JP2002073180A - Constant voltage circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路の
定電圧回路に関するもので、特に、それぞれ別の電位を
発生する２つの基準電圧源の電位差を電圧増幅用のオペ
アンプにて増幅することで安定した出力を得る定電圧回
路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a constant voltage circuit of a semiconductor integrated circuit. The present invention relates to a constant voltage circuit for obtaining a stable output.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、それぞれ別の電位を発生する２つ
の基準電圧源を使用し、その２つの基準電圧源の電位差
を電圧増幅用のオペアンプにて増幅することで、電源電
圧の変動に対して安定した出力を得ることができる定電
圧回路が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, two reference voltage sources each generating a different potential are used, and a potential difference between the two reference voltage sources is amplified by an operational amplifier for voltage amplification. There is known a constant voltage circuit that can obtain a stable output.
【０００３】図６は、従来の定電圧回路の構成例を示す
ものである。FIG. 6 shows a configuration example of a conventional constant voltage circuit.
【０００４】この定電圧回路の場合、基準電圧回路１，
２は、しきい値変動や電源電圧変動の影響を受けずに常
に一定の電流を流すことができる理想的な定電流回路３
と、その出力端がエミッタにつながっており、ベースと
コレクタとが接地されているバイポーラトランジスタ４
とで構成されている。In the case of this constant voltage circuit, reference voltage circuits 1 and
2 is an ideal constant current circuit which can always supply a constant current without being affected by threshold voltage fluctuation or power supply voltage fluctuation.
And a bipolar transistor 4 whose output terminal is connected to the emitter and whose base and collector are grounded.
It is composed of
【０００５】基準電圧回路１の出力Ｖａは、出力インピ
ーダンス変換用のオペアンプ５の非反転入力端子に供給
されるようになっている。このオペアンプ５は、反転入
力端子と出力端子とが接続された非反転回路となってい
る。The output Va of the reference voltage circuit 1 is supplied to a non-inverting input terminal of an operational amplifier 5 for converting output impedance. This operational amplifier 5 is a non-inverting circuit in which an inverting input terminal and an output terminal are connected.
【０００６】また、オペアンプ５の出力端子は、抵抗Ｒ
１の一端に接続されている。抵抗Ｒ１の他の一端は、抵
抗Ｒ２の一端と差動増幅用のオペアンプ６の反転入力端
子とに接続されている。このオペアンプ６の非反転入力
端子には、基準電圧回路１よりも高い電圧を出力する基
準電圧回路２の出力Ｖｂが供給されるようになってい
る。オペアンプ６の出力端子は抵抗Ｒ２の他の一端と接
続され、この端子の出力が従来の定電圧回路の出力とな
っている。The output terminal of the operational amplifier 5 has a resistor R
1 is connected to one end. The other end of the resistor R1 is connected to one end of the resistor R2 and the inverting input terminal of the operational amplifier 6 for differential amplification. The output Vb of the reference voltage circuit 2 that outputs a higher voltage than the reference voltage circuit 1 is supplied to a non-inverting input terminal of the operational amplifier 6. The output terminal of the operational amplifier 6 is connected to the other end of the resistor R2, and the output of this terminal is the output of the conventional constant voltage circuit.
【０００７】ここで、基準電圧回路２は、基準電圧回路
１と同様の構成だが、基準電圧回路１よりも定電流回路
３の出力電流を多く流すことで出力電圧を高くしている
（Ｖａ＜Ｖｂ）。Here, the reference voltage circuit 2 has the same configuration as the reference voltage circuit 1, but the output voltage of the constant current circuit 3 is made higher by flowing a larger output current than the reference voltage circuit 1 (Va <Va <). Vb).
【０００８】従来の定電圧回路では、基準電圧回路１，
２の出力の電位差（Ｖｂ−Ｖａ）を、オペアンプ５，６
にて抵抗比分（Ｒ２／Ｒ１）だけ増幅し、基準電圧回路
２の出力Ｖｂに上乗せして出力する。よって、従来の定
電圧回路の出力は、Ｒ２／Ｒ１・（Ｖｂ−Ｖａ）＋Ｖｂ
の式で表される。In a conventional constant voltage circuit, reference voltage circuits 1 and
The potential difference (Vb-Va) of the output of the operational amplifiers 5 and 6
, And is amplified by the resistance ratio (R2 / R1), added to the output Vb of the reference voltage circuit 2, and output. Therefore, the output of the conventional constant voltage circuit is R2 / R1 · (Vb−Va) + Vb
It is represented by the following equation.
【０００９】従来の定電圧回路で安定した出力を得るに
は、抵抗比Ｒ２／Ｒ１をできるだけ小さくし、オペアン
プ５，６のオフセット誤差の影響を小さくする必要があ
る。そのためには、基準電圧回路１，２の出力電位差を
大きくすればよい。In order to obtain a stable output with a conventional constant voltage circuit, it is necessary to reduce the resistance ratio R2 / R1 as much as possible and to reduce the influence of offset errors of the operational amplifiers 5 and 6. For that purpose, the output potential difference between the reference voltage circuits 1 and 2 may be increased.
【００１０】しかしながら、従来の定電圧回路におい
て、基準電圧回路１，２の出力電位差を大きくするため
には、定電流回路３の電流量を増やすことで電位差をつ
けなければならなかった（外部ノイズの影響が多くなる
ため、電流量を減らすことはできない）。However, in the conventional constant voltage circuit, in order to increase the output potential difference between the reference voltage circuits 1 and 2, a potential difference had to be provided by increasing the amount of current of the constant current circuit 3 (external noise). The current amount cannot be reduced because the effect of
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、基準電圧回路の出力電位差を大きくするこ
とによって、安定した出力を得ることができるものの、
基準電圧回路の出力電位差を大きくするためには、定電
流回路の電流量を増やすことで電位差をつけなければな
らず、消費電流が増えるという問題があった。As described above, in the prior art, a stable output can be obtained by increasing the output potential difference of the reference voltage circuit.
In order to increase the output potential difference of the reference voltage circuit, a potential difference must be provided by increasing the amount of current of the constant current circuit, resulting in a problem that current consumption increases.
【００１２】そこで、この発明は、消費電流を増やすこ
となく、基準電圧回路の出力電位差を広げることがで
き、安定した出力を容易に得ることが可能な定電圧回路
を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a constant voltage circuit which can widen the output potential difference of a reference voltage circuit without increasing current consumption and can easily obtain a stable output. .
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の定電圧回路にあっては、第一の定電流
回路、および、この第一の定電流回路の出力端がエミッ
タに接続され、かつ、ベースとコレクタとが接地されて
いる第一のバイポーラトランジスタからなる第一の基準
電圧回路と、第二の定電流回路、および、この第二の定
電流回路の出力端がエミッタに接続され、かつ、コレク
タが接地されるとともに、ベースが前記第一のバイポー
ラトランジスタのエミッタに接続された第二のバイポー
ラトランジスタからなる第二の基準電圧回路と、前記第
一のバイポーラトランジスタのエミッタが非反転入力端
子に接続され、その出力端子および第一の抵抗の一端が
反転入力端子に続された出力インピーダンス変換用の第
一のオペアンプと、前記第一の抵抗の他の一端および第
二の抵抗の一端が反転入力端子に接続され、前記第二の
バイポーラトランジスタのエミッタが非反転入力端子に
接続されるとともに、その出力端子が前記第二の抵抗の
他の一端に接続された差動増幅用の第二のオペアンプと
を具備したことを特徴とする。In order to achieve the above object, in a constant voltage circuit according to the present invention, a first constant current circuit and an output terminal of the first constant current circuit are connected to an emitter. And a first reference voltage circuit composed of a first bipolar transistor whose base and collector are grounded, a second constant current circuit, and an output terminal of the second constant current circuit. A second reference voltage circuit consisting of a second bipolar transistor connected to the emitter and having the collector grounded and having a base connected to the emitter of the first bipolar transistor; A first operational amplifier for output impedance conversion in which the emitter is connected to the non-inverting input terminal, and the output terminal and one end of the first resistor are connected to the inverting input terminal; The other end of the first resistor and one end of the second resistor are connected to an inverting input terminal, the emitter of the second bipolar transistor is connected to a non-inverting input terminal, and the output terminal of the second bipolar transistor is connected to the second input terminal. And a second operational amplifier for differential amplification connected to the other end of the resistor.
【００１４】この発明の定電圧回路によれば、電圧増幅
用のオペアンプの増幅率を小さくできるようになる。こ
れにより、定電流回路の電流量を増やすことなしに、オ
フセット誤差の影響を軽減することが可能となるもので
ある。According to the constant voltage circuit of the present invention, the amplification factor of the operational amplifier for voltage amplification can be reduced. This makes it possible to reduce the influence of the offset error without increasing the current amount of the constant current circuit.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１６】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態にかかる定電流回路の構成例を示すものであ
る。この定電圧回路の場合、基準電圧回路（第一の基準
電圧回路）１１ａは、しきい値変動や電源電圧変動の影
響を受けずに常に一定の電流を流すことができる理想的
な定電流回路（第一の定電流回路）１２ａと、その出力
端がエミッタにつながっており、ベースとコレクタとが
接地されているＰＮＰ型のバイポーラトランジスタ（第
一のバイポーラトランジスタ）１３ａとで構成されてい
る。(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
9 shows a configuration example of a constant current circuit according to the embodiment. In the case of this constant voltage circuit, the reference voltage circuit (first reference voltage circuit) 11a is an ideal constant current circuit that can always supply a constant current without being affected by threshold value fluctuation or power supply voltage fluctuation. It comprises a (first constant current circuit) 12a and a PNP-type bipolar transistor (first bipolar transistor) 13a whose output terminal is connected to the emitter and whose base and collector are grounded.
【００１７】また、基準電圧回路（第二の基準電圧回
路）１１ｂは、しきい値変動や電源電圧変動の影響を受
けずに常に一定の電流を流すことができる理想的な定電
流回路（第二の定電流回路）１２ｂと、その出力端がエ
ミッタにつながっており、コレクタが接地されるととも
に、ベースが上記基準電圧回路１１ａの上記バイポーラ
トランジスタ１３ａのエミッタに接続されているＰＮＰ
型のバイポーラトランジスタ（第二のバイポーラトラン
ジスタ）１３ｂとで構成されている。The reference voltage circuit (second reference voltage circuit) 11b is an ideal constant current circuit (second reference voltage circuit) that can always supply a constant current without being affected by threshold value fluctuation or power supply voltage fluctuation. A constant current circuit) 12b, an output terminal of which is connected to the emitter, a collector grounded, and a base connected to the emitter of the bipolar transistor 13a of the reference voltage circuit 11a.
And a bipolar transistor 13b (second bipolar transistor).
【００１８】基準電圧回路１１ａの出力（バイポーラト
ランジスタ１３ａのエミッタ電圧）Ｖａは、出力インピ
ーダンス変換用のオペアンプ（第一のオペアンプ）２１
の非反転入力端子に供給されるようになっている。この
オペアンプ２１は、反転入力端子と出力端子とが接続さ
れた非反転回路となっている。An output Va of the reference voltage circuit 11a (an emitter voltage of the bipolar transistor 13a) is an operational amplifier (first operational amplifier) 21 for converting output impedance.
Are supplied to the non-inverting input terminal of The operational amplifier 21 is a non-inverting circuit in which an inverting input terminal and an output terminal are connected.
【００１９】また、オペアンプ２１の出力端子は、抵抗
（第一の抵抗）Ｒ１の一端に接続されている。この抵抗
Ｒ１の他の一端は、抵抗（第二の抵抗）Ｒ２の一端と差
動増幅用のオペアンプ（第二のオペアンプ）３１の反転
入力端子とに接続されている。このオペアンプ３１の非
反転入力端子には、上記基準電圧回路１１ａよりも高い
電圧を出力する上記基準電圧回路１１ｂの出力（基準電
圧）Ｖｂが供給されるようになっている。オペアンプ３
１の出力端子は抵抗Ｒ２の他の一端と接続されるととも
に、この端子の出力が本定電圧回路の出力Ｖｏｕｔとな
る。The output terminal of the operational amplifier 21 is connected to one end of a resistor (first resistor) R1. The other end of the resistor R1 is connected to one end of a resistor (second resistor) R2 and an inverting input terminal of an operational amplifier (second operational amplifier) 31 for differential amplification. The output (reference voltage) Vb of the reference voltage circuit 11b that outputs a higher voltage than the reference voltage circuit 11a is supplied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 31. Operational amplifier 3
The output terminal 1 is connected to the other end of the resistor R2, and the output of this terminal becomes the output Vout of the constant voltage circuit.
【００２０】ここで、定電流回路１２ａ，１２ｂの電流
能力およびバイポーラトランジスタ１３ａ，１３ｂの特
性が同じだとすると、基準電圧Ｖｂは、 Ｖｂ＝Ｖａ（バイポーラトランジスタ１３ａのエミッタ
電圧）＋Ｖａ（バイポーラトランジスタ１３ｂのベース
−エミッタ間電圧ＶＢＥ） となる。Here, assuming that the current capabilities of the constant current circuits 12a and 12b and the characteristics of the bipolar transistors 13a and 13b are the same, the reference voltage Vb is: Vb = Va (the emitter voltage of the bipolar transistor 13a) + Va (the base of the bipolar transistor 13b). −emitter voltage VBE).
【００２１】よって、その出力Ｖｏｕｔは、 Ｖｏｕｔ＝Ｒ２／Ｒ１・（Ｖａ）＋２×Ｖａ となる。Therefore, the output Vout is as follows: Vout = R2 / R1 ・ (Va) + 2 × Va
【００２２】このように、本発明の定電圧回路の場合、
抵抗比Ｒ２／Ｒ１が従来の定電圧回路に比べてＶａ／
（Ｖｂ−Ｖａ）だけ小さくなる。Thus, in the case of the constant voltage circuit of the present invention,
The resistance ratio R2 / R1 is Va /
(Vb-Va).
【００２３】たとえば、ＶＤＤ＝５．０Ｖ、Ｖａ＝０．
５Ｖ、Ｖｂ＝０．６Ｖ、Ｉａ＝０．０７μＡ、Ｉｂ＝
１．４０μＡ、Ｖｏｕｔ＝１．６Ｖとすると、従来の定
電圧回路（図６参照）の場合、差動増幅用のオペアンプ
６の抵抗比はＲ２：Ｒ１＝１１：１となり、定電圧回路
の消費電流は１．４７μＡとなる。For example, when VDD = 5.0 V, Va = 0.
5 V, Vb = 0.6 V, Ia = 0.07 μA, Ib =
Assuming that 1.40 μA and Vout = 1.6 V, in the case of the conventional constant voltage circuit (see FIG. 6), the resistance ratio of the operational amplifier 6 for differential amplification is R2: R1 = 11: 1, and the consumption of the constant voltage circuit The current is 1.47 μA.
【００２４】これに対し、本発明の定電圧回路の場合、
基準電圧Ｖｂは、 Ｖｂ＝Ｖａ×２＝１．０Ｖ となる。On the other hand, in the case of the constant voltage circuit of the present invention,
The reference voltage Vb is as follows: Vb = Va × 2 = 1.0V
【００２５】そのため、差動増幅用のオペアンプ３１の
抵抗比は、Ｒ２：Ｒ１＝１．４：１と小さくなる。これ
により、オペアンプ３１のオフセット誤差の影響を約１
／７％に軽減することができ、安定した出力Ｖｏｕｔを
得ることが可能となる。Therefore, the resistance ratio of the operational amplifier 31 for differential amplification is as small as R2: R1 = 1.4: 1. Thereby, the influence of the offset error of the operational amplifier 31 is reduced by about 1
/ 7%, and a stable output Vout can be obtained.
【００２６】また、各トランジスタ１３ａ，１３ｂを流
れる電流Ｉａ，Ｉｂは、 Ｉａ＝Ｉｂ＝０．０７μＡ となり、この発明の定電圧回路の消費電流は０．１４μ
Ａとなる。したがって、従来の定電圧回路の約１０％の
電流消費で済む。The currents Ia and Ib flowing through the transistors 13a and 13b are as follows: Ia = Ib = 0.07 μA, and the current consumption of the constant voltage circuit of the present invention is 0.14 μm.
A. Therefore, the current consumption is about 10% of the conventional constant voltage circuit.
【００２７】すなわち、本発明の定電圧回路は、定電流
回路１２ｂの電流量を増加させて、基準電圧回路１１
ａ，１１ｂの出力電位差を広げる必要がない。そのた
め、定電流回路１２ｂの電流量を、外部ノイズの影響を
受けない程度の最小電流量に設定できる。したがって、
定電流回路１２ａ，１２ｂの電流能力およびバイポーラ
トランジスタ１３ａ，１３ｂの特性を同じにすること
で、最小消費電流の設計とすることができる。なお、そ
のときの基準電圧回路１１ａ，１１ｂの各出力Ｖａ，Ｖ
ｂは、 Ｖｂ＝Ｖａ×２ となる。That is, the constant voltage circuit according to the present invention increases the amount of current of the constant current circuit
There is no need to widen the output potential difference between a and 11b. Therefore, the current amount of the constant current circuit 12b can be set to a minimum current amount that is not affected by external noise. Therefore,
By making the current capabilities of the constant current circuits 12a and 12b and the characteristics of the bipolar transistors 13a and 13b the same, it is possible to design the circuit with the minimum current consumption. The outputs Va, V of the reference voltage circuits 11a, 11b at that time are
b becomes Vb = Va × 2.
【００２８】特に、従来の定電圧回路において、本発明
の定電圧回路の抵抗比１．４：１に合わせて、基準電圧
回路２の出力Ｖｂが１．０Ｖとなるようにした場合、Ｉ
ｂ＝１．９７ｍＡとなって、約２８０００倍の電流量が
必要となる。この場合、トランジスタ４のサイズがトラ
ンジスタ１３ｂの２５倍にもなり、チップ面積が大きく
なる。In particular, in the conventional constant voltage circuit, when the output Vb of the reference voltage circuit 2 is set to 1.0 V in accordance with the resistance ratio of the constant voltage circuit of the present invention of 1.4: 1,
When b = 1.97 mA, a current amount about 28,000 times is required. In this case, the size of the transistor 4 is 25 times that of the transistor 13b, and the chip area is increased.
【００２９】上記したように、電圧増幅用のオペアンプ
の増幅率を小さくできるようにしている。すなわち、基
準電圧を生成するためのバイポーラトランジスタのベー
スを、バイポーラトランジスタのエミッタに接続するよ
うにしている。これにより、定電流回路の電流量を増や
すことなしに、オフセット誤差の影響を軽減することが
可能となる。したがって、消費電流を増やすことなく、
基準電圧回路の出力電位差を広げることができ、安定し
た出力を容易に得ることが可能となるものである。As described above, the amplification factor of the operational amplifier for voltage amplification can be reduced. That is, the base of the bipolar transistor for generating the reference voltage is connected to the emitter of the bipolar transistor. This makes it possible to reduce the influence of the offset error without increasing the current amount of the constant current circuit. Therefore, without increasing current consumption,
The output potential difference of the reference voltage circuit can be widened, and a stable output can be easily obtained.
【００３０】（第２の実施形態）図２は、本発明の第２
の実施形態にかかる定電圧回路の構成例を示すものであ
る。なお、この定電圧回路は、上述した第１の実施形態
にかかる定電圧回路と基本的に同じ構成のため、ここで
は異なる部分についてのみ説明する。(Second Embodiment) FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
9 shows a configuration example of a constant voltage circuit according to the embodiment. Note that this constant voltage circuit has basically the same configuration as the constant voltage circuit according to the above-described first embodiment, and therefore only different portions will be described here.
【００３１】図２において、基準電圧回路１１ｂ’は、
定電流回路１２ｂの出力端とバイポーラトランジスタ１
３ｂのエミッタとの間に抵抗（第三の抵抗）Ｒ３が挿入
され、この抵抗Ｒ３と定電流回路１２ｂとの接続点（基
準電圧回路１１ｂ’の出力Ｖｂ’）がオペアンプ３１の
非反転入力端子に接続されてなる構成とされている。In FIG. 2, the reference voltage circuit 11b '
Output terminal of constant current circuit 12b and bipolar transistor 1
A resistor (third resistor) R3 is inserted between the resistor R3 and the emitter of the constant current circuit 12b (the output Vb 'of the reference voltage circuit 11b') is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 31. Connected.
【００３２】この構成の定電圧回路の場合、抵抗Ｒ３と
定電流回路１２ｂとの接続点の電圧を基準電圧Ｖｂ’と
して用いることにより、温度特性をさらに改善すること
ができる。In the case of the constant voltage circuit having this configuration, the temperature characteristic can be further improved by using the voltage at the connection point between the resistor R3 and the constant current circuit 12b as the reference voltage Vb '.
【００３３】図３は、基準電圧回路１１ａ，１１ｂ、１
１ｂ’の各出力Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｂ’を比較して示すもの
である。FIG. 3 shows reference voltage circuits 11a, 11b, 1
This is a comparison between the respective outputs Va, Vb, Vb 'of 1b'.
【００３４】この図からも明らかなように、基準電圧Ｖ
ｂ’はほぼ２Ｖａとなるので、第１の実施形態の場合と
同様に、その出力Ｖｏｕｔは、 Ｖｏｕｔ＝Ｒ２／Ｒ１・（Ｖａ）＋２×Ｖａ となる。As is apparent from this figure, the reference voltage V
Since b ′ is approximately 2 Va, the output Vout is Vout = R2 / R1 · (Va) + 2 × Va, as in the case of the first embodiment.
【００３５】（第３の実施形態）図４は、本発明の第３
の実施形態にかかる定電圧回路の構成例を示すものであ
る。ここでは、基準電圧回路を複数段つなげる構成とし
た場合について説明する。(Third Embodiment) FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention.
9 shows a configuration example of a constant voltage circuit according to the embodiment. Here, a case where a plurality of reference voltage circuits are connected will be described.
【００３６】この定電圧回路の場合、たとえば、５つ
（五段分）の基準電圧回路１１ａ〜１１ｅを用いて構成
されている。In the case of this constant voltage circuit, for example, it is configured using five (five stages) reference voltage circuits 11a to 11e.
【００３７】すなわち、基準電圧回路１１ａは、しきい
値変動や電源電圧変動の影響を受けずに常に一定の電流
を流すことができる理想的な定電流回路１２ａと、その
出力端がエミッタにつながっており、ベースとコレクタ
とが接地されているＰＮＰ型のバイポーラトランジスタ
１３ａとで構成されている。That is, the reference voltage circuit 11a is an ideal constant current circuit 12a that can always supply a constant current without being affected by threshold voltage fluctuation or power supply voltage fluctuation, and its output terminal is connected to the emitter. And a PNP-type bipolar transistor 13a whose base and collector are grounded.
【００３８】また、基準電圧回路１１ｂは、しきい値変
動や電源電圧変動の影響を受けずに常に一定の電流を流
すことができる理想的な定電流回路１２ｂと、その出力
端がエミッタにつながっており、コレクタが接地される
とともに、ベースが上記基準電圧回路１１ａの上記バイ
ポーラトランジスタ１３ａのエミッタに接続されている
ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタ１３ｂとで構成され
ている。The reference voltage circuit 11b has an ideal constant current circuit 12b which can always supply a constant current without being affected by threshold voltage fluctuation or power supply voltage fluctuation, and its output terminal is connected to the emitter. And a PNP-type bipolar transistor 13b whose collector is grounded and whose base is connected to the emitter of the bipolar transistor 13a of the reference voltage circuit 11a.
【００３９】また、基準電圧回路１１ｃは、しきい値変
動や電源電圧変動の影響を受けずに常に一定の電流を流
すことができる理想的な定電流回路１２ｃと、その出力
端がエミッタにつながっており、コレクタが接地される
とともに、ベースが上記基準電圧回路１１ｂの上記バイ
ポーラトランジスタ１３ｂのエミッタに接続されている
ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタ１３ｃとで構成され
ている。The reference voltage circuit 11c is an ideal constant current circuit 12c capable of constantly flowing a constant current without being affected by threshold voltage fluctuation or power supply voltage fluctuation, and its output terminal is connected to the emitter. And a PNP-type bipolar transistor 13c whose collector is grounded and whose base is connected to the emitter of the bipolar transistor 13b of the reference voltage circuit 11b.
【００４０】また、基準電圧回路１１ｄは、しきい値変
動や電源電圧変動の影響を受けずに常に一定の電流を流
すことができる理想的な定電流回路１２ｄと、その出力
端がエミッタにつながっており、コレクタが接地される
とともに、ベースが上記基準電圧回路１１ｃの上記バイ
ポーラトランジスタ１３ｃのエミッタに接続されている
ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタ１３ｄとで構成され
ている。The reference voltage circuit 11d is an ideal constant current circuit 12d capable of constantly flowing a constant current without being affected by threshold voltage fluctuation or power supply voltage fluctuation, and its output terminal is connected to the emitter. It has a collector grounded and a PNP-type bipolar transistor 13d whose base is connected to the emitter of the bipolar transistor 13c of the reference voltage circuit 11c.
【００４１】さらに、基準電圧回路１１ｅは、しきい値
変動や電源電圧変動の影響を受けずに常に一定の電流を
流すことができる理想的な定電流回路１２ｅと、その出
力端がエミッタにつながっており、コレクタが接地され
るとともに、ベースが上記基準電圧回路１１ｄの上記バ
イポーラトランジスタ１３ｄのエミッタに接続されてい
るＰＮＰ型のバイポーラトランジスタ１３ｅとで構成さ
れている。Further, the reference voltage circuit 11e is an ideal constant current circuit 12e capable of constantly flowing a constant current without being affected by threshold voltage fluctuation or power supply voltage fluctuation, and its output terminal is connected to the emitter. And a PNP-type bipolar transistor 13e whose collector is grounded and whose base is connected to the emitter of the bipolar transistor 13d of the reference voltage circuit 11d.
【００４２】基準電圧回路１１ａの出力（バイポーラト
ランジスタ１３ａのエミッタ電圧）Ｖａは、出力インピ
ーダンス変換用のオペアンプ２１の非反転入力端子に供
給されるようになっている。このオペアンプ２１は、反
転入力端子と出力端子とが接続された非反転回路となっ
ている。The output Va (emitter voltage of the bipolar transistor 13a) of the reference voltage circuit 11a is supplied to a non-inverting input terminal of an operational amplifier 21 for converting output impedance. The operational amplifier 21 is a non-inverting circuit in which an inverting input terminal and an output terminal are connected.
【００４３】また、オペアンプ２１の出力端子は、抵抗
Ｒ１の一端に接続されている。この抵抗Ｒ１の他の一端
は、抵抗Ｒ２の一端と差動増幅用のオペアンプ３１の反
転入力端子とに接続されている。このオペアンプ３１の
非反転入力端子には、上記基準電圧回路１１ａよりも高
い電圧を出力する上記基準電圧回路１１ｂ，１１ｃ，１
１ｄ，１１ｅの各出力（基準電圧）Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，
Ｖｅが選択的に供給されるようになっている。オペアン
プ３１の出力端子は抵抗Ｒ２の他の一端と接続されると
ともに、この端子の出力が本定電圧回路の出力Ｖｏｕｔ
となる。The output terminal of the operational amplifier 21 is connected to one end of the resistor R1. The other end of the resistor R1 is connected to one end of the resistor R2 and the inverting input terminal of the operational amplifier 31 for differential amplification. A non-inverting input terminal of the operational amplifier 31 outputs the reference voltage circuits 11b, 11c, and 1 that output a higher voltage than the reference voltage circuit 11a.
Each output (reference voltage) Vb, Vc, Vd,
Ve is selectively supplied. The output terminal of the operational amplifier 31 is connected to the other end of the resistor R2, and the output of this terminal is the output Vout of the constant voltage circuit.
Becomes
【００４４】図５は、上記した構成の定電圧回路におい
て、基準電圧回路１１ａ〜１１ｅの段数を変化させた際
の特性の違いを比較して示すものである。FIG. 5 shows a comparison of the difference in characteristics when the number of stages of the reference voltage circuits 11a to 11e is changed in the constant voltage circuit having the above configuration.
【００４５】たとえば、出力Ｖｏｕｔ＝４．０Ｖ、基準
電圧Ｖａ＝０．４Ｖ，Ｖｂ＝０．８Ｖ，Ｖｃ＝１．２
Ｖ，Ｖｄ＝１．６Ｖ，Ｖｅ＝２．０Ｖとした場合におい
て、オペアンプ３１の非反転入力端子に基準電圧回路１
１ｂの出力Ｖｂが供給されるように、２つの基準電圧回
路１１ａ，１１ｂをつなげた定電圧回路（二段接続）の
場合、差動増幅用のオペアンプ３１の抵抗比をＲ２：Ｒ
１＝８：１にしなければならない。For example, output Vout = 4.0 V, reference voltage Va = 0.4 V, Vb = 0.8 V, Vc = 1.2
When V, Vd = 1.6 V and Ve = 2.0 V, the reference voltage circuit 1 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 31.
In the case of a constant voltage circuit (two-stage connection) connecting two reference voltage circuits 11a and 11b so that the output Vb of 1b is supplied, the resistance ratio of the operational amplifier 31 for differential amplification is set to R2: R
1 = 8: 1.
【００４６】これに対し、オペアンプ３１の非反転入力
端子に基準電圧回路１１ｃの出力Ｖｃが供給されるよう
に、３つの基準電圧回路１１ａ，１１ｂ，１１ｃをつな
げた定電圧回路（三段接続）の場合、差動増幅用のオペ
アンプ３１の抵抗比をＲ２：Ｒ１＝３．５：１に抑える
ことができ、オペアンプ２１，３１のオフセット誤差を
４４％に低減できる。On the other hand, a constant voltage circuit (three-stage connection) in which three reference voltage circuits 11a, 11b, 11c are connected so that the output Vc of the reference voltage circuit 11c is supplied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 31. In this case, the resistance ratio of the operational amplifier 31 for differential amplification can be suppressed to R2: R1 = 3.5: 1, and the offset error of the operational amplifiers 21 and 31 can be reduced to 44%.
【００４７】また、オペアンプ３１の非反転入力端子に
基準電圧回路１１ｄの出力Ｖｄが供給されるように、４
つの基準電圧回路１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄをつ
なげた定電圧回路（四段接続）の場合、差動増幅用のオ
ペアンプ３１の抵抗比をＲ２：Ｒ１＝２：１に抑えるこ
とができ、オペアンプ２１，３１のオフセット誤差を２
５％に低減できる。The output Vd of the reference voltage circuit 11 d is supplied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 31 so that
In the case of a constant voltage circuit (four-stage connection) in which two reference voltage circuits 11a, 11b, 11c, and 11d are connected, the resistance ratio of the operational amplifier 31 for differential amplification can be suppressed to R2: R1 = 2: 1. The offset error of 21, 31 is 2
It can be reduced to 5%.
【００４８】さらに、オペアンプ３１の非反転入力端子
に基準電圧回路１１ｅの出力Ｖｅが供給されるように、
５つの基準電圧回路１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，
１１ｅをつなげた定電圧回路（五段接続）の場合、差動
増幅用のオペアンプ３１の抵抗比をＲ２：Ｒ１＝１．２
５：１に抑えることができ、オペアンプ２１，３１のオ
フセット誤差を１６％に低減できる。Further, the output Ve of the reference voltage circuit 11e is supplied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 31.
The five reference voltage circuits 11a, 11b, 11c, 11d,
11e, the resistance ratio of the operational amplifier 31 for differential amplification is R2: R1 = 1.2
5: 1 and the offset error of the operational amplifiers 21 and 31 can be reduced to 16%.
【００４９】このような構成の定電圧回路によれば、基
準電圧回路の段数をさらに増加させて、基準電圧の電位
差を広げることにより、オペアンプ２１，３１のオフセ
ット誤差（オペアンプ３１の増幅率）をさらに低減させ
ることが可能である。According to the constant voltage circuit having such a configuration, the offset error of the operational amplifiers 21 and 31 (the amplification factor of the operational amplifier 31) can be reduced by further increasing the number of stages of the reference voltage circuit and widening the potential difference between the reference voltages. It is possible to further reduce.
【００５０】また、この構成の定電圧回路において、上
述した第２の実施形態の場合と同様に、定電流回路１２
ｂ〜１２ｅとバイポーラトランジスタ１３ｂ〜１３ｅと
の接続点にそれぞれ抵抗Ｒ３を挿入することによって、
温度特性をさらに改善することも可能である。In the constant voltage circuit having this configuration, as in the case of the above-described second embodiment, the constant current circuit 12
By inserting resistors R3 at the connection points between b to 12e and bipolar transistors 13b to 13e, respectively,
It is also possible to further improve the temperature characteristics.
【００５１】なお、本願発明は、上記各実施形態に限定
されるものではなく、各実施段階ではその要旨を逸脱し
ない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、
上記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、
開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせに
より種々の発明が抽出され得る。たとえば、各実施形態
に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除さ
れても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題
が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得
られる場合には、その構成要件が削除された構成が発明
として抽出され得る。The present invention is not limited to the above embodiments, but can be variously modified in each implementation stage without departing from the scope of the invention. further,
The above embodiments include various stages of the invention,
Various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed components. For example, even if some components are deleted from all the components shown in each embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved and described in the column of the effect of the invention. When the effect is obtained, a configuration from which the component requirement is deleted can be extracted as an invention.
【００５２】[0052]
【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、消費電流を増やすことなく、基準電圧回路の出力電
位差を広げることができ、安定した出力を容易に得るこ
とが可能な定電圧回路を提供できる。As described in detail above, according to the present invention, the output voltage difference of the reference voltage circuit can be widened without increasing current consumption, and a constant voltage capable of easily obtaining a stable output can be obtained. Circuit can be provided.
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる定電流回路
の概略を示す回路構成図。FIG. 1 is a circuit configuration diagram schematically showing a constant current circuit according to a first embodiment of the present invention.
【図２】この発明の第２の実施形態にかかる定電圧回路
の概略を示す回路構成図。FIG. 2 is a circuit diagram schematically showing a constant voltage circuit according to a second embodiment of the present invention.
【図３】同じく、基準電圧の温度特性を示す概略特性
図。FIG. 3 is a schematic characteristic diagram showing temperature characteristics of a reference voltage.
【図４】この発明の第３の実施形態にかかる定電圧回路
の概略を示す回路構成図。FIG. 4 is a circuit diagram schematically showing a constant voltage circuit according to a third embodiment of the present invention.
【図５】同じく、基準電圧回路の段数を変化させた際の
回路特性を比較して示す概略図。FIG. 5 is a schematic diagram comparing circuit characteristics when the number of stages of the reference voltage circuit is changed.
【図６】従来技術とその問題点を説明するために示す定
電圧回路の回路構成図。FIG. 6 is a circuit configuration diagram of a constant voltage circuit shown to explain a conventional technique and its problems.
１１ａ，１１ｂ，１１ｂ’，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ…
基準電圧回路 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ…定電流回路 １３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ…バイポーラ
トランジスタ ２１…出力インピーダンス変換用のオペアンプ ３１…差動（電圧）増幅用のオペアンプ Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３…抵抗 Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｂ’，Ｖｃ，Ｖｄ，Ｖｅ…基準電圧回路
出力 Ｖｏｕｔ…定電圧回路出力 Ｉａ，Ｉｂ…基準電圧回路電流11a, 11b, 11b ', 11c, 11d, 11e ...
Reference voltage circuits 12a, 12b, 12c, 12d, 12e ... constant current circuits 13a, 13b, 13c, 13d, 13e ... bipolar transistors 21 ... operational amplifiers for output impedance conversion 31 ... operational amplifiers for differential (voltage) amplification R1, R2 , R3 ... resistance Va, Vb, Vb ', Vc, Vd, Ve ... reference voltage circuit output Vout ... constant voltage circuit output Ia, Ib ... reference voltage circuit current
Claims (5)
定電流回路の出力端がエミッタに接続され、かつ、ベー
スとコレクタとが接地されている第一のバイポーラトラ
ンジスタからなる第一の基準電圧回路と、 第二の定電流回路、および、この第二の定電流回路の出
力端がエミッタに接続され、かつ、コレクタが接地され
るとともに、ベースが前記第一のバイポーラトランジス
タのエミッタに接続された第二のバイポーラトランジス
タからなる第二の基準電圧回路と、 前記第一のバイポーラトランジスタのエミッタが非反転
入力端子に接続され、その出力端子および第一の抵抗の
一端が反転入力端子に続された出力インピーダンス変換
用の第一のオペアンプと、 前記第一の抵抗の他の一端および第二の抵抗の一端が反
転入力端子に接続され、前記第二のバイポーラトランジ
スタのエミッタが非反転入力端子に接続されるととも
に、その出力端子が前記第二の抵抗の他の一端に接続さ
れた差動増幅用の第二のオペアンプとを具備したことを
特徴とする定電圧回路。1. A first constant current circuit, and a first bipolar transistor having an output terminal connected to the emitter and a base and a collector grounded. A reference voltage circuit, a second constant current circuit, and an output terminal of the second constant current circuit connected to the emitter, the collector is grounded, and the base is the emitter of the first bipolar transistor. A second reference voltage circuit comprising a second bipolar transistor connected to the first bipolar transistor, an emitter of the first bipolar transistor is connected to a non-inverting input terminal, an output terminal thereof and one end of a first resistor are connected to an inverting input terminal. A first operational amplifier for output impedance conversion continued to, the other end of the first resistor and one end of the second resistor are connected to the inverting input terminal, An emitter of the second bipolar transistor is connected to a non-inverting input terminal, and an output terminal thereof is provided with a second operational amplifier for differential amplification connected to another end of the second resistor. A constant voltage circuit.
バイポーラトランジスタの特性と、前記第二の定電流回
路および前記第二のバイポーラトランジスタの特性とが
同一であることを特徴とする請求項１に記載の定電圧回
路。2. The characteristics of the first constant current circuit and the first bipolar transistor, and the characteristics of the second constant current circuit and the second bipolar transistor are the same. Item 2. The constant voltage circuit according to item 1.
に、しきい値変動や電源電圧変動の影響を受けずに一定
電流を流すことができる理想的な定電流回路であること
を特徴とする請求項２に記載の定電圧回路。3. The first and second constant current circuits are both ideal constant current circuits capable of flowing a constant current without being affected by threshold voltage fluctuations or power supply voltage fluctuations. 3. The constant voltage circuit according to claim 2, wherein:
ミッタにはさらに第三の抵抗の一端が接続され、この第
三の抵抗の他の一端と前記第二の定電流回路の出力端と
の接続点が、前記第二のオペアンプの非反転入力端子に
接続されていることを特徴とする請求項１に記載の定電
圧回路。4. An emitter of the second bipolar transistor is further connected to one end of a third resistor, and a connection point between the other end of the third resistor and an output terminal of the second constant current circuit. Is connected to a non-inverting input terminal of the second operational amplifier.
複数段の基準電圧回路がさらに接続されてなることを特
徴とする請求項１に記載の定電圧回路。5. The method according to claim 1, further comprising the first and second reference voltage circuits.
2. The constant voltage circuit according to claim 1, wherein a plurality of reference voltage circuits are further connected.
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