JP2000066744A - レギュレータ内蔵半導体装置 - Google Patents
レギュレータ内蔵半導体装置Info
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- JP2000066744A JP2000066744A JP10230939A JP23093998A JP2000066744A JP 2000066744 A JP2000066744 A JP 2000066744A JP 10230939 A JP10230939 A JP 10230939A JP 23093998 A JP23093998 A JP 23093998A JP 2000066744 A JP2000066744 A JP 2000066744A
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- resistor
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
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Abstract
圧を可変にし、又その基準電圧の急激な変化を防止す
る。 【解決手段】 一定電圧Vsを一つの入力端子に入力す
る演算増幅器1と演算増幅器1の出力を入力するトラン
ジスタ2と、直列接続した2以上の抵抗R1、R1、R
nと、各抵抗に並列に接続した2以上のスイッチSW
1、SW2、SWnと、各スイッチを開閉するコントロ
ール回路3と、コントロール回路3に設定抵抗値を入力
する抵抗値設定レジスタ4とを備えたレギュレータ内臓
半導体装置において、前記直列接続抵抗の一端をトラン
ジスタ2のソースに接続し、他端は他の抵抗Rを介して
接地し、他の抵抗Rの非接地端を演算増幅器1の他の入
力端子に接続し、トランジスタ2のドレインに他の一定
電圧Vdを印加し、コントロール回路3は、抵抗値設定
レジスタ4の各桁の出力にそれぞれ異なる遅延を与えた
信号で各スイッチを開閉する。
Description
半導体装置に関し、特に、基準電圧を可変とするレギュ
レータ内臓半導体装置に関する。
は、分圧抵抗回路を利用するものがあった。図8は、そ
のような集積回路の一例であり、特開平9−33013
5号公報(「電子回路の動作特性補正装置」)に開示さ
れている。
電源回路は、演算増幅器32と、抵抗R1からR6とを
直列に接続するとともに抵抗R6側の一端を接地した抵
抗分圧回路34と、この抵抗分圧回路34と外部電源V
DD1に接続したPチャンネルMOSFET36と、各
抵抗の接続点と演算増幅器32の非反転入力端子との間
に設けられアナログスイッチSW1からSW5とを備え
ている。そして、アナログスイッチの切り替えは、駆動
データ28に基づいて、制御レジスタ38、デコーダ4
0を介して、駆動回路42が行う。この回路は、Pチャ
ンネルMOSFET36の閾値がばらついても、又周囲
温度が変化しても、駆動データ28に基づいて、常に一
定の基準電圧VDD2を出力する。又、特に、電源投入
時においては、基準電圧VDD2が所定範囲に入ったこ
とを図示しない検知回路で検知して駆動データ28を送
出するようにしている。
ル製品の需要の増加等に伴い、半導体装置において低消
費電力化は必要不可欠なものになっている。特にマイク
ロコントローラ等ではレギュレータを内蔵して内部回路
を基準電圧を用いて低消費電力化を行う場合がある。こ
のような場合、従来の技術では、基準電圧は固定値であ
るためさらなる低消費電力化が図れなかった。
変動に内部回路が追随できず、不正電圧として誤動作の
原因となる。
装置において基準電圧を可変にすることを課題としてい
る。
するために、基準電圧を緩やかに変化させることも課題
としている。
めの本発明は、一定電圧Vsを一つの入力端子に入力す
る演算増幅器と演算増幅器の出力を入力するトランジス
タと、直列接続した2以上の抵抗と、前記抵抗の各々に
並列に接続した2以上のスイッチと、前記スイッチを開
閉するコントロール回路と、コントロール回路に設定抵
抗値を入力する抵抗値設定レジスタとを備えたレギュレ
ータ内臓半導体装置であって、前記直列接続抵抗の一端
をトランジスタのソースに接続し、他端は他の抵抗を介
して接地し、前記他の抵抗の非接地端を前記演算増幅器
の他の入力端子に接続し、前記トランジスタのドレイン
に他の一定電圧を印加し、前記コントロール回路は、前
記抵抗値設定レジスタの各々の桁の出力にそれぞれ異な
る遅延を与えた信号で各々のスイッチを開閉するように
している。
タのデータをパラレルシリアル変換して、コントロール
回路であるシフトレジスタに入力し、このシフトレジス
タの各桁の出力で各々のスイッチを開閉してもよい。
実施の形態について説明する。
装置の回路図である。図1に示すように、本発明のレギ
ュレータ内臓半導体装置は、一定電圧Vsを入力する演
算増幅器1と演算増幅器1の出力を入力するPチャンネ
ルMOSトランジスタ2と、直列接続された抵抗R1、
R2、...、Rn及び各々の抵抗に並列接続されたス
イッチSW1、SW2、...、SWnと、スイッチS
W1、SW2、...、SWnを制御するためのコント
ロール回路3と、コントロール回路3に設定抵抗値を入
力する抵抗値設定レジスタ4と、内部回路5とを有して
いる。
ルMOSトランジスタ2のソースに接続され、他端は抵
抗Rを介して接地されている。又、抵抗Rの非接地端が
演算増幅器1に入力されている。更に、PチャンネルM
OSトランジスタ2のドレインは、電源電圧Vdが印加
されている。
内臓半導体回路においては、PチャンネルMOSトラン
ジスタ2のソース電圧Vrは、(Σ(Rj)+R)・V
s/Rとなる。ここに、Σ(Rj)は、短絡されていな
い抵抗についての抵抗値の総和を意味する。すなわち、
コントロール回路3でスイッチSW1、SW
2、...、SWnの開閉を制御することにより、内部
回路5に印加する基準電圧Vrを可変としている。
る。図2に示すように、コントロール回路3は、スイッ
チSW1、SW2、...、SWnにそれぞれ対応する
ラッチ11、13及びインバータ12、14で構成され
ている。更に、クロック信号CLK1、CLK2がセレ
クト信号SELとともにそれぞれNAND回路17,1
6に入力され、それぞれラッチ11,13のクロックと
なる。また、ラッチ11、13はセット付きラッチであ
り、リセット信号(RESET)をラッチのセット信号
としている。
をON/OFFするためのスイッチSW1、SW
2、...、SWnに入力される。このスイッチ素子に
は、NチャンネルMOSトランジスタ等が好適に用いら
れる。
準電圧Vrを発生させる場合のコントロール回路の回路
図である。
によってVr1、Vr2、Vr3、Vr4、以下の4値
をとることができる。ここで、 Vr1 = (R1+R2+R)・Vs/R Vr2 = (R1+R)・Vs/R Vr3 = (R2+R)・Vs/R Vr4 =R・Vs/R=Vsである。
3に示したコントロール回路の動作を説明するタイミン
グチャートである。ここで、抵抗設定レジスタ4が「0
0」を出力した場合を考える。このコントロール回路3
ではNANDタイプのラッチを用いているので、RES
ETが入った時点でSW1、SW2はOFFとなり、抵
抗はR1、R2ともに非短絡状態になる。この時点での
基準電圧VrはVr1となる。
となっているときに、抵抗値設定レジスタ4が「11」
を出力した場合を考える。セレクト信号SELが1の状
態のCLK1でラッチ回路11、19にバス0及びバス
1から1がラッチされ、インバータ12,20を介して
次のCLK2の立ち上がりでラッチ回路13,21にラ
ッチされる。バス0側のインバータは1段、バス1側の
インバータは3段であるため、まずバス0側の抵抗のス
イッチであるSW1がONしこの時点でR1が短絡状態
に変わるが、R2は非短絡状態のままである。従って、
この時点での基準電圧VrはVr3となる。
ONし、R2も短絡状態となるので、この時点での基準
電圧VrはVr4すなわちVsとなる。
段数によってスイッチのON/OFFにディレイを持た
せることで、合成抵抗値が(R1+R2)から一旦R2
となり最後にゼロに落ち着く。よって、Vrの急激な変
動すなわち不正電圧が防止されている。
2、...、SWnごとに、異なる奇数個のインバータ
を接続する。
るためにインバータを多段化した方法について説明した
が、インバータに替えて、ディレイ素子を用いてもよ
い。
を作ってもよい。
が、ディレイによらずに不正電圧を防止することもでき
る。
した本発明の他の実施形態のブロック図である。図5に
示すように、この実施形態においては、コントロール回
路31と抵抗値設定レジスタ4の間にパラレルシリアル
変換器6を接続している。
1の回路図である。
31においては、ラッチ13の出力をラッチ19に入力
してシフトレジスタ構成としている。
1の動作を説明するためのタイムチャートである。図7
に示すように、予め設定していた抵抗値設定レジスタ4
の値をクロックごとに順次減らし抵抗のON/OFFを
変化させることで基準電圧を順次変化させていき、不正
電圧を防ぐ。
“A"はクロックCLK1,CLK2をへてスイッチS
W1をON/OFFする。
は次のスイッチSW2をON/OFFする。この時、次
の値“B"がスイッチSW1ををON/OFFする。こ
のようにクロックCLK1、CLK2で抵抗値設定レジ
スタ4の値を桁送りして順次SW1,SW2をON/O
FFする。
2としてPチャンネルMOSFETを例示したが、これ
に限らず、Nチャンネルを用いてもよい。又、チャンネ
ルを問わずジャンクショントランジスタ、バイポーラト
ランジスタその他を用いることができる。
が可変であることにより、消費電力を下げることができ
る。その理由は、基準電圧を使用法にあった電圧、たと
えばマイクロCPUやディスプレイ駆動回路等の内部回
路の動作スピードが速い時には高い電圧、動作スピード
が遅いときには低い電圧とすることができるためであ
る。
ても不正電圧をとることがない。その理由は、コントロ
ール回路を設け基準電圧を急激に変化させないよう、抵
抗のスイッチのON/OFFを順番に行うことで基準電
圧を緩やかに変化させることができるからである。特
に、シフトレジスタ構成のコントロール回路を用いれ
ば、レジスタの各ビットでディレイを作るため、レジス
タ−スイッチ間のレイアウトがそれぞれ異なるという問
題を回避することができる。また、クロックにより基準
電圧を変化させるので、基準電圧をより緩やかに変化さ
せることができる。
ク図。
発明のコントロール回路の回路図。
発明のコントロール回路の動作を説明するためのタイム
チャート。
ロック図。
えるコントロール回路の回路図。
えるコントロール回路の動作を説明するためのタイムチ
ャート。
半導体装置に関し、特に、基準電圧を可変とするレギュ
レータ内蔵半導体装置に関する。
は、分圧抵抗回路を利用するものがあった。図8は、そ
のような集積回路の一例であり、特開平9−33013
5号公報(「電子回路の動作特性補正装置」)に開示さ
れている。
電源回路は、演算増幅器32と、抵抗R1からR6とを
直列に接続するとともに抵抗R6側の一端を接地した抵
抗分圧回路34と、この抵抗分圧回路34と外部電源V
DD1に接続したPチャンネルMOSFET36と、各
抵抗の接続点と演算増幅器32の非反転入力端子との間
に設けられアナログスイッチSW1からSW5とを備え
ている。そして、アナログスイッチの切り替えは、駆動
データ28に基づいて、制御レジスタ38、デコーダ4
0を介して、駆動回路42が行う。この回路は、Pチャ
ンネルMOSFET36の閾値がばらついても、又周囲
温度が変化しても、駆動データ28に基づいて、常に一
定の基準電圧VDD2を出力する。又、特に、電源投入
時においては、基準電圧VDD2が所定範囲に入ったこ
とを図示しない検知回路で検知して駆動データ28を送
出するようにしている。
ル製品の需要の増加等に伴い、半導体装置において低消
費電力化は必要不可欠なものになっている。特にマイク
ロコントローラ等ではレギュレータを内蔵して内部回路
を基準電圧を用いて低消費電力化を行う場合がある。こ
のような場合、従来の技術では、基準電圧は固定値であ
るためさらなる低消費電力化が図れなかった。
変動に内部回路が追随できず、不正電圧として誤動作の
原因となる。
装置において基準電圧を可変にすることを課題としてい
る。
するために、基準電圧を緩やかに変化させることも課題
としている。
めの本発明は、一定電圧Vsを一つの入力端子に入力す
る演算増幅器と演算増幅器の出力を入力するトランジス
タと、直列接続した2以上の抵抗と、前記抵抗の各々に
並列に接続した2以上のスイッチと、前記スイッチを開
閉するコントロール回路と、コントロール回路に設定抵
抗値を入力する抵抗値設定レジスタとを備えたレギュレ
ータ内蔵半導体装置であって、前記直列接続抵抗の一端
をトランジスタのソースに接続し、他端は他の抵抗を介
して接地し、前記他の抵抗の非接地端を前記演算増幅器
の他の入力端子に接続し、前記トランジスタのドレイン
に他の一定電圧を印加し、前記コントロール回路は、前
記抵抗値設定レジスタの各々の桁の出力にそれぞれ異な
る遅延を与えた信号で各々のスイッチを開閉するように
している。
タのデータをパラレルシリアル変換して、コントロール
回路であるシフトレジスタに入力し、このシフトレジス
タの各桁の出力で各々のスイッチを開閉してもよい。
実施の形態について説明する。
装置の回路図である。図1に示すように、本発明のレギ
ュレータ内蔵半導体装置は、一定電圧Vsを入力する演
算増幅器1と演算増幅器1の出力を入力するPチャンネ
ルMOSトランジスタ2と、直列接続された抵抗R1、
R2、...、Rn及び各々の抵抗に並列接続されたス
イッチSW1、SW2、...、SWnと、スイッチS
W1、SW2、...、SWnを制御するためのコント
ロール回路3と、コントロール回路3に設定抵抗値を入
力する抵抗値設定レジスタ4と、内部回路5とを有して
いる。
ルMOSトランジスタ2のソースに接続され、他端は抵
抗Rを介して接地されている。又、抵抗Rの非接地端が
演算増幅器1に入力されている。更に、PチャンネルM
OSトランジスタ2のドレインは、電源電圧Vdが印加
されている。
内蔵半導体回路においては、PチャンネルMOSトラン
ジスタ2のソース電圧Vrは、(Σ(Rj)+R)・V
s/Rとなる。ここに、Σ(Rj)は、短絡されていな
い抵抗についての抵抗値の総和を意味する。すなわち、
コントロール回路3でスイッチSW1、SW
2、...、SWnの開閉を制御することにより、内部
回路5に印加する基準電圧Vrを可変としている。
る。図2に示すように、コントロール回路3は、スイッ
チSW1、SW2、...、SWnにそれぞれ対応する
ラッチ11、13及びインバータ12、14で構成され
ている。更に、クロック信号CLK1、CLK2がセレ
クト信号SELとともにそれぞれNAND回路17,1
6に入力され、それぞれラッチ11,13のクロックと
なる。また、ラッチ11、13はセット付きラッチであ
り、リセット信号(RESET)をラッチのセット信号
としている。
をON/OFFするためのスイッチSW1、SW
2、...、SWnに入力される。このスイッチ素子に
は、NチャンネルMOSトランジスタ等が好適に用いら
れる。
準電圧Vrを発生させる場合のコントロール回路の回路
図である。
によってVr1、Vr2、Vr3、Vr4、以下の4値
をとることができる。ここで、 Vr1 = (R1+R2+R)・Vs/R Vr2 = (R1+R)・Vs/R Vr3 = (R2+R)・Vs/R Vr4 =R・Vs/R=Vsである。
3に示したコントロール回路の動作を説明するタイミン
グチャートである。ここで、抵抗設定レジスタ4が「0
0」を出力した場合を考える。このコントロール回路3
ではNANDタイプのラッチを用いているので、RES
ETが入った時点でSW1、SW2はOFFとなり、抵
抗はR1、R2ともに非短絡状態になる。この時点での
基準電圧VrはVr1となる。
となっているときに、抵抗値設定レジスタ4が「11」
を出力した場合を考える。セレクト信号SELが1の状
態のCLK1でラッチ回路11、19にバス0及びバス
1から1がラッチされ、インバータ12,20を介して
次のCLK2の立ち上がりでラッチ回路13,21にラ
ッチされる。バス0側のインバータは1段、バス1側の
インバータは3段であるため、まずバス0側の抵抗のス
イッチであるSW1がONしこの時点でR1が短絡状態
に変わるが、R2は非短絡状態のままである。従って、
この時点での基準電圧VrはVr3となる。
ONし、R2も短絡状態となるので、この時点での基準
電圧VrはVr4すなわちVsとなる。
段数によってスイッチのON/OFFにディレイを持た
せることで、合成抵抗値が(R1+R2)から一旦R2
となり最後にゼロに落ち着く。よって、Vrの急激な変
動すなわち不正電圧が防止されている。
2、...、SWnごとに、異なる奇数個のインバータ
を接続する。
るためにインバータを多段化した方法について説明した
が、インバータに替えて、ディレイ素子を用いてもよ
い。
を作ってもよい。
が、ディレイによらずに不正電圧を防止することもでき
る。
した本発明の他の実施形態のブロック図である。図5に
示すように、この実施形態においては、コントロール回
路31と抵抗値設定レジスタ4の間にパラレルシリアル
変換器6を接続している。
1の回路図である。
31においては、ラッチ13の出力をラッチ19に入力
してシフトレジスタ構成としている。
1の動作を説明するためのタイムチャートである。図7
に示すように、予め設定していた抵抗値設定レジスタ4
の値をクロックごとに順次減らし抵抗のON/OFFを
変化させることで基準電圧を順次変化させていき、不正
電圧を防ぐ。
“A”はクロックCLK1,CLK2をへてスイッチS
W1をON/OFFする。
は次のスイッチSW2をON/OFFする。この時、次
の値“B”がスイッチSW1ををON/OFFする。こ
のようにクロックCLK1、CLK2で抵抗値設定レジ
スタ4の値を桁送りして順次SW1,SW2をON/O
FFする。
2としてPチャンネルMOSFETを例示したが、これ
に限らず、Nチャンネルを用いてもよい。又、チャンネ
ルを問わずジャンクショントランジスタ、バイポーラト
ランジスタその他を用いることができる。
が可変であることにより、消費電力を下げることができ
る。その理由は、基準電圧を使用法にあった電圧、たと
えばマイクロCPUやディスプレイ駆動回路等の内部回
路の動作スピードが速い時には高い電圧、動作スピード
が遅いときには低い電圧とすることができるためであ
る。
ても不正電圧をとることがない。その理由は、コントロ
ール回路を設け基準電圧を急激に変化させないよう、抵
抗のスイッチのON/OFFを順番に行うことで基準電
圧を緩やかに変化させることができるからである。特
に、シフトレジスタ構成のコントロール回路を用いれ
ば、レジスタの各ビットでディレイを作るため、レジス
タ−スイッチ間のレイアウトがそれぞれ異なるという問
題を回避することができる。また、クロックにより基準
電圧を変化させるので、基準電圧をより緩やかに変化さ
せることができる。
ク図。
発明のコントロール回路の回路図。
発明のコントロール回路の動作を説明するためのタイム
チャート。
ロック図。
えるコントロール回路の回路図。
えるコントロール回路の動作を説明するためのタイムチ
ャート。
Claims (5)
- 【請求項1】 一定電圧Vsを一つの入力端子に入力す
る演算増幅器と前記演算増幅器の出力を入力するトラン
ジスタと、直列接続した2以上の抵抗と、前記抵抗の各
々に並列に接続した2以上のスイッチと、前記スイッチ
を開閉するコントロール回路と、前記コントロール回路
に設定抵抗値を入力する抵抗値設定レジスタとを備えた
レギュレータ内臓半導体装置であって、 前記直列接続抵抗の一端をトランジスタのソースに接続
し、他端は他の抵抗を介して接地し、前記他の抵抗の非
接地端を前記演算増幅器の他の入力端子に接続し、 前記トランジスタのドレインに他の一定電圧を印加し、 前記コントロール回路は、前記抵抗値設定レジスタの各
々の桁の出力にそれぞれ異なる遅延を与えた信号で各々
の前記スイッチを開閉することを特徴とするレギュレー
タ内臓半導体装置。 - 【請求項2】 前記コントロール回路は、抵抗値設定レ
ジスタの各桁の信号をそれぞれ入力するセット付きラッ
チと、前記第1セット付きラッチの出力を入力する第1
インバータと、前記第1インバータの出力を入力する第
2セット付きラッチと、前記第2セット付きラッチの出
力を入力する第2インバータと、前記第2インバータの
出力を入力する遅延素子とを有し、 前記各々の遅延素子は、入力信号にそれぞれ異なる遅延
を与えることを特徴とする請求項1記載のレギュレータ
内臓半導体装置。 - 【請求項3】 前記遅延素子は、1個のインバータであ
るか、又は3以上の奇数個のインバータの直列接続であ
ることを特徴とする請求項2記載のレギュレータ内臓半
導体装置。 - 【請求項4】 一定電圧Vsを一つの入力端子に入力す
る演算増幅器と前記演算増幅器の出力を入力するトラン
ジスタと、直列接続した2以上の抵抗と、前記抵抗の各
々に並列に接続した2以上のスイッチと、前記スイッチ
を開閉するコントロール回路と、前記コントロール回路
にパラレルシリアル変換器を介して設定抵抗値を入力す
る抵抗値設定レジスタとを備えたレギュレータ内臓半導
体装置であって、 前記直列接続抵抗の一端をトランジスタのソースに接続
し、他端は他の抵抗を介して接地し、前記他の抵抗の非
接地端を前記演算増幅器の他の入力端子に接続し、 前記トランジスタ2のドレインに他の一定電圧を印加
し、 前記コントロール回路は、前記パラレルシリアル変換器
の出力に基づいて各々のスイッチを開閉することを特徴
とするレギュレータ内臓半導体装置。 - 【請求項5】 前記コントロール回路は、シフトレジス
タであり、前記シフトレジスタの各桁の出力でそれぞれ
前記スイッチを開閉することを特徴とする請求項4記載
のレギュレータ内臓半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10230939A JP3136593B2 (ja) | 1998-08-17 | 1998-08-17 | レギュレータ内蔵半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10230939A JP3136593B2 (ja) | 1998-08-17 | 1998-08-17 | レギュレータ内蔵半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000066744A true JP2000066744A (ja) | 2000-03-03 |
JP3136593B2 JP3136593B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=16915682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10230939A Expired - Fee Related JP3136593B2 (ja) | 1998-08-17 | 1998-08-17 | レギュレータ内蔵半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3136593B2 (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-08-17 JP JP10230939A patent/JP3136593B2/ja not_active Expired - Fee Related
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