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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022122123
(43)【公開日】2022-08-22
(54)【発明の名称】温度補償回路
(51)【国際特許分類】
H03F 1/30 20060101AFI20220815BHJP
H03F 3/21 20060101ALI20220815BHJP
G05F 1/10 20060101ALI20220815BHJP
【ＦＩ】
H03F1/30 210
H03F3/21
G05F1/10 X
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021019223
(22)【出願日】2021-02-09
(71)【出願人】
【識別番号】394025094
【氏名又は名称】三菱電機特機システム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002491
【氏名又は名称】弁理士法人クロスボーダー特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】木戸 政行
(72)【発明者】
【氏名】清野 清春
【テーマコード（参考）】
5H410
5J500
【Ｆターム（参考）】
5H410BB04
5H410CC02
5H410DD02
5H410EA12
5H410LL09
5J500AA04
5J500AA41
5J500AC02
5J500AC81
5J500AC87
5J500AC92
5J500AC98
5J500AF10
5J500AH02
5J500AH09
5J500AH19
5J500AH25
5J500AH43
5J500AK01
5J500AK12
5J500AK18
5J500AM08
5J500AT01
5J500AT04
5J500NC04
5J500NF06
5J500NF07
5J500NH20
(57)【要約】
【課題】構成が簡単で回路規模が小さい温度補償回路を提供する。
【解決手段】この開示の温度補償回路の非線形電圧生成部３は、ダイオード１７と、前記温度対応電圧Ｖ２の特定温度（＋２５℃）に対応した電圧値において前記ダイオード１７がオンになる閾値の電圧値Ｖｓを設定する閾値回路３１と、前記ダイオード１７が接続され、前記温度対応電圧Ｖ２を入力して線形電圧と非線形電圧とを有する出力電圧Ｖ３を生成する増幅回路３２とを有し、前記温度対応電圧Ｖ２に対応する温度が前記特定温度（＋２５℃）未満の場合、前記ダイオード１７がオフの状態で、前記増幅回路３２は、特定の電圧傾斜を有する線形電圧を生成し、前記温度対応電圧Ｖ２に対応する温度が前記特定温度以上（＋２５℃）の場合、前記ダイオード１７がオンの状態で、前記増幅回路３２は、前記線形電圧とは異なる電圧傾斜を有する非線形電圧を生成する。
【選択図】図６
【解決手段】この開示の温度補償回路の非線形電圧生成部３は、ダイオード１７と、前記温度対応電圧Ｖ２の特定温度（＋２５℃）に対応した電圧値において前記ダイオード１７がオンになる閾値の電圧値Ｖｓを設定する閾値回路３１と、前記ダイオード１７が接続され、前記温度対応電圧Ｖ２を入力して線形電圧と非線形電圧とを有する出力電圧Ｖ３を生成する増幅回路３２とを有し、前記温度対応電圧Ｖ２に対応する温度が前記特定温度（＋２５℃）未満の場合、前記ダイオード１７がオフの状態で、前記増幅回路３２は、特定の電圧傾斜を有する線形電圧を生成し、前記温度対応電圧Ｖ２に対応する温度が前記特定温度以上（＋２５℃）の場合、前記ダイオード１７がオンの状態で、前記増幅回路３２は、前記線形電圧とは異なる電圧傾斜を有する非線形電圧を生成する。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
温度に対応した温度対応電圧Ｖ２を入力して出力電圧Ｖ３を生成する非線形電圧生成部を有する温度補償回路において、
前記非線形電圧生成部は、
ダイオードと、
前記温度対応電圧Ｖ２の特定温度に対応した電圧値において前記ダイオードがオンになる閾値の電圧値Ｖｓを設定する閾値回路と、
前記ダイオードが接続され、前記温度対応電圧Ｖ２を入力して線形電圧と非線形電圧とを有する出力電圧Ｖ３を生成する増幅回路と
を有し、
前記温度対応電圧Ｖ２に対応する温度が前記特定温度未満の場合、前記ダイオードがオフの状態で、前記増幅回路は、特定の電圧傾斜を有する線形電圧を生成し、
前記温度対応電圧に対応する温度が前記特定温度以上の場合、前記ダイオードがオンの状態で、前記増幅回路は、前記線形電圧とは異なる電圧傾斜を有する非線形電圧を生成する温度補償回路。
前記非線形電圧生成部は、
ダイオードと、
前記温度対応電圧Ｖ２の特定温度に対応した電圧値において前記ダイオードがオンになる閾値の電圧値Ｖｓを設定する閾値回路と、
前記ダイオードが接続され、前記温度対応電圧Ｖ２を入力して線形電圧と非線形電圧とを有する出力電圧Ｖ３を生成する増幅回路と
を有し、
前記温度対応電圧Ｖ２に対応する温度が前記特定温度未満の場合、前記ダイオードがオフの状態で、前記増幅回路は、特定の電圧傾斜を有する線形電圧を生成し、
前記温度対応電圧に対応する温度が前記特定温度以上の場合、前記ダイオードがオンの状態で、前記増幅回路は、前記線形電圧とは異なる電圧傾斜を有する非線形電圧を生成する温度補償回路。
【請求項2】
前記閾値回路は、抵抗１２、抵抗１３、バイアス端子１８を有し、
抵抗１３の一端には前記温度対応電圧Ｖ２が入力され、
抵抗１３の他端には抵抗１２の一端が接続され、
抵抗１２の他端にはバイアス端子１８が接続されている請求項１に記載の温度補償回路。
抵抗１３の一端には前記温度対応電圧Ｖ２が入力され、
抵抗１３の他端には抵抗１２の一端が接続され、
抵抗１２の他端にはバイアス端子１８が接続されている請求項１に記載の温度補償回路。
【請求項3】
前記増幅回路は、抵抗１３、抵抗１４、抵抗１５、抵抗１６、バイアス端子１９、オペアンプ２０を有し、
抵抗１３の一端と抵抗１４の一端とには前記温度対応電圧Ｖ２が入力され、
抵抗１３の他端にはダイオード１７のカソード端子が接続され、
抵抗１４の他端にはオペアンプ２０の－端子が接続され、
ダイオード１７のアノード端子にはオペアンプ２０の－端子が接続され、
抵抗１５の一端にはバイアス端子１９に接続され、
抵抗１５の他端にはオペアンプ２０の－端子が接続され、
抵抗１６の一端にはオペアンプ２０の－端子に接続され、
抵抗１６の他端にはオペアンプ２０の出力端子に接続されている請求項１に記載の温度補償回路。
抵抗１３の一端と抵抗１４の一端とには前記温度対応電圧Ｖ２が入力され、
抵抗１３の他端にはダイオード１７のカソード端子が接続され、
抵抗１４の他端にはオペアンプ２０の－端子が接続され、
ダイオード１７のアノード端子にはオペアンプ２０の－端子が接続され、
抵抗１５の一端にはバイアス端子１９に接続され、
抵抗１５の他端にはオペアンプ２０の－端子が接続され、
抵抗１６の一端にはオペアンプ２０の－端子に接続され、
抵抗１６の他端にはオペアンプ２０の出力端子に接続されている請求項１に記載の温度補償回路。
【請求項4】
前記増幅回路は、抵抗１３、抵抗１４、抵抗１５、抵抗１６、バイアス端子１９、オペアンプ２０を有し、
抵抗１３の一端と抵抗１４の一端とには前記温度対応電圧Ｖ２が入力され、
抵抗１３の他端にはダイオード１７のアノード端子が接続され、
抵抗１４の他端にはオペアンプ２０の－端子が接続され、
ダイオード１７のカソード端子にはオペアンプ２０の－端子が接続され、
抵抗１５の一端にはバイアス端子１９に接続され、
抵抗１５の他端にはオペアンプ２０の－端子が接続され、
抵抗１６の一端にはオペアンプ２０の－端子に接続され、
抵抗１６の他端にはオペアンプ２０の出力端子に接続されている請求項１に記載の温度補償回路。
抵抗１３の一端と抵抗１４の一端とには前記温度対応電圧Ｖ２が入力され、
抵抗１３の他端にはダイオード１７のアノード端子が接続され、
抵抗１４の他端にはオペアンプ２０の－端子が接続され、
ダイオード１７のカソード端子にはオペアンプ２０の－端子が接続され、
抵抗１５の一端にはバイアス端子１９に接続され、
抵抗１５の他端にはオペアンプ２０の－端子が接続され、
抵抗１６の一端にはオペアンプ２０の－端子に接続され、
抵抗１６の他端にはオペアンプ２０の出力端子に接続されている請求項１に記載の温度補償回路。
【請求項5】
温度に対して線形的に変動する電圧を生成する温度検出部を有し、
前記温度検出部は、
バイアス端子に直列接続された抵抗と正特性サーミスタの回路と、
バイアス端子に直列接続されたダイオードと抵抗の回路と、
バイアス端子に接続された正特性サーミスタのみの回路と
のいずれかの回路を有する請求項１から４のいずれか１項に記載の温度補償回路。
前記温度検出部は、
バイアス端子に直列接続された抵抗と正特性サーミスタの回路と、
バイアス端子に直列接続されたダイオードと抵抗の回路と、
バイアス端子に接続された正特性サーミスタのみの回路と
のいずれかの回路を有する請求項１から４のいずれか１項に記載の温度補償回路。
【請求項6】
前記閾値回路は、前記ダイオードの順方向電圧の温度特性の影響を打ち消すＶｂｔ生成回路を有する請求項１から５のいずれか１項に記載の温度補償回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この開示は、マイクロ波機器の利得の温度補償回路に関するものである。
【背景技術】
【0002】
マイクロ波機器にはＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、バイポーラトランジスタ等の半導体が使用されており、これらの半導体は温度で利得が変動する。例えばＦＥＴを用いたＳＳＰＡ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＰｏｗｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）の場合、低温から常温では緩やかに利得が低下するのに対し、常温から高温では急峻に低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００２－４１１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
マイクロ波機器の利得を温度で一定に保つために、低温から常温、常温から高温の制御電圧の傾きを自由に設定することができる温度補償回路を用いれば、高精度に利得の温度補償が可能となる。
しかし、従来の温度補償回路は、構成が複雑になり、回路規模も大きくなるとともに、調整箇所が多く、調整に時間を要するという課題がある。
しかし、従来の温度補償回路は、構成が複雑になり、回路規模も大きくなるとともに、調整箇所が多く、調整に時間を要するという課題がある。
【0005】
この開示は、簡易な回路で調整時間を著しく短縮できる温度補償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】
【0006】
この開示の温度補償回路は、温度に対応した温度対応電圧Ｖ２を入力して出力電圧Ｖ３を生成する非線形電圧生成部を有する温度補償回路において、
前記非線形電圧生成部は、
ダイオードと、
前記温度対応電圧Ｖ２の特定温度に対応した電圧値において前記ダイオードがオンになる閾値の電圧値Ｖｓを設定する閾値回路と、
前記ダイオードが接続され、前記温度対応電圧Ｖ２を入力して線形電圧と非線形電圧とを有する出力電圧Ｖ３を生成する増幅回路と
を有し、
前記温度対応電圧Ｖ２に対応する温度が前記特定温度未満の場合、前記ダイオードがオフの状態で、前記増幅回路は、特定の電圧傾斜を有する線形電圧を生成し、
前記温度対応電圧に対応する温度が前記特定温度以上の場合、前記ダイオードがオンの状態で、前記増幅回路は、前記線形電圧とは異なる電圧傾斜を有する非線形電圧を生成する。
前記非線形電圧生成部は、
ダイオードと、
前記温度対応電圧Ｖ２の特定温度に対応した電圧値において前記ダイオードがオンになる閾値の電圧値Ｖｓを設定する閾値回路と、
前記ダイオードが接続され、前記温度対応電圧Ｖ２を入力して線形電圧と非線形電圧とを有する出力電圧Ｖ３を生成する増幅回路と
を有し、
前記温度対応電圧Ｖ２に対応する温度が前記特定温度未満の場合、前記ダイオードがオフの状態で、前記増幅回路は、特定の電圧傾斜を有する線形電圧を生成し、
前記温度対応電圧に対応する温度が前記特定温度以上の場合、前記ダイオードがオンの状態で、前記増幅回路は、前記線形電圧とは異なる電圧傾斜を有する非線形電圧を生成する。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、簡易な回路で調整時間を著しく短縮できる温度補償回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】この開示の実施の形態１によるＦＥＴを用いたＳＳＰＡのブロック図を示す図である。
【図2】ＳＳＰＡの利得の温度特性を示す図である。
【図3】ＦＥＴの利得のゲート電圧依存性を示す図である。
【図4】ＳＳＰＡの利得を温度補償するために必要なＦＥＴのゲート電圧を示す図である。
【図5】比較例の温度補償回路の一例を示す図である。
【図6】この開示の実施の形態１による温度補償回路の構成の一例を示す図である。
【図7】この開示の温度検出部の出力電圧Ｖ１の温度特性を示す図である。
【図8】この開示の加算増幅部の出力電圧Ｖ２の温度特性を示す図である。
【図9】この開示の温度補償回路のダイオードオフの場合の等価回路を示す図である。
【図10】この開示の温度補償回路のダイオードオンの場合の等価回路を示す図である。
【図11】この開示の非線形電圧生成部の出力電圧Ｖ３の温度特性を示す図である。
【図12】この開示の出力電圧Ｖ３の全体の電圧傾斜の調整例を示す図である。
【図13】この開示の出力電圧Ｖ３の非線形部の電圧傾斜の調整例を示す図である。
【図14】この開示の出力電圧Ｖ３の電圧オフセットの調整例を示す図である。
【図15】実施の形態１による温度補償回路の構成の他の一例を示す図である。
【図16】実施の形態１による他の一例の出力電圧Ｖ１の温度特性を示す図である。
【図17】実施の形態１による他の一例の出力電圧Ｖ２の温度特性を示す図である。
【図18】実施の形態１による他の一例の出力電圧Ｖ３の温度特性を示す図である。
【図19】実施の形態１による温度補償回路の構成のまた他の一例を示す図である。
【図20】この開示の実施の形態２による温度補償回路の構成の一例を示す図である。
【図21】この開示の実施の形態３による温度補償回路の構成の一例を示す図である。
【図22】実施の形態３の電圧Ｖｂｔの温度特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、この開示の温度補償回路について説明する。以下の説明では、「抵抗」「バイアス端子」等の同一の素子名が複数登場するが、この開示の明細書・図面・特許請求の範囲においては、「抵抗５」「抵抗７」「バイアス端子４」「バイアス端子１０」のように素子名の後に符号を記載することにより、同一の素子名の複数の素子の各々を区別することにする。なお、特許請求の範囲における素子名の後に付された符号は、特許請求の範囲における識別子であり、素子名の後に付された符号により、特許請求の範囲が明細書・図面に記載された具体例に限定されるものでない。
【0010】
実施の形態１．
図１にＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いたＳＳＰＡ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＰｏｗｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）のブロック図を示す。ＳＳＰＡはＡＭＰ－Ａ、ＡＭＰ－Ｂ、ＡＭＰ－Ｃからなるマイクロ波増幅器と、出力段のアイソレータと、温度補償回路とから構成される。一般的にＳＳＰＡを含むマイクロ波機器は、温度補償回路にて温度に対して所望のゲート電圧をマイクロ波増幅器に印可することで温度補償を実施し、使用温度範囲において利得や出力電力を一定としている。
ＳＳＰＡの利得の温度特性は図２に示す。温度補償なしのＳＳＰＡの特性を破線で示し、温度補償ありのＳＳＰＡの特性を実線で示す。
温度補償を行わない場合のＳＳＰＡの利得の温度特性は図２の破線で示すように低温から常温では緩やかに利得が低下するのに対し、常温から高温では急峻に低下する。つまり、温度の増加に対して利得が非線形に低下する。この特性は、ＦＥＴの利得の温度特性に依存している。
また、ＦＥＴの利得のゲート電圧依存性を図３に示す。図３に示すようにＦＥＴの利得は、ゲート電圧の増加に対して比較的線形に増加する。このため、ゲート電圧を変化させることでＳＳＰＡの利得を使用温度範囲で一定にするためにはゲート電圧を図４に示すとおり、低温から常温では緩やかに増加、常温から高温では急峻に増加させる、つまり温度の増加に対してゲート電圧を非線形に増加させる制御回路が必要である。
図１にＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いたＳＳＰＡ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＰｏｗｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）のブロック図を示す。ＳＳＰＡはＡＭＰ－Ａ、ＡＭＰ－Ｂ、ＡＭＰ－Ｃからなるマイクロ波増幅器と、出力段のアイソレータと、温度補償回路とから構成される。一般的にＳＳＰＡを含むマイクロ波機器は、温度補償回路にて温度に対して所望のゲート電圧をマイクロ波増幅器に印可することで温度補償を実施し、使用温度範囲において利得や出力電力を一定としている。
ＳＳＰＡの利得の温度特性は図２に示す。温度補償なしのＳＳＰＡの特性を破線で示し、温度補償ありのＳＳＰＡの特性を実線で示す。
温度補償を行わない場合のＳＳＰＡの利得の温度特性は図２の破線で示すように低温から常温では緩やかに利得が低下するのに対し、常温から高温では急峻に低下する。つまり、温度の増加に対して利得が非線形に低下する。この特性は、ＦＥＴの利得の温度特性に依存している。
また、ＦＥＴの利得のゲート電圧依存性を図３に示す。図３に示すようにＦＥＴの利得は、ゲート電圧の増加に対して比較的線形に増加する。このため、ゲート電圧を変化させることでＳＳＰＡの利得を使用温度範囲で一定にするためにはゲート電圧を図４に示すとおり、低温から常温では緩やかに増加、常温から高温では急峻に増加させる、つまり温度の増加に対してゲート電圧を非線形に増加させる制御回路が必要である。
【0011】
＊比較例＊
温度に対してゲート電圧を非線形に制御し、図２の実線のＳＳＰＡの特性が得られる温度補償回路の一例として、比較例として図５に温度補償回路の一例を示す。この温度補償回路は、ダイオードと抵抗により生成した温度に対して線形的に変動する電圧をオフセットし反転増幅するオペアンプ（オペレーショナル・アンプリファイア）とその出力電圧を低温時（常温以下）の温度補償電圧の傾斜として設定するオペアンプを３つ用いた系Ａと高温時（常温以上）の温度補償電圧の傾斜として設定する系Ｂに分けて、この２種類の電圧を結合するオペアンプ、オフセット、反転増幅する２つのオペアンプで、常温を境に低温から高温にかけて折れ線の温度補償電圧を実現しているが、高価なオペアンプを７つ用いた大規模な回路となり、調整箇所が多く、調整に時間を要する。
温度に対してゲート電圧を非線形に制御し、図２の実線のＳＳＰＡの特性が得られる温度補償回路の一例として、比較例として図５に温度補償回路の一例を示す。この温度補償回路は、ダイオードと抵抗により生成した温度に対して線形的に変動する電圧をオフセットし反転増幅するオペアンプ（オペレーショナル・アンプリファイア）とその出力電圧を低温時（常温以下）の温度補償電圧の傾斜として設定するオペアンプを３つ用いた系Ａと高温時（常温以上）の温度補償電圧の傾斜として設定する系Ｂに分けて、この２種類の電圧を結合するオペアンプ、オフセット、反転増幅する２つのオペアンプで、常温を境に低温から高温にかけて折れ線の温度補償電圧を実現しているが、高価なオペアンプを７つ用いた大規模な回路となり、調整箇所が多く、調整に時間を要する。
【0012】
■ＦＥＴを用いたＳＳＰＡの温度補償
以下、この開示に係る実施の形態１による温度補償回路について説明する。
図６は実施の形態１による温度補償回路の構成を示す図である。この開示の温度補償回路は、温度に対して線形的に電圧を変動させる温度検出部１と、温度検出部１の電圧をオフセット、増幅し、任意の温度で０Ｖを出力する加算増幅部２と、線形的に変動する加算増幅部２の出力電圧を非線形にし、オフセットする非線形電圧生成部３とで構成される。
以下、この開示に係る実施の形態１による温度補償回路について説明する。
図６は実施の形態１による温度補償回路の構成を示す図である。この開示の温度補償回路は、温度に対して線形的に電圧を変動させる温度検出部１と、温度検出部１の電圧をオフセット、増幅し、任意の温度で０Ｖを出力する加算増幅部２と、線形的に変動する加算増幅部２の出力電圧を非線形にし、オフセットする非線形電圧生成部３とで構成される。
【0013】
＜温度検出部１＞
温度検出部１は、正特性サーミスタ、抵抗等を用いて温度に対して線形的に電圧を変動させる。温度検出部１は、サーミスタやダイオードといった温度特性を持つ部品を用い、温度に対して線形的に変動する電圧Ｖ１を生成する回路である。図６に示す回路の場合、温度検出部１はバイアス端子４、抵抗５、正特性サーミスタ６のみから構成され、抵抗５と正特性サーミスタ６を直列接続、抵抗５の他端にはバイアス端子４を接続し、正特性サーミスタ６の他端は接地される。
正電圧をバイアス端子４から入力し、抵抗５、正特性サーミスタ６の接続部から分圧で生成された電圧Ｖ１を出力する。正特性サーミスタ６は温度が増加するにつれて、抵抗値が線形に増加する。このため、出力電圧Ｖ１は図７に示すとおり、－１０℃から＋６０℃の温度変化に対して、線形あるいは略線形に増加する特性となる。
温度検出部１は、正特性サーミスタ、抵抗等を用いて温度に対して線形的に電圧を変動させる。温度検出部１は、サーミスタやダイオードといった温度特性を持つ部品を用い、温度に対して線形的に変動する電圧Ｖ１を生成する回路である。図６に示す回路の場合、温度検出部１はバイアス端子４、抵抗５、正特性サーミスタ６のみから構成され、抵抗５と正特性サーミスタ６を直列接続、抵抗５の他端にはバイアス端子４を接続し、正特性サーミスタ６の他端は接地される。
正電圧をバイアス端子４から入力し、抵抗５、正特性サーミスタ６の接続部から分圧で生成された電圧Ｖ１を出力する。正特性サーミスタ６は温度が増加するにつれて、抵抗値が線形に増加する。このため、出力電圧Ｖ１は図７に示すとおり、－１０℃から＋６０℃の温度変化に対して、線形あるいは略線形に増加する特性となる。
【0014】
＜加算増幅部２＞
加算増幅部２は、オペアンプ（オペレーショナル・アンプリファイア）、抵抗を用いて温度検出部１の電圧Ｖ１をオフセット、増幅し、任意の温度で０Ｖを出力する。
加算増幅部２は温度検出部１で生成した電圧Ｖ１をオフセット、増幅し、温度に対して線形に変動し、かつ任意の温度において０Ｖとなる電圧Ｖ２を生成する回路である。加算増幅部２は、抵抗７、抵抗８、抵抗９、バイアス端子１０、オペアンプ１１のみから構成される。オペアンプ１１の－端子に抵抗７と抵抗８と抵抗９を接続し、抵抗７の他端には温度検出部の出力端子（電圧Ｖ１）、抵抗８の他端にはバイアス端子１０、抵抗９の他端にはオペアンプ１１の出力端子が接続される。また、オペアンプ１１の＋端子は接地され、オペアンプの出力端子から電圧Ｖ２が出力される。電圧Ｖ２は温度に対応して線形あるいは略線形に変動する電圧である。以下、電圧Ｖ２を温度対応電圧Ｖ２ともいう。
オペアンプ１１の＋端子は接地されているので、－端子の電位は０Ｖ（イマジナリショート）となる。オペアンプ１１の－端子には電圧Ｖ１と－端子の電位差によって抵抗７に流れる電流とバイアス端子１０への入力電圧と－端子の電位差によって抵抗８に流れる電流が流れる。それらの電流を加算した電流はオペアンプの入力端子がハイインピーダンスであるため、抵抗９を流れ、電圧Ｖ２が得られる。
ここで、抵抗７の値をＲ７、抵抗８の値をＲ８、抵抗９の値をＲ９、バイアス端子１０への入力電圧をＶａとすると、Ｖ２は数式１で表される。
加算増幅部２は、オペアンプ（オペレーショナル・アンプリファイア）、抵抗を用いて温度検出部１の電圧Ｖ１をオフセット、増幅し、任意の温度で０Ｖを出力する。
加算増幅部２は温度検出部１で生成した電圧Ｖ１をオフセット、増幅し、温度に対して線形に変動し、かつ任意の温度において０Ｖとなる電圧Ｖ２を生成する回路である。加算増幅部２は、抵抗７、抵抗８、抵抗９、バイアス端子１０、オペアンプ１１のみから構成される。オペアンプ１１の－端子に抵抗７と抵抗８と抵抗９を接続し、抵抗７の他端には温度検出部の出力端子（電圧Ｖ１）、抵抗８の他端にはバイアス端子１０、抵抗９の他端にはオペアンプ１１の出力端子が接続される。また、オペアンプ１１の＋端子は接地され、オペアンプの出力端子から電圧Ｖ２が出力される。電圧Ｖ２は温度に対応して線形あるいは略線形に変動する電圧である。以下、電圧Ｖ２を温度対応電圧Ｖ２ともいう。
オペアンプ１１の＋端子は接地されているので、－端子の電位は０Ｖ（イマジナリショート）となる。オペアンプ１１の－端子には電圧Ｖ１と－端子の電位差によって抵抗７に流れる電流とバイアス端子１０への入力電圧と－端子の電位差によって抵抗８に流れる電流が流れる。それらの電流を加算した電流はオペアンプの入力端子がハイインピーダンスであるため、抵抗９を流れ、電圧Ｖ２が得られる。
ここで、抵抗７の値をＲ７、抵抗８の値をＲ８、抵抗９の値をＲ９、バイアス端子１０への入力電圧をＶａとすると、Ｖ２は数式１で表される。
【0015】
数式１
Ｖ２＝－Ｒ９×（Ｖ１／Ｒ７＋Ｖａ／Ｒ８）
Ｖ２＝－Ｒ９×（Ｖ１／Ｒ７＋Ｖａ／Ｒ８）
【0016】
数式１で示されるように電圧Ｖ２はＶ１／Ｒ７とＶａ／Ｒ８を加算し、－Ｒ９で乗算し算出される。
電圧Ｖ２の温度特性を図８に示す。電圧Ｖａの値は、図８に示すとおり、電圧Ｖ２が＋２５℃（又は任意の温度）で０Ｖとなるように設定する。電圧Ｖ２を＋２５℃で０Ｖとすることで、抵抗９の値で＋２５℃の電圧値に影響を与えることなく、温度変化に対する電圧Ｖ２の傾斜を変更することが可能となる。電圧Ｖａの値を変更することにより、電圧Ｖ２が任意の温度で０Ｖとなるように設定することができる。
また、温度検出部１の抵抗５、正特性サーミスタ６の回路定数を変更することなく、抵抗９およびバイアス端子１０に入力される電圧Ｖａによって、電圧Ｖ２の温度に対する電圧傾斜、オフセットの調整が可能であるため、温度検出部１の抵抗５、正特性サーミスタ６の値は調整が不要となる。これにより、温度検出部１の部品の品種統合が可能となり、部品の低価格化、試験調整時間の短縮化を実現することができる。
電圧Ｖ２の温度特性を図８に示す。電圧Ｖａの値は、図８に示すとおり、電圧Ｖ２が＋２５℃（又は任意の温度）で０Ｖとなるように設定する。電圧Ｖ２を＋２５℃で０Ｖとすることで、抵抗９の値で＋２５℃の電圧値に影響を与えることなく、温度変化に対する電圧Ｖ２の傾斜を変更することが可能となる。電圧Ｖａの値を変更することにより、電圧Ｖ２が任意の温度で０Ｖとなるように設定することができる。
また、温度検出部１の抵抗５、正特性サーミスタ６の回路定数を変更することなく、抵抗９およびバイアス端子１０に入力される電圧Ｖａによって、電圧Ｖ２の温度に対する電圧傾斜、オフセットの調整が可能であるため、温度検出部１の抵抗５、正特性サーミスタ６の値は調整が不要となる。これにより、温度検出部１の部品の品種統合が可能となり、部品の低価格化、試験調整時間の短縮化を実現することができる。
【0017】
＜非線形電圧生成部３＞
非線形電圧生成部３は、オペアンプ、ダイオード、抵抗を用いて線形的に変動する加算増幅部２の出力電圧Ｖ２を非線形にし、オフセットする。
非線形電圧生成部３は加算増幅部２の電圧Ｖ２を基に抵抗、ダイオード、オペアンプを用いて、温度増加に対して非線形に増加する電圧Ｖ３を生成する回路である。
非線形電圧生成部３は、温度に対応した温度対応電圧Ｖ２を入力して出力電圧Ｖ３を生成する。
非線形電圧生成部３は、ダイオード１７と、閾値回路３１と増幅回路３２とを有する。
非線形電圧生成部３は、抵抗１２、抵抗１３、抵抗１４、抵抗１５、抵抗１６、ダイオード１７、バイアス端子１８、バイアス端子１９、オペアンプ２０のみから構成される。
閾値回路３１は、抵抗１２、抵抗１３、バイアス端子１８のみから構成される。
増幅回路３２は、抵抗１３、抵抗１４、抵抗１５、抵抗１６、バイアス端子１９、オペアンプ２０のみから構成される。
加算増幅部２の出力端子（電圧Ｖ２）に抵抗１３の一端と、抵抗１４の一端とを接続し、抵抗１３の他端には抵抗１２の一端とダイオード１７のカソード端子が接続され、抵抗１４の他端にはオペアンプ２０の－端子が接続され、抵抗１２の他端はバイアス端子１８が接続され、ダイオード１７のアノード端子にはオペアンプ２０の－端子が接続される。また、抵抗１５の一端はバイアス端子１９に接続され、抵抗１５の他端はオペアンプ２０の－端子が接続される。さらに抵抗１６の一端はオペアンプ２０の－端子に接続され、抵抗１６の他端はオペアンプ２０の出力端子に接続される。電圧Ｖ３はオペアンプ２０の出力端子から出力される。
非線形電圧生成部３は、オペアンプ、ダイオード、抵抗を用いて線形的に変動する加算増幅部２の出力電圧Ｖ２を非線形にし、オフセットする。
非線形電圧生成部３は加算増幅部２の電圧Ｖ２を基に抵抗、ダイオード、オペアンプを用いて、温度増加に対して非線形に増加する電圧Ｖ３を生成する回路である。
非線形電圧生成部３は、温度に対応した温度対応電圧Ｖ２を入力して出力電圧Ｖ３を生成する。
非線形電圧生成部３は、ダイオード１７と、閾値回路３１と増幅回路３２とを有する。
非線形電圧生成部３は、抵抗１２、抵抗１３、抵抗１４、抵抗１５、抵抗１６、ダイオード１７、バイアス端子１８、バイアス端子１９、オペアンプ２０のみから構成される。
閾値回路３１は、抵抗１２、抵抗１３、バイアス端子１８のみから構成される。
増幅回路３２は、抵抗１３、抵抗１４、抵抗１５、抵抗１６、バイアス端子１９、オペアンプ２０のみから構成される。
加算増幅部２の出力端子（電圧Ｖ２）に抵抗１３の一端と、抵抗１４の一端とを接続し、抵抗１３の他端には抵抗１２の一端とダイオード１７のカソード端子が接続され、抵抗１４の他端にはオペアンプ２０の－端子が接続され、抵抗１２の他端はバイアス端子１８が接続され、ダイオード１７のアノード端子にはオペアンプ２０の－端子が接続される。また、抵抗１５の一端はバイアス端子１９に接続され、抵抗１５の他端はオペアンプ２０の－端子が接続される。さらに抵抗１６の一端はオペアンプ２０の－端子に接続され、抵抗１６の他端はオペアンプ２０の出力端子に接続される。電圧Ｖ３はオペアンプ２０の出力端子から出力される。
【0018】
＊閾値回路３１＊
非線形電圧生成部３は任意の温度以上でダイオード１７をオンさせることによって、電圧Ｖ３の温度増加に対する非線形な増加を可能としている。ダイオード１７がオンする温度は電圧Ｖ２が閾値である電圧値Ｖｓ以下となる温度となる。
閾値回路３１は、温度対応電圧Ｖ２の特定温度（＋２５℃）に対応した電圧値において前記ダイオード１７がオンになる閾値の電圧値Ｖｓを設定する。
閾値回路３１は、閾値の電圧値Ｖｓを設定するものであり、閾値の電圧値Ｖｓは抵抗１２の値Ｒ１２、抵抗１３の値Ｒ１３、バイアス端子１８の入力電圧Ｖｂを用いて数式２で表される。ここで、閾値回路３１が閾値である電圧値Ｖｓを０Ｖに設定すると加算増幅部２において電圧Ｖ２が０Ｖとなるように設定した温度である＋２５℃にて、ダイオード１７がオンとなる。この場合、電圧Ｖ３は低温から＋２５℃と、＋２５℃から高温とで電圧傾斜が異なる特性となる。
非線形電圧生成部３は任意の温度以上でダイオード１７をオンさせることによって、電圧Ｖ３の温度増加に対する非線形な増加を可能としている。ダイオード１７がオンする温度は電圧Ｖ２が閾値である電圧値Ｖｓ以下となる温度となる。
閾値回路３１は、温度対応電圧Ｖ２の特定温度（＋２５℃）に対応した電圧値において前記ダイオード１７がオンになる閾値の電圧値Ｖｓを設定する。
閾値回路３１は、閾値の電圧値Ｖｓを設定するものであり、閾値の電圧値Ｖｓは抵抗１２の値Ｒ１２、抵抗１３の値Ｒ１３、バイアス端子１８の入力電圧Ｖｂを用いて数式２で表される。ここで、閾値回路３１が閾値である電圧値Ｖｓを０Ｖに設定すると加算増幅部２において電圧Ｖ２が０Ｖとなるように設定した温度である＋２５℃にて、ダイオード１７がオンとなる。この場合、電圧Ｖ３は低温から＋２５℃と、＋２５℃から高温とで電圧傾斜が異なる特性となる。
【0019】
数式２
Ｖｓ＝－（Ｒ１３／Ｒ１２）×Ｖｂ
Ｖｓ＝－（Ｒ１３／Ｒ１２）×Ｖｂ
【0020】
＊増幅回路３２＊
増幅回路３２は、ダイオード１７が接続され、温度対応電圧Ｖ２を入力して線形電圧と非線形電圧とを有する出力電圧Ｖ３を生成する。
出力端子２１の出力電圧Ｖ３はダイオード１７がオン、オフの場合、増幅回路３２の動作はそれぞれ以下のとおりとなる。
増幅回路３２は、ダイオード１７が接続され、温度対応電圧Ｖ２を入力して線形電圧と非線形電圧とを有する出力電圧Ｖ３を生成する。
出力端子２１の出力電圧Ｖ３はダイオード１７がオン、オフの場合、増幅回路３２の動作はそれぞれ以下のとおりとなる。
【0021】
（１）ダイオード１７がオフの場合（Ｖ２≧Ｖｓ）
ダイオードオフ時の等価回路は図９となる。ダイオード１７がオフのため、ダイオード１７を流れる電流Ｉ１は０となる。また、オペアンプ２０の＋端子が接地されているので、－端子の電位は０Ｖ（イマジナリショート）となり、抵抗１４を流れる電流Ｉ２は抵抗１４の値をＲ１４とするとＶ２／Ｒ１４、抵抗１５を流れる電流Ｉ３は抵抗１５の値をＲ１５、バイアス端子１９の入力電圧をＶｃとするとＶｃ／Ｒ１５となる。
上記電流値と抵抗１６の値Ｒ１６から、出力電圧Ｖ３は数式３で表される。
ダイオードオフ時の等価回路は図９となる。ダイオード１７がオフのため、ダイオード１７を流れる電流Ｉ１は０となる。また、オペアンプ２０の＋端子が接地されているので、－端子の電位は０Ｖ（イマジナリショート）となり、抵抗１４を流れる電流Ｉ２は抵抗１４の値をＲ１４とするとＶ２／Ｒ１４、抵抗１５を流れる電流Ｉ３は抵抗１５の値をＲ１５、バイアス端子１９の入力電圧をＶｃとするとＶｃ／Ｒ１５となる。
上記電流値と抵抗１６の値Ｒ１６から、出力電圧Ｖ３は数式３で表される。
【0022】
数式３
Ｖ３＝－Ｒ１６×（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３）
＝－Ｒ１６×（０＋Ｖ２／Ｒ１４＋Ｖｃ／Ｒ１５）
＝－Ｒ１６×（Ｖ２／Ｒ１４＋Ｖｃ／Ｒ１５）
＝－Ｒ１６×｛－Ｒ９×（１／Ｒ１４）×（Ｖ１／Ｒ７＋Ｖａ／Ｒ８）＋Ｖｃ／Ｒ１５｝
Ｖ３＝－Ｒ１６×（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３）
＝－Ｒ１６×（０＋Ｖ２／Ｒ１４＋Ｖｃ／Ｒ１５）
＝－Ｒ１６×（Ｖ２／Ｒ１４＋Ｖｃ／Ｒ１５）
＝－Ｒ１６×｛－Ｒ９×（１／Ｒ１４）×（Ｖ１／Ｒ７＋Ｖａ／Ｒ８）＋Ｖｃ／Ｒ１５｝
【0023】
（２）ダイオード１７がオンの場合（Ｖ２≦Ｖｓ）
ダイオードオン時の等価回路は図１０となる。オペアンプ２０の＋端子が接地されているので、－端子の電位は０Ｖ（イマジナリショート）となる。ダイオード１７がオンのため、ダイオード１７を流れる電流Ｉ１は抵抗１３を流れ、抵抗１３の抵抗値をＲ１３とすると電流Ｉ１はＶ２／Ｒ１３となる（理想ダイオード特性の場合）。また、抵抗１４を流れる電流Ｉ２は抵抗１４の値をＲ１４とするとＶ２／Ｒ１４、抵抗１５を流れる電流Ｉ３は抵抗１５の値をＲ１５、バイアス端子１９の電圧をＶｃとするとＶｃ／Ｒ１５となる。
上記電流値と抵抗１６の値Ｒ１６から、出力電圧Ｖ３は数式４で表される。
ダイオードオン時の等価回路は図１０となる。オペアンプ２０の＋端子が接地されているので、－端子の電位は０Ｖ（イマジナリショート）となる。ダイオード１７がオンのため、ダイオード１７を流れる電流Ｉ１は抵抗１３を流れ、抵抗１３の抵抗値をＲ１３とすると電流Ｉ１はＶ２／Ｒ１３となる（理想ダイオード特性の場合）。また、抵抗１４を流れる電流Ｉ２は抵抗１４の値をＲ１４とするとＶ２／Ｒ１４、抵抗１５を流れる電流Ｉ３は抵抗１５の値をＲ１５、バイアス端子１９の電圧をＶｃとするとＶｃ／Ｒ１５となる。
上記電流値と抵抗１６の値Ｒ１６から、出力電圧Ｖ３は数式４で表される。
【0024】
数式４
Ｖ３＝－Ｒ１６×（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３）
＝－Ｒ１６×（Ｖ２／Ｒ１３＋Ｖ２／Ｒ１４＋Ｖｃ／Ｒ１５）
＝－Ｒ１６×｛－Ｒ９×（１／Ｒ１３＋１／Ｒ１４）×（Ｖ１／Ｒ７＋Ｖａ／Ｒ８）＋Ｖｃ／Ｒ１５｝
Ｖ３＝－Ｒ１６×（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３）
＝－Ｒ１６×（Ｖ２／Ｒ１３＋Ｖ２／Ｒ１４＋Ｖｃ／Ｒ１５）
＝－Ｒ１６×｛－Ｒ９×（１／Ｒ１３＋１／Ｒ１４）×（Ｖ１／Ｒ７＋Ｖａ／Ｒ８）＋Ｖｃ／Ｒ１５｝
【0025】
出力電圧Ｖ３の温度特性を図１１に示す。
温度対応電圧Ｖ２に対応する温度が特定温度（＋２５℃）未満の線形部の部分では、ダイオード１７がオフの状態であり、増幅回路３２は、特定の電圧傾斜を有する線形電圧を生成する。線形電圧とは温度に対して線形な電圧又は略線形な電圧をいう。
温度対応電圧Ｖ２に対応する温度が前記特定温度（＋２５℃）以上の非線形部の部分では、ダイオード１７がオンの状態であり、増幅回路３２は、線形電圧とは異なる電圧傾斜を有する非線形電圧を生成する。非線形電圧とは、特定温度（＋２５℃）未満の線形電圧に対して非線形な電圧をいう。非線形電圧は、特定温度（＋２５℃）以上において温度に対して線形な電圧又は略線形な電圧である。
図１１では常温（＋２５℃）未満（Ｖ２＞０Ｖ）で数式３が適用され、常温（＋２５℃）以上（Ｖ２≦０Ｖ）で数式４が適用されるように閾値の電圧値Ｖｓを０Ｖに設定している。数式３に比べ、数式４の方が電圧の倍率が大きいため、常温（＋２５℃）以上で電圧傾斜が急となる非線形な特性が得られている。
温度対応電圧Ｖ２に対応する温度が特定温度（＋２５℃）未満の線形部の部分では、ダイオード１７がオフの状態であり、増幅回路３２は、特定の電圧傾斜を有する線形電圧を生成する。線形電圧とは温度に対して線形な電圧又は略線形な電圧をいう。
温度対応電圧Ｖ２に対応する温度が前記特定温度（＋２５℃）以上の非線形部の部分では、ダイオード１７がオンの状態であり、増幅回路３２は、線形電圧とは異なる電圧傾斜を有する非線形電圧を生成する。非線形電圧とは、特定温度（＋２５℃）未満の線形電圧に対して非線形な電圧をいう。非線形電圧は、特定温度（＋２５℃）以上において温度に対して線形な電圧又は略線形な電圧である。
図１１では常温（＋２５℃）未満（Ｖ２＞０Ｖ）で数式３が適用され、常温（＋２５℃）以上（Ｖ２≦０Ｖ）で数式４が適用されるように閾値の電圧値Ｖｓを０Ｖに設定している。数式３に比べ、数式４の方が電圧の倍率が大きいため、常温（＋２５℃）以上で電圧傾斜が急となる非線形な特性が得られている。
【0026】
次に出力電圧Ｖ３の電圧特性調整方法について説明する。
【0027】
（１）全体の電圧傾斜
電圧Ｖ３の全体の電圧傾斜は抵抗９で調整することができる。抵抗９を調整した時の電圧Ｖ３の温度特性を図１２に示す。前述のとおり、出力電圧Ｖ２の値を＋２５℃（任意の温度）で０Ｖに設定することで、図１２に示すように＋２５℃の電圧を変更することなく、全体の電圧傾斜を変更することができる。抵抗１６でも電圧Ｖ３の全体の電圧傾斜が調整可能であるが、電圧傾斜だけでなく、＋２５℃を含むすべての温度の電圧値が変わってしまうため、電圧のオフセット調整も必要となる。このため、抵抗１６より、抵抗９で電圧傾斜を調整した方が、調整が容易であり、調整時間の短縮が可能である。
電圧Ｖ３の全体の電圧傾斜は抵抗９で調整することができる。抵抗９を調整した時の電圧Ｖ３の温度特性を図１２に示す。前述のとおり、出力電圧Ｖ２の値を＋２５℃（任意の温度）で０Ｖに設定することで、図１２に示すように＋２５℃の電圧を変更することなく、全体の電圧傾斜を変更することができる。抵抗１６でも電圧Ｖ３の全体の電圧傾斜が調整可能であるが、電圧傾斜だけでなく、＋２５℃を含むすべての温度の電圧値が変わってしまうため、電圧のオフセット調整も必要となる。このため、抵抗１６より、抵抗９で電圧傾斜を調整した方が、調整が容易であり、調整時間の短縮が可能である。
【0028】
（２）非線形部の電圧傾斜
電圧Ｖ３の非線形部の電圧傾斜は抵抗１２、抵抗１３で調整することができる。抵抗１２、抵抗１３を調整した時の電圧Ｖ３の温度特性を図１３に示す。抵抗１２、抵抗１３を調整することで、図１３に示すように低温から常温の線形部の電圧値に影響を与えることなく、常温から高温の非線形部の電圧値を変更することができる。抵抗１２と抵抗１３の抵抗値の比が同じ値になるように抵抗１２と抵抗１３の抵抗値を調整することで、数式２で示される閾値を変更することなく、非線形部の電圧傾斜の変更が可能である。
電圧Ｖ３の非線形部の電圧傾斜は抵抗１２、抵抗１３で調整することができる。抵抗１２、抵抗１３を調整した時の電圧Ｖ３の温度特性を図１３に示す。抵抗１２、抵抗１３を調整することで、図１３に示すように低温から常温の線形部の電圧値に影響を与えることなく、常温から高温の非線形部の電圧値を変更することができる。抵抗１２と抵抗１３の抵抗値の比が同じ値になるように抵抗１２と抵抗１３の抵抗値を調整することで、数式２で示される閾値を変更することなく、非線形部の電圧傾斜の変更が可能である。
【0029】
（３）電圧のオフセット
電圧Ｖ３の電圧オフセットはバイアス端子１９に入力する電圧Ｖｃで調整することができる。電圧Ｖｃを調整した時の電圧Ｖ３の温度特性を図１４に示す。電圧Ｖｃを調整することで、図１４に示すように温度に対する電圧傾斜を変更することなく、電圧Ｖ３をオフセットすることができる。また、電圧Ｖｃを固定した状態で抵抗１５を変更することで同様の調整が可能である。
電圧Ｖ３の電圧オフセットはバイアス端子１９に入力する電圧Ｖｃで調整することができる。電圧Ｖｃを調整した時の電圧Ｖ３の温度特性を図１４に示す。電圧Ｖｃを調整することで、図１４に示すように温度に対する電圧傾斜を変更することなく、電圧Ｖ３をオフセットすることができる。また、電圧Ｖｃを固定した状態で抵抗１５を変更することで同様の調整が可能である。
【0030】
（４）調整手順
調整手順としては、まず電圧Ｖｃで電圧のオフセットを調整し、＋２５℃の電圧値を決定する。次に、抵抗９で全体の電圧傾斜を調整することで＋２５℃の値を変更することなく線形部の低温の値を決定する。最後に、抵抗１２、抵抗１３で非線形部の電圧傾斜を調整することで低温から＋２５℃の電圧値に影響を与えることなく、非線形部の高温の値を決定する。このような手順で調整することで、各温度の電圧値を独立した箇所で他の温度の電圧値に影響を与えることなく決定することができ、試験調整時間を大幅に短縮することが可能となる。
調整手順としては、まず電圧Ｖｃで電圧のオフセットを調整し、＋２５℃の電圧値を決定する。次に、抵抗９で全体の電圧傾斜を調整することで＋２５℃の値を変更することなく線形部の低温の値を決定する。最後に、抵抗１２、抵抗１３で非線形部の電圧傾斜を調整することで低温から＋２５℃の電圧値に影響を与えることなく、非線形部の高温の値を決定する。このような手順で調整することで、各温度の電圧値を独立した箇所で他の温度の電圧値に影響を与えることなく決定することができ、試験調整時間を大幅に短縮することが可能となる。
【0031】
■バイポーラトランジスタを用いたＳＳＰＡの温度補償（ダイオード１７の向きを逆転）
ここまでは、ＦＥＴを用いたＳＳＰＡの温度補償について説明をしてきたが、バイポーラトランジスタを用いたＳＳＰＡの温度補償についても説明する。
バイポーラトランジスタを用いたＳＳＰＡの場合、温度補償を行わない場合のＳＳＰＡの利得は、ＦＥＴとは異なり温度が上昇するにつれて、利得が非線形に増加する。この特性はバイポーラトランジスタの利得の温度特性に依存している。また、バイポーラトランジスタの利得はベース電圧（ベース電流）依存性があり、ベース電圧の増加に対して、利得は比較的線形に増加する。このため、ベース電圧を変化させることで、ＳＳＰＡの利得を一定に保つためには、バイポーラトランジスタのベース電圧Ｖｂｅを、温度に対して非線形に変化させる必要がある。
ここまでは、ＦＥＴを用いたＳＳＰＡの温度補償について説明をしてきたが、バイポーラトランジスタを用いたＳＳＰＡの温度補償についても説明する。
バイポーラトランジスタを用いたＳＳＰＡの場合、温度補償を行わない場合のＳＳＰＡの利得は、ＦＥＴとは異なり温度が上昇するにつれて、利得が非線形に増加する。この特性はバイポーラトランジスタの利得の温度特性に依存している。また、バイポーラトランジスタの利得はベース電圧（ベース電流）依存性があり、ベース電圧の増加に対して、利得は比較的線形に増加する。このため、ベース電圧を変化させることで、ＳＳＰＡの利得を一定に保つためには、バイポーラトランジスタのベース電圧Ｖｂｅを、温度に対して非線形に変化させる必要がある。
【0032】
図１５にバイポーラトランジスタを用いたＳＳＰＡを温度補償する実施の形態１による温度補償回路の構成の他の一例を示す。図１５の温度補償回路は、図６のダイオード１７の向きを逆転させた構成となっている。
温度検出部１はバイアス端子４、抵抗５、正特性サーミスタ６のみから構成され、抵抗５と正特性サーミスタ６を直列接続、抵抗５の他端にはバイアス端子４を接続し、正特性サーミスタ６の他端は接地される。
バイアス端子４から入力する負電圧を抵抗５、正特性サーミスタ６で分圧し、出力電圧Ｖ１を生成する。出力電圧Ｖ１は図１６に示すとおり、温度の－１０℃から＋６０℃の変化に対して、電圧が線形に低下する特性が得られる。
温度検出部１はバイアス端子４、抵抗５、正特性サーミスタ６のみから構成され、抵抗５と正特性サーミスタ６を直列接続、抵抗５の他端にはバイアス端子４を接続し、正特性サーミスタ６の他端は接地される。
バイアス端子４から入力する負電圧を抵抗５、正特性サーミスタ６で分圧し、出力電圧Ｖ１を生成する。出力電圧Ｖ１は図１６に示すとおり、温度の－１０℃から＋６０℃の変化に対して、電圧が線形に低下する特性が得られる。
【0033】
加算増幅部２は、抵抗７、抵抗８、抵抗９、バイアス端子１０、オペアンプ１１のみから構成される。オペアンプ１１の－端子に抵抗７と抵抗８と抵抗９を接続し、抵抗７の他端には温度検出部の出力端子（電圧Ｖ１）、抵抗８の他端にはバイアス端子１０、抵抗９の他端にはオペアンプ１１の出力端子が接続される。また、オペアンプ１１の＋端子は接地され、オペアンプの出力端子から電圧Ｖ２が出力される。
オペアンプ１１の＋端子は接地されているので、－端子の電位は０Ｖ（イマジナリショート）となる。オペアンプ１１の－端子には電圧Ｖ１と－端子の電位差によって抵抗７に流れる電流とバイアス端子１０の入力電圧と－端子の電位差によって抵抗８に流れる電流が流れる。それらの電流を加算した電流はオペアンプの入力端子がハイインピーダンスであるため、抵抗９を流れ、電圧Ｖ２が得られる。電圧Ｖ２の温度特性を図１７に示す。電圧Ｖ２は図１７に示すとおり、－１０℃から＋６０℃まで線形に増加する。また、電圧Ｖａの値は、電圧Ｖ２が＋２５℃（任意の温度）で０Ｖとなるように設定する。電圧Ｖ２を＋２５℃で０Ｖとすることで、抵抗９の値で＋２５℃の電圧に影響を与えることなく、温度変化に対する電圧Ｖ２の傾斜を変更することが可能となる。
オペアンプ１１の＋端子は接地されているので、－端子の電位は０Ｖ（イマジナリショート）となる。オペアンプ１１の－端子には電圧Ｖ１と－端子の電位差によって抵抗７に流れる電流とバイアス端子１０の入力電圧と－端子の電位差によって抵抗８に流れる電流が流れる。それらの電流を加算した電流はオペアンプの入力端子がハイインピーダンスであるため、抵抗９を流れ、電圧Ｖ２が得られる。電圧Ｖ２の温度特性を図１７に示す。電圧Ｖ２は図１７に示すとおり、－１０℃から＋６０℃まで線形に増加する。また、電圧Ｖａの値は、電圧Ｖ２が＋２５℃（任意の温度）で０Ｖとなるように設定する。電圧Ｖ２を＋２５℃で０Ｖとすることで、抵抗９の値で＋２５℃の電圧に影響を与えることなく、温度変化に対する電圧Ｖ２の傾斜を変更することが可能となる。
【0034】
非線形電圧生成部３は、抵抗１２、抵抗１３、抵抗１４、抵抗１５、抵抗１６、ダイオード１７、バイアス端子１８、バイアス端子１９、オペアンプ２０のみから構成される。
加算増幅部２の出力端子（電圧Ｖ２）に抵抗１３、抵抗１４を接続し、抵抗１３の他端には抵抗１２とダイオード１７のアノード端子、抵抗１４の他端にはオペアンプ２０の－端子が接続され、抵抗１２の他端はバイアス端子１８、ダイオード１７のカソード端子にはオペアンプ２０の－端子が接続される。また、抵抗１５はバイアス端子１９に接続され、抵抗１５の他端はオペアンプ２０の－端子が接続される。さらに抵抗１６はオペアンプ２０の－端子に接続され、抵抗１６の他端はオペアンプ２０の出力端子に接続される。電圧Ｖ３はオペアンプ２０の出力端子から出力される。
非線形電圧生成部３は任意の温度以上でダイオード１７をオンさせることによって、電圧Ｖ３の温度増加に対する非線形な低下を可能としている。
図１５では、図６とはダイオード１７の向きを逆転させることで、常温から高温でダイオードをオンさせ、非線形の特性が得られるようにしている。ダイオードの向きを変更することで、低温から常温の特性を非線形とすることも可能である。
出力電圧Ｖ３の温度特性を図１８に示す。図１８に示すとおり常温（＋２５℃）以上で電圧傾斜が急峻となる非線形な特性が得られている。
加算増幅部２の出力端子（電圧Ｖ２）に抵抗１３、抵抗１４を接続し、抵抗１３の他端には抵抗１２とダイオード１７のアノード端子、抵抗１４の他端にはオペアンプ２０の－端子が接続され、抵抗１２の他端はバイアス端子１８、ダイオード１７のカソード端子にはオペアンプ２０の－端子が接続される。また、抵抗１５はバイアス端子１９に接続され、抵抗１５の他端はオペアンプ２０の－端子が接続される。さらに抵抗１６はオペアンプ２０の－端子に接続され、抵抗１６の他端はオペアンプ２０の出力端子に接続される。電圧Ｖ３はオペアンプ２０の出力端子から出力される。
非線形電圧生成部３は任意の温度以上でダイオード１７をオンさせることによって、電圧Ｖ３の温度増加に対する非線形な低下を可能としている。
図１５では、図６とはダイオード１７の向きを逆転させることで、常温から高温でダイオードをオンさせ、非線形の特性が得られるようにしている。ダイオードの向きを変更することで、低温から常温の特性を非線形とすることも可能である。
出力電圧Ｖ３の温度特性を図１８に示す。図１８に示すとおり常温（＋２５℃）以上で電圧傾斜が急峻となる非線形な特性が得られている。
【0035】
■ダイオード２２による温度検出部１の構成
図１９に実施の形態１による温度補償回路の構成のまた他の一例を示す。図１９では温度検出部１をバイアス端子４、ダイオード２２、抵抗５、抵抗２３を用いて構成される。ダイオード２２のカソード端子と抵抗５を接続し、ダイオード２２のアノード端子はバイアス端子４、抵抗５の他端は抵抗２３と接続される。また、抵抗２３の他端は接地される。
バイアス端子４に正電圧を印可し、ダイオード２２の順方向電圧の温度特性を利用し、抵抗５と抵抗２３の接続部から温度増加に対して変動する電圧Ｖ１を得る。ダイオードの順方向電圧の温度変動は約－２ｍＶ／℃であるので、出力電圧Ｖ１は温度の－１０℃から＋６０℃の変化に対して、図７と同様に線形に増加する特性となる。
電圧Ｖ２は、図６の構成時と同様に、バイアス端子１０への入力電圧Ｖａを変更し、任意の温度（例えば＋２５℃）で０Ｖとなるように設定することで、図８と同様の特性が得られる。出力端子２１の電圧Ｖ３の特性は図６の構成と同じく、図１１に示すとおりとなる。
図１９に実施の形態１による温度補償回路の構成のまた他の一例を示す。図１９では温度検出部１をバイアス端子４、ダイオード２２、抵抗５、抵抗２３を用いて構成される。ダイオード２２のカソード端子と抵抗５を接続し、ダイオード２２のアノード端子はバイアス端子４、抵抗５の他端は抵抗２３と接続される。また、抵抗２３の他端は接地される。
バイアス端子４に正電圧を印可し、ダイオード２２の順方向電圧の温度特性を利用し、抵抗５と抵抗２３の接続部から温度増加に対して変動する電圧Ｖ１を得る。ダイオードの順方向電圧の温度変動は約－２ｍＶ／℃であるので、出力電圧Ｖ１は温度の－１０℃から＋６０℃の変化に対して、図７と同様に線形に増加する特性となる。
電圧Ｖ２は、図６の構成時と同様に、バイアス端子１０への入力電圧Ｖａを変更し、任意の温度（例えば＋２５℃）で０Ｖとなるように設定することで、図８と同様の特性が得られる。出力端子２１の電圧Ｖ３の特性は図６の構成と同じく、図１１に示すとおりとなる。
【0036】
＊＊＊実施の形態１の特徴と効果＊＊＊
実施の形態１の温度補償回路は、
温度に対して線形的に変動する電圧を生成する温度検出部１と、
温度検出部１の電圧をオフセット、増幅し、任意の温度で０Ｖを出力する加算増幅部２と、
加算増幅部２の電圧を非線形にし、オフセットする非線形電圧生成部３とを有する。
加算増幅部２は、オペアンプを１つのみ有している。
非線形電圧生成部３は、バイアス端子１８から抵抗１２を介してダイオード１７に電圧を印可するよう構成されている。
非線形電圧生成部３は、オペアンプを１つのみ有している。
実施の形態１の温度補償回路によれば、簡易的な回路で、温度増加に対して、非線形な電圧制御を行い、温度に対する全体の電圧傾斜、非線形部の電圧傾斜、電圧オフセットを独立した箇所で調整できることを特徴とする。
実施の形態１の温度補償回路によれば、比較例と同等の性能をオペアンプを２つのみ用いた簡易的な回路で提供することができ、調整時間を著しく短縮できる効果がある。
実施の形態１の温度補償回路は、
温度に対して線形的に変動する電圧を生成する温度検出部１と、
温度検出部１の電圧をオフセット、増幅し、任意の温度で０Ｖを出力する加算増幅部２と、
加算増幅部２の電圧を非線形にし、オフセットする非線形電圧生成部３とを有する。
加算増幅部２は、オペアンプを１つのみ有している。
非線形電圧生成部３は、バイアス端子１８から抵抗１２を介してダイオード１７に電圧を印可するよう構成されている。
非線形電圧生成部３は、オペアンプを１つのみ有している。
実施の形態１の温度補償回路によれば、簡易的な回路で、温度増加に対して、非線形な電圧制御を行い、温度に対する全体の電圧傾斜、非線形部の電圧傾斜、電圧オフセットを独立した箇所で調整できることを特徴とする。
実施の形態１の温度補償回路によれば、比較例と同等の性能をオペアンプを２つのみ用いた簡易的な回路で提供することができ、調整時間を著しく短縮できる効果がある。
【0037】
実施の形態２．
■正特性サーミスタ２４のみによる温度検出部１の構成
以下、主に実施の形態１と異なる点について説明する。
図２０に実施の形態２の構成の一例を示す。図２０ではバイアス端子４に正特性サーミスタ２４のみを接続することで温度検出部１を構成しており、部品の削減が可能である。
バイアス端子４に負電圧を印可し、正特性サーミスタを介して、加算増幅部２に電圧Ｖ１を入力する。加算増幅部２は、抵抗７、抵抗８、抵抗９、バイアス端子１０、オペアンプ１１から構成される。オペアンプ１１の－端子に抵抗７と抵抗８と抵抗９を接続し、抵抗７の他端には温度検出部の出力端子（電圧Ｖ１）、抵抗８の他端にはバイアス端子１０、抵抗９の他端にはオペアンプ１１の出力端子が接続される。
オペアンプ１１の＋端子は接地されているので、－端子の電位は０Ｖ（イマジナリショート）となる。オペアンプ１１の－端子にはバイアス端子４に入力される負電圧と－端子の電位差によって、正特性サーミスタ、抵抗７に流れる電流とバイアス端子１０の入力電圧と－端子の電位差によって抵抗８に流れる電流が流れる。それらの電流を加算した電流が抵抗９を流れることで電圧Ｖ２を得る。正特性サーミスタ２４は温度が増加するにつれて、抵抗値が線形に増加するため、電圧Ｖ２は高温で小さくなる。これにより電圧Ｖ２は、図６の構成時と同様の図８の特性が得られる。出力端子２１の電圧Ｖ３の特性は図６の構成と同じく、図１１に示すとおりとなる。
■正特性サーミスタ２４のみによる温度検出部１の構成
以下、主に実施の形態１と異なる点について説明する。
図２０に実施の形態２の構成の一例を示す。図２０ではバイアス端子４に正特性サーミスタ２４のみを接続することで温度検出部１を構成しており、部品の削減が可能である。
バイアス端子４に負電圧を印可し、正特性サーミスタを介して、加算増幅部２に電圧Ｖ１を入力する。加算増幅部２は、抵抗７、抵抗８、抵抗９、バイアス端子１０、オペアンプ１１から構成される。オペアンプ１１の－端子に抵抗７と抵抗８と抵抗９を接続し、抵抗７の他端には温度検出部の出力端子（電圧Ｖ１）、抵抗８の他端にはバイアス端子１０、抵抗９の他端にはオペアンプ１１の出力端子が接続される。
オペアンプ１１の＋端子は接地されているので、－端子の電位は０Ｖ（イマジナリショート）となる。オペアンプ１１の－端子にはバイアス端子４に入力される負電圧と－端子の電位差によって、正特性サーミスタ、抵抗７に流れる電流とバイアス端子１０の入力電圧と－端子の電位差によって抵抗８に流れる電流が流れる。それらの電流を加算した電流が抵抗９を流れることで電圧Ｖ２を得る。正特性サーミスタ２４は温度が増加するにつれて、抵抗値が線形に増加するため、電圧Ｖ２は高温で小さくなる。これにより電圧Ｖ２は、図６の構成時と同様の図８の特性が得られる。出力端子２１の電圧Ｖ３の特性は図６の構成と同じく、図１１に示すとおりとなる。
【0038】
＊＊＊実施の形態２の特徴と効果＊＊＊
実施の形態２の温度補償回路は、温度検出部１が、バイアス端子４に接続された正特性サーミスタ２４のみを有することを特徴とする。
実施の形態２の温度補償回路によれば、部品の削減が可能である。
実施の形態２の温度補償回路は、温度検出部１が、バイアス端子４に接続された正特性サーミスタ２４のみを有することを特徴とする。
実施の形態２の温度補償回路によれば、部品の削減が可能である。
【0039】
実施の形態３．
■Ｖｂｔ生成回路２５
以下、主に実施の形態１、２と異なる点について説明する。
図２１に実施の形態３の構成の一例を示す。図６の構成の場合、理想ダイオードではない実際のダイオードでは、順方向電圧に温度特性（－２ｍＶ／℃）があるため、温度によりダイオード１７がオンする電圧が変化する。この順方向電圧の温度特性が問題となる場合には数式２で示されるＶｓを温度によって変動させることで、ダイオードの順方向電圧の温度特性の影響を打ち消すことが可能である。
閾値回路３１は、増幅回路３２を構成するダイオード１７の順方向電圧の温度特性の影響を打ち消すため、Ｖｂｔ生成回路２５を有する。
図２１のＶｂｔ生成回路２５で図６の非線形電圧生成部３のバイアス端子１８への入力電圧Ｖｂに相当する電圧Ｖｂｔを生成する。Ｖｂｔ生成回路２５はバイアス端子２６、抵抗２７、抵抗２８、正特性サーミスタ２９で構成される。バイアス端子２６に並列接続された抵抗２７、正特性サーミスタ２９が接続され、抵抗２７と正特性サーミスタ２９の他端には抵抗２８が接続され、抵抗２８の他端は接地される。
電圧Ｖｂｔは正電圧をバイアス端子２６から入力し、並列接続された抵抗２７、正特性サーミスタ２９と抵抗２８の接続部から出力される。
Ｖｂｔ生成回路２５の出力電圧Ｖｂｔを図２２に示す。図２２に示すように温度増加に対して、電圧が低下するように電圧Ｖｂｔを変化させることで、ダイオードの順方向電圧の温度特性の影響を打ち消し、温度補償回路の動作は理想ダイオードでの検討と同様の振舞いとなる。
Ｖｂｔ生成回路２５は、バイアス端子２６の電圧を抵抗、正特性サーミスタによって分圧して、図６のバイアス端子１８に入力する電圧を生成する。電圧Ｖｂｔは、温度によって変動する電圧である。
■Ｖｂｔ生成回路２５
以下、主に実施の形態１、２と異なる点について説明する。
図２１に実施の形態３の構成の一例を示す。図６の構成の場合、理想ダイオードではない実際のダイオードでは、順方向電圧に温度特性（－２ｍＶ／℃）があるため、温度によりダイオード１７がオンする電圧が変化する。この順方向電圧の温度特性が問題となる場合には数式２で示されるＶｓを温度によって変動させることで、ダイオードの順方向電圧の温度特性の影響を打ち消すことが可能である。
閾値回路３１は、増幅回路３２を構成するダイオード１７の順方向電圧の温度特性の影響を打ち消すため、Ｖｂｔ生成回路２５を有する。
図２１のＶｂｔ生成回路２５で図６の非線形電圧生成部３のバイアス端子１８への入力電圧Ｖｂに相当する電圧Ｖｂｔを生成する。Ｖｂｔ生成回路２５はバイアス端子２６、抵抗２７、抵抗２８、正特性サーミスタ２９で構成される。バイアス端子２６に並列接続された抵抗２７、正特性サーミスタ２９が接続され、抵抗２７と正特性サーミスタ２９の他端には抵抗２８が接続され、抵抗２８の他端は接地される。
電圧Ｖｂｔは正電圧をバイアス端子２６から入力し、並列接続された抵抗２７、正特性サーミスタ２９と抵抗２８の接続部から出力される。
Ｖｂｔ生成回路２５の出力電圧Ｖｂｔを図２２に示す。図２２に示すように温度増加に対して、電圧が低下するように電圧Ｖｂｔを変化させることで、ダイオードの順方向電圧の温度特性の影響を打ち消し、温度補償回路の動作は理想ダイオードでの検討と同様の振舞いとなる。
Ｖｂｔ生成回路２５は、バイアス端子２６の電圧を抵抗、正特性サーミスタによって分圧して、図６のバイアス端子１８に入力する電圧を生成する。電圧Ｖｂｔは、温度によって変動する電圧である。
【0040】
＊＊＊実施の形態３の特徴と効果＊＊＊
実施の形態３の温度補償回路は、増幅回路３２を構成するダイオード１７の順方向電圧の温度特性の影響を打ち消すＶｂｔ生成回路を有することを特徴とする。
実施の形態３の温度補償回路によれば、理想ダイオードではないダイオードを使用することができる。
実施の形態３の温度補償回路は、増幅回路３２を構成するダイオード１７の順方向電圧の温度特性の影響を打ち消すＶｂｔ生成回路を有することを特徴とする。
実施の形態３の温度補償回路によれば、理想ダイオードではないダイオードを使用することができる。
【0041】
以上、複数の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態のうち、いくつかを組み合わせて実施しても構わない。或いは、これらの実施の形態の一部を組み合わせて実施しても構わない。
【符号の説明】
【0042】
１ 温度検出部、２ 加算増幅部、３ 非線形電圧生成部、４ バイアス端子、５ 抵抗、６ 正特性サーミスタ、７ 抵抗、８ 抵抗、９ 抵抗、１０ バイアス端子、１１ オペアンプ、１２ 抵抗、１３ 抵抗、１４ 抵抗、１５ 抵抗、１６ 抵抗、１７ ダイオード、１８ バイアス端子、１９ バイアス端子、２０ オペアンプ、２１ 出力端子、２２ ダイオード、２３ 抵抗、２４ 正特性サーミスタ、２５ Ｖｂｔ生成回路、２６ バイアス端子、２７ 抵抗、２８ 抵抗、２９ 正特性サーミスタ、３１ 閾値回路、３２ 増幅回路。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】