JP2002095244A - Regulator circuit - Google Patents

Regulator circuit

Info

Publication number
JP2002095244A
JP2002095244A JP2000281834A JP2000281834A JP2002095244A JP 2002095244 A JP2002095244 A JP 2002095244A JP 2000281834 A JP2000281834 A JP 2000281834A JP 2000281834 A JP2000281834 A JP 2000281834A JP 2002095244 A JP2002095244 A JP 2002095244A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
transistor
gate
circuit
regulator circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000281834A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Saito
鉄弥 斉藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2000281834A priority Critical patent/JP2002095244A/en
Publication of JP2002095244A publication Critical patent/JP2002095244A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily provide a regulator circuit only having a voltage increasing function with a voltage decreasing function without increase in chip size. SOLUTION: The regulator circuit is provided with a first voltage generating circuit 1 that uses transistors M3 and M4 of MOS structure as switching elements to generate desired voltage, and a second voltage generating circuit 13 that generates voltage to be applied to the gates of the transistors M3 and M4 of MOS structure and outputs the voltage. The second voltage generating circuit 13 varies voltage to be applied to the gates of the transistors M3 and M4 of MOS structure according to the voltage level of input voltage Vdd.

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、レギュレータ回路
に係り、特にMOS構造トランジスタをスイッチング素
子に使用したスイッチングレギュレータ回路に関する。
The present invention relates to a regulator circuit, and more particularly to a switching regulator circuit using a MOS transistor as a switching element.

【0002】[0002]

【従来の技術】入力電圧Vddの変化によらずに一定電
圧を出力するために、昇圧あるいは降圧機能を備えたP
WM(Pulse Width Modulatio
n)方式のスイッチングレギュレータ回路が従来より用
いられている。このスイッチングレギュレータ回路は、
近年、半導体集積回路として形成されている。
2. Description of the Related Art In order to output a constant voltage irrespective of a change in an input voltage Vdd, a P with a step-up or step-down function is provided.
WM (Pulse Width Modulatio
A switching regulator circuit of the n) type is conventionally used. This switching regulator circuit
In recent years, it has been formed as a semiconductor integrated circuit.

【0003】図3に、昇圧および降圧機能を有し、入力
電圧Vddの変動に対して一定電圧Voutを出力する
PWM方式スイッチングレギュレータ回路を示す。スイ
ッチング素子としてMOS構造のトランジスタを使用
し、またこのトランジスタのゲートに印加するための電
圧を生成する回路を有する。
FIG. 3 shows a PWM type switching regulator circuit having a step-up and step-down function and outputting a constant voltage Vout in response to a change in an input voltage Vdd. A MOS-structure transistor is used as a switching element, and a circuit for generating a voltage to be applied to the gate of the transistor is provided.

【0004】NMOSトランジスタM1とM2が、スイ
ッチングレギュレータ回路の降圧動作を、NMOSトラ
ンジスタM3とM4が、スイッチングレギュレータ回路
の昇圧動作を行なう。
The NMOS transistors M1 and M2 perform the step-down operation of the switching regulator circuit, and the NMOS transistors M3 and M4 perform the step-up operation of the switching regulator circuit.

【0005】この時MOSトランジスタM1とM2に
は、互いに逆相のPWM波が入力される。MOSトラン
ジスタM3とM4にも互いに逆相のPWM波が入力され
る。
At this time, PWM waves having phases opposite to each other are input to the MOS transistors M1 and M2. The opposite-phase PWM waves are also input to the MOS transistors M3 and M4.

【0006】出力電圧Voutが低下した場合、MOS
トランジスタM1およびM3に入力されるPMW波のデ
ューティ(Duty)が広がって出力電圧を上昇させ、
逆に出力電圧Voutが上昇した場合はPWM波のデュ
ーティが狭まって出力電圧を低下させることで安定した
出力電圧Voutが得られる。
When output voltage Vout decreases, MOS
The duty (Duty) of the PWM wave input to the transistors M1 and M3 expands to increase the output voltage,
Conversely, when the output voltage Vout increases, the duty of the PWM wave is narrowed and the output voltage is reduced, so that a stable output voltage Vout can be obtained.

【0007】これらMOSトランジスタM1〜M4のゲ
ートには効率を上げるためには十分高い電圧を供給する
必要があり、このための電圧をインダクタンスL2,N
MOSトランジスタM5,ダイオードD1を使った昇圧
回路とローパスフィルタ(LPF)で生成する。
[0007] A sufficiently high voltage must be supplied to the gates of these MOS transistors M1 to M4 in order to increase the efficiency.
It is generated by a booster circuit using a MOS transistor M5 and a diode D1 and a low-pass filter (LPF).

【0008】図4に、昇圧機能のみを有するPWM方式
のスイッチングレギュレータ回路を示す。NMOSトラ
ンジスタM4のゲートに入力されるPWM波形は、入力
電圧Vddが上昇するにつれてデューティが広がり、V
dd=Voutとなったところでデューティ=100
%、つまりHレベル一定となる。
FIG. 4 shows a PWM type switching regulator circuit having only a boosting function. The duty ratio of the PWM waveform input to the gate of the NMOS transistor M4 increases as the input voltage Vdd increases.
When dd = Vout, duty = 100
%, That is, the H level is constant.

【0009】これ以上入力電圧が上昇すると出力電圧も
一緒に上昇する。よって入力電圧が所望の出力電圧値に
対して大きく変動する場合は、図3に示した昇圧および
降圧機能を有するスイッチングレギュレータ回路とする
必要がある。
When the input voltage further rises, the output voltage also rises. Therefore, when the input voltage greatly fluctuates with respect to a desired output voltage value, it is necessary to use a switching regulator circuit having a boosting and step-down function shown in FIG.

【0010】しかし、仕様によっては通常はVdd≦V
outとして動作し、稀に僅かながら入力電圧が出力設
定値を上回る場合もある。このような仕様でも従来方式
では図3の構成としないと所望の出力電圧は得られな
い。
However, depending on the specification, Vdd ≦ V
It operates as out, and the input voltage may slightly exceed the output set value in rare cases. Even with such specifications, a desired output voltage cannot be obtained unless the configuration shown in FIG. 3 is used in the conventional method.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】図3と図4のスイッチ
ングレギュレータ回路を比較した場合、図3では大面積
を必要とするMOSトランジスタM1,M2およびM
1,M2をドライブする回路が必要であり、ごく稀にし
か動作しないMOSトランジスタM1,M2と、これら
MOSトランジスタM1,M2をドライブするドライブ
回路を搭載するのは、チップサイズの面からは出来れば
避けたいという問題が有った。
When the switching regulator circuits of FIGS. 3 and 4 are compared, FIG. 3 shows that the MOS transistors M1, M2 and M require a large area.
It is necessary to provide a circuit for driving the MOS transistors M1 and M2, and to mount the MOS transistors M1 and M2, which operate very rarely, and the drive circuit for driving the MOS transistors M1 and M2, from the viewpoint of chip size There was a problem that I wanted to avoid.

【0012】そこで本発明は、昇圧機能のみを有するレ
ギュレータ回路において、チップサイズを大きくするこ
となく簡易的に降圧機能を付加したレギュレータ回路を
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 regulator circuit having only a boosting function and having a simplified step-down function without increasing the chip size.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】(第1の解決手段)本発
明のレギュレータ回路は、MOS構造トランジスタをス
イッチング素子として用いて昇圧動作を行い、所望の電
圧を生成する第1の電圧生成手段と、前記MOS構造ト
ランジスタのゲートに印加する電圧を生成して出力する
第2の電圧生成手段と、を具備し、前記第2の電圧生成
手段は、入力電圧に応じて、前記MOS構造トランジス
タのゲートに印加する電圧を可変にすることを特徴とす
る。
(First Solution) A regulator circuit according to the present invention comprises a first voltage generator for performing a boosting operation using a MOS transistor as a switching element to generate a desired voltage. And second voltage generation means for generating and outputting a voltage to be applied to the gate of the MOS transistor, wherein the second voltage generation means is configured to generate a voltage applied to the gate of the MOS transistor in accordance with an input voltage. Is characterized in that the voltage applied to is varied.

【0014】(第2の解決手段)本発明のレギュレータ
回路は、MOS構造トランジスタをスイッチング素子と
して用いて昇圧動作を行い、所望の電圧を生成する第1
の電圧生成手段と、前記MOS構造トランジスタのゲー
トに印加する電圧を生成して出力する第2の電圧生成手
段と、を具備し、前記第2の電圧生成手段は、入力電圧
の上昇に応じて、前記MOS構造トランジスタのゲート
に印加させる電圧の電圧値を減少させ、前記第1の電圧
生成手段をシリーズレギュレータとして動作させること
を特徴とする。
(Second Solution) A regulator circuit according to the present invention performs a boosting operation by using a MOS transistor as a switching element to generate a first voltage to generate a desired voltage.
And a second voltage generating means for generating and outputting a voltage to be applied to the gate of the MOS structure transistor, wherein the second voltage generating means responds to an increase in the input voltage. The voltage value of the voltage applied to the gate of the MOS transistor is reduced, and the first voltage generating means is operated as a series regulator.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明のレギュレータ回路の実施
例を、図1に示す。
FIG. 1 shows an embodiment of a regulator circuit according to the present invention.

【0016】入力電圧Vddが、コイルL1の一端に接
続されている。コイルL1の他端は、NMOSトランジ
スタM3のドレインとNMOSトランジスタM4のソー
スに接続されている。MOSトランジスタM3のソース
は、GNDに接続されている。NMOSトランジスタM
4のドレインは、ローパスフィルタ(LPF)3の一端
に接続されている。LPF3の他端は、出力端子(図示
せず)に接続されている。
An input voltage Vdd is connected to one end of the coil L1. The other end of the coil L1 is connected to the drain of the NMOS transistor M3 and the source of the NMOS transistor M4. The source of the MOS transistor M3 is connected to GND. NMOS transistor M
The drain 4 is connected to one end of a low-pass filter (LPF) 3. The other end of the LPF 3 is connected to an output terminal (not shown).

【0017】LPF3の他端とGNDの間に、抵抗R1
とR2が直列に接続されている。
A resistor R1 is connected between the other end of the LPF 3 and GND.
And R2 are connected in series.

【0018】抵抗R1とR2の接続点は、第1の演算増
幅器5の非反転入力端子に接続されている。第1の演算
増幅器5の反転入力端子には、基準電圧源Vref1の
一端が接続されている。基準電圧源Vref1の他端
は、GNDに接続されている。
The connection point between the resistors R1 and R2 is connected to the non-inverting input terminal of the first operational amplifier 5. One end of a reference voltage source Vref1 is connected to the inverting input terminal of the first operational amplifier 5. The other end of the reference voltage source Vref1 is connected to GND.

【0019】第1の演算増幅器5は、抵抗R1とR2の
接続点の電圧V1と基準電圧源Vref1の差電圧信号
(ERR信号)を、第1の比較回路7の反転入力端子に
供給する。
The first operational amplifier 5 supplies a difference voltage signal (ERR signal) between the voltage V1 at the connection point between the resistors R1 and R2 and the reference voltage source Vref1 to the inverting input terminal of the first comparison circuit 7.

【0020】第1の比較回路7は、反転入力端子に供給
されるERR信号と、非反転入力端子に供給される第1
の鋸波SS1を比較し、PWM信号を出力する。
The first comparison circuit 7 includes an ERR signal supplied to an inverting input terminal and a first ERR signal supplied to a non-inverting input terminal.
And outputs a PWM signal.

【0021】バッファ回路9は、PWM信号の電圧レベ
ルをVGにしたPWM信号を、NMOSトランジスタM
3のゲートに供給する。インバータ回路11は、バッフ
ァ回路9と逆相のPWM信号を、NMOSトランジスタ
M4のゲートに供給する。
The buffer circuit 9 converts the PWM signal whose voltage level is set to VG into an NMOS transistor M
3 gate. The inverter circuit 11 supplies a PWM signal having a phase opposite to that of the buffer circuit 9 to the gate of the NMOS transistor M4.

【0022】以上により、第1の電圧生成回路1を構成
する。
The first voltage generation circuit 1 is configured as described above.

【0023】入力電圧Vddが、コイルL2の一端に供
給される。コイルL2の他端は、NMOSトランジスタ
M5のドレインとダイオードD1のアノードに接続され
ている。MOSトランジスタM5のソースは、GNDに
接続されている。コイルL2とNMOSトランジスタM
5とダイオードD1で昇圧回路を構成する。
The input voltage Vdd is supplied to one end of the coil L2. The other end of the coil L2 is connected to the drain of the NMOS transistor M5 and the anode of the diode D1. The source of the MOS transistor M5 is connected to GND. Coil L2 and NMOS transistor M
5 and the diode D1 constitute a booster circuit.

【0024】ダイオードD1のカソードは、ローパスフ
ィルタ(LPF)15の一端に接続されている。LPF
15の他端から電圧VGを出力する。
The cathode of the diode D1 is connected to one end of a low-pass filter (LPF) 15. LPF
The voltage VG is output from the other end of the reference numeral 15.

【0025】LPF15の他端とGNDの間に、抵抗R
3と抵抗R4が直列に接続されている。
A resistor R is connected between the other end of the LPF 15 and GND.
3 and the resistor R4 are connected in series.

【0026】抵抗R3とR4の接続点は、第2の演算増
幅器17の非反転入力端子に接続されている。第2の演
算増幅器17の反転入力端子には、入力電圧Vddによ
り供給電圧が変化する可変電圧源Vref2の一端が接
続されている。可変電圧源Vref2の他端は、GND
に接続されている。
The connection point between the resistors R3 and R4 is connected to the non-inverting input terminal of the second operational amplifier 17. One end of a variable voltage source Vref2 whose supply voltage changes according to the input voltage Vdd is connected to the inverting input terminal of the second operational amplifier 17. The other end of the variable voltage source Vref2 is connected to GND
It is connected to the.

【0027】第2の演算増幅器17は、抵抗R3とR4
の接続点の電圧V2と可変電圧源Vref2の差電圧信
号(ERR信号)を、第2の比較回路19の反転入力端
子に供給する。
The second operational amplifier 17 includes resistors R3 and R4
Is supplied to the inverting input terminal of the second comparison circuit 19.

【0028】第2の比較回路19は、反転入力端子に供
給されるERR信号と、非反転入力端子に供給される第
2の鋸波SS2を比較し、PWM信号をNMOSトラン
ジスタM5のゲートに供給する。
The second comparison circuit 19 compares the ERR signal supplied to the inverting input terminal with the second sawtooth wave SS2 supplied to the non-inverting input terminal, and supplies the PWM signal to the gate of the NMOS transistor M5. I do.

【0029】以上により、第2の電圧生成回路13を構
成する。
Thus, the second voltage generating circuit 13 is configured.

【0030】次に、動作を説明する。Next, the operation will be described.

【0031】Vdd ≦ Vout < VGの条件下
の場合について説明する。Voutが所望値より低下す
ると、抵抗R1とR2の分圧であるV1も低下する。す
ると電圧V1とVref1との差電圧であるERR信号
の電圧レベルが低下するため、第1の比較回路7とバッ
ファ回路9からNMOSトランジスタM3のゲートに入
力されるPWM信号のデューティが広がり、出力電圧V
outは上昇し、一定の所望値となる。なお出力電圧V
outが、所望値より低下しても、VGは同一電圧レベ
ルである。
The case where Vdd ≦ Vout <VG will be described. When Vout falls below a desired value, V1 which is a partial voltage of the resistors R1 and R2 also falls. Then, since the voltage level of the ERR signal, which is the difference voltage between the voltages V1 and Vref1, decreases, the duty of the PWM signal input from the first comparison circuit 7 and the buffer circuit 9 to the gate of the NMOS transistor M3 increases, and the output voltage increases. V
out rises to a certain desired value. The output voltage V
Even if out falls below the desired value, VG is at the same voltage level.

【0032】次にVoutが所望値より上昇すると、抵
抗R1とR2の分圧であるV1も上昇する。すると電圧
V1とVref1との差電圧であるERR信号の電圧レ
ベルが上昇するため、第1の比較回路7とバッファ回路
9からNMOSトランジスタM3のゲートに入力される
PWM信号のデューティが狭くなり、出力電圧Vout
は低下し、一定の所望値となる。なお出力電圧Vout
が、所望値より上昇しても、VGは同一電圧レベルであ
る。
Next, when Vout rises above a desired value, V1 which is a partial voltage of resistors R1 and R2 also rises. Then, the voltage level of the ERR signal, which is the difference voltage between the voltages V1 and Vref1, increases, so that the duty of the PWM signal input from the first comparison circuit 7 and the buffer circuit 9 to the gate of the NMOS transistor M3 becomes narrower, and the output becomes smaller. Voltage Vout
Decreases to a certain desired value. Note that the output voltage Vout
However, VG is at the same voltage level even if it rises above the desired value.

【0033】なおこの条件下では、可変電圧源Vref
2の電圧値は、最大値である。またNMOSトランジス
タM4の抵抗成分は十分小さく、NMOSトランジスタ
M4はスイッチング素子として働く。
Under these conditions, the variable voltage source Vref
The voltage value of 2 is the maximum value. Further, the resistance component of the NMOS transistor M4 is sufficiently small, and the NMOS transistor M4 functions as a switching element.

【0034】次に、Vout ≦ Vdd ≦ Vou
t+VFの条件下の場合について説明する。なおVF
は、NMOSトランジスタM4の寄生ダイオードの順方
向電圧降下を示す。
Next, Vout ≦ Vdd ≦ Vou
The case under the condition of t + VF will be described. VF
Indicates a forward voltage drop of the parasitic diode of the NMOS transistor M4.

【0035】入力電圧VddがVoutからVout+
VFまでの間に上昇すると、可変電圧源Vref2の電
圧値は減少する。これに伴い、電圧VGが低下する。こ
の電圧VGは、バッファ回路9とインバータ回路11に
供給される。電圧VGが低下すると、NMOSトランジ
スタM4の抵抗成分が徐々に大きくなり、NMOSトラ
ンジスタM4の抵抗成分の電圧降下によって、出力電圧
Voutが上昇しても、一定の所望出力電圧となる。
The input voltage Vdd changes from Vout to Vout +
When the voltage increases up to VF, the voltage value of the variable voltage source Vref2 decreases. Accordingly, voltage VG decreases. This voltage VG is supplied to the buffer circuit 9 and the inverter circuit 11. When the voltage VG decreases, the resistance component of the NMOS transistor M4 gradually increases. Even if the output voltage Vout increases due to the voltage drop of the resistance component of the NMOS transistor M4, the desired desired output voltage is obtained.

【0036】このように、従来の図4のレギュレータ回
路で正常に動作しなかった範囲において、大面積を必要
とするMOSトランジスタを追加することなしにレギュ
レータ機能を実現することが可能となる。
As described above, in the range where the conventional regulator circuit of FIG. 4 does not operate normally, the regulator function can be realized without adding a MOS transistor requiring a large area.

【0037】なお、Vdd ≧ Vout+VFの条件
下の場合は、NMOSトランジスタM4に寄生ダイオー
ドが存在するため、入力電圧Vddが、Vout+VF
より上昇すると、NMOSトランジスタM4の寄生ダイ
オードがオンすることになる。これにより電圧VGの値
とは関係なく、入力電圧Vddが上昇すると、出力電圧
Voutも上昇してしまい、一定の所望出力電圧とする
ことが出来ない。
Under the condition of Vdd ≧ Vout + VF, the input voltage Vdd becomes Vout + VF because a parasitic diode exists in the NMOS transistor M4.
When the voltage rises further, the parasitic diode of the NMOS transistor M4 turns on. As a result, regardless of the value of the voltage VG, when the input voltage Vdd increases, the output voltage Vout also increases, and it is impossible to obtain a constant desired output voltage.

【0038】次に図2に、図1の可変電圧源Vref2
の電圧値を設定する回路の具体例を示す。
FIG. 2 shows the variable voltage source Vref2 shown in FIG.
A specific example of a circuit for setting the voltage values of the above will be described.

【0039】入力電圧Vddは抵抗R5の一端に入力さ
れる。抵抗R5の他端は、抵抗R6の一端とNMOSト
ランジスタM6のゲートに接続されている。抵抗R6の
他端は、GNDに接続されている。NMOSトランジス
タM6のソースはNMOSトランジスタM7のソースに
接続され、この共通のソースとGNDの間には基準電流
源Irefが接続されている。NMOSトランジスタM
7のゲートは、基準電圧源Vref3の一端に接続され
ている。基準電圧源Vref3の他端は、GNDに接続
されている。
The input voltage Vdd is input to one end of the resistor R5. The other end of the resistor R5 is connected to one end of the resistor R6 and the gate of the NMOS transistor M6. The other end of the resistor R6 is connected to GND. The source of the NMOS transistor M6 is connected to the source of the NMOS transistor M7, and the reference current source Iref is connected between the common source and GND. NMOS transistor M
The gate of 7 is connected to one end of the reference voltage source Vref3. The other end of the reference voltage source Vref3 is connected to GND.

【0040】一方NMOSトランジスタM7のドレイン
は、PMOSトランジスタM8のドレイン、ゲートおよ
びPMOSトランジスタM9のゲートに接続されてい
る。NMOSトランジスタM6のドレイン、PMOSト
ランジスタM8,M9のソースは入力電圧Vddに接続
されている。
On the other hand, the drain of the NMOS transistor M7 is connected to the drain and gate of the PMOS transistor M8 and the gate of the PMOS transistor M9. The drain of the NMOS transistor M6 and the sources of the PMOS transistors M8 and M9 are connected to the input voltage Vdd.

【0041】PMOSトランジスタM9のドレインは、
NMOSトランジスタM10のドレイン、ゲートおよび
NMOSトランジスタM11のゲートに接続されてい
る。NMOSトランジスタM10,M11のソースはG
NDに接続されている。
The drain of the PMOS transistor M9 is
The drain and the gate of the NMOS transistor M10 are connected to the gate of the NMOS transistor M11. The sources of the NMOS transistors M10 and M11 are G
Connected to ND.

【0042】MOSトランジスタM8とM9、M10と
M11は、それぞれカレントミラー回路を形成する。
The MOS transistors M8 and M9 and M10 and M11 form a current mirror circuit, respectively.

【0043】NMOSトランジスタM11のドレイン
は、抵抗R7の一端と演算増幅器21の反転入力端子に
接続される。抵抗R7の他端は演算増幅器21の出力端
子に接続される。
The drain of the NMOS transistor M11 is connected to one end of the resistor R7 and the inverting input terminal of the operational amplifier 21. The other end of the resistor R7 is connected to the output terminal of the operational amplifier 21.

【0044】演算増幅器21の非反転入力端子には、基
準電圧源Vref4が入力される。
The reference voltage source Vref4 is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 21.

【0045】通常昇圧動作する範囲であるVdd <
Voutとなる入力電圧Vddの電圧値に対しては、M
6のゲート電圧 ≪ Vref3となるよう抵抗値R
5,R6、基準電圧Vref3を設定しておく。そうす
ると基準電流IrefはほとんどMOSトランジスタM
7を流れ、カレントミラー回路で折り返されてMOSト
ランジスタM11のドレインを経由して抵抗R7を流れ
る。
Vdd <, which is the range in which the normal boosting operation is performed,
With respect to the voltage value of the input voltage Vdd serving as Vout, M
Resistance value R so that the gate voltage of V ≪ Vref3
5, R6 and reference voltage Vref3 are set. In this case, the reference current Iref is almost the MOS transistor M
7 and is turned back by the current mirror circuit and flows through the resistor R7 via the drain of the MOS transistor M11.

【0046】演算増幅器21の反転入力端子電圧は、非
反転入力端子電圧とほぼ同じになるため、出力電圧Vr
ef2は、以下の(1)式となる。
Since the inverting input terminal voltage of the operational amplifier 21 is almost the same as the non-inverting input terminal voltage, the output voltage Vr
ef2 is given by the following equation (1).

【0047】 Vref2=Vref4+R7×Iref・・(1) この電圧が、図1のVref2となる。そしてVGは、
以下の(2)式となり、MOSトランジスタのオン抵抗
が十分小さくなる電圧に設定される。
Vref2 = Vref4 + R7 × Iref (1) This voltage becomes Vref2 in FIG. And VG is
The following equation (2) is established, and the voltage is set to a value at which the on-resistance of the MOS transistor becomes sufficiently small.

【0048】 VG=Vref2×(1+R3/R4)・・(2) 次にVddが上昇するとMOSトランジスタM6のゲー
ト電圧も上昇する。そして、IrefはMOSトランジ
スタM6とM7の差動で分流され、MOSトランジスタ
M7を流れる電流値は、入力電圧Vddの上昇につれて
徐々に減少する。
VG = Vref2 × (1 + R3 / R4) (2) Next, when Vdd rises, the gate voltage of the MOS transistor M6 also rises. Then, Iref is divided by the difference between the MOS transistors M6 and M7, and the current value flowing through the MOS transistor M7 gradually decreases as the input voltage Vdd increases.

【0049】抵抗R7を流れる電流はMOSトランジス
タM7のドレインに流れる電流Id(M7)に等しく、 Vref2=Vref4+R7×Id(M7) であるため、Vref2は低下し、VGも同様に低下す
る。
The current flowing through the resistor R7 is equal to the current Id (M7) flowing through the drain of the MOS transistor M7, and since Vref2 = Vref4 + R7 × Id (M7), Vref2 decreases and VG also decreases.

【0050】これによりMOSトランジスタM4のゲー
ト・ソース間電圧が低下して、オン抵抗が上昇する。
As a result, the gate-source voltage of the MOS transistor M4 decreases, and the on-resistance increases.

【0051】スイッチングレギュレータは、MOSトラ
ンジスタのオン抵抗を十分に下げてスイッチとして動作
させるものであるが、オン抵抗が上昇するとこのMOS
トランジスタで電圧降下が生じ、システムはシリーズレ
ギュレータとして動作するようになる。
The switching regulator operates as a switch by sufficiently lowering the on-resistance of the MOS transistor.
The voltage drop across the transistor causes the system to operate as a series regulator.

【0052】上記入力VddとVGの関係を適正に設定
することで、入力Vdd上昇時、出力電圧Voutを一
定の所望値に制御することが可能となる。
By appropriately setting the relationship between the input Vdd and VG, it becomes possible to control the output voltage Vout to a constant desired value when the input Vdd rises.

【0053】なお、図2ではMOSトランジスタの回路
例を示したが、これをバイポーラトランジスタで構成し
ても同等の効果が得られる。
Although FIG. 2 shows a circuit example of a MOS transistor, the same effect can be obtained by using a bipolar transistor.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上本発明によれば、昇圧機能のみを有
する回路構成において、チップサイズを大きくすること
なく簡易的に降圧機能を付加したレギュレータ回路が実
現出来る。
As described above, according to the present invention, in a circuit configuration having only the boosting function, it is possible to realize a regulator circuit having a simplified step-down function without increasing the chip size.

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

【図1】本発明のレギュレータ回路の実施例の構成を示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a regulator circuit of the present invention.

【図2】図1の可変電圧源Vref2の電圧値を設定す
る回路の具体例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a specific example of a circuit for setting a voltage value of a variable voltage source Vref2 in FIG. 1;

【図3】従来の昇圧および降圧機能を有するPWM方式
スイッチングレギュレータ回路を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a conventional PWM type switching regulator circuit having a step-up and step-down function.

【図4】従来の昇圧機能を有するPWM方式スイッチン
グレギュレータ回路を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a conventional PWM switching regulator circuit having a boosting function.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Vdd・・入力電圧、1・・第1の電圧生成回路、L1
・・コイル、R1,R2・・抵抗、Vref1・・基準
電圧源、M3,M4・・NMOSトランジスタ、3・・
ローパスフィルタ(LPF)、5・・第1の演算増幅
器、7・・第1の比較回路、9・・バッファ回路、11
・・インバータ回路、13・・第2の電圧生成回路、L
2・・コイル、M5・・NMOSトランジスタ、D1・
・ダイオード、15・・ローパスフィルタ(LPF)、
R3,R4・・抵抗、17・・第2の演算増幅器、19
・・第2の比較回路、Vref2・・可変電圧源。
Vdd ··· Input voltage, 1 ··· First voltage generating circuit, L1
..Coil, R1, R2 .. resistor, Vref1 .. reference voltage source, M3, M4 .. NMOS transistor, 3 ..
Low-pass filter (LPF), 5 first operational amplifier, 7 first comparator circuit, 9 buffer circuit, 11
..Inverter circuit, 13 second voltage generating circuit, L
2. Coil, M5 NMOS transistor, D1
・ Diode, 15 ・ ・ Low pass filter (LPF),
R3, R4: resistance, 17: second operational amplifier, 19
..The second comparison circuit, Vref2..the variable voltage source.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 MOS構造トランジスタをスイッチング
素子として用いて昇圧動作を行い、所望の電圧を生成す
る第1の電圧生成手段と、 前記MOS構造トランジスタのゲートに印加する電圧を
生成して出力する第2の電圧生成手段と、を具備し、 前記第2の電圧生成手段は、入力電圧に応じて、前記M
OS構造トランジスタのゲートに印加する電圧を可変に
することを特徴とするレギュレータ回路。
A first voltage generating means for performing a boosting operation using a MOS transistor as a switching element to generate a desired voltage; and a second voltage generating means for generating and outputting a voltage to be applied to a gate of the MOS structure transistor. 2 voltage generating means, wherein the second voltage generating means is configured to generate the M voltage according to an input voltage.
A regulator circuit which varies a voltage applied to a gate of an OS structure transistor.
【請求項2】 前記第2の電圧生成手段は、入力電圧の
上昇に伴い、前記MOS構造トランジスタのゲートに印
加する電圧の電圧値を減少させることを特徴とする請求
項1に記載のレギュレータ回路。
2. The regulator circuit according to claim 1, wherein said second voltage generation means reduces a voltage value of a voltage applied to a gate of said MOS transistor as the input voltage increases. .
【請求項3】 MOS構造トランジスタをスイッチング
素子として用いて昇圧動作を行い、所望の電圧を生成す
る第1の電圧生成手段と、 前記MOS構造トランジスタのゲートに印加する電圧を
生成して出力する第2の電圧生成手段と、を具備し、 前記第2の電圧生成手段は、入力電圧の上昇に応じて、
前記MOS構造トランジスタのゲートに印加させる電圧
の電圧値を減少させ、前記第1の電圧生成手段をシリー
ズレギュレータとして動作させることを特徴とするレギ
ュレータ回路。
3. A first voltage generator for performing a boosting operation by using a MOS transistor as a switching element to generate a desired voltage, and a first voltage generator for generating and outputting a voltage to be applied to a gate of the MOS transistor. 2 voltage generation means, wherein the second voltage generation means responds to an increase in the input voltage,
A regulator circuit, wherein a voltage value of a voltage applied to a gate of the MOS transistor is reduced, and the first voltage generating means is operated as a series regulator.
【請求項4】 前記第2の電圧生成手段は、 入力電圧を分圧する分圧手段と、 分圧された電圧がゲートまたはベースに入力される第1
のトランジスタと、 前記第1のトランジスタとソースあるいはエミッタが共
通に接続された第2のトランジスタと、 第1と第2のトランジスタのソースあるいはエミッタに
共通に接続された基準電流源と、 第2のトランジスタのゲートまたはベースに基準電圧を
供給する基準電圧源と、 第2のトランジスタのドレインあるいはコレクタに流れ
る電流を折り返す手段と、 この電流を電圧に変換する手段と、を具備したことを特
徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載のレギュ
レータ回路。
4. The second voltage generating means includes: a voltage dividing means for dividing an input voltage; and a first voltage dividing means for inputting a divided voltage to a gate or a base.
A second transistor having a source or an emitter commonly connected to the first transistor; a reference current source commonly connected to a source or an emitter of the first and second transistors; A reference voltage source for supplying a reference voltage to the gate or base of the transistor; means for turning back a current flowing to the drain or collector of the second transistor; and means for converting this current into a voltage. The regulator circuit according to claim 1.
JP2000281834A 2000-09-18 2000-09-18 Regulator circuit Pending JP2002095244A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000281834A JP2002095244A (en) 2000-09-18 2000-09-18 Regulator circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000281834A JP2002095244A (en) 2000-09-18 2000-09-18 Regulator circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002095244A true JP2002095244A (en) 2002-03-29

Family

ID=18766434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000281834A Pending JP2002095244A (en) 2000-09-18 2000-09-18 Regulator circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002095244A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005083886A1 (en) * 2004-02-27 2005-09-09 Rohm Co., Ltd Inverter drive circuit, cmos output circuit using the same, and switching regulator
JP2008079360A (en) * 2006-09-19 2008-04-03 Renesas Technology Corp Boosting converter and semiconductor integrated circuit
DE112006002451T5 (en) 2005-09-16 2008-07-10 Murata Manufacturing Co., Ltd., Nagaokakyo Ceramic multilayer substrate and method of making the same
JP2009225555A (en) * 2008-03-14 2009-10-01 Alpine Electronics Inc Switching power supply
JP2009284675A (en) * 2008-05-22 2009-12-03 Texas Instr Japan Ltd Booster circuit and power supply

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005083886A1 (en) * 2004-02-27 2005-09-09 Rohm Co., Ltd Inverter drive circuit, cmos output circuit using the same, and switching regulator
DE112006002451T5 (en) 2005-09-16 2008-07-10 Murata Manufacturing Co., Ltd., Nagaokakyo Ceramic multilayer substrate and method of making the same
DE112006002451B4 (en) * 2005-09-16 2016-08-18 Murata Manufacturing Co., Ltd. Ceramic multilayer substrate, ceramic multilayer module, and method of making the same
JP2008079360A (en) * 2006-09-19 2008-04-03 Renesas Technology Corp Boosting converter and semiconductor integrated circuit
JP2009225555A (en) * 2008-03-14 2009-10-01 Alpine Electronics Inc Switching power supply
JP2009284675A (en) * 2008-05-22 2009-12-03 Texas Instr Japan Ltd Booster circuit and power supply
JP4514811B2 (en) * 2008-05-22 2010-07-28 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 Booster circuit and power supply device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5861771A (en) Regulator circuit and semiconductor integrated circuit device having the same
US6917240B2 (en) Reconfigurable topology for switching and charge pump negative polarity regulators
US20070182395A1 (en) Switching regulator
JP2006158067A (en) Power supply driver circuit
JP2007060895A (en) Analog internal soft-start and clamp circuit for switching voltage regulator
US6885177B2 (en) Switching regulator and slope correcting circuit
JP4853003B2 (en) Soft start circuit and switching power supply using the same
JP2006136134A (en) Charge pumping circuit
US6972973B2 (en) Voltage booster having noise reducing structure
JP2003033007A (en) Controlling method for charge pump circuit
WO2023219031A1 (en) Gate drive circuit, power-good circuit, overcurrent sensing circuit, oscillation prevention circuit, switching control circuit and switching power supply device
JP4487649B2 (en) Control device for step-up / step-down DC-DC converter
JP2004088818A (en) Dc/dc converter and control circuit therefor
JP7236293B2 (en) High side driver, switching circuit, motor driver
JP2006325339A (en) Power supply control circuit
JP4066231B2 (en) Switching regulator
JP2002095244A (en) Regulator circuit
JP2010115072A (en) Regulator circuit
JP2002315311A (en) Switching regulator
JP2004048880A (en) Switched capacitor type stabilized power supply unit
JP2010246287A (en) Current control circuit
JP2016136805A (en) Semiconductor switching element drive circuit
JPH11214971A (en) Pulse generation circuit having duty factory limiting function and dc/dc converter
JP3003437B2 (en) Voltage converter
JP2009118692A (en) Dc-dc converter