一種高溫恆流源厚膜集成電路的製作方法
2023-10-05 22:48:14 1
專利名稱：一種高溫恆流源厚膜集成電路的製作方法
技術領域：
一種高溫恆流源厚膜集成電路技術領域[0001]本實用新型涉及集成電路領域，尤其涉及一種高溫恆流源厚膜集成電路。
背景技術：
[0002]目前，工業上常用的測量溫度參數的傳感器有熱電偶、熱電阻、集成溫度傳感器等。集成溫度傳感器將溫度測量和信號處理電路集成在一起，體積小，使用方便，但測溫範圍小，一般使用在150°C以下。而應用於石油測井儀器的測斜(測溫)儀器工作在200°C 以下(175°C以上)，要求測溫精度較高，所以選擇PtlOO鉬電阻為測溫元件，測溫元件採用恆流源激勵，將電阻的變化量轉換成電壓的變化量，再經過放大濾波，輸出一個可供AD轉換電路採集的穩定的直流電壓。但是目前國內生產的測斜儀器上的電路部分是做在PCB板上，體積較大，不利於整隻儀器小型化。實用新型內容[0003]本實用新型的目的是提供一種高溫恆流源厚膜集成電路，將恆流源電路、放大電路、濾波電路集成在一塊厚I旲電路上，體積小且可罪性聞。[0004]本實用新型採用下述技術方案一種高溫恆流源厚膜集成電路，包括外殼以及恆流源集成電路，所述的外殼具有雙列引腳，每列12個共24個引腳，所述的恆流源集成電路的元器件集成設置在厚膜電路上，封裝在外殼內，元器件和外殼引腳連接；所述的恆流源集成電路包括三個支路，每個支路均由恆流源電路、信號放大電路以及信號濾波電路構成。[0005]所述的恆流源電路包括第一至第三電阻、第一至第三三極體和穩壓二極體，所述的第一三極體的發射極通過第一電阻連接+12V端，集電極通過第二電阻接地，基極與第二三極體的基極連接，第二三極體的發射極通過穩壓二極體連接+12V端，第二三極體的集電極通過第三電阻接地，第二三極體的基極與集電極連接，集電極與第三三極體的基極連接，第三三極體的發射極通過RXA電阻連接+12V端，第三三極體的發射極連接RXA端，第三三極體的集電極連接IAl端。[0006]所述的穩壓二級管的溫漂為5PPM/°C。[0007]所述的信號放大電路包括第一電容、第五電阻、第六電阻與第一運算放大器，所述的第一電容第一端連接IAl端，第二端連接IA2端,第一電容的第一端通過第五電阻連接第一運算放大器的同相輸入端，第一電容的第二端通過第六電阻連接第一運算放大器的反相輸入端，第一電容的第二端接地；第一運算放大器的反相輸入端連接-1Al端，第一運算放大器的輸出端連接OUTAl端。[0008]所述的濾波電路包括第七電阻至第九電阻、第二運算放大器，所述的第七電阻第一端連接第一運算放大器的輸出端，第二端通過第二電容連接第二運算放大器的反相輸入端，所述的第七電阻第二端還通過第八電阻連接第二運算放大器的同相輸入端，第二運算放大器的輸出端通過第九電阻連接0UTA2端。[0009]本專利針對測斜儀 器小型化要求，將恆流源電路和信號放大、濾波電路集成在一塊厚膜電路上，實現了產品的小型化，同時提高了產品的可靠性。本專利與現有技術相比， 具有體積小、可靠性高、工作溫度高且溫度漂移小等優點。
[0010]圖1為本實用新型的電路原理圖；[0011]圖2為本實用新型的俯視外形及引腳排列示意圖；[0012]圖3為本實用新型的主視外形圖。
具體實施方式
[0013] 如圖2、圖3所示，本實用新型一種高溫恆流源厚膜集成電路，包括外殼以及恆流源集成電路，所述的外殼具有雙列引腳，每列12個共24個引腳，所述的恆流源集成電路的元器件集成設置在厚膜電路上，封裝在外殼內，元器件和外殼引腳連接；所述的恆流源集成電路包括三個支路，每個支路均由恆流源電路、信號放大電路以及信號濾波電路構成。本專利採用厚膜集成電路工藝，將三路恆流源、信號處理電路集成在一塊金屬管殼裡，尺寸僅為 35mmX20. 5mmX5mm,相比PCB板而言,體積大為縮小。同時因為使用集成工藝,引線大為縮短、減少，電路的可靠性也得到了提高。電路中的電容採用II類陶瓷介質貼片式電容，三極體、穩壓二極體和運算放大器採用不帶封裝的裸晶片；外殼為可伐鍍金，玻璃絕緣子將引腳與外殼絕緣。[0014]如圖1所示，以一個支路來介紹電路構成恆流源電路包括第一至第三電阻 R1-R3、第一至第三三極體T1-T3和穩壓二極體Zl，所述的第一三極體Tl的發射極通過第一電阻Rl連接+12V端，集電極通過第二電阻R2接地，基極與第二三極體T2的基極連接，第二三極體T2的發射極通過穩壓二極體Zl連接+12V端，第二三極體T2的集電極通過第三電阻R3接地，第二三極體T2的基極與集電極連接，集電極與第三三極體T3的基極連接，第三三極體T3的發射極通過Rxa電阻連接+12V端，第三三極體T3的發射極連接RXA端，第三三極體T3的集電極連接IAl端；所述的穩壓二級管Zl的溫漂為5PPM/°C。[0015]Tl和T2及T2和T3組成鏡像恆流源，輸出電流Io為Io = Ie3_Ib3其中Ie3、Ib3 分別為T3管的發射極電流和基極電流，T3管的放大倍數為β，Ib3 = Ιθ3/(1+β)。因此為了減小Ib3對輸出電流的影響，要求β要大(> 200)。Τ2管、Τ3管基極等電位，因此電阻RXA上的壓降VR加Τ3管發射結壓降Vbe3等於穩壓二極體壓降VZ加T2管發射結壓降 Vbe2。電阻RXA上的壓降等於電阻RXA的阻值和Ie3的乘積，即[0016]VR = Ie3XRXA = VZ+Vbe2-Vbe3,[0017]Ie3 = (VZ+Vbe2_Vbe3)/RXA。[0018]在T2、Τ3工作電流相近的情況下，Vbe2近似等於Vbe3。因此恆流源輸出電流Io^ VZ/RXA。為了在高溫時獲得穩定的輸出電流，要求穩壓管及電阻RXA的溫漂要小。[0019]所述的信號放大電路包括第一電容Cl、第五電阻R5、第六電阻R6與第一運算放大器NlA,所述的第一電容Cl的第一端連接IAl端,第二端連接IA2端,第一電容Cl的第一端通過第五電阻R5連接第一運算放大器NlA的同相輸入端，第一電容Cl的第二端通過第六電阻R6連接第一運算放大器的反相輸入端第一電容Cl的第二端接地，第一運算放大器 NlA的反相輸入端連接-1Al端，第一運算放大器NlA的輸出端連接OUTAl端。第一電容Cl並聯在PT100鉬電阻兩端，濾除線路幹擾。恆流源輸出電流激勵PT100鉬電阻，電容Cl如果漏電流大，就會分流恆流源輸出電流，導致流過鉬電阻的電流減小，從而使最終輸出電壓減小。因此電容Cl要選用低漏電的瓷介電容。運放要選用低失調電壓漂移運放。本電路用0PA2277高精密運放，其失調電壓典型值為10 μ V，失調電壓漂移為O.1 μ V/°C。[0020]所述的濾波電路包括第七電阻至第九電阻R7至R9，所述的第七電阻R7第一端連接運算放大器NlA的輸出端，第二端通過第二電容C2連接第二運算放大器NlB的反相輸入端，所述的第七電阻R7第二端還通過第八電阻R8連接第二運算放大器NlB的同相輸入端， 第二運算放大器NlB的輸出端通過第九電阻R9連接0UTA2端。濾波電路是一個典型的二階低通濾波器，其轉折頻率為2ΗΖ，本濾波器輸出的有用信號是直流電壓，因此NlB選用低失調電壓漂移運放0ΡΑ2277。[0021]其它兩支路的結構與上述結構相同，只是引腳名稱不一樣，本集成電路的24個引腳名稱如表I所示[0022]
權利要求1.一種高溫恆流源厚膜集成電路，其特徵在於包括外殼以及恆流源集成電路，所述的外殼具有雙列引腳，每列12個共24個引腳，所述的恆流源集成電路的元器件集成設置在厚膜電路上，封裝在外殼內，元器件和外殼引腳連接；所述的恆流源集成電路包括三個支路，每個支路均由恆流源電路、信號放大電路以及信號濾波電路構成。
2.根據權利要求1所述的高溫恆流源厚膜集成電路，其特徵在於所述的恆流源電路包括第一至第三電阻、第一至第三三極體和穩壓二極體，所述的第一三極體的發射極通過第一電阻連接+12V端，集電極通過第二電阻接地，基極與第二三極體的基極連接，第二三極體的發射極通過穩壓二極體連接+12V端，第二三極體的集電極通過第三電阻接地，第二三極體的基極與集電極連接，集電極與第三三極體的基極連接，第三三極體的發射極通過RXA電阻連接+12V端，第三三極體的發射極連接RXA端，第三三極體的集電極連接IAl端。
3.根據權利要求2所述的高溫恆流源厚膜集成電路，其特徵在於所述的穩壓二級管的溫漂為5PPM/°C。
4.根據權利要求3所述的高溫恆流源厚膜集成電路，其特徵在於所述的信號放大電路包括第一電容、第五電阻、第六電阻與第一運算放大器，所述的第一電容第一端連接IAl端，第二端連接IA2端，第一電容的第一端通過第五電阻連接第一運算放大器的同相輸入端，第一電容的第二端通過第六電阻連接第一運算放大器的反相輸入端，第一電容的第二端接地；第一運算放大器的反相輸入端連接-1Al端，第一運算放大器的輸出端連接OUTAl端。
5.根據權利要求4所述的高溫恆流源厚膜集成電路，其特徵在於所述的濾波電路包括第七電阻至第九電阻、第二運算放大器，所述的第七電阻第一端連接第一運算放大器的輸出端，第二端通過第二電容連接第二運算放大器的反相輸入端，所述的第七電阻第二端還通過第八電阻連接第二運算放大器的同相輸入端，第二運算放大器的輸出端通過第九電阻連接0UTA2端。
專利摘要本實用新型公開了一種高溫恆流源厚膜集成電路，包括外殼以及恆流源集成電路，所述的外殼具有雙列引腳，每列12個共24個引腳，所述的恆流源集成電路的元器件集成設置在厚膜電路上，封裝在外殼內，元器件和外殼引腳連接；所述的恆流源集成電路包括三個支路，每個支路均由恆流源電路、信號放大電路以及信號濾波電路構成。本實用性向將恆流源電路和信號放大、濾波電路集成在一塊厚膜電路上，實現了產品的小型化，同時提高了產品的可靠性。本實用新型與現有技術相比，具有體積小、可靠性高、工作溫度高且溫度漂移小等優點。
文檔編號E21B47/02GK202866788SQ20122055628
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月23日 優先權日2012年10月23日
發明者劉軍 申請人:青島漢源微電子有限公司