[實(shí)用新型]一種基于基準(zhǔn)源的溫度傳感器電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420430277.3
• 申請(qǐng)日: 2014-07-31
• 公開（公告）號(hào): CN203965060U
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李榮寬;林杰;薛曉軍;周駿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 嘉興市納杰微電子技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01K7/00
• 分類號(hào): G01K7/00
• 代理公司: 杭州華鼎知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33217
• 代理人: 胡根良

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種電路結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種基于基準(zhǔn)源的溫度傳感器電路。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，各種精密儀器的不斷誕生，使得對(duì)于檢測(cè)精度的要求也隨之提高，尤其是對(duì)于整個(gè)電路系統(tǒng)的溫度的監(jiān)測(cè)，因?yàn)槠潢P(guān)乎整個(gè)電路系統(tǒng)的正常運(yùn)行以及精確監(jiān)測(cè)。為了提高整個(gè)電路系統(tǒng)溫度的穩(wěn)定性及對(duì)電路系統(tǒng)中溫度的進(jìn)行監(jiān)測(cè)，電路設(shè)計(jì)者會(huì)考慮在電路系統(tǒng)中設(shè)計(jì)溫度傳感器模塊，這樣做有兩個(gè)好處，其一，是利用外部溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄌ岣哒麄€(gè)電路系統(tǒng)溫度的穩(wěn)定性，其二，通過(guò)溫度傳感器模塊將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電路系統(tǒng)的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

一般大多采用第二種方式將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電路系統(tǒng)的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。傳統(tǒng)中將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)方式包括：利用電阻的溫度系數(shù)，即溫度變化導(dǎo)致電阻值得變化，從而使得電信號(hào)產(chǎn)生變化；利用MOS管閥值電壓的溫度系數(shù)。該兩種方法都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路系統(tǒng)中溫度的監(jiān)測(cè)，但是前者由于高階溫度影響系數(shù)的存在，而使得溫度傳感器的線性度低，從而監(jiān)測(cè)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(guān)系較大，使得整個(gè)溫度傳感器電路的一致性較差，從而導(dǎo)致整體效果不佳。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、監(jiān)測(cè)精度高、一致性好的溫度傳感器電路。

為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型一種基于基準(zhǔn)源的溫度傳感器電路，其特征在于，包括：基準(zhǔn)源模塊，將輸入電壓轉(zhuǎn)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(zhǔn)源模塊，并將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬電壓信號(hào)。

優(yōu)選的，所述溫度傳感器模塊為電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路。

優(yōu)選的，所述溫度傳感器模塊為同相比例運(yùn)算電路。

優(yōu)選的，所述同相比例運(yùn)算電路包括運(yùn)算放大器A2、電阻器R7、電阻器R8，PTAT電壓進(jìn)入所述運(yùn)算放大器A2正向輸入端，所述運(yùn)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(yùn)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(yōu)選的，所述基準(zhǔn)源模塊包括還包括基準(zhǔn)電壓輸出端。

優(yōu)選的，所述基準(zhǔn)源模塊包括Brokaw帶隙基準(zhǔn)電壓源。

優(yōu)選的，所述Brokaw帶隙基準(zhǔn)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(yùn)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(yùn)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(fā)射極與節(jié)點(diǎn)a相連，雙極型晶體管Q2的發(fā)射極通過(guò)電阻器R3與節(jié)點(diǎn)a相連；電阻器R4一端與節(jié)點(diǎn)a相連，另一端與地相連；雙極型晶體管Q1、Q2的基極相連。

優(yōu)選的，所述Brokaw帶隙基準(zhǔn)電壓源還包括用于提升基準(zhǔn)電壓的分壓電路。

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

優(yōu)選的，所述Brokaw帶隙基準(zhǔn)電壓源還包括用于提高基準(zhǔn)電壓輸出穩(wěn)定性的補(bǔ)償電容器CL，電容器CL的一端及基準(zhǔn)電壓輸出端V_ref相連，電容器CL的另一端接地。

利用基準(zhǔn)源熱電壓與溫度成線性的關(guān)系，采用基準(zhǔn)源產(chǎn)生PTAT(與絕對(duì)溫度成正比)電壓的方式來(lái)設(shè)計(jì)溫度傳感器。使得電路系統(tǒng)對(duì)于溫度的監(jiān)測(cè)更加精準(zhǔn)，去除了高階溫度影響系數(shù)對(duì)溫度傳感器模塊的影響。

同時(shí)，基準(zhǔn)源采用Brokaw帶隙基準(zhǔn)電壓源，使得基準(zhǔn)源產(chǎn)生的PTAT電壓僅與兩個(gè)晶體管得PN結(jié)壓降V_BE有關(guān)，一般情況下，V_BE由晶體管的發(fā)射結(jié)提供，而其與電源電壓幾乎無(wú)關(guān)，所以由此得到的PTAT電壓與電源電壓無(wú)關(guān)，由此PTAT電壓能夠與溫度產(chǎn)生非常好的線性關(guān)系，而且此PTAT電壓也同時(shí)用來(lái)設(shè)計(jì)高精度的基準(zhǔn)源電路，因此能夠用來(lái)實(shí)現(xiàn)高線性度和高精度的溫度傳感器。

本基準(zhǔn)源電路采用Brokaw單元的結(jié)構(gòu)，而Brokaw單元的優(yōu)點(diǎn)為：Bandgap結(jié)構(gòu)，電路一致性好；低溫度漂移；能夠抑制電路中非理想因素對(duì)于電路輸出的影響。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明：

圖1是本實(shí)用新型基于基準(zhǔn)源的溫度傳感器電路的實(shí)施例的電路示意圖；