（４）
で与えられる。
【００２６】
そして、温度補償器２２の抵抗Ｒｔ［Ｔ］は、
Ｒｔ［Ｔ］＝Ｒｔ［２５］＋β＊Ｒｔ［２５］＊（Ｔ−２５））／１０６
＝Ｒｔ［２５］＋５０００＊Ｒｔ［２５］＊（Ｔ−２５））／１０６      …（５）
で与えられる。
【００２７】
式３〜式５により、分圧電圧Ｖｐ［Ｔ］は、温度Ｔの正の一次関数となる。これにより、温度Ｔに対し、例えば図３に示すように、分圧電圧Ｖｐを正の方向に線形的に補償することができる。そして、理想的な場合には、図４に示すように、利得制御素子の利得が温度に依存せずに一定にすることが可能になる。
【００２８】
ここで注意したいのは、温度変化に対する分圧電圧Ｖｐの変化量が、十分に抑えられ、かつ、残っている温度依存性も、当該温度に対して線形に変化することである。これにより線形に分圧電圧Ｖｐが変化するため、利得制御素子における利得温度特性の劣化が抑制できるようになる。
【００２９】
即ち、複数のダイオード１１を直列に接続して、各ダイオード１１における順方向電圧の線形温度特性を利用することで、分圧電圧Ｖｐは温度に対して線形的に変化するように温度補償が行える。
【００３０】
なお、上記説明では、電源側に第１分圧ユニット１０、接地側に第２分圧ユニット２０を配置した構成であったが、図５に示すように、電源側に第２分圧ユニット２０、接地側に第１分圧ユニット１０を配置した構成でもよい。
【００３１】
また、上記説明では、電源は負電圧であったが、正電圧でも良い。この場合、図６，図７に示すように、第１分圧ユニット１０を構成するダイオードは順方向電圧となるように、図１，図５の場合と逆接続とする。
【符号の説明】
【００３２】
２    温度補償分圧回路
１０    第１分圧ユニット
１１（１１＿１〜１１＿ｎ）    ダイオード
２０    第２分圧ユニット
２１    抵抗器
２２    温度補償器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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