JP2003015754A - Reference voltage generating circuit - Google Patents

Reference voltage generating circuit

Info

Publication number
JP2003015754A
JP2003015754A JP2001202179A JP2001202179A JP2003015754A JP 2003015754 A JP2003015754 A JP 2003015754A JP 2001202179 A JP2001202179 A JP 2001202179A JP 2001202179 A JP2001202179 A JP 2001202179A JP 2003015754 A JP2003015754 A JP 2003015754A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
reference voltage
drain
voltage
temperature coefficient
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
JP2001202179A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Susumu Ueda
進 上田
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso 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 Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2001202179A priority Critical patent/JP2003015754A/en
Publication of JP2003015754A publication Critical patent/JP2003015754A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reference voltage generating circuit which can generate a reference voltage having a desired temperature coefficient and in which the circuit configuration is simplified and current consumption is reduced. SOLUTION: A constant current circuit 14, diodes D11-D15, and the drain and source of an MOS transistor Q11 whose gate and drain are connected are serially connected between power lines 12 and 13. The temperature coefficient of an inter-drain/source voltage VDS is changed according to drain currents ID. The current value of the constant current circuit 14 is set so that the inner-drain/source voltage VDS can be provided with a positive temperature coefficient and so that the voltage between both ends of a series circuit 15 can be provided with the temperature coefficient equivalent to a forward voltage (2.VF). Thus, the temperature coefficient of a reference voltage Vref can be turned to be almost 0.

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、直流電圧を出力す
る基準電圧発生回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reference voltage generating circuit that outputs a DC voltage.

【0002】[0002]

【発明が解決しようとする課題】例えば車載電子制御装
置や携帯型電子装置は、様々な温度環境の下で用いられ
るため、広い温度範囲において動作可能に構成されてい
なければならない。このため、これらの装置に用いられ
るICにおいては、温度係数の小さい基準電圧を発生す
る回路が必要となる。現在多用されているのは図9に示
すバンドギャップ基準電圧回路1である。このバンドギ
ャップ基準電圧回路1は、オペアンプ2を用いて構成す
る必要があるため回路規模が大きくなり、また十分な高
精度を引き出すためには抵抗R1〜R3のトリミングが
必要となる。
For example, an on-vehicle electronic control device and a portable electronic device are used under various temperature environments, and therefore must be constructed so as to be operable in a wide temperature range. Therefore, the IC used in these devices requires a circuit that generates a reference voltage having a small temperature coefficient. The bandgap reference voltage circuit 1 shown in FIG. 9 is frequently used. Since the bandgap reference voltage circuit 1 needs to be configured by using the operational amplifier 2, the circuit scale becomes large, and the resistors R1 to R3 need to be trimmed in order to obtain sufficiently high accuracy.

【0003】これに対し、5V付近のツェナー電圧を持
つツェナーダイオードは、その使用状態によっては温度
係数がほぼ0となる。このため、図10に示すように、
5Vの基準電圧発生回路3への適用に限ればツェナーダ
イオード4も利用できる。しかし、ツェナーダイオード
4を安定した電圧状態で使用するにはある程度大きな電
流(例えば1mA)を流す必要があるため、バッテリ
(電池)を電源として動作する装置では採用しづらかっ
た。
On the other hand, a zener diode having a zener voltage near 5 V has a temperature coefficient of almost 0 depending on its use condition. Therefore, as shown in FIG.
The Zener diode 4 can be used as long as it is applied to the 5V reference voltage generating circuit 3. However, in order to use the Zener diode 4 in a stable voltage state, it is necessary to pass a relatively large current (for example, 1 mA), and thus it is difficult to adopt it in a device that operates using a battery (battery) as a power source.

【0004】以上の例は、温度係数の小さい基準電圧を
生成する場合であるが、0ではなく正または負の所定の
温度係数を持つ基準電圧が必要とされる場合もある。例
えば、車載バッテリへの充電を行うオルタネータは、バ
ッテリの長寿命化を図るためにバッテリの温度に応じた
電力を出力するように制御されている。この電力制御を
行う制御装置は、オルタネータと一体的に設けられてい
る。制御装置はIC化された基準電圧発生回路を備えて
おり、この基準電圧の変化に基づいて温度(同じエンジ
ンルーム内に設置されたバッテリの温度にほぼ等しい)
を検出し、オルタネータの励磁電流を調整するようにな
っている。従来はこの基準電圧にダイオードの順方向電
圧を用いていたが、回路設計における自由度を高めるた
め、所定の温度係数を持つ基準電圧を生成可能な基準電
圧発生回路が望まれていた。
In the above example, a reference voltage having a small temperature coefficient is generated, but there are cases where a reference voltage having a predetermined positive or negative temperature coefficient instead of 0 is required. For example, an alternator that charges a vehicle-mounted battery is controlled to output electric power according to the temperature of the battery in order to extend the life of the battery. The control device that performs this power control is provided integrally with the alternator. The control device is provided with an IC-based reference voltage generating circuit, and the temperature (approximately equal to the temperature of a battery installed in the same engine room) is based on the change in the reference voltage.
Is detected and the exciting current of the alternator is adjusted. Conventionally, the forward voltage of the diode is used as this reference voltage, but a reference voltage generating circuit capable of generating a reference voltage having a predetermined temperature coefficient is desired in order to increase the degree of freedom in circuit design.

【0005】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、所望する温度係数を持つ基準電圧を生
成でき、回路構成が簡単で、且つ消費電流が少ない基準
電圧発生回路を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a reference voltage generating circuit which can generate a reference voltage having a desired temperature coefficient, has a simple circuit configuration, and consumes less current. Especially.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載した手段
によれば、出力される基準電圧は、FETのドレイン・
ソース間電圧とダイオードの順方向電圧とが加算された
電圧になる。FETおよびダイオードは、それぞれ1の
素子またはカスケードに接続された複数の素子から構成
されている。ここで、ダイオードの順方向電圧は、その
直列素子数に応じたほぼ一定の負の温度係数を持つ。こ
れに対し、FETのドレイン・ソース間電圧の温度係数
は、以下に説明するように電流に応じて正から負の範囲
内の何れかの値を持つ。
According to the means described in claim 1, the output reference voltage is the drain-source voltage of the FET.
It becomes a voltage obtained by adding the voltage between the sources and the forward voltage of the diode. Each of the FET and the diode is composed of one element or a plurality of elements connected in cascade. Here, the forward voltage of the diode has a substantially constant negative temperature coefficient according to the number of series elements. On the other hand, the temperature coefficient of the drain-source voltage of the FET has any value within the range from positive to negative depending on the current as described below.

【0007】すなわち、ゲート・ドレイン間が接続され
たFETにおいて、ドレイン・ソース間電圧(つまりゲ
ート・ソース間電圧)がしきい値電圧Vtに達するとド
レイン電流が流れ始める。そして、ドレイン・ソース間
電圧は、ドレイン電流が小さい領域においてはしきい値
電圧Vtが支配的となって定まり、ドレイン電流が大き
い領域においてはオン抵抗による電圧降下が支配的とな
って定まる。一般的なFETは、温度の上昇にともなっ
てしきい値電圧Vtが低下するとともにオン抵抗が増加
する特性を有している。つまり、ドレイン電流が小さい
場合には、温度が高いほどドレイン・ソース間電圧が低
くなる負の温度係数を持ち、ドレイン電流が大きい場合
には、温度が高いほどドレイン・ソース間電圧が高くな
る正の温度係数を持つ。そして、これらの中間的なドレ
イン電流において温度係数が0になる。
That is, in the FET in which the gate and the drain are connected, when the drain-source voltage (that is, the gate-source voltage) reaches the threshold voltage Vt, the drain current starts to flow. The drain-source voltage is determined by the threshold voltage Vt being dominant in the region where the drain current is small, and is determined by the voltage drop due to the ON resistance being dominant in the region where the drain current is large. A general FET has a characteristic that the threshold voltage Vt decreases and the on-resistance increases as the temperature rises. That is, when the drain current is low, the drain-source voltage becomes lower as the temperature rises, and when the drain current is high, the drain-source voltage becomes higher as the temperature rises. Has a temperature coefficient of. The temperature coefficient becomes 0 at these intermediate drain currents.

【0008】従って、FETとダイオードとの直列回路
に流す電流値を適当な値に設定することにより、直列回
路の両端子間から正から負の範囲内の所望する温度係数
を持つ基準電圧を取り出すことができる。例えば、温度
係数を0とした基準電圧はアナログ回路における基準電
圧として使用でき、温度係数を正または負の所定値とし
た基準電圧は温度検出手段として使用できる。また、直
列回路に流す電流値(一例として40μA)は、例えば
ツェナーダイオードを安定動作させるために必要となる
電流値(一例として1mA)に比べて十分に小さいた
め、消費電流を低減することができる。
Therefore, by setting the value of the current flowing in the series circuit of the FET and the diode to an appropriate value, a reference voltage having a desired temperature coefficient within a positive to negative range is taken out from between both terminals of the series circuit. be able to. For example, a reference voltage with a temperature coefficient of 0 can be used as a reference voltage in an analog circuit, and a reference voltage with a temperature coefficient of a predetermined positive or negative value can be used as temperature detecting means. Further, since the current value (40 μA as an example) passed through the series circuit is sufficiently smaller than the current value (1 mA as an example) required for stable operation of the Zener diode, the current consumption can be reduced. .

【0009】請求項2に記載した手段によれば、FET
のドレイン・ソース間電圧が正の温度係数を持つととも
に、その正の温度係数とダイオードの順方向電圧の持つ
負の温度係数の絶対値とが等しいので、直列回路の両端
子間から出力される基準電圧の温度係数がほぼ0とな
る。
According to the means described in claim 2, the FET
Since the drain-source voltage of has a positive temperature coefficient and the positive temperature coefficient is equal to the absolute value of the negative temperature coefficient of the diode forward voltage, it is output from both terminals of the series circuit. The temperature coefficient of the reference voltage becomes almost zero.

【0010】請求項3に記載した手段によれば、出力さ
れる基準電圧は、FETのドレイン・ソース間電圧とダ
イオードの順方向電圧のうちの低い方の電圧が支配的と
なって定まる。FETおよびダイオードは、それぞれ1
の素子またはカスケードに接続された複数の素子から構
成されている。上述したように、FETのドレイン・ソ
ース間電圧の温度係数は、電流に応じた正から負の範囲
内の何れかの値を持ち、ダイオードの順方向電圧の温度
係数は、その直列素子数に応じたほぼ一定の負の値を持
つ。
According to the third aspect, the reference voltage to be output is determined by the lower one of the drain-source voltage of the FET and the forward voltage of the diode being dominant. 1 for each FET and diode
Element or a plurality of elements connected in a cascade. As described above, the temperature coefficient of the drain-source voltage of the FET has any value within the range from positive to negative depending on the current, and the temperature coefficient of the forward voltage of the diode depends on the number of series elements. Has a substantially constant negative value.

【0011】従って、FETとダイオードとの並列回路
に流す電流値を適当な値に設定するとともに、FETの
ドレイン・ソース間電圧とダイオードの順方向電圧の電
圧値を適当な値に設定することにより、並列回路の両端
子間から所望する温度係数を持つ基準電圧を出力するこ
とができる。また、設定によっては山型または谷型の温
度特性を持つ基準電圧を出力することもできる。
Therefore, by setting the current value flowing in the parallel circuit of the FET and the diode to an appropriate value, and setting the drain-source voltage of the FET and the forward voltage of the diode to an appropriate value. , A reference voltage having a desired temperature coefficient can be output from both terminals of the parallel circuit. Further, depending on the setting, it is possible to output a reference voltage having a mountain-shaped or valley-shaped temperature characteristic.

【0012】請求項4に記載した手段によれば、基準電
圧は、所定の温度よりも低い温度においては、FETの
ドレイン・ソース間電圧が支配的となって正の温度係数
を示し、所定の温度よりも高い温度においてはダイオー
ドの順方向電圧が支配的となって負の温度係数を示す。
すなわち、山型または谷型の温度特性を持つ。その結
果、FETのみあるいはダイオードのみを用いた基準電
圧発生回路に比べ、温度変化範囲全体として見た場合の
基準電圧の変化幅が小さくなる。
According to the means described in claim 4, at a temperature lower than the predetermined temperature, the reference voltage exhibits a positive temperature coefficient because the drain-source voltage of the FET becomes predominant. At a temperature higher than the temperature, the forward voltage of the diode becomes dominant and shows a negative temperature coefficient.
That is, it has a mountain-shaped or valley-shaped temperature characteristic. As a result, the change width of the reference voltage in the entire temperature change range is smaller than that of the reference voltage generating circuit using only the FET or the diode.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態)以下、本発明
の第1の実施形態について図1ないし図3を参照しなが
ら説明する。図1は、基準電圧発生回路の電気的構成を
示している。この図1に示す基準電圧発生回路11は、
例えば車両に搭載された電子制御装置(ECU)で用い
られるICとして構成されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows the electrical configuration of the reference voltage generating circuit. The reference voltage generation circuit 11 shown in FIG.
For example, it is configured as an IC used in an electronic control unit (ECU) mounted on a vehicle.

【0014】正側の電源線12と負側の電源線13との
間には、40μAを出力する定電流回路14、図示極性
のダイオードD11〜D15、およびゲート・ドレイン
間が接続されたNチャネル型MOSトランジスタQ11
のドレイン・ソース間が直列に接続されている。ここ
で、ダイオードD11〜D15とMOSトランジスタQ
11とにより直列回路15が構成されている。MOSト
ランジスタQ11のサイズはL/W=40μm/23μ
mとされている。
Between the positive power supply line 12 and the negative power supply line 13, a constant current circuit 14 for outputting 40 μA, diodes D11 to D15 of the illustrated polarity, and an N channel connected between the gate and drain are provided. Type MOS transistor Q11
The drain and source of are connected in series. Here, the diodes D11 to D15 and the MOS transistor Q
A series circuit 15 is constituted by 11 and 11. The size of the MOS transistor Q11 is L / W = 40 μm / 23 μ
It is supposed to be m.

【0015】電源線12と基準電圧Vref の出力端子1
6との間には、NPN形のトランジスタQ12、Q13
がダーリントン接続されており、以て出力回路が構成さ
れている。トランジスタQ12のベースは直列回路15
の正側端子つまりダイオードD11のアノードに接続さ
れ、トランジスタQ12のエミッタと出力端子16との
間つまりトランジスタQ13のベース・エミッタ間には
抵抗R11が接続されている。
Power line 12 and output terminal 1 for reference voltage Vref
6 and NPN type transistors Q12 and Q13
Are connected by Darlington, and the output circuit is configured by. The base of the transistor Q12 is the series circuit 15
Is connected to the positive side terminal of the transistor Q12, that is, the anode of the diode D11, and the resistor R11 is connected between the emitter of the transistor Q12 and the output terminal 16, that is, between the base and emitter of the transistor Q13.

【0016】この構成において、定電流回路14の出力
電流の一部はトランジスタQ12のベース電流となり、
トランジスタQ12、Q13は出力端子16に接続され
た負荷(図示せず)に対し十分な電流を供給可能とな
る。また、定電流回路14の出力電流のうち大部分は直
列回路15に流れ、直列回路15の両端電圧はMOSト
ランジスタQ11のドレイン・ソース間電圧VDSとダイ
オードD11〜D15の順方向電圧(5・VF )との加
算電圧となる。この時、出力端子16から出力される基
準電圧Vref は、直列回路15の両端電圧(VDS+5・
VF )に対しトランジスタQ12、Q13のベース・エ
ミッタ間電圧(2・VF )だけ低下した電圧となる。
In this configuration, a part of the output current of the constant current circuit 14 becomes the base current of the transistor Q12,
The transistors Q12 and Q13 can supply a sufficient current to a load (not shown) connected to the output terminal 16. Further, most of the output current of the constant current circuit 14 flows to the series circuit 15, and the voltage across the series circuit 15 is the drain-source voltage VDS of the MOS transistor Q11 and the forward voltage (5.VF) of the diodes D11 to D15. ) And the added voltage. At this time, the reference voltage Vref output from the output terminal 16 is the voltage across the series circuit 15 (VDS + 5.
The voltage becomes a voltage lower than the base-emitter voltage (2.VF) of the transistors Q12 and Q13 with respect to (VF).

【0017】図2(a)は、温度をパラメータとしたM
OSトランジスタQ11の静特性を概略的に示したもの
である。この図2(a)において、横軸はドレイン・ソ
ース間電圧VDSを示し、縦軸はドレイン電流ID を示し
ている。「HT」、「RT」、「LT」により示される
3本の特性線は、それぞれ高温、室温、低温における特
性を示している。図2(b)は、ドレイン電流ID をパ
ラメータとして、MOSトランジスタQ11のドレイン
・ソース間電圧VDSの温度特性を概略的に示したもので
ある。この図2(b)において、横軸は温度を示し、縦
軸はドレイン・ソース間電圧VDSを示している。
FIG. 2A shows M with temperature as a parameter.
3 schematically shows the static characteristics of the OS transistor Q11. In FIG. 2A, the horizontal axis represents the drain-source voltage VDS, and the vertical axis represents the drain current ID. The three characteristic lines indicated by "HT", "RT", and "LT" indicate the characteristics at high temperature, room temperature, and low temperature, respectively. FIG. 2B schematically shows the temperature characteristic of the drain-source voltage VDS of the MOS transistor Q11 with the drain current ID as a parameter. In FIG. 2B, the horizontal axis represents the temperature and the vertical axis represents the drain-source voltage VDS.

【0018】図2(a)に示すように、MOSトランジ
スタQ11は、温度の上昇にともなってしきい値電圧V
tが低下し且つオン抵抗が増加する特性を有している。
また、ドレイン・ソース間電圧VDSは、ドレイン電流I
D が小さい領域においてはしきい値電圧Vtが支配的と
なって定まり、ドレイン電流ID が大きい領域において
はオン抵抗による電圧降下が支配的となって定まる。
As shown in FIG. 2A, the MOS transistor Q11 has a threshold voltage V
It has a characteristic that t decreases and on-resistance increases.
Further, the drain-source voltage VDS is the drain current I
The threshold voltage Vt is dominant in the region where D is small, and the voltage drop due to the on-resistance is dominant in the region where the drain current ID is large.

【0019】従って、図2(b)に示すように、ドレイ
ン・ソース間電圧VDSは、ドレイン電流ID が小さい
(ID =ID3)場合にあっては負の温度係数を持ち、ド
レイン電流ID が大きい(ID =ID1)場合にあっては
正の温度係数を持つ。そして、これらの中間的なドレイ
ン電流(ID =ID2)において温度係数が0になる。一
方、ダイオードD11〜D15の各順方向電圧VF およ
びトランジスタQ12、Q13の各ベース・エミッタ間
電圧VBEは、それぞれ負の温度係数(約−2mV/℃)
を持つ。
Therefore, as shown in FIG. 2B, the drain-source voltage VDS has a negative temperature coefficient and the drain current ID is large when the drain current ID is small (ID = ID3). In the case of (ID = ID1), it has a positive temperature coefficient. The temperature coefficient becomes 0 at these intermediate drain currents (ID = ID2). On the other hand, the forward voltage VF of the diodes D11 to D15 and the base-emitter voltage VBE of the transistors Q12 and Q13 each have a negative temperature coefficient (about -2 mV / ° C).
have.

【0020】このことから、基準電圧Vref の温度係数
を0とするためには、MOSトランジスタQ11のドレ
イン電流ID を電流ID2よりも大きく設定し、ドレイン
・ソース間電圧VDSに正の温度係数を持たせるととも
に、直列回路15の両端電圧に順方向電圧(2・VF )
に相当する温度係数を持たせれば良い。この直列回路1
5の両端電圧の温度係数は、トランジスタQ12、Q1
3のベース・エミッタ間電圧(2・VF )の持つ温度係
数により相殺される。
Therefore, in order to set the temperature coefficient of the reference voltage Vref to 0, the drain current ID of the MOS transistor Q11 is set larger than the current ID2, and the drain-source voltage VDS has a positive temperature coefficient. In addition, the forward voltage (2 · VF) is applied to the voltage across the series circuit 15.
It suffices to have a temperature coefficient corresponding to. This series circuit 1
The temperature coefficient of the voltage between both ends of transistor 5 is
It is canceled by the temperature coefficient of the base-emitter voltage (2 · VF) of 3.

【0021】図3は、図1に示す基準電圧発生回路11
に対して実施した基準電圧Vref とMOSトランジスタ
Q11のドレイン・ソース間電圧VDSのシミュレーショ
ン結果を示している。ドレイン・ソース間電圧VDSは正
の温度係数(5mV/℃)を持ち、基準電圧Vref は温
度変化によらず5.2V〜5.3Vでほぼ一定となって
いる。
FIG. 3 shows the reference voltage generating circuit 11 shown in FIG.
The simulation results of the reference voltage Vref and the drain-source voltage VDS of the MOS transistor Q11 are shown. The drain-source voltage VDS has a positive temperature coefficient (5 mV / ° C.), and the reference voltage Vref is almost constant at 5.2V to 5.3V regardless of temperature change.

【0022】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、MOSトランジスタQ11とダイオードD11〜D
15とを直列接続し定電流回路14の出力電流を40μ
Aに設定することにより、MOSトランジスタQ11に
ダイオードD11〜D15とは逆の正の温度特性を持た
せ、以て基準電圧Vref の温度特性はほぼ0にすること
ができる。この場合の電流値(40μA)は、例えばツ
ェナーダイオードを安定動作させるために必要となる電
流値(例えば1mA)に比べて十分に小さいため、IC
の動作時における消費電流や待機時における待機電流を
低減することができる。また、オペアンプなどを用いて
おらず回路構成が簡単であるため、ICチップ内での回
路サイズを小さくでき、コストを下げることができる。
As described above, according to this embodiment, the MOS transistor Q11 and the diodes D11 to D11.
15 is connected in series and the output current of the constant current circuit 14 is 40μ.
By setting to A, the MOS transistor Q11 has a positive temperature characteristic opposite to that of the diodes D11 to D15, so that the temperature characteristic of the reference voltage Vref can be almost zero. In this case, the current value (40 μA) is sufficiently smaller than the current value (eg, 1 mA) required for stable operation of the Zener diode, so that the IC
It is possible to reduce current consumption during the operation and standby current during standby. In addition, since the circuit configuration is simple without using an operational amplifier or the like, the circuit size in the IC chip can be reduced and the cost can be reduced.

【0023】(第2の実施形態)図4は、本発明の第2
の実施形態である基準電圧発生回路17の電気的構成を
示している。この基準電圧発生回路17は、Pチャネル
型のMOSトランジスタQ14を用いている点において
図1に示す基準電圧発生回路11と異なっているが、両
回路は実質的には同一回路である。
(Second Embodiment) FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
2 shows an electrical configuration of the reference voltage generation circuit 17 according to the embodiment. The reference voltage generating circuit 17 differs from the reference voltage generating circuit 11 shown in FIG. 1 in that a P-channel type MOS transistor Q14 is used, but both circuits are substantially the same circuit.

【0024】すなわち、電源線12と13との間には、
ゲート・ドレイン間が接続されたMOSトランジスタQ
14のソース・ドレイン間、図示極性のダイオードD1
1〜D15、および定電流回路14が直列に接続されて
いる。ここで、MOSトランジスタQ14とダイオード
D11〜D15とにより直列回路18が構成されてい
る。出力端子16と電源線13との間には、PNP形の
トランジスタQ15、Q16がダーリントン接続されて
いる。基準電圧Vref は、電源線12の電位を基準電位
として出力端子16から出力されるようになっている。
本実施形態によっても第1の実施形態と同様の作用、効
果を得ることができる。
That is, between the power lines 12 and 13,
MOS transistor Q whose gate and drain are connected
Between the source and drain of 14, diode D1 of the polarity shown
1 to D15 and the constant current circuit 14 are connected in series. Here, the MOS transistor Q14 and the diodes D11 to D15 form a series circuit 18. Between the output terminal 16 and the power supply line 13, PNP type transistors Q15 and Q16 are Darlington connected. The reference voltage Vref is output from the output terminal 16 using the potential of the power supply line 12 as a reference potential.
According to this embodiment, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.

【0025】(第3の実施形態)次に、本発明の第3の
実施形態について図5および図6を参照しながら説明す
る。図5は、基準電圧発生回路19の電気的構成を示し
ている。この図5において、電源線12と出力端子16
との間には定電流回路14が接続されている。また、出
力端子16と電源線13との間には、ゲート・ドレイン
間が接続されたMOSトランジスタQ11のドレイン・
ソース間と直列接続されたダイオードD11〜D15と
の並列回路20が接続されている。この構成において、
定電流回路14の電流値およびダイオードの直列接続数
(本実施形態では5)は、以下の2条件を満足するよう
に決められている。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows an electrical configuration of the reference voltage generation circuit 19. In FIG. 5, the power supply line 12 and the output terminal 16
A constant current circuit 14 is connected between and. Further, between the output terminal 16 and the power supply line 13, the drain and the drain of the MOS transistor Q11 connected between the gate and the drain are connected.
A parallel circuit 20 including diodes D11 to D15 connected in series with the sources is connected. In this configuration,
The current value of the constant current circuit 14 and the number of diodes connected in series (5 in this embodiment) are determined so as to satisfy the following two conditions.

【0026】第1の条件 定電流回路14の電流が全てMOSトランジスタQ11
に流れたと仮定した場合にドレイン・ソース間電圧VDS
が正の温度係数を持つとともに、その正の温度係数と直
列接続されたダイオードD11〜D15の順方向電圧
(5・VF )の持つ負の温度係数の絶対値とが等しい。
All the currents of the first condition constant current circuit 14 are MOS transistors Q11.
Drain-source voltage VDS
Has a positive temperature coefficient, and the positive temperature coefficient is equal to the absolute value of the negative temperature coefficient of the forward voltage (5 · VF) of the diodes D11 to D15 connected in series.

【0027】第2の条件 所定の温度Taにおいて、MOSトランジスタQ11の
ドレイン・ソース間電圧VDSと直列接続されたダイオー
ドD11〜D15の順方向電圧(5・VF )とが等し
い。
Second condition At a predetermined temperature Ta, the drain-source voltage VDS of the MOS transistor Q11 is equal to the forward voltage (5.VF) of the diodes D11 to D15 connected in series.

【0028】出力端子16から出力される基準電圧Vre
f は、MOSトランジスタQ11のドレイン・ソース間
電圧VDSとダイオードの順方向電圧(5・VF )のうち
低い方の電圧が支配的となって定まる。図6は、上記2
条件が成立している場合における基準電圧Vref の温度
特性を概略的に示したものである。温度がTaよりも低
い場合(図6に示す温度領域A)には、MOSトランジ
スタQ11のドレイン・ソース間電圧VDSがダイオード
D11〜D15の順方向電圧(5・VF )よりも低くな
り、基準電圧Vref はMOSトランジスタQ11のドレ
イン・ソース間電圧VDSに従って正の温度特性を示す。
Reference voltage Vre output from the output terminal 16
f is determined by the lower one of the drain-source voltage VDS of the MOS transistor Q11 and the diode forward voltage (5.VF). FIG. 6 shows the above 2
It is a diagram schematically showing the temperature characteristics of the reference voltage Vref when the conditions are satisfied. When the temperature is lower than Ta (temperature region A shown in FIG. 6), the drain-source voltage VDS of the MOS transistor Q11 becomes lower than the forward voltage (5 · VF) of the diodes D11 to D15, and the reference voltage Vref exhibits a positive temperature characteristic according to the drain-source voltage VDS of the MOS transistor Q11.

【0029】一方、温度がTaよりも高い場合(図6に
示す温度領域B)には、ダイオードD11〜D15の順
方向電圧(5・VF )がMOSトランジスタQ11のド
レイン・ソース間電圧VDSよりも低くなり、基準電圧V
ref はダイオードD11〜D15の順方向電圧(5・V
F )に従って負の温度特性を示す。その結果、基準電圧
Vref は温度Taで最大値をとる山型の温度特性を持
つ。
On the other hand, when the temperature is higher than Ta (temperature region B shown in FIG. 6), the forward voltage (5.VF) of the diodes D11 to D15 is higher than the drain-source voltage VDS of the MOS transistor Q11. It becomes low and the reference voltage V
ref is the forward voltage (5 · V) of the diodes D11 to D15.
F) shows negative temperature characteristics. As a result, the reference voltage Vref has a mountain-shaped temperature characteristic that takes the maximum value at the temperature Ta.

【0030】こうした山型の温度特性を持たせることに
より、MOSトランジスタQ11のみあるいはダイオー
ドD11〜D15のみを用いた基準電圧発生回路に比
べ、温度変化範囲全体として見た場合の基準電圧Vref
の変化幅を小さくでき、温度に対する安定度を高めるこ
とができる。
By providing such a mountain-shaped temperature characteristic, as compared with the reference voltage generation circuit using only the MOS transistor Q11 or the diodes D11 to D15, the reference voltage Vref in the entire temperature change range is seen.
It is possible to reduce the range of change in temperature and increase stability with respect to temperature.

【0031】(第4の実施形態)次に、本発明の第4の
実施形態について図7および図8を参照しながら説明す
る。図7に示す基準電圧発生回路21は、Pチャネル型
のMOSトランジスタQ14を用いている点において図
5に示す基準電圧発生回路19と異なっているが、両回
路は実質的には同一回路である。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8. The reference voltage generation circuit 21 shown in FIG. 7 is different from the reference voltage generation circuit 19 shown in FIG. 5 in using a P-channel type MOS transistor Q14, but both circuits are substantially the same circuit. .

【0032】すなわち、電源線12と出力端子16との
間には、ゲート・ドレイン間が接続されたMOSトラン
ジスタQ14のソース・ドレイン間と直列接続されたダ
イオードD11〜D15との並列回路22が接続されて
いる。また、出力端子16と電源線13との間には定電
流回路14が接続されている。定電流回路14の電流値
およびダイオードの直列接続数(本実施形態では5)
は、第3の実施形態で説明した2つの条件と同様の条件
を満足するように決められている。基準電圧Vref は、
電源線12の電位を基準電位として出力端子16から出
力されるようになっている。
That is, between the power supply line 12 and the output terminal 16, a parallel circuit 22 is connected between the source and drain of the MOS transistor Q14 whose gate and drain are connected and the diodes D11 to D15 which are connected in series. Has been done. A constant current circuit 14 is connected between the output terminal 16 and the power supply line 13. Current value of constant current circuit 14 and number of diodes connected in series (5 in this embodiment)
Are determined so as to satisfy the same conditions as the two conditions described in the third embodiment. The reference voltage Vref is
The potential of the power supply line 12 is used as a reference potential to be output from the output terminal 16.

【0033】本実施形態によれば、第3の実施形態と同
様の作用により、基準電圧Vref は温度Taで最小値と
なる谷型の温度特性を持つ。これにより、MOSトラン
ジスタQ11のみあるいはダイオードD11〜D15の
みを用いた基準電圧発生回路に比べ、温度変化範囲全体
として見た場合の基準電圧Vref の変化幅を小さくでき
る。
According to this embodiment, the reference voltage Vref has a valley-shaped temperature characteristic that becomes the minimum value at the temperature Ta by the same operation as that of the third embodiment. As a result, the change width of the reference voltage Vref in the entire temperature change range can be made smaller than that of the reference voltage generating circuit using only the MOS transistor Q11 or the diodes D11 to D15.

【0034】(その他の実施形態)なお、本発明は上記
し且つ図面に示す各実施形態に限定されるものではな
く、例えば以下のように変形または拡張が可能である。
第1および第2の実施形態では基準電圧Vref の温度係
数を0としたが、定電流回路14の電流値、ダイオード
の接続数などを変更することにより正または負の所望す
る温度係数とすることができる。また、ダーリントン接
続されたトランジスタQ12、Q13(Q15、Q1
6)からなる出力回路は、必要に応じて付加すれば良
い。各実施形態において、MOSトランジスタおよびダ
イオードはそれぞれ1の素子またはカスケードに接続さ
れた複数の素子から構成することができる。また、MO
Sトランジスタに限らず接合型FETなどを用いても良
い。
(Other Embodiments) The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and can be modified or expanded as follows, for example.
In the first and second embodiments, the temperature coefficient of the reference voltage Vref is set to 0, but the desired positive or negative temperature coefficient can be obtained by changing the current value of the constant current circuit 14 and the number of connected diodes. You can In addition, transistors Q12, Q13 (Q15, Q1) connected in Darlington
The output circuit consisting of 6) may be added if necessary. In each embodiment, the MOS transistor and the diode can each be composed of one element or a plurality of elements connected in cascade. Also, MO
Not limited to the S transistor, a junction FET or the like may be used.

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

【図1】本発明の第1の実施形態を示す基準電圧発生回
路の電気的構成図
FIG. 1 is an electrical configuration diagram of a reference voltage generation circuit showing a first embodiment of the present invention.

【図2】MOSトランジスタの静特性(a)とドレイン
・ソース間電圧VDSの温度特性(b)とを概略的に示す
FIG. 2 is a diagram schematically showing static characteristics (a) of a MOS transistor and temperature characteristics (b) of a drain-source voltage VDS.

【図3】基準電圧Vref とMOSトランジスタのドレイ
ン・ソース間電圧VDSの温度特性とを示すシミュレーシ
ョン図
FIG. 3 is a simulation diagram showing a reference voltage Vref and a temperature characteristic of a drain-source voltage VDS of a MOS transistor.

【図4】本発明の第2の実施形態を示す図1相当図FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施形態を示す図1相当図FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 1 showing a third embodiment of the present invention.

【図6】所定の2条件の下での基準電圧Vref の温度特
性を概略的に示す図
FIG. 6 is a diagram schematically showing temperature characteristics of a reference voltage Vref under two predetermined conditions.

【図7】本発明の第4の実施形態を示す図1相当図FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a fourth embodiment of the present invention.

【図8】図6相当図FIG. 8 is a view corresponding to FIG.

【図9】従来技術であるバンドギャップ基準電圧回路を
示す電気的構成図
FIG. 9 is an electrical configuration diagram showing a bandgap reference voltage circuit which is a conventional technique.

【図10】ツェナーダイオードを用いた基準電圧発生回
路を示す電気的構成図
FIG. 10 is an electrical configuration diagram showing a reference voltage generation circuit using a Zener diode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、17、19、21は基準電圧発生回路、14は定
電流回路、15、18は直列回路、22は並列回路、Q
11、Q14はMOSトランジスタ(FET)、D11
〜D15はダイオードである。
Reference numerals 11, 17, 19, and 21 are reference voltage generation circuits, 14 is a constant current circuit, 15 and 18 are series circuits, 22 is a parallel circuit, and Q is a circuit.
11, Q14 are MOS transistors (FET), D11
~ D15 is a diode.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ゲート・ドレイン間が接続されたFET
とダイオードとの直列回路と、 この直列回路に所定の電流を流す定電流回路とを備え、 前記直列回路の両端子間から基準電圧を出力するように
構成されていることを特徴とする基準電圧発生回路。
1. A FET having a gate and a drain connected to each other.
A reference voltage characterized by comprising a series circuit of a diode and a diode, and a constant current circuit for supplying a predetermined current to the series circuit, wherein the reference voltage is output between both terminals of the series circuit. Generator circuit.
【請求項2】 前記定電流回路の電流値は、前記FET
のドレイン・ソース間電圧が正の温度係数を持つととも
に、その正の温度係数と前記ダイオードの順方向電圧の
持つ負の温度係数の絶対値とが等しくなるような値に設
定されていることを特徴とする請求項1記載の基準電圧
発生回路。
2. The current value of the constant current circuit is the FET
The voltage between the drain and source of the diode has a positive temperature coefficient, and the positive temperature coefficient and the absolute value of the negative temperature coefficient of the forward voltage of the diode are set to be equal to each other. The reference voltage generating circuit according to claim 1, which is characterized in that.
【請求項3】 ゲート・ドレイン間が接続されたFET
とダイオードとの並列回路と、 この並列回路に所定の電流を流す定電流回路とを備え、 前記並列回路の両端子間から基準電圧を出力するように
構成されていることを特徴とする基準電圧発生回路。
3. A FET having a gate and a drain connected to each other.
And a diode in parallel, and a constant current circuit that causes a predetermined current to flow in the parallel circuit, and the reference voltage is configured to output a reference voltage between both terminals of the parallel circuit. Generator circuit.
【請求項4】 前記定電流回路の電流値は、その電流が
前記FETに流れたとした場合にそのドレイン・ソース
間電圧が正の温度係数を持つとともに、その正の温度係
数と前記ダイオードの順方向電圧の持つ負の温度係数の
絶対値とが等しくなるような値に設定されており、 前記並列回路は、所定の温度において前記FETのドレ
イン・ソース間電圧と前記ダイオードの順方向電圧とが
等しくなるように構成されていることを特徴とする請求
項3記載の基準電圧発生回路。
4. The current value of the constant current circuit has a positive temperature coefficient in the drain-source voltage when the current flows through the FET, and the positive temperature coefficient and the order of the diode are constant. It is set to a value such that the absolute value of the negative temperature coefficient of the directional voltage is equal to each other. In the parallel circuit, the drain-source voltage of the FET and the forward voltage of the diode are set at a predetermined temperature. The reference voltage generation circuit according to claim 3, wherein the reference voltage generation circuits are configured to be equal to each other.
JP2001202179A 2001-07-03 2001-07-03 Reference voltage generating circuit Pending JP2003015754A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001202179A JP2003015754A (en) 2001-07-03 2001-07-03 Reference voltage generating circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001202179A JP2003015754A (en) 2001-07-03 2001-07-03 Reference voltage generating circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003015754A true JP2003015754A (en) 2003-01-17

Family

ID=19039026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001202179A Pending JP2003015754A (en) 2001-07-03 2001-07-03 Reference voltage generating circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003015754A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100659272B1 (en) 2005-12-15 2006-12-20 삼성전자주식회사 Rfid tag capable of limiting over-voltage and method for controlling over-voltage thereof
JP2009048319A (en) * 2007-08-16 2009-03-05 Seiko Instruments Inc Reference voltage circuit
JP2012083851A (en) * 2010-10-07 2012-04-26 Denso Corp Semiconductor device and manufacturing method of the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6178315U (en) * 1984-10-29 1986-05-26
JPS6249422A (en) * 1985-08-28 1987-03-04 Nec Corp Constant-voltage generating circuit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6178315U (en) * 1984-10-29 1986-05-26
JPS6249422A (en) * 1985-08-28 1987-03-04 Nec Corp Constant-voltage generating circuit

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100659272B1 (en) 2005-12-15 2006-12-20 삼성전자주식회사 Rfid tag capable of limiting over-voltage and method for controlling over-voltage thereof
JP2009048319A (en) * 2007-08-16 2009-03-05 Seiko Instruments Inc Reference voltage circuit
JP2012083851A (en) * 2010-10-07 2012-04-26 Denso Corp Semiconductor device and manufacturing method of the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10222819B2 (en) Fractional bandgap reference voltage generator
US10168363B1 (en) Current sensor with extended voltage range
KR0169316B1 (en) Reference generator
US20070296392A1 (en) Bandgap reference circuits
JP3966016B2 (en) Clamp circuit
US7573324B2 (en) Reference voltage generator
US6384586B1 (en) Regulated low-voltage generation circuit
US9276571B2 (en) Systems and methods for driving transistors with high threshold voltages
US10831227B2 (en) Reference voltage circuit with low temperature drift
KR20090048295A (en) Bandgap reference generator in semiconductor device
US20170147028A1 (en) Low voltage current mode bandgap circuit and method
US7157893B2 (en) Temperature independent reference voltage generator
EP3021189B1 (en) Voltage reference source and method for generating a reference voltage
US7642840B2 (en) Reference voltage generator circuit
CN113721687A (en) Power supply device and semiconductor device for power supply control
JP2003015754A (en) Reference voltage generating circuit
US5966006A (en) Voltage regulator generating a predetermined temperature-stable voltage
JP2003150255A (en) Power circuit
US11068004B2 (en) Regulator with reduced power consumption using clamp circuit
US20020000844A1 (en) Comparator and a control circuit for a power MOSFET
JP6446974B2 (en) Temperature detection circuit and semiconductor device
US9501081B2 (en) Method and circuit for generating a proportional-to-absolute-temperature current source
KR100815189B1 (en) Reference voltage generator in semiconductor memory device
JP2008228266A (en) Semiconductor integrated circuit device and switch input circuit
JP4299381B2 (en) Constant voltage generator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070713

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100223

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100225

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100622