JP5487880B2 - Regulator, integrated circuit device and electronic device - Google Patents

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Description

本発明は、レギュレーター、集積回路装置及び電子機器等に関する。   The present invention relates to a regulator, an integrated circuit device, an electronic device, and the like.

従来より、外部電源電圧の電圧調整を行って、調整後の電圧を内部回路に供給するレギュレーター(定電圧生成回路)が知られている。このようなレギュレーターの従来技術としては特許文献1、2に開示される技術が知られている。   Conventionally, a regulator (constant voltage generation circuit) that adjusts the voltage of an external power supply voltage and supplies the adjusted voltage to an internal circuit is known. As a conventional technique of such a regulator, techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 are known.

例えば特許文献1に開示されるレギュレーターでは、基準電圧生成回路で生成した基準電圧が、増幅回路(オペアンプ)の反転入力端子に入力される。またレギュレーターの出力ノードとVSSとの間に第1、第2の抵抗が設けられ、これらの第1、第2の抵抗による分割電圧が、増幅回路の非反転入力端子に入力される。そして外部電源電圧の入力ノードとレギュレーターの出力ノードとの間に駆動トランジスターが設けられ、この駆動トランジスターのゲート電極を増幅回路が制御することで、レギュレーターの出力ノードから定電圧が出力される。   For example, in the regulator disclosed in Patent Document 1, the reference voltage generated by the reference voltage generation circuit is input to the inverting input terminal of the amplifier circuit (operational amplifier). Further, first and second resistors are provided between the output node of the regulator and VSS, and a divided voltage by these first and second resistors is input to the non-inverting input terminal of the amplifier circuit. A drive transistor is provided between the input node of the external power supply voltage and the output node of the regulator, and the constant voltage is output from the output node of the regulator by controlling the gate electrode of the drive transistor by the amplifier circuit.

しかしながら、このレギュレーターでは、回路の安定動作を目指す設計を行うと、消費電力が増加してしまい、逆に低消費電力化を目指す設計を行うと、回路動作の安定度が悪化するという課題がある。   However, this regulator has a problem in that the power consumption increases when the circuit is designed for stable operation, and the circuit operation stability deteriorates when the circuit is designed for low power consumption. .

特開2001−92544号公報JP 2001-92544 A 特開昭60−252926号公報JP-A-60-252926

本発明の幾つかの態様によれば、回路の安定動作と低消費電力化を両立できるレギュレーター、集積回路装置及び電子機器等を提供できる。   According to some embodiments of the present invention, it is possible to provide a regulator, an integrated circuit device, an electronic device, and the like that can achieve both stable operation of the circuit and low power consumption.

本発明の一態様は、非反転入力端子と反転入力端子の間にオフセット電圧を有する差動型の増幅回路と、前記増幅回路の出力ノードと第1の電源ノードとの間に直列に設けられる第1の抵抗及び第2の抵抗と、前記第1の抵抗と前記第2の抵抗の接続ノードに一端が接続される位相補償用キャパシターとを含み、前記第1の抵抗と前記第2の抵抗の前記接続ノードの信号が、前記増幅回路の前記非反転入力端子に帰還され、前記増幅回路の前記出力ノードの信号が、前記増幅回路の前記反転入力端子に帰還されるレギュレーターに関係する。   One embodiment of the present invention is provided in series between a differential amplifier circuit having an offset voltage between a non-inverting input terminal and an inverting input terminal, and an output node of the amplifier circuit and a first power supply node. And a phase compensation capacitor having one end connected to a connection node between the first resistor and the second resistor, the first resistor and the second resistor. The connection node signal is fed back to the non-inverting input terminal of the amplifier circuit, and the output node signal of the amplifier circuit is fed back to the inverting input terminal of the amplifier circuit.

本発明の一態様によれば、増幅回路の非反転入力端子と反転入力端子の間のオフセット電圧と第1、第2の抵抗の抵抗比により決まる定電圧が生成される。そして本発明の一態様では、第1、第2の抵抗の接続ノードには位相補償用キャパシターが設けられ、この接続ノードの信号が増幅回路の非反転入力端子に帰還されると共に、増幅回路の出力ノードの信号が反転入力端子に帰還される。これにより、安定した回路動作で定電圧を生成できるレギュレーターの実現が可能になる。   According to one aspect of the present invention, a constant voltage determined by the offset voltage between the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the amplifier circuit and the resistance ratio of the first and second resistors is generated. In one aspect of the present invention, a phase compensation capacitor is provided at the connection node of the first and second resistors, and a signal at the connection node is fed back to the non-inverting input terminal of the amplifier circuit. The signal at the output node is fed back to the inverting input terminal. This makes it possible to realize a regulator that can generate a constant voltage with stable circuit operation.

また本発明の一態様では、前記増幅回路は、第1の差動トランジスターと、第2の差動トランジスターと、カレントミラー回路とを有する差動部と、前記差動部の出力ノードに接続される出力部とを含んでもよい。   In one embodiment of the present invention, the amplifier circuit is connected to a differential section having a first differential transistor, a second differential transistor, and a current mirror circuit, and an output node of the differential section. And an output unit.

このようにすれば、第1、第2の差動トランジスターとカレントミラー回路を有する差動部の非反転入力端子に、第1、第2の抵抗の接続ノードの信号を帰還し、差動部の反転入力端子に、増幅回路の出力ノードの信号を帰還して、電圧調整を行うことが可能になる。   In this way, the signal at the connection node of the first and second resistors is fed back to the non-inverting input terminal of the differential unit having the first and second differential transistors and the current mirror circuit, and the differential unit The voltage adjustment can be performed by feeding back the signal at the output node of the amplifier circuit to the inverting input terminal of the amplifier circuit.

また本発明の一態様では、前記第1の差動トランジスターのゲート電極の導電性と、前記第2の差動トランジスターのゲート電極の導電性を異ならせることで、前記オフセット電圧が設定されてもよい。   In one embodiment of the present invention, the conductivity of the gate electrode of the first differential transistor is different from the conductivity of the gate electrode of the second differential transistor, so that the offset voltage is set. Good.

このようにすれば、第1、第2の差動トランジスターのゲート電極の導電性を異ならせることで得られる仕事関数差電圧により、オフセット電圧を設定できるようになる。   In this way, the offset voltage can be set by the work function difference voltage obtained by making the conductivity of the gate electrodes of the first and second differential transistors different.

また本発明の一態様では、前記第1の差動トランジスターのW/L比と、前記第2の差動トランジスターのW/L比を異ならせる、或いは前記カレントミラー回路を構成する第1のカレントミラー用トランジスターのW/L比と前記カレントミラー回路を構成する第2のカレントミラー用トランジスターのW/L比を異ならせることで、前記オフセット電圧が設定されてもよい。   In one embodiment of the present invention, the W / L ratio of the first differential transistor is different from the W / L ratio of the second differential transistor, or the first current constituting the current mirror circuit is made different. The offset voltage may be set by making the W / L ratio of the mirror transistor different from the W / L ratio of the second current mirror transistor constituting the current mirror circuit.

このようにすれば、第1、第2の差動トランジスターのW/L比を異ならせたり、第1、第2のカレントミラー用トランジスターのW/L比を異ならせることで、オフセット電圧を設定できるようになる。   In this way, the offset voltage can be set by changing the W / L ratio of the first and second differential transistors or by changing the W / L ratio of the first and second current mirror transistors. become able to.

また本発明の一態様では、前記差動部は、第1の電流源を含み、前記第1の電流源は、一端が前記第1の電源ノードに接続される第1の電流源用抵抗と、ソースに前記第1の電流源用抵抗の他端が接続され、ゲートに前記第1の電源ノードが接続されるデプレッション型の第1の電流源用トランジスターを含み、前記第1の電流源用トランジスターのしきい値電圧は負の温度特性を有し、前記第1の電流源用抵抗の抵抗値は正の温度特性を有してもよい。   In one embodiment of the present invention, the differential section includes a first current source, and the first current source includes a first current source resistor whose one end is connected to the first power supply node. A depletion type first current source transistor having a source connected to the other end of the first current source resistor and a gate connected to the first power supply node. The threshold voltage of the transistor may have a negative temperature characteristic, and the resistance value of the first current source resistor may have a positive temperature characteristic.

このようにすれば、第1の電流源のテール電流生成のための基準電圧を生成する回路を不要にすることができ、電流パスの本数を減らすことが可能になる。また、第1の電流源に流れるテール電流の温度依存性やバラツキを減少できる。   In this way, a circuit for generating a reference voltage for generating a tail current of the first current source can be eliminated, and the number of current paths can be reduced. Further, the temperature dependency and variation of the tail current flowing through the first current source can be reduced.

また本発明の一態様では、前記第1の電流源用抵抗は、Nウェルにより形成されるNウェル抵抗であってもよい。   In the aspect of the invention, the first current source resistor may be an N well resistor formed by an N well.

このようにすれば、第1の電流源用抵抗の抵抗値に正の温度特性を持たせることが可能になる。   In this way, the resistance value of the first current source resistor can have a positive temperature characteristic.

また本発明の一態様では、前記第1の抵抗、前記第2の抵抗は、ポリシリコン層により形成されたポリ抵抗であり、前記Nウェル抵抗である前記第1の電流源用抵抗の形成領域上に、前記第1の抵抗又は前記第2の抵抗である前記ポリ抵抗がレイアウト配置されてもよい。   In one embodiment of the present invention, the first resistor and the second resistor are poly resistors formed by a polysilicon layer, and the first current source resistor forming region is the N well resistor. On top of this, the poly resistors which are the first resistor or the second resistor may be laid out.

このようにすれば、1つの領域を用いて、第1の電流源用抵抗と第1の抵抗又は第2の抵抗をレイアウト配置できるようになるため、レイアウト効率を向上できる。   In this way, the layout efficiency can be improved because the first current source resistor and the first resistor or the second resistor can be laid out using one region.

また本発明の一態様では、前記出力部は、前記差動部の出力ノードにより制御される駆動トランジスターと、前記駆動トランジスターに直列に設けられる第2の電流源を含み、前記第2の電流源は、一端が前記第1の電源ノードに接続される第2の電流源用抵抗と、ソースに前記第2の電流源用抵抗の他端が接続され、ゲートに前記第1の電源ノードが接続されるデプレッション型の第2の電流源用トランジスターを含み、前記第2の電流源用トランジスターのしきい値電圧は負の温度特性を有し、前記第2の電流源用抵抗の抵抗値は正の温度特性を有してもよい。   In the aspect of the invention, the output unit includes a drive transistor controlled by an output node of the differential unit, and a second current source provided in series with the drive transistor, and the second current source Has one end connected to the first power source node, the other end of the second current source resistor connected to the source, and the gate connected to the first power source node. A depletion-type second current source transistor, the threshold voltage of the second current source transistor has a negative temperature characteristic, and the resistance value of the second current source resistor is positive. It may have the following temperature characteristics.

このようにすれば、第2の電流源のテール電流生成のための基準電圧を生成する回路を不要にすることができ、電流パスの本数を減らすことが可能になる。また、第2の電流源に流れるテール電流の温度依存性やバラツキを減少できる。   In this way, a circuit for generating a reference voltage for generating the tail current of the second current source can be eliminated, and the number of current paths can be reduced. In addition, the temperature dependence and variation of the tail current flowing through the second current source can be reduced.

また本発明の一態様では、前記第2の電流源用抵抗は、Nウェルにより形成されるNウェル抵抗であてもよい。   In the aspect of the invention, the second current source resistor may be an N well resistor formed by an N well.

このようにすれば、第2の電流源用抵抗の抵抗値に正の温度特性を持たせることが可能になる。   In this way, the resistance value of the second current source resistor can have a positive temperature characteristic.

また本発明の一態様では、前記第1の抵抗、前記第2の抵抗は、ポリシリコン層により形成されたポリ抵抗であり、前記Nウェル抵抗である前記第2の電流源用抵抗の形成領域上に、前記第1の抵抗又は前記第2の抵抗である前記ポリ抵抗がレイアウト配置されてもよい。   In the aspect of the invention, the first resistor and the second resistor are poly resistors formed by a polysilicon layer, and the second current source resistor forming region which is the N well resistor. On top of this, the poly resistors which are the first resistor or the second resistor may be laid out.

このようにすれば、1つの領域を用いて、第2の電流源用抵抗と第1の抵抗又は第2の抵抗をレイアウト配置できるようになるため、レイアウト効率を向上できる。   In this case, the layout efficiency can be improved because the second current source resistor and the first resistor or the second resistor can be laid out using one region.

また本発明の一態様では、前記第1の抵抗の抵抗値をR1とし、前記第2の抵抗の抵抗値をR2とした場合に、抵抗比R2/R1が、前記オフセット電圧の温度特性を相殺する温度特性を有してもよい。   In one embodiment of the present invention, when the resistance value of the first resistor is R1 and the resistance value of the second resistor is R2, the resistance ratio R2 / R1 cancels the temperature characteristic of the offset voltage. It may have temperature characteristics.

このようにすれば、レギュレーターにより生成される定電圧の温度依存性を減少できる。   In this way, the temperature dependence of the constant voltage generated by the regulator can be reduced.

また本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載のレギュレーターを含む集積回路装置に関係する。   Another aspect of the invention relates to an integrated circuit device including any of the regulators described above.

また本発明の他の態様では、前記レギュレーターにより生成された定電圧が電源電圧として供給されるロジック回路と、前記レギュレーターにより生成された定電圧が電源電圧として供給され、前記ロジック回路に対してリセット信号を出力するパワーオンリセット回路を含んでもよい。   In another aspect of the present invention, a constant voltage generated by the regulator is supplied as a power supply voltage, and a constant voltage generated by the regulator is supplied as a power supply voltage to reset the logic circuit. A power-on reset circuit that outputs a signal may be included.

このようにすれば、レギュレーターでの電流パスを減らすことなどにより集積回路装置の低消費電力化等を実現できる。   In this way, it is possible to reduce the power consumption of the integrated circuit device by reducing the current path in the regulator.

また本発明の他の態様では、前記パワーオンリセット回路は、前記第1の抵抗又は前記第2の抵抗に設定された電圧分割タップからの電圧が反転入力端子に入力され、前記第1の電源ノードが非反転入力端子に接続され、前記非反転入力端子と前記反転入力端子の間にオフセット電圧を有するコンパレーターを含んでもよい。   In another aspect of the present invention, the power-on reset circuit is configured such that a voltage from a voltage dividing tap set to the first resistor or the second resistor is input to an inverting input terminal, and the first power supply A node may be connected to a non-inverting input terminal, and a comparator having an offset voltage between the non-inverting input terminal and the inverting input terminal may be included.

このようにすれば、レギュレーターの第1、第2の抵抗を有効活用して、パワーオンリセット回路の判定電圧レベルを設定し、リセット信号を生成できるようになる。   This makes it possible to set the determination voltage level of the power-on reset circuit and generate the reset signal by effectively using the first and second resistors of the regulator.

また本発明の他の態様では、前記コンパレーターが有する差動部は第3の電流源を含み、前記第3の電流源は、一端が前記第1の電源ノードに接続される第3の電流源用抵抗と、ソースに前記第3の電流源用抵抗の他端が接続され、ゲートに前記第1の電源ノードが接続されるデプレッション型の第3の電流源用トランジスターを含み、前記第3の電流源用トランジスターのしきい値電圧は負の温度特性を有し、前記第3の電流源用抵抗の抵抗値は正の温度特性を有してもよい。   In another aspect of the present invention, the differential unit included in the comparator includes a third current source, and the third current source includes a third current whose one end is connected to the first power supply node. And a depletion-type third current source transistor having a source resistor and a source connected to the other end of the third current source resistor and a gate connected to the first power supply node. The threshold voltage of the current source transistor may have a negative temperature characteristic, and the resistance value of the third current source resistor may have a positive temperature characteristic.

このようにすれば、第3の電流源のテール電流生成のための基準電圧を生成する回路を不要にすることができ、電流パスの本数を減らすことが可能になる。また、第3の電流源に流れるテール電流の温度依存性やバラツキを減少できる。   In this way, a circuit for generating a reference voltage for generating a tail current of the third current source can be eliminated, and the number of current paths can be reduced. In addition, the temperature dependence and variation of the tail current flowing through the third current source can be reduced.

また本発明の他の態様では、前記コンパレーターが有する出力部は第4の電流源を含み、前記第4の電流源は、一端が前記第1の電源ノードに接続される第4の電流源用抵抗と、ソースに前記第4の電流源用抵抗の他端が接続され、ゲートに前記第1の電源ノードが接続されるデプレッション型の第4の電流源用トランジスターを含み、前記第4の電流源用トランジスターのしきい値電圧は負の温度特性を有し、前記第4の電流源用抵抗の抵抗値は正の温度特性を有してもよい。   In another aspect of the present invention, the output section of the comparator includes a fourth current source, and the fourth current source has a fourth current source having one end connected to the first power supply node. And a depletion type fourth current source transistor having a source connected to the other end of the fourth current source resistor and a gate connected to the first power supply node. The threshold voltage of the current source transistor may have a negative temperature characteristic, and the resistance value of the fourth current source resistor may have a positive temperature characteristic.

このようにすれば、第4の電流源のテール電流生成のための基準電圧を生成する回路を不要にすることができ、電流パスの本数を減らすことが可能になる。また、第4の電流源に流れるテール電流の温度依存性やバラツキを減少できる。   In this way, a circuit for generating a reference voltage for generating a tail current of the fourth current source can be eliminated, and the number of current paths can be reduced. In addition, the temperature dependence and variation of the tail current flowing through the fourth current source can be reduced.

また本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載の集積回路装置を含む電子機器に関係する。   Another aspect of the invention relates to an electronic device including any one of the integrated circuit devices described above.

本実施形態のレギュレーターの構成例。The structural example of the regulator of this embodiment. 本実施形態のレギュレーターの詳細な構成例。The detailed structural example of the regulator of this embodiment. 本実施形態のレギュレーターに用いられる電流源の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the current source used for the regulator of this embodiment. 仕事関数差電圧の説明図。Explanatory drawing of a work function difference voltage. 図5(A)、図5(B)は、本実施形態と比較例の回路動作比較に使用される回路図。FIG. 5A and FIG. 5B are circuit diagrams used for circuit operation comparison between this embodiment and a comparative example. 図6(A)、図6(B)は、伝達関数を解くことにより得られる極や零点の説明図。6A and 6B are explanatory diagrams of poles and zeros obtained by solving a transfer function. 図7(A)、図7(B)は、回路の安定動作を実現する手法の説明図。7A and 7B are explanatory diagrams of a method for realizing stable operation of the circuit. 本実施形態の比較例の帰還手法の例。The example of the feedback method of the comparative example of this embodiment. レギュレーターの比較例の構成例。The structural example of the comparative example of a regulator. 図10(A)、図10(B)はテール電流の温度依存性等を比較した図。FIG. 10A and FIG. 10B are diagrams comparing the temperature dependence of the tail current. 図11(A)、図11(B)はテール電流値のバラツキ等を比較した図。FIG. 11A and FIG. 11B are diagrams comparing variations in tail current values. 図12(A)、図12(B)は抵抗のレイアウト配置例。12A and 12B show examples of the layout of resistors. 定電圧の温度依存性を低減する手法の説明図。Explanatory drawing of the method of reducing the temperature dependence of a constant voltage. 図14(A)、図14(B)も定電圧の温度依存性を低減する手法の説明図。14A and 14B are also explanatory diagrams of a technique for reducing the temperature dependence of the constant voltage. レギュレーター、パワーオンリセット回路、ロジック回路を含む集積回路装置の構成例。1 is a configuration example of an integrated circuit device including a regulator, a power-on reset circuit, and a logic circuit. レギュレーター、パワーオンリセット回路の構成例。Example of regulator and power-on reset circuit. パワーオンリセット回路が含むコンパレーターの構成例。The example of a structure of the comparator which a power-on reset circuit contains. 無線通信用の集積回路装置の構成例。2 shows a configuration example of an integrated circuit device for wireless communication. 電子機器の構成例。Configuration example of an electronic device.

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. The present embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are indispensable as means for solving the present invention. Not necessarily.

1.構成
図1に本実施形態のレギュレーター(定電圧生成回路)の構成例を示す。図1に示すように本実施形態のレギュレーターは、増幅回路AMと、第1、第2の抵抗RB1、RB2を含む。更に位相補償用のキャパシターC0を含む。
1. Configuration FIG. 1 shows a configuration example of a regulator (constant voltage generation circuit) of this embodiment. As shown in FIG. 1, the regulator according to the present embodiment includes an amplifier circuit AM and first and second resistors RB1 and RB2. Further, a phase compensation capacitor C0 is included.

増幅回路AMは、非反転入力端子(広義には第1の差動入力端子)と反転入力端子(広義には第2の差動入力端子)の間にオフセット電圧VOFFを有する差動型の増幅回路(オペアンプ)である。即ち一般的な差動型の増幅回路では、仮想接地の場合に非反転入力端子と反転入力端子の間の電圧差はほぼ0Vになるが、図1の増幅回路AMでは、非反転入力端子と反転入力端子の間に、後述する仕事関数差電圧等によるオフセット電圧VOFFが設定される。   The amplifier circuit AM is a differential amplifier having an offset voltage VOFF between a non-inverting input terminal (first differential input terminal in a broad sense) and an inverting input terminal (second differential input terminal in a broad sense). A circuit (op-amp). That is, in a general differential amplifier circuit, the voltage difference between the non-inverting input terminal and the inverting input terminal is approximately 0 V in the case of virtual grounding. However, in the amplifier circuit AM of FIG. Between the inverting input terminals, an offset voltage VOFF due to a work function difference voltage described later is set.

抵抗RB1、RB2は、増幅回路AMの出力ノードNQ1とVSSノード(広義には第1の電源ノード)との間に直列に設けられる。そして出力ノードNQ1の電圧が、抵抗RB1、RB2により電圧分割され、分割電圧が接続ノードNQ2に生成される。   The resistors RB1 and RB2 are provided in series between the output node NQ1 of the amplifier circuit AM and the VSS node (first power supply node in a broad sense). The voltage of output node NQ1 is voltage-divided by resistors RB1 and RB2, and a divided voltage is generated at connection node NQ2.

ここでRB1、RB2の各抵抗は、直列接続された複数の抵抗ユニットを含んでもよい。そして複数の抵抗ユニットの各抵抗ユニットは、並列接続された抵抗素子及びスイッチ素子を有し、各抵抗ユニットのスイッチ素子がオン・オフされることで、RB1、RB2の抵抗値が可変に設定される。例えばヒューズ回路や不揮発性メモリなどの初期値設定回路からの信号に基づいて、各抵抗ユニットのスイッチ素子をオン又はオフに設定する。このようにすれば、製造プロセス変動に起因する抵抗値(定電圧値)のバラツキを調整することが可能になる。   Here, each resistance of RB1 and RB2 may include a plurality of resistance units connected in series. Each resistance unit of the plurality of resistance units has a resistance element and a switch element connected in parallel, and the resistance values of RB1 and RB2 are variably set by turning on and off the switch elements of each resistance unit. The For example, based on a signal from an initial value setting circuit such as a fuse circuit or a nonvolatile memory, the switch element of each resistance unit is set to ON or OFF. In this way, it is possible to adjust the variation in resistance value (constant voltage value) due to manufacturing process fluctuations.

位相補償用キャパシターC0は、抵抗RB1とRB2の接続ノードNQ2に一端が接続されるキャパシターである。図1では位相補償用キャパシターC0の他端はVSSノードに接続される。なお、キャパシターC0の他端をVDDノード(広義には第2の電源ノード)等に接続してもよい。このキャパシターC0は、例えば第1層のポリシリコンと第2層のポリシリコンからなる構造のキャパシターや、MIM(Metal-Insulator-Metal)構造のキャパシターや、ゲートキャパシターなどにより実現できる。   The phase compensation capacitor C0 is a capacitor having one end connected to a connection node NQ2 between the resistors RB1 and RB2. In FIG. 1, the other end of the phase compensation capacitor C0 is connected to the VSS node. Note that the other end of the capacitor C0 may be connected to a VDD node (second power supply node in a broad sense) or the like. The capacitor C0 can be realized by, for example, a capacitor having a structure composed of a first layer of polysilicon and a second layer of polysilicon, a capacitor having an MIM (Metal-Insulator-Metal) structure, a gate capacitor, or the like.

そして図1に示すように本実施形態のレギュレーターでは、抵抗RB1とRB2の接続ノードNQ2の信号(電圧)が、増幅回路AMの非反転入力端子(正側端子)に帰還(正帰還)される。また、増幅回路AMの出力ノードNQ1の信号(電圧)が、増幅回路AMの反転入力端子(負側端子)に帰還(負帰還)される。具体的には、増幅回路AMの非反転入力端子には接続ノードNQ2が接続され、増幅回路AMの反転入力端子には出力ノードNQ1が接続される。   As shown in FIG. 1, in the regulator of this embodiment, the signal (voltage) at the connection node NQ2 of the resistors RB1 and RB2 is fed back (positive feedback) to the non-inverting input terminal (positive side terminal) of the amplifier circuit AM. . The signal (voltage) at the output node NQ1 of the amplifier circuit AM is fed back (negative feedback) to the inverting input terminal (negative terminal) of the amplifier circuit AM. Specifically, the connection node NQ2 is connected to the non-inverting input terminal of the amplifier circuit AM, and the output node NQ1 is connected to the inverting input terminal of the amplifier circuit AM.

例えば一般的な差動型の増幅回路では、非反転入力端子と反転入力端子の両方に対して信号を帰還する接続は行われない。この点、図1の増幅回路AMは、非反転入力端子と反転入力端子の間にオフセット電圧VOFFを有する増幅回路であるため、このような帰還接続が可能になる。そしてこのような帰還接続を採用することで、負帰還はボルテージフォロワ的になり、正帰還は抵抗分割でフィードバック量を調整して、出力電圧を決定できるようになる。   For example, in a general differential amplifier circuit, a connection for feeding back a signal to both the non-inverting input terminal and the inverting input terminal is not performed. In this regard, since the amplifier circuit AM of FIG. 1 is an amplifier circuit having an offset voltage VOFF between the non-inverting input terminal and the inverting input terminal, such feedback connection is possible. By adopting such a feedback connection, the negative feedback becomes a voltage follower, and the positive feedback can determine the output voltage by adjusting the feedback amount by resistance division.

具体的には、抵抗RB1、RB2の抵抗値をR1、R2とする。すると本実施形態のレギュレーターは、Q1=VREG=VOFF×{(R1+R2)/R1}の定電圧を生成する。   Specifically, the resistance values of the resistors RB1 and RB2 are R1 and R2. Then, the regulator of the present embodiment generates a constant voltage of Q1 = VREG = VOFF × {(R1 + R2) / R1}.

例えば従来のレギュレーターでは、定電圧生成用の基準電圧を生成する回路が必要であった。従って、その基準電圧生成回路に電流パスが存在するため、その電流パスの分だけ電力が無駄に消費されてしまう。   For example, a conventional regulator requires a circuit for generating a reference voltage for generating a constant voltage. Accordingly, since there is a current path in the reference voltage generation circuit, power is wasted for the current path.

これに対して本実施形態のレギュレーターでは、このような基準電圧生成回路を設けなくても、増幅回路AMのオフセット電圧VOFFを基準電圧として、Q1=VREG=VOFF×{(R1+R2)/R1}の定電圧が生成される。従って、基準電圧生成回路の電流パスの分だけ、電流パスの本数が減るため、低消費電力化を実現できる。   On the other hand, in the regulator according to the present embodiment, Q1 = VREG = VOFF × {(R1 + R2) / R1} using the offset voltage VOFF of the amplifier circuit AM as a reference voltage without providing such a reference voltage generation circuit. A constant voltage is generated. Accordingly, the number of current paths is reduced by the number of current paths of the reference voltage generation circuit, so that low power consumption can be realized.

また本実施形態では、図1に示すように、増幅回路AMの出力ノードNQ1の信号を増幅回路AMの反転入力端子に帰還(負帰還)させると共に、抵抗RB1とRB2の接続ノードNQ2の信号を非反転入力端子に帰還(正帰還)させている。そして、この接続ノードNQ2に対して位相補償用のキャパシターC0を設けている。このようにすることで、後に詳述するように、回路の発振を防止して、回路の安定動作を実現できる。従って、本実施形態のレギュレーターによれば、回路の安定動作と低消費電力化とを両立できる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the signal at the output node NQ1 of the amplifier circuit AM is fed back (negative feedback) to the inverting input terminal of the amplifier circuit AM, and the signal at the connection node NQ2 between the resistors RB1 and RB2 is returned. Feedback (positive feedback) is made to the non-inverting input terminal. A phase compensation capacitor C0 is provided for this connection node NQ2. By doing so, as will be described in detail later, it is possible to prevent oscillation of the circuit and realize stable operation of the circuit. Therefore, according to the regulator of this embodiment, both stable operation of the circuit and low power consumption can be achieved.

また一般的なレギュレーターの設計手法では、何らかの基準電圧(例えば1V)をもとに、電圧生成用の演算増幅回路が演算増幅(例えば1.5倍の演算増幅)を行って、演算増幅後の電圧(例えば1.5V)を生成する。そしてバッファリング用の増幅回路(例えばボルテージフォロワ接続の増幅回路)が、演算増幅後の電圧のバッファリングを行うことで、レギュレーターの電流供給能力を確保する。   Moreover, in a general regulator design method, an operational amplification circuit for voltage generation performs operational amplification (for example, 1.5 times operational amplification) based on some reference voltage (for example, 1V), A voltage (for example, 1.5V) is generated. A buffering amplifier circuit (for example, a voltage follower-connected amplifier circuit) performs buffering of the voltage after the operational amplification, thereby ensuring the current supply capability of the regulator.

この手法によれば、演算増幅の部分とバッファリングの部分というように2つのステージに分けて設計を行うことができるため、設計を容易化できる。即ち、演算増幅を行いながらバッファリングを行うという回路構成は、回路の安定化という観点からは設計が非常に難しくなる。演算増幅を行うと、帰還抵抗を介した負帰還が必要になるが、帰還抵抗や帰還容量に起因する位相遅れに対しての安定性確保と、電流供給能力の両立を考えながら設計を行うのは、困難を極めるからである。   According to this method, design can be performed in two stages such as an operational amplification part and a buffering part, so that the design can be facilitated. That is, the circuit configuration of performing buffering while performing operational amplification is very difficult to design from the viewpoint of circuit stabilization. When performing operational amplification, negative feedback via a feedback resistor is required, but the design should be made while ensuring both stability against phase lag caused by the feedback resistor and feedback capacitance and current supply capability. This is because it is extremely difficult.

この点、図1の本実施形態の構成は、演算増幅とバッファリングを1つの増幅回路で実現する構成になっている。即ち、演算増幅用の設計という視点は正帰還側に持ち込まれ、バッファリング用の設計という視点は負帰還側に持ち込まれており、この点において従来の一般的なレギュレーターの設計手法とは異なっている。   In this regard, the configuration of the present embodiment in FIG. 1 is configured to realize operational amplification and buffering with a single amplifier circuit. That is, the viewpoint of design for operational amplification is brought to the positive feedback side, and the viewpoint of design for buffering is brought to the negative feedback side, which is different from the conventional general regulator design method. Yes.

図2に本実施形態のレギュレーターの詳細な構成例を示す。図2に示すように増幅回路AMは、差動部DFと、差動部DFの出力ノードNB1に接続される出力部QBを含む。更に位相補償用のキャパシターCC及び抵抗RCを含むことができる。差動部DFは、第1、第2の差動トランジスターTB1、TB2と、トランジスターTB4及びTB5により構成されるカレントミラー回路を含む。   FIG. 2 shows a detailed configuration example of the regulator of this embodiment. As shown in FIG. 2, the amplifier circuit AM includes a differential unit DF and an output unit QB connected to the output node NB1 of the differential unit DF. Furthermore, a capacitor CC and a resistor RC for phase compensation can be included. The differential unit DF includes a current mirror circuit including first and second differential transistors TB1 and TB2 and transistors TB4 and TB5.

具体的には、差動部DFは、差動トランジスターTB1、TB2と、カレントミラー用のトランジスターTB4、TB5と、第1の電流源ISB1を含む。差動トランジスターTB1のゲート電極は、抵抗RB1とRB2の接続ノードNQ2に接続される。差動トランジスターTB2のゲート電極は、出力部QBの出力ノードNQ1に接続される。差動トランジスターTB1、TB2は、そのゲート電極の導電性が異なり、これらのTB1、TB2のしきい値電圧の差が仕事関数差電圧VWDになる。   Specifically, the differential section DF includes differential transistors TB1 and TB2, current mirror transistors TB4 and TB5, and a first current source ISB1. The gate electrode of the differential transistor TB1 is connected to a connection node NQ2 between the resistors RB1 and RB2. The gate electrode of the differential transistor TB2 is connected to the output node NQ1 of the output unit QB. The differential transistors TB1 and TB2 have different gate electrode conductivities, and the difference between the threshold voltages of these TB1 and TB2 becomes the work function difference voltage VWD.

P型のトランジスターTB4及びTB5は、N型の差動トランジスターTB1、TB2とVDDノード(広義には第2の電源ノード)との間に設けられる。トランジスターTB4とTB5は、そのゲート電極がノードNB2に接続されており、これによりカレントミラー回路が構成される。第1の電流源ISB1は、差動トランジスターTB1、TB2とVSSノード(広義には第1の電源ノード)との間に設けられる。   The P-type transistors TB4 and TB5 are provided between the N-type differential transistors TB1 and TB2 and the VDD node (second power supply node in a broad sense). Transistors TB4 and TB5 have their gate electrodes connected to node NB2, thereby forming a current mirror circuit. The first current source ISB1 is provided between the differential transistors TB1 and TB2 and the VSS node (first power supply node in a broad sense).

出力部QBは、直列に設けられる駆動トランジスターTDR及び第2の電流源ISB2を含む。そして駆動トランジスターTDRと第2の電流源ISB2の間の接続ノードNQ1の信号が、差動部DFのトランジスターTB2のゲート電極である反転入力端子(第2の差動入力端子)に入力されて帰還される。また抵抗RB1とRB2の接続ノードNQ2の信号が、差動部DFのトランジスターTB1のゲート電極である非反転入力端子(第1の差動入力端子)に入力されて帰還される。位相補償用のキャパシターCC及び抵抗RCは、差動部DFの出力ノードNB1と出力部QBの出力ノードNQ1の間に設けられる。   The output part QB includes a drive transistor TDR and a second current source ISB2 provided in series. Then, the signal of the connection node NQ1 between the driving transistor TDR and the second current source ISB2 is input to the inverting input terminal (second differential input terminal) which is the gate electrode of the transistor TB2 of the differential section DF and fed back. Is done. The signal at the connection node NQ2 between the resistors RB1 and RB2 is input to the non-inverting input terminal (first differential input terminal) that is the gate electrode of the transistor TB1 of the differential section DF and fed back. The phase compensation capacitor CC and resistor RC are provided between the output node NB1 of the differential section DF and the output node NQ1 of the output section QB.

抵抗RB1、RB2は、出力部QBの出力ノードNQ1とVSSノードの間に設けられる。位相補償用のキャパシターC0は、抵抗RB1とRB2の接続ノードNQ2とVSSノードの間に設けられる。   The resistors RB1 and RB2 are provided between the output node NQ1 and the VSS node of the output unit QB. The phase compensation capacitor C0 is provided between the connection node NQ2 of the resistors RB1 and RB2 and the VSS node.

図2では、差動トランジスターTB1のゲート電極の導電性と、差動トランジスターTB2のゲート電極の導電性を異ならせることで、オフセット電圧VOFFである仕事関数差電圧VWDが設定される。   In FIG. 2, the work function difference voltage VWD which is the offset voltage VOFF is set by making the conductivity of the gate electrode of the differential transistor TB1 different from the conductivity of the gate electrode of the differential transistor TB2.

例えば差動トランジスターTB1のゲート電極がN型である場合には、差動トランジスターTB2のゲート電極はP型になる。そしてTB1は例えばデプレッション型のN型トランジスター(NMOSトランジスター)になり、TB2は例えばエンハンスメント型のN型トランジスターになる。例えば差動トランジスターTB1、TB2は、基板の不純物濃度やチャネルの不純物濃度は同じであるが、ゲート電極の導電性が異なっており、ゲート電極の不純物濃度が異なっている。   For example, when the gate electrode of the differential transistor TB1 is N-type, the gate electrode of the differential transistor TB2 is P-type. TB1 is, for example, a depletion type N-type transistor (NMOS transistor), and TB2 is, for example, an enhancement type N-type transistor. For example, the differential transistors TB1 and TB2 have the same substrate impurity concentration and channel impurity concentration, but have different gate electrode conductivity and different gate electrode impurity concentrations.

具体的には、MOSトランジスターのしきい値電圧は、Vth=φMS−QSS/COX+2φ+Q/COXと表すことができる。ここでφMSは、ゲート電極と基板(Pウェル)の仕事関数差であり、QSSは酸化膜内の固定電荷であり、COXはゲート酸化膜の単位面積当たりの容量であり、φはフェルミ準位であり、Qは空乏層内の電荷である。差動トランジスターTB1のN型ゲート電極の不純物濃度や差動トランジスターTB2のP型ゲート電極の不純物濃度の設定により、差動トランジスターTB1のしきい値電圧は例えば−0.2V〜−0.5V程度に設定でき、差動トランジスターTB2のしきい値電圧は例えば0.5V〜0.8V程度に設定できる。 Specifically, the threshold voltage of the MOS transistor can be expressed as Vth = φ MS −Q SS / C OX + 2φ F + Q D / C OX . Here, φ MS is a work function difference between the gate electrode and the substrate (P well), Q SS is a fixed charge in the oxide film, C OX is a capacity per unit area of the gate oxide film, and φ F Is the Fermi level, and Q D is the charge in the depletion layer. Depending on the setting of the impurity concentration of the N-type gate electrode of the differential transistor TB1 and the impurity concentration of the P-type gate electrode of the differential transistor TB2, the threshold voltage of the differential transistor TB1 is about -0.2V to -0.5V, for example. The threshold voltage of the differential transistor TB2 can be set to about 0.5V to 0.8V, for example.

そしてノードNQ1とノードNQ2の電圧差は、増幅回路AMの仮想接地により差動トランジスターTB2とTB1のしきい値電圧差(仕事関数差電圧)に設定され、これにより定電圧が生成されて出力される。従って図2のレギュレーターによれば、基準電圧を生成する回路を別個に設ける必要がなく、その分だけ電流のパスの本数を減らすことができるため、低消費電力化を図れる。   The voltage difference between the node NQ1 and the node NQ2 is set to the threshold voltage difference (work function difference voltage) between the differential transistors TB2 and TB1 by the virtual ground of the amplifier circuit AM, thereby generating and outputting a constant voltage. The Therefore, according to the regulator of FIG. 2, it is not necessary to separately provide a circuit for generating a reference voltage, and the number of current paths can be reduced correspondingly, so that power consumption can be reduced.

図3は、図2の第1、第2の電流源ISB1、ISB2の具体的な構成例を示す図である。図3では、第1の電流源ISB1は、第1の電流源用抵抗RB3と第1の電流源用トランジスターTB3を含む。電流源用抵抗RB3は、その一端がVSSノード(第1の電源ノード)に接続される。電流源用トランジスターTB3は、そのソースに電流源用抵抗RB3の他端が接続され、そのゲートにVSSノードが接続されるデプレッション型のトランジスター(NMOSトランジスター)である。   FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration example of the first and second current sources ISB1 and ISB2 of FIG. In FIG. 3, the first current source ISB1 includes a first current source resistor RB3 and a first current source transistor TB3. One end of the current source resistor RB3 is connected to the VSS node (first power supply node). The current source transistor TB3 is a depletion type transistor (NMOS transistor) having a source connected to the other end of the current source resistor RB3 and a gate connected to the VSS node.

同様に、第2の電流源ISB2は、第2の電流源用抵抗RB4と第2の電流源用トランジスターTB6を含む。電流源用抵抗RB4は、その一端がVSSノード(第1の電源ノード)に接続される。電流源用トランジスターTB6は、そのソースに電流源用抵抗RB4の他端が接続され、そのゲートにVSSノードが接続されるデプレッション型のトランジスター(NMOSトランジスター)である。   Similarly, the second current source ISB2 includes a second current source resistor RB4 and a second current source transistor TB6. One end of the current source resistor RB4 is connected to the VSS node (first power supply node). The current source transistor TB6 is a depletion type transistor (NMOS transistor) having a source connected to the other end of the current source resistor RB4 and a gate connected to the VSS node.

例えばトランジスターTB3、TB6のしきい値電圧の上昇等によりTB3、TB6に流れるテール電流ITL1、ITL2が小さくなると、TB3、TB6のソースノードの電圧が低くなる。そしてTB3、TB6のソースノードの電圧が低くなると、TB3、TB6のゲート・ソース間電圧は大きくなるため、TB3、TB6に流れる電流を大きくする方向に働き、これによりTB3、TB6に流れるテール電流ITL1、ITL2が一定に保たれる。   For example, when the tail currents ITL1 and ITL2 flowing in TB3 and TB6 become small due to an increase in the threshold voltage of the transistors TB3 and TB6, the voltages of the source nodes of TB3 and TB6 become low. When the voltage at the source node of TB3 and TB6 decreases, the voltage between the gate and source of TB3 and TB6 increases, so that the current flowing through TB3 and TB6 increases, thereby causing the tail current ITL1 flowing through TB3 and TB6. , ITL2 is kept constant.

一方、トランジスターTB3、TB6のしきい値電圧の減少等によりTB3、TB6に流れるテール電流ITL1、ITL2が大きくなると、TB3、TB6のソースノードの電圧が高くなる。そしてTB3、TB6のソースノードの電圧が高くなると、TB3、TB6のゲート・ソース間電圧は小さくなるため、TB3、TB6に流れるテール電流ITL1、ITL2を小さくする方向に働き、これによりTB3、TB6に流れるテール電流ITL1、ITL2が一定に保たれる。このようにして、一定のテール電流ITL1、ITL2が流れる電流源ISB1、ISB2の実現が可能になる。   On the other hand, when tail currents ITL1 and ITL2 flowing through TB3 and TB6 increase due to a decrease in the threshold voltage of transistors TB3 and TB6, the voltage at the source node of TB3 and TB6 increases. When the source node voltage of TB3 and TB6 increases, the voltage between the gate and source of TB3 and TB6 decreases, so that the tail currents ITL1 and ITL2 flowing in TB3 and TB6 are reduced, thereby causing TB3 and TB6 to be reduced. The flowing tail currents ITL1 and ITL2 are kept constant. In this way, it is possible to realize the current sources ISB1 and ISB2 through which the constant tail currents ITL1 and ITL2 flow.

このように図3の構成の電流源ISB1、ISB2では、自己完結的に電流を生成し電圧を発生する構成になっており、ソースに設けられたソース抵抗RB3、RB4により負帰還がかかる構成になっている。従って、トランジスターTB3、TB6や抵抗RB3、RB4にバラツキが生じた場合にも、生成されるテール電流ITL1、ITL2のバラツキはTB3、TB6、RB3、RB4のバラツキよりも小さくなるため、安定したテール電流の生成が可能になる。   As described above, the current sources ISB1 and ISB2 having the configuration shown in FIG. 3 have a configuration in which current is generated in a self-contained manner and voltage is generated, and negative feedback is applied by the source resistors RB3 and RB4 provided at the sources. It has become. Therefore, even when the transistors TB3 and TB6 and the resistors RB3 and RB4 are varied, the generated tail currents ITL1 and ITL2 are smaller than the variations of TB3, TB6, RB3, and RB4. Can be generated.

また電流源用のトランジスターTB3、TB6は、デプレッション型のN型トランジスターとなっており、そのゲート電極にはVSSの電圧(第1の電源ノードの電圧。グラウンド電圧)が設定される。即ちトランジスターTB3、TB6はデプレッション型のN型トランジスターであるため、そのゲート電極にVSSが設定されても電流が流れる。従って、トランジスターTB3、TB6のゲート電極をVSSに設定すれば済み、このゲート電極に設定される基準電圧の生成回路を別に用意する必要がないため、電流パスの本数を減らすことができる。即ち基準電圧生成回路の電流パスの分だけ電流パスの本数を減らすことができるため、低消費電力化を図れる。   The current source transistors TB3 and TB6 are depletion type N-type transistors, and the voltage of VSS (the voltage of the first power supply node, the ground voltage) is set to the gate electrode. That is, since the transistors TB3 and TB6 are depletion type N-type transistors, a current flows even when VSS is set to the gate electrode. Therefore, it is only necessary to set the gate electrodes of the transistors TB3 and TB6 to VSS, and it is not necessary to separately prepare a reference voltage generation circuit set for the gate electrodes, so that the number of current paths can be reduced. That is, since the number of current paths can be reduced by the number of current paths of the reference voltage generation circuit, power consumption can be reduced.

そして、トランジスターTB3、TB6のしきい値電圧は負の温度特性を有し、抵抗RB3、RB4の抵抗値は正の温度特性を有する。例えば抵抗RB3、RB4はNウェルにより形成されるNウェル抵抗であり、このNウェル抵抗は正の温度特性を有する。従って、温度が上がると、トランジスターTB4、TB6のしきい値電圧が減少する一方で、抵抗RB3、RB4の抵抗値は増加するため、電流源ISB1、ISB2に流れるテール電流ITL1、ITL2はほぼ一定に保たれる。また温度が下がると、トランジスターTB3、TB6のしきい値電圧が増加する一方で、抵抗RB3、RB4の抵抗値は減少するため、電流源ISB1、ISB2に流れるテール電流ITL1、ITL2はほぼ一定に保たれる。従って、テール電流ITL1、ITL2の温度特性をフラットな特性に近づけることが可能になる。   The threshold voltages of the transistors TB3 and TB6 have negative temperature characteristics, and the resistance values of the resistors RB3 and RB4 have positive temperature characteristics. For example, the resistors RB3 and RB4 are N well resistors formed by N wells, and the N well resistors have positive temperature characteristics. Therefore, as the temperature rises, the threshold voltages of the transistors TB4 and TB6 decrease, while the resistance values of the resistors RB3 and RB4 increase. Therefore, the tail currents ITL1 and ITL2 flowing through the current sources ISB1 and ISB2 are almost constant. Kept. When the temperature decreases, the threshold voltages of the transistors TB3 and TB6 increase while the resistance values of the resistors RB3 and RB4 decrease. Therefore, the tail currents ITL1 and ITL2 flowing through the current sources ISB1 and ISB2 are kept almost constant. Be drunk. Therefore, the temperature characteristics of the tail currents ITL1 and ITL2 can be made closer to flat characteristics.

即ち、抵抗RB3、RB4により負帰還をかける構成だけでは、温度バラツキまでは低減できないが、トランジスターTB3、TB6に負の温度特性を持たせる一方で、抵抗RB3、RB4に正の温度特性を持たせることで、温度バラツキについても低減できるようになる。   That is, only the configuration in which negative feedback is applied by the resistors RB3 and RB4 cannot reduce the temperature variation, but the transistors TB3 and TB6 have negative temperature characteristics, while the resistors RB3 and RB4 have positive temperature characteristics. Thus, the temperature variation can be reduced.

図4は仕事関数差電圧を説明するためのバンド図である。図4に示すように、非反転入力端子側の差動トランジスターTB1のN型ゲート電極とPウェルとの仕事関数と、反転入力端子側の差動トランジスターTB2のP型ゲート電極とPウェルとの仕事関数の差が、仕事関数差電圧VWDになる。   FIG. 4 is a band diagram for explaining the work function difference voltage. As shown in FIG. 4, the work function of the N-type gate electrode and the P-well of the differential transistor TB1 on the non-inverting input terminal side and the P-type gate electrode and the P-well of the differential transistor TB2 on the inverting input terminal side The work function difference becomes the work function difference voltage VWD.

なお、差動部DFの非反転入力端子と反転入力端子の間のオフセット電圧(第1、第2の差動入力端子間のオフセット電圧)は、図4のような仕事関数差電圧以外により設定してもよい。例えば差動トランジスターTB1のW/L比(電流供給能力)と、差動トランジスターTB2のW/L比を異ならせてオフセット電圧を設定してもよい。或いは、カレントミラー回路を構成する第1のカレントミラー用トランジスターTB4のW/L比と、カレントミラー回路を構成する第2のカレントミラー用トランジスターTB5のW/L比を異ならせることで、オフセット電圧が設定してもよい。   Note that the offset voltage between the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the differential section DF (the offset voltage between the first and second differential input terminals) is set by other than the work function difference voltage as shown in FIG. May be. For example, the offset voltage may be set by changing the W / L ratio (current supply capability) of the differential transistor TB1 and the W / L ratio of the differential transistor TB2. Alternatively, by changing the W / L ratio of the first current mirror transistor TB4 constituting the current mirror circuit and the W / L ratio of the second current mirror transistor TB5 constituting the current mirror circuit, the offset voltage is changed. May be set.

このように仕事関数差電圧VWDの設定に加えて、差動トランジスターやカレントミラー用トランジスターのW/L比(電流供給能力)も設定すれば、レギュレーターにより生成される定電圧の微調整等が可能になる。例えば仕事関数差電圧VWDが0.9V程度である時に、抵抗RB1の両端に1Vの電圧を印加して定電圧を生成したい場合には、1.0Vと0.9Vの差分である0.1Vの電圧を、差動トランジスターやカレントミラー用トランジスターのW/L比を異ならせる調整により設定する。こうすることで抵抗RB1の両端に印加される電圧を調整して、生成される定電圧の調整を行うことが可能になる。   In addition to setting the work function difference voltage VWD in this way, the W / L ratio (current supply capability) of the differential transistor and current mirror transistor can also be set to enable fine adjustment of the constant voltage generated by the regulator. become. For example, when the work function difference voltage VWD is about 0.9V and a constant voltage is to be generated by applying a voltage of 1V across the resistor RB1, the difference between 1.0V and 0.9V is 0.1V. Is adjusted by adjusting the W / L ratio of the differential transistor and the current mirror transistor. In this way, it is possible to adjust the voltage applied to both ends of the resistor RB1 and adjust the generated constant voltage.

2.位相補償
次に本実施形態の位相補償手法について説明する。本実施形態では図1等に示すように、レギュレーターの出力Q1(ノードNQ1の信号)は、増幅回路AMの反転入力端子に帰還され、レギュレーターの出力Q2(ノードNQ2の信号)は、増幅回路AMの非反転入力端子に帰還される。
2. Phase Compensation Next, the phase compensation method of this embodiment will be described. In the present embodiment, as shown in FIG. 1 and the like, the regulator output Q1 (the signal at the node NQ1) is fed back to the inverting input terminal of the amplifier circuit AM, and the regulator output Q2 (the signal at the node NQ2) is fed back to the amplifier circuit AM. Is fed back to the non-inverting input terminal.

例えば反転入力端子への帰還である負帰還では、位相遅れが120度程度以下であれば、位相余裕が60度以上になるため、回路の安定動作を確保できる。従って、図1では、出力Q1については入力からの位相遅れが90度であれば、回路の発振動作が防止され、回路の安定動作を確保できる。また、正帰還側である出力Q2については入力からの位相遅れが180度であれば、回路の安定動作を確保できる。また、この時、抵抗RB1、RB2の抵抗値を十分に高くできれば、出力ノードNQ1からVSSに流れる電流を低減できるため、低消費電力化を実現できる。   For example, in negative feedback, which is feedback to the inverting input terminal, if the phase delay is about 120 degrees or less, the phase margin is 60 degrees or more, so that stable circuit operation can be ensured. Therefore, in FIG. 1, if the phase delay from the input is 90 degrees with respect to the output Q1, the oscillation operation of the circuit is prevented and the stable operation of the circuit can be ensured. Further, for the output Q2 on the positive feedback side, if the phase delay from the input is 180 degrees, stable operation of the circuit can be ensured. At this time, if the resistance values of the resistors RB1 and RB2 can be made sufficiently high, the current flowing from the output node NQ1 to VSS can be reduced, so that low power consumption can be realized.

そこで本実施形態では、ノードNQ2に位相補償用のキャパシターC0を設けると共に、抵抗RB1の抵抗値を高くすることで、回路の安定動作と低消費電力化を両立している。   Therefore, in the present embodiment, the phase compensation capacitor C0 is provided at the node NQ2, and the resistance value of the resistor RB1 is increased to achieve both stable operation of the circuit and low power consumption.

次に図5(A)、図5(B)の回路を用いて、本実施形態の位相補償手法を説明する。図5(A)の回路では、ノードNQ2に位相補償用キャパシターC0が設けられており、図5(B)の回路では、ノードNQ2に位相補償用キャパシターC0が設けられていない。   Next, the phase compensation method of this embodiment will be described with reference to the circuits of FIGS. 5 (A) and 5 (B). In the circuit of FIG. 5A, the phase compensation capacitor C0 is provided at the node NQ2, and in the circuit of FIG. 5B, the phase compensation capacitor C0 is not provided at the node NQ2.

ここでは、非反転入力端子INPと反転入力端子INNに対して、各々、差動信号AC1とAC2を入力する。そして、図5(A)の回路での入力からQ1への伝達関数H1(S)及び入力からQ2への伝達関数H2(S)と、図5(B)の回路での入力からQ1への伝達関数H1(S)NC及び入力からQ2への伝達関数H2(S)NCを解き、極と零点の違いに着目して、その周波数特性を考察する。 Here, differential signals AC1 and AC2 are input to the non-inverting input terminal INP and the inverting input terminal INN, respectively. Then, the transfer function H1 (S) from the input to the Q1 in the circuit of FIG. 5A and the transfer function H2 (S) from the input to the Q2, and from the input in the circuit of FIG. 5B to the Q1. The transfer function H1 (S) NC and the transfer function H2 (S) NC from the input to Q2 are solved, and the frequency characteristics are examined by paying attention to the difference between the pole and the zero point.

伝達関数を解く際に、各トランジスターは、小信号解析用にモデル化しており、基本的にはgm素子のモデルを使用する。但し図5(A)、図5(B)のトランジスターTB4、TB5については、gm素子に加えてrdsやゲート・ソース容量を有するモデルを使用する。また、極の解に関しては、数式をそのまま解くと複雑になりすぎるため、簡略化しても影響が少ない部分については簡略化する操作を行う。即ち、分子・分母から主要項を抜き出して記述し直す簡略化操作を行う。また図5(A)、図5(B)では、差動のトランジスターTB1、TB2は同一サイズであり、カレントミラー回路を構成するトランジスターTB4、TB5も同一サイズであると想定している。従って、以下に説明する数式では、適宜、これらの一方を他方で置き換える操作を行っている。例えばgmTB1をgmTB2に置き換える操作や、rdsTB5をrdsTB4に置き換える操作などを行っている。 When solving the transfer function, each transistor is modeled for small signal analysis, and basically a gm element model is used. However, for the transistors TB4 and TB5 in FIGS. 5A and 5B, a model having rds and gate / source capacitance in addition to the gm element is used. In addition, regarding the solution of the pole, if the mathematical expression is solved as it is, it becomes too complicated. That is, a simplified operation is performed by extracting the main term from the numerator / denominator and rewriting the description. 5A and 5B, it is assumed that the differential transistors TB1 and TB2 have the same size, and the transistors TB4 and TB5 constituting the current mirror circuit have the same size. Therefore, in the mathematical formulas described below, an operation of replacing one of these with the other is appropriately performed. For example, an operation of replacing gm TB1 with gm TB2 and an operation of replacing rds TB5 with rds TB4 are performed.

図5(A)のようにキャパシターC0を設けた場合において、入力から出力Q1への伝達関数H1(S)を解くと、DCゲインは下式(1)のように求まる。なおR1、R2は抵抗RB1、RB2の抵抗値である。   In the case where the capacitor C0 is provided as shown in FIG. 5A, when the transfer function H1 (S) from the input to the output Q1 is solved, the DC gain is obtained as in the following equation (1). R1 and R2 are resistance values of the resistors RB1 and RB2.

Figure 0005487880
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また極は下式(2)、(3)、(4)のように求まる。なお下式(2)、(3)では上述した簡略化操作を行っている。   Further, the pole is obtained as in the following formulas (2), (3), and (4). In the following formulas (2) and (3), the above-described simplification operation is performed.

Figure 0005487880
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また零点は下式(5)、(6)、(7)のように求まる。   Also, the zero point is obtained as in the following formulas (5), (6), and (7).

Figure 0005487880
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また図5(A)のようにキャパシターC0を設けた場合において、入力から出力Q2への伝達関数H2(S)を解くと、DCゲイン、極、零点は下式(8)〜(13)のように求まる。なお下式(9)、(10)では上述した簡略化操作を行っている。   Further, in the case where the capacitor C0 is provided as shown in FIG. 5A, when the transfer function H2 (S) from the input to the output Q2 is solved, the DC gain, the pole, and the zero point are expressed by the following equations (8) to (13). It is determined as follows. In the following formulas (9) and (10), the above-described simplification operation is performed.

Figure 0005487880
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また図5(B)のようにキャパシターC0を設けない場合において、入力から出力Q1への伝達関数H1(S)NCを解くと、DCゲイン、極、零点は下式(14)〜(18)のように求まる。 Further, when the capacitor C0 is not provided as shown in FIG. 5B, when the transfer function H1 (S) NC from the input to the output Q1 is solved, the DC gain, pole, and zero are expressed by the following equations (14) to (18). It is obtained like this.

Figure 0005487880
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また図5(B)のようにキャパシターC0を設けない場合において、入力から出力Q2への伝達関数H2(S)NCを解くと、DCゲイン、極、零点は下式(19)〜(23)のように求まる。 Further, when the capacitor C0 is not provided as shown in FIG. 5B, when the transfer function H2 (S) NC from the input to the output Q2 is solved, the DC gain, pole, and zero are expressed by the following equations (19) to (23). It is obtained like this.

Figure 0005487880
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上述の4つの伝達関数H1(S)、H2(S)、H1(S)NC、H2(S)NCを解くことで得られるDCゲイン、極、零点から理解されるように、4つの伝達関数の違いは、下式(24)、(25)に示す2つのDCゲインDC1、DC2と、下式(26)〜(31)に示す極P1、P2、P3及び零点Z1、Z2、Z3の有無により議論できる。 As can be understood from the DC gain, poles, and zeros obtained by solving the above four transfer functions H1 (S), H2 (S), H1 (S) NC , and H2 (S) NC , the four transfer functions The difference between the two DC gains DC1 and DC2 shown in the following expressions (24) and (25) and the presence or absence of the poles P1, P2, and P3 and the zeros Z1, Z2, and Z3 shown in the following expressions (26) to (31) Can be discussed.

Figure 0005487880
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例えば図6(A)に示すように、キャパシターC0が設けられている場合には、Q1の伝達関数では全ての極P1〜P3及び全ての零点Z1〜Z3が存在するが、Q2の伝達関数では零点Z2が存在しない。一方、キャパシターC0が設けられていない場合には、Q1、Q2の両方の伝達関数において、極P2及び零点Z2が存在しない。   For example, as shown in FIG. 6A, when the capacitor C0 is provided, all the poles P1 to P3 and all the zeros Z1 to Z3 exist in the transfer function of Q1, but in the transfer function of Q2, There is no zero point Z2. On the other hand, when the capacitor C0 is not provided, the pole P2 and the zero point Z2 do not exist in both the transfer functions of Q1 and Q2.

次に図6(B)を用いて極P1〜P3及び零点Z1〜Z3について説明する。図6(B)のA1に示すようにP1は、増幅回路の内部の位相補償(CC、RC)で決まる極である。A2に示すようにP2は、増幅回路の外部の容量C0で決まる極である。   Next, the poles P1 to P3 and the zeros Z1 to Z3 will be described with reference to FIG. As indicated by A1 in FIG. 6B, P1 is a pole determined by phase compensation (CC, RC) inside the amplifier circuit. As indicated by A2, P2 is a pole determined by the capacitance C0 outside the amplifier circuit.

A3に示すようにP3は、増幅回路の内部の寄生容量(cgs)で決まる極であり、A4に示すようにZ1は、増幅回路の内部の寄生容量(cgs)で決まる零点である。そしてP3とZ1は、上述の全ての伝達関数H1(S)、H2(S)、H1(S)NC、H2(S)NCに共通であり、周波数も近い。また負の極と負の零点は、ゲイン、位相の両周波数特性において互いに相殺する関係にあるため、これらの極P3及び零点Z1については無視することが可能になる。 As shown in A3, P3 is a pole determined by the parasitic capacitance (cgs) inside the amplifier circuit, and as shown by A4, Z1 is a zero point determined by the parasitic capacitance (cgs) inside the amplifier circuit. P3 and Z1 are common to all the transfer functions H1 (S), H2 (S), H1 (S) NC , and H2 (S) NC described above, and the frequencies are also close. Since the negative pole and the negative zero cancel each other in both the gain and phase frequency characteristics, the pole P3 and the zero Z1 can be ignored.

A5に示すようにZ2は、増幅回路の外部の容量C0で決まる零点である。またA6に示すようにZ3は、gmTDR・RC=1になるように抵抗RCの抵抗値を設定することで、高周波に飛ばすことができる。 As indicated by A5, Z2 is a zero point determined by a capacitor C0 outside the amplifier circuit. Further, as indicated by A6, Z3 can be skipped to a high frequency by setting the resistance value of the resistor RC so that gm TDR · RC = 1.

以上から、A3、A4、A6に示す極P3、零点Z1、Z3については解析対象から外すことができる。従って、図7(A)に示すように、極P1、P2及び零点Z2だけを解析すればよい。   From the above, the pole P3 and the zeros Z1 and Z3 shown in A3, A4, and A6 can be excluded from the analysis target. Therefore, as shown in FIG. 7A, only the poles P1, P2 and the zero point Z2 need to be analyzed.

そして図7(A)のB1に示すように、C0が設けられている場合のQ1への伝達関数では、極P1により位相が90度遅れる。また極P2によっても位相が90度遅れるが、これは零点Z2との相殺が、gmTDRの調整及びRB1の抵抗値の選択により調整可能である。具体的にはRB1の抵抗値R1を十分に大きくすると共に、gmTDRを大きくすること(電流を増やす、W/L比を大きくする)で調整できる。これにより位相は、結局、極P1による90度の遅れだけになる。 Then, as indicated by B1 in FIG. 7A, in the transfer function to Q1 when C0 is provided, the phase is delayed by 90 degrees due to the pole P1. The phase is also delayed by 90 degrees due to the pole P2, and this can be offset by the zero point Z2 by adjusting the gm TDR and selecting the resistance value of the RB1. Specifically, it can be adjusted by sufficiently increasing the resistance value R1 of RB1 and increasing gm TDR (increasing current, increasing W / L ratio). As a result, the phase is only 90 degrees delayed by the pole P1.

B2に示すように、C0が設けられている場合のQ2への伝達関数では、極P1により位相が90度遅れる。また極P2によっても位相が90度遅れるが、B1の場合とは異なり零点Z2が存在しないため、位相は180度の遅れになる。   As shown in B2, in the transfer function to Q2 when C0 is provided, the phase is delayed by 90 degrees due to the pole P1. The phase is also delayed by 90 degrees due to the pole P2, but unlike the case of B1, since the zero point Z2 does not exist, the phase is delayed by 180 degrees.

B3に示すように、C0が設けられていない場合のQ1への伝達関数では、極P1により位相が90度遅れる。また外部のキャパシターC0が存在しないため、極P2は存在せず、P2による位相遅れは生じない。結果的に位相は90度の遅れになる。   As shown in B3, in the transfer function to Q1 when C0 is not provided, the phase is delayed by 90 degrees due to the pole P1. Further, since the external capacitor C0 does not exist, the pole P2 does not exist, and the phase delay due to P2 does not occur. As a result, the phase is delayed by 90 degrees.

B4に示すように、C0が設けられていない場合のQ2への伝達関数では、極P1により位相が90度遅れる。また外部のキャパシターC0が存在しないため、極P2は存在せず、P2による位相遅れは生じない。結果的に位相は90度の遅れになり、B3に示すQ1への伝達関数との相違は、DCゲインだけになる。   As shown in B4, in the transfer function to Q2 when C0 is not provided, the phase is delayed by 90 degrees due to the pole P1. Further, since the external capacitor C0 does not exist, the pole P2 does not exist, and the phase delay due to P2 does not occur. As a result, the phase is delayed by 90 degrees, and the difference from the transfer function to Q1 shown in B3 is only the DC gain.

以上の解析をまとめると図7(B)に示すようになる。即ちキャパシターC0を設け、極P2による位相遅れを零点Z2で相殺することで、Q1への伝達関数では極P1による90度の位相遅れになる。従って、図1に示すようにQ1を反転入力端子に帰還することで、発振が防止されて、回路動作が安定となる。   The above analysis is summarized as shown in FIG. That is, by providing the capacitor C0 and canceling out the phase delay due to the pole P2 at the zero point Z2, the transfer function to Q1 has a phase delay of 90 degrees due to the pole P1. Therefore, by returning Q1 to the inverting input terminal as shown in FIG. 1, oscillation is prevented and the circuit operation becomes stable.

またキャパシターC0を設けることで、Q2への伝達関数は、極P1とP2による180度の位相遅れになる。従って、図1に示すようにQ2を非反転入力端子に帰還することで、発振が防止されて、回路動作が安定化する。   Also, by providing the capacitor C0, the transfer function to Q2 is 180 degrees behind the phase due to the poles P1 and P2. Therefore, by returning Q2 to the non-inverting input terminal as shown in FIG. 1, oscillation is prevented and the circuit operation is stabilized.

例えば図8に本実施形態の比較例の帰還手法を示す。図8では、増幅回路AMの非反転入力端子をVSSに設定し、抵抗RB1とRB2の接続ノードNQ2の信号を増幅回路AMの反転入力端子に負帰還している。この図8の構成でも、オフセット電圧VOFFをもとにした定電圧の生成が可能になる。しかしながら、図8の構成では、低消費電力化を図るために抵抗RB1、RB2の抵抗値を高くすると、回路の安定性が極端に落ちてしまうという問題がある。   For example, FIG. 8 shows a feedback method of a comparative example of this embodiment. In FIG. 8, the non-inverting input terminal of the amplifier circuit AM is set to VSS, and the signal at the connection node NQ2 of the resistors RB1 and RB2 is negatively fed back to the inverting input terminal of the amplifier circuit AM. Even in the configuration of FIG. 8, a constant voltage can be generated based on the offset voltage VOFF. However, in the configuration of FIG. 8, there is a problem that if the resistance values of the resistors RB1 and RB2 are increased in order to reduce power consumption, the stability of the circuit is extremely lowered.

即ち、抵抗RB1の抵抗値を高くするだけであれば、帰還量が単純に減るだけであるため、回路的には安定動作の方向になる。しかしながら、抵抗RB2の抵抗値を高くせず、抵抗RB1の抵抗値だけを高くすると、レギュレーターの出力電圧(VREG)が上昇する。そして電源電圧には限界があり、出力する所望の電圧レベルも、ある範囲内に限られるため、抵抗RB1の抵抗値を高くする場合には、抵抗RB2の抵抗値についても同様に高くする必要がある。すると、抵抗RB2や負帰還先のゲート容量等による位相遅れが生じ、これが増幅回路AMの内部の極に近接して行く事で、回路動作が不安定になる。例えば180度の位相遅れの出力Q2が、図8のように増幅回路AMの反転入力端子に負帰還されると、図7(B)のB5に示すように回路動作が不安定になってしまう。   That is, if only the resistance value of the resistor RB1 is increased, the feedback amount is simply reduced, and the circuit is in a stable operation direction. However, if the resistance value of the resistor RB2 is not increased but only the resistance value of the resistor RB1 is increased, the regulator output voltage (VREG) increases. Since the power supply voltage is limited and the desired voltage level to be output is limited within a certain range, when the resistance value of the resistor RB1 is increased, it is necessary to increase the resistance value of the resistor RB2 as well. is there. Then, a phase lag is caused by the resistor RB2 and the gate capacitance of the negative feedback destination, and this becomes close to the internal pole of the amplifier circuit AM, so that the circuit operation becomes unstable. For example, if the output Q2 having a phase delay of 180 degrees is negatively fed back to the inverting input terminal of the amplifier circuit AM as shown in FIG. 8, the circuit operation becomes unstable as indicated by B5 in FIG. .

これに対して本実施形態では、図7(B)のB6、B7に示すような帰還手法を採用しているため、回路の安定動作と低消費電力化を両立できる。
即ち、本実施形態では、RB1の抵抗値を高くし(必然的にRB2の抵抗値も高くし)、結果的にノードNQ1からVSSに流れる消費電流を削減し、gmTDRを大きくすることで、回路の安定動作を実現する。
On the other hand, in this embodiment, since the feedback method as shown in B6 and B7 in FIG. 7B is adopted, both stable operation of the circuit and low power consumption can be achieved.
That is, in this embodiment, by increasing the resistance value of RB1 (inevitably increasing the resistance value of RB2), as a result, the current consumption flowing from the node NQ1 to VSS is reduced, and the gm TDR is increased. Realizes stable operation of the circuit.

例えば図3のレギュレーターでの電流パスは、電流源ISB1のパス、電流源ISB2のパス、抵抗RB1及びRB2のパスである。このうち、抵抗RB1及びRB2のパスについては、RB1、RB2を例えば高抵抗のポリシリコン抵抗で形成し、その抵抗値を例えば50Mオーム以上にすることで、この電流パスで流れる電流を限りなく少なくできる。またRB1の抵抗値R1を大きくすることで、前述のように極P2による位相の遅れを、零点Z2で相殺して位相を戻すことが可能になり、回路動作も安定化できる。   For example, the current path in the regulator of FIG. 3 is the path of the current source ISB1, the path of the current source ISB2, and the paths of the resistors RB1 and RB2. Among these, for the paths of the resistors RB1 and RB2, by forming the RB1 and RB2 with, for example, a high-resistance polysilicon resistor and setting the resistance value to, for example, 50 M ohms or more, the current flowing through the current path is reduced as much as possible. it can. Further, by increasing the resistance value R1 of RB1, the phase delay due to the pole P2 can be canceled at the zero point Z2 as described above to return the phase, and the circuit operation can be stabilized.

また、極P2による位相の遅れを零点Z2で相殺するためには、駆動トランジスターTDRのgmTDRを大きくする必要があり、このため、図3のレギュレーターの消費電流は、電流源ISB2に流れるテール電流ITL2が支配的になる。即ち、テール電流ITL1とRB1及びRB2に流れる電流については十分に絞ることができるため、テール電流ITL2が全体の消費電流において支配的になる。 Further, in order to cancel the phase delay due to the pole P2 at the zero point Z2, it is necessary to increase the gm TDR of the driving transistor TDR. Therefore, the current consumption of the regulator in FIG. 3 is the tail current flowing in the current source ISB2. ITL2 becomes dominant. That is, since the tail current ITL1 and the current flowing through RB1 and RB2 can be sufficiently reduced, the tail current ITL2 becomes dominant in the overall consumption current.

一方、図3では、電流源ISB2を、負の温度特性を有するデプレッション型のトランジスターTB6及び正の温度特性を有するPウェルの抵抗RB4で構成している。これにより、後述する図10(A)〜図11(B)に示すように、温度変動や電源電圧変動やプロセス変動に起因するテール電流ITL2のバラツキを低減できる。従って、設計マージンをそれほど広くとる必要がなくなるため、全体の消費電流において支配的なテール電流ITL2の値を、低消費電流側に十分に近づけることが可能になる。これにより、レギュレーターの消費電流を更に削減することが可能になる。   On the other hand, in FIG. 3, the current source ISB2 includes a depletion type transistor TB6 having a negative temperature characteristic and a P-well resistor RB4 having a positive temperature characteristic. Thereby, as shown in FIGS. 10A to 11B, which will be described later, variations in the tail current ITL2 due to temperature fluctuations, power supply voltage fluctuations, and process fluctuations can be reduced. Therefore, it is not necessary to take a wide design margin, so that the value of the tail current ITL2 that is dominant in the entire current consumption can be made sufficiently close to the low current consumption side. As a result, the current consumption of the regulator can be further reduced.

3.電流源でのテール電流
図9に、図3のレギュレーターの比較例となるレギュレーターの構成例を示す。この比較例は、図3に比べて、電流源ISB1、ISB2の構成が異なる。なお、本発明のレギュレーターは図9に示すような構成であってもよい。
3. FIG. 9 shows a configuration example of a regulator that is a comparative example of the regulator of FIG. In this comparative example, the configurations of the current sources ISB1 and ISB2 are different from those in FIG. The regulator of the present invention may be configured as shown in FIG.

図9の比較例では、トランジスターTG1、TG2により構成される基準電圧生成回路REFGにより基準電圧VRが生成される。そしてこの基準電圧VRがトランジスターTG3、TG4のゲート電極に入力されることで、電流源ISB1、ISB2でのテール電流ITL1、ITL2が生成される。   In the comparative example of FIG. 9, the reference voltage VR is generated by the reference voltage generation circuit REFG configured by the transistors TG1 and TG2. The reference voltage VR is input to the gate electrodes of the transistors TG3 and TG4, thereby generating tail currents ITL1 and ITL2 in the current sources ISB1 and ISB2.

図9の比較例では、基準電圧生成回路REFGでの電流IRGの電流パスの分だけ、図3に比べて電流パスの本数が多くなる。従って、消費電流が大きくなってしまう。これに対して図3のレギュレーターでは、図9に比べて電流パスの本数を少なくできるため、低消費電力化を図れる。   In the comparative example of FIG. 9, the number of current paths is increased compared to FIG. 3 by the amount of the current path of the current IRG in the reference voltage generation circuit REFG. Therefore, current consumption increases. On the other hand, the regulator of FIG. 3 can reduce the number of current paths as compared with FIG.

図10(A)、図10(B)は、図3のレギュレーターで生成されるテール電流と図9の比較例で生成されるテール電流の温度依存性や電源電圧依存性を比較した図である。   10A and 10B are diagrams comparing the temperature dependence and power supply voltage dependence of the tail current generated by the regulator of FIG. 3 and the tail current generated by the comparative example of FIG. .

なお図10(A)、図10(B)では、図3の電流源ISB1、ISB2の抵抗RB3、RB4が、正の温度特性を有するNウェル抵抗である場合と、フラットな温度特性を有するポリ抵抗である場合を、比較して示している。   In FIGS. 10A and 10B, the resistances RB3 and RB4 of the current sources ISB1 and ISB2 in FIG. 3 are N-well resistors having positive temperature characteristics and those having flat temperature characteristics. The case of resistance is shown in comparison.

図10(A)に示すように、デプレッション型のトランジスターTB3、TB6、Nウェルの抵抗RB3、RB4で電流源ISB1、ISB2を構成した図3のレギュレーターでは、テール電流ITL(ITL1、ITL2)の温度特性をほぼフラットにすることができる。従って、温度変動によるテール電流ITLの変動を抑制できる。   As shown in FIG. 10A, in the regulator of FIG. 3 in which the current sources ISB1 and ISB2 are configured by the depletion type transistors TB3 and TB6 and the N-well resistors RB3 and RB4, the temperature of the tail current ITL (ITL1, ITL2) The characteristic can be made almost flat. Therefore, fluctuations in the tail current ITL due to temperature fluctuations can be suppressed.

これに対して、図9の比較例のように電流源を構成すると、テール電流ITL(ITL1、ITL2)の温度特性はフラットにならず、温度変動によってテール電流ITLも変動してしまう。抵抗RB3、RB4を、ポリ抵抗で構成した場合も同様である。   On the other hand, when a current source is configured as in the comparative example of FIG. 9, the temperature characteristics of the tail current ITL (ITL1, ITL2) are not flat, and the tail current ITL also varies due to temperature variation. The same applies when the resistors RB3 and RB4 are made of poly resistors.

また図10(B)に示すように、デプレッション型のトランジスターTB3、TB6、抵抗RB3、RB4で電流源ISB1、ISB2を構成した図3のレギュレーターでは、電源電圧が変化した場合にもテール電流ITLをほぼ一定に保てる。従って、電源電圧変動によるテール電流ITLの変動を抑制できる。これは抵抗RB3、RB4を、ポリ抵抗で構成した場合も同様である。   Further, as shown in FIG. 10B, the regulator of FIG. 3 in which the current sources ISB1 and ISB2 are configured by the depletion type transistors TB3 and TB6 and the resistors RB3 and RB4, the tail current ITL is changed even when the power supply voltage is changed. It can be kept almost constant. Therefore, the fluctuation of the tail current ITL due to the fluctuation of the power supply voltage can be suppressed. This is the same when the resistors RB3 and RB4 are made of poly resistors.

これに対して、図9の比較例のように電流源を構成すると、電源電圧が変化した場合に、テール電流ITLも変化してしまう。従って、電源電圧変動によるテール電流ITLの変動を抑制できず、この点において図3の構成の方が有利となる。   On the other hand, when the current source is configured as in the comparative example of FIG. 9, when the power supply voltage changes, the tail current ITL also changes. Therefore, fluctuations in the tail current ITL due to fluctuations in the power supply voltage cannot be suppressed, and the configuration in FIG. 3 is more advantageous in this respect.

図11(A)は、図3のレギュレーターで生成されるテール電流と図9の比較例で生成されるテール電流のバラツキを比較したヒストグラムである。図11(A)ではモンテカルロ法を用いてヒストグラムを作成している。また図11(B)にテール電流の平均値、最大値、最小値、分散を示す。   FIG. 11A is a histogram that compares the variation of the tail current generated by the regulator of FIG. 3 and the tail current generated by the comparative example of FIG. In FIG. 11A, a histogram is created using the Monte Carlo method. FIG. 11B shows the average value, maximum value, minimum value, and variance of the tail current.

図11(A)に示すように、図3のレギュレーターによれば、抵抗によるフィードバックのため、トランジスターのしきい値電圧のバラツキやゲート長寸法のバラツキなどの製造プロセス変動に起因するテール電流のバラツキを抑制できる。従って、精度の高いテール電流の生成が可能になる。   As shown in FIG. 11 (A), according to the regulator of FIG. 3, because of resistance feedback, the tail current varies due to variations in the manufacturing process, such as variations in the threshold voltage of the transistor and variations in the gate length. Can be suppressed. Therefore, it is possible to generate a tail current with high accuracy.

4.レイアウト配置
図12(A)、図12(B)に抵抗のレイアウト配置例を示す。図12(A)は平面図であり、図12(B)は断面図である。
4). Layout Arrangement FIGS. 12A and 12B show examples of resistor layout arrangement. 12A is a plan view and FIG. 12B is a cross-sectional view.

図3では、抵抗RB1、RB2については、ポリ抵抗で形成する一方で、差動部DFや出力部QBの電流源用の抵抗RB3、RB4については、正の温度特性を有するNウェル抵抗で形成する。RB3、RB4をNウェル抵抗で形成して正の温度特性を持たせることで、デプレッション型のトランジスターTB3、TB6のしきい値電圧の負の温度特性との間の相殺が可能になり、電流源ISB1、ISB2のテール電流ITL1、ITL2の温度特性をフラットにすることが可能になる。   In FIG. 3, the resistors RB1 and RB2 are formed by poly resistors, while the resistors RB3 and RB4 for the current source of the differential unit DF and the output unit QB are formed by N-well resistors having positive temperature characteristics. To do. By forming RB3 and RB4 with N-well resistors to have a positive temperature characteristic, it becomes possible to cancel out the negative temperature characteristic of the threshold voltage of the depletion type transistors TB3 and TB6, and the current source The temperature characteristics of the tail currents ITL1 and ITL2 of ISB1 and ISB2 can be made flat.

一方、レギュレーターの消費電力を低減するためには、RB1、RB2に流れる電流や、電流源ISB1、ISB2で流れるテール電流ITL1、ITL2の電流値を小さくする必要があり、これらの電流値を小さくするためには、抵抗RB1、RB2、RB3、RB4の抵抗値を大きくする必要がある。   On the other hand, in order to reduce the power consumption of the regulator, it is necessary to reduce the current values of the currents RB1 and RB2 and the tail currents ITL1 and ITL2 flowing in the current sources ISB1 and ISB2, and these current values are reduced. For this purpose, it is necessary to increase the resistance values of the resistors RB1, RB2, RB3, and RB4.

しかしながら、抵抗RB1〜RB4の抵抗値を大きくしようとすると、抵抗RB1〜RB4のレイアウト面積が大きくなってしまい、集積回路装置の大規模化を招く。   However, if the resistance values of the resistors RB1 to RB4 are to be increased, the layout area of the resistors RB1 to RB4 is increased, leading to an increase in the scale of the integrated circuit device.

そこで本実施形態では図12(A)、図12(B)に示すレイアウト手法を採用している。   Therefore, in this embodiment, the layout method shown in FIGS. 12A and 12B is adopted.

即ち図12(A)において、図3の抵抗RB1やRB2は、ポリシリコン層により形成されるポリ抵抗になっており、抵抗RB3やRB4は、Nウェルにより形成されるNウェル抵抗になっている。そして図12(A)に示すように、Nウェル抵抗である抵抗RB3やRB4の形成領域上に、ポリ抵抗である抵抗RB1やRB2をレイアウト配置する。即ち、Nウェル抵抗である抵抗RB3やRB4と、ポリ抵抗である抵抗RB1やRB2とが、平面視においてオーバーラップするようにレイアウト配置される。   That is, in FIG. 12A, the resistors RB1 and RB2 in FIG. 3 are poly resistors formed by a polysilicon layer, and the resistors RB3 and RB4 are N well resistors formed by an N well. . Then, as shown in FIG. 12A, the resistors RB1 and RB2 which are poly resistors are laid out on the formation region of the resistors RB3 and RB4 which are N well resistors. In other words, the resistors RB3 and RB4 that are N-well resistors and the resistors RB1 and RB2 that are poly resistors are laid out so as to overlap in plan view.

具体的には、図12(A)において抵抗RB1やRB2は複数のポリ抵抗ユニットにより構成される。即ち、複数のポリ抵抗ユニットが蛇状に配置され、隣り合うポリ抵抗ユニットは、メタル配線及びコンタクトを介して接続される。そして抵抗RB1やRB2の一端はタップTPP1になり、他端はタップTPP2になる。図3を例にとれば、抵抗RB1では、タップTPP1にはノードNQ1が接続され、タップTPP2にはノードNQ2が接続される。抵抗RB2では、タップTPP1にはノードNQ2が接続され、タップTPP2にはVSSが接続される。   Specifically, in FIG. 12A, the resistors RB1 and RB2 are formed of a plurality of poly resistor units. That is, a plurality of poly resistance units are arranged in a snake shape, and adjacent poly resistance units are connected via metal wiring and contacts. One end of the resistors RB1 and RB2 becomes the tap TPP1, and the other end becomes the tap TPP2. Taking FIG. 3 as an example, in the resistor RB1, the node NQ1 is connected to the tap TPP1, and the node NQ2 is connected to the tap TPP2. In the resistor RB2, the node NQ2 is connected to the tap TPP1, and VSS is connected to the tap TPP2.

また抵抗RB3やRB4は複数のNウェル抵抗ユニットにより構成される。即ち、複数のNウェル抵抗ユニットが蛇状に配置され、隣り合うNウェル抵抗ユニットは、メタル配線及びコンタクトを介して接続される。そして抵抗RB3やRB4の一端はタップTPN1になり、他端はタップTPN2なる。図3を例にとれば、抵抗RB3では、タップTPN1にはトランジスターTB3のソースが接続され、タップTPN2にはVSSが接続される。抵抗RB4では、タップTPN1にはトランジスターTB6のソースが接続され、タップTPN2にはVSSが接続される。なおポリ抵抗やNウェル抵抗のレイアウト配置は図12(A)に限定されず、種々の変形実施が可能である。   The resistors RB3 and RB4 are constituted by a plurality of N-well resistor units. That is, a plurality of N-well resistance units are arranged in a snake shape, and adjacent N-well resistance units are connected via metal wiring and contacts. One end of the resistors RB3 and RB4 is a tap TPN1, and the other end is a tap TPN2. Taking FIG. 3 as an example, in the resistor RB3, the source of the transistor TB3 is connected to the tap TPN1, and VSS is connected to the tap TPN2. In the resistor RB4, the source of the transistor TB6 is connected to the tap TPN1, and VSS is connected to the tap TPN2. The layout of the poly resistors and the N well resistors is not limited to that shown in FIG. 12A, and various modifications can be made.

また図12(A)では、各ポリ抵抗ユニットはその長手方向が紙面に対して横方向(第1の方向)になるように配置され、Nウェル抵抗ユニットはその長手方向が紙面に対して縦方向(第1の方向に直交する第2の方向)になるように配置されている。このようにすれば、タップTPP1及びTPP2の取り出し場所と、タップTPN1及びTPN2の取り出し場所を、別の場所にできるため、信号配線のレイアウトを簡素化・効率化できる。   In FIG. 12A, the poly resistance units are arranged so that the longitudinal direction thereof is in the lateral direction (first direction) with respect to the paper surface, and the N well resistance units are arranged with the longitudinal direction perpendicular to the paper surface. It arrange | positions so that it may become a direction (2nd direction orthogonal to a 1st direction). In this way, the tap TPP1 and TPP2 take-out location and the taps TPN1 and TPN2 take-out location can be made different, so that the signal wiring layout can be simplified and made more efficient.

図12(A)、図12(B)の手法によれば、集積回路装置の1つの領域を用いて、抵抗RB1とRB3やRB2とRB4をレイアウト配置できる。従って、レイアウト効率を向上でき、集積回路装置の小面積化を図れる。   12A and 12B, the resistors RB1 and RB3 and RB2 and RB4 can be laid out using one region of the integrated circuit device. Therefore, the layout efficiency can be improved and the area of the integrated circuit device can be reduced.

また図12(A)、図12(B)では、1つの領域に2つの抵抗(ポリ抵抗、Nウェル抵抗)を配置できるため、各抵抗の抵抗値を高くするために各抵抗のレイアウト面積が大きくなっても、全体のレイアウト面積の増加については最小限に抑えることができる。従って、各抵抗の抵抗値を大きくして回路の低消費電力化を図ることも容易になる。   12A and 12B, since two resistors (poly resistor and N well resistor) can be arranged in one region, the layout area of each resistor is increased in order to increase the resistance value of each resistor. Even if the size is increased, the increase in the overall layout area can be minimized. Therefore, it is easy to reduce the power consumption of the circuit by increasing the resistance value of each resistor.

特に本実施形態では、抵抗RB3、RB4をNウェル抵抗で形成すれば、その上に別の回路素子をレイアウト配置できる点に着目している。そこで、正の温度特性の抵抗RB3、RB4についてはNウェル抵抗で実現し、抵抗RB1、RB2についてはポリ抵抗で実現し、Nウェル抵抗の上にポリ抵抗を形成することで、レイアウト面積のコンパクト化を図る。   In particular, in the present embodiment, attention is paid to the fact that if the resistors RB3 and RB4 are formed of N-well resistors, another circuit element can be laid out thereon. Therefore, the resistors RB3 and RB4 having positive temperature characteristics are realized by N-well resistors, the resistors RB1 and RB2 are realized by poly resistors, and a poly resistor is formed on the N well resistors, thereby reducing the layout area. Plan

この場合に、Nウェル抵抗とポリ抵抗を同じ場所にレイアウト配置することで、一方の抵抗からの電圧により他方の抵抗の抵抗値が変動してしまうおそれもある。しかしながら、Nウェル抵抗については、その精度は重視されておらず、その抵抗値が高ければ十分であるため、ポリ抵抗からの電圧による抵抗値変動はそれほど問題にならない。一方、ポリ抵抗については、その抵抗値を高くして行くと、その上下の素子からの電圧による抵抗値の変動の影響を、より受けやすくなる。しかしながら、図3のNウェル抵抗RB3、RB4に印加される電圧は0Vに近いため、ポリ抵抗への悪影響はそれほど問題にならないという利点がある。   In this case, if the N-well resistor and the poly resistor are laid out in the same place, the resistance value of the other resistor may be changed by the voltage from one resistor. However, the accuracy of the N-well resistor is not emphasized, and it is sufficient that the resistance value is high. Therefore, the resistance value fluctuation due to the voltage from the poly resistor is not a problem. On the other hand, when the resistance value of the poly resistor is increased, the resistance of the resistance value due to the voltage from the upper and lower elements becomes more susceptible. However, since the voltages applied to the N-well resistors RB3 and RB4 in FIG. 3 are close to 0V, there is an advantage that the adverse effect on the poly-resistance is not so problematic.

5.定電圧の温度依存性
前述のように、図1に示す本実施形態のレギュレーターは、Q1=VREG=VOFF×{(R1+R2)/R1}=VOFF×{1+(R2/R1)}の定電圧を生成する。そして仕事関数差電圧により設定されるオフセット電圧VOFFは負の温度特性を有する。このため、抵抗RB1、RB2が同じ温度特性の抵抗素子で形成されると、抵抗比R2/R1の項は温度依存性を持たなくなるため、定電圧VREGは負の温度特性を有するようになる。即ち定電圧VREGは、高温では低くなり、低温では高くなり、温度依存性を有するようになってしまう。
5. As described above, the regulator of this embodiment shown in FIG. 1 has a constant voltage of Q1 = VREG = VOFF × {(R1 + R2) / R1} = VOFF × {1+ (R2 / R1)}. Generate. The offset voltage VOFF set by the work function difference voltage has a negative temperature characteristic. For this reason, if the resistors RB1 and RB2 are formed of resistance elements having the same temperature characteristics, the term of the resistance ratio R2 / R1 has no temperature dependence, and the constant voltage VREG has a negative temperature characteristic. That is, the constant voltage VREG becomes low at a high temperature and becomes high at a low temperature, and has temperature dependence.

そこで本実施形態では、オフセット電圧VOFFの温度依存性を抵抗比R2/R1で相殺する手法を採用することが望ましい。即ち抵抗RB1の抵抗値をR1とし、抵抗RB2の抵抗値をR2とした場合に、抵抗比R2/R1に、オフセット電圧VOFFの温度特性を相殺する温度特性を持たせる。例えばオフセット電圧VOFFが負の温度特性を有する場合には、抵抗比R2/R1に正の温度特性を持たせる。このようにすれば、オフセット電圧VOFFの温度特性と抵抗比R2/R2の温度特性の相殺により、定電圧VREGの温度依存性を低減でき、例えばフラットに近い温度特性の定電圧VREGを生成することが可能になる。   Therefore, in the present embodiment, it is desirable to employ a method of canceling the temperature dependence of the offset voltage VOFF with the resistance ratio R2 / R1. That is, when the resistance value of the resistor RB1 is R1, and the resistance value of the resistor RB2 is R2, the resistance ratio R2 / R1 has a temperature characteristic that cancels the temperature characteristic of the offset voltage VOFF. For example, when the offset voltage VOFF has a negative temperature characteristic, the resistance ratio R2 / R1 has a positive temperature characteristic. In this way, the temperature dependence of the constant voltage VREG can be reduced by offsetting the temperature characteristic of the offset voltage VOFF and the temperature characteristic of the resistance ratio R2 / R2, and for example, the constant voltage VREG having a temperature characteristic close to flat can be generated. Is possible.

図13に、このような温度補償手法を実現する構成の一例を示す。図13では、抵抗RB1は抵抗素子RE1により形成され、抵抗RB2は抵抗素子RE21及びRE22により形成される。そしてRE21はRE1と同じ種類の抵抗素子である。一方、RE22は、RE1やRE21とは異なる種類の抵抗素子であり、RE1やRE21よりも温度特性の係数がプラス(負の傾きが小さい)となっている。このように図13では、抵抗RB2は、温度特性が異なる複数の抵抗素子RE21、RE22を混ぜ合わせることで形成されている。こうすることで、抵抗RB1、RB2の抵抗比R2/R1に温度依存性を持たせることが可能になり、この抵抗比R2/R1の温度特性で、オフセット電圧VOFFの温度特性を相殺することが可能になる。   FIG. 13 shows an example of a configuration for realizing such a temperature compensation method. In FIG. 13, the resistor RB1 is formed by a resistor element RE1, and the resistor RB2 is formed by resistor elements RE21 and RE22. RE21 is the same type of resistance element as RE1. On the other hand, RE22 is a different type of resistance element from RE1 and RE21, and has a positive temperature characteristic coefficient (smaller negative slope) than RE1 and RE21. Thus, in FIG. 13, the resistor RB2 is formed by mixing a plurality of resistance elements RE21 and RE22 having different temperature characteristics. In this way, the resistance ratio R2 / R1 of the resistors RB1 and RB2 can be made temperature dependent, and the temperature characteristic of the offset voltage VOFF can be offset by the temperature characteristic of the resistance ratio R2 / R1. It becomes possible.

図14(A)に、図13の温度補償を行った場合と行わなかった場合の定電圧VREGの温度依存性を示す。図14(A)に示すように、図13の温度補償を行うことで、よりフラットな温度特性の定電圧VREGを得ることができる。   FIG. 14A shows the temperature dependence of the constant voltage VREG when the temperature compensation of FIG. 13 is performed and when it is not performed. As shown in FIG. 14A, by performing the temperature compensation of FIG. 13, a constant voltage VREG having a flatter temperature characteristic can be obtained.

また図14(B)に、抵抗素子RE21と抵抗素子RE22の抵抗値の温度変動率(温度依存性)を示す。このような抵抗素子RE21とRE22により抵抗RB2を形成すれば、抵抗比R2/R1に温度依存性を持たせることが可能になる。そして、オフセット電圧VOFFの温度特性と相殺することで、図14(A)に示すようなフラットな温度特性の定電圧VREGを生成できるようになる。   FIG. 14B shows the temperature variation rate (temperature dependence) of the resistance values of the resistance element RE21 and the resistance element RE22. If the resistor RB2 is formed by such resistor elements RE21 and RE22, the resistance ratio R2 / R1 can be made temperature dependent. Then, by canceling out the temperature characteristic of the offset voltage VOFF, a constant voltage VREG having a flat temperature characteristic as shown in FIG. 14A can be generated.

6.集積回路装置
図15に本実施形態のレギュレーターを含む集積回路装置の例を示す。図15の集積回路装置は、本実施形態のレギュレーター100とパワーオンリセット回路110とロジック回路120を含む。
6). Integrated Circuit Device FIG. 15 shows an example of an integrated circuit device including the regulator of this embodiment. The integrated circuit device of FIG. 15 includes a regulator 100, a power-on reset circuit 110, and a logic circuit 120 of this embodiment.

レギュレーター100は、図1〜図3等で説明した構成の回路であり、集積回路装置の外部から供給される外部電源電圧VDDE(例えば2.4V〜3.6V)の電圧調整を行って、電圧調整後の定電圧を電源電圧VDDA(例えば1.8V)として出力する。   The regulator 100 is a circuit having the configuration described with reference to FIGS. 1 to 3 and the like, and performs voltage adjustment of an external power supply voltage VDDE (for example, 2.4 V to 3.6 V) supplied from the outside of the integrated circuit device. The adjusted constant voltage is output as the power supply voltage VDDA (for example, 1.8 V).

ロジック回路(制御回路)120は、レギュレーター100により生成された定電圧が電源電圧VDDAとして供給されて動作し、各種の論理演算処理を行う。このロジック回路120は、NAND、NOR、インバーター等のロジック素子を含む。   The logic circuit (control circuit) 120 operates by being supplied with the constant voltage generated by the regulator 100 as the power supply voltage VDDA, and performs various logical operation processes. The logic circuit 120 includes logic elements such as NAND, NOR, and inverter.

パワーオンリセット回路110は、レギュレーター100により生成された定電圧が電源電圧VDDAとして供給されて動作し、ロジック回路120に対してリセット信号XRSTを出力する。例えば外部電源電圧VDDEが投入されて、電源電圧VDDAの電圧レベルが上昇すると、リセット信号XRSTがLレベル(アクティブレベル)からHレベル(非アクティブレベル)に変化する。従って、ロジック回路120は、リセット信号XRSTによりリセットされた後に、そのリセット状態が解除される。このリセット解除によりロジック回路120の回路動作が可能になる。なおレギュレーター100は、図示しない電圧生成回路(バンドギャップリファレンス回路)や定電流生成回路に対して電源電圧VDDAを供給してもよい。   The power-on reset circuit 110 operates by being supplied with the constant voltage generated by the regulator 100 as the power supply voltage VDDA, and outputs a reset signal XRST to the logic circuit 120. For example, when the external power supply voltage VDDE is applied and the voltage level of the power supply voltage VDDA increases, the reset signal XRST changes from the L level (active level) to the H level (inactive level). Therefore, after the logic circuit 120 is reset by the reset signal XRST, the reset state is released. This reset release enables the circuit operation of the logic circuit 120. The regulator 100 may supply the power supply voltage VDDA to a voltage generation circuit (band gap reference circuit) or a constant current generation circuit (not shown).

図15では、ロジック回路120は、クロックの供給等が停止されることで待機モード(スリープモード)に移行する。これによりロジック回路120での電力消費はリーク電流だけになる。また、この待機モード時にはレギュレーター100やパワーオンリセット回路110においてだけ電流が流れるようになるため、集積回路装置の消費電力を最小限に抑えることが可能になる。   In FIG. 15, the logic circuit 120 shifts to a standby mode (sleep mode) when the supply of a clock or the like is stopped. As a result, power consumption in the logic circuit 120 is only leakage current. In addition, since the current flows only in the regulator 100 and the power-on reset circuit 110 in the standby mode, the power consumption of the integrated circuit device can be minimized.

具体的には図3のレギュレーター100での消費電流は、テール電流ITL1、ITL2と、抵抗RB1、RB2に流れる電流だけである。即ち図9の比較例では基準電圧生成回路REFGでの電流パスが存在するが、図3では基準電圧生成回路REFGが不要であるため、その分だけ電流パスの本数を減らすことができ、低消費電力化を図れる。   Specifically, the current consumption in the regulator 100 of FIG. 3 is only the current flowing through the tail currents ITL1 and ITL2 and the resistors RB1 and RB2. That is, in the comparative example of FIG. 9, there is a current path in the reference voltage generation circuit REFG, but in FIG. 3, since the reference voltage generation circuit REFG is not necessary, the number of current paths can be reduced by that amount, and low power consumption is achieved. Electricity can be achieved.

またRB1、RB2の抵抗値を十分に高くすることで、前述のように回路動作の安定化を図れると共に低消費電力化も図れる。また電流源でのテール電流についても、抵抗値を十分に高くすることで、低消費電力化を図れる。従って、待機時(スリープ時)における集積回路装置の消費電力を大幅に削減することが可能になり、待機時に電力が無駄に消費されてしまう事態を防止できる。特に集積回路装置が後述するような無線通信用ICである場合には、無線の送信や受信を行っていない待機モード(スリープモード)において、電力消費を節約できるという利点がある。   Further, by sufficiently increasing the resistance values of RB1 and RB2, the circuit operation can be stabilized and the power consumption can be reduced as described above. Also, the tail current at the current source can be reduced in power consumption by sufficiently increasing the resistance value. Therefore, it is possible to significantly reduce the power consumption of the integrated circuit device during standby (sleep), and it is possible to prevent a situation where power is wasted during standby. In particular, when the integrated circuit device is a wireless communication IC as described later, there is an advantage that power consumption can be saved in a standby mode (sleep mode) in which wireless transmission and reception are not performed.

更に図15の構成によれば、電源電圧VDDAが外部電源電圧VDDEよりも小さくなるようにレギュレーター100が電圧調整を行うため、ロジック回路120の動作電源電圧を低くできる。従って、通常動作時での集積回路装置の電力消費も節約できる。   Further, according to the configuration of FIG. 15, the regulator 100 performs voltage adjustment so that the power supply voltage VDDA becomes smaller than the external power supply voltage VDDE, so that the operation power supply voltage of the logic circuit 120 can be lowered. Therefore, the power consumption of the integrated circuit device during normal operation can be saved.

図16にレギュレーター100及びパワーオンリセット回路110の構成例を示す。図16に示すようにパワーオンリセット回路110は、コンパレーターCPを含む。またコンパレーターCPの出力信号CPQをバッファリングするインバーターIV1を含むことができる。   FIG. 16 shows a configuration example of the regulator 100 and the power-on reset circuit 110. As shown in FIG. 16, the power-on reset circuit 110 includes a comparator CP. An inverter IV1 that buffers the output signal CPQ of the comparator CP may be included.

コンパレーターCPは、その非反転入力端子と反転入力端子の間にオフセット電圧VOFFを有する。具体的には例えば図4で説明した仕事関数差電圧VDWによるオフセット電圧VOFFが設定される。或いは、前述のように差動トランジスターやカレントミラー用トランジスターのW/L比を異ならせることでオフセット電圧VOFFを設定してもよい。   The comparator CP has an offset voltage VOFF between its non-inverting input terminal and the inverting input terminal. Specifically, for example, the offset voltage VOFF by the work function difference voltage VDW described in FIG. 4 is set. Alternatively, as described above, the offset voltage VOFF may be set by changing the W / L ratio of the differential transistor or the current mirror transistor.

コンパレーターCPの反転入力端子には、レギュレーター100の抵抗RB2(或いは抵抗RB1)に設定された電圧分割タップTPVからの電圧VDが入力される。コンパレーターCPの非反転入力端子には、VSSノード(第1の電源ノード)が接続される。従って、外部電源VDDEが投入され、電源電圧VDDAが上昇し、コンパレーターCPの反転入力端子に入力される電圧VDが、オフセット電圧VOFFよりも大きくなると、コンパレーターCPQの出力信号CPQがLレベルになる。これによりリセット信号XRSTがLレベルからHレベルに変化して、ロジック回路120がリセット後にそのリセット状態が解除されるようになる。   The voltage VD from the voltage dividing tap TPV set in the resistor RB2 (or resistor RB1) of the regulator 100 is input to the inverting input terminal of the comparator CP. A VSS node (first power supply node) is connected to the non-inverting input terminal of the comparator CP. Therefore, when the external power supply VDDE is turned on, the power supply voltage VDDA rises, and the voltage VD input to the inverting input terminal of the comparator CP becomes larger than the offset voltage VOFF, the output signal CPQ of the comparator CPQ becomes L level. Become. As a result, the reset signal XRST changes from the L level to the H level, and the reset state is released after the logic circuit 120 is reset.

このように図16では、レギュレーター100が有する抵抗RB1、RB2の電圧分割タップTPVを有効活用して、パワーオンリセット回路110の判定電圧レベルを設定し、パワーオンリセット信号XRSTの生成を実現している。   As described above, in FIG. 16, the voltage dividing tap TPV of the resistors RB1 and RB2 included in the regulator 100 is effectively used to set the determination voltage level of the power-on reset circuit 110 and realize the generation of the power-on reset signal XRST. Yes.

図17にコンパレーターCPの具体的な構成例を示す。このコンパレーターCPは差動部DFCと、差動部DFCの出力ノードNC1に接続される出力部QBCを含む。   FIG. 17 shows a specific configuration example of the comparator CP. The comparator CP includes a differential unit DFC and an output unit QBC connected to the output node NC1 of the differential unit DFC.

差動部DFCは、第1、第2の差動トランジスターTC1、TC2と、トランジスターTC4及びTC5により構成されるカレントミラー回路と、第3の電流源ISC3を含む。出力部QBCは、直列に設けられる駆動トランジスターTDRC及び第4の電流源ISC4を含む。   The differential unit DFC includes first and second differential transistors TC1 and TC2, a current mirror circuit including transistors TC4 and TC5, and a third current source ISC3. The output unit QBC includes a drive transistor TDRC and a fourth current source ISC4 provided in series.

図17では、差動トランジスターTC1のゲート電極の導電性と、差動トランジスターTC2のゲート電極の導電性を異ならせることで、オフセット電圧VOFFである仕事関数差電圧VWDが設定される。具体的には、差動トランジスターTC1は、ゲート電極がN型であるデプレッション型のトランジスターとなり、差動トランジスターTC2は、ゲート電極がP型であるエンハンスメント型のトランジスターになる。   In FIG. 17, the work function difference voltage VWD that is the offset voltage VOFF is set by making the conductivity of the gate electrode of the differential transistor TC1 different from the conductivity of the gate electrode of the differential transistor TC2. Specifically, the differential transistor TC1 is a depletion type transistor with an N-type gate electrode, and the differential transistor TC2 is an enhancement type transistor with a P-type gate electrode.

第3の電流源ISC3は、一端がVSSノード(第1の電源ノード)に接続される第3の電流源用抵抗RC3と、第3の電流源用トランジスターTC3を含む。トランジスターTC3は、そのソースに抵抗RC3の他端が接続され、そのゲートにVSSノードが接続されるデプレッション型のトランジスター(NMOSトランジスター)である。   The third current source ISC3 includes a third current source resistor RC3 having one end connected to the VSS node (first power supply node) and a third current source transistor TC3. The transistor TC3 is a depletion type transistor (NMOS transistor) in which the other end of the resistor RC3 is connected to the source and the VSS node is connected to the gate.

第4の電流源ISC4は、一端がVSSノードに接続される第4の電流源用抵抗RC4と、第4の電流源用トランジスターTC6を含む。トランジスターTC6は、そのソースに抵抗RC4の他端が接続され、そのゲートにVSSノードが接続されるデプレッション型のトランジスター(NMOSトランジスター)である。   The fourth current source ISC4 includes a fourth current source resistor RC4 having one end connected to the VSS node, and a fourth current source transistor TC6. The transistor TC6 is a depletion type transistor (NMOS transistor) in which the other end of the resistor RC4 is connected to the source and the VSS node is connected to the gate.

そしてトランジスターTC3、TC6のしきい値電圧は負の温度特性を有し、抵抗RC3、RC4の抵抗値は正の温度特性を有する。これらの抵抗RC3、RC4はNウェル抵抗により形成される。これにより電流源ISC3、ISC4のテール電流ITL3、ITL4の温度特性をフラットな特性に近づけることが可能になる。   The threshold voltages of the transistors TC3 and TC6 have negative temperature characteristics, and the resistance values of the resistors RC3 and RC4 have positive temperature characteristics. These resistors RC3 and RC4 are formed by N-well resistors. This makes it possible to bring the temperature characteristics of the tail currents ITL3 and ITL4 of the current sources ISC3 and ISC4 closer to flat characteristics.

図17の構成のコンパレーターCPによれば、電流源ISC3、ISC4のテール電流ITL3、ITL4を生成するための基準電圧を発生する回路が不要になり、その分だけ電流パスの本数を削減できる。例えばリセット状態以外の状態(CPQがLレベルであり、XRSTがHレベルである状態)では、テール電流ITL4は流れないため、コンパレーターCPにおいては、テール電流ITL3の電流パスだけが存在する。   According to the comparator CP having the configuration shown in FIG. 17, a circuit for generating a reference voltage for generating the tail currents ITL3 and ITL4 of the current sources ISC3 and ISC4 becomes unnecessary, and the number of current paths can be reduced correspondingly. For example, in a state other than the reset state (a state where CPQ is at L level and XRST is at H level), the tail current ITL4 does not flow, so that only a current path of the tail current ITL3 exists in the comparator CP.

従って、待機モード時に図15の集積回路装置で電流が流れるパスは、レギュレーター100での3本の電流パス(ISB1のパス、ISB2のパス、RB1及びRB2のパス)と、パワーオンリセット回路110のコンパレーターCPでの1本の電流パス(ISC3のパス)で、合計で4本の電流パスだけになる。従って、待機モード時における集積回路装置の消費電流を最小限に抑えることが可能になる。   Accordingly, the paths through which current flows in the integrated circuit device of FIG. 15 in the standby mode are three current paths (ISB1 path, ISB2 path, RB1 and RB2 paths) in the regulator 100, and the power-on reset circuit 110. One current path (ISC3 path) in the comparator CP is a total of only four current paths. Therefore, the current consumption of the integrated circuit device in the standby mode can be minimized.

図18に、本実施形態のレギュレーターを含む集積回路装置がRFの無線通信用ICである場合の構成例を示す。この集積回路装置は、受信回路30、復調回路36、送信回路40、変調回路46、クロック生成回路48、制御回路50、レギュレーター100、パワーオンリセット回路110を含む。   FIG. 18 shows a configuration example in the case where the integrated circuit device including the regulator of this embodiment is an RF wireless communication IC. The integrated circuit device includes a reception circuit 30, a demodulation circuit 36, a transmission circuit 40, a modulation circuit 46, a clock generation circuit 48, a control circuit 50, a regulator 100, and a power-on reset circuit 110.

受信回路30は、低ノイズアンプLNA、ミキサー32、フィルター部34を含む。低ノイズアンプLNAは、アンテナANTから入力されるRFの受信信号を低ノイズで増幅する処理を行う。ミキサー32は、増幅後の受信信号と、クロック生成回路48からのローカル信号(局所周波数信号)のミキシング(混合)処理を行って、ダウンコンバージョンを実行する。フィルター部34は、ダウンコンバージョン後の受信信号のフィルター処理を行う。具体的には、フィルター部34は、複素フィルターなどで実現されるバンドパスのフィルター処理を行い、イメージ除去を行いながらベースバンド信号を抽出する。   The receiving circuit 30 includes a low noise amplifier LNA, a mixer 32, and a filter unit 34. The low noise amplifier LNA performs processing for amplifying an RF reception signal input from the antenna ANT with low noise. The mixer 32 performs a down conversion by performing a mixing process of the amplified received signal and the local signal (local frequency signal) from the clock generation circuit 48. The filter unit 34 performs a filtering process on the received signal after the down conversion. Specifically, the filter unit 34 performs bandpass filter processing realized by a complex filter or the like, and extracts a baseband signal while performing image removal.

復調回路36は、受信回路30からの信号に基づいて復調処理を行う。例えば送信側においてFSK(周波数シフトキーイング)で変調された信号の復調処理を行い、復調後の受信信号を制御回路50に出力する。   The demodulation circuit 36 performs demodulation processing based on the signal from the reception circuit 30. For example, demodulation processing of a signal modulated by FSK (frequency shift keying) is performed on the transmission side, and the demodulated reception signal is output to the control circuit 50.

変調回路46は、制御回路50からの送信信号の変調処理を行う。例えば送信信号をFSKで変調し、変調後の送信信号を送信回路40に出力する。そして送信回路40は、パワーアンプPAにより増幅した送信信号をアンテナANTに対して出力する。   The modulation circuit 46 performs modulation processing on the transmission signal from the control circuit 50. For example, the transmission signal is modulated by FSK, and the modulated transmission signal is output to the transmission circuit 40. Then, the transmission circuit 40 outputs the transmission signal amplified by the power amplifier PA to the antenna ANT.

クロック生成回路48は、VCO(電圧制御発振器)などにより構成されるPLL回路を有し、各種のクロック信号やミキサー32へのローカル信号等を生成する。   The clock generation circuit 48 includes a PLL circuit configured by a VCO (voltage controlled oscillator) or the like, and generates various clock signals, local signals to the mixer 32, and the like.

制御回路50(ロジック回路)は、集積回路装置の全体の制御や、ベースバンドでのデジタル処理などを実行する。また制御回路50は、例えばリンク層回路52やホストI/F(インターフェース)54を有し、リンク層のプロトコル処理や、外部のホストとのインターフェース処理などを実行する。   The control circuit 50 (logic circuit) performs overall control of the integrated circuit device, digital processing in the baseband, and the like. The control circuit 50 includes, for example, a link layer circuit 52 and a host I / F (interface) 54, and executes link layer protocol processing, interface processing with an external host, and the like.

レギュレーター100は、図1〜図3等で説明した本実施形態のレギュレーターであり、外部電源電圧VDDEを受けて、電圧調整後の電源電圧VDDAを、パワーオンリセット回路110、制御回路50に供給する。パワーオンリセット回路110は、外部電源電圧VDDEの投入時等に、パワーオンリセット信号XRSTを制御回路50に出力する。   The regulator 100 is the regulator of the present embodiment described with reference to FIGS. 1 to 3, etc., and receives the external power supply voltage VDDE and supplies the power supply voltage VDDA after voltage adjustment to the power-on reset circuit 110 and the control circuit 50. . The power-on reset circuit 110 outputs a power-on reset signal XRST to the control circuit 50 when the external power supply voltage VDDE is turned on.

本実施形態によれば、制御回路50等へのクロック供給を停止すると共に、受信回路30や送信回路40等の動作をディスイネーブル状態に設定することで、待機モード(スリープモード)が実現される。そして、この待機モードにおいては、レギュレーター100やパワーオンリセット回路110での消費電力が、集積回路装置の消費電力において支配的になる。   According to the present embodiment, the standby mode (sleep mode) is realized by stopping the clock supply to the control circuit 50 and the like and setting the operations of the reception circuit 30 and the transmission circuit 40 to the disabled state. . In this standby mode, power consumption in the regulator 100 and the power-on reset circuit 110 is dominant in power consumption of the integrated circuit device.

この点、本実施形態によれば、レギュレーター100やパワーオンリセット回路110での電流パスの本数を最小限に抑えることができる。従って、レギュレーター100やパワーオンリセット回路110での電力消費を最小限に抑えることができ、集積回路装置の待機モードでの消費電力を削減できる。   In this regard, according to the present embodiment, the number of current paths in the regulator 100 and the power-on reset circuit 110 can be minimized. Therefore, power consumption in the regulator 100 and the power-on reset circuit 110 can be minimized, and power consumption in the standby mode of the integrated circuit device can be reduced.

なお本実施形態のレギュレーターが適用される集積回路装置は、図18のような無線通信用ICには限定されず、様々なタイプの集積回路装置に適用できる。例えばセンサーからのセンサー信号から所望信号を検出する検出装置にも適用できる。このような検出装置としては、振動子を用いて角速度情報や加速度情報などの物理量を検出する装置などがある。   The integrated circuit device to which the regulator of this embodiment is applied is not limited to the wireless communication IC as shown in FIG. 18, and can be applied to various types of integrated circuit devices. For example, the present invention can be applied to a detection device that detects a desired signal from a sensor signal from a sensor. Examples of such a detection device include a device that detects a physical quantity such as angular velocity information and acceleration information using a vibrator.

7.電子機器
図19に本実施形態の集積回路装置310を含む電子機器の構成例を示す。この電子機器は、アンテナANT、集積回路装置310、ホスト320、検出装置330、センサー340、電源部350を含む。なお本実施形態の電子機器は図19の構成に限定されず、その構成要素の一部(例えば検出装置、センサー、電源部等)を省略したり、他の構成要素(例えば操作部、出力部)を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
7). Electronic Device FIG. 19 shows a configuration example of an electronic device including the integrated circuit device 310 of this embodiment. The electronic device includes an antenna ANT, an integrated circuit device 310, a host 320, a detection device 330, a sensor 340, and a power supply unit 350. Note that the electronic apparatus according to the present embodiment is not limited to the configuration shown in FIG. Various modifications such as addition of) are possible.

集積回路装置310は、図18のような回路構成で実現される無線回路装置であり、アンテナANTからの信号の受信処理や、アンテナANTへの信号の送信処理を行う。ホスト320は、電子機器の全体の制御を行ったり、集積回路装置310や検出装置330の制御を行う。検出装置330は、センサー340(物理量トランスデューサ)からのセンサー信号に基づいて種々の検出処理(物理量の検出処理)を行う。例えばセンサー信号から所望信号を検出する処理を行って、A/D変換後のデジタルデータをホスト320に出力する。センサー340は、例えば煙センサー、光センサー、人感センサー、圧力センサー、生体センサー、ジャイロセンサーなどである。電源部350は、集積回路装置310、ホスト320、検出装置330等に電源を供給するものであり、例えば乾電池(丸形乾電池等)やバッテリーなどにより電源を供給する。   The integrated circuit device 310 is a wireless circuit device realized with a circuit configuration as shown in FIG. 18, and performs a signal reception process from the antenna ANT and a signal transmission process to the antenna ANT. The host 320 controls the entire electronic device, and controls the integrated circuit device 310 and the detection device 330. The detection device 330 performs various detection processes (physical quantity detection processes) based on sensor signals from the sensor 340 (physical quantity transducer). For example, processing for detecting a desired signal from the sensor signal is performed, and the digital data after A / D conversion is output to the host 320. The sensor 340 is, for example, a smoke sensor, an optical sensor, a human sensor, a pressure sensor, a biological sensor, a gyro sensor, or the like. The power supply unit 350 supplies power to the integrated circuit device 310, the host 320, the detection device 330, and the like.

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語(第1の差動入力端子、第2の差動入力端子、第1の電源ノード、第2の電源ノード等)と共に記載された用語(非反転入力端子、反転入力端子、VSSノード、VDDノード等)は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。またレギュレーター、集積回路装置、電子機器の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定に限定されず、種々の変形実施が可能である。   Although the present embodiment has been described in detail as described above, it will be easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention. For example, in the specification or the drawings, it is described at least once together with different terms having a broader meaning or the same meaning (first differential input terminal, second differential input terminal, first power supply node, second power supply node, etc.). The terminology used (non-inverting input terminal, inverting input terminal, VSS node, VDD node, etc.) can be replaced with the different terminology anywhere in the specification or the drawings. Further, the configurations and operations of the regulator, the integrated circuit device, and the electronic device are not limited to those described in this embodiment, and various modifications can be made.

AM 増幅回路、RB1、RB2 第1、第2の抵抗、C0 位相補償用キャパシター、
DF 差動部、QB 出力部、TB1、TB2 第1、第2の差動トランジスター、
TDR 駆動トランジスター、ISB1、ISB2 電流源、
CC 位相補償用キャパシター、RC 位相補償用抵抗、
30 受信回路、32 ミキサー、34 フィルター部、
36 復調回路、40 送信回路、46 変調回路、48 クロック生成回路、
50 制御回路、52 リンク層回路、54 ホストI/F、
100 レギュレーター、110 パワーオンリセット回路、120 ロジック回路、
310 集積回路装置、320 ホスト、330 検出装置、
340 センサー、350 電源部
AM amplifier circuit, RB1, RB2 first and second resistors, C0 phase compensation capacitor,
DF differential section, QB output section, TB1, TB2 first and second differential transistors,
TDR drive transistor, ISB1, ISB2 current source,
CC phase compensation capacitor, RC phase compensation resistor,
30 receiving circuit, 32 mixer, 34 filter section,
36 demodulation circuit, 40 transmission circuit, 46 modulation circuit, 48 clock generation circuit,
50 control circuit, 52 link layer circuit, 54 host I / F,
100 regulator, 110 power-on reset circuit, 120 logic circuit,
310 integrated circuit device, 320 host, 330 detection device,
340 sensor, 350 power supply

Claims (18)

非反転入力端子と反転入力端子の間にオフセット電圧を有する差動型の増幅回路と、
前記増幅回路の出力ノードと第1の電源ノードとの間に直列に設けられる第1の抵抗及び第2の抵抗と、
前記第1の抵抗と前記第2の抵抗の接続ノードに一端が接続される位相補償用キャパシターとを含み、
前記増幅回路は、
第1の差動トランジスターと、第2の差動トランジスターと、カレントミラー回路と、第1の電流源とを有する差動部と、
前記差動部の出力ノードに接続される出力部と、
を含み、
前記出力部は、
前記差動部の出力ノードにより制御される駆動トランジスターと、
前記駆動トランジスターに直列に設けられると共に前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗に並列に設けられる第2の電流源と、
を含み、
前記第1の抵抗と前記第2の抵抗の前記接続ノードの信号が、前記増幅回路の前記非反転入力端子に帰還され、
前記増幅回路の前記出力ノードの信号が、前記増幅回路の前記反転入力端子に帰還されて、前記出力ノードに定電圧を生成することを特徴とするレギュレーター。
A differential amplifier circuit having an offset voltage between the non-inverting input terminal and the inverting input terminal;
A first resistor and a second resistor provided in series between an output node of the amplifier circuit and a first power supply node;
A phase compensation capacitor having one end connected to a connection node of the first resistor and the second resistor;
The amplifier circuit is
A differential section having a first differential transistor, a second differential transistor, a current mirror circuit, and a first current source;
An output unit connected to an output node of the differential unit;
Including
The output unit is
A driving transistor controlled by an output node of the differential section;
A second current source provided in series with the drive transistor and provided in parallel with the first resistor and the second resistor;
Including
A signal at the connection node of the first resistor and the second resistor is fed back to the non-inverting input terminal of the amplifier circuit;
A regulator characterized in that a signal at the output node of the amplifier circuit is fed back to the inverting input terminal of the amplifier circuit to generate a constant voltage at the output node .
請求項1において、In claim 1,
前記差動回路の前記オフセット電圧をVOFFとし、前記第1の抵抗の抵抗値をR1とし、前記第2の抵抗の抵抗値をR2とした場合に、VREG=VOFF×{(R1+R2)/R1}となる定電圧VREGを生成することを特徴とするレギュレーター。  When the offset voltage of the differential circuit is VOFF, the resistance value of the first resistor is R1, and the resistance value of the second resistor is R2, VREG = VOFF × {(R1 + R2) / R1} A regulator characterized by generating a constant voltage VREG.
請求項1又は2において、In claim 1 or 2,
前記位相補償用キャパシターの他端は、前記第1の電源ノード又は前記駆動トランジスターのソースが接続される第2の電源ノードに接続されることを特徴とするレギュレーター。  The other end of the phase compensation capacitor is connected to the first power supply node or the second power supply node to which the source of the driving transistor is connected.
請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記第1の差動トランジスターのゲート電極の導電性と、前記第2の差動トランジスターのゲート電極の導電性を異ならせることで、前記オフセット電圧が設定されることを特徴とするレギュレーター。
In any one of Claims 1 thru | or 3 ,
Wherein a conductive gate electrode of the first differential transistor, by varying the conductivity of the gate electrode of the second differential transistors, regulators, characterized in that the offset voltage is set.
請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記第1の差動トランジスターのW/L比と、前記第2の差動トランジスターのW/L比を異ならせる、或いは前記カレントミラー回路を構成する第1のカレントミラー用トランジスターのW/L比と前記カレントミラー回路を構成する第2のカレントミラー用トランジスターのW/L比を異ならせることで、前記オフセット電圧が設定されることを特徴とするレギュレーター。
In any one of Claims 1 thru | or 4 ,
The W / L ratio of the first differential transistor is different from the W / L ratio of the second differential transistor, or the W / L ratio of the first current mirror transistor constituting the current mirror circuit. wherein by varying the W / L ratio of the transistor for the second current mirror constituting the current mirror circuit, regulator, characterized in that the offset voltage is set to.
請求項1乃至5のいずれかにおいて、
前記差動部前記第1の電流源は、
一端が前記第1の電源ノードに接続される第1の電流源用抵抗と、
ソースに前記第1の電流源用抵抗の他端が接続され、ゲートに前記第1の電源ノードが接続されるデプレッション型の第1の電流源用トランジスターを含み、
前記第1の電流源用トランジスターのしきい値電圧は負の温度特性を有し、
前記第1の電流源用抵抗の抵抗値は正の温度特性を有することを特徴とするレギュレーター。
In any one of Claims 1 thru | or 5 ,
The first current source of the differential portion,
A first current source resistor having one end connected to the first power supply node;
A depletion-type first current source transistor having a source connected to the other end of the first current source resistor and a gate connected to the first power supply node;
The threshold voltage of the first current source transistor has a negative temperature characteristic;
The regulator characterized in that a resistance value of the first current source resistor has a positive temperature characteristic.
請求項において、
前記第1の電流源用抵抗は、Nウェルにより形成されるNウェル抵抗であることを特徴とするレギュレーター。
In claim 6 ,
The regulator according to claim 1, wherein the first current source resistor is an N-well resistor formed by an N-well.
請求項において、
前記第1の抵抗、前記第2の抵抗は、ポリシリコン層により形成されたポリ抵抗であり、
前記Nウェル抵抗である前記第1の電流源用抵抗の形成領域上に、前記第1の抵抗又は前記第2の抵抗である前記ポリ抵抗がレイアウト配置されることを特徴とするレギュレーター。
In claim 7 ,
The first resistor and the second resistor are poly resistors formed by a polysilicon layer,
The regulator is characterized in that the first resistor or the poly resistor as the second resistor is laid out on the formation region of the first current source resistor as the N well resistor.
請求項6乃至8のいずれかにおいて、
前記出力部前記第2の電流源は、
一端が前記第1の電源ノードに接続される第2の電流源用抵抗と、
ソースに前記第2の電流源用抵抗の他端が接続され、ゲートに前記第1の電源ノードが接続されるデプレッション型の第2の電流源用トランジスターを含み、
前記第2の電流源用トランジスターのしきい値電圧は負の温度特性を有し、
前記第2の電流源用抵抗の抵抗値は正の温度特性を有することを特徴とするレギュレーター。
In any of claims 6 to 8 ,
The second current source of the output unit,
A second current source resistor having one end connected to the first power supply node;
A depletion type second current source transistor having a source connected to the other end of the second current source resistor and a gate connected to the first power supply node;
The threshold voltage of the second current source transistor has a negative temperature characteristic;
A regulator characterized in that a resistance value of the second current source resistor has a positive temperature characteristic.
請求項において、
前記第2の電流源用抵抗は、Nウェルにより形成されるNウェル抵抗であることを特徴とするレギュレーター。
In claim 9 ,
The second current source resistor is an N well resistor formed by an N well.
請求項10において、
前記第1の抵抗、前記第2の抵抗は、ポリシリコン層により形成されたポリ抵抗であり、
前記Nウェル抵抗である前記第2の電流源用抵抗の形成領域上に、前記第1の抵抗又は前記第2の抵抗である前記ポリ抵抗がレイアウト配置されることを特徴とするレギュレーター。
In claim 10 ,
The first resistor and the second resistor are poly resistors formed by a polysilicon layer,
The regulator is characterized in that the first resistor or the poly resistor as the second resistor is laid out on a formation region of the second current source resistor as the N well resistor.
請求項1乃至11のいずれかにおいて、
前記第1の抵抗の抵抗値をR1とし、前記第2の抵抗の抵抗値をR2とした場合に、抵抗比R2/R1が、前記オフセット電圧の温度特性を相殺する温度特性を有することを特徴とするレギュレーター。
In any one of Claims 1 thru | or 11 ,
When the resistance value of the first resistor is R1 and the resistance value of the second resistor is R2, the resistance ratio R2 / R1 has a temperature characteristic that cancels the temperature characteristic of the offset voltage. And regulator.
請求項1乃至12のいずれかに記載のレギュレーターを含むことを特徴とする集積回路装置。 Integrated circuit device which comprises a regulator according to any one of claims 1 to 12. 請求項13において、
前記レギュレーターにより生成された定電圧が電源電圧として供給されるロジック回路と、
前記レギュレーターにより生成された定電圧が電源電圧として供給され、前記ロジック回路に対してリセット信号を出力するパワーオンリセット回路を含むことを特徴とする集積回路装置。
In claim 13 ,
A logic circuit to which a constant voltage generated by the regulator is supplied as a power supply voltage;
An integrated circuit device comprising: a power-on reset circuit that supplies a constant voltage generated by the regulator as a power supply voltage and outputs a reset signal to the logic circuit.
請求項14において、
前記パワーオンリセット回路は、
前記第1の抵抗又は前記第2の抵抗に設定された電圧分割タップからの電圧が反転入力端子に入力され、前記第1の電源ノードが非反転入力端子に接続され、前記非反転入力端子と前記反転入力端子の間にオフセット電圧を有するコンパレーターを含むことを特徴とする集積回路装置。
In claim 14 ,
The power-on reset circuit is
A voltage from a voltage dividing tap set to the first resistor or the second resistor is input to an inverting input terminal, the first power supply node is connected to a non-inverting input terminal, and the non-inverting input terminal An integrated circuit device comprising a comparator having an offset voltage between the inverting input terminals.
請求項15において、
前記コンパレーターが有する差動部は第3の電流源を含み、
前記第3の電流源は、
一端が前記第1の電源ノードに接続される第3の電流源用抵抗と、
ソースに前記第3の電流源用抵抗の他端が接続され、ゲートに前記第1の電源ノードが接続されるデプレッション型の第3の電流源用トランジスターを含み、
前記第3の電流源用トランジスターのしきい値電圧は負の温度特性を有し、
前記第3の電流源用抵抗の抵抗値は正の温度特性を有することを特徴とする集積回路装置
In claim 15 ,
The differential unit included in the comparator includes a third current source,
The third current source is
A third current source resistor having one end connected to the first power supply node;
A depletion type third current source transistor having a source connected to the other end of the third current source resistor and a gate connected to the first power supply node;
The threshold voltage of the third current source transistor has a negative temperature characteristic;
The integrated circuit device, wherein the resistance value of the third current source resistor has a positive temperature characteristic.
請求項16において、
前記コンパレーターが有する出力部は第4の電流源を含み、
前記第4の電流源は、
一端が前記第1の電源ノードに接続される第4の電流源用抵抗と、
ソースに前記第4の電流源用抵抗の他端が接続され、ゲートに前記第1の電源ノードが接続されるデプレッション型の第4の電流源用トランジスターを含み、
前記第4の電流源用トランジスターのしきい値電圧は負の温度特性を有し、
前記第4の電流源用抵抗の抵抗値は正の温度特性を有することを特徴とする集積回路装置
In claim 16 ,
The output part of the comparator includes a fourth current source,
The fourth current source is:
A fourth current source resistor having one end connected to the first power supply node;
A depletion type fourth current source transistor having a source connected to the other end of the fourth current source resistor and a gate connected to the first power supply node;
The threshold voltage of the fourth current source transistor has a negative temperature characteristic;
The integrated circuit device according to claim 4, wherein a resistance value of the fourth current source resistor has a positive temperature characteristic.
請求項13乃至17のいずれかに記載の集積回路装置を含むことを特徴とする電子機器。 An electronic device comprising the integrated circuit device according to claim 13 .
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