知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2024115235
(43)【公開日】2024-08-26
(54)【発明の名称】温度センサ
(51)【国際特許分類】
G01K 7/01 20060101AFI20240819BHJP
【ＦＩ】
G01K7/01 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023020834
(22)【出願日】2023-02-14
(71)【出願人】
【識別番号】000116024
【氏名又は名称】ローム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001933
【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】大田黒 義人
【テーマコード（参考）】
2F056
【Ｆターム（参考）】
2F056JT06
(57)【要約】
【課題】良好な温度検出を可能とする。
【解決手段】温度センサ（１）は、対象温度を有する位置に配置されたダイオードであって且つ第１ノード及び第２ノード間の対象経路（６０）に挿入される温度検出ダイオード（Ｄ１）と、対象経路に対し、温度検出ダイオードの順方向に、第１～第３評価用電流（Ｉｆ１～Ｉｆ３）を互いに異なるタイミングで供給する電流供給回路（１０）と、対象経路に第１～第３評価用電流が供給されているときの第１ノード及び第２ノード間の電圧（ＶＦ）を、夫々、第１評価用電圧～第３評価用電圧（ＶＦ１～ＶＦ３）として検出する電圧検出回路（２０）と、第１～第３評価用電圧に基づき対象温度を検出する演算回路（３０）と、を備える。
【選択図】図３
【解決手段】温度センサ（１）は、対象温度を有する位置に配置されたダイオードであって且つ第１ノード及び第２ノード間の対象経路（６０）に挿入される温度検出ダイオード（Ｄ１）と、対象経路に対し、温度検出ダイオードの順方向に、第１～第３評価用電流（Ｉｆ１～Ｉｆ３）を互いに異なるタイミングで供給する電流供給回路（１０）と、対象経路に第１～第３評価用電流が供給されているときの第１ノード及び第２ノード間の電圧（ＶＦ）を、夫々、第１評価用電圧～第３評価用電圧（ＶＦ１～ＶＦ３）として検出する電圧検出回路（２０）と、第１～第３評価用電圧に基づき対象温度を検出する演算回路（３０）と、を備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対象温度を有する位置に配置されたダイオードであって、且つ、第１ノード及び第２ノード間の対象経路に挿入される温度検出ダイオードと、
前記対象経路に対し、前記温度検出ダイオードの順方向に、第１評価用電流～第３評価用電流を互いに異なるタイミングで供給するよう構成された電流供給回路と、
前記対象経路に前記第１評価用電流～前記第３評価用電流が供給されているときの前記第１ノード及び前記第２ノード間の電圧を、夫々、第１評価用電圧～第３評価用電圧として検出するよう構成された電圧検出回路と、
前記第１評価用電圧～前記第３評価用電圧に基づき前記対象温度を検出するよう構成された演算回路と、を備える
、温度センサ。
前記対象経路に対し、前記温度検出ダイオードの順方向に、第１評価用電流～第３評価用電流を互いに異なるタイミングで供給するよう構成された電流供給回路と、
前記対象経路に前記第１評価用電流～前記第３評価用電流が供給されているときの前記第１ノード及び前記第２ノード間の電圧を、夫々、第１評価用電圧～第３評価用電圧として検出するよう構成された電圧検出回路と、
前記第１評価用電圧～前記第３評価用電圧に基づき前記対象温度を検出するよう構成された演算回路と、を備える
、温度センサ。
【請求項2】
前記演算回路は、前記第１評価用電圧～前記第３評価用電圧を前記第１評価用電流～前記第３評価用電流の関係に基づく所定の演算式に従って加減算することを通じて前記対象温度を検出する
、請求項１に記載の温度センサ。
、請求項１に記載の温度センサ。
【請求項3】
式（１）が成立するよう各評価用電流が設定され、
前記演算式は式（２）であり、
前記演算回路は、式（２）に従うΔＶＦを導出して、ΔＶＦの導出結果に応じた温度検出信号を生成し、
Ｉｆ１、Ｉｆ２、Ｉｆ３は、夫々、前記第１、第２、第３評価用電流を表し、
ＶＦ１、ＶＦ２、ＶＦ３は、夫々、前記第１、第２、第３評価用電圧を表し、
ｋ１、ｋ２及びｋ３の夫々は１以上の整数を表す
ｋ３×Ｉｆ３＝ｋ１×Ｉｆ１＋ｋ２×Ｉｆ２ ・・・（１）
ΔＶＦ＝ｋ３×ＶＦ３－（ｋ１×ＶＦ１＋ｋ２×ＶＦ２） ・・・（２）
、請求項２に記載の温度センサ。
前記演算式は式（２）であり、
前記演算回路は、式（２）に従うΔＶＦを導出して、ΔＶＦの導出結果に応じた温度検出信号を生成し、
Ｉｆ１、Ｉｆ２、Ｉｆ３は、夫々、前記第１、第２、第３評価用電流を表し、
ＶＦ１、ＶＦ２、ＶＦ３は、夫々、前記第１、第２、第３評価用電圧を表し、
ｋ１、ｋ２及びｋ３の夫々は１以上の整数を表す
ｋ３×Ｉｆ３＝ｋ１×Ｉｆ１＋ｋ２×Ｉｆ２ ・・・（１）
ΔＶＦ＝ｋ３×ＶＦ３－（ｋ１×ＶＦ１＋ｋ２×ＶＦ２） ・・・（２）
、請求項２に記載の温度センサ。
【請求項4】
前記電流供給回路は、前記温度検出ダイオードに前記第１評価用電流を供給する第１供給動作をｋ１回実行し、前記温度検出ダイオードに前記第２評価用電流を供給する第２供給動作をｋ２回実行し、前記温度検出ダイオードに前記第３評価用電流を供給する第３供給動作をｋ３回実行し、
前記電圧検出回路は、前記第１供給動作が実行されるたびに前記第１評価用電圧を検出することで前記第１評価用電圧の検出値をｋ１個取得し、前記第２供給動作が実行されるたびに前記第２評価用電圧を検出することで前記第２評価用電圧の検出値をｋ２個取得し、前記第３供給動作が実行されるたびに前記第３評価用電圧を検出することで前記第３評価用電圧の検出値をｋ３個取得し、
前記演算回路は、前記第１評価用電圧についてのｋ１個の検出値、前記第２評価用電圧についてのｋ２個の検出値、及び、前記第３評価用電圧についてのｋ３個の検出値を用いて、式（２）に基づきΔＶＦを導出する
、請求項３に記載の温度センサ。
前記電圧検出回路は、前記第１供給動作が実行されるたびに前記第１評価用電圧を検出することで前記第１評価用電圧の検出値をｋ１個取得し、前記第２供給動作が実行されるたびに前記第２評価用電圧を検出することで前記第２評価用電圧の検出値をｋ２個取得し、前記第３供給動作が実行されるたびに前記第３評価用電圧を検出することで前記第３評価用電圧の検出値をｋ３個取得し、
前記演算回路は、前記第１評価用電圧についてのｋ１個の検出値、前記第２評価用電圧についてのｋ２個の検出値、及び、前記第３評価用電圧についてのｋ３個の検出値を用いて、式（２）に基づきΔＶＦを導出する
、請求項３に記載の温度センサ。
【請求項5】
ΔＶＦは式（３）を満たし、
ΔＶＦ＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ３ｋ３／（Ｉｆ１ｋ１×Ｉｆ２ｋ２））
・・・（３）
ＫＢはボルツマン定数を表し、ｑは電子の電荷量を表し、ＴＤは前記対象温度を表し、
ｌｎ（Ｉｆ３ｋ３／（Ｉｆ１ｋ１×Ｉｆ２ｋ２））は（Ｉｆ３ｋ３／（Ｉｆ１ｋ１×Ｉｆ２ｋ２））の自然対数を表す
、請求項４に記載の温度センサ。
ΔＶＦ＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ３ｋ３／（Ｉｆ１ｋ１×Ｉｆ２ｋ２））
・・・（３）
ＫＢはボルツマン定数を表し、ｑは電子の電荷量を表し、ＴＤは前記対象温度を表し、
ｌｎ（Ｉｆ３ｋ３／（Ｉｆ１ｋ１×Ｉｆ２ｋ２））は（Ｉｆ３ｋ３／（Ｉｆ１ｋ１×Ｉｆ２ｋ２））の自然対数を表す
、請求項４に記載の温度センサ。
【請求項6】
前記電流供給回路は、前記温度検出ダイオードに前記第１評価用電流を供給する第１供給動作を（Ｍ×ｋ１）回実行し、前記温度検出ダイオードに前記第２評価用電流を供給する第２供給動作を（Ｍ×ｋ２）回実行し、前記温度検出ダイオードに前記第３評価用電流を供給する第３供給動作を（Ｍ×ｋ３）回実行し、
前記電圧検出回路は、前記第１供給動作が実行されるたびに前記第１評価用電圧を検出することで前記第１評価用電圧の検出値を（Ｍ×ｋ１）個取得し、前記第２供給動作が実行されるたびに前記第２評価用電圧を検出することで前記第２評価用電圧の検出値を（Ｍ×ｋ２）個取得し、前記第３供給動作が実行されるたびに前記第３評価用電圧を検出することで前記第３評価用電圧の検出値を（Ｍ×ｋ３）個取得し、
前記演算回路は、前記第１評価用電圧についての（Ｍ×ｋ１）個の検出値、前記第２評価用電圧についての（Ｍ×ｋ２）個の検出値、及び、前記第３評価用電圧についての（Ｍ×ｋ３）個の検出値を用いて、式（２）に基づき（Ｍ×ΔＶＦ）を導出し、（Ｍ×ΔＶＦ）の導出結果に応じた前記温度検出信号を生成し、
Ｍは２以上の整数を表す
、請求項３に記載の温度センサ。
前記電圧検出回路は、前記第１供給動作が実行されるたびに前記第１評価用電圧を検出することで前記第１評価用電圧の検出値を（Ｍ×ｋ１）個取得し、前記第２供給動作が実行されるたびに前記第２評価用電圧を検出することで前記第２評価用電圧の検出値を（Ｍ×ｋ２）個取得し、前記第３供給動作が実行されるたびに前記第３評価用電圧を検出することで前記第３評価用電圧の検出値を（Ｍ×ｋ３）個取得し、
前記演算回路は、前記第１評価用電圧についての（Ｍ×ｋ１）個の検出値、前記第２評価用電圧についての（Ｍ×ｋ２）個の検出値、及び、前記第３評価用電圧についての（Ｍ×ｋ３）個の検出値を用いて、式（２）に基づき（Ｍ×ΔＶＦ）を導出し、（Ｍ×ΔＶＦ）の導出結果に応じた前記温度検出信号を生成し、
Ｍは２以上の整数を表す
、請求項３に記載の温度センサ。
【請求項7】
前記電流検出回路はＡ／Ｄ変換器を有し、
前記Ａ／Ｄ変換器は、前記温度検出ダイオードに前記第１評価用電流～前記第３評価用電流が供給されているときの前記第１ノード及び前記第２ノード間の電圧をアナログ／デジタル変換することで、前記第１評価用電圧～前記第３評価用電圧の検出値を表す第１デジタル検出値～第３デジタル検出値を生成し、
前記演算回路は、前記第１デジタル検出値～前記第３デジタル検出値に基づき前記対象温度を検出する
、請求項１～６の何れかに記載の温度センサ。
前記Ａ／Ｄ変換器は、前記温度検出ダイオードに前記第１評価用電流～前記第３評価用電流が供給されているときの前記第１ノード及び前記第２ノード間の電圧をアナログ／デジタル変換することで、前記第１評価用電圧～前記第３評価用電圧の検出値を表す第１デジタル検出値～第３デジタル検出値を生成し、
前記演算回路は、前記第１デジタル検出値～前記第３デジタル検出値に基づき前記対象温度を検出する
、請求項１～６の何れかに記載の温度センサ。
【請求項8】
前記演算回路は、前記対象温度の検出結果を示す温度検出信号を生成する
、請求項１又は２に記載の温度センサ。
、請求項１又は２に記載の温度センサ。
【請求項9】
前記対象経路は抵抗成分を含み、
各評価用電流は前記温度検出ダイオード及び前記抵抗成分を通過する
、請求項１～６の何れかに記載の温度センサ。
各評価用電流は前記温度検出ダイオード及び前記抵抗成分を通過する
、請求項１～６の何れかに記載の温度センサ。
【請求項10】
前記温度検出ダイオードは、互いに接続されたコレクタ及びベースを有するバイポーラトランジスタにて形成される
、請求項１～６の何れかに記載の温度センサ。
、請求項１～６の何れかに記載の温度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、温度センサに関する。
【背景技術】
【0002】
ＰＮ接合によるダイオードを用いて温度検出を行う温度センサが広く用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１２－２２７５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ダイオードを用いて温度検出を行う温度センサにおいて、性能面で改善の余地がある。
【0005】
本開示は、良好な温度検出を可能とする温度センサ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】
本開示に係る温度センサは、対象温度を有する位置に配置されたダイオードであって、且つ、第１ノード及び第２ノード間の対象経路に挿入される温度検出ダイオードと、前記対象経路に対し、前記温度検出ダイオードの順方向に、第１評価用電流～第３評価用電流を互いに異なるタイミングで供給するよう構成された電流供給回路と、前記対象経路に前記第１評価用電流～前記第３評価用電流が供給されているときの前記第１ノード及び前記第２ノード間の電圧を、夫々、第１評価用電圧～第３評価用電圧として検出するよう構成された電圧検出回路と、前記第１評価用電圧～前記第３評価用電圧に基づき前記対象温度を検出するよう構成された演算回路と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、良好な温度検出を可能とする温度センサを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、機能部、回路、素子又は部品等を参照する記号又は符号を記すことによって、該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、機能部、回路、素子又は部品等の名称を省略又は略記することがある。
【0010】
まず、本開示の実施形態の記述にて用いられる幾つかの用語について説明を設ける。グランドとは、基準となる０Ｖ（ゼロボルト）の電位を有する基準導電部を指す又は０Ｖの電位そのものを指す。基準導電部は金属等の導体を用いて形成されて良い。０Ｖの電位をグランド電位と称することもある。本開示の実施形態において、特に基準を設けずに示される電圧はグランドから見た電位を表す。
【0011】
ＭＯＳＦＥＴは“metal-oxide-semiconductor field-effect transistor”の略称である。ＭＯＳＦＥＴは、特に記述無き限り、エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴであると解される。また、特に記述なき限り、任意のＭＯＳＦＥＴにおいて、バックゲートはソースに短絡されていると考えて良い。
【0012】
任意のスイッチを１以上のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）にて構成することができ、或るスイッチがオン状態のときには当該スイッチの両端間が導通する一方で或るスイッチがオフ状態のときには当該スイッチの両端間が非導通となる。
【0013】
以下、任意のトランジスタ又はスイッチについて、オン状態、オフ状態を、単に、オン、オフと表現することもある。また、任意のトランジスタ又はスイッチについて、トランジスタ又はスイッチがオン状態となっている期間をオン期間と称し、トランジスタ又はスイッチがオフ状態となっている期間をオフ期間と称する。
【0014】
任意の回路素子、配線、ノードなど、回路を形成する複数の部位間についての接続とは、特に記述なき限り、電気的な接続を指すと解して良い。
【0015】
図１を参照して、ダイオードを用いた温度センサによる温度検出方法を説明する。温度センサにより検出（換言すれば測定）されるべき温度を対象温度と称する。
【0016】
ダイオードＤ１は半導体のＰＮ接合により形成されるダイオードである。ダイオードＤ１の順方向電流を記号“Ｉｆ”にて表す。ダイオードＤ１に順方向電流Ｉｆを供給しているときに、ダイオードＤ１に発生する順方向電圧を記号“Ｖｆ”にて表す。ショックレーのダイオード方程式により、下記式（Ａ１）が成立する。
Ｖｆ＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ／Ｉｓ） ・・・（Ａ１）
Ｖｆ＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ／Ｉｓ） ・・・（Ａ１）
【0017】
ここで、ＫＢはボルツマン定数を表し、ｑは電子の電荷量を表す。故に（ＫＢ／ｑ）は固定値を持つ。ＴＤはダイオードＤ１の温度（ダイオードＤ１が有する温度）を表す。ダイオードＤ１は対象温度を有する位置に配置される。このため、温度ＴＤは対象温度に等しい。ＩｓはダイオードＤ１の飽和電流を表す。尚、本明細書に示される各式において、ｌｎ（ｘ）は、ｘの自然対数を表す。故に例えば、式（Ａ１）におけるｌｎ（Ｉｆ／Ｉｓ）は、（Ｉｆ／Ｉｓ）の自然対数を表す。
【0018】
飽和電流Ｉｓは、基本的にはダイオードＤ１の種類に依存して定まる一定値を持つ。このため、既知の順方向電流ＩｆをダイオードＤ１に供給したときの順方向電圧Ｖｆを検出することにより、温度ＴＤ（従って対象温度）を検出できる。
【0019】
しかしながら、ダイオードＤ１の製造ばらつきによって、飽和電流Ｉｓはばらつく。これを考慮し、以下の式（Ａ２）及び（Ａ３）を満たす電圧Ｖｆ１及びＶｆ２を検出し、電圧Ｖｆ１及びＶｆ２から式（Ａ４）に従って電圧ΔＶｆを求める参考方法が検討される。
【0020】
Ｖｆ１＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ１／Ｉｓ） ・・・（Ａ２）
Ｖｆ２＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ２／Ｉｓ） ・・・（Ａ３）
ΔＶｆ＝Ｖｆ１－Ｖｆ２
＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ１／Ｉｆ２） ・・・（Ａ４）
Ｖｆ２＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ２／Ｉｓ） ・・・（Ａ３）
ΔＶｆ＝Ｖｆ１－Ｖｆ２
＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ１／Ｉｆ２） ・・・（Ａ４）
【0021】
電流Ｉｆ１及びＩｆ２は互いに異なる順方向電流Ｉｆを表す。電圧Ｖｆ１は、“Ｉｆ＝Ｉｆ１”を満たす順方向電流ＩｆをダイオードＤ１に供給することでダイオードＤ１に発生する順方向電圧Ｖｆである。Ｖｆ２は、“Ｉｆ＝Ｉｆ２”を満たす順方向電流ＩｆをダイオードＤ１に供給することでダイオードＤ１に発生する順方向電圧Ｖｆである。
【0022】
式（Ａ４）は飽和電流Ｉｓに依存しない。このため、電圧Ｖｆ１及びＶｆ２の差分から電圧ΔＶｆを求めて式（Ａ４）に従う演算を行うことで、飽和電流Ｉｓのばらつきの影響を受けずに、温度ＴＤを求めることができる。
【0023】
但し、温度センサにおいて、図２に示す如く、ダイオードＤ１に抵抗成分Ｒが直列接続され、ダイオードＤ１及び抵抗成分Ｒの直列回路の発生電圧ＶＦが、対象温度を検出するために実測される場合がある。図２の回路において、ノードＮＤ１は抵抗成分Ｒを介してダイオードＤ１のアノードに接続され、ダイオードＤ１のカソードがノードＮＤ２に接続される。ノードＮＤ２の電位から見たノードＮＤ１の電位が電圧ＶＦである。抵抗成分Ｒは、温度センサを形成する際に生じた配線の寄生抵抗であり得る。或いは、静電保護用の抵抗又はフィルタ形成用の抵抗が、抵抗成分Ｒに相当し得る。
【0024】
図２の回路において、ダイオードＤ１に電流Ｉｆ１を順方向電流Ｉｆとして供給したとき、電圧ＶＦは式（Ｂ１）の電圧ＶＦ１と一致し、ダイオードＤ１に電流Ｉｆ２を順方向電流Ｉｆとして供給したとき、電圧ＶＦは式（Ｂ２）の電圧ＶＦ２と一致する。式（Ｂ１）及び式（Ｂ２）におけるＲは、抵抗成分Ｒの抵抗値を表す（後述の式（Ｂ３）及び式（Ｂ４）においても同様）。
ＶＦ１＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ１／Ｉｓ）＋Ｒ×Ｉｆ１
・・・（Ｂ１）
ＶＦ２＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ２／Ｉｓ）＋Ｒ×Ｉｆ２
・・・（Ｂ２）
ＶＦ１＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ１／Ｉｓ）＋Ｒ×Ｉｆ１
・・・（Ｂ１）
ＶＦ２＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ２／Ｉｓ）＋Ｒ×Ｉｆ２
・・・（Ｂ２）
【0025】
抵抗成分Ｒの項をキャンセルするために電流Ｉｆ３を利用する。電流Ｉｆ１～Ｉｆ３は互いに異なる電流値を持つ。図２の回路において、ダイオードＤ１に電流Ｉｆ３を順方向電流Ｉｆとして供給したとき、電圧ＶＦは式（Ｂ３）の電圧ＶＦ３と一致する。式（Ｂ３）の両辺を２倍することで式（Ｂ４）が得られる。
ＶＦ３＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ３／Ｉｓ）＋Ｒ×Ｉｆ３
・・・（Ｂ３）
２×ＶＦ３＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ３２／Ｉｓ２）＋２×Ｒ×Ｉｆ３
・・・（Ｂ４）
ＶＦ３＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ３／Ｉｓ）＋Ｒ×Ｉｆ３
・・・（Ｂ３）
２×ＶＦ３＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ３２／Ｉｓ２）＋２×Ｒ×Ｉｆ３
・・・（Ｂ４）
【0026】
ここで例えば、式（Ｂ５）が成立すると仮定する。この仮定の下、式（Ｂ６）を満たすように電圧ΔＶＦを定義すると、式（Ｂ６）の右辺から飽和電流ＩＳ及び抵抗成分Ｉｓを排除することができる。即ち、式（Ｂ１）～（Ｂ５）を用いて式（Ｂ６）を変形すると式（Ｂ７）が得られる。
２×Ｉｆ３＝１×Ｉｆ１＋１×Ｉｆ２ ・・・（Ｂ５）
ΔＶＦ＝２×ＶＦ３－（１×ＶＦ１＋１×ＶＦ２） ・・・（Ｂ６）
ΔＶＦ＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ３２／（Ｉｆ１×Ｉｆ２））
・・・（Ｂ７）
２×Ｉｆ３＝１×Ｉｆ１＋１×Ｉｆ２ ・・・（Ｂ５）
ΔＶＦ＝２×ＶＦ３－（１×ＶＦ１＋１×ＶＦ２） ・・・（Ｂ６）
ΔＶＦ＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ３２／（Ｉｆ１×Ｉｆ２））
・・・（Ｂ７）
【0027】
故に、電圧ＶＦ１、ＶＦ２及びＶＦ３を検出した後、式（Ｂ６）に従って電圧ΔＶＦの値を導出し、その導出結果を用いて式（Ｂ７）により温度ＴＤを求めることができる。式（Ｂ７）には飽和電流Ｉｓの項及び抵抗成分Ｒの項は含まれない。このため、式（Ｂ７）により求められる温度ＴＤは、飽和電流Ｉｓのばらつきの影響を受けず、且つ、抵抗成分Ｒの影響を受けない。つまり、これらの影響を排除した高精度の温度検出が可能となる。
【0028】
図３に本実施形態に係る温度センサ１の構成図を示す。温度センサ１を半導体集積回路を用いて形成することができる。温度センサ１はダイオードＤ１を温度検出ダイオードとして有し、ダイオードＤ１を用いて対象温度を検出する（換言すれば測定する）。上述したように、ダイオードＤ１は対象温度を有する位置に配置される。このため、温度ＴＤは対象温度に等しい。
【0029】
温度センサ１において、ノード６１及び６２間における電流経路を対象経路６０と称する。対象経路６０にダイオードＤ１が挿入される。ノード６１は上述のノードＮＤ１に相当し、ノード６２は上述のノードＮＤ２に相当する。温度センサ１において、電流Ｉｆはノード６１からノード６２へとダイオードＤ１を通じて流れる電流（即ちダイオードＤ１の順方向電流）である。但し、タイミングによっては、“Ｉｆ＝０”である。“Ｉｆ＞０”であるとき、電流ＩｆはダイオードＤ１の順方向に流れる。温度センサ１において、電圧ＶＦは、ノード６２の電位から見たノード６１の電位を指す、即ちノード６２の電位を基準としたノード６１及び６２間の電圧（電位差）を指す。温度センサ１においてノード６２はグランドに接続される。従って電圧ＶＦはグランド電位から見たノード６１の電圧である。
【0030】
図３には図示されないが、ノード６１及び６２間に上述の抵抗成分Ｒが存在する。例えば、図２に示す回路と同様に、図４に示す如く、ノード６１とダイオードＤ１のアノードとの間に抵抗成分Ｒが介在し、ダイオードＤ１のカソードがノード６２に直接接続される。或いは、図５に示す如く、ダイオードＤ１のカソードとノード６２との間に抵抗成分Ｒが介在し、ダイオードＤ１のアノードがノード６１に直接接続される。ノード６１とダイオードＤ１のアノードとの間に第１抵抗成分が介在し且つノード６２とダイオードＤ１のカソードとの間に第２抵抗成分が介在する場合もあり得る。
【0031】
温度センサ１は、電流供給回路１０、電圧検出回路２０、演算回路３０及び制御回路４０を備える。
【0032】
電流供給回路１０は、対象経路６０に対して第１～第３評価用電流を互いに異なるタイミングで供給する。第１～第３評価用電流は夫々にダイオードＤ１の順方向に供給される。第１評価用電流を、以下では記号“Ｉｆ１”にて参照し、評価用電流Ｉｆ１と称する。同様に、第２評価用電流を、以下では記号“Ｉｆ２”にて参照し、評価用電流Ｉｆ２と称する。同様に、第３評価用電流を、以下では記号“Ｉｆ３”にて参照し、評価用電流Ｉｆ３と称する。評価用電流Ｉｆ１～Ｉｆ３は互いに異なる電流値を持つ。評価用電流Ｉｆ１、Ｉｆ２、Ｉｆ３がダイオードＤ１に供給されるとき、夫々、評価用電流Ｉｆ１、Ｉｆ２、Ｉｆ３はダイオードＤ１の順方向電流Ｉｆである。但し、温度センサ１において順方向電流Ｉｆは抵抗成分Ｒ（図４又は図５参照）も通過する。
【0033】
電流供給回路１０は、定電流源１１と、トランジスタ１２～１５と、スイッチ１６～１８と、を備える。トランジスタ１２～１５はＰチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。トランジスタ１２～１５の各ソースは電源電圧ＶＡＣＣが印加される端子に接続される。電源電圧ＶＡＣＣは所定の正の直流電圧値を有する。トランジスタ１２のゲート及びドレインと、トランジスタ１３～１５の各ゲートは互いに共通接続される。定電流源１１はトランジスタ１２のドレインとグランドとの間に設けられる。トランジスタ１３のドレインはスイッチ１６の第１端に接続され、トランジスタ１４のドレインはスイッチ１７の第１端に接続され、トランジスタ１５のドレインはスイッチ１８の第１端に接続される。スイッチ１６～１８の夫々の第２端はノード６１に共通接続される。
【0034】
定電流源１１はトランジスタ１２のドレインからグランドに向けて流れる基準電流Ｉｒｅｆを発生させる。故にトランジスタ１２のドレイン電流は基準電流Ｉｒｅｆである。基準電流Ｉｒｅｆは所定電流値を有する。トランジスタ１２～１５はカレントミラー回路を形成する。このため、トランジスタ１３～１５の夫々には基準電流Ｉｒｅｆに比例するドレイン電流が流れる。トランジスタ１３のドレイン電流が評価用電流Ｉｆ１であり、トランジスタ１４のドレイン電流が評価用電流Ｉｆ２であり、トランジスタ１５のドレイン電流が評価用電流Ｉｆ３である。
【0035】
但し、瞬間的な電流の流れを無視すれば、トランジスタ１３のドレイン電流はスイッチ１６がオンであるときにのみ発生し、トランジスタ１４のドレイン電流はスイッチ１７がオンであるときにのみ発生し、トランジスタ１５のドレイン電流はスイッチ１８がオンであるときにのみ発生する。制御回路４０により、スイッチ１６～１８の何れか１つのみがオンに制御される、又は、スイッチ１６～１８が全てオフに制御される。
【0036】
スイッチ１６のオン期間において“Ｉｆ＝Ｉｆ１”である。“Ｉｆ＝Ｉｆ１”とは、評価用電流Ｉｆ１が対象経路６０を通じダイオードＤ１の順方向電流Ｉｆとして流れることを意味する。スイッチ１７のオン期間において“Ｉｆ＝Ｉｆ２”である。“Ｉｆ＝Ｉｆ２”とは、評価用電流Ｉｆ２が対象経路６０を通じダイオードＤ１の順方向電流Ｉｆとして流れることを意味する。スイッチ１８のオン期間において“Ｉｆ＝Ｉｆ３”である。“Ｉｆ＝Ｉｆ３”とは、評価用電流Ｉｆ３が対象経路６０を通じダイオードＤ１の順方向電流Ｉｆとして流れることを意味する。
【0037】
電圧検出回路２０は、バッファアンプ２１とＡＤ変換器であるＡＤＣ２２を備える。バッファアンプ２１はノード６１に接続される。バッファアンプ２１は、ノード６１における電圧ＶＦを十分に高いインピーダンスにて受け、ノード６１における電圧ＶＦに応じた電圧を十分に低いインピーダンスにて出力する。ここでは、バッファアンプ２１はボルテージフォロアであるものとし、故にバッファアンプ２１の出力電圧は電圧ＶＦと同じ電圧値を有するものとする。但し、バッファアンプ２１にて電圧ＶＦを１倍を超える増幅率で増幅し、増幅された電圧がバッファアンプ２１から出力されるようにしても良い。
【0038】
ＡＤＣ２２はバッファアンプ２１の出力電圧を自身への入力アナログ電圧として受け、入力アナログ電圧のＡＤ変換（アナログ／デジタル変換）を行う。ＡＤ変換において、ＡＤＣ２２は、制御回路４０により指定されたタイミングで入力アナログ電圧をサンプリングし、サンプリングした入力アナログ電圧をデジタル信号に変換する。ＡＤＣ２２はＡＤ変換により得られたデジタル信号ＳＶＦを出力する。デジタル信号ＳＶＦは、サンプリングした入力アナログ電圧の値に相当するデジタル値ＤＶＦを有する。
【0039】
このように、電流検出回路２０は、電圧ＶＦを検出する機能を備え、電圧ＶＦの検出結果をデジタル信号ＳＶＦとして出力する。デジタル信号ＳＶＦの値であるデジタル値ＤＶＦにより、電圧ＶＦの検出値が示される。電圧ＶＦが増大するにつれて（従って電圧ＶＦの検出値が増大するにつれて）デジタル値ＤＶＦも増大する。デジタル信号ＳＶＦは演算回路３０に入力される。
【0040】
演算回路３０は、ＡＤＣ２２による複数回分のＡＤ変換により得られたデジタル信号ＳＶＦに基づき所定の演算処理を行うことで対象温度を検出する。演算回路３０は対象温度の検出結果を示す温度検出信号ＳＤＥＴを生成及び出力する。対象温度の検出と、温度検出信号ＳＤＥＴの生成又は出力は、互いに同義であると解しても良い。上記演算処理を行うロジック回路にて演算回路３０を構成することができる。温度検出信号ＳＤＥＴはデジタル信号である。温度検出信号ＳＤＥＴが有するデジタル値を記号“ＤＤＥＴ”にて表す。デジタル値ＤＤＥＴは対象温度の検出値を示す。尚、温度検出信号ＳＤＥＴをアナログ信号とする変形も可能である。
【0041】
制御回路４０はスイッチ１６～１８のオン、オフを個別に制御する。また制御回路４０は、ＡＤＣ２２によるＡＤ変換の実行タイミングの制御を行う。ＡＤ変換の実行タイミングの制御は、ＡＤＣ２２におけるサンプリングのタイミング制御を含む。更に制御回路４０は演算回路３０による上記演算処理の実行制御を行う。
【0042】
以下、複数の実施例の中で、温度センサ１に関わる幾つかの具体的な動作例、応用技術、変形技術等を説明する。本実施形態にて上述した事項は、特に記述無き限り且つ矛盾無き限り、以下の各実施例に適用される。各実施例において、上述の事項と矛盾する事項がある場合には、各実施例での記載が優先されて良い。また矛盾無き限り、以下に示す複数の実施例の内、任意の実施例に記載した事項を、他の任意の実施例に適用することもできる（即ち複数の実施例の内の任意の２以上の実施例を組み合わせることも可能である）。
【0043】
＜＜第１実施例＞＞
第１実施例を説明する。第１実施例では、評価用電流Ｉｆ１、Ｉｆ２、Ｉｆ３が、夫々、１４０μＡ（マイクロアンペア）、５μＡ、３２μＡであることを想定する。この場合、下記式（Ｃ１）が成立する。この際、下記式（Ｃ２）の如く電圧ΔＶを定義することができる。ＶＦ１は、図３のダイオードＤ１に対して評価用電流Ｉｆ１を順方向電流Ｉｆとして供給したときの電圧ＶＦを表す。ＶＦ２は、図３のダイオードＤ１に対して評価用電流Ｉｆ２を順方向電流Ｉｆとして供給したときの電圧ＶＦを表す。ＶＦ３は、図３のダイオードＤ１に対して評価用電流Ｉｆ３を順方向電流Ｉｆとして供給したときの電圧ＶＦを表す。
５×Ｉｆ３＝１×Ｉｆ１＋４×Ｉｆ２ ・・・（Ｃ１）
ΔＶＦ＝５×ＶＦ３－（１×ＶＦ１＋４×ＶＦ２） ・・・（Ｃ２）
第１実施例を説明する。第１実施例では、評価用電流Ｉｆ１、Ｉｆ２、Ｉｆ３が、夫々、１４０μＡ（マイクロアンペア）、５μＡ、３２μＡであることを想定する。この場合、下記式（Ｃ１）が成立する。この際、下記式（Ｃ２）の如く電圧ΔＶを定義することができる。ＶＦ１は、図３のダイオードＤ１に対して評価用電流Ｉｆ１を順方向電流Ｉｆとして供給したときの電圧ＶＦを表す。ＶＦ２は、図３のダイオードＤ１に対して評価用電流Ｉｆ２を順方向電流Ｉｆとして供給したときの電圧ＶＦを表す。ＶＦ３は、図３のダイオードＤ１に対して評価用電流Ｉｆ３を順方向電流Ｉｆとして供給したときの電圧ＶＦを表す。
５×Ｉｆ３＝１×Ｉｆ１＋４×Ｉｆ２ ・・・（Ｃ１）
ΔＶＦ＝５×ＶＦ３－（１×ＶＦ１＋４×ＶＦ２） ・・・（Ｃ２）
【0044】
式（Ｃ２）を上述の式（Ｂ１）、（Ｂ２）及び（Ｂ３）を用いて変形すると、下記式（Ｃ３）が得られる。また式（Ｃ３）の両辺を４倍することで式（Ｃ４）が得られる。
ΔＶＦ＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ３５／（Ｉｆ１１×Ｉｆ２４））
・・・（Ｃ３）
４×ΔＶＦ＝４×（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ３５／（Ｉｆ１１×Ｉｆ２４））
・・・（Ｃ４）
ΔＶＦ＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ３５／（Ｉｆ１１×Ｉｆ２４））
・・・（Ｃ３）
４×ΔＶＦ＝４×（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ３５／（Ｉｆ１１×Ｉｆ２４））
・・・（Ｃ４）
【0045】
このため、電圧ＶＦ１、ＶＦ２及びＶＦ３を検出した後、式（Ｃ２）に従って電圧ΔＶＦの値を導出し、その導出結果を用いて式（Ｃ３）により温度ＴＤを求めることができる。式（Ｃ３）には飽和電流Ｉｓの項及び抵抗成分Ｒの項は含まれない。このため、式（Ｃ３）により求められる温度ＴＤは、飽和電流Ｉｓのばらつきの影響を受けず、且つ、抵抗成分Ｒの影響を受けない。つまり、これらの影響を排除した高精度の温度検出が可能となる。実際には、電圧検出回路２０により電圧ＶＦ１、ＶＦ２及びＶＦ３を検出し（即ち、電圧ＶＦ１、ＶＦ２及びＶＦ３の各デジタル値を取得し）、電圧検出回路２０の検出値を用いた式（Ｃ２）の演算を演算回路３０にて行うことで電圧ΔＶＦを求めることができる。求めた電圧ΔＶＦから式（Ｃ３）に従い演算回路３０にて対象温度に相当する温度ＴＤを求めることができる。但し、式（Ｃ３）を用いた温度ＴＤの導出を演算回路３０にて行うことは必須では無い。尚、以下では、電圧ΔＶＦが演算電圧と称されることがある。
【0046】
図６に温度センサ１の全体動作フローチャートを示す。温度センサ１は、ステップＳ１の電圧検出処理を実行した後、ステップＳ２の演算処理を実行することで、対象温度を検出する。但し、ステップＳ１の電圧検出処理の実行中にステップＳ２の演算処理が開始されても良い。電圧検出処理は、制御回路４０の制御の下、電流供給回路１０及び電圧検出回路２０により実行される。演算処理は演算回路３０により実行される。ステップＳ２の演算処理の後、ステップＳ３の結果出力処理が実行される。結果出力処理では、ステップＳ２の演算処理の演算結果が温度検出信号ＳＤＥＴとして演算回路３０から出力される。
【0047】
図７に第１実施例に係る電圧検出処理のフローチャートを示す。第１実施例において、図６に示されるステップＳ１の電圧検出処理はステップＳ１１～Ｓ１４の処理から成る。電圧検出処理では、まずステップＳ１１にて制御回路４０が自身で管理する変数ｉに対して１を代入する。その後、ステップＳ１２に進む。
【0048】
ステップＳ１２において、温度センサ１は第ｉ回目のサイクル動作を実行する。１回分のサイクル動作において、温度センサ１は、第１単位検出処理を１回実行し、第２単位検出処理を４回実行し、第３単位検出処理を５回実行する。サイクル動作は、制御回路４０の制御の下、電流供給回路１０及び電流検出回路２０により実行される。
【0049】
第１単位検出処理は、“Ｉｆ＝Ｉｆ１”における電圧Ｖｆを評価用電圧ＶＦ１として検出する処理である。第１単位検出処理は第１供給動作を含む。第１供給動作において、制御回路４０はスイッチ１６～１８の内、スイッチ１６のみをオンに制御する。これにより、第１供給動作において、電流供給回路１０は評価用電流Ｉｆ１をダイオードＤ１に順方向電流Ｉｆとして供給する。第１単位検出処理において、制御回路４０は評価用電流Ｉｆ１が順方向電流ＩｆとしてダイオードＤ１に供給される期間中の電圧ＶＦである評価用電圧ＶＦ１を電圧検出回路２０により検出させる。電圧検出回路２０による評価用電圧ＶＦ１の検出により、評価用電圧ＶＦ１の検出値を表すデジタル値ＤＶＦが得られる。評価用電圧ＶＦ１の検出値を表すデジタル値ＤＶＦを、特にデジタル検出値ＤＶＦ１と称する。１回の第１単位検出処理にて１つのデジタル検出値ＤＶＦ１が取得される。このため、１回分のサイクル動作において、１つのデジタル検出値ＤＶＦ１が取得される。
【0050】
第２単位検出処理は、“Ｉｆ＝Ｉｆ２”における電圧Ｖｆを評価用電圧ＶＦ２として検出する処理である。第２単位検出処理は第２供給動作を含む。第２供給動作において、制御回路４０はスイッチ１６～１８の内、スイッチ１７のみをオンに制御する。これにより、第２供給動作において、電流供給回路１０は評価用電流Ｉｆ２をダイオードＤ１に順方向電流Ｉｆとして供給する。第２単位検出処理において、制御回路４０は評価用電流Ｉｆ２が順方向電流ＩｆとしてダイオードＤ１に供給される期間中の電圧ＶＦである評価用電圧ＶＦ２を電圧検出回路２０により検出させる。電圧検出回路２０による評価用電圧ＶＦ２の検出により、評価用電圧ＶＦ２の検出値を表すデジタル値ＤＶＦが得られる。評価用電圧ＶＦ２の検出値を表すデジタル値ＤＶＦを、特にデジタル検出値ＤＶＦ２と称する。１回の第２単位検出処理にて１つのデジタル検出値ＤＶＦ２が取得される。このため、１回分のサイクル動作において、４つのデジタル検出値ＤＶＦ２が取得される。
【0051】
第３単位検出処理は、“Ｉｆ＝Ｉｆ３”における電圧Ｖｆを評価用電圧ＶＦ３として検出する処理である。第３単位検出処理は第３供給動作を含む。第３供給動作において、制御回路４０はスイッチ１６～１８の内、スイッチ１８のみをオンに制御する。これにより、第３供給動作において、電流供給回路１０は評価用電流Ｉｆ３をダイオードＤ１に順方向電流Ｉｆとして供給する。第３単位検出処理において、制御回路４０は評価用電流Ｉｆ３が順方向電流ＩｆとしてダイオードＤ１に供給される期間中の電圧ＶＦである評価用電圧ＶＦ３を電圧検出回路２０により検出させる。電圧検出回路２０による評価用電圧ＶＦ３の検出により、評価用電圧ＶＦ３の検出値を表すデジタル値ＤＶＦが得られる。評価用電圧ＶＦ３の検出値を表すデジタル値ＤＶＦを、特にデジタル検出値ＤＶＦ３と称する。１回の第３単位検出処理にて１つのデジタル検出値ＤＶＦ３が取得される。このため、１回分のサイクル動作において、５つのデジタル検出値ＤＶＦ３が取得される。
【0052】
ステップＳ１２の後、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３において制御回路４０は“ｉ＝４”の成否を判定する。“ｉ＝４”が成立する場合（ステップＳ１３のＹ）、電圧検出処理を終える。“ｉ＝４”が不成立である場合（ステップＳ１３のＮ）、ステップＳ１４にて制御回路４０により変数ｉに１が加算され、その後、ステップＳ１２に戻る。ステップＳ１２に戻ると上述のサイクル動作が再度実行される。このため、図７の電圧検出処理を終える段階では、ステップＳ１２のサイクル動作が４回実行済みである。
【0053】
図８に第１実施例に係る演算処理のフローチャートを示す。第１実施例において、図６に示されるステップＳ２の演算処理はステップＳ２１～Ｓ２５の処理から成る。演算処理では、まずステップＳ２１にて演算回路３０が自身で管理する変数ｉに対して１を代入する。その後、ステップＳ２２に進む。
【0054】
ステップＳ２２の処理は第ｉ回目のサイクル動作の終了後における任意のタイミングで実行される。ステップＳ２２において、演算回路３０は、第ｉ回目のサイクル動作にて取得されたデジタル検出値に基づき、上述の式（Ｃ２）に従って演算電圧ΔＶＦの値を導出する。第ｉ回目のサイクル動作について、ステップＳ２１で導出される演算電圧ΔＶＦの値を、特に記号“ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［ｉ］”にて表す。
【0055】
第ｉ回目のサイクル動作にて取得されたデジタル検出値は、１つのデジタル検出値ＤＶＦ１と、４つのデジタル検出値ＤＶＦ２と、５つのデジタル検出値ＤＶＦ３と、から成る。このため、第ｉ回目のサイクル動作に関し、１つのデジタル検出値ＤＶＦ１を式（Ｃ２）の項（１×ＶＦ１）に代入し、４つのデジタル検出値ＤＶＦ２の和を式（Ｃ２）の項（４×ＶＦ２）に代入し、５つのデジタル検出値ＤＶＦ３の和を式（Ｃ２）の項（５×ＶＦ３）に代入することで式（Ｃ２）の左辺の値を求め、求めた左辺の値を値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［ｉ］に設定する。
【0056】
ステップＳ２２の後、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３において演算回路３０は“ｉ＝４”の成否を判定する。“ｉ＝４”が成立する場合（ステップＳ２３のＹ）、ステップＳ２５に進む。“ｉ＝４”が不成立である場合（ステップＳ２３のＮ）、ステップＳ２４にて演算回路３０により変数ｉに１が加算され、その後、ステップＳ２２に戻る。ステップＳ２２に戻るとステップＳ２２の処理が再度実行される。このため、ステップＳ２５に進む段階では、値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［１］～ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［４］が導出済みである。
【0057】
ステップＳ２５において演算回路３０は、値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［１］～ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［４］の総和を求める。値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［１］～ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［４］の総和は、電圧（４×ΔＶＦ）に相当する。このため、ステップＳ２５に係る演算回路３０は、値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［１］～ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［４］の総和を上記式（Ｃ４）の左辺に代入した上で式（Ｃ４）を温度ＴＤについて解くことで対象温度（即ち温度ＴＤ）を検出することができる。評価用電流Ｉｆ１、Ｉｆ２及びＩｆ３の各値、ボルツマン定数ＫＢ、並びに、電子の電荷量ｑは、温度センサ１（演算回路３０）にとって既知である。
【0058】
演算回路３０において値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［１］～ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［４］の総和に基づき温度検出信号ＳＤＥＴが生成される。即ち、値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［１］～ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［４］の総和に応じた値が、温度検出信号ＳＤＥＴの値であるデジタル値ＤＤＥＴ（図３参照）に設定され、デジタル値ＤＤＥＴによって対象温度の検出値が示される。実際には、値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［１］～ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［４］の総和そのものがデジタル値ＤＤＥＴに設定される。但し、当該総和をＫ倍した値を、デジタル値ＤＤＥＴに設定しても良い（Ｋ＞１）。
【0059】
ここで、説明の具体化のため、ＡＤＣ２２及びデジタル値に関する具体的な数値例を挙げる。今、ＡＤＣ２２は１０ビットのＡＤ変換器であるものとする。そうすると、デジタル信号ＳＶＦは０から１０２３までの値をデジタル値ＤＶＦとして持つ。また、温度検出信号ＳＤＥＴも０から１０２３までの値をデジタル値ＤＤＥＴとして持つものとする。
【0060】
図９において、破線波形６１０は電圧ΔＶＦのアナログ電圧値と温度ＴＤとの関係を示し、実線波形６２０は電圧（４×ΔＶＦ）のアナログ電圧値と温度ＴＤとの関係を示す。電圧（４×ΔＶＦ）は電圧ΔＶＦの４倍に相当するため、電圧（４×ΔＶＦ）は温度ＴＤの変化に合わせ電圧ΔＶＦよりも広い数値範囲に亘って変化する。また、温度ＴＤの単位変化量当たりの電圧（４×ΔＶＦ）の変化量（即ち実線波形６２０の傾き）は、電圧ΔＶＦの変化量（即ち破線波形６１０の傾き）の４倍である。
【0061】
図１０において、破線波形６１５は電圧ΔＶＦのデジタル値と温度ＴＤとの関係を示し、実線波形６２５は電圧（４×ΔＶＦ）のデジタル値と温度ＴＤとの関係を示す。電圧ΔＶＦのデジタル値は、デジタル信号のダイナミックレンジの内、かなり限られた範囲の値（例えば０から１００までの値）を持つ。これに対し、電圧（４×ΔＶＦ）のデジタル値は、電圧ΔＶＦのデジタル値よりも、上記ダイナミックレンジ内の広いレンジ内で変動する。また、温度ＴＤにおける１℃あたりのデジタル値の変化量は、電圧（４×ΔＶＦ）において電圧ΔＶＦの４倍となる。これは、電圧（４×ΔＶＦ）のデジタル値によって表現される温度ＴＤの分解能が、電圧ΔＶＦのそれと比べて、４倍であることを意味する。例えば、電圧ΔＶＦのデジタル値において１ＬＳＢあたり２．４℃の分解能で温度ＴＤが表現される場合、電圧（４×ΔＶＦ）のデジタル値では１ＬＳＢあたり０．６℃の分解能で温度ＴＤが表現される。
【0062】
図１１に対象温度を検出するためのタイミングシーケンスを示す。時刻ｔ１から時刻ｔ２までにおいて第１回目のサイクル動作が行われ、続いて時刻ｔ２から時刻ｔ３までにおいて第２回目のサイクル動作が行われ、続いて時刻ｔ３から時刻ｔ４までにおいて第３回目のサイクル動作が行われ、続いて時刻ｔ４から時刻ｔ５までにおいて第４回目のサイクル動作が行われる。各サイクル動作において、温度センサ１は、第３単位検出処理の後に第２単位検出処理を行う動作を４回繰り返した後、第５回目の第３単位検出処理を経て第１単位検出処理を行う。これにより、各サイクル動作において、１つのデジタル検出値ＤＶＦ１と、４つのデジタル検出値ＤＶＦ２と、５つのデジタル検出値ＤＶＦ３と、が得られる。
【0063】
１つの単位検出処理は所定の単位時間ＴＵＮＩＴを要する。このため、各サイクル動作は（１０×ＴＵＮＩＴ）分の時間を要し、対象温度の１検出あたり（４０×ＴＵＮＩＴ）分の時間を要する。電圧ＶＦのセトリング時間及びＡＤＣ２２におけるサンプル／ホールド時間等に基づき、単位時間ＴＵＮＩＴは決定される。順方向電圧Ｉｆが或る評価用電流から他の評価用電流に変更されるとき、電圧Ｖｆが変動する。この変動の収束に必要な時間が電圧ＶＦのセトリング時間である。
【0064】
＜＜第２実施例＞＞
第２実施例を説明する。第１実施例に示した評価用電流Ｉｆ１、Ｉｆ２及びＩｆ３の具体的数値は例に過ぎず、様々に変更可能である。第２実施例では、第１実施例に示した技術を変数ｋ１、ｋ２及びｋ３を用いて一般化する。変数ｋ１、ｋ２及びｋ３は、夫々に、１以上の整数値を持つ。
第２実施例を説明する。第１実施例に示した評価用電流Ｉｆ１、Ｉｆ２及びＩｆ３の具体的数値は例に過ぎず、様々に変更可能である。第２実施例では、第１実施例に示した技術を変数ｋ１、ｋ２及びｋ３を用いて一般化する。変数ｋ１、ｋ２及びｋ３は、夫々に、１以上の整数値を持つ。
【0065】
第２実施例に係る温度センサ１において、下記式（Ｄ１）が成立するよう評価用電流Ｉｆ１、Ｉｆ２及びＩｆ３が設定される。この際、温度センサ１において下記式（Ｄ２）の如く電圧ΔＶを定義することができる。電圧ＶＦ１、ＶＦ２及びＶＦ３の意義は第１実施例に示した通りである。
ｋ３×Ｉｆ３＝ｋ１×Ｉｆ１＋ｋ２×Ｉｆ２ ・・・（Ｄ１）
ΔＶＦ＝ｋ３×ＶＦ３－（ｋ１×ＶＦ１＋ｋ２×ＶＦ２） ・・・（Ｄ２）
ｋ３×Ｉｆ３＝ｋ１×Ｉｆ１＋ｋ２×Ｉｆ２ ・・・（Ｄ１）
ΔＶＦ＝ｋ３×ＶＦ３－（ｋ１×ＶＦ１＋ｋ２×ＶＦ２） ・・・（Ｄ２）
【0066】
式（Ｄ２）を上述の式（Ｂ１）、（Ｂ２）及び（Ｂ３）を用いて変形すると、下記式（Ｄ３）が得られる。また式（Ｄ３）の両辺をＭ倍することで式（Ｄ４）が得られる。Ｍは２以上の任意の整数を表す。
ΔＶＦ＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ３ｋ３／（Ｉｆ１ｋ１×Ｉｆ２ｋ２））
・・・（Ｄ３）
Ｍ×ΔＶＦ＝Ｍ×（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ３ｋ３／（Ｉｆ１ｋ１×Ｉｆ２ｋ２））
・・・（Ｄ４）
ΔＶＦ＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ３ｋ３／（Ｉｆ１ｋ１×Ｉｆ２ｋ２））
・・・（Ｄ３）
Ｍ×ΔＶＦ＝Ｍ×（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ３ｋ３／（Ｉｆ１ｋ１×Ｉｆ２ｋ２））
・・・（Ｄ４）
【0067】
このため、電圧ＶＦ１、ＶＦ２及びＶＦ３を検出した後、式（Ｄ２）に従って電圧ΔＶＦの値を導出し、その導出結果を用いて式（Ｄ３）により温度ＴＤを求めることができる。式（Ｄ３）には飽和電流Ｉｓの項及び抵抗成分Ｒの項は含まれない。このため、式（Ｄ３）により求められる温度ＴＤは、飽和電流Ｉｓのばらつきの影響を受けず、且つ、抵抗成分Ｒの影響を受けない。つまり、これらの影響を排除した高精度の温度検出が可能となる。
【0068】
第２実施例に係る温度センサ１の全体動作フローチャートは第１実施例のそれ（図６）と同様である。第１実施例は、（ｋ１，ｋ２，ｋ３，Ｍ）＝（１，４，５，４）に設定されたときの第２実施例に相当する。
【0069】
図１２に第２実施例に係る電圧検出処理のフローチャートを示す。第２実施例において、図６に示されるステップＳ１の電圧検出処理はステップＳ１１１～Ｓ１１４の処理から成る。電圧検出処理では、まずステップＳ１１１にて制御回路４０が自身で管理する変数ｉに対して１を代入する。その後、ステップＳ１１２に進む。
【0070】
ステップＳ１１２において、温度センサ１は第ｉ回目のサイクル動作を実行する。１回分のサイクル動作において、温度センサ１は、第１単位検出処理をｋ１回実行し、第２単位検出処理をｋ２回実行し、第３単位検出処理をｋ３回実行する。サイクル動作は、制御回路４０の制御の下、電流供給回路１０及び電流検出回路２０により実行される。
【0071】
第１、第２及び第３単位検出処理の内容は第１実施例に示した通りである。１回の第１単位検出処理にて評価用電圧ＶＦ１の検出値を表す１つのデジタル検出値ＤＶＦ１が取得される。このため、１回分のサイクル動作においてｋ１個のデジタル検出値ＤＶＦ１が取得される。１回の第２単位検出処理にて評価用電圧ＶＦ２の検出値を表す１つのデジタル検出値ＤＶＦ２が取得される。このため、１回分のサイクル動作においてｋ２個のデジタル検出値ＤＶＦ２が取得される。１回の第３単位検出処理にて評価用電圧ＶＦ３の検出値を表す１つのデジタル検出値ＤＶＦ３が取得される。このため、１回分のサイクル動作においてｋ３個のデジタル検出値ＤＶＦ３が取得される。
【0072】
ステップＳ１１２の後、ステップＳ１１３に進む。ステップＳ１１３において制御回路４０は“ｉ＝Ｍ”の成否を判定する。“ｉ＝Ｍ”が成立する場合（ステップＳ１１３のＹ）、電圧検出処理を終える。“ｉ＝Ｍ”が不成立である場合（ステップＳ１１３のＮ）、ステップＳ１１４にて制御回路４０により変数ｉに１が加算され、その後、ステップＳ１１２に戻る。ステップＳ１１２に戻ると上述のサイクル動作が再度実行される。このため、図１２の電圧検出処理を終える段階では、ステップＳ１１２のサイクル動作がＭ回実行済みである。
【0073】
尚、各サイクル動作において、第１単位検出処理がｋ１回実行され、第２単位検出処理がｋ２回実行され且つ第３単位検出処理がｋ３回実行される限り、各サイクル動作における第１、第２及び第３単位検出処理の実行順序は任意である。
【0074】
図１３に第２実施例に係る演算処理のフローチャートを示す。第２実施例において、図６に示されるステップＳ２の演算処理はステップＳ１２１～Ｓ１２５の処理から成る。演算処理では、まずステップＳ１２１にて演算回路３０が自身で管理する変数ｉに対して１を代入する。その後、ステップＳ１２２に進む。
【0075】
ステップＳ１２２の処理は第ｉ回目のサイクル動作の終了後における任意のタイミングで実行される。ステップＳ１２２において、演算回路３０は、第ｉ回目のサイクル動作にて取得されたデジタル検出値に基づき、上述の式（Ｄ２）に従って演算電圧ΔＶＦの値を導出する。第ｉ回目のサイクル動作について、ステップＳ１２１で導出される演算電圧ΔＶＦの値を、特に記号“ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［ｉ］”にて表す。
【0076】
第ｉ回目のサイクル動作にて取得されたデジタル検出値は、ｋ１個のデジタル検出値ＤＶＦ１と、ｋ２個のデジタル検出値ＤＶＦ２と、ｋ３個のデジタル検出値ＤＶＦ３と、から成る。このため、第ｉ回目のサイクル動作に関し、ｋ１個のデジタル検出値ＤＶＦ１を式（Ｄ２）の項（ｋ１×ＶＦ１）に代入し、ｋ２個のデジタル検出値ＤＶＦ２を式（Ｄ２）の項（ｋ２×ＶＦ２）に代入し、ｋ３個のデジタル検出値ＤＶＦ３を式（Ｄ２）の項（ｋ３×ＶＦ３）に代入することで式（Ｄ２）の左辺の値を求め、求めた左辺の値を値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［ｉ］に設定する。
【0077】
尚、ｋ１個のデジタル検出値ＤＶＦ１を式（Ｄ２）の項（ｋ１×ＶＦ１）に代入するとは、“ｋ１≧２”であれば、ｋ１個のデジタル検出値ＤＶＦ１の和を式（Ｄ２）の項（ｋ１×ＶＦ１）に代入することを意味する。同様に、ｋ２個のデジタル検出値ＤＶＦ２を式（Ｄ２）の項（ｋ２×ＶＦ２）に代入するとは、“ｋ２≧２”であれば、ｋ２個のデジタル検出値ＤＶＦ２の和を式（Ｄ２）の項（ｋ２×ＶＦ２）に代入することを意味する。同様に、ｋ３個のデジタル検出値ＤＶＦ３を式（Ｄ２）の項（ｋ３×ＶＦ３）に代入するとは、“ｋ３≧２”であれば、ｋ３個のデジタル検出値ＤＶＦ３の和を式（Ｄ２）の項（ｋ３×ＶＦ３）に代入することを意味する。
【0078】
ステップＳ１２２の後、ステップＳ１２３に進む。ステップＳ１２３において演算回路３０は“ｉ＝Ｍ”の成否を判定する。“ｉ＝Ｍ”が成立する場合（ステップＳ１２３のＹ）、ステップＳ１２５に進む。“ｉ＝Ｍ”が不成立である場合（ステップＳ１２３のＮ）、ステップＳ１２４にて演算回路３０により変数ｉに１が加算され、その後、ステップＳ１２２に戻る。ステップＳ１２２に戻るとステップＳ１２２の処理が再度実行される。このため、ステップＳ１２５に進む段階では、値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［１］～ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［Ｍ］が導出済みである。
【0079】
ステップＳ１２５において演算回路３０は、値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［１］～ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［Ｍ］の総和を求める。値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［１］～ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［Ｍ］の総和は、電圧（Ｍ×ΔＶＦ）に相当する。このため、ステップＳ１２５に係る演算回路３０は、値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［１］～ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［Ｍ］の総和を上記式（Ｄ４）の左辺に代入した上で式（Ｄ４）を温度ＴＤについて解くことで対象温度（即ち温度ＴＤ）を検出することができる。但し、式（Ｄ４）を用いた対象温度（即ち温度ＴＤ）の導出を演算回路３０にて行うことは必須では無い。評価用電流Ｉｆ１、Ｉｆ２及びＩｆ３の各値、ボルツマン定数ＫＢ、並びに、電子の電荷量ｑは、温度センサ１（演算回路３０）にとって既知である。
【0080】
演算回路３０において値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［１］～ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［Ｍ］の総和に基づき温度検出信号ＳＤＥＴが生成される。即ち、値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［１］～ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［Ｍ］の総和に応じた値が、温度検出信号ＳＤＥＴの値であるデジタル値ＤＤＥＴ（図３参照）に設定され、デジタル値ＤＤＥＴによって対象温度の検出値が示される。実際には、値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［１］～ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［Ｍ］の総和そのものがデジタル値ＤＤＥＴに設定される。但し、当該総和をＫ倍した値を、デジタル値ＤＤＥＴに設定しても良い（Ｋ＞１）。
【0081】
電圧（Ｍ×ΔＶＦ）を導出できる限り、導出手順は上述したものに限定されない。即ち例えば、任意の順番で、第１単位検出処理を（Ｍ×ｋ１）回実行することによりデジタル検出値ＤＶＦ１を（Ｍ×ｋ１）個分取得し、第２単位検出処理を（Ｍ×ｋ２）回実行することによりデジタル検出値ＤＶＦ２を（Ｍ×ｋ２）個分取得し、且つ、第３単位検出処理を（Ｍ×ｋ３）回実行することによりデジタル検出値ＤＶＦ３を（Ｍ×ｋ３）個分取得する。その後、値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［１］～ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［Ｍ］を１つずつ導出するのではなく、（Ｍ×ｋ１）個のデジタル検出値ＤＶＦ１、（Ｍ×ｋ２）個のデジタル検出値ＤＶＦ２及び（Ｍ×ｋ３）個のデジタル検出値ＤＶＦ３に基づき、値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［１］～ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［Ｍ］の総和に相当にする電圧（Ｍ×ΔＶＦ）を、直接、導出するようにしても良い。
【0082】
＜＜第３実施例＞＞
第３実施例を説明する。第２実施例に示したように、サイクル動作の実行回数（即ちＭの値）は２以上であれば任意である。サイクル動作の実行回数を適正に設定することで、温度検出信号ＳＤＥＴのデジタル値ＤＤＥＴと対象温度と関係を所望通りに設定することができる。
第３実施例を説明する。第２実施例に示したように、サイクル動作の実行回数（即ちＭの値）は２以上であれば任意である。サイクル動作の実行回数を適正に設定することで、温度検出信号ＳＤＥＴのデジタル値ＤＤＥＴと対象温度と関係を所望通りに設定することができる。
【0083】
但し、サイクル動作の実行回数を１とすることも可能である。即ち“Ｍ＝１”であっても良い。“Ｍ＝１”である場合、演算処理でのステップＳ１２２にて値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［１］のみが導出され、ステップＳ１２５に係る演算回路３０は、値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［１］を上記式（Ｄ３）の左辺に代入した上で式（Ｄ３）を温度ＴＤについて解くことで対象温度（即ち温度ＴＤ）を検出することができる。ステップＳ１２５にて値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［１］に基づき温度検出信号ＳＤＥＴが生成される。即ち、値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［１］に応じた値が、温度検出信号ＳＤＥＴの値であるデジタル値ＤＤＥＴ（図３参照）に設定され、デジタル値ＤＤＥＴによって対象温度の検出値が示される。実際には、値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［１］そのものがデジタル値ＤＤＥＴに設定されて良い。但し、値ΔＶＦ＿ｃｙｃｌｅ［１］をＫ倍した値を、デジタル値ＤＤＥＴに設定しても良い（Ｋ＞１）。
【0084】
＜＜第４実施例＞＞
第４実施例を説明する。変数ｋ１が２以上である場合、第２実施例では式（Ｄ２）の左辺の値を求めるために、以下の基本方法が実施される。基本方法では、１回分のサイクル動作において第１単位検出処理をｋ１回実行することでｋ１個のデジタル検出値ＤＶＦ１を取得し、ｋ１個のデジタル検出値ＤＶＦ１の和を式（Ｄ２）の項（ｋ１×ＶＦ１）に代入する。変数ｋ１が２以上である場合、基本方法の代わりに、以下の第１又は第２変形方法を採用することもできる。
第４実施例を説明する。変数ｋ１が２以上である場合、第２実施例では式（Ｄ２）の左辺の値を求めるために、以下の基本方法が実施される。基本方法では、１回分のサイクル動作において第１単位検出処理をｋ１回実行することでｋ１個のデジタル検出値ＤＶＦ１を取得し、ｋ１個のデジタル検出値ＤＶＦ１の和を式（Ｄ２）の項（ｋ１×ＶＦ１）に代入する。変数ｋ１が２以上である場合、基本方法の代わりに、以下の第１又は第２変形方法を採用することもできる。
【0085】
第１変形方法では、１回分のサイクル動作において第１単位検出処理を１回だけ実行することで１つのデジタル検出値ＤＶＦ１を取得し、演算回路３０にて１つのデジタル検出値ＤＶＦ１をｋ１倍する。そして、第１変形方法に係る演算回路３０は、ｋ１倍したデジタル検出値ＤＶＦ１を式（Ｄ２）の項（ｋ１×ＶＦ１）に代入する。第１変形方法を用いれば対象温度の検出に要する時間が基本方法よりも短くなる。反面、第１変形方法では、演算回路３０におけるｋ１倍の演算過程で、演算回路３０の前段の回路で生じる各種ノイズもｋ１倍される。このため、ＳＮ比（信号対雑音比）の観点からすれば、基本方法の方が有利である。
【0086】
第２変形方法では、１回分のサイクル動作において第１単位検出処理を１回だけ実行することで１つのデジタル検出値ＤＶＦ１を取得するが、この際、“Ｉｆ＝Ｉｆ１”であるときの電圧ＶＦのｋ１倍がＡＤＣ２２への入力アナログ電圧となるようにアンプ２１にて増幅動作を行わせる。従って、第２変形方法では、“Ｉｆ＝Ｉｆ１”である期間中における電圧ＶＦのｋ１倍がＡＤ変換されることでデジタル検出値ＤＶＦ１が取得され、デジタル検出値ＤＶＦ１は評価用電圧ＶＦ１の検出値のｋ１倍を表す。このため、第２変形方法に係る演算回路３０は、得られたデジタル検出値ＤＶＦ１そのものを式（Ｄ２）の項（ｋ１×ＶＦ１）に代入する。第２変形方法を用いれば対象温度の検出に要する時間が基本方法よりも短くなる。反面、第２変形方法では、アンプ２１での増幅動作において各種ノイズもｋ１倍される。このため、ＳＮ比（信号対雑音比）の観点からすれば、基本方法の方が有利である。
【0087】
説明の具体化のため、第１単位検出処理、デジタル検出値ＤＶＦ１及び項（ｋ１×ＶＦ１）に注目して第１及び第２変形方法を説明した。しかしながら、第１単位検出処理、デジタル検出値ＤＶＦ１及び項（ｋ１×ＶＦ１）に対して第１変形方法が適用される場合、第２単位検出処理、デジタル検出値ＤＶＦ２及び項（ｋ２×ＶＦ２）に対しても第１変形方法が適用され、且つ、第３単位検出処理、デジタル検出値ＤＶＦ３及び項（ｋ３×ＶＦ３）に対しても第１変形方法が適用される。同様に、第１単位検出処理、デジタル検出値ＤＶＦ１及び項（ｋ１×ＶＦ１）に対して第２変形方法が適用される場合、第２単位検出処理、デジタル検出値ＤＶＦ２及び項（ｋ２×ＶＦ２）に対しても第２変形方法が適用され、且つ、第３単位検出処理、デジタル検出値ＤＶＦ３及び項（ｋ３×ＶＦ３）に対しても第２変形方法が適用される。
【0088】
例えば、第１変形方法が第２単位検出処理、デジタル検出値ＤＶＦ２及び項（ｋ２×ＶＦ２）に適用される場合、１回分のサイクル動作において第２単位検出処理を１回だけ実行することで１つのデジタル検出値ＤＶＦ２を取得し、演算回路３０にて１つのデジタル検出値ＤＶＦ２をｋ２倍する。そして、演算回路３０は、ｋ２倍したデジタル検出値ＤＶＦ２を式（Ｄ２）の項（ｋ２×ＶＦ２）に代入すれば良い。
【0089】
＜＜第５実施例＞＞
第５実施例を説明する。ダイオードＤ１はバイポーラトランジスタにより構成されるものであって良い。即ち、図１４に示す如く、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタであるトランジスタＴｒ１をダイオードＤ１として用いて良い。この場合、トランジスタＴｒ１において、コレクタ及びベースは互いに接続され、コレクタがダイオードＤ１のアノードとして機能してノード６１に接続され、且つ、エミッタがダイオードＤ１のカソードとして機能してノード６２に接続される。
第５実施例を説明する。ダイオードＤ１はバイポーラトランジスタにより構成されるものであって良い。即ち、図１４に示す如く、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタであるトランジスタＴｒ１をダイオードＤ１として用いて良い。この場合、トランジスタＴｒ１において、コレクタ及びベースは互いに接続され、コレクタがダイオードＤ１のアノードとして機能してノード６１に接続され、且つ、エミッタがダイオードＤ１のカソードとして機能してノード６２に接続される。
【0090】
但し、図４を参照して説明したように、ノード６１とトランジスタＴｒ１のコレクタとの間に抵抗成分Ｒが介在し得る。或いは、図５を参照して説明したように、ノード６２とトランジスタＴｒ１のエミッタとの間に抵抗成分Ｒが介在し得る。ノード６１とトランジスタＴｒ１のコレクタとの間、ノード６２とトランジスタＴｒ１のエミッタとの間の夫々に抵抗成分Ｒが介在する場合もある。
【0091】
尚、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタの代わりに、ＰＮＰ型バイポーラトランジスタを用いてダイオードＤ１を形成しても良い。
【0092】
＜＜第６実施例＞＞
第６実施例を説明する。温度センサ１において第１～第３ダイオードを設けておき、第１～第３ダイオードをダイオードＤ１として用いて対象温度を検出しても良い。
第６実施例を説明する。温度センサ１において第１～第３ダイオードを設けておき、第１～第３ダイオードをダイオードＤ１として用いて対象温度を検出しても良い。
【0093】
この場合、第１～第３ダイオードは共通の対象温度を有する位置に配置される。そして、評価用電流Ｉｆ１が第１ダイオードの順方向電流として第１ダイオードに供給される期間中において、第１ダイオードの電圧ＶＦを評価用電圧ＶＦ１として電圧検出回路２０に検出させる。同様に、評価用電流Ｉｆ２が第２ダイオードの順方向電流として第２ダイオードに供給される期間中において、第２ダイオードの電圧ＶＦを評価用電圧ＶＦ２として電圧検出回路２０に検出させる。同様に、評価用電流Ｉｆ３が第３ダイオードの順方向電流として第３ダイオードに供給される期間中において、第３ダイオードの電圧ＶＦを評価用電圧ＶＦ３として電圧検出回路２０に検出させる。第１、第２及び第３ダイオードの電圧ＶＦは夫々にダイオードＤ１の電圧ＶＦと同様に定義される。
【0094】
互いに同一の構造を有し且つ同一の電気的特性を有するよう第１～第３ダイオードが構成される。しかしながら、実際には、ダイオードの構造及び電気的特性が第１～第３ダイオード間で相対的にばらつき、それらのばらつきは対象温度の検出誤差となって現れる。また、３つのダイオードを設ける分、回路面積が増大する。このため、単一のダイオードＤ１を用いる構成（図３の構成）の方が好ましい。
【0095】
＜＜第７実施例＞＞
第７実施例を説明する。
第７実施例を説明する。
【0096】
厳密には、ダイオード方程式にて理想係数ｎが存在し、理想係数ｎを考慮すれば、以下の式が成立する。
ｋ３×ＶＦ３－（ｋ１×ＶＦ１＋ｋ２×ＶＦ２）＝ｎ×（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ３ｋ３／（Ｉｆ１ｋ１×Ｉｆ２ｋ２））
理想係数ｎは略“１”の値を持つ。理想係数ｎが完全に１と一致すれば近ければ又は十分に１に近ければ理想係数ｎの存在を無視できる。仮に、差（ｎ－１）が無視できないのであれば、適宜、実測評価を介して、温度ＴＤとデジタル値ＶＤＥＴとの関係式を微調整すれば良い。
ｋ３×ＶＦ３－（ｋ１×ＶＦ１＋ｋ２×ＶＦ２）＝ｎ×（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ３ｋ３／（Ｉｆ１ｋ１×Ｉｆ２ｋ２））
理想係数ｎは略“１”の値を持つ。理想係数ｎが完全に１と一致すれば近ければ又は十分に１に近ければ理想係数ｎの存在を無視できる。仮に、差（ｎ－１）が無視できないのであれば、適宜、実測評価を介して、温度ＴＤとデジタル値ＶＤＥＴとの関係式を微調整すれば良い。
【0097】
ノード６２はグランド電位以外の電位を有していて良い。ノード６２の電位とグランド電位との一致／不一致に依らず、電圧検出回路２０はノード６２の電位から見たノード６１の電位（即ち電圧ＶＦ）を検出すれば良い。
【0098】
電流供給回路１０は、ダイオードＤ１の順方向電流Ｉｆとして、ｎ種類の評価用電流を互いに異なるタイミングでダイオードＤ１に供給する。図３の温度センサ１において、“ｎ＝３”であって、ｎ種類の評価用電流は評価用電流Ｉｆ１、Ｉｆ２及びＩｆ３である。但し、ｎは４以上の整数値を有していても良い。この場合、電圧検出回路２０は、対象経路６０に第ｉ評価用電流が供給されているときの電圧ＶＦを、第ｉ評価用電圧として検出する動作を、“ｉ＝１”、“ｉ＝２”、“ｉ＝３”、・・・“ｉ＝ｎ”である場合の夫々について実行する。そして、演算回路３０は、第１評価用電圧～第ｎ評価用電圧に基づき対象温度を検出するようにしても良い。
【0099】
温度センサ１は任意の半導体装置に組み込まれて良い。図１５は、温度センサ１が組み込まれた半導体装置１００の外観斜視図である。半導体装置１００は、半導体基板上に形成された半導体集積回路を有する半導体チップと、半導体チップを収容する筐体（パッケージ）と、筐体から半導体装置１００の外部に対して露出する複数の外部端子と、を備えた電子部品である。半導体チップを樹脂にて構成された筐体（パッケージ）内に封入することで半導体装置１００が形成される。尚、図１５に示される半導体装置１００の外部端子の数及び半導体装置１００の筐体の種類は例示に過ぎず、それらを任意に設計可能である。半導体装置１００における半導体集積回路には、温度センサ１が含まれる他、各種の機能回路が含まれる。機能回路は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ、モータドライバである。
【0100】
温度が検出されるべき位置を対象位置と称する。対象温度は対象位置における温度である。半導体装置１００における任意の位置（例えば中央位置）を対象位置に設定することができる。半導体装置１００において複数の位置が対象位置に設定されて良い。この場合、対象位置ごとに温度センサ１が設置されて良い。ダイオードＤ１を対象位置ごとに配置する一方で、複数のダイオードＤ１に対して電圧検出回路２０及び演算回路３０から成る検出ブロックを共通に割り当て、セレクタ等を利用してバッファアンプ２１への入力信号を切り替えることで、単一の検出ブロックを複数の対象温度の検出に兼用しても良い。
【0101】
実施形態に示されたＦＥＴ（電界効果トランジスタ）のチャネルの種類は例示である。上述の主旨を損なわない形で、任意のＦＥＴのチャネルの種類はＰチャネル型及びＮチャネル型間で変更され得る。
【0102】
不都合が生じない限り、上述の任意のトランジスタは、任意の種類のトランジスタであって良い。例えば、ＭＯＳＦＥＴとして上述された任意のトランジスタを、不都合が生じない限り、接合型ＦＥＴ又はバイポーラトランジスタに置き換えることも可能である。
【0103】
本開示の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本開示の実施形態の例であって、本開示ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。
【0104】
＜＜付記＞＞
上述の実施形態にて具体的構成例が示された本開示について付記を設ける。
上述の実施形態にて具体的構成例が示された本開示について付記を設ける。
【0105】
本開示の一側面に係る温度センサは、対象温度（ＴＤ）を有する位置に配置されたダイオードであって、且つ、第１ノード及び第２ノード間の対象経路（６０）に挿入される温度検出ダイオード（Ｄ１）と、前記対象経路に対し、前記温度検出ダイオードの順方向に、第１評価用電流～第３評価用電流（Ｉｆ１～Ｉｆ３）を互いに異なるタイミングで供給するよう構成された電流供給回路（１０）と、前記対象経路に前記第１評価用電流～前記第３評価用電流が供給されているときの前記第１ノード及び前記第２ノード間の電圧（ＶＦ）を、夫々、第１評価用電圧～第３評価用電圧（ＶＦ１～ＶＦ３）として検出するよう構成された電圧検出回路（２０）と、前記第１評価用電圧～前記第３評価用電圧に基づき前記対象温度を検出するよう構成された演算回路（３０）と、を備える構成（第１の構成）である。
【0106】
これにより、良好な温度検出が可能となる。具体的には、ダイオードの飽和電流のばらつきに関する影響が抑制された温度検出が可能となる。また、３つの評価用電流を用いることで、対象経路に抵抗成分が含まれていた場合でも、当該抵抗成分の影響を抑制した状態で温度検出を行うことができる。
【0107】
上記第１の構成に係る温度センサにおいて、前記演算回路は、前記第１評価用電圧～前記第３評価用電圧を前記第１評価用電流～前記第３評価用電流の関係に基づく所定の演算式に従って加減算することを通じて前記対象温度を検出する構成（第２の構成）であっても良い。
【0108】
上記第２の構成に係る温度センサにおいて、式（１）が成立するよう各評価用電流が設定され、前記演算式は式（２）であり、前記演算回路は、式（２）に従うΔＶＦを導出して、ΔＶＦの導出結果に応じた温度検出信号を生成し、
Ｉｆ１、Ｉｆ２、Ｉｆ３は、夫々、前記第１、第２、第３評価用電流を表し、
ＶＦ１、ＶＦ２、ＶＦ３は、夫々、前記第１、第２、第３評価用電圧を表し、
ｋ１、ｋ２及びｋ３の夫々は１以上の整数を表す
ｋ３×Ｉｆ３＝ｋ１×Ｉｆ１＋ｋ２×Ｉｆ２ ・・・（１）
ΔＶＦ＝ｋ３×ＶＦ３－（ｋ１×ＶＦ１＋ｋ２×ＶＦ２） ・・・（２）
構成（第３の構成）であっても良い。
Ｉｆ１、Ｉｆ２、Ｉｆ３は、夫々、前記第１、第２、第３評価用電流を表し、
ＶＦ１、ＶＦ２、ＶＦ３は、夫々、前記第１、第２、第３評価用電圧を表し、
ｋ１、ｋ２及びｋ３の夫々は１以上の整数を表す
ｋ３×Ｉｆ３＝ｋ１×Ｉｆ１＋ｋ２×Ｉｆ２ ・・・（１）
ΔＶＦ＝ｋ３×ＶＦ３－（ｋ１×ＶＦ１＋ｋ２×ＶＦ２） ・・・（２）
構成（第３の構成）であっても良い。
【0109】
上記第３の構成に係る温度センサにおいて、前記電流供給回路は、前記温度検出ダイオードに前記第１評価用電流を供給する第１供給動作をｋ１回実行し、前記温度検出ダイオードに前記第２評価用電流を供給する第２供給動作をｋ２回実行し、前記温度検出ダイオードに前記第３評価用電流を供給する第３供給動作をｋ３回実行し、前記電圧検出回路は、前記第１供給動作が実行されるたびに前記第１評価用電圧を検出することで前記第１評価用電圧の検出値（ＤＶＦ１）をｋ１個取得し、前記第２供給動作が実行されるたびに前記第２評価用電圧を検出することで前記第２評価用電圧の検出値（ＤＶＦ２）をｋ２個取得し、前記第３供給動作が実行されるたびに前記第３評価用電圧を検出することで前記第３評価用電圧の検出値（ＤＶＦ３）をｋ３個取得し、前記演算回路は、前記第１評価用電圧についてのｋ１個の検出値、前記第２評価用電圧についてのｋ２個の検出値、及び、前記第３評価用電圧についてのｋ３個の検出値を用いて、式（２）に基づきΔＶＦを導出する構成（第４の構成）であっても良い。
【0110】
上記第４の構成に係る温度センサにおいて、ΔＶＦは式（３）を満たし、
ΔＶＦ＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ３ｋ３／（Ｉｆ１ｋ１×Ｉｆ２ｋ２））
・・・（３）
式（２）に基づき導出される前記演算電圧の値が式（３）の左辺に代入され、ＫＢはボルツマン定数を表し、ｑは電子の電荷量を表し、ＴＤは前記対象温度を表し、ｌｎ（Ｉｆ３ｋ３／（Ｉｆ１ｋ１×Ｉｆ２ｋ２））は（Ｉｆ３ｋ３／（Ｉｆ１ｋ１×Ｉｆ２ｋ２））の自然対数を表す構成（第５の構成）であっても良い。
ΔＶＦ＝（ＫＢ／ｑ）×ＴＤ×ｌｎ（Ｉｆ３ｋ３／（Ｉｆ１ｋ１×Ｉｆ２ｋ２））
・・・（３）
式（２）に基づき導出される前記演算電圧の値が式（３）の左辺に代入され、ＫＢはボルツマン定数を表し、ｑは電子の電荷量を表し、ＴＤは前記対象温度を表し、ｌｎ（Ｉｆ３ｋ３／（Ｉｆ１ｋ１×Ｉｆ２ｋ２））は（Ｉｆ３ｋ３／（Ｉｆ１ｋ１×Ｉｆ２ｋ２））の自然対数を表す構成（第５の構成）であっても良い。
【0111】
上記第４又は第５の構成に係る温度センサにおいて、前記電流供給回路は、前記温度検出ダイオードに前記第１評価用電流を供給する第１供給動作を（Ｍ×ｋ１）回実行し、前記温度検出ダイオードに前記第２評価用電流を供給する第２供給動作を（Ｍ×ｋ２）回実行し、前記温度検出ダイオードに前記第３評価用電流を供給する第３供給動作を（Ｍ×ｋ３）回実行し、前記電圧検出回路は、前記第１供給動作が実行されるたびに前記第１評価用電圧を検出することで前記第１評価用電圧の検出値を（Ｍ×ｋ１）個取得し、前記第２供給動作が実行されるたびに前記第２評価用電圧を検出することで前記第２評価用電圧の検出値を（Ｍ×ｋ２）個取得し、前記第３供給動作が実行されるたびに前記第３評価用電圧を検出することで前記第３評価用電圧の検出値を（Ｍ×ｋ３）個取得し、前記演算回路は、前記第１評価用電圧についての（Ｍ×ｋ１）個の検出値、前記第２評価用電圧についての（Ｍ×ｋ２）個の検出値、及び、前記第３評価用電圧についての（Ｍ×ｋ３）個の検出値を用いて、式（２）に基づき（Ｍ×ΔＶＦ）を導出し、（Ｍ×ΔＶＦ）の導出結果に応じた前記温度検出信号を生成し、Ｍは２以上の整数を表す構成（第６の構成）であっても良い。
【0112】
ΔＶＦのＭ倍を導出するに足る検出値群を用いて温度検出信号を生成することにより、検出の分解能を上げることが可能である。
【0113】
上記第１～第６の構成の何れかに係る温度センサにおいて、前記電流検出回路はＡ／Ｄ変換器（２２）を有し、前記Ａ／Ｄ変換器は、前記温度検出ダイオードに前記第１評価用電流～前記第３評価用電流が供給されているときの前記第１ノード及び前記第２ノード間の電圧をアナログ／デジタル変換することで、前記第１評価用電圧～前記第３評価用電圧の検出値を表す第１デジタル検出値～第３デジタル検出値（ＤＶＦ１～ＤＶＦ３）を生成し、前記演算回路は、前記第１デジタル検出値～前記第３デジタル検出値に基づき前記対象温度を検出する構成（第７の構成）であっても良い。
【0114】
上記第１又は第２の構成に係る温度センサにおいて、前記演算回路は、前記対象温度の検出結果を示す温度検出信号（ＳＤＥＴ）を生成する構成（第８の構成）であっても良い。
【0115】
上記第１～第８の構成の何れかに係る温度センサにおいて、前記対象経路は抵抗成分（Ｒ）を含み、各評価用電流は前記温度検出ダイオード及び前記抵抗成分を通過する構成（第９の構成）であっても良い。
【0116】
上記第１～第９の構成の何れかに係る温度センサにおいて、前記温度検出ダイオードは、互いに接続されたコレクタ及びベースを有するバイポーラトランジスタにて形成される構成（第１０の構成）であっても良い。
【符号の説明】
【0117】
Ｄ１ ダイオード
Ｉｆ 順方向電流
Ｖｆ 順方向電圧
Ｒ 抵抗成分
ＶＦ 電圧
１ 温度センサ
１０ 電流供給回路
１１ 定電流源
１２～１５ トランジスタ
１６～１８ スイッチ
２０ 電圧検出回路
２１ バッファアンプ
２２ ＡＤＣ
３０ 演算回路
４０ 制御回路
６１、６２ ノード
Ｉｆ１～Ｉｆ３ 評価用電流
ＳＶＦ デジタル信号
ＤＶＦ デジタル値
ＳＤＥＴ 温度検出信号
ＤＤＥＴ デジタル値
Ｔｒ１ トランジスタ
１００ 半導体装置
Ｉｆ 順方向電流
Ｖｆ 順方向電圧
Ｒ 抵抗成分
ＶＦ 電圧
１ 温度センサ
１０ 電流供給回路
１１ 定電流源
１２～１５ トランジスタ
１６～１８ スイッチ
２０ 電圧検出回路
２１ バッファアンプ
２２ ＡＤＣ
３０ 演算回路
４０ 制御回路
６１、６２ ノード
Ｉｆ１～Ｉｆ３ 評価用電流
ＳＶＦ デジタル信号
ＤＶＦ デジタル値
ＳＤＥＴ 温度検出信号
ＤＤＥＴ デジタル値
Ｔｒ１ トランジスタ
１００ 半導体装置
【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】