JP2001306158A - Power source voltage monitoring circuit - Google Patents

Power source voltage monitoring circuit

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JP2001306158A
JP2001306158A JP2000121053A JP2000121053A JP2001306158A JP 2001306158 A JP2001306158 A JP 2001306158A JP 2000121053 A JP2000121053 A JP 2000121053A JP 2000121053 A JP2000121053 A JP 2000121053A JP 2001306158 A JP2001306158 A JP 2001306158A
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JP
Japan
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voltage
power supply
supply voltage
comparator
divided
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Application number
JP2000121053A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiromitsu Iwata
浩充 岩田
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power source voltage monitoring circuit which dispenses with a fixed voltage circuit as a reference value and is able to monitor power source voltage down to low voltage. SOLUTION: This invention is provided with divided voltage means D1, R1, R2, a comparator CMP which inputs divided voltage VCX and zero voltage GND compares both voltages, and output transistor means Q1, Q2, Q3 which output monitoring signals at an output terminal through the comparator's output. The comparator compares offset voltage VOS which is acquired from the area ratio with the divided voltage VCX. The comparator's power source voltage can be lowered down to around 1 V and the voltage area can be monitored by setting up the threshold voltage which monitor power source voltage as around 1 V. By setting up values for divided voltage resistors R1, R2 equalized to the partial differential of temperature between the forward voltage of diode D1 and the offset voltage of the comparator CMP, the temperature characteristic of the threshold voltage VTH can be set off and the stable monitoring of power source voltage regardless of the changes in temperature is enabled.

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】本発明は電源電圧を監視する
ための回路に関し、特に電源電圧の低下を高精度にも検
出することが可能な電源電圧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 circuit for monitoring a power supply voltage, and more particularly to a power supply voltage monitoring circuit capable of detecting a decrease in the power supply voltage with high accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種電子回路においては、電源電圧が低
下すると各回路素子の動作が不安定になり、正常な動作
が保証されなくなるおそれがある。そのため、電源電圧
を監視し、電源電圧が所定の電圧よりも低下したときに
所定の信号を出力する電源電圧監視回路が設けられる。
図5は従来の電源電圧監視回路の一例の回路図である。
同図において、電源電圧VCCを分圧用抵抗R1,R2
で分圧し、分圧した電圧V1をコンパレータCMPの負
入力に入力する。また、前記コンパレータCMPの正入
力には定電圧回路VGENから出力される基準電圧V0
が入力される。ここで、前記基準電圧V0は、前記電源
電圧VCCが低下される限界の電圧、すなわち減電圧動
作限界電圧に関連した電圧に設定される。また、前記コ
ンパレータCMPの出力には、エミッタを接地し、コレ
クタを4つのダイオードと抵抗R3を介して電源電圧V
CCに接続した第1のNPNトランジスタQ1のベース
が接続され、当該第1のNPNトランジスタQ1のコレ
クタにはエミッタを接地し、コレクタを抵抗R4を介し
て電源電圧VCCに接続した第2のNPNトランジスタ
Q2のベースが接続され、当該第2のNPNトランジス
タQ2のコレクタにはエミッタを接地し、コレクタを出
力端に接続した第3のNPNトランジスタQ3のベース
が接続されている。
2. Description of the Related Art In various electronic circuits, when the power supply voltage decreases, the operation of each circuit element becomes unstable, and normal operation may not be guaranteed. Therefore, a power supply voltage monitoring circuit that monitors a power supply voltage and outputs a predetermined signal when the power supply voltage falls below a predetermined voltage is provided.
FIG. 5 is a circuit diagram of an example of a conventional power supply voltage monitoring circuit.
In the figure, the power supply voltage VCC is divided by resistors R1 and R2
Then, the divided voltage V1 is input to the negative input of the comparator CMP. The positive input of the comparator CMP has a reference voltage V0 output from the constant voltage circuit VGEN.
Is entered. Here, the reference voltage V0 is set to a limit voltage at which the power supply voltage VCC is reduced, that is, a voltage related to a voltage reduction operation limit voltage. The output of the comparator CMP has an emitter grounded and a collector connected to the power supply voltage V via four diodes and a resistor R3.
The base of the first NPN transistor Q1 connected to the CC is connected, the emitter of the first NPN transistor Q1 is grounded to the collector, and the collector of the first NPN transistor Q1 is connected to the power supply voltage VCC via the resistor R4. The base of Q2 is connected, and the collector of the second NPN transistor Q2 is connected to the base of a third NPN transistor Q3 whose emitter is grounded and whose collector is connected to the output terminal.

【0003】この従来の電源電圧監視回路では、電源電
圧VCCが所定のしきい値電圧よりも高電圧のとき、す
なわち分圧用抵抗R1,R2の分圧電圧V1が、前記し
きい値電圧に対応する基準電圧V0よりも高電圧のとき
には、コンパレータCMPの出力は「0」であり、第1
トランジスタQ1はオフ、第2トランジスタQ2はオ
ン、第3トランジスタQ3はオフとなり、出力端OUT
は「1」レベルとなる。一方、電源電圧VCCがしきい
値電圧以下になり、分圧用抵抗R1,R2の分圧電圧V
1が基準電圧V0以下になると、コンパレータCMPの
出力は「1」となり、第1トランジスタQ1はオンし、
第2トランジスタQ2はオフ、第3トランジスタQ3は
オンとなり、出力端OUTは「0」レベルとなる。これ
により、電源電圧が減電圧動作限界電圧よりも低下した
ことが検出される。
In this conventional power supply voltage monitoring circuit, when the power supply voltage VCC is higher than a predetermined threshold voltage, that is, the divided voltage V1 of the voltage dividing resistors R1 and R2 corresponds to the threshold voltage. When the reference voltage V0 is higher than the reference voltage V0, the output of the comparator CMP is “0”,
The transistor Q1 is off, the second transistor Q2 is on, the third transistor Q3 is off, and the output terminal OUT
Is "1" level. On the other hand, the power supply voltage VCC becomes equal to or lower than the threshold voltage, and the divided voltage V1 of the voltage dividing resistors R1 and R2 is reduced.
When 1 becomes equal to or lower than the reference voltage V0, the output of the comparator CMP becomes “1”, the first transistor Q1 turns on,
The second transistor Q2 is turned off, the third transistor Q3 is turned on, and the output terminal OUT becomes "0" level. As a result, it is detected that the power supply voltage has dropped below the voltage reduction operating limit voltage.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような電源電圧監
視回路では、基準電圧V0を出力する定電圧回路VGE
Nも電源電圧VCCにより動作されている。そのため、
電源電圧VCCが定電圧回路VGENが正常動作する電
圧よりも低下したときには、定電圧回路VGENから出
力される基準電圧V0が不安定になり、結果としてコン
パレータCMPにおける適正な電圧比較が行われず、コ
ンパレータCMPの出力が不安定なものになる。そのた
め、第1ないし第3のトランジスタQ1〜Q3により出
力される監視結果を示す出力端OUTのレベルも不安定
なものになり、誤出力が生じるおそれがある。
In such a power supply voltage monitoring circuit, a constant voltage circuit VGE for outputting a reference voltage V0 is provided.
N is also operated by the power supply voltage VCC. for that reason,
When the power supply voltage VCC falls below a voltage at which the constant voltage circuit VGEN operates normally, the reference voltage V0 output from the constant voltage circuit VGEN becomes unstable, and as a result, an appropriate voltage comparison in the comparator CMP is not performed, and The output of the CMP becomes unstable. Therefore, the level of the output terminal OUT indicating the monitoring result output by the first to third transistors Q1 to Q3 becomes unstable, and an erroneous output may occur.

【0005】このような問題に対し、前記した従来の電
源電圧監視回路では、第2トランジスタQ2のベース
を、4つのダイオードDxと抵抗R3を介して電源電圧
VCCに接続している。このため、4つのダイオードD
xの順方向電圧VFと抵抗R3の電圧降下とで、電源電
圧VCCよりも略3V低い電圧が第2トランジスタQ2
のベースに加えられることになる。したがって、電源電
圧VCCが、定電圧回路VGENが正常動作しなくなる
電圧(通常の定電圧回路では2V程度)よりも低下する
前の時点で、第2トランジスタQ2のベース電位が低下
して第2トランジスタQ2がオフし、これにより第3ト
ランジスタQ3がオンし、出力端OUTに「0」が出力
されることになる。このため、電源電圧VCCが減電圧
動作限界電圧よりも低電圧になるときには、監視回路の
出力端OUTの出力が固定され、出力が安定化すること
になる。
To cope with such a problem, in the conventional power supply voltage monitoring circuit described above, the base of the second transistor Q2 is connected to the power supply voltage VCC via four diodes Dx and a resistor R3. Therefore, four diodes D
x, a voltage approximately 3 V lower than the power supply voltage VCC due to the forward voltage VF of x and the voltage drop of the resistor R3.
Will be added to the base. Therefore, before the power supply voltage VCC falls below a voltage at which the constant voltage circuit VGEN does not operate normally (about 2 V in a normal constant voltage circuit), the base potential of the second transistor Q2 decreases and the second transistor Q2 decreases. Q2 turns off, thereby turning on the third transistor Q3, and "0" is output to the output terminal OUT. For this reason, when the power supply voltage VCC becomes lower than the reduced voltage operation limit voltage, the output of the output terminal OUT of the monitoring circuit is fixed, and the output is stabilized.

【0006】しかしながら、この回路では、定電圧回路
VGENが正常動作できない程低い電源電圧領域で出力
論理を正常論理に転ばすという対症的な手法であり、電
源監視のしきい値電圧の設定範囲は定電圧回路を正常動
作させ得る高い電源電圧範囲に限られるというトレード
オフを伴う。すなわち、電源電圧監視回路を目的どおり
動作させるためには、前記しきい値電圧を定電圧回路V
GENが正常動作可能な電源電圧領域に設定することが
条件となる。定電圧回路VGENとして一般的なバンド
ギャップ回路を使用した場合、正常機能できる電源電圧
の下限は前記したように2V程度となり、したがって前
記しきい値電圧は2V以上に設定しなければならない。
However, this circuit is a symptomatic method in which the output logic is switched to the normal logic in a power supply voltage region that is so low that the constant voltage circuit VGEN cannot operate normally, and the setting range of the threshold voltage for power supply monitoring is There is a trade-off that the constant voltage circuit is limited to a high power supply voltage range that can normally operate. That is, in order for the power supply voltage monitoring circuit to operate as intended, the threshold voltage must be
The condition is that the GEN is set to a power supply voltage region where normal operation is possible. When a general band gap circuit is used as the constant voltage circuit VGEN, the lower limit of the power supply voltage that can function normally is about 2 V as described above, and therefore, the threshold voltage must be set to 2 V or more.

【0007】そのため、しきい値電圧をさらに低く設定
することが要求される電源電圧監視回路を実現しようと
したときには、低い電源電圧まで動作可能な定電圧回路
が要求されることになるが、この種の定電圧回路は一般
に出力の電圧精度が低く、電源電圧監視回路での電源電
圧検出精度を悪化させる要因となる。一例として、ダイ
オードの順方向電圧VFを定電圧回路として用いた時、
VFの絶対値のばらつき±50mV、温度変動200m
V(−20〜80℃)により、例えば1Vを目指したと
きには、検出電圧精度は0.8〜1〜1.2V程度のば
らつき幅となる。
Therefore, to realize a power supply voltage monitoring circuit that requires a lower threshold voltage, a constant voltage circuit operable down to a lower power supply voltage is required. In general, the type of constant voltage circuit has a low output voltage accuracy, which causes a deterioration in power supply voltage detection accuracy in the power supply voltage monitoring circuit. As an example, when the forward voltage VF of the diode is used as a constant voltage circuit,
Variation in absolute value of VF ± 50 mV, temperature fluctuation 200 m
Depending on V (−20 to 80 ° C.), for example, when aiming at 1 V, the detection voltage accuracy has a variation width of about 0.8 to 1.2 V.

【0008】本発明の目的は、定電圧回路を不要とする
ことで、電源電圧を低電圧まで監視することが可能な電
源電圧監視回路を提供するものである。
An object of the present invention is to provide a power supply voltage monitoring circuit capable of monitoring a power supply voltage to a low voltage by eliminating the need for a constant voltage circuit.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の電源電圧監視回
路は、電源電圧を分圧する分圧手段と、前記分圧された
分圧電圧とゼロ電圧を入力し、かつ両電圧を比較して比
較結果を出力するコンパレータと、前記コンパレータの
出力により監視信号を出力する出力トランジスタ手段と
を備えており、前記コンパレータは、入力段差動アンプ
を構成するトランジスタ対に面積比を持たせ、当該面積
比から得られるオフセット電圧と前記分圧電圧とを比較
する構成としたことを特徴とする。
A power supply voltage monitoring circuit according to the present invention comprises: a voltage dividing means for dividing a power supply voltage; a divided voltage and a zero voltage which are inputted; A comparator for outputting a comparison result; and an output transistor means for outputting a monitoring signal based on an output of the comparator. The comparator provides an area ratio to a pair of transistors constituting an input-stage differential amplifier. And the offset voltage obtained from the above is compared with the divided voltage.

【0010】ここで、前記分圧手段は、ダイオードと、
分圧用抵抗群とを備え、前記電源電圧を前記ダイオード
で降圧した電圧を前記分圧用抵抗群で分圧し、前記分圧
した電圧を前記コンパレータに入力する分圧電圧とする
ことが好ましい。あるいは、前記分圧手段は、ダイオー
ドと、分圧用抵抗群とを備え、前記ダイオード両端の電
圧を第1の分圧用抵抗群で分圧し、分圧により降圧した
前記電源電圧を第2の分圧用抵抗群で分圧して前記コン
パレータに入力する分圧電圧とすることが好ましい。こ
の場合、前記抵抗分圧後の電圧と、前記コンパレータの
オフセット電圧とをそれぞれ温度について偏微分した値
が等しくなるように前記分圧用抵抗群の値を設定するこ
とが好ましい。
Here, the voltage dividing means includes a diode,
Preferably, a voltage dividing resistor group is provided, and a voltage obtained by stepping down the power supply voltage by the diode is divided by the voltage dividing resistor group, and the divided voltage is set as a divided voltage to be input to the comparator. Alternatively, the voltage dividing means includes a diode and a voltage dividing resistor group, divides the voltage between both ends of the diode by a first voltage dividing resistor group, and reduces the power supply voltage reduced by voltage division to a second voltage dividing voltage. It is preferable that the voltage be divided by a resistor group to be a divided voltage input to the comparator. In this case, it is preferable that the value of the voltage dividing resistor group is set such that values obtained by partially differentiating the voltage after dividing the resistance and the offset voltage of the comparator with respect to temperature are equal.

【0011】また、本発明においては、前記出力トラン
ジスタ手段は、前記電源電圧が、前記コンパレータが正
常動作する電圧よりも低電圧になったときに、前記コン
パレータの出力如何にかかわらず前記出力トランジスタ
手段から出力される前記監視信号を固定する回路として
構成される。この場合、前記監視信号を固定する回路
は、前記電源電圧を降圧して前記出力トランジスタ手段
に入力するダイオードを含んでおり、前記ダイオードに
より降圧された前記電源電圧が前記コンパレータが正常
動作する電圧よりも低電圧になったときに、前記出力ト
ランジスタ手段の出力を固定する構成とする。
In the present invention, when the power supply voltage becomes lower than a voltage at which the comparator operates normally, the output transistor means operates independently of the output of the comparator. The circuit is configured as a circuit for fixing the monitoring signal output from. In this case, the circuit that fixes the monitoring signal includes a diode that steps down the power supply voltage and inputs the power supply voltage to the output transistor means, and the power supply voltage stepped down by the diode is higher than a voltage at which the comparator operates normally. The output of the output transistor means is fixed when the voltage of the output transistor also becomes low.

【0012】本発明によれば、コンパレータは入力段の
差動アンプを構成するトランジスタ対に面積比をもたせ
てオフセット電圧を備えた構成とすることにより、入力
の一方にゼロ電圧を入力し、入力の他方に電源電圧を分
圧した分圧電圧を入力し、これら入力を比較して電源電
圧の低下を監視することが可能になる。これにより、コ
ンパレータを正常動作するための電源電圧を1V程度に
低くでき、電源電圧を監視する際のしきい値電圧を1V
程度の低い電圧に設定して、当該低い電圧領域まで電源
電圧の監視を行うことが可能になる。
According to the present invention, the comparator has a configuration in which the transistor pair forming the differential amplifier at the input stage is provided with an offset voltage by giving an area ratio, thereby inputting a zero voltage to one of the inputs, A divided voltage obtained by dividing the power supply voltage is input to the other, and the input can be compared to monitor a decrease in the power supply voltage. As a result, the power supply voltage for normal operation of the comparator can be reduced to about 1 V, and the threshold voltage for monitoring the power supply voltage is reduced to 1 V.
By setting the voltage to a low level, the power supply voltage can be monitored up to the low voltage range.

【0013】また、分圧電圧を出力するための手段によ
る抵抗分圧後の電圧と、コンパレータのオフセット電圧
との温度による偏微分を等しくするように分圧抵抗群を
設定することで、電源電圧を監視するためのしきい値電
圧の温度特性を相殺し、温度変化にかかわらず安定した
電源電圧の監視が可能になる。
Further, the voltage dividing resistor group is set so that the voltage-differentiated voltage by the means for outputting the divided voltage and the partial differentiation of the offset voltage of the comparator with the temperature are equalized, so that the power supply voltage is set. Offsets the temperature characteristics of the threshold voltage for monitoring the power supply voltage, and enables stable monitoring of the power supply voltage regardless of the temperature change.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明の第1の実施形態の回
路図であり、図2はその具体的な回路構成の一例の回路
図である。これらの図において、電源電圧VCCと接地
GNDとの間には第1ダイオードD1、分圧用抵抗R
1,R2が縦続接続されて前記電源電圧VCCを分圧し
ており、前記分圧用抵抗R1とR2の接続点から出力さ
れる電圧VCXをコンパレータCMPの負入力に入力し
ている。また、前記コンパレータCMPの正入力は前記
GNDに接続されているが、後述するように前記コンパ
レータCMPにはオフセット電圧VOSが備えられてい
るため、実質的には前記正入力にはオフセット電圧VO
Sが入力されることと等価になる。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram of an example of a specific circuit configuration. In these figures, a first diode D1 and a voltage dividing resistor R are provided between a power supply voltage VCC and a ground GND.
1 and R2 are cascaded to divide the power supply voltage VCC, and the voltage VCX output from the connection point between the voltage dividing resistors R1 and R2 is input to the negative input of the comparator CMP. The positive input of the comparator CMP is connected to the GND, but since the comparator CMP has an offset voltage VOS as described later, the offset voltage VO is substantially applied to the positive input.
This is equivalent to inputting S.

【0015】また、前記コンパレータCMPの出力に
は、エミッタを接地し、コレクタを第2ダイオードD2
と抵抗R3を介して電源電圧VCCに接続した第1のN
PNトランジスタQ1のベースが接続され、当該第1の
NPNトランジスタQ1のコレクタにはエミッタを接地
し、コレクタを抵抗R4を介して電源電圧VCCに接続
した第2のNPNトランジスタQ2のベースが接続さ
れ、当該第2のNPNトランジスタQ2のコレクタには
エミッタを接地し、コレクタを出力端OUTに接続した
第3のNPNトランジスタQ3のベースが接続されてい
る。
The output of the comparator CMP has an emitter grounded and a collector connected to the second diode D2.
And the first N connected to the power supply voltage VCC via the resistor R3.
The base of the PN transistor Q1 is connected, the emitter of the first NPN transistor Q1 is grounded, and the base of the second NPN transistor Q2 whose collector is connected to the power supply voltage VCC via the resistor R4 is connected. The base of the third NPN transistor Q3 whose emitter is grounded and whose collector is connected to the output terminal OUT is connected to the collector of the second NPN transistor Q2.

【0016】前記コンパレータCMPは、図2に示され
るように、差動アンプ回路で構成されており、その入力
差動アンプを構成する一対のPNPトランジスタQ1
1,Q12は、各エミッタの大きさ(面積)が1対nの
比率に形成されている。ここでは、正入力となる一方の
PNPトランジスタQ11の面積が、負入力となる他方
のPNPトランジスタQ12の面積の1/nに形成され
ている。そのため、両PNPトランジスタQ11,Q1
2の駆動電流に差が生じ、両PNPトランジスタQ1
1,Q12間には、前記したオフセット電圧VOSが備
えられることになる。このオフセット電圧VOSは、 VOS=(kT/q)×(loge)n …(1) で定められる。ここで、k:ボルツマン定数、q:電子
の電荷量、T、絶対温度である。したがって、正入力側
のエミッタ面積が小さい側のPNPトランジスタQ11
のベースを接地GND(ゼロ電位)に接続したとして
も、対をなす負入力側のPNPトランジスタQ12に対
して相対的に前記オフセット電圧VOSを入力した回路
と等価になる。
As shown in FIG. 2, the comparator CMP comprises a differential amplifier circuit, and a pair of PNP transistors Q1 constituting an input differential amplifier.
1, Q12 is formed such that the size (area) of each emitter is 1: n. Here, the area of one PNP transistor Q11 serving as a positive input is formed to be 1 / n of the area of the other PNP transistor Q12 serving as a negative input. Therefore, both PNP transistors Q11, Q1
2 causes a difference in drive current between the two PNP transistors Q1
1, the offset voltage VOS is provided between Q12. This offset voltage VOS is determined by the following equation: VOS = (kT / q) × (log) n (1) Here, k is Boltzmann's constant, q is the charge amount of electrons, T, and absolute temperature. Therefore, the PNP transistor Q11 on the side having a small emitter area on the positive input side
Is connected to the ground GND (zero potential), the circuit becomes equivalent to a circuit in which the offset voltage VOS is input relatively to the pair of the negative input side PNP transistor Q12.

【0017】また、前記コンパレータCMPの負入力に
は、前記第1ダイオードD1、分圧用抵抗R1,R2で
分圧された電圧VCXが入力されるが、この分圧電圧V
CXは、 VCX=(VCC−VF)×R1/(R1+R2) …(2) となる。ここで、VFは第1ダイオードD1の順方向の
電圧降下、すなわちエミッタ・ベース間電圧VBEであ
る。
A voltage VCX divided by the first diode D1 and the voltage dividing resistors R1 and R2 is inputted to a negative input of the comparator CMP.
CX is VCX = (VCC−VF) × R1 / (R1 + R2) (2) Here, VF is a forward voltage drop of the first diode D1, that is, an emitter-base voltage VBE.

【0018】以上の構成によれば、コンパレータCMP
においては、電源電圧VCCを分圧した分圧電圧VCX
と、オフセット電圧VOSを比較し、その比較結果に基
づいて出力端のレベルを変化させ、電源電圧を監視す
る。すなわち、分圧電圧VCXがオフセット電圧VOS
よりも高いときには、コンパレータCMPの出力は
「0」となり、第1のNPNトランジスタQ1はオフ、
第2のNPNトランジスタQ2はオン、第3のNPNト
ランジスタQ3はオフとなり、出力端OUTは「1」レ
ベルとなる。また、分圧電圧VCXがオフセット電圧V
OS以下になると、コンパレータCMPの出力は「1」
となり、第1のNPNトランジスタQ1はオン、第2の
NPNトランジスタQ2はオフ、第3のNPNトランジ
スタQ3はオンとなり、出力端OUTは「0」レベルと
なる。
According to the above configuration, the comparator CMP
, A divided voltage VCX obtained by dividing the power supply voltage VCC
And the offset voltage VOS, and the level of the output terminal is changed based on the comparison result to monitor the power supply voltage. That is, the divided voltage VCX is equal to the offset voltage VOS.
If it is higher, the output of the comparator CMP becomes “0”, the first NPN transistor Q1 is turned off,
The second NPN transistor Q2 is turned on, the third NPN transistor Q3 is turned off, and the output terminal OUT becomes "1" level. Also, the divided voltage VCX is equal to the offset voltage V
When the value becomes OS or less, the output of the comparator CMP becomes “1”.
Thus, the first NPN transistor Q1 is turned on, the second NPN transistor Q2 is turned off, the third NPN transistor Q3 is turned on, and the output terminal OUT is at the “0” level.

【0019】ここで、分圧電圧VCXがオフセット電圧
VOSに等しいときの電源電圧VCC’を計算すると、 VCC’=VOS×(R1+R2)/R1+VF =(kT/q)×(loge)n×(R1+R2)/R1+VF …(3) となる。したがって、前記電源電圧VCC’が電源電圧
VCCのしきい値電圧VTHとなるように(VCC’=
VTH)前記分圧用抵抗R1,R2により分圧電圧VC
Xを設定することで、電源電圧VCCがしきい値電圧V
TH以下に低下したときに出力端OUTに「0」が出力
され、電源電圧を監視することが可能になる。
Here, when the power supply voltage VCC ′ when the divided voltage VCX is equal to the offset voltage VOS is calculated, VCC ′ = VOS × (R1 + R2) / R1 + VF = (kT / q) × (log) n × (R1 + R2) ) / R1 + VF (3) Therefore, the power supply voltage VCC 'is set to the threshold voltage VTH of the power supply voltage VCC (VCC' =
VTH) A divided voltage VC by the dividing resistors R1 and R2.
By setting X, the power supply voltage VCC becomes the threshold voltage V
When the voltage falls below TH, “0” is output to the output terminal OUT, and the power supply voltage can be monitored.

【0020】そして、前記コンパレータCMPは、前記
オフセット電圧VOSを備えていることによって正入力
にゼロ電位を入力することが可能な構成であるため、正
常動作するための電源電圧は1V程度でよく、したがっ
て、前記しきい値電圧VTHを1V程度の低い電圧に設
定することが可能になり、当該低い電圧に対する電源電
圧VCCの監視を行うことが可能になる。また、電源電
圧VCCが前記コンパレータCMPが動作不能に陥る1
V程度よりも低い電圧となり、コンパレータCMPの出
力が不安定になった場合においても、第2のNPNトラ
ンジスタQ2のベースに接続された第2ダイオードD2
と抵抗R3との電圧降下によって第2のNPNトランジ
スタQ2はオフとなり、第3のNPNトランジスタQ3
のオン状態が維持されることになる。
Since the comparator CMP has the offset voltage VOS and is configured to be able to input a zero potential to the positive input, the power supply voltage for normal operation may be about 1 V. Therefore, the threshold voltage VTH can be set to a low voltage of about 1 V, and the power supply voltage VCC for the low voltage can be monitored. Further, the power supply voltage VCC becomes 1 when the comparator CMP becomes inoperable.
Even if the voltage becomes lower than about V and the output of the comparator CMP becomes unstable, the second diode D2 connected to the base of the second NPN transistor Q2
The second NPN transistor Q2 is turned off by the voltage drop between the third NPN transistor Q3 and the resistor R3.
Is kept on.

【0021】これにより、図5に示した従来の回路で
は、第2のNPNトランジスタQ2を強制的にオフさせ
るために電源電圧VCCとベースとの間に直列接続する
ダイオードDxの段数は、定電圧回路VGENが正常動
作しない電源電圧領域(2V以上の電圧領域)をマスク
するように定めなければならず、そのためにダイオード
Dxを3段以上(4個)要しているが、本発明の実施形
態の回路では、定電圧回路を有せず、コンパレータCM
Pが正常動作しない電源電圧領域(1V程度の電圧領
域)をマスクする様に定めればよく、第2のダイオード
D2は1段でよく、電源電圧検出設定値の下限を拡大で
きる。したがって、減電圧動作限界の拡大に従い、従来
例に見られるトレードオフを伴うことはなくなる。
As a result, in the conventional circuit shown in FIG. 5, the number of diodes Dx connected in series between the power supply voltage VCC and the base for forcibly turning off the second NPN transistor Q2 is a constant voltage. The power supply voltage region (voltage region of 2 V or more) in which the circuit VGEN does not operate normally must be determined so as to be masked. For this purpose, three or more (four) diodes Dx are required. Circuit does not have a constant voltage circuit and the comparator CM
The power supply voltage region (voltage region of about 1 V) where P does not operate normally may be determined so as to be masked. The second diode D2 may be one stage, and the lower limit of the power supply voltage detection set value can be expanded. Therefore, the trade-off seen in the conventional example does not occur with the expansion of the voltage reduction operation limit.

【0022】なお、図3は、電源電圧VCC、分圧電圧
VCX、電源電圧VCCに対するしきい値電圧VTH、
第2のNPNトランジスタQ2を強制的にオフする電
圧、コンパレータCMPの動作限界電圧、第3のNPN
トランジスタQ3のオンを維持できる限界電圧、電源電
圧監視回路の出力としての出力端OUTのレベルを示す
図である。同図から、電源電圧VCCがしきい値電圧V
TH以下になると、電源電圧監視回路の出力が「0」レ
ベルとなることがわかる。また、第3のNPNトランジ
スタQ3のオンを維持できる限界電圧よりも低下する
と、出力端には電源電圧VCCに依存する電圧が出力さ
れることになるが、その出力レベルは僅かであり、電源
電圧監視回路の出力に実質的な影響を与えることはな
い。
FIG. 3 shows a power supply voltage VCC, a divided voltage VCX, a threshold voltage VTH with respect to the power supply voltage VCC,
A voltage for forcibly turning off the second NPN transistor Q2, an operation limit voltage of the comparator CMP, a third NPN
FIG. 9 is a diagram illustrating a limit voltage at which the transistor Q3 can be kept on, and a level of an output terminal OUT as an output of the power supply voltage monitoring circuit. From the figure, it can be seen that the power supply voltage VCC is
It can be seen that the output of the power supply voltage monitoring circuit goes to the “0” level when the voltage falls below TH. When the voltage drops below the limit voltage at which the third NPN transistor Q3 can be kept on, a voltage dependent on the power supply voltage VCC is output to the output terminal. It does not substantially affect the output of the monitoring circuit.

【0023】また、本実施形態では、電源電圧VCCの
分圧電圧VCXを得る回路に第1ダイオードD1を備え
ているので、当該第1ダイオードD1の温度特性により
分圧電圧が変動するおそれがあるが、前記しきい値電圧
VCC’を示す(3)式の右辺の、VOSとVFを各絶
対温度について偏微分した値が成り立つように、すなわ
ち、 d〔VOS×(R1+R2)/R1〕/dT=d〔−VF〕/dT …(4) これを、VOSについて書き換えると、 d〔(kT/q)×(loge)n×(R1+R2)/R1〕/dT=d〔−V F〕/dT …(5) となるように、分圧用抵抗R1,R2の各抵抗値を設定
することにより、しきい値電圧VTHの温度係数をゼロ
にし、温度変化にかかわらず安定した電源電圧監視が可
能になる。
Further, in this embodiment, since the first diode D1 is provided in the circuit for obtaining the divided voltage VCX of the power supply voltage VCC, the divided voltage may fluctuate due to the temperature characteristics of the first diode D1. Is such that a value obtained by partially differentiating VOS and VF with respect to each absolute temperature on the right side of the equation (3) indicating the threshold voltage VCC ′ holds, that is, d [VOS × (R1 + R2) / R1] / dT = D [−VF] / dT (4) When this is rewritten for VOS, d [(kT / q) × (log) n × (R1 + R2) / R1] / dT = d [−VF] / dT .. (5) By setting each resistance value of the voltage dividing resistors R1 and R2 so that the following equation is obtained, the temperature coefficient of the threshold voltage VTH is made zero, and stable power supply voltage monitoring can be performed regardless of a temperature change. Become.

【0024】ここで、図4に示すように、分圧電圧VC
Xを得るための回路として、第1ダイオードD1と定電
流源I1を電源電圧VCCと接地GNDとの間に接続
し、かつ前記第1ダイオードD1と並列に分圧用抵抗R
a,Rbを接続し、これら分圧用抵抗Ra,Rbで分圧
した電圧VFZを前記実施形態と同様に分圧用抵抗R
1,R2で分圧してもよい。ここで、前記分圧電圧VF
Zは、 VFZ=VF×Ra/(Ra+Rb) であり、(2)式にVFとしてVFZを代入すると、こ
こでの分圧電圧VCX’は VCX’=(VCC−VF×Ra/(Ra+Rb))×R1/(R1+R2) …(2’) となる。このように、第1ダイオードD1のVFを抵抗
分割することにより、分圧用抵抗R1、R2の値、及び
分圧用抵抗Ra,Rbの値を任意に設定することで、コ
ンパレータCMPの正入力に入力する分圧電圧VC
X’、換言すれば電源電圧VCCを監視するためのしき
い値電圧を任意にかつ微細に設定することができる。さ
らに、異なるしきい値を実現するために第1ダイオード
の段数を変えることも可能である。
Here, as shown in FIG. 4, the divided voltage VC
As a circuit for obtaining X, a first diode D1 and a constant current source I1 are connected between a power supply voltage VCC and a ground GND, and a voltage dividing resistor R is connected in parallel with the first diode D1.
a, Rb are connected to each other, and the voltage VFZ divided by these voltage dividing resistors Ra, Rb is applied to the voltage dividing resistor R as in the above-described embodiment.
The pressure may be divided by 1, R2. Here, the divided voltage VF
Z is VFZ = VF × Ra / (Ra + Rb). When VFZ is substituted for VF in the equation (2), the divided voltage VCX ′ is VCX ′ = (VCC−VF × Ra / (Ra + Rb)) × R1 / (R1 + R2) (2 ′) As described above, by dividing the VF of the first diode D1 by resistance, the values of the voltage dividing resistors R1 and R2 and the values of the voltage dividing resistors Ra and Rb are arbitrarily set, so that the positive input of the comparator CMP is input. Divided voltage VC
X ′, in other words, the threshold voltage for monitoring the power supply voltage VCC can be arbitrarily and finely set. Furthermore, it is also possible to change the number of stages of the first diode to realize different threshold values.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、電源電圧
を基準値と比較するためのコンパレータに入力段の差動
アンプを構成するトランジスタ対に面積比をもたせてオ
フセット電圧を備えた構成とすることにより、入力の一
方にゼロ電圧を入力し、入力の他方に電源電圧を分圧し
た分圧電圧を入力し、これら入力を比較して電源電圧の
低下を監視することが可能になる。これにより、コンパ
レータを正常動作するための電源電圧を1V程度に低く
でき、電源電圧を監視する際のしきい値電圧を1V程度
の低い電圧に設定して、当該低い電圧領域まで電源電圧
の監視を行うことが可能になる。また、分圧電圧を出力
するための手段に設けたダイオードの降下電圧と、コン
パレータのオフセット電圧との温度による偏微分を等し
くするように分圧抵抗群を設定することで、電源電圧を
監視するためのしきい値電圧の温度特性を相殺し、温度
変化にかかわらず安定した電源電圧の監視が可能にな
る。
As described above, the present invention relates to a configuration in which a comparator for comparing a power supply voltage with a reference value is provided with an offset voltage by giving an area ratio to a pair of transistors constituting a differential amplifier in an input stage. By doing so, it becomes possible to input a zero voltage to one of the inputs, input a divided voltage obtained by dividing the power supply voltage to the other input, and compare these inputs to monitor a drop in the power supply voltage. As a result, the power supply voltage for normal operation of the comparator can be reduced to about 1 V, the threshold voltage for monitoring the power supply voltage is set to a low voltage of about 1 V, and the power supply voltage is monitored up to the low voltage region. Can be performed. Also, the power supply voltage is monitored by setting a voltage dividing resistor group so that the partial differential of the diode provided in the means for outputting the divided voltage and the offset voltage of the comparator with the temperature is equalized. The temperature characteristics of the threshold voltage are offset, and stable power supply voltage monitoring can be performed regardless of temperature changes.

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

【図1】本発明の電源電圧監視回路の第1の実施形態の
回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a power supply voltage monitoring circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の回路の具体例の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a specific example of the circuit of FIG.

【図3】本発明の第1の実施形態のタイミング図であ
る。
FIG. 3 is a timing chart of the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施形態の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention.

【図5】従来の電源電圧監視回路の一例の回路図であ
る。
FIG. 5 is a circuit diagram of an example of a conventional power supply voltage monitoring circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

CMP コンパレータ R1,R2,Ra,Rb 分圧用抵抗 D1 第1ダイオード D2 第2ダイオード Q1 第1の出力トランジスタ Q2 第2の出力トランジスタ Q3 第3の出力トランジスタ VCC 電源電圧 VTH(=VCC’) しきい値電圧 VCX,VCX’ 分圧電圧 VF ダイオード順方向電圧 VOS オフセット電圧 VFX ダイオード分圧電圧 CMP Comparator R1, R2, Ra, Rb Voltage dividing resistor D1 First diode D2 Second diode Q1 First output transistor Q2 Second output transistor Q3 Third output transistor VCC Power supply voltage VTH (= VCC ') Threshold value Voltage VCX, VCX 'Divided voltage VF Diode forward voltage VOS offset voltage VFX Diode divided voltage

フロントページの続き Fターム(参考) 2G035 AA03 AA21 AA26 AB02 AC15 AD02 AD04 AD11 AD23 AD56 5H410 BB04 CC02 DD02 EA10 EA12 EB01 EB37 FF03 FF22 LL04 5H420 BB03 BB12 CC02 DD02 EA11 EA18 EA23 EA24 EB01 EB15 FF03 FF22 LL03 NA12 NA15 NA17 NA23 NB02 NB12 NC02 NC03 NC23 NC26 NE13 Continuation of the front page F term (reference) 2G035 AA03 AA21 AA26 AB02 AC15 AD02 AD04 AD11 AD23 AD56 5H410 BB04 CC02 DD02 EA10 EA12 EB01 EB37 FF03 FF22 LL04 5H420 BB03 BB12 CC02 DD02 EA11 EA18 EA23 EB15 NA23 EB23 NB12 NC02 NC03 NC23 NC26 NE13

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電源電圧を分圧する分圧手段と、前記分
圧された分圧電圧とゼロ電圧を入力し、かつ両電圧を比
較して比較結果を出力するコンパレータと、前記コンパ
レータの出力により監視信号を出力する出力トランジス
タ手段とを備え、前記コンパレータは、入力段差動アン
プを構成するトランジスタ対に面積比を持たせ、当該面
積比から得られるオフセット電圧と前記分圧電圧とを比
較する構成としたことを特徴とする電源電圧監視回路。
1. A voltage dividing means for dividing a power supply voltage, a comparator for inputting the divided voltage and zero voltage, comparing the two voltages and outputting a comparison result, and an output of the comparator. Output transistor means for outputting a monitoring signal, wherein the comparator has a transistor pair constituting an input stage differential amplifier having an area ratio, and compares an offset voltage obtained from the area ratio with the divided voltage. A power supply voltage monitoring circuit, characterized in that:
【請求項2】 前記分圧手段は、ダイオードと、分圧用
抵抗群とを備え、前記電源電圧を前記ダイオードで降圧
した電圧を前記分圧用抵抗群で分圧し、分圧した電圧を
前記コンパレータに入力する分圧電圧とすることを特徴
とする請求項1に記載の電源電圧監視回路。
2. The voltage dividing means includes a diode and a voltage dividing resistor group, divides a voltage obtained by stepping down the power supply voltage by the diode with the voltage dividing resistor group, and supplies the divided voltage to the comparator. The power supply voltage monitoring circuit according to claim 1, wherein the divided voltage is an input divided voltage.
【請求項3】 前記分圧手段は、ダイオードと、分圧用
抵抗群とを備え、前記ダイオード両端の電圧を第1の分
圧用抵抗群で分圧し、前記分圧により降圧した前記電源
電圧を第2の分圧用抵抗群で分圧して前記コンパレータ
に入力する分圧電圧とすることを特徴とする請求項1に
記載の電源電圧監視回路。
3. The voltage dividing means includes a diode and a voltage dividing resistor group, divides a voltage across the diode by a first voltage dividing resistor group, and reduces the power supply voltage reduced by the voltage division to a second voltage. 2. The power supply voltage monitoring circuit according to claim 1, wherein the divided voltage is divided by two voltage-dividing resistor groups to obtain a divided voltage to be input to the comparator. 3.
【請求項4】 前記抵抗分圧後の電圧と、前記コンパレ
ータのオフセット電圧とをそれぞれ温度について偏微分
した値が等しくなるように前記分圧用抵抗群の値を設定
することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記
載の電源電圧監視回路。
4. The value of the voltage dividing resistor group is set such that values obtained by partially differentiating the voltage after dividing the resistance and the offset voltage of the comparator with respect to temperature are equal. The power supply voltage monitoring circuit according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 前記出力トランジスタ手段は、前記電源
電圧が、前記コンパレータが正常動作する電圧よりも低
電圧になったときに、前記コンパレータの出力如何にか
かわらず前記出力トランジスタ手段から出力される前記
監視信号を固定する回路として構成されていることを特
徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の電源電圧
監視回路。
5. The output transistor means output from the output transistor means when the power supply voltage becomes lower than a voltage at which the comparator operates normally, regardless of the output of the comparator. 5. The power supply voltage monitoring circuit according to claim 1, wherein the power supply voltage monitoring circuit is configured as a circuit for fixing a monitoring signal.
【請求項6】 前記監視信号を固定する回路は、前記電
源電圧を降圧して前記出力トランジスタ手段に入力する
ダイオードを含んでおり、前記ダイオードにより降圧さ
れた前記電源電圧が前記コンパレータが正常動作する電
圧よりも低電圧になったときに、前記出力トランジスタ
手段の出力を固定することを特徴とする請求項5に記載
の電源電圧監視回路。
6. The circuit for fixing the monitoring signal includes a diode for stepping down the power supply voltage and inputting it to the output transistor means, and the power supply voltage stepped down by the diode causes the comparator to operate normally. The power supply voltage monitoring circuit according to claim 5, wherein the output of the output transistor means is fixed when the voltage becomes lower than the voltage.
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