专利名称：温度检测电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据温度产生输出信号的温度检测电路，尤其涉及在MD(小型盘)系统中根据环境温度控制写入激光强度的温度检测电路。
以往，MD系统中备有在MD上规定的部分产生磁场的磁头、以及在MD上的上述规定的部分产生激光的光发射器。录音时，激光照射在旋转的磁光盘上，于是只有被激光照射的部分温度上升，而且，上述温度达到居里温度后，磁光盘的上述部分便无剩磁。这时，利用磁头将与录音数据对应的磁场加到磁光盘上，于是只有上述部分按照上述磁场而被磁化。此后，由于上述部分离开激光，所以该部分的温度下降，磁化便照原样保留下来。通过反复进行这一动作，录音数据便被记录在光磁盘上。
为了针对环境温度的变化产生强度稳定的激光，图2示出在上述那样的系统中检测环境温度的电路。在图2中，假设在二极管(1)中流动的电流相对于温度大致一定，二极管(1)正向电压的温度特性式为
式中，VD是二极管两端之间的电压，T是绝对温度[K]，VEg是半导体的能隙电压，a是与迁移率的温度特性有关的常数，q是电子电荷量，K是波尔兹曼常数。由上式得VD=VEg+ (dVD)/(dT) ·T ...................①设电阻(2)的阻值为R1，则电阻(2)中流动的电流I1为I1= (Vcc-VD-Vcc/2)/(R1)= (Vcc/2-VD)/(R1) ..................②另一方面，设电阻(3)的阻值为R2，则电阻(3)中流动的电流I2为I2＝VCC/2·R2……③而且，由式①、②及③可得电阻(4)中流动的电流I3为
于是，根据电阻(4)的电压降可得VCA(压控放大器)(5)的控制电压VC为VC=VCC2-I3·R3]]>=VCC2·(1-R3R2+R3R1)+VER·R3R1+dVDdT·T·R3R1---(4)]]>因此，MD系统的环境温度升高时，控制电压下降，VCA(5)的增益变小，因此照射在MD上的激光强度变弱。反之，当环境温度降低时，控制电压VC升高，所以，激光强度增大。
可是，在图2的电路中，正如由式④可知的那样，温度检测电路的输出信号，即放大器(6)的输出信号按照温度T和电源电压VCC的变化而变化。如果将这样的温度检测电路用于MD系统的激光强度控制，则由于控制电压VC除环境温度以外还随电源电压VCC的变化而变化，因此不能在MD上进行正确的记录。
本发明就是鉴于上述问题而开发的，本发明的特征为，它由下述各部分构成，负极接地的二极管;一端接在该二极管正极上的第1电阻;一端接地的第2电阻;发射极分别接在上述第1及第2电阻的另一端上，偏压加在基极上的第1及第2晶体管;以及将该第1及第2晶体管的集电极电流作为输入信号，根据该输入信号产生输出信号的电流运算电路。
另外，上述电流运算电路的特征为，它由下述各部分构成，集电极及基极连接在电源上、同时发射极分别连接在第1及第2晶体集电极上的第3及第4晶体管;基极连接在上述第1晶体管集电极上的第5晶体管;集电极连接在上述第5晶体管集电极上、同时基极连接在上述第2晶体管集电极上的第6晶体管;连接在上述第5晶体管发射极上的第1恒流源;基极连接在第5晶体管发射极上、同时集电极连接在第6晶体管发射极上的第7晶体管;基极连接在第6晶体管发射极上、发射极连接在第7晶体管发射极上、同时在集电极上产生输出信号的第8晶体管;以及连接在第7及第8晶体管公共发射极上的第2恒流源。
再一个特征是用于MD系统中。
如果采用本发明，则由于在第1及第2晶体管的发射极上产生一个从偏压减去基极-发射极电压后的电压，所以有一个规定的电压加在串联连接的二极管及第1电阻上、以及和第2电阻上。因此，电流流经第1及第2电阻，通过上述电流流经第3及第4晶体管，在第3及第4晶体管的发射极上产生一规定电压，加在第5及第6晶体管的基极上。在第5及第6晶体管的发射极上产生从基极电压下降一规定电压后的电压，加在第7及第8晶体管的基极上。在第7及第8晶体管的发射极上产生从基极电压下降一规定电压后的电压，上述电压成为等电压。因此不随电源电压的变化而随温度的变化产生输出信号。
图1是表示本发明一个实施例的电路图;
图2是表示先有例的电路图。
图中7二极管8第1电阻9第2电阻10第1晶体管11第2晶体管
12第3晶体管13第4晶体管14第5晶体管15第6晶体管16第7晶体管17第8晶体管图1表示本发明的一个实施例，(7)是负极接地的二极管、(8)是一端接在二极管(7)的正极上的第1电阻、(9)是一端接地的第2电阻、(10)及(11)是将恒定的电压分别加在第1及第2电阻的另一端用的第1及第2晶体管、(12)及(13)是发射极分别连接在第1及第2晶体管(10)及(11)的集电极上、基极及集电极连接在电源上的第3及第4晶体管、(14)及(15)是基极分别连接在第1及第2晶体管(10)及(11)的集电极上的第5及第6晶体管。(16)是基极连接在第5晶体管(14)的发射极上的第7晶体管、(17)是基极连接在第6晶体管(15)的发射极和第7晶体管(16)的集电极的连接点上的第8晶体管、(18)是连接在第5晶体管(14)的发射极上的第1恒流源、(19)是连接在第7及第8晶体管(16)及(17)的公共发射极上和第2恒流源。
图1中，偏压加在第1及第2晶体管(10)及(11)的基极上，在第1及第2晶体管(10)及(11)的发射极上产生从偏压下降一个晶体管的VBE(基极-发射极之间的电压)以后的电压V1。另外，电压V1是这样设定的，也就是使它与二极管(7)的能隙电压VEg相等。因为上述电压V1加在串联连接的第1电阻(8)和二极管(7)上、以及第2电阻(9)上，所以，如果假设第1电阻(8)的阻值为R4、二极管(7)两端的电压为VD，则流经第1电阻(8)的电流I4为I4＝(V1-VD)/R4……⑤另外，假设第2电阻(9)的阻值为R5，则流经第2电阻(9)的电流I5为I5＝V1/R5……⑥由于第1及第2晶体管(10)及(11)的基极电流很微小，将其忽略不计，则流经第1及第2电阻(8)及(9)的电流I4及I5与第1及第2晶体管(10)及(11)的集电极电流相等。而且，第1及第2晶体管(10)及(11)的集电极电流分别由第3及第4晶体管(12)及(13)供给。因此，如果假设第3晶体管(12)的饱和电流为IS3，则第3晶体管(12)的基极-发射极之间电压VBE3为VNR3= (kT)/(q) ·ln (I4)/(IS3)另外，如果假设第4晶体管(13)的饱和电流IS4，则第4晶体管(13)的VBE4为VNR4= (kT)/(q) ·ln (I5)/(IS4)因此，第3及第4晶体管(12)及(13)的发射极电压分别为VCC-VBE3及VCC-VBE4，并分别加在第5及第6晶体管(14)及(15)的基极上。另外，VCC是电源电压。
因为第5晶体管(14)的发射极电流与第1恒流源(18)的电流I6相等，所以如果假设第5晶体管(14)的饱和电流为IS5，则第5晶体管(14)的基极-发射极之间电压VBE5为VNR5= (kT)/(q) ·ln (I5)/(IS5)第5晶体管(14)的发射极电压为VCC-VBE3-VBE5。
另一方面，假设从输出端子(20)产生的输出电流为IOUT，输出电流IOUT流经第8及第9晶体管(17)及(21)。因此，当假设第2恒流源(19)的电流为I7时，则电流I7-IOUT流经第6及第7晶体管(15)及(16)。但因各晶体管的基极电流很微小，故将其忽略。
由于电流I7-IOUT流经第6晶体管(15)，所以当假设第6晶体管(15)的饱和电流为IS6时，则第6晶体管(15)的基极-发射极之间电压VBE6为VNR6= (kT)/(q) ·ln (I7-Iour)/(IS6)而且，由于电压VCC-VBE4加在第6晶体管(15)的基极上，所以第6晶体管(15)的发射极电压为VCC-VBE4-VBE6，而且，该电压加到第8晶体管(17)的基极上。在第8晶体管(17)中，电流IOUT流经第8晶体管(17)，所以当假设第8晶体管(17)的饱和电流为IS8时，第8晶体管(17)的基极-发射极之间电压VBE8为
VNR8= (kT)/(q) ·ln (Iour)/(IS8)第8晶体管(17)的发射极电压则为VCC-VBE4-VBE6-VBE8。
另一方面，由于电流I7-IOUT流经第7晶体管(16)，所以当假设第7晶体管(16)的饱和电流为IS7时，第7晶体管(16)的基极-发射极之间电压VBE7为VNR7= (kT)/(q) ·ln (I7-Iour)/(IS7)另外，由于第5晶体管(14)的发射极电压加在第7晶体管(16)的基极上，所以第7晶体管(16)的发射极电压为VCC-VBE3-VBE5-VBE7。
因此，因为第7及第8晶体管(16)及(17)的发射极连接在一起，所以VCC-VBE3-VBE3-VBE7=VCC-VBE4-VBE6-VBE8
=VCC2·(1-R3R2+R3R1)+VER·R3R1+dVDdT·T·R3R1---(4)]]>
I4·I6IS3·IS5·IS7=I5·IourIS4·IS6·IS8]]>
Iour=IS4·IS6·IS8IS3·IS5·IS7·I4I5·I6---(7)]]>
而且，将式⑤及式⑥代入式⑦，则得Iour=IS4·IS6·IS8IS3·IS5·IS7·R5R4·VEg-VdVEg·I6---(8)]]>再将式①代入式⑧，则得Iour=IS4·IS6·IS8IS3·IS5·IS7·R5R4·-dVDdTVEg·T·I6---(9)]]>因此，由式⑨知，输出电流IOUT与温度T成正比，所以从输出端子(20)产生按照温度而改变的输出电流。另外，在式⑨中，没有含电源电压VCC的项，所以输出电流IOUT不随电源电压VCC的变化而变化。
将图1所示这样的温度检测电路用于MD系统中时，如果将上述温度检测电路的输出电流作为进行例如电流-电压变换等的控制信号，加到控制照射MD的激光的输出强度的控制放大器上，则激光点的温度大致一定，因此能进行准确的记录，同时由于不受电源电压变化的影响，所以在电压下降等情况下，激光点的温度也能大致一定，故能进行准确的记录。
因此，如果按照本发明，通过将一定的电压加到串联连接的二极管及第1电阻上、以及第2电阻上而获得电流，根据这样获得的电流产生输出电流，所以能提供一种不受电源电压影响的温度检测电路。
权利要求
1.一种温度检测电路，其特征为它由下述各部分构成，负极接地的二极管；一端连接在该二极管正极上的第1电阻；一端接地的第2电阻；发射极分别连接在上述第1及第2电阻的另一端上、偏压加在基极上的第1及第2晶体管；以及将该第1及第2晶体管的集电极电流作为输入信号、根据所述输入信号产生输出信号的电流运算电路。
2.根据权利要求1所述的温度检测电路，其特征为所述电流运算电路由以下各部分构成，集电极及基极连接在电源上，同时发射极分别连接在所述第1及第2晶体管集电极上的第3及第4晶体管;基极连接在所述第1晶体管集电极上的第5晶体管;集电极连接在所述第5晶体管集电极上、同时基极连接在所述第2晶体管集电极上的第6晶体管;连接在所述第5晶体管发射极上的第1恒流源;基极连接在所述第5晶体管发射极上、同时集电极连接在所述第6晶体管发射极上的第7晶体管;基极连接在所述第5晶体管发射极上、发射极连接在所述第7晶体管发射极上、同时在集电极产生输出信号的第8晶体管;以及连接在所述第7及第8晶体管公共发射极上的第2恒流源。
3.根据权利要求1或2所述的温度检测电路，其特征为所述电路用于MD系统中。
全文摘要
本发明温度检测电路产生不受电源电压变化影响的，按照温度的输出信号。该电路包括，产生按照温度变化的端电压的二极管；连接在二极管正极上的第1电阻；第2电阻；将恒定电压加在第1及第2电阻上用的第1及第2晶体管；供给流经第1及第2电阻电流的第3及第4晶体管；第3及第4晶体管的发射极电流加在基极上的第5及第6晶体管；以及第5及第6晶体管的发射极电压加在基极上的第7及第8晶体管。来自输出端子20的输出电流按照温度而变化。
文档编号G11B7/125GK1112675SQ9510383
公开日1995年11月29日 申请日期1995年3月31日 优先权日1994年3月31日
发明者栗原信二 申请人:三洋电机株式会社