JP2002091581A - 基準電圧回路 - Google Patents

基準電圧回路

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JP2002091581A
JP2002091581A JP2000284610A JP2000284610A JP2002091581A JP 2002091581 A JP2002091581 A JP 2002091581A JP 2000284610 A JP2000284610 A JP 2000284610A JP 2000284610 A JP2000284610 A JP 2000284610A JP 2002091581 A JP2002091581 A JP 2002091581A
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Shinichi Tezuka
伸一 手塚
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Abstract

(57)【要約】 【課題】一箇所のトリミング回路の調整のみで、異なる
基準電圧をバラツキなく予め定められた電圧に調整でき
る基準電圧回路を提供する。 【解決手段】基準電圧発生回路1と、この基準電圧Vref
をレギュレータ回路2Aで増幅し、この増幅した出力を分
圧して第1基準電圧Vr1 および第2基準電圧Vr2 を発生
する基準電圧回路において、レギュレータ回路2Aは、演
算増幅器Q1と、この増幅出力を第1基準電圧Vr1 として
出力し、この増幅出力を抵抗R1とR2の直列回路で分圧し
て第2基準電圧Vr2 として出力する第1分圧回路3Aと、
第1分圧回路3Aと並列に接続され、第1基準電圧Vr1 を
分圧し、この分圧した電圧は基準電圧発生回路1の基準
電圧Vrefに近い値を微調整して演算増幅器Q1に負帰還す
る第1トリミング回路3Bと、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子回路に利
用され、1ヵ所の抵抗調整で異なった基準電圧値を予め
定められた値に正確に調整できる基準電圧回路に関し、
特に、集積回路上に構成する基準電圧回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来技術による基準電圧回路図で
ある。図4において、基準電圧回路は、基準電圧発生回
路1と、この基準電圧発生回路1の基準電圧Vrefを抵抗
Ra,Rbで分圧してこの基準電圧Vrefを微調整するトリミ
ング回路4と、このトリミング回路4の出力電圧を一方
は, 第2基準電圧Vr2 として出力し, 他方は, 図示例で
は演算増幅器Q1とトランジスタT1からなる増幅回路で増
幅し、この増幅出力を第1基準電圧Vr1 として出力し、
この増幅出力Vr1 を抵抗R1' とR2' の直列回路で分圧
し、この分圧電圧を演算増幅器Q1に負帰還するレギュレ
ータ回路5と、を備えて構成される。
【0003】かかる構成において、基準電圧発生回路1
は、図5で後述するバンドギャップ基準電圧回路で温度
補償された基準電圧Vrefを形成し、トリミング回路4で
この基準電圧Vrefのバラツキを微調整してバラツキのな
い基準電圧Vr2 として各回路に第2基準電圧(Vr2=1.25
V) を供給する。また、この基準電圧Vr2 をレギュレー
タ回路5に入力し、レギュレータ回路5の負帰還増幅回
路によって、第1基準電圧(Vr1=2.5V)を形成し、各種電
子回路の集積回路(IC)の内部制御電圧および基準電圧と
して供給することができる。通常、各種電子回路の電源
制御用ICとして、基準電圧は第1基準電圧Vr1=2.5Vと第
2基準電圧Vr2=1.25V の2種類存在させることができ
る。
【0004】次に、図5でCMOSの集積回路で一般的に用
いられるバンドギャップ基準電圧回路例を説明する。図
5の(A) において、バンドギャップ基準電圧回路は、2
個のn-wellの pnpトランジスタQ5,Q6 と、このトランジ
スタQ5,Q6 のエミッタ電流を予め定められた比率に配分
する抵抗 R11〜R13 と、トランジスタQ5,Q6 の動作点を
安定化する演算増幅器Q4と、を備え、トランジスタQ5,Q
6 のバンド・ギャップ電圧を利用して基準電圧を形成す
ることができる。
【0005】具体的には、2個のn-wellの pnpトランジ
スタQ5,Q6 と、このトランジスタQ5のエミッタ回路に接
続される抵抗R11 と、第2トランジスタQ6のエミッタ回
路に接続される抵抗R12,R13 と、トランジスタのQ5エミ
ッタ回路を (+)入力端子に接続し、抵抗R12,R13 の共通
点を (-)入力端子に接続する演算増幅器Q4と、を備え、
抵抗R11,R13 の他方の端子を演算増幅器Q4の出力に接続
して負帰還回路を形成し、両トランジスタのベース回路
を信号ゼロVss に接続して、両トランジスタQ5,Q6 のエ
ミッタ電流を予め定められた比率、例えば8倍、に配分
して基準電圧回路の動作点を安定化することができる。
このときの基準電圧回路の出力電圧Vrefは、(1) 式で表
すことができる。
【0006】
【数1】 Vref=Veb5+(R13/R12) ΔVeb ・・・・・・(1) (1) 式の右辺第1項のVeb5は、トランジスタQ5のベース
・エミッタ間順方向電圧降下を示し、同第2項のΔVeb
は、両トランジスタQ5,Q6 のベース・エミッタ間順方向
の差電圧を示し、両トランジスタQ5,Q6 の順方向電流比
の対数で定まる係数を有し、絶対温度に比例する正の温
度係数を有する。この抵抗(R11〜R13)の値を適切に選択
することにより、右辺第1項のVeb5の負の温度特性と、
右辺第2項のΔVeb の正の温度特性とで補償して、基準
電圧出力Vref=1.25V 近辺の出力を得ることができる。
【0007】図5の(B) において、他例のバンドギャッ
プ基準電圧回路は、2個のp-wellのnpnトランジスタQ7,
Q8 と、このトランジスタQ7,Q8 のエミッタ電流を予め
定められた比率に配分する抵抗 R11〜R13 と、トランジ
スタQ7,Q8 の動作点を安定化する演算増幅器Q4と、を備
え、トランジスタQ7,Q8 のバンド・ギャップ電圧を利用
して図5の(A) と同様に基準電圧Vrefを形成することが
できる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述の様に、従来技術
の基準電圧回路では、第2基準電圧はトリミング回路を
トリミング調整することにより、バラツキを抑えること
ができるが、レギュレータ回路を介して、例えば2.5Vに
増幅する第1基準電圧は、演算増幅器のオフセット電圧
などにより、バラツキが発生する。
【0009】また、第1基準電圧側に発生するこのバラ
ツキを抑制するため、レギュレータ回路にトリミング回
路を付加すると、回路規模が大きくなり、モノリシック
集積回路上で構成することが不利となる。本発明は一箇
所のトリミング回路の調整のみで、異なる基準電圧をバ
ラツキなく予め定められた電圧に調整できる基準電圧回
路を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、基準電圧発生回路と、この基準電圧発生回路の基準
電圧を受け、レギュレータ回路で増幅し、この増幅した
出力を分圧して第1基準電圧および第2基準電圧を発生
する基準電圧回路において、レギュレータ回路は、演算
増幅器と、この増幅出力を第1基準電圧として出力し、
この増幅出力を抵抗R1とR2の直列回路で分圧し、この分
圧電圧を第2基準電圧として出力する第1分圧回路と、
第1分圧回路と並列に接続され、第1基準電圧を分圧
し、この分圧した電圧は基準電圧発生回路の基準電圧に
近い値を微調整して演算増幅器に負帰還する第1トリミ
ング回路と、を備えるものとする。
【0011】かかる構成により、第1トリミング回路を
トリミング調整することにより、基準電圧発生回路の基
準電圧に対して予め定められた第1基準電圧および第2
基準電圧を得ることができる。また、基準電圧発生回路
と、この基準電圧発生回路の基準電圧を受け、レギュレ
ータ回路で増幅し、この増幅した出力を分圧して第1基
準電圧および第2基準電圧を発生する基準電圧回路にお
いて、レギュレータ回路は、演算増幅器と、この増幅出
力を第1基準電圧として出力し、この増幅出力を抵抗R
1,R6,R7,R2 からなる直列回路で分圧し、抵抗R6とR7の
共通点である中間の分圧電圧を第2基準電圧として出力
する第2分圧回路と、抵抗R1とR6の共通点および抵抗R7
とR2の共通点に接続され抵抗Rx1 とRx2 との分圧回路で
分圧して演算増幅器に負帰還する第2トリミング回路
と、を備えることができる。
【0012】特に、第1基準電圧と第2基準電圧との比
率を1+kとしたとき、抵抗R1,R6,R7,R2 の値は、R1=
k・R2、R6=k・R7に選択することができる。かかる構
成により、第1基準電圧と第2基準電圧との比率(1+
k) に影響を与えることなく、第2トリミング回路の抵
抗Rx1 またはRx2 をトリミング調整することにより、基
準電圧発生回路の基準電圧に対して予め定められた第1
基準電圧および第2基準電圧を得ることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例による基
準電圧回路のブロック図、図2は他の基準電圧回路のブ
ロック図、図3は他のトリミング回路図であり、図4、
図5に対応する同一部材には同じ符号が付してある。図
1において、本発明による基準電圧回路は、基準電圧発
生回路1と、この基準電圧発生回路1の基準電圧Vrefを
受け、レギュレータ回路2Aで増幅し、この増幅した出力
(Vr1) を分圧して第1基準電圧Vr1 および第2基準電圧
Vr2 を発生し、レギュレータ回路2Aは、演算増幅器Q1と
トランジスタT1とからなる演算増幅回路と、この増幅出
力(Vr1) を第1基準電圧Vr1 として出力し、この増幅出
力(Vr1) を抵抗R1とR2の直列回路で分圧し、この分圧電
圧を第2基準電圧Vr2 として出力する第1分圧回路3A
と、第1分圧回路3Aと並列に接続され、第1基準電圧Vr
1を分圧し、この分圧した電圧は基準電圧発生回路1の
基準電圧Vrefに近い値を微調整して演算増幅器Q1に負帰
還する第1トリミング回路3Bと、を備えて構成される。
【0014】かかる構成により、第1トリミング回路3B
をトリミング調整することにより、基準電圧発生回路1
の基準電圧Vrefに対して予め定められた第1基準電圧Vr
1 および第2基準電圧Vr2 を得ることができる。
【0015】
【実施例】(実施例1)図2において、他の基準電圧回
路は、基準電圧発生回路1と、この基準電圧発生回路1
の基準電圧Vrefを受け、レギュレータ回路2Bで増幅し、
この増幅した出力(Vr1) を分圧して第1基準電圧Vr1 お
よび第2基準電圧Vr2 を発生し、レギュレータ回路2B
は、演算増幅器Q1とトランジスタT1とからなる演算増幅
回路と、この増幅出力(Vr1) を第1基準電圧Vr1 として
出力し、この増幅出力(Vr1) を抵抗R1,R6,R7,R2 からな
る直列回路で分圧し、抵抗R6とR7の共通点である中間の
分圧電圧を第2基準電圧Vr2 として出力する第2分圧回
路3Cと、抵抗R1とR6の共通点および抵抗R7とR2の共通点
に接続され抵抗Rx1 とRx2 との分圧回路で分圧して演算
増幅器Q1に負帰還する第2トリミング回路3Dと、を備え
て構成される。
【0016】特に、第1基準電圧Vr1 と第2基準電圧Vr
2 との比率を1+kとしたとき、抵抗R1,R6,R7,R2 の値
を、R1=k・R2、R6=k・R7に選択する。かかる構成に
より、第1基準電圧Vr1 と第2基準電圧Vr2 との比率(1
+k) に影響を与えることなく、第2トリミング回路の
抵抗Rx1 またはRx2 をトリミング調整することにより基
準電圧発生回路1の基準電圧Vrefに対して予め定められ
た第1基準電圧Vr1 および第2基準電圧Vr2 をバラツキ
なく得ることができる。
【0017】即ち、今、第2トリミング回路の抵抗Rx1
またはRx2 のいずれか一方をトリミング調整し、抵抗値
が増加あるいは減少したとする。抵抗R1,R2 に流れる電
流I1と、抵抗R6,R7 に流れる電流I2は、トリミング調整
によって変化するが、第1基準電圧Vr1 は(2) 式で表す
ことができる。
【0018】
【数2】 即ち、第2トリミング回路の抵抗Rx1 またはRx2 のいず
れか一方をトリミング調整して第2分圧回路3Cの電流分
布が変化しても、第1基準電圧Vr1 と第2基準電圧Vr2
との比率は常に一定値(1+k) に保つことができる。従
って、トリミング抵抗Rx1 またはRx2 のいずれか一方を
調整して、第1基準電圧Vr1 を予め定められた値に調整
することにより、第2基準電圧Vr2 も同時に予め定めら
れた値(Vr2=Vr1/(1+k))に設定することができる。
【0019】なお、図1または図2に図示する第2基準
電圧Vr2 から、出力電流をとる必要があるときは、オフ
セット補正機能付き演算増幅器Q2を用い、+入力端子に
第2基準電圧Vr2 を接続し、−入力端子に出力を負帰還
するインピーダンスバッファ回路を構成することによっ
て、負荷電流をとることができる。また、第2トリミン
グ回路3Dが図3に図示するポテンショメータの回路構成
であるときは、抵抗Rx3 の全抵抗値が変化しないので、
第2分圧回路3Cの電流分布も変化しない。従って、上述
する抵抗R1,R6,R7,R2 の値を、R1=k・R2、R6=k・R7
に選択する必要は必ずしもない。 (実施例2)本発明の一実施例として、基準電圧発生回
路1にバンドギャップ電圧基準を用いることにより、温
度補償された基準電圧Vref=1.25V が形成される。この
基準電圧Vrefをもとにレギュレータ回路2A,2B を介して
第1基準電圧Vr1=2.5Vを作る。ここでは、バンドギャッ
プ電圧基準1はレギュレータ回路2A,2B のみに供給され
ている。ここで、トリミング回路3B,3D のいずれかの抵
抗Rx1 またはRx2 をトリミング調整することによって、
第1基準電圧Vr1 を2.5Vに設定することができる。
【0020】また、第2基準電圧Vr2 は抵抗R1=R2、R6
=R7(k=1)に選択することによって、Vr2 =1.25V
にすることができる。また、第1基準電圧Vr1 を2.5V以
外の電圧形成したいときは、抵抗比の係数kの値を変え
ることによって、任意の値を得ることができる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、基準電圧をレギュレー
タ回路の演算増幅器で増幅して第1基準電圧とし、この
第1基準電圧を分圧回路で分圧して第2基準電圧とし、
この第2基準電圧に影響を与えない微調整トリミング回
路出力を演算増幅器に負帰還することにより、一箇所の
トリミング回路の調整のみで、異なる基準電圧をバラツ
キなく予め定められた電圧に調整できる基準電圧回路を
提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による基準電圧回路図
【図2】他の基準電圧回路図
【図3】他のトリミング回路図
【図4】従来技術による基準電圧回路図
【図5】バンドギャップ基準電圧回路図
【符号の説明】
1 基準電圧発生回路 2A,2B,5 レギュレータ回路 21,31,32,33 入力端子 3A,3C 分圧回路 3B,3D トリミング回路 Q1,Q2,Q4 演算増幅器 T1, Q5〜Q8 トランジスタ R1〜R7,Rx1〜Rx3,R1',R2',Ra,Rb, R11〜R13 抵抗 Vref,Vr1,Vr2,Vr2' 基準電圧

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基準電圧発生回路と、この基準電圧発生回
    路の基準電圧を受け、レギュレータ回路で増幅し、この
    増幅した出力を分圧して第1基準電圧および第2基準電
    圧を発生する基準電圧回路において、 レギュレータ回路は、演算増幅器と、この増幅出力を第
    1基準電圧として出力し、この増幅出力を抵抗R1とR2の
    直列回路で分圧し、この分圧電圧を第2基準電圧として
    出力する第1分圧回路と、第1分圧回路と並列に接続さ
    れ、第1基準電圧を分圧し、この分圧した電圧は前記基
    準電圧発生回路の基準電圧に近い値を微調整して前記演
    算増幅器に負帰還する第1トリミング回路と、を備え
    る、 ことを特徴とする基準電圧回路。
  2. 【請求項2】基準電圧発生回路と、この基準電圧発生回
    路の基準電圧を受け、レギュレータ回路で増幅し、この
    増幅した出力を分圧して第1基準電圧および第2基準電
    圧を発生する基準電圧回路において、 レギュレータ回路は、演算増幅器と、この増幅出力を第
    1基準電圧として出力し、この増幅出力を抵抗R1,R6,R
    7,R2 からなる直列回路で分圧し、抵抗R6とR7の共通点
    である中間の分圧電圧を第2基準電圧として出力する第
    2分圧回路と、抵抗R1とR6の共通点および抵抗R7とR2の
    共通点に接続され抵抗Rx1 とRx2 との分圧回路で分圧し
    て前記演算増幅器に負帰還する第2トリミング回路と、
    を備える、 ことを特徴とする基準電圧回路。
  3. 【請求項3】請求項2に記載の基準電圧回路において、 第1基準電圧と第2基準電圧との比率を1+kとしたと
    き、抵抗R1,R6,R7,R2の値は、R1=k・R2、R6=k・R7
    に選択する、 ことを特徴とする基準電圧回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008108293A (ja) * 2006-10-23 2008-05-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体記憶装置
CN102467144A (zh) * 2010-11-05 2012-05-23 成都芯源系统有限公司 电压调节器的输出电压修调装置及修调方法
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