[發明專利]一種基于基準源的溫度傳感器電路

在審

• 申請號: 201410373289.1
• 申請日: 2014-07-31
• 公開（公告）號: CN104198066A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 李榮寬;林杰;薛曉軍;周駿
• 申請（專利權）人: 嘉興市納杰微電子技術有限公司
• 主分類號: G01K7/00
• 分類號: G01K7/00
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 胡根良

技術領域

本發明涉及一種電路結構，尤其涉及一種基于基準源的溫度傳感器電路。

背景技術

隨著社會的不斷進步，各種精密儀器的不斷誕生，使得對于檢測精度的要求也隨之提高，尤其是對于整個電路系統的溫度的監測，因為其關乎整個電路系統的正常運行以及精確監測。為了提高整個電路系統溫度的穩定性及對電路系統中溫度的進行監測，電路設計者會考慮在電路系統中設計溫度傳感器模塊，這樣做有兩個好處，其一，是利用外部溫度補償的方法提高整個電路系統溫度的穩定性，其二，通過溫度傳感器模塊將溫度信號轉換為電信號從而實現對電路系統的溫度進行監測。

一般大多采用第二種方式將溫度信號轉換為電信號從而實現對電路系統的溫度進行監測。傳統中將溫度信號轉換為電信號方式包括：利用電阻的溫度系數，即溫度變化導致電阻值得變化，從而使得電信號產生變化；利用MOS管閥值電壓的溫度系數。該兩種方法都可以實現對電路系統中溫度的監測，但是前者由于高階溫度影響系數的存在，而使得溫度傳感器的線性度低，從而監測的精度較低。后者雖然精度有所提高，但是MOS管得閥值電壓與工藝的關系較大，使得整個溫度傳感器電路的一致性較差，從而導致整體效果不佳。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、成本低、監測精度高、一致性好的溫度傳感器電路。

為了解決以上技術問題，本發明一種基于基準源的溫度傳感器電路，其特征在于，包括：基準源模塊，將輸入電壓轉換生成與絕度溫度成正比的PTAT電壓，并提供給溫度傳感器模塊；溫度傳感器模塊，連接所述基準源模塊，并將溫度信號轉化為模擬電壓信號。

優選的，所述溫度傳感器模塊為電壓串聯負反饋電路。

優選的，所述溫度傳感器模塊為同相比例運算電路。

優選的，所述同相比例運算電路包括運算放大器A2、電阻器R7、電阻器R8，PTAT電壓進入所述運算放大器A2正向輸入端，所述運算放大器A2反向輸入端與所述電阻器R7的一端和所述電阻器R8的一端的相連，所述電阻器R7的另一端與所述運算放大器A2的輸出端相連，所述電阻器R8的另一端連接到地。

優選的，所述基準源模塊包括還包括基準電壓輸出端。

優選的，所述基準源模塊包括Brokaw帶隙基準電壓源。

優選的，所述Brokaw帶隙基準電壓源包括電阻器R1，其一端與電源電壓Vin相連，另一端與運算放大器A1的正向輸入端及雙極型晶體管Q1的集電極相連；電阻器R2，其一端與電源電壓Vin相連，另一端與運算放大器A1的反向輸入端及雙極型晶體管Q2的集電極相連；雙極型晶體管Q1的發射極與節點a相連，雙極型晶體管Q2的發射極通過電阻器R3與節點a相連；電阻器R4一端與節點a相連，另一端與地相連；雙極型晶體管Q1、Q2的基極相連。

優選的，所述Brokaw帶隙基準電壓源還包括用于提升基準電壓的分壓電路。

優選的，所述分壓電路包括電阻器R5、R6，所述電阻器R5、R6同時與雙極型晶體管Q1、Q2的基極相連，電阻器R5的另一端與運算放大器A1的輸出端，電阻器R6的另一端接地。

優選的，所述Brokaw帶隙基準電壓源還包括用于提高基準電壓輸出穩定性的補償電容器CL，電容器CL的一端及基準電壓輸出端V_ref相連，電容器CL的另一端接地。

利用基準源熱電壓與溫度成線性的關系，采用基準源產生PTAT(與絕對溫度成正比)電壓的方式來設計溫度傳感器。使得電路系統對于溫度的監測更加精準，去除了高階溫度影響系數對溫度傳感器模塊的影響。

同時，基準源采用Brokaw帶隙基準電壓源，使得基準源產生的PTAT電壓僅與兩個晶體管得PN結壓降V_BE有關，一般情況下，V_BE由晶體管的發射結提供，而其與電源電壓幾乎無關，所以由此得到的PTAT電壓與電源電壓無關，由此PTAT電壓能夠與溫度產生非常好的線性關系，而且此PTAT電壓也同時用來設計高精度的基準源電路，因此能夠用來實現高線性度和高精度的溫度傳感器。

本基準源電路采用Brokaw單元的結構，而Brokaw單元的優點為：Bandgap結構，電路一致性好；低溫度漂移；能夠抑制電路中非理想因素對于電路輸出的影響。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明：

圖1是本發明基于基準源的溫度傳感器電路的實施例的電路示意圖；