JP2000311020A - Voltage generation circuit and current monitoring circuit - Google Patents

Voltage generation circuit and current monitoring circuit

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JP2000311020A
JP2000311020A JP11121510A JP12151099A JP2000311020A JP 2000311020 A JP2000311020 A JP 2000311020A JP 11121510 A JP11121510 A JP 11121510A JP 12151099 A JP12151099 A JP 12151099A JP 2000311020 A JP2000311020 A JP 2000311020A
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JP
Japan
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transistor
voltage
circuit
power supply
emitter
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JP11121510A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumiaki Mizuno
史章 水野
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Harness System Technologies Research Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To highly precisely generate a primary function voltage of a power source voltage by a simple circuit structure by grounding a corrector of a third transistor and connecting an emitter to a power source line by way of a serial circuit consisting of a first and second resistors. SOLUTION: In a primary function voltage generation circuit 3, a corrector of a transistor Q1 is connected to a power source line 6, the emitter is connected to a corrector of an NPN transistor Q2 and is connected to a base of a PNP transistor Q3. A base of the transistor Q2 is connected to a corrector of a transistor Q15 and an emitter is grounded. A corrector of the transistor Q3 is grounded and an emitter is connected to a power source line by way of the serial circuit consisting of resistors R1 and R2. A connection point of the resistors R1 and R2 is connected to a base of an NPN transistor Q42a of a buffer circuit 4 by way of a resistor R42a. Thus, it is possible to obtain a primary function voltage V0 of a power source voltage VB outputted from a power source part 20 by a simple electronic circuit without using an operation amplifier.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電源部から出力さ
れる電源電圧の1次関数電圧を発生する電圧発生回路お
よびこの電圧発生回路を備えた電流監視回路に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage generating circuit for generating a linear function voltage of a power supply voltage output from a power supply unit, and a current monitoring circuit including the voltage generating circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種電装品において、FET、IGBT
等の半導体デバイスが採用されるケースが増えている。
半導体デバイス使用のメリットとして、 (1) リレーのような機械的接点がないため、信頼性が高
い (2) 接点接触時のカチカチ音や、ノイズがない (3) 高速スイッチングを活かした電力制御が可能 (4) リレーやスイッチと比べて小型化が可能 などが挙げられる。そして、最近では、半導体デバイス
自身に流れる電流レベルやその電流によって生じる温度
上昇を検出し、過電流によって自らが破壊される前に電
流回路を遮断して自己の保護を図るようにした自己保護
機能を有する集積回路が実用化されている。
2. Description of the Related Art FETs, IGBTs,
The use of such semiconductor devices is increasing.
Advantages of using semiconductor devices include (1) high reliability because there is no mechanical contact such as a relay, (2) no clicking noise or noise at the time of contact, and (3) power control utilizing high-speed switching. Possible (4) It can be downsized compared to relays and switches. Recently, the self-protection function detects the current level flowing in the semiconductor device itself and the temperature rise caused by the current, and shuts off the current circuit before the device is destroyed by the overcurrent to protect itself. An integrated circuit having the following has been put to practical use.

【0003】ところが、上記従来の自己保護機能を有す
る集積回路が電流回路を遮断するのは、当該半導体デバ
イス自身に破壊のおそれがあるときであって、その周辺
部品である電線などが過電流により劣化するのを防止す
るようなものは、実用化されていない。
However, the conventional integrated circuit having a self-protection function interrupts a current circuit when there is a risk of destruction of the semiconductor device itself. Anything that prevents deterioration has not been put to practical use.

【0004】その理由として、素子自身が保護対象の場
合には、素子の破壊を防止するための判定レベルは電源
電圧の変動に関係なく一定であるが、例えば電線に流れ
る負荷電流が過電流であるか否かを判定する判定レベル
は、電源電圧の変動に応じて変動させる必要があること
が挙げられる。
[0004] The reason is that when the element itself is a protection target, the judgment level for preventing destruction of the element is constant irrespective of the fluctuation of the power supply voltage. The determination level for determining whether or not there is a need to vary according to the variation of the power supply voltage.

【0005】例えば、自動車の電源として一般に定格DC
12(V)の鉛蓄電池(以下「バッテリー」という。)が使
用されているが、実際の使用環境においてはバッテリー
の出力電圧は6〜16(V)程度の範囲で変動しており、そ
のバッテリー電圧に応じて負荷電流も変動する。従っ
て、このようにバッテリー電圧が変動するときは、同一
レベルの負荷電流であっても、バッテリー電圧のレベル
を考慮して、過電流と判定しなければならない場合もあ
れば、正常な電流の範囲内であると判定しなければなら
ない場合もある。
[0005] For example, as a power source for an automobile, generally a rated DC is used.
A 12 (V) lead storage battery (hereinafter referred to as "battery") is used, but in an actual use environment, the output voltage of the battery fluctuates in a range of about 6 to 16 (V). The load current also changes according to the voltage. Therefore, when the battery voltage fluctuates in this way, even if the load current is at the same level, it may be necessary to determine the overcurrent in consideration of the battery voltage level. It may be necessary to determine that

【0006】すなわち、例えば図4において、検出され
た負荷電流が比較的小さい電流IAであるとすると、バッ
テリー電圧VBが6(V)と低い場合には、その電圧に応じ
た適正な電流も小さくなるため、電流IAは正常の範囲内
にある、すなわち回路に異常は生じていないと判断すべ
きであるが、バッテリー電圧VBが16(V)と高い場合に
は、その電圧に応じた適正な電流も大きくなるため、電
流IAは正常電流の範囲より小さい、すなわち回路に異常
が生じていると判断すべきである。逆に、負荷電流が比
較的大きい電流IBであるとすると、バッテリー電圧VB
が6(V)と低い場合には、その電圧に応じた適正な電流
よりも電流IBが大きいため、過電流であると判断すべき
であるが、バッテリー電圧VBが16(V)と高い場合に
は、正常電流の範囲内にあると判断すべきである。
Namely, for example, in FIG. 4, when the detected load current with a relatively small current I A, when the battery voltage V B is 6 (V) and low, proper current corresponding to the voltage since the smaller, the current I a is within the normal range, i.e. it should be determined that the abnormality is not occurring in the circuit, if the battery voltage V B is high and 16 (V) is to the voltage takes up more appropriate current corresponding, current I a range smaller than the normal current, i.e. it should be determined that abnormality has occurred in the circuit. Conversely, when the load current is relatively large current I B, the battery voltage V B
If There 6 (V) and low, due to the large current I B than the appropriate current according to the voltage, but it should be determined to be overcurrent, the battery voltage V B is the 16 (V) If it is, it should be determined that it is within the normal current range.

【0007】このように、負荷電流が正常電流の範囲内
にあるか否かを判定する閾値となる判定レベルは、バッ
テリー電圧、すなわち電源電圧に応じて変動させる必要
がある。ここで、この判定レベルを電圧信号で形成する
場合には、例えば、電源電圧に基づいて一定レベルの基
準電圧を生成し、この基準電圧と電源電圧との差を用い
て、電源電圧の1次関数に相当する電圧である1次関数
電圧を発生させることが考えられる。
As described above, the determination level serving as a threshold for determining whether or not the load current is within the range of the normal current needs to be changed according to the battery voltage, that is, the power supply voltage. Here, when the determination level is formed by a voltage signal, for example, a reference voltage of a certain level is generated based on the power supply voltage, and the difference between the reference voltage and the power supply voltage is used to determine the primary level of the power supply voltage. It is conceivable to generate a linear function voltage which is a voltage corresponding to a function.

【0008】上記基準電圧については、車載環境におい
て周囲温度が−40℃〜125℃の範囲で大きく変動するこ
とから、周囲温度に依存しないもの望ましいが、このよ
うな周囲温度に依存しない基準電圧を電源電圧に基づい
て生成する基準電圧生成回路として、従来、バンドギャ
ップリファレンス回路が知られている。ところが、この
バンドギャップリファレンス回路は、原理上、生成され
る基準電圧VRが1.2(V)に固定されてしまうという問題
があるので、電圧増幅回路により基準電圧VRを増幅する
必要が生じる。
The reference voltage is preferably independent of the ambient temperature because the ambient temperature fluctuates greatly in the range of −40 ° C. to 125 ° C. in a vehicle environment. 2. Description of the Related Art A band gap reference circuit is conventionally known as a reference voltage generation circuit generated based on a power supply voltage. However, the bandgap reference circuit, in principle, since the reference voltage V R to be generated is a problem that is fixed to 1.2 (V), is necessary to amplify the reference voltage V R the voltage amplifying circuit occurs.

【0009】このように基準電圧VRを増幅し、さらに、
その増幅基準電圧を用いて電源電圧の1次関数電圧を得
る回路として、従来、図5に示すような、オペアンプO
P1,OP2を用いた回路が知られている。図5におい
て、オペアンプOP1は基準電圧VRを増幅して増幅基準
電圧VPを出力する電圧増幅回路として機能するもので、
VP=(1+R92/R91)・VRである。ただし、R92は抵抗R9
2の抵抗値、R91は抵抗R91の抵抗値である。
[0009] In this manner amplifies the reference voltage V R, furthermore,
Conventionally, an operational amplifier O as shown in FIG. 5 has been used as a circuit for obtaining a linear function voltage of a power supply voltage using the amplification reference voltage.
A circuit using P1 and OP2 is known. 5, operational amplifier OP1 functions as a voltage amplifier for outputting an amplified reference voltage V P by amplifying the reference voltage V R,
V P = (1 + R 92 / R 91) is a · V R. However, R92 is a resistor R9
2 of the resistance value, R 91 is the resistance of resistor R91.

【0010】また、オペアンプOP2は電圧フォロアと
して機能するもので、入力インピーダンスが極めて高
く、出力インピーダンスが極めて低いので、電源電圧VB
からの流入電流に影響されることなく一定電圧VPを出力
する。この出力電圧VPと電源電圧VBとを抵抗R93,R
94からなる直列回路で分割することにより、抵抗R9
3,R94の接続点から出力電圧VOUTとして、 VOUT=VB・R93/(R93+R94)+VP・R94/(R93+R94) が出力され、これによって電源電圧VBの1次関数電圧V
OUTが得られる。
Further, the operational amplifier OP2 is intended to function as a voltage follower, the input impedance is extremely high, since the output impedance is very low, the power supply voltage V B
The constant voltage VP is output without being affected by the inflow current from the inverter. Resistor and the output voltage V P and the power supply voltage V B R93, R
By dividing by a series circuit consisting of 94, the resistance R9
3, as the output voltage V OUT from the connection point of R94, V OUT = V B · R 93 / (R 93 + R 94) + V P · R 94 / (R 93 + R 94) is output, whereby the power supply voltage V B Linear function voltage V
OUT is obtained.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記図5に
示すオペアンプを用いた従来の回路では、オペアンプの
電源電圧に変動があると、結果的に増幅率が変動して増
幅基準電圧が変動することとなり、高精度の1次関数電
圧が得られないことになる。また、オペアンプを用いる
と回路規模が大きくなるので、オペアンプを用いないで
少ない素子で回路を構成することが望まれている。
However, in the conventional circuit using the operational amplifier shown in FIG. 5, if the power supply voltage of the operational amplifier fluctuates, the amplification factor consequently fluctuates and the amplification reference voltage fluctuates. As a result, a highly accurate linear function voltage cannot be obtained. In addition, since the circuit scale becomes large when an operational amplifier is used, it is desired to configure a circuit with a small number of elements without using an operational amplifier.

【0012】本発明は、上記問題を解決するもので、電
源電圧の1次関数電圧を簡素な回路構成で精度良く発生
できる電圧発生回路を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a voltage generating circuit capable of accurately generating a linear function voltage of a power supply voltage with a simple circuit configuration.

【0013】また、本発明は、上記電圧発生回路を用い
て電流レベルを好適に監視可能な電流監視回路を提供す
ることを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a current monitoring circuit capable of suitably monitoring a current level using the above-mentioned voltage generating circuit.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、電源部から電
源ラインに出力される電源電圧に基づいて所定レベルの
基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、複数のトラン
ジスタおよび複数の抵抗を有し、上記基準電圧を増幅し
た増幅基準電圧を出力部に出力する電圧増幅回路と、上
記増幅基準電圧と上記電源電圧とから上記電源電圧の1
次関数に相当する電圧である1次関数電圧を生成する1
次関数電圧生成回路とを備え、上記基準電圧生成回路
は、バンドギャップリファレンス回路により構成された
もので、上記1次関数電圧生成回路は、NPNトランジ
スタからなる第1トランジスタと、NPNトランジスタ
からなる第2トランジスタと、PNPトランジスタから
なり、ベース−エミッタ間電圧が上記第1トランジスタ
にほぼ等しい第3トランジスタと、第1抵抗と、第2抵
抗とから構成され、上記第1トランジスタのベースは上
記電圧増幅回路の出力部に接続され、当該第1トランジ
スタのコレクタは上記電源ラインに接続され、当該第1
トランジスタのエミッタは上記第2トランジスタのコレ
クタ及び上記第3トランジスタのベースに接続されてお
り、上記第2トランジスタのベースには所定のバイアス
電圧が印加され、当該第2トランジスタのエミッタは接
地されており、上記第3トランジスタのコレクタは接地
され、当該第3トランジスタのエミッタは上記第1抵抗
及び上記第2抵抗からなる直列回路を介して上記電源ラ
インに接続されており、上記第1抵抗及び上記第2抵抗
の接続点に上記1次関数電圧が生成されるものである。
According to the present invention, there is provided a reference voltage generating circuit for generating a reference voltage of a predetermined level based on a power supply voltage output from a power supply section to a power supply line, a plurality of transistors and a plurality of resistors. A voltage amplifying circuit that outputs an amplified reference voltage obtained by amplifying the reference voltage to an output unit; and one of the power supply voltages based on the amplified reference voltage and the power supply voltage.
1 for generating a linear function voltage that is a voltage corresponding to a linear function
A linear function voltage generating circuit, wherein the reference voltage generating circuit includes a band gap reference circuit, and the linear function voltage generating circuit includes a first transistor including an NPN transistor and a first transistor including an NPN transistor. A third transistor comprising a two-transistor and a PNP transistor, and having a base-emitter voltage substantially equal to the first transistor; a first resistor; and a second resistor. The first transistor is connected to the power supply line, and the first transistor is connected to the power supply line;
The emitter of the transistor is connected to the collector of the second transistor and the base of the third transistor, a predetermined bias voltage is applied to the base of the second transistor, and the emitter of the second transistor is grounded. , The collector of the third transistor is grounded, and the emitter of the third transistor is connected to the power supply line through a series circuit including the first resistor and the second resistor. The linear function voltage is generated at the connection point of the two resistors.

【0015】この構成によれば、基準電圧生成回路によ
り、電源部から電源ラインに出力される電源電圧から所
定レベルの基準電圧が生成され、電圧増幅回路により、
基準電圧を増幅した増幅基準電圧が出力部に出力され
る。ここで、基準電圧生成回路をバンドギャップリファ
レンス回路により構成しているので、電源電圧変動や温
度変動の依存性が少ない基準電圧を得ることが可能にな
る。また、電圧増幅回路により基準電圧を増幅している
ので、原理上、低レベルの基準電圧しか生成できないバ
ンドギャップリファレンス回路を用いることが可能にな
る。
According to this configuration, the reference voltage generation circuit generates a reference voltage of a predetermined level from the power supply voltage output from the power supply unit to the power supply line, and the voltage amplification circuit
An amplified reference voltage obtained by amplifying the reference voltage is output to the output unit. Here, since the reference voltage generation circuit is configured by a band gap reference circuit, it is possible to obtain a reference voltage with little dependency on power supply voltage fluctuation and temperature fluctuation. Further, since the reference voltage is amplified by the voltage amplifier circuit, it is possible to use a bandgap reference circuit that can generate only a low-level reference voltage in principle.

【0016】1次関数電圧生成回路において、第2トラ
ンジスタのベースには所定のバイアス電圧が印加されて
いるので、第2トランジスタは定電流源として機能し、
これによって第3トランジスタのベース電位は、第1ト
ランジスタのベース電位から第1トランジスタのベース
−エミッタ間電圧だけ降下した電位になる。また、第3
トランジスタのエミッタ電位は、第3トランジスタのベ
ース電位から、第3トランジスタのベース−エミッタ間
電圧だけ上昇した電位になる。
In the linear function voltage generating circuit, since the predetermined bias voltage is applied to the base of the second transistor, the second transistor functions as a constant current source,
Thus, the base potential of the third transistor becomes a potential lower than the base potential of the first transistor by the voltage between the base and the emitter of the first transistor. Also, the third
The emitter potential of the transistor is higher than the base potential of the third transistor by the base-emitter voltage of the third transistor.

【0017】従って、第1トランジスタと第3トランジ
スタのベース−エミッタ間電圧が互いに等しければ、第
3トランジスタのエミッタ電位は、第1トランジスタの
ベース電位に等しくなる。一方、第1トランジスタのベ
ースは電圧増幅回路の出力部に接続されているので、第
3トランジスタのエミッタ電位は、増幅基準電圧に等し
くなる。
Therefore, if the base-emitter voltages of the first transistor and the third transistor are equal to each other, the emitter potential of the third transistor becomes equal to the base potential of the first transistor. On the other hand, since the base of the first transistor is connected to the output of the voltage amplifier circuit, the emitter potential of the third transistor becomes equal to the amplification reference voltage.

【0018】また、第3トランジスタのエミッタと電源
ラインとの間に、第1抵抗及び第2抵抗からなる直列回
路が接続されているので、増幅基準電圧と電源電圧との
差が第1抵抗および第2抵抗によって分割されることと
なり、第1抵抗及び第2抵抗の接続点に電源電圧の1次
関数電圧が生成される。これによって、簡素な回路構成
により電源電圧の1次関数電圧の生成が可能になる。
Further, since the series circuit composed of the first resistor and the second resistor is connected between the emitter of the third transistor and the power supply line, the difference between the amplification reference voltage and the power supply voltage is equal to the first resistance and the power supply voltage. The voltage is divided by the second resistor, and a linear function voltage of the power supply voltage is generated at a connection point between the first resistor and the second resistor. This makes it possible to generate a linear function voltage of the power supply voltage with a simple circuit configuration.

【0019】なお、第1、第2、第3トランジスタは、
電圧フォロアとして機能し、第3トランジスタのエミッ
タ電位は、電源ラインから第2抵抗および第1抵抗を介
して第3トランジスタのエミッタに流入する電流に影響
されない。これによって、第3トランジスタのエミッタ
に生成される増幅基準電圧が精度良く一定レベルに保持
される。
The first, second, and third transistors are:
Functioning as a voltage follower, the emitter potential of the third transistor is not affected by current flowing from the power supply line to the emitter of the third transistor via the second resistor and the first resistor. Thus, the amplification reference voltage generated at the emitter of the third transistor is accurately maintained at a constant level.

【0020】また、上記基準電圧生成回路、上記電圧増
幅回路および上記1次関数電圧生成回路は、半導体ウェ
ハ上に形成された集積回路により構成してもよい。1次
関数電圧の精度は、第1抵抗と第2抵抗との抵抗比に依
存するとともに、第1トランジスタと第3トランジスタ
のベース−エミッタ間電圧の等しい度合いに依存する
が、各トランジスタおよび各抵抗が半導体ウェハ上に形
成された集積回路により構成されているので、抵抗やト
ランジスタの相対的な特性が精度良く一致するものが容
易に得られる。すなわち、抵抗値の比率やベース−エミ
ッタ間電圧を高精度で等しくすることが容易に可能にな
る。これによって、電源電圧の1次関数電圧が精度良く
得られることとなる。
Further, the reference voltage generating circuit, the voltage amplifying circuit and the linear function voltage generating circuit may be constituted by an integrated circuit formed on a semiconductor wafer. The accuracy of the linear function voltage depends on the resistance ratio between the first resistor and the second resistor and also depends on the equal degree of the base-emitter voltage of the first transistor and the third transistor. Is constituted by an integrated circuit formed on a semiconductor wafer, and therefore, the one in which the relative characteristics of the resistor and the transistor accurately match can be easily obtained. That is, it is possible to easily make the resistance ratio and the base-emitter voltage equal with high accuracy. As a result, a linear function voltage of the power supply voltage can be obtained with high accuracy.

【0021】また、上記電源部は、車載バッテリとオル
タネータとの並列回路でも、車載バッテリ単独でもよ
い。
The power supply unit may be a parallel circuit of a vehicle-mounted battery and an alternator, or may be a vehicle-mounted battery alone.

【0022】また、本発明は、上記電圧発生回路と、こ
の電圧発生回路から出力される上記1次関数電圧に応じ
た判定レベルにより負荷に流れる負荷電流のレベルが過
電流であるか否かを判定する過電流判定手段とを備えた
ものである。
Further, the present invention provides the above-mentioned voltage generating circuit, and whether or not the level of the load current flowing to the load is an overcurrent based on a judgment level according to the linear function voltage outputted from the voltage generating circuit. And an overcurrent judging means for judging.

【0023】この構成によれば、上記電圧発生回路から
出力される上記1次関数電圧に応じた判定レベルにより
負荷電流のレベルが過電流であるか否かが判定されるこ
とにより、電源部から出力される電源電圧が変動すると
判定レベルも変動するので、過電流であるか否かの判定
が好適に行われる。
According to this configuration, it is determined whether or not the level of the load current is an overcurrent based on the determination level corresponding to the linear function voltage output from the voltage generation circuit, so that the power supply unit determines When the output power supply voltage fluctuates, the determination level also fluctuates, so that it is appropriately determined whether or not an overcurrent occurs.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係る電圧発生回路
の一実施形態の回路図、図2は図1の基準電圧生成回路
5の構成を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a voltage generating circuit according to the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a reference voltage generating circuit 5 of FIG.

【0025】この電圧発生回路10は、図1に示すよう
に、電流バイアス回路1と、電圧増幅回路2と、1次関
数電圧生成回路3と、バッファ回路4と、基準電圧生成
回路5とからなり、電源部20から電源ライン6に出力
される電源電圧VBの1次関数電圧VOを出力端子11に
発生するものである。
As shown in FIG. 1, the voltage generation circuit 10 includes a current bias circuit 1, a voltage amplification circuit 2, a linear function voltage generation circuit 3, a buffer circuit 4, and a reference voltage generation circuit 5, it is intended to generate a linear function voltage VO of the power supply voltage V B output from the power supply unit 20 to the power supply line 6 to the output terminal 11.

【0026】電流バイアス回路1において、NPNトラ
ンジスタQ11aのコレクタが電源ライン6に接続さ
れ、ベースがNPNトランジスタQ11bのベースに接
続され、エミッタがNPNトランジスタQ12のベース
に接続されるとともに、抵抗R11を介して接地されて
いる。トランジスタQ11bのコレクタは、ベースに接
続されるとともに、抵抗R12を介して電源ライン6に
接続されており、エミッタは、トランジスタQ12のコ
レクタ及びNPNトランジスタQ13のベースに接続さ
れている。トランジスタQ12のエミッタは接地されて
いる。
In the current bias circuit 1, the collector of the NPN transistor Q11a is connected to the power supply line 6, the base is connected to the base of the NPN transistor Q11b, the emitter is connected to the base of the NPN transistor Q12, and via the resistor R11. Grounded. The collector of the transistor Q11b is connected to the base while being connected to the power supply line 6 via the resistor R12, and the emitter is connected to the collector of the transistor Q12 and the base of the NPN transistor Q13. The emitter of the transistor Q12 is grounded.

【0027】PNPトランジスタQ14aのエミッタは
電源ライン6に接続され、ベースはコレクタに接続され
るとともに、PNPトランジスタQ14bのベースおよ
びトランジスタQ13のコレクタに接続されている。ト
ランジスタQ13のエミッタは抵抗R13を介して接地
されている。トランジスタQ14bのエミッタは電源ラ
イン6に接続され、コレクタは抵抗R14を介してNP
NトランジスタQ15のコレクタおよびベースに接続さ
れている。トランジスタQ15のエミッタは接地されて
いる。
The emitter of PNP transistor Q14a is connected to power supply line 6, the base is connected to the collector, and the base of PNP transistor Q14b and the collector of transistor Q13. The emitter of the transistor Q13 is grounded via the resistor R13. The emitter of transistor Q14b is connected to power supply line 6, and the collector is NP via resistor R14.
It is connected to the collector and base of N transistor Q15. The emitter of the transistor Q15 is grounded.

【0028】電圧増幅回路2において、PNPトランジ
スタQ21aのエミッタは抵抗R21aを介して電源ラ
イン6に接続され、ベースはコレクタに接続されるとと
もに、PNPトランジスタQ21bのベースに接続さ
れ、さらにNPNトランジスタQ22aのコレクタに接
続されている。トランジスタQ22aのベースは抵抗R
22aを介して基準電圧生成回路の出力端子51に接続
され、エミッタはNPNトランジスタQ22bのエミッ
タに接続されるとともに、抵抗R23を介して接地され
ている。
In the voltage amplifier circuit 2, the emitter of the PNP transistor Q21a is connected to the power supply line 6 via the resistor R21a, the base is connected to the collector, the base is connected to the base of the PNP transistor Q21b, and the NPN transistor Q22a Connected to collector. The base of the transistor Q22a is a resistor R
The emitter is connected to the output terminal 51 of the reference voltage generating circuit via 22a, the emitter is connected to the emitter of the NPN transistor Q22b, and is grounded via the resistor R23.

【0029】トランジスタQ21bのエミッタは抵抗R
21bを介して電源ライン6に接続され、コレクタはト
ランジスタQ22bのコレクタに接続されるとともに、
NPNトランジスタQ23のベースに接続されている。
トランジスタQ22aのコレクタとトランジスタQ22
bのコレクタとの間には、発振防止用のコンデンサC2
1が接続されている。
The emitter of the transistor Q21b is a resistor R
21b, the collector is connected to the power supply line 6, and the collector is connected to the collector of the transistor Q22b.
It is connected to the base of NPN transistor Q23.
The collector of the transistor Q22a and the transistor Q22
b, a capacitor C2 for preventing oscillation.
1 is connected.

【0030】トランジスタQ22bのベースは抵抗R2
2bの一端に接続され、抵抗R22bの他端は、抵抗R
24を介して接地されるとともに、抵抗R25を介して
トランジスタQ23のエミッタ(出力部)に接続されて
いる。すなわち抵抗R22bの他端は、直列接続された
抵抗R24,R25の接続点に接続されている。トラン
ジスタQ23のエミッタ(出力部)は、さらに、1次関
数電圧生成回路3のNPNトランジスタ(第1トランジ
スタ)Q1のベースに接続され、トランジスタQ23の
コレクタは電源ライン6に接続されている。
The base of the transistor Q22b is connected to a resistor R2.
2b, and the other end of the resistor R22b is connected to a resistor R22.
24, and is connected to the emitter (output unit) of the transistor Q23 via a resistor R25. That is, the other end of the resistor R22b is connected to a connection point of the resistors R24 and R25 connected in series. The emitter (output section) of the transistor Q23 is further connected to the base of an NPN transistor (first transistor) Q1 of the linear function voltage generation circuit 3, and the collector of the transistor Q23 is connected to the power supply line 6.

【0031】この電圧増幅回路2において、トランジス
タQ21a,Q21b,Q22a,Q22bと抵抗R2
1a,R21b,R22a,R22b,R23とによっ
て、差動増幅部21が構成され、トランジスタQ23と
抵抗R24,R25とによって、抵抗増幅部22が構成
されている。トランジスタQ21aとトランジスタQ2
1b、トランジスタQ22aとトランジスタQ22b
は、それぞれ、互いに特性の等しい素子が採用されてい
る。また、抵抗R21aと抵抗R21b、抵抗R22a
と抵抗R22bは、それぞれ、互いに抵抗値の等しい素
子が採用されている。
In this voltage amplifying circuit 2, transistors Q21a, Q21b, Q22a, Q22b and a resistor R2
1a, R21b, R22a, R22b, and R23 form a differential amplifier 21, and the transistor Q23 and the resistors R24 and R25 form a resistance amplifier 22. Transistor Q21a and transistor Q2
1b, transistor Q22a and transistor Q22b
Employ elements having the same characteristics. Further, the resistors R21a and R21b and the resistor R22a
Elements each having the same resistance value are adopted as the resistance R22b.

【0032】1次関数電圧生成回路3において、トラン
ジスタQ1のコレクタは電源ライン6に接続され、エミ
ッタは、NPNトランジスタ(第2トランジスタ)Q2
のコレクタに接続されるとともに、PNPトランジスタ
(第3トランジスタ)Q3のベースに接続されている。
トランジスタQ2のベースはトランジスタQ15のコレ
クタに接続され、エミッタは接地されている。トランジ
スタQ3のコレクタは接地され、エミッタは抵抗(第1
抵抗)R1および抵抗(第2抵抗)R2からなる直列回
路を介して電源ライン6に接続されている。抵抗R1,
R2の接続点は、抵抗R42aを介してバッファ回路4
のNPNトランジスタQ42aのベースに接続されてい
る。
In the linear function voltage generating circuit 3, the collector of the transistor Q1 is connected to the power supply line 6, and the emitter is an NPN transistor (second transistor) Q2.
And the base of a PNP transistor (third transistor) Q3.
The base of transistor Q2 is connected to the collector of transistor Q15, and the emitter is grounded. The collector of the transistor Q3 is grounded, and the emitter is a resistor (first
The power supply line 6 is connected to a power supply line 6 via a series circuit including a resistance R1 and a resistance (second resistance) R2. Resistance R1,
The connection point of R2 is connected to the buffer circuit 4 via the resistor R42a.
Is connected to the base of the NPN transistor Q42a.

【0033】バッファ回路4において、PNPトランジ
スタQ41aのエミッタは抵抗R41aを介して電源ラ
イン6に接続され、ベースはコレクタに接続されるとと
もに、PNPトランジスタQ41bのベースに接続さ
れ、さらにトランジスタQ42aのコレクタに接続され
ている。トランジスタQ42aのエミッタはNPNトラ
ンジスタQ42bのエミッタに接続されるとともに、N
PNトランジスタQ43のコレクタに接続されている。
トランジスタQ41bのエミッタは抵抗R41bを介し
て電源ライン6に接続され、コレクタは、トランジスタ
Q42bのコレクタに接続されるとともに、NPNトラ
ンジスタQ44のベースに接続されている。トランジス
タQ42aのコレクタとトランジスタQ42bのコレク
タとの間には、発振防止用のコンデンサC41が接続さ
れている。トランジスタQ42bのベースは抵抗R42
bの一端に接続され、抵抗R42bの他端は、トランジ
スタQ44のエミッタと、NPNトランジスタQ45の
コレクタと、出力端子11とに接続されている。トラン
ジスタQ43,Q45のベースは、いずれもトランジス
タQ15のコレクタに接続され、エミッタは、いずれも
接地されている。トランジスタQ44のコレクタは、電
源ライン6に接続されている。
In the buffer circuit 4, the emitter of the PNP transistor Q41a is connected to the power supply line 6 via the resistor R41a, the base is connected to the collector, and the base of the PNP transistor Q41b is connected to the collector of the transistor Q42a. It is connected. The emitter of transistor Q42a is connected to the emitter of NPN transistor Q42b.
It is connected to the collector of PN transistor Q43.
The emitter of transistor Q41b is connected to power supply line 6 via resistor R41b, and the collector is connected to the collector of transistor Q42b and to the base of NPN transistor Q44. A capacitor C41 for preventing oscillation is connected between the collector of the transistor Q42a and the collector of the transistor Q42b. The base of the transistor Q42b is a resistor R42.
The other end of the resistor R42b is connected to the emitter of the transistor Q44, the collector of the NPN transistor Q45, and the output terminal 11. The bases of the transistors Q43 and Q45 are both connected to the collector of the transistor Q15, and the emitters are both grounded. The collector of the transistor Q44 is connected to the power supply line 6.

【0034】図2において、基準電圧生成回路5は、P
NPトランジスタQ51、NPNトランジスタQ52〜
Q55及びダイオードD51などを備え、公知のバンド
ギャップリファレンス回路を構成しており、出力端子5
1から所定レベルの基準電圧VRを出力するものである。
In FIG. 2, the reference voltage generation circuit 5
NP transistor Q51, NPN transistor Q52 ~
A known bandgap reference circuit is provided with Q55 and a diode D51, and the like.
1 and outputs a predetermined level of reference voltage V R.

【0035】バンドギャップリファレンス回路は、半導
体(一般的にはシリコン)のエネルギーバンドギャップ電
圧が材料によって定まっているため、これを基準電圧と
して利用したもので、シリコンのエネルギーバンドギャ
ップ電圧は1.205Vであり、これによって、VR=1.205V
になっている。
The bandgap reference circuit uses the energy bandgap voltage of the semiconductor (generally silicon) as a reference voltage because the energy bandgap voltage is determined by the material. The energy bandgap voltage of silicon is 1.205V. Yes, this by, V R = 1.205V
It has become.

【0036】基準電圧生成回路5のトランジスタQ51
のエミッタは抵抗を介して、電源部20及びダイオード
D51のアノードに接続され、ベースはダイオードD5
1のカソードに接続されるとともに、抵抗を介して接地
され、コレクタはトランジスタQ52のベース及びトラ
ンジスタQ55のコレクタに接続されている。このトラ
ンジスタQ51は、ダイオードD51及び抵抗の直列回
路からなるバイアス電圧回路により定電流源を構成して
いる。
Transistor Q51 of reference voltage generating circuit 5
Is connected to the power supply unit 20 and the anode of the diode D51 via a resistor, and the base is connected to the diode D5.
1 and grounded via a resistor, and the collector is connected to the base of transistor Q52 and the collector of transistor Q55. The transistor Q51 forms a constant current source by a bias voltage circuit including a series circuit of a diode D51 and a resistor.

【0037】トランジスタQ52のコレクタは電源部2
0に接続され、エミッタは出力端子51に接続されてい
る。トランジスタQ53のコレクタはベースに接続され
るとともに、抵抗を介して出力端子51に接続され、ベ
ースはトランジスタQ54のベースに接続され、エミッ
タは接地されている。トランジスタQ54のコレクタは
トランジスタQ55のベースに接続されるとともに、抵
抗を介して出力端子51に接続され、エミッタは抵抗を
介して接地されている。トランジスタQ55のエミッタ
は接地されている。
The collector of the transistor Q52 is connected to the power supply 2
0 and the emitter is connected to the output terminal 51. The collector of the transistor Q53 is connected to the base, connected to the output terminal 51 via a resistor, the base is connected to the base of the transistor Q54, and the emitter is grounded. The collector of the transistor Q54 is connected to the base of the transistor Q55, connected to the output terminal 51 via a resistor, and the emitter is grounded via a resistor. The emitter of transistor Q55 is grounded.

【0038】次に、図1を参照しながら、以上のように
構成された電圧発生回路10の動作について説明する。
Next, the operation of the voltage generation circuit 10 configured as described above will be described with reference to FIG.

【0039】電流バイアス回路1において、電源電圧VB
のレベルに依存しない基準電流I0が抵抗R14に流れ、
トランジスタQ15とともにカレントミラー回路を構成
するトランジスタQ2,Q43,Q45のコレクタにも
同一レベルの電流I1,I2,I3が流れる。すなわち、I0
I1=I2=I3となる。
In the current bias circuit 1, the power supply voltage V B
A reference current I 0 that does not depend on the level of
Currents I 1 , I 2 , and I 3 at the same level also flow through the collectors of transistors Q 2, Q 43, and Q 45 that form a current mirror circuit together with transistor Q 15. That is, I 0 =
I 1 = I 2 = I 3 .

【0040】一方、電圧増幅回路2の差動増幅部21に
おいて、抵抗R21a,R21bの抵抗値が等しく、ト
ランジスタQ21a,Q21bがカレントミラー回路を
構成しており、これによって、トランジスタQ21aの
エミッタ電流I21とトランジスタQ21bのエミッタ電
流I22との関係は、I21=I22になる。また、トランジス
タQ22aのベース電位V21によって決まるトランジス
タQ22aのエミッタ電流I23によってコレクタ電流I21
が決まり、I23≒I21となる。
On the other hand, in the differential amplifying section 21 of the voltage amplifying circuit 2, the resistances of the resistors R21a and R21b are equal, and the transistors Q21a and Q21b form a current mirror circuit. the relationship between the emitter current I 22 of 21 and the transistor Q21b will I 21 = I 22. Further, the collector current I 21 is determined by the emitter current I 23 of the transistor Q22a determined by the base potential V 21 of the transistor Q22a.
Is determined, and I 23 ≒ I 21 .

【0041】ここで、図1に示すように、トランジスタ
Q22bのベース電位をV22、抵抗R24,R25の接
続点の電位をV23、トランジスタQ22bのエミッタ電
流をI 24、トランジスタQ21bのコレクタからトラン
ジスタQ23のベースに流れる電流をI25とする。
Here, as shown in FIG.
The base potential of Q22b is Vtwenty two, Connection of resistors R24 and R25
Set the potential at the connection point to Vtwenty three, The emitter voltage of the transistor Q22b
Flow I twenty fourFrom the collector of the transistor Q21b.
The current flowing through the base of thetwenty fiveAnd

【0042】このとき、V21>V22になると、I23>I24
なるので電流I25が増大する。従って、トランジスタQ
23のエミッタ電流が増大するため、抵抗R24での電
圧降下が増大するので電位V23が上昇し、これによって
電位V22が上昇する。
At this time, if V 21 > V 22 , then I 23 > I 24 , so that the current I 25 increases. Therefore, transistor Q
Since the emitter current of 23 increases, the voltage drop at the resistor R24 increases the potential V 23 rises, whereby the potential V 22 rises.

【0043】一方、V21<V22になると、トランジスタQ
22aのエミッタ電流I23より大きい電流をトランジス
タQ22bがコレクタ電流で引こうとするので、電流I
25が減少する。従って、トランジスタQ23のエミッタ
電流が減少するため、抵抗R24での電圧降下が減少す
るので電位V23が下降し、これによって電位V22が下降す
る。
On the other hand, when V 21 <V 22 , the transistor Q
The emitter current I 23 is greater than the current of 22a since the transistor Q22b is going to draw in the collector current, current I
25 is reduced. Therefore, since the emitter current of the transistor Q23 decreases, the voltage drop across the resistor R24 and the potential V 23 is lowered due to the reduced, whereby the potential V 22 is lowered.

【0044】以上の作用によって、常にV21=V22となる
ように調整される。ここで、抵抗R22a,R22bの
抵抗値が互いに等しいので、VR=V23となる。従って、
抵抗R22bの他端、すなわち抵抗R24,R25の接
続点に、基準電圧生成回路5の出力端子51と同一レベ
ルの電圧VRが生成される。
By the above operation, the adjustment is always made so that V 21 = V 22 . Here, since the resistance values of the resistors R22a and R22b are equal to each other, V R = V 23 . Therefore,
The other end of the resistor R22b, i.e. the connecting point of the resistors R24, R25, the voltage V R of the same level as the output terminal 51 of the reference voltage generating circuit 5 is generated.

【0045】従って、トランジスタQ23のエミッタ
(出力部)には、下記式(1)に示すような、基準電圧VR
が増幅された増幅基準電圧VAが出力される。 VA=VR・(R24+R25)/R24 …(1) ただし、R24,R25は、抵抗R24,R25の抵抗値であ
る。
Accordingly, the reference voltage V R as shown in the following equation (1) is applied to the emitter (output section) of the transistor Q23.
Is output as the amplified reference voltage VA . V A = V R · (R 24 + R 25 ) / R 24 (1) where R 24 and R 25 are resistance values of the resistors R 24 and R 25 .

【0046】トランジスタQ2のベースには一定電圧が
常に印加されており、上述したように、トランジスタQ
2は、一定電流I1を流す定電流源として動作している。
そこで、トランジスタQ1のベースに入力された電圧VA
から、トランジスタQ1のベース−エミッタ間電圧VBE1
分だけ降下した電圧(VA−VBE1)が、トランジスタQ3の
ベースに印加される。従って、トランジスタQ3のエミ
ッタの電位は、ベース電位よりベース−エミッタ間電圧
VBE3分だけ高くなるので、(VA−VBE1+VBE3)になる。
A constant voltage is constantly applied to the base of the transistor Q2.
2, operating as a constant current source for supplying a constant current I 1.
Therefore, the voltage V A input to the base of the transistor Q1
From the base-emitter voltage V BE1 of the transistor Q1
The voltage (V A -V BE1 ) dropped by the amount is applied to the base of the transistor Q3. Therefore, the potential of the emitter of the transistor Q3 is higher than the base potential by the base-emitter voltage.
Since it is higher by V BE3, it becomes (V A −V BE1 + V BE3 ).

【0047】ここで、トランジスタQ3として、そのベ
ース−エミッタ間電圧VBE3が、VBE3=VBE1であるものを
採用することにより、トランジスタQ3のエミッタ電位
は、トランジスタQ1のベースと同レベルのVAになる。
この関係は、ベース−エミッタ間電圧が一定になるリニ
ア領域でトランジスタQ1,Q3が動作しているときに
得られ、トランジスタ増幅率の絶対値には影響されな
い。
Here, the transistor Q3 whose base-emitter voltage V BE3 satisfies V BE3 = V BE1 is employed, so that the emitter potential of the transistor Q3 is the same level as the base of the transistor Q1. Become A.
This relationship is obtained when the transistors Q1 and Q3 are operating in a linear region where the base-emitter voltage is constant, and is not affected by the absolute value of the transistor amplification factor.

【0048】一方、バッファ回路4は、出力端子11か
ら外部回路への電流供給能力を向上させるためのもの
で、上述した電圧増幅回路2の差動増幅部21と同様の
作用によって、出力端子11の出力電圧VOは、抵抗R
1,R2の接続点の電位に等しくなる。
On the other hand, the buffer circuit 4 is for improving the current supply capability from the output terminal 11 to the external circuit, and operates in the same manner as the differential amplifier 21 of the voltage amplifier circuit 2 described above. The output voltage V O of the resistor R
It becomes equal to the potential of the connection point between R1 and R2.

【0049】従って、出力電圧VOは、トランジスタQ3
のエミッタ電位VAと、電源ライン6の電源電圧VBとを、
抵抗(第1抵抗)R1と抵抗(第2抵抗)R2とで分割
した値になり、式(2)で表わされる。 VO=(VB−VA)・R1/(R1+R2)+VA =VB・R1/(R1+R2)+VA・R2/(R1+R2) …(2) ただし、R1,R2は、抵抗R1,R2の抵抗値である。こ
の式(2)により、出力電圧VOは、抵抗値R1,R2が極端に
大きく、または小さくない限り、その比率に依存し、絶
対値には依存しないことが分かる。
Therefore, the output voltage V O is the same as that of the transistor Q3
Of the emitter potential V A, the power supply line 6 and the power supply voltage V B,
The value is divided by the resistance (first resistance) R1 and the resistance (second resistance) R2, and is represented by Expression (2). V O = (V B −V A ) · R 1 / (R 1 + R 2 ) + V A = V B · R 1 / (R 1 + R 2 ) + V A · R 2 / (R 1 + R 2 )… (2 Here, R 1 and R 2 are resistance values of the resistors R 1 and R 2 . According to the equation (2), it is understood that the output voltage V O depends on the ratio and does not depend on the absolute value unless the resistance values R 1 and R 2 are extremely large or small.

【0050】式(2)に式(1)を代入すると、 となり、出力電圧VOとして、電源電圧VBの1次関数電圧
が得られる。
By substituting equation (1) into equation (2), Next, as an output voltage V O, 1 linear function voltage of the power supply voltage V B can be obtained.

【0051】このように、本実施形態によれば、オペア
ンプを用いることなく、トランジスタと抵抗を有する簡
単な電子回路によって、電源部20から出力される電源
電圧VBの1次関数電圧VOを得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the linear function voltage V O of the power supply voltage V B output from the power supply unit 20 can be obtained by a simple electronic circuit having a transistor and a resistor without using an operational amplifier. Obtainable.

【0052】また、この1次関数電圧VOの精度は、抵抗
値やトランジスタ増幅率などの抵抗やトランジスタの絶
対的な精度ではなく、一対で構成される各素子間の相対
的な精度によって決まる。すなわち、式(3)に示すよう
に、抵抗R24,R25の抵抗比R24/R25や、抵抗R
1,R2の抵抗比R1/R2を高精度にすることによって、
式(3)の右辺第1項の電源電圧VBの係数や、その右辺第
2項を高精度なものにすることができる。
The accuracy of the linear function voltage V O is determined not by the absolute accuracy of a resistor or a transistor such as a resistance value or a transistor amplification factor but by the relative accuracy between each pair of elements. . That is, as shown in equation (3), the resistance ratio R 24 / R 25 of the resistors R 24 and R 25 and the resistance R
By 1, R2 of the resistance ratio R 1 / R 2 with high precision,
And the coefficient of the power supply voltage V B of the first term of the right side of the equation (3) can be the second term on the right side to those high precision.

【0053】また、上述したように、トランジスタQ
1,Q3のベース−エミッタ間電圧を等しくすることに
より、トランジスタQ1のベース電位とトランジスタQ
3のエミッタ電位を等しくすることができ、これによっ
て、1次関数電圧VOを高精度なものにすることができ
る。
As described above, the transistor Q
By making the base-emitter voltages of Q1 and Q3 equal, the base potential of transistor Q1 and
3 can be equalized, whereby the linear function voltage V O can be made highly accurate.

【0054】また、電源部20として、特に、定格DC12
(V)でありながら実際の使用環境では出力電圧が6〜16
(V)程度の範囲で変動する電源電圧の変動幅が大きい車
載バッテリとオルタネータとの並列回路又は車載バッテ
リを採用した場合でも、電源部20から出力される電源
電圧VBの1次関数電圧VOを精度良く得ることができる。
The power supply section 20 has a rated DC12
(V), but the output voltage is 6 to 16 in actual use environment.
Even when employing a parallel circuit or vehicle battery of the vehicle battery and alternator variation width is large supply voltage that varies in a range of about (V), 1 linear function voltage V of the power supply voltage V B output from the power supply unit 20 O can be obtained with high accuracy.

【0055】なお、上記実施形態において、図1の電圧
発生回路10は、図1、図2に示す抵抗およびトランジ
スタが半導体ウェハ上に形成された集積回路(Integrat
ed Circuit、以下「IC」という。)により構成するよ
うにしてもよい。
In the above embodiment, the voltage generating circuit 10 shown in FIG. 1 is an integrated circuit (Integrat) in which the resistors and transistors shown in FIGS. 1 and 2 are formed on a semiconductor wafer.
ed Circuit, hereinafter referred to as “IC”. ).

【0056】ここで、ICにおける素子の特性のばらつ
きについて説明する。ICは、半導体(一般にはシリコ
ン)のインゴットから切り出された1枚のウェハ上に公
知の回路形成工程によって多数の同一回路を形成した後
に、回路(チップ)毎にダイシングしてモールドするこ
とによって製造される。
Here, the variation in the characteristics of the elements in the IC will be described. An IC is manufactured by forming a large number of identical circuits on a single wafer cut out of a semiconductor (generally silicon) ingot by a known circuit forming process, and then dicing and molding each circuit (chip). Is done.

【0057】従って、ICにおける素子の特性のばらつ
きは、1枚のウェハ内部のチップ間で発生するばらつき
と、ウェハ間のばらつきと、ウェハを切り出したインゴ
ット間のばらつきとに分けることができる。
Therefore, variations in the characteristics of elements in an IC can be divided into variations occurring between chips within one wafer, variations between wafers, and variations between ingots obtained by cutting wafers.

【0058】ICにおける素子の特性のばらつきは、回
路形成工程におけるばらつき、すなわちエッチング工程
のばらつき、露光工程のばらつき、不純物拡散工程の拡
散度合いのばらつき、各工程における温度のばらつきな
どの要因によって生じる。
Variations in the characteristics of elements in an IC are caused by factors such as variations in a circuit forming process, that is, variations in an etching process, variations in an exposure process, variations in the degree of diffusion in an impurity diffusion process, and variations in temperature in each process.

【0059】このうちで、上記ばらつき要因であるエッ
チング、露光、不純物拡散の各工程はウェハ毎に行わ
れ、同一ウェハでは各工程の温度も同一であるので、1
枚のウェハ内部のチップ間では、特性のばらつきが生じ
にくい。特に、同一チップ内で近接して形成される素子
間におけるばらつきは、殆ど無視することができる。
Of these, the steps of etching, exposure, and impurity diffusion, which are the causes of the above-mentioned variations, are performed for each wafer, and the same wafer has the same temperature in each step.
Variations in characteristics are unlikely to occur between chips inside a single wafer. In particular, variations between elements formed close to each other in the same chip can be almost ignored.

【0060】ここで、ICで構成された形態の電圧発生
回路10において、符号にa,bを付した素子の関係
(例えば抵抗R21aと抵抗R21b、トランジスタQ
21aとトランジスタQ21bなど)、1次関数電圧生
成回路3におけるトランジスタQ1とトランジスタQ3
の関係、電圧増幅回路2における抵抗R24と抵抗R2
5の関係、1次関数電圧生成回路3における抵抗(第1
抵抗)R1と抵抗(第2抵抗)R2の関係は、それぞれ
ウェハ内部の同一チップにおいて近接して形成された素
子の関係に当たる。
Here, in the voltage generation circuit 10 configured by an IC, the relationship between the elements denoted by a and b (for example, the resistors R21a and R21b, the transistor Q
21a and the transistor Q21b) The transistor Q1 and the transistor Q3 in the linear function voltage generating circuit 3
, The resistor R24 and the resistor R2 in the voltage amplifier circuit 2.
5, the resistance in the linear function voltage generation circuit 3 (first
The relationship between the resistor R1 and the resistor (second resistor) R2 corresponds to the relationship between elements formed close to each other on the same chip inside the wafer.

【0061】従って、トランジスタQ1とトランジスタ
Q3の特性の相対的なばらつき、抵抗R24と抵抗R2
5の抵抗値の相対的なばらつき、抵抗R1と抵抗R2の
抵抗値の相対的なばらつきは、それぞれ非常に低いレベ
ルにすることができる。
Therefore, the relative variations in the characteristics of the transistor Q1 and the transistor Q3, the resistance R24 and the resistance R2
The relative variation of the resistance value of the resistor 5 and the relative variation of the resistance values of the resistor R1 and the resistor R2 can be set to very low levels.

【0062】これによって、トランジスタQ1,Q3の
特性を精度よく一致させ、抵抗R24,R25の抵抗値
の比率及び抵抗R1,R2の抵抗値の比率を精度よく一
定値にすることができ、極めて相対的なばらつきの小さ
い高精度の電圧発生回路10を容易に得ることができ
る。
As a result, the characteristics of the transistors Q1 and Q3 can be accurately matched, and the ratio of the resistance values of the resistors R24 and R25 and the ratio of the resistance values of the resistors R1 and R2 can be accurately set to a constant value. It is possible to easily obtain a high-precision voltage generating circuit 10 with small variation.

【0063】一方、電圧発生回路10をディスクリート
の抵抗やトランジスタにより構成して同等の精度を得よ
うとすると、各素子の選別を行って抵抗値などの特性を
揃える必要があるために、非常な手間を要することにな
り、製造効率が低下することとなる。
On the other hand, if the voltage generation circuit 10 is constituted by discrete resistors and transistors to obtain the same accuracy, it is necessary to select each element to make the characteristics such as the resistance value uniform. This requires time and effort, resulting in reduced manufacturing efficiency.

【0064】これに対して、本形態によれば、電圧発生
回路10をICにより構成することによって、上述した
ように、電源電圧の1次関数電圧を高精度に得ることが
可能な電圧発生回路を容易に実現することができる。ま
た、電圧発生回路10を小型化することができる。
On the other hand, according to the present embodiment, as described above, the voltage generating circuit 10 can be obtained with high accuracy by obtaining the linear function voltage of the power supply voltage by forming the voltage generating circuit 10 by an IC. Can be easily realized. Further, the voltage generation circuit 10 can be downsized.

【0065】また、基準電圧生成回路5を構成するバン
ドギャップリファレンス回路の回路構成は、上記実施形
態の図2に示したものに限られず、他の回路構成を採用
してもよい。
The circuit configuration of the bandgap reference circuit constituting the reference voltage generation circuit 5 is not limited to the one shown in FIG. 2 of the above embodiment, and another circuit configuration may be adopted.

【0066】図3は本発明に係る電流監視回路の一実施
形態を示すブロック図で、自動車の電力供給回路に適用
した例を示している。
FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of a current monitoring circuit according to the present invention, and shows an example in which the present invention is applied to a power supply circuit of an automobile.

【0067】図3において、電源部20は車載バッテリ
からなり、この電源部20が電気接続箱91に接続さ
れ、この電気接続箱91を介して電源部20がスタータ
モータ92やオルタネータ93に接続されている。電気
接続箱91には、ヒュージブルリンクや小容量のヒュー
ズが収容されるとともに、電圧発生回路10、過電流判
定手段94および電流遮断部95が収容され、過電流判
定手段94は電流遮断部95と電気的に接続されてい
る。
In FIG. 3, the power supply unit 20 is composed of a vehicle-mounted battery. The power supply unit 20 is connected to an electric connection box 91. The power supply unit 20 is connected to a starter motor 92 and an alternator 93 via the electric connection box 91. ing. The electric connection box 91 houses a fusible link and a small-capacity fuse, and also houses the voltage generating circuit 10, the overcurrent judging means 94, and the current interrupting section 95. Is electrically connected to

【0068】過電流判定手段94は、電圧発生回路10
から出力される1次関数電圧VOのレベルに応じた判定レ
ベルにより負荷96に流れる負荷電流のレベルが過電流
であるか否かを判定する機能を有している。また、過電
流判定手段94は、過電流と判定したときにその旨の警
告信号を出力する警告信号出力手段としての機能を有し
ている。電流遮断部95は、過電流判定手段94から出
力される警告信号によって当該負荷96に流れる電流を
遮断する負荷電流遮断手段としての機能を有する。
The overcurrent judging means 94 includes the voltage generating circuit 10
Has a function of determining whether or not the level of the load current flowing through the load 96 is an overcurrent based on a determination level corresponding to the level of the linear function voltage V O output from the controller. The overcurrent judging means 94 has a function as a warning signal outputting means for outputting a warning signal when the overcurrent is judged. The current cutoff unit 95 has a function as a load current cutoff unit that cuts off a current flowing through the load 96 by a warning signal output from the overcurrent determination unit 94.

【0069】このように、本実施形態によれば、電圧発
生回路10から出力される1次関数電圧VOのレベルに応
じた判定レベルにより負荷96に流れる負荷電流のレベ
ルが過電流であるか否かを判定しているので、バッテリ
9から出力される電源電圧VBが変動すると判定レベルも
変動するので、過電流であるか否かを好適に判定するこ
とができる。
As described above, according to the present embodiment, whether the level of the load current flowing through the load 96 is an overcurrent based on the determination level corresponding to the level of the linear function voltage V O output from the voltage generation circuit 10 is determined. since determine whether, since the power supply voltage V B output from the battery 9 varies also determine the level fluctuates, it is possible to suitably determine whether or not the overcurrent.

【0070】なお、電圧発生回路10をICにより構成
することによって、上述したように、電源電圧の1次関
数電圧を高精度に得ることが可能な電圧発生回路を容易
に実現することができ、これによって、負荷電流を精度
良く監視することができる電流監視回路を実現できる。
また、電圧発生回路10を小型化することができ、これ
によって、電気接続箱91内の占有スペースを低減し、
電気接続箱91の小型化を図ることができる。
By forming the voltage generation circuit 10 by an IC, as described above, a voltage generation circuit capable of obtaining a linear function voltage of the power supply voltage with high accuracy can be easily realized. As a result, a current monitoring circuit that can accurately monitor the load current can be realized.
Further, the voltage generation circuit 10 can be reduced in size, thereby reducing the space occupied in the electric junction box 91,
The size of the electric connection box 91 can be reduced.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電源部から電源ラインに出力される電源電圧に基づいて
所定レベルの基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、
複数のトランジスタおよび複数の抵抗を有し、上記基準
電圧を増幅した増幅基準電圧を出力部に出力する電圧増
幅回路と、上記増幅基準電圧と上記電源電圧とから上記
電源電圧の1次関数に相当する電圧である1次関数電圧
を生成する1次関数電圧生成回路とを備え、上記基準電
圧生成回路は、バンドギャップリファレンス回路により
構成されたもので、上記1次関数電圧生成回路は、NP
Nトランジスタからなる第1トランジスタと、NPNト
ランジスタからなる第2トランジスタと、PNPトラン
ジスタからなり、ベース−エミッタ間電圧が上記第1ト
ランジスタにほぼ等しい第3トランジスタと、第1抵抗
と、第2抵抗とから構成され、上記第1トランジスタの
ベースは上記電圧増幅回路の出力部に接続され、当該第
1トランジスタのコレクタは上記電源ラインに接続さ
れ、当該第1トランジスタのエミッタは上記第2トラン
ジスタのコレクタ及び上記第3トランジスタのベースに
接続されており、上記第2トランジスタのベースには所
定のバイアス電圧が印加され、当該第2トランジスタの
エミッタは接地されており、上記第3トランジスタのコ
レクタは接地され、当該第3トランジスタのエミッタは
上記第1抵抗及び上記第2抵抗からなる直列回路を介し
て上記電源ラインに接続されており、上記第1抵抗及び
上記第2抵抗の接続点に上記1次関数電圧が生成される
ものであるとしたので、簡素な回路構成により電源電圧
の1次関数電圧を生成することができる。
As described above, according to the present invention,
A reference voltage generation circuit that generates a reference voltage of a predetermined level based on a power supply voltage output to a power supply line from a power supply unit;
A voltage amplifier circuit having a plurality of transistors and a plurality of resistors and outputting an amplified reference voltage obtained by amplifying the reference voltage to an output unit; and a linear function of the power supply voltage based on the amplified reference voltage and the power supply voltage. A first-order function voltage generation circuit that generates a first-order function voltage, the reference voltage generation circuit including a band gap reference circuit, and the first-order function voltage generation circuit including an NP
A first transistor including an N transistor, a second transistor including an NPN transistor, and a third transistor including a PNP transistor and having a base-emitter voltage substantially equal to the first transistor; a first resistor; and a second resistor. Wherein the base of the first transistor is connected to the output of the voltage amplifier circuit, the collector of the first transistor is connected to the power supply line, the emitter of the first transistor is the collector of the second transistor, Connected to the base of the third transistor, a predetermined bias voltage is applied to the base of the second transistor, the emitter of the second transistor is grounded, the collector of the third transistor is grounded, The emitter of the third transistor is connected to the first resistor and It is connected to the power supply line via a series circuit composed of a second resistor, and the linear function voltage is generated at a connection point between the first resistor and the second resistor. A linear function voltage of a power supply voltage can be generated by a circuit configuration.

【0072】また、上記基準電圧生成回路、上記電圧増
幅回路および上記1次関数電圧生成回路は、半導体ウェ
ハ上に形成された集積回路により構成することにより、
抵抗やトランジスタの相対的な特性が精度良く一致する
ものが容易に得られることから、電源電圧の1次関数電
圧を精度良く得ることができる。
The reference voltage generating circuit, the voltage amplifying circuit and the linear function voltage generating circuit are constituted by an integrated circuit formed on a semiconductor wafer.
A linear function voltage of the power supply voltage can be obtained with high accuracy because a resistor and a transistor whose relative characteristics match accurately can be easily obtained.

【0073】また、本発明によれば、上記電圧発生回路
から出力される上記1次関数電圧に応じた判定レベルに
より負荷に流れる負荷電流のレベルが過電流であるか否
かを判定するようにしたので、電源部から出力される電
源電圧が変動すると判定レベルも変動することから、過
電流であるか否かの判定を好適に行うことができる。
Further, according to the present invention, whether or not the level of the load current flowing through the load is an overcurrent is determined based on the determination level according to the linear function voltage output from the voltage generation circuit. Therefore, when the power supply voltage output from the power supply unit fluctuates, the determination level also fluctuates, so that it is possible to appropriately determine whether or not an overcurrent occurs.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る電圧発生回路の一実施形態の回路
図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a voltage generation circuit according to the present invention.

【図2】図1の基準電圧生成回路の構成を示す回路図で
ある。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a reference voltage generation circuit of FIG.

【図3】本発明に係る電流監視回路の一実施形態を示す
ブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing one embodiment of a current monitoring circuit according to the present invention.

【図4】従来の課題を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a conventional problem.

【図5】基準電圧を増幅した増幅基準電圧を用いて電源
電圧の1次関数電圧を得る従来の回路図である。
FIG. 5 is a conventional circuit diagram for obtaining a linear function voltage of a power supply voltage using an amplified reference voltage obtained by amplifying a reference voltage.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 電圧増幅回路 3 1次関数電圧生成回路 5 基準電圧生成回路 10 電圧発生回路 20 電源部 94 過電流判定手段 Q1 トランジスタ(第1トランジスタ) Q2 トランジスタ(第2トランジスタ) Q3 トランジスタ(第3トランジスタ) R1 抵抗(第1抵抗) R2 抵抗(第2抵抗) Reference Signs List 2 voltage amplifying circuit 3 linear function voltage generating circuit 5 reference voltage generating circuit 10 voltage generating circuit 20 power supply section 94 overcurrent judging means Q1 transistor (first transistor) Q2 transistor (second transistor) Q3 transistor (third transistor) R1 Resistance (first resistance) R2 Resistance (second resistance)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 史章 愛知県名古屋市南区菊住1丁目7番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内 Fターム(参考) 5H420 BB12 CC02 DD02 EA11 EB37 FF04 FF22 LL05 NA23 NB02 NB14 NB24 NC02 NC03 NC26 5J091 AA01 AA58 CA00 CA11 CA92 FA02 HA08 HA19 HA25 HA29 KA00 KA01 KA02 KA03 KA09 KA11 KA12 SA07 TA01 TA02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Fumiaki Mizuno 1-7-10 Kikuzumi, Minami-ku, Nagoya-shi, Aichi F-term in Harness Research Institute, Inc. (Reference) 5H420 BB12 CC02 DD02 EA11 EB37 FF04 FF22 LL05 NA23 NB02 NB14 NB24 NC02 NC03 NC26 5J091 AA01 AA58 CA00 CA11 CA92 FA02 HA08 HA19 HA25 HA29 KA00 KA01 KA02 KA03 KA09 KA11 KA12 SA07 TA01 TA02

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電源部から電源ラインに出力される電源
電圧に基づいて所定レベルの基準電圧を生成する基準電
圧生成回路と、 複数のトランジスタおよび複数の抵抗を有し、上記基準
電圧を増幅した増幅基準電圧を出力部に出力する電圧増
幅回路と、 上記増幅基準電圧と上記電源電圧とから上記電源電圧の
1次関数に相当する電圧である1次関数電圧を生成する
1次関数電圧生成回路とを備え、 上記基準電圧生成回路は、バンドギャップリファレンス
回路により構成されたもので、 上記1次関数電圧生成回路は、 NPNトランジスタからなる第1トランジスタと、NP
Nトランジスタからなる第2トランジスタと、PNPト
ランジスタからなり、ベース−エミッタ間電圧が上記第
1トランジスタにほぼ等しい第3トランジスタと、第1
抵抗と、第2抵抗とから構成され、 上記第1トランジスタのベースは上記電圧増幅回路の出
力部に接続され、当該第1トランジスタのコレクタは上
記電源ラインに接続され、当該第1トランジスタのエミ
ッタは上記第2トランジスタのコレクタ及び上記第3ト
ランジスタのベースに接続されており、 上記第2トランジスタのベースには所定のバイアス電圧
が印加され、当該第2トランジスタのエミッタは接地さ
れており、 上記第3トランジスタのコレクタは接地され、当該第3
トランジスタのエミッタは上記第1抵抗及び上記第2抵
抗からなる直列回路を介して上記電源ラインに接続され
ており、 上記第1抵抗及び上記第2抵抗の接続点に上記1次関数
電圧が生成されるものであることを特徴とする電圧発生
回路。
A reference voltage generating circuit for generating a reference voltage of a predetermined level based on a power supply voltage output from a power supply unit to a power supply line; a plurality of transistors and a plurality of resistors; and amplifying the reference voltage. A voltage amplifying circuit for outputting an amplified reference voltage to an output unit; and a linear function voltage generating circuit for generating a linear function voltage corresponding to a linear function of the power supply voltage from the amplified reference voltage and the power supply voltage. Wherein the reference voltage generation circuit comprises a bandgap reference circuit, and the linear function voltage generation circuit comprises: a first transistor comprising an NPN transistor;
A third transistor composed of an N transistor, a third transistor composed of a PNP transistor, and having a base-emitter voltage substantially equal to the first transistor;
A base of the first transistor is connected to an output of the voltage amplifier circuit, a collector of the first transistor is connected to the power supply line, and an emitter of the first transistor is connected to a power supply line. A collector connected to the collector of the second transistor and a base of the third transistor, a predetermined bias voltage is applied to a base of the second transistor, an emitter of the second transistor is grounded, The collector of the transistor is grounded and the third
The emitter of the transistor is connected to the power supply line via a series circuit including the first resistor and the second resistor, and the linear function voltage is generated at a connection point between the first resistor and the second resistor. A voltage generating circuit characterized in that:
【請求項2】 請求項1記載の電圧発生回路において、
上記基準電圧生成回路、上記電圧増幅回路および上記1
次関数電圧生成回路は、半導体ウェハ上に形成された集
積回路により構成されていることを特徴とする電圧発生
回路。
2. The voltage generating circuit according to claim 1, wherein
The reference voltage generation circuit, the voltage amplification circuit, and the 1
A voltage generation circuit, wherein the linear function voltage generation circuit is configured by an integrated circuit formed on a semiconductor wafer.
【請求項3】 請求項1または2記載の電圧発生回路に
おいて、上記電源部は、車載バッテリとオルタネータと
の並列回路または車載バッテリからなるものであること
を特徴とする電圧発生回路。
3. The voltage generating circuit according to claim 1, wherein the power supply unit is configured by a parallel circuit of a vehicle-mounted battery and an alternator or a vehicle-mounted battery.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の電圧発
生回路と、この電圧発生回路から出力される上記1次関
数電圧に応じた判定レベルにより負荷に流れる負荷電流
のレベルが過電流であるか否かを判定する過電流判定手
段とを備えたことを特徴とする電流監視回路。
4. The voltage generating circuit according to claim 1, wherein a level of a load current flowing through the load is an overcurrent according to a determination level according to the linear function voltage output from the voltage generating circuit. A current monitoring circuit, comprising: an overcurrent determining unit that determines whether the current monitoring is performed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009277072A (en) * 2008-05-15 2009-11-26 Omron Corp Reference voltage generating circuit

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