特許 6112829 恒温槽付水晶発振器の温度制御回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6112829

(24)【登録日】2017年3月24日

(45)【発行日】2017年4月12日

(54)【発明の名称】恒温槽付水晶発振器の温度制御回路

(51)【国際特許分類】

   H03B 5/32 20060101AFI20170403BHJP

【ＦＩ】

   H03B5/32 J

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-249250(P2012-249250)

(22)【出願日】2012年11月13日

(65)【公開番号】特開2014-99689(P2014-99689A)

(43)【公開日】2014年5月29日

【審査請求日】2015年9月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000232483

【氏名又は名称】日本電波工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100093104

【弁理士】

【氏名又は名称】船津 暢宏

(72)【発明者】

【氏名】見留 博之

【審査官】 鬼塚 由佳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−０９３２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６１８１５４１（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開昭５４−００６４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０５０８６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｂ ５／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

恒温槽付水晶発振器の温度制御回路であって、
恒温槽内の温度を検出し、検出温度に相当する電圧を出力する温度検出手段と、
前記検出温度に相当する電圧と基準電圧との差分を出力するオペアンプと、
前記オペアンプからの出力をベースに入力するＰＮＰ型パワートランジスタと、
一端が電源電圧に接続し、他端が前記パワートランジスタのエミッタに接続するヒーター抵抗と、
ベースが前記パワートランジスタのエミッタに接続し、コレクタが前記パワートランジスタのベースに接続するＰＮＰ型電流制限用トランジスタと、
一端が電源電圧に接続し、他端が前記電流制限用トランジスタのエミッタに接続し、温度上昇に伴って抵抗値が高くなる抵抗とを有することを特徴とする温度制御回路。

【請求項2】

電流制限用トランジスタのエミッタに接続される抵抗は、当該電流制限用トランジスタの起動時の温度上昇に伴って当該電流制限用トランジスタのベースに印加される電圧が大きくなるのを打ち消すように電圧降下させる抵抗であることを特徴とする請求項１記載の温度制御回路。

【請求項3】

オペアンプを複数多段に接続し、各オペアンプに入力される基準電圧をそれぞれ異なる値とすることを特徴とする請求項１又は２記載の温度制御回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、恒温槽付水晶発振器の温度制御回路に係り、特に、起動時に周辺温度の変化を受けにくくし、安定時に広範囲での温度制御を実現する恒温槽付水晶発振器の温度制御回路に関する。

【背景技術】

【0002】

［従来の技術］
従来、外気温度の変化の影響を小さくするために、恒温槽内に水晶振動子及び周辺回路を収納した恒温槽付水晶発振器（ＯＣＸＯ：Oven Controlled Crystal Oscillator）がある。
恒温槽付水晶発振器は、広い温度範囲にわたって温度に影響される部品を恒温槽中で温度制御することにより、発振周波数の安定化を図ったものである。

【0003】

［従来の温度制御回路：図３］
従来の恒温槽付水晶発振器の温度制御回路について、図３を参照しながら説明する。図３は、従来の恒温槽付水晶発振器の温度制御回路の回路図である。
従来のＯＣＸＯの温度制御回路は、図３に示すように、サーミスタ（ＮＴＣ）１と、第１〜４の抵抗（Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 ）２〜５と、オペアンプ６と、帰還抵抗としての第５の抵抗（Ｒ5 ）７と、第６の抵抗（Ｒ6 ）８と、ＮＰＮ型のパワートランジスタ（Ｔｒ）９と、ヒーター抵抗としての第７の抵抗（Ｒ7 ）１０とから構成されている。

【0004】

［従来のＯＣＸＯの温度制御回路の接続関係］
従来のＯＣＸＯの温度制御回路では、サーミスタ１の一端と第３の抵抗４の一端には定電圧が印加され、サーミスタ１の他端には第１の抵抗２の一端が接続され、第１の抵抗２の他端が接地されている。
また、第３の抵抗４の他端には、第４の抵抗５の一端が接続され、第４の抵抗５の他端が接地されている。

【0005】

そして、サーミスタ１の他端と第１の抵抗２の一端を接続する線に第２の抵抗３の一端が接続し、第２の抵抗３の他端がオペアンプ６の（−）端子に接続されている。
また、第３の抵抗４の他端と第４の抵抗の一端を接続する線がオペアンプ６の（＋）端子に接続されている。

【0006】

オペアンプ６の出力端子は第５の抵抗７を介して（−）端子に帰還し、オペアンプ６の出力端子は第６の抵抗８を介してパワートランジスタ９のベースに接続されている。
第７の抵抗１０の一端には電源電圧（Ｖcc）が印加され、第７の抵抗１０の他端はパワートランジスタ９のコレクタに接続され、パワートランジスタ９のエミッタが接地されている。

【0007】

［従来のＯＣＸＯの温度制御回路の動作］
従来のＯＣＸＯの温度制御回路では、恒温槽内に設けられたサーミスタ１で温度検出を行い、検出温度に応じた電流が流れ、第２の抵抗３を介してオペアンプ６の（−）端子に変動した電圧が入力される。
また、第３の抵抗４と第４の抵抗５により基準電圧が（＋）端子に入力され、オペアンプ６に入力される電圧の差分電圧が第６の抵抗８を介してパワートランジスタ９のベースに入力される。

【0008】

ヒーター抵抗としての第７の抵抗１０には電源電圧が印加されており、パワートランジスタ９のベースに入力される電圧によってパワートランジスタ９のコレクタとエミッタとの間に電流が流れ、第７の抵抗１０とパワートランジスタ９が発熱し、サーミスタ１の検出温度に応じてＯＣＸＯの恒温槽を暖めて一定温度に保持するよう動作する。

【0009】

［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特表２００９−５４０４０９号公報「１Ｖ〜１０Ｖインタフェース用の温度補償電流発生器」（オスラム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング）［特許文献１］、特開２０１１−０４１３９３号公報「出力遮断回路および電子機器」（富士通テン株式会社）［特許文献２］がある。

【0010】

特許文献１には、温度補償電流発生器において、トランジスタＱ３に対して、電流を制限するトランジスタＱ２のベースとエミッタとの間に、温度によって抵抗値が変化する抵抗を設けたことが示されている。
特許文献２には、出力遮断回路において、トランジスタＱ３に対して、電流を制限するトランジスタＱ２のエミッタに抵抗を挿入することが示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特表２００９−５４０４０９号公報

【特許文献2】特開２０１１−０４１３９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

しかしながら、従来のＯＣＸＯの温度制御回路では、当該回路の起動時に各部が暖まっていないために、暖まるにつれてパワートランジスタの消費電流特性が変化し、安定時に広範囲での温度制御を良好に行うことができない場合があるという問題点があった。

【0013】

特に、図３の従来のＯＣＸＯの温度制御回路において、パワートランジスタに電流制限用トランジスタ（ＰＮＰトランジスタ）を設ける構成が考えられるが、起動時におけるパワートランジスタの消費電流値を電流制限トランジスタのベースとエミッタとの間の電圧（ＶBE）の値によって決められている。

【0014】

このＶBEは、電流制限用トランジスタ自身の温度によって変化する特性を有しているため、電源を入れてすぐの電流制限用トランジスタが冷えている状態から暖まるにつれて、ＶBEの値は小さくなり、制限している最大消費電流値は少なくなる。

【0015】

電流制限用トランジスタが暖まった状態でのパワートランジスタの最大消費電流こそが、ＯＣＸＯの駆動能力となり、低温において、この最大消費電流値を超えると、恒温槽での温度制御が不能な状態になる。
要するに、低温側での温度制御範囲に影響を与えることになり、ＯＣＸＯの設計で十分注意が必要になる。

【0016】

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、起動時に周辺温度の変化を受けにくくし、安定時に広範囲での温度制御を行うことができる恒温槽付水晶発振器の温度制御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】

【0017】

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、恒温槽付水晶発振器の温度制御回路であって、恒温槽内の温度を検出し、検出温度に相当する電圧を出力する温度検出手段と、検出温度に相当する電圧と基準電圧との差分を出力するオペアンプと、オペアンプからの出力をベースに入力するＰＮＰ型パワートランジスタと、一端が電源電圧に接続し、他端がパワートランジスタのエミッタに接続するヒーター抵抗と、ベースがパワートランジスタのエミッタに接続し、コレクタがパワートランジスタのベースに接続するＰＮＰ型電流制限用トランジスタと、一端が電源電圧に接続し、他端が電流制限用トランジスタのエミッタに接続し、温度上昇に伴って抵抗値が高くなる抵抗とを有することを特徴とする。

【0018】

本発明は、上記温度制御回路において、電流制限用トランジスタのエミッタに接続される抵抗が、当該電流制限用トランジスタの起動時の温度上昇に伴って当該電流制限用トランジスタのベースに印加される電圧が大きくなるのを打ち消すように電圧降下させる抵抗であることを特徴とする。

【0019】

本発明は、上記温度制御回路において、オペアンプを複数多段に接続し、各オペアンプに入力される基準電圧をそれぞれ異なる値とすることを特徴とする。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、ＰＮＰ型パワートランジスタのエミッタとベースにＰＮＰ型電流制限用トランジスタを設け、温度上昇に伴って抵抗値が高くなる抵抗を接続した恒温槽付水晶発振器の温度制御回路としているので、起動時の電流制限用トランジスタのベース電圧をほぼ一定にして、起動時のパワートランジスタの消費電流は周囲温度が変化してもほとんど変わらず、安定時の消費電流は直線領域が増えて広範囲での温度制御を行うことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の温度制御回路の回路図である。

【図2】本温度制御回路の消費電流特性等を示す図である。

【図3】従来の恒温槽付水晶発振器の温度制御回路の回路図である。

【図4】電流制限用トランジスタのエミッタ抵抗がない消費電流特性等を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の温度制御回路は、サーミスタで検出された温度に応じた電圧と標準電圧との差分をオペアンプで増幅し、オペアンプからの出力を制御電圧としてＰＮＰ型パワートランジスタのベースに入力してヒーター抵抗を発熱させると共に、パワートランジスタのエミッタに入力される電流を制限するＰＮＰ型電流制限用トランジスタを設け、当該電流制限用トランジスタのエミッタに温度によって抵抗値が変化する抵抗を接続したものであり、これにより、起動時のパワートランジスタの消費電流は周囲温度が変化してもほとんど変わらず、安定時の消費電流は直線領域が増えて広範囲での温度制御を実現できるものである。

【0023】

電流制限用トランジスタのエミッタに設けられる抵抗は、電流制限用トランジスタのエミッタとベースとの間の電位差が温度上昇に伴って小さくなる、つまり、電源電圧に対してベースに印加される電圧が温度上昇に伴って大きくなるのを打ち消すような、エミッタにおける電圧降下をもたらす作用をする抵抗を用いると、より電流制限用トランジスタのベースの電圧を温度変化に対して一定にすることができる。

【0024】

更に、本実施の形態では、電流制限用トランジスタをバイポーラトランジスタで構成しており、その電流増幅率ｈ_FEの温度特性は、温度によって変化し、温度が低いとｈ_FEが低くなって電流が流れにくくなり、温度が高いとｈ_FEが高くなって電流が流れやすくなる。
つまり、温度が高くなると、電流制限用トランジスタのエミッタに設けられる抵抗の抵抗値が高くなって、エミッタ電圧ＶE が降下するが、電流制限用トランジスタの電流増幅率ｈ_FEが高くなるため、温度が上昇しても電流制限用トランジスタのベース電圧ＶB の上昇を抑えることになるので、ベース電圧ＶB を一定に保つことができる。

【0025】

［本温度制御回路：図１］
本発明の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の温度制御回路（本温度制御回路）について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の温度制御回路の回路図である。
本温度制御回路は、図１に示すように、サーミスタ（ＮＴＣ）１と、第１〜４の抵抗（Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 ）２〜５と、オペアンプ６と、帰還抵抗としての第５の抵抗（Ｒ5 ）７と、第６の抵抗（Ｒ6 ）８と、第８，９の抵抗（Ｒ8 ，Ｒ9 ）１１，１２と、オペアンプ１３と、帰還抵抗としての第１０の抵抗（Ｒ10）１４と、第１１の抵抗（Ｒ11）１５と、パワートランジスタ（Ｔｒ１）９と、ヒーター抵抗としての第７の抵抗（Ｒ7 ）１０と、電流制限用トランジスタ（Ｔｒ２）１６と、第１２〜１４の抵抗（Ｒ12，Ｒ13，Ｒ14）１７〜１９とから構成されている。

【0026】

［本温度制御回路の各部］
サーミスタ１は、恒温槽内に設けられ、恒温槽内の温度を検出して、検出温度に相当する電圧を出力する温度検出手段である。
本温度制御回路において、パワートランジスタ９と電流制限用トランジスタ１６は、ＰＮＰ型トランジスタである。
オペアンプ６とオペアンプ１３の２段にしているのは、増幅率（ゲイン）を向上させるためである。

【0027】

また、電流制限用トランジスタ１６のエミッタ側に第１４の抵抗（Ｒ14）１９を直列に接続して電源電圧（Ｖcc）を印加している。
この第１４の抵抗１９を電流制限用トランジスタ１６のエミッタ側に挿入することで、起動時の電流制限用トランジスタ１６のベース電圧（ＶB ）をほぼ一定にでき、その結果、起動時のパワートランジスタ９の消費電流は周囲温度が変化してもほとんど変わらない。これにより、安定時のパワートランジスタ９の消費電流は直線領域が増えて広範囲での温度制御が可能となった。

【0028】

［本温度制御回路の接続関係］
本温度制御回路では、サーミスタ１の一端と第３の抵抗４の一端、第８の抵抗１１の一端には定電圧が印加され、サーミスタ１の他端には第１の抵抗２の一端が接続され、第１の抵抗２の他端が接地されている。
また、第３の抵抗４の他端には、第４の抵抗５の一端が接続され、第４の抵抗５の他端が接地されている。
更に、第８の抵抗１１の他端には、第９の抵抗１２の一端が接続され、第９の抵抗１２の他端が接地されている。

【0029】

そして、サーミスタ１の他端と第１の抵抗２の一端を接続する線に第２の抵抗３の一端が接続し、第２の抵抗３の他端がオペアンプ６の（−）端子に接続されている。
また、第３の抵抗４の他端と第４の抵抗の一端を接続する線がオペアンプ６の（＋）端子に接続されている。

【0030】

オペアンプ６の出力端子は第５の抵抗７を介して（−）端子に帰還し、オペアンプ６の出力端子は第６の抵抗８を介してオペアンプ１３の（−）端子に接続されている。
また、第８の抵抗１１の他端と第９の抵抗１２の一端を接続する線がオペアンプ１３の（＋）端子に接続されている。

【0031】

また、オペアンプ１３の出力端子は第１０の抵抗１４を介して（−）端子に帰還し、オペアンプ１３の出力端子は第１１の抵抗１５を介してパワートランジスタ９のベースに接続されている。
第７の抵抗１０の一端には電源電圧（Ｖcc）が印加され、第７の抵抗１０の他端はパワートランジスタ９のエミッタに接続され、パワートランジスタ９のコレクタが接地されている。

【0032】

第７の抵抗１０とパワートランジスタ９のエミッタとを接続する線に電流制限用トランジスタ１６のベースが第１２の抵抗１７を介して接続されている。
また、電流制限用トランジスタ１６のコレクタは、第１３の抵抗１８を介してパワートランジスタ９のベースと第１１の抵抗１５とを接続する線に接続されている。
更に、電流制限用トランジスタ１６のエミッタには第１４の抵抗１９を介して電源電圧が印加されている。

【0033】

［本温度制御回路の動作］
本温度制御回路では、サーミスタ１で温度検出を行い、検出温度に応じた電流が流れ、第２の抵抗３を介してオペアンプ６の（−）端子に変動した電圧が入力される。
また、第３の抵抗４と第４の抵抗５により基準電圧（第１の基準電圧）がオペアンプ６の（＋）端子に入力され、（−）端子と（＋）端子に入力される電圧の差分電圧が第６の抵抗８を介してオペアンプ１３の（−）端子に入力される。

【0034】

そして、第８の抵抗１１と第９の抵抗１２により基準電圧（第２の基準電圧）がオペアンプ１３の（＋）端子に入力され、（−）端子と（＋）端子に入力される電圧の差分電圧が第１１の抵抗１５を介してパワートランジスタ９のベースに入力される。
尚、オペアンプ６に入力される第１の基準電圧とオペアンプ１３に入力される第２の基準電圧とは、異なる電圧値を用いるようにしている。

【0035】

ヒーター抵抗としての第７の抵抗１０には電源電圧が印加されており、パワートランジスタ９のベースに入力される電圧によってパワートランジスタ９のコレクタとエミッタとの間に電流が流れ、ヒーター抵抗である第７の抵抗１０に電流が流れ、第７の抵抗１０とパワートランジスタ９が発熱し、サーミスタ１の検出温度に応じてＯＣＸＯの恒温槽を暖めて一定温度に保持するよう動作する。

【0036】

パワートランジスタ９のエミッタに流れる電流に応じて、電流制限用トランジスタ１６のベースに印加される電圧が可変となり、電流制限用トランジスタ１６のエミッタとコレクタを流れる電流も可変となる。

【0037】

具体的には、パワートランジスタ９のエミッタに流れる電流が大きくなると、電流制限用トランジスタ１６のベースに印加される電圧が大きくなって、電流制限用トランジスタ１６のエミッタとコレクタとを流れる電流が多くなり、第７の抵抗１０を流れる電流が制限される。
また、パワートランジスタ９のエミッタに流れる電流が小さくなると、電流制限用トランジスタ１６のベースに印加される電圧が小さくなって、電流制限用トランジスタ１６のエミッタとコレクタとを流れる電流が少なくなり、第７の抵抗１０を流れる電流が制限されない。

【0038】

［起動時の動作］
電源を投入して、電流制限用トランジスタ１６が冷えている状態から暖まるにつれ、第１４の抵抗（エミッタ抵抗）１９の温度が、起動時から時間経過に伴い上昇し、第１４の抵抗１９の抵抗値が高くなり、電流制限用トランジスタ１６のエミッタに掛かる電圧が降下する。

【0039】

パワートランジスタ９の起動時の消費電流は温度が上昇するに伴い、減少することになるが、第１４の抵抗１９が挿入されていることによって電流制限用トランジスタ１６のエミッタに掛かる電圧が降下するため、電流制限用トランジスタ１６の温度が変化しても電流制限用トランジスタ１６のベースに掛かる電圧は変化しない。
そのため、安定時の消費電流は直線領域が増えて、広範囲での温度制御が可能である。

【0040】

更に、本温度補償回路では、電流制限用トランジスタ１６にバイポーラトランジスタを用いている。そのトランジスタの電流増幅率ｈ_FEの温度特性は、温度によって変化し、温度が低いとｈ_FEが低くなって電流が流れにくくなり、温度が高いとｈ_FEが高くなって電流が流れやすくなるものである。

【0041】

従って、温度が高くなると、電流制限用トランジスタ１６のエミッタに設けられた第１４の抵抗１９の抵抗値が高くなって、電流制限用トランジスタ１６のエミッタ電圧ＶE が降下し、電流制限用トランジスタ１６のベース電圧ＶB が上昇しようとする。しかしながら、電流制限用トランジスタ１６の電流増幅率ｈ_FEが高くなるため、温度が上昇しても電流制限用トランジスタ１６のベース電圧ＶB の上昇を抑え、ベース電圧ＶB を一定に保つことができ、る。

【0042】

［電流制限用トランジスタのエミッタ抵抗］
第１４の抵抗（電流制限用トランジスタ１６のエミッタ抵抗）１９は、温度変化に対して抵抗値が変化する素子を用いる。
特に、起動時に電流制限用トランジスタ１６のエミッタとベースとの間の電位差が温度上昇と伴に小さくなるということは、つまり、電流制限用トランジスタ１６が暖まるにつれて、電源電圧（Ｖcc）に対して電流制限用トランジスタ１６のベースに印加される電圧が上昇することを意味しているから、第１４の抵抗１９は、ベースに印加される電圧の上昇を抑えるよう電圧降下させる抵抗を電流制限用トランジスタ１６のエミッタ抵抗に用いる。
よって、電流制限用トランジスタ１６が暖まるにつれて、電流制限用トランジスタ１６のベースに印加される電圧が時間経過に伴い上昇する特性を打ち消すような電圧降下の特性を備える抵抗が、エミッタ抵抗として望ましい。

【0043】

［本温度制御回路の消費電流特性：図２］
次に、本温度制御回路における起動時と安定時の温度と消費電流／制御電圧の特性について図２を参照しながら説明する。図２は、本温度制御回路の消費電流特性等を示す図である。
図２に示すように、黒い四角の実線は、温度に対するパワートランジスタ９の起動時の消費電流を示し、黒い四角の破線は、温度に対するパワートランジスタ９の安定時の消費電流を示している。
また、黒い三角の実線は、温度に対する電流制限用トランジスタ１６の起動時の制御電圧（ベースに印加される電圧：ＶB ）を示している。

【0044】

電流制限用トランジスタ１６の温度が変化したとしても、黒い四角の実線が示すように、パワートランジスタ９の起動時における消費電流の変化は少なく、黒い三角の実線が示すように、電流制限用トランジスタ１６のベースに掛かる制御電圧（ＶB ）の変化は少ないものとなっている。
よって、黒い四角の破線が示すように、パワートランジスタ９の安定時における消費電流特性は直線性を失わず、パワー不足とならずにＯＣＸＯの温度制御が可能である。

【0045】

［電流制限用トランジスタのエミッタ抵抗のない消費電流特性：図４］
次に、図２との比較のために、電流制限用トランジスタにエミッタ抵抗が設けられていない温度制御回路における起動時と安定時の温度と消費電流／制御電圧の特性について図４を参照しながら説明する。図４は、電流制限用トランジスタのエミッタ抵抗が設けられていない消費電流特性等を示す図である。つまり、図４では、電流制限用トランジスタを備えるも、エミッタ抵抗が設けられていない温度制御回路を想定している。

【0046】

図４に示すように、黒い四角の実線は、温度に対するパワートランジスタの起動時の消費電流を示し、黒い四角の破線は、温度に対するパワートランジスタの安定時の消費電流を示している。
また、黒い三角の実線は、温度に対する電流制限用トランジスタの起動時の制御電圧（ベースに印加される電圧：ＶBE）を示している。

【0047】

電流制限用トランジスタの温度が低温から高温に変化すると、黒い四角の実線が示すように、パワートランジスタの起動時における消費電流は減少して変化し、黒い三角の実線が示すように、電流制限用トランジスタのベースとエミッタに掛かる制御電圧（ＶBE）も減少して変化している。
よって、黒い四角の破線が示すように、パワートランジスタの安定時における消費電流特性は直線性を失い、周囲温度が０℃で非線形となり、パワー不足となって、−１０℃〜−２０℃を下回った場合、ＯＣＸＯの温度制御が不能となる。

【0048】

従って、図２と図４を比較すると、温度が上昇するに伴い、図４ではパワートランジスタ９の起動時の消費電流は減少することになるが、図２では第１４の抵抗１９が挿入されていることによって電流制限用トランジスタ１６のエミッタに掛かる電圧が降下し、更に電流制限用トランジスタ１６の電流増幅率ｈ_FEの温度特性によって電流制限用トランジスタ１６の温度が変化しても電流制限用トランジスタ１６のベースに掛かる電圧は変化しないものである。
そのため、安定時の消費電流は直線領域が増えて、広範囲での温度制御が可能である。

【0049】

［実施の形態の効果］
本温度制御回路によれば、サーミスタ１で検出された温度に応じた電圧と標準電圧との差分をオペアンプ６，１３で増幅し、オペアンプ１３からの出力を制御電圧としてＰＮＰ型パワートランジスタ９のベースに入力してヒーター抵抗（第７の抵抗）１０を発熱させると共に、パワートランジスタ９のエミッタに入力される電流を制限するＰＮＰ型電流制限用トランジスタ１６を設け、電流制限用トランジスタ１６のエミッタに温度によって抵抗値が変化する第１４の抵抗１９を設けるようにしているので、起動時に電流制限用トランジスタ１６の温度が変化しても電流制限用トランジスタ１６のベースに掛かる電圧は変化せず、安定時のパワートランジスタ９の消費電流は直線領域が増えて、広範囲での温度制御を行うことができる効果がある。

【0050】

また、本温度制御回路によれば、電流制限用トランジスタ１６のエミッタに設けられる第１４の抵抗１９は、電流制限用トランジスタ１６のエミッタとベースとの間の電位差が温度上昇に伴って小さくなること、つまり、電源電圧に対してベースに印加される電圧が温度上昇に伴って大きくなることを打ち消すような、エミッタにおける電圧降下をもたらす作用をする抵抗を用いると、より電流制限用トランジスタ１６のベースの電圧を温度変化に対して一定にすることができ、安定時のパワートランジスタ９の消費電流は直線領域が増えて、広範囲での温度制御を行うことができる効果がある。

【0051】

更に、本温度制御回路によれば、電流制限用トランジスタ１６の電流増幅率ｈ_FEの温度特性によって、温度が上昇しても電流制限用トランジスタ１６のベース電圧ＶB の上昇を抑え、ベース電圧ＶB を一定に保つことができ、安定時のパワートランジスタ９の消費電流は直線領域が増えて、広範囲での温度制御を行うことができる効果がある。

【産業上の利用可能性】

【0052】

本発明は、起動時に周辺温度の変化を受けにくくし、安定時に広範囲での温度制御を行うことができる恒温槽付水晶発振器の温度制御回路に好適である。

【符号の説明】

【0053】

１...サーミスタ（ＮＴＣ）、 ２...第１の抵抗（Ｒ1 ）、 ３...第２の抵抗（Ｒ2 ）、 ４...第３の抵抗（Ｒ3 ）、 ５...第４の抵抗（Ｒ4 ）、 ６...オペアンプ、 ７...第５の抵抗（Ｒ5 ）、 ８...第６の抵抗（Ｒ6 ）、 ９...パワートランジスタ（Ｔｒ１）、 １０...第７の抵抗（Ｒ7 ）、 １１...第８の抵抗（Ｒ8 ）、 １２...第９の抵抗（Ｒ9 ）、 １３...オペアンプ、 １４...第１０の抵抗（Ｒ10）、 １５...第１１の抵抗（Ｒ11）、 １６...電流制限用トランジスタ（Ｔｒ２）、 １７...第１２の抵抗（Ｒ12）、 １８...第１３の抵抗（Ｒ13）、 １９...第１４の抵抗（Ｒ14）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】