JP2001022455A - レギュレータ回路 - Google Patents
レギュレータ回路Info
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Abstract
のオーバーシュートやアンダーシュートの発生を防止す
る。 【解決手段】 バイアス回路1で発生した定電圧で誤差
増幅器2の動作電流を決定し、該誤差増幅器において基
準電圧と出力電圧を比較して出力電圧を一定値に制御す
るレギュレータ回路において、電源電圧VDDの立ち上
がりを検出して前記バイアス回路1の出力電圧を一時的
に大きくする制御回路6を設けた。
Description
ュレートされた電圧を出力するレギュレータ回路におい
て、特に電源投入時や電源電圧急変時の出力電圧に対す
る影響を回避する技術に関するものである。
である。1は一定電圧を発生させるためのバイアス回路
であり、カレントミラーを構成するPMOSトランジス
タMP1,MP2、同様にカレントミラーを構成するN
MOSトランジスタMN1,MN2、および抵抗R1か
らなる定電流回路を利用した定電圧回路と、PMOSト
ランジスタMP3(基準電流供給用トランジスタ),N
MOSトランジスタMN3(基準側トランジスタ)から
なる出力部とから構成されている。各トランジスタは全
てエンハンスメント型である。
ドレイン(ノードA)に定電圧が出力することにより、
トランジスタMN3のドレイン(ノードB)に定電圧が
出力する。
幅器であり、カレントミラーを構成するPMOSトラン
ジスタMP4,MP5による能動負荷と、差動接続のN
MOSトランジスタMN4,MN5と、前記トランジス
タMN3とカレントミラー接続されたNMOSトランジ
スタMN6とから構成されている。このうち、トランジ
スタMN4は基準電圧を発生させるデプレッション型で
あり、他のトランジスタはエンハンスメント型である。
で発生したバイアス電圧がトランジスタMN6のゲート
に印加することにより動作電流が流れて動作し、デプレ
ッション形のトランジスタMN4できまる基準電圧とト
ランジスタMN5のゲート電圧の差に相当する電圧がト
ランジスタMP4,MN4のドレイン(ノードC)から
出力する。
出力電圧を出力する出力回路であり、PMOSトランジ
スタMP6から構成されている。
検出回路であり、直列接続された抵抗R2,R3から構
成されている。そして、ここで検出された電圧がトラン
ジスタMN5のゲートに入力している。
では、電源電圧VDDが定常状態では、ノードAに一定
電圧が得られることにより、ノードBの電圧が一定とな
り、専ら出力電圧と基準電圧の差がなくなる方向に誤差
増幅器2が動作して、出力端子5の電圧が一定値に制御
される。すなわち、出力電圧が上昇しようとするとき
は、ノードCの電位が上昇してトランジスタMP6の内
部抵抗が増大し出力電圧が低くなる方向に制御され、逆
に出力電圧が低下しようとするときは、ノードCの電位
が下降して出力電圧が高くなる方向に制御される。
DDが立ち上がるとき、或いはその電源電圧VDDが急
激に変動するとき、ノードAの電圧が急激に変化するの
で、その影響がノードBに現れ更にノードCに表れて、
誤差増幅器2がこれを解消するように動作するのである
が、トランジスタMN6の電流値が小さいとノードCの
電圧変化も小さく、そのノードCの電圧が電源電圧VD
Dにまで上昇せずトランジスタMP6に過剰な電流が流
れて、図4に示すように、出力端子5の電圧にオーバー
シュート、アンダーシュートが現れ、その出力端子5の
後段に接続されている回路に悪影響を及ぼす恐れがあ
る。
に、出力端子5と接地電位VSSとの間に比較的大きな
容量のキャパシタを接続してその電圧変化を吸収した
り、或いはトランジスタMN6のチャネル幅を大きくし
てそのドレイン電流を大きくし、その動作速度を速くさ
せることが行われている。
接続することは実装面積の増大につながって好ましくな
く、またトランジスタMN6のドレイン電流を増大する
ことは定常動作時の消費電流の増大につながるので同様
に好ましくない。
となく、また消費電流の増大も伴うことなく、電源投入
時や電源変動時の出力電圧のオーバーシュート、アンダ
ーシュートの低減を図ったレギュレータ回路を提供する
ことである。
の第1の発明は、基準電圧と出力電圧を比較する誤差増
幅器と、該誤差増幅器の動作電流を決める電圧を発生す
るバイアス回路と、前記誤差増幅器の誤差信号により制
御されて出力電圧を出力端子に出力する出力回路と、該
出力端子に表れる出力電圧を検出して前記誤差増幅器に
帰還する出力検出回路とを具備し、定常状態時に一定の
電圧を前記出力端子に出力するレギュレータ回路におい
て、電源電圧の立ち上がりを検出して一定期間前記バイ
アス回路の出力電圧を前記定常状態時よりも高い電圧に
設定する制御回路を設けて構成した。
バイアス回路が、前記誤差増幅器の動作電流を決めるエ
ンハンスメント型のトランジスタとカレントミラー接続
されたエンハンスメント型の基準側トランジスタと、該
基準側トランジスタに電流を供給するエンハンスメント
型の基準電流供給用トランジスタと、前記基準電流供給
用トランジスタのゲートに一定電圧を供給する定電圧回
路とを具備し、前記制御回路が、一方の電源に一端を接
続したキャパシタと、該キャパシタの他端と他方の電源
の間に接続したデプレッション型のトランジスタと、前
記基準電流供給用トランジスタのゲートと他方の電源と
の間に接続され且つゲートが前記キャパシタと前記デプ
レッション型のトランジスタとの共通接続点に接続され
たエンハンスメント型の短絡用トランジスタとを具備
し、電源電圧の立ち上がり時に前記キャパシタに流れる
電流により前記短絡用トランジスタを導通させて前記基
準電流供給用トランジスタから定常時より大きな基準電
流を供給させ、定常時に前記短絡用トランジスタをカッ
トオフさせるように構成した。
デプレッション型のトランジスタを抵抗に置換して構成
した。
のレギュレータ回路を示す図である。1はバイアス回
路、2は誤差増幅器、3は出力回路、4は出力検出回
路、5は出力端子であり、これらは図3に示したものと
同じである。6は制御回路であり、バイアス回路1のノ
ードAの電圧を電源電圧の立ち上がり時に一時的に制御
する。
端を接続したキャパシタC1、そのキャパシタC1の他
端と電源VSSラインの間に接続したデプレッション型
のNMOSトランジスタMN7、ノードAとVSS電源
ラインとの間に接続したエンハンスメント型のNMOS
トランジスタMN8(短絡用トランジスタ)とから構成
され、そのトランジスタMN8のゲート(ノードD)が
トランジスタMN7のドレインに接続されている。
レギュレータ回路では、電源投入時に、キャパシタC1
の両端の電圧がほぼ同じとなって、ノードDの電圧が電
源電圧VDDに引き上げられ、このためトランジスタM
N8が深くオンしてノードAの電圧がVSSにまで大き
く低下する。このため、トランジスタMP3が大きく導
通してノードBの電圧が大きく上昇する。よって、トラ
ンジスタMN6を流れる電流が大きくなって、誤差増幅
器2の動作速度が一時的に高速化される。
いことに起因していたオーバーシュートやアンダーシュ
ートが発生しなくなり、出力端子5の後段に接続された
回路に対する悪影響を防止することができる。
ードDの電圧がトランジスタMN8のしきい値Vth以
下に低下すると、そのトランジスタMN8がカットオフ
して制御回路6全体がレギュレータ回路から切り離され
る。このときは電源電圧VDDが定常状態になったとき
であり、トランジスタMP1,MP2,MN1,MN2
から成る定電圧回路で発生している定電圧がノードAに
表れ、通常動作が行われる。
は、まずその電圧が低下するときキャパシタC1の電荷
が放電され、次にその電圧VDDが上昇するとき前記と
同様な動作により誤差増幅器2の動作電流が大きくなる
ので、前記同様にオーバーシュートやアンダーシュート
は発生しない。
トランジスタMN7は、抵抗に置換しても同様に動作す
る。また、以上において、各トランジスタの極性はこれ
を全部反対にしても同様に制御する。
入時や急変時であっても、出力電圧のオーバーシュート
やアンダーシュートが防止でき、このとき大きな値のキ
ャパシタを使用する必要はなく、また定常時の消費電流
が特別大きくなることもないという利点がある。
図である。
トである。
トである。
4:出力検出回路、5:出力端子、6:制御回路。
Claims (3)
- 【請求項1】基準電圧と出力電圧を比較する誤差増幅器
と、該誤差増幅器の動作電流を決める電圧を発生するバ
イアス回路と、前記誤差増幅器の誤差信号により制御さ
れて出力電圧を出力端子に出力する出力回路と、該出力
端子に表れる出力電圧を検出して前記誤差増幅器に帰還
する出力検出回路とを具備し、定常状態時に一定の電圧
を前記出力端子に出力するレギュレータ回路において、 電源電圧の立ち上がりを検出して一定期間前記バイアス
回路の出力電圧を前記定常状態時よりも高い電圧に設定
する制御回路を設けたことを特徴とするレギュレータ回
路。 - 【請求項2】前記バイアス回路が、前記誤差増幅器の動
作電流を決めるエンハンスメント型のトランジスタとカ
レントミラー接続されたエンハンスメント型の基準側ト
ランジスタと、該基準側トランジスタに電流を供給する
エンハンスメント型の基準電流供給用トランジスタと、
前記基準電流供給用トランジスタのゲートに一定電圧を
供給する定電圧回路とを具備し、 前記制御回路が、一方の電源に一端を接続したキャパシ
タと、該キャパシタの他端と他方の電源の間に接続した
デプレッション型のトランジスタと、前記基準電流供給
用トランジスタのゲートと他方の電源との間に接続され
且つゲートが前記キャパシタと前記デプレッション型の
トランジスタとの共通接続点に接続されたエンハンスメ
ント型の短絡用トランジスタとを具備し、 電源電圧の立ち上がり時に前記キャパシタに流れる電流
により前記短絡用トランジスタを導通させて前記基準電
流供給用トランジスタから定常時より大きな基準電流を
供給させ、定常時に前記短絡用トランジスタをカットオ
フさせるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の
レギュレータ回路。 - 【請求項3】前記デプレッション型のトランジスタを抵
抗に置換したことを特徴とする請求項2に記載のレギュ
レータ回路。
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