JP2007279957A - Current source circuit and comparator having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、所定の電流を生成する電流源回路、およびこの電流源回路を含むコンパレータに関するものである。 The present invention relates to a current source circuit that generates a predetermined current and a comparator including the current source circuit.
従来、この種の電流源回路としては、例えば、特許文献1に記載されるものが知られている。
この従来の電流源回路は、自励式で起動可能な定電流源回路において、起動回路自体に消費電流が流れず、安定した自動起動を可能とするものである。
さらに具体的には、従来の電流源回路は、2つのカレントミラー回路と、これら等カレントミラー回路の電流利得を定める抵抗とからなる定電流源回路において、その定電流源回路の出力ノードと低電源電位との間にダイオード接続のトランジスタを複数個直列に接続したものである。
Conventionally, as this type of current source circuit, for example, the one described in
This conventional current source circuit is a constant current source circuit that can be activated by a self-excitation type, and does not flow current in the activation circuit itself, enabling stable automatic activation.
More specifically, the conventional current source circuit is a constant current source circuit composed of two current mirror circuits and a resistor that determines the current gain of these current mirror circuits. A plurality of diode-connected transistors are connected in series with the power supply potential.
このような構成の従来の電流源回路では、そのダイオードの直列接続回路の全体のしきい値を、定常時の上記出力ノードの電圧よりも高くしておくことで、定常時には、その直列接続回路はオフとなり電流消費はなく、電源低下後の起動時のみにオンとなって再起動が可能となる。
このように、従来の電流源回路では、起動回路自体に消費電流が流れず、安定した自動起動が可能となる。
In the conventional current source circuit having such a configuration, the entire threshold value of the series connection circuit of the diodes is set higher than the voltage of the output node in the steady state, so that the series connection circuit in the steady state can be obtained. Is turned off and consumes no current, and is turned on only at the start-up after the power supply is lowered and can be restarted.
Thus, in the conventional current source circuit, current consumption does not flow in the starting circuit itself, and stable automatic starting is possible.
しかし、従来の電流源回路では、電源電圧の大きな変動があるとき、例えば電源の立ち上がり時や立ち下がり時に、カレントミラー回路で生成される電流を一時的にブースト(増加)するようなことはできない。このため、従来の電流源回路は、電源電圧の大きな変動時に、生成電流の一時的なブーストを必要とするような電子回路の電流源、例えばコンパレータなどの電流源に使用できないという不具合がある。
そこで、本発明の目的は、電源電圧の大きな変動時に、その変動に直ちに応答して生成電流を一時的にブーストさせることができる電流源回路を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、そのような電流源回路を含み、電源電圧の大きな変動時に、ゲインを増加させて、回路の応答速度を高めることができるコンパレータを提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a current source circuit capable of temporarily boosting a generated current in response to a large fluctuation of a power supply voltage immediately in response to the fluctuation.
Another object of the present invention is to provide a comparator including such a current source circuit and capable of increasing the gain and increasing the response speed of the circuit when the power supply voltage fluctuates greatly.
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のような構成からなる。
すなわち、第1の発明は、第1のカレントミラー回路と第2のカレントミラー回路とを含み、所定電流を発生する電流源回路であって、電源電圧の上昇時に所定以上の上昇を検出し、これを検出したときに、前記電流源回路に供給すべき所定のブースト電流を生成するブースト回路を備えている。
In order to solve the above problems and achieve the object of the present invention, each invention has the following configuration.
That is, the first invention is a current source circuit that includes a first current mirror circuit and a second current mirror circuit, and generates a predetermined current, and detects an increase of a predetermined level or more when the power supply voltage increases. When this is detected, a boost circuit is provided that generates a predetermined boost current to be supplied to the current source circuit.
第2の発明は、第1の発明において、前記ブースト回路は、電源電圧の上昇時に、この上昇に遅れて所定の時定数で充電する充電回路と、前記充電回路の充電電圧と前記電源電圧との差の電圧を使用してオンし、オンのときに前記ブースト電流を生成し、この生成したブースト電流を前記第2のカレントミラー回路に供給するブースト用トランジスタと、を備えている。 According to a second invention, in the first invention, the boost circuit is charged with a predetermined time constant behind the increase when the power supply voltage is increased, and the charging voltage of the charging circuit and the power supply voltage are And a boosting transistor that generates the boost current when the voltage is on and supplies the generated boost current to the second current mirror circuit.
第3の発明は、第2の発明において、前記ブースト回路は、前記充電回路の充電電荷が電源電圧を上回る場合に、その電荷を放電する放電回路をさらに備えている。
第4の発明は、第2または第3の発明において、前記充電回路は、電源電圧の上昇時にオンする充電用トランジスタと、前記充電用トランジスタと直列に接続され、その充電用トランジスタがオンのときに充電されるコンデンサと、からなる。
According to a third aspect, in the second aspect, the boost circuit further includes a discharge circuit that discharges the charge when the charge of the charge circuit exceeds a power supply voltage.
According to a fourth invention, in the second or third invention, the charging circuit is connected in series with the charging transistor that is turned on when the power supply voltage is increased, and the charging transistor is on. And a capacitor to be charged.
第5の発明は、第2、第3、または第4の発明において、前記ブースト用トランジスタは、自己に流れる電流を制限するリミッタを含んでいる。
第6の発明は、第1カレントミラー回路と第2カレントミラー回路とを含み、所定電流を発生する電流源回路であって、電源電圧の低下時に所定以上の低下を検出し、これを検出したときに、前記電流源回路に供給すべき所定のブースト電流を生成するブースト回路を備えている。
According to a fifth invention, in the second, third, or fourth invention, the boosting transistor includes a limiter that limits a current flowing through the boosting transistor.
A sixth invention includes a first current mirror circuit and a second current mirror circuit, and is a current source circuit that generates a predetermined current, and detects a decrease above a predetermined level when a power supply voltage is decreased. Sometimes, a boost circuit for generating a predetermined boost current to be supplied to the current source circuit is provided.
第7の発明は、第6の発明において、前記ブースト回路は、電源電圧により充電され、前記電源電圧の低下時に、この低下に遅れて放電する充放電回路と、前記充放電回路の電圧と前記電源電圧との差の電圧を使用してオンし、オンのときに前記ブースト電流を生成し、この生成したブースト電流を前記第2のカレントミラー回路に供給するブースト用トランジスタと、を備えている。 In a seventh aspect based on the sixth aspect, the boost circuit is charged by a power supply voltage, and when the power supply voltage decreases, a charge / discharge circuit that discharges after the decrease, the voltage of the charge / discharge circuit, A boost transistor that is turned on using a voltage that is different from a power supply voltage, generates the boost current when the voltage is on, and supplies the generated boost current to the second current mirror circuit; .
第8の発明は、第7の発明において、前記充放電回路は、抵抗とコンデンサとの直列回路からなり、この直列回路が高電位の電源端子と低電位の電源端子との間に接続されている。
第9の発明は、第7または第8の発明において、前記充放電回路は、自己に流れる電流を制限するリミッタを含んでいる。
In an eighth aspect based on the seventh aspect, the charge / discharge circuit comprises a series circuit of a resistor and a capacitor, and the series circuit is connected between a high potential power supply terminal and a low potential power supply terminal. Yes.
In a ninth aspect based on the seventh or eighth aspect, the charge / discharge circuit includes a limiter for limiting a current flowing through the charge / discharge circuit.
第10の発明は、第1カレントミラー回路と第2カレントミラー回路とを含み、所定電流を発生する電流源回路であって、電源電圧の上昇時に所定以上の上昇を検出し、これを検出したときに、前記電流源回路に供給すべき所定の第1のブースト電流を生成する第1のブースト回路と、電源電圧の低下時に所定以上の低下を検出し、これを検出したときに、前記電流源回路に供給すべき所定の第2のブースト電流を生成する第2のブースト回路と、を備えている。 A tenth aspect of the present invention is a current source circuit that includes a first current mirror circuit and a second current mirror circuit and generates a predetermined current, and detects a rise above a predetermined level when the power supply voltage rises. A first boost circuit for generating a predetermined first boost current to be supplied to the current source circuit, and a decrease of a predetermined level or more when a power supply voltage is decreased, and the current is detected when the decrease is detected. And a second boost circuit that generates a predetermined second boost current to be supplied to the source circuit.
第11の発明は、電流源回路を含み、この電流源回路で生成される電流によって動作するコンパレータにおいて、前記電流源回路は、第1の発明乃至第10の発明のうちのいずれかの電流源回路から構成される。
このような構成からなる本発明の電流源回路によれば、電源電圧の大きな変動時に、その変動に直ちに応答して生成電流を一時的にブーストさせることができる。
An eleventh aspect of the present invention includes a current source circuit, and a comparator that operates by a current generated by the current source circuit, wherein the current source circuit is any one of the first to tenth aspects of the present invention. It consists of a circuit.
According to the current source circuit of the present invention having such a configuration, when the power supply voltage greatly fluctuates, the generated current can be temporarily boosted in response to the fluctuation immediately.
また、本発明のコンパレータによれば、電源電圧の大きな変動時に、ゲインを増加させて、回路の応答速度を高めることができる。 Further, according to the comparator of the present invention, the response speed of the circuit can be increased by increasing the gain when the power supply voltage fluctuates greatly.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
本発明の電流源回路の第1実施形態の構成について、図1を参照して説明する。
この第1実施形態に係る電流源回路は、図1に示すように、第1カレントミラー回路1と、第2カレントミラー回路2と、第1ブースト回路3と、第2ブースト回路4と、高電位側の電源端子5と、低電位側の電源端子6と、バイアス入力端子7と、を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
The configuration of the first embodiment of the current source circuit of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the current source circuit according to the first embodiment includes a first
第1カレントミラー回路1と第2カレントミラー回路2とは、図1に示すように、2段に積み重ねられている。
第1カレントミラー回路1は、電源端子5から所定の電流を生成し、これを第2カレントミラー回路2に供給するようになっている。
第2カレントミラー回路2は、バイアス入力端子7に接続されて所定のバイアス電圧VBが供給され、所定の電流(バイアス電流)が流れるようになっている。また、第2カレントミラー回路2には、後述のように、第1ブースト回路3からブースト電流IB1が、また第2ブースト回路4からはブースト電流IB2が供給されるようになっている。
The first
The first
The second
このために、第1カレントミラー回路1は、2つのP型のMOSトランジスタM1、M2と、抵抗R1とから構成される。第2カレントミラー回路2は、2つのN型のMOSトランジスタM3、M4から構成される。
さらに具体的には、MOSトランジスタM1のゲートは、自己のドレインに接続されるとともに、MOSトランジスタM2のゲートに接続されている。MOSトランジスタM1のソースと基板端子は、電源端子5に接続されて電源電圧VDDが印加されるようになっている。
For this purpose, the first
More specifically, the gate of the MOS transistor M1 is connected to its own drain and to the gate of the MOS transistor M2. The source and substrate terminal of the MOS transistor M1 are connected to the
MOSトランジスタM2のゲートは、MOSトランジスタM1のゲートに接続されている。MOSトランジスタM2のソースは、抵抗R1を介して電源端子5に接続されている。MOSトランジスタM2の基板端子は、電源端子5に接続されて電源電圧VDDが印加されるようになっている。
MOSトランジスタM1のドレインは、MOSトランジスタM3のドレインに接続されている。MOSトランジスタM2のドレインは、MOSトランジスタM4のドレインに接続されている。MOSトランジスタM3のゲートは、MOSトランジスタM4のゲートに接続されている。MOSトランジスタM3のソースと基板端子は、電源端子6に接続されている。
The gate of the MOS transistor M2 is connected to the gate of the MOS transistor M1. The source of the MOS transistor M2 is connected to the
The drain of the MOS transistor M1 is connected to the drain of the MOS transistor M3. The drain of the MOS transistor M2 is connected to the drain of the MOS transistor M4. The gate of the MOS transistor M3 is connected to the gate of the MOS transistor M4. The source and substrate terminal of the MOS transistor M3 are connected to the
MOSトランジスタM4のゲートは、自己のドレインに接続されるとともに、MOSトランジスタM3のゲートに接続されている。MOSトランジスタM4のソースと基板端子は、電源端子6に接続されている。
また、第2カレントミラー回路2を構成するMOSトランジスタ3、4の各ゲートは、バイアス入力端子7に接続され、任意のバイアス電圧VBが印加されるようになっている。このため、そのバイアス電圧VBの任意の設定により、第2カレントミラー回路2は、所望の電流を生成できるようになっている。
The gate of the MOS transistor M4 is connected to its own drain and to the gate of the MOS transistor M3. The source and substrate terminal of the MOS transistor M4 are connected to the
The gates of the
また、MOSトランジスタM4のドレインは、第1ブースト回路3を構成するMOSトランジスタM5のドレインと接続されている。このため、その第1ブースト回路3が生成するブースト電流IB1が、MOSトランジスタM4に供給されるようになっている。
さらに、MOSトランジスタM4のドレインは、第2ブースト回路4を構成するMOSトランジスタM8のドレインと接続されている。このため、その第2ブースト電流生成回路4が生成するブースト電流IB2が、MOSトランジスタM4に供給されるようになっている。
The drain of the MOS transistor M4 is connected to the drain of the MOS transistor M5 that constitutes the
Further, the drain of the MOS transistor M4 is connected to the drain of the MOS transistor M8 constituting the second boost circuit 4. For this reason, the boost current IB2 generated by the second boost current generation circuit 4 is supplied to the MOS transistor M4.
第1ブースト回路3は、電源電圧の上昇時に所定以上の上昇を検出し、例えば、電源電圧の立ち上がり時のように電源電圧の急激な上昇を検出し、これを検出したときに、所定のブースト電流IB1を生成して第2カレントミラー回路2に供給するようになっている。
このために、第1ブースト回路3は、図1に示すように、充電回路31と、ブーストスイッチ用のP型のMOSトランジスタM5と、放電用のP型のMOSトランジスタM6とを備えている。
The
For this purpose, as shown in FIG. 1, the
充電回路31は、電源電圧の立ち上がり時に、この立ち上がりに遅れて所定の時定数で充電する回路であり、P型のMOSトランジスタM7とコンデンサ(キャパシタ)C1とが直列接続され、この直列回路が電源端子5と電源端子6との間に接続されている。
MOSトランジスタM5は、その充電回路31の充電電圧でオンオフ制御され、オンするときにブースト電流IB1を生成し、この生成したブースト電流IB1を第2カレントミラー回路2に供給するようになっている。
The charging
The MOS transistor M5 is on / off controlled by the charging voltage of the charging
MOSトランジスタM6は、充電回路31のコンデンサC1の充電電圧が、電源電圧VDDを上回る場合にオンし、これによりそのコンデンサC1の充電電荷を放電させて、その充電電圧が電源電圧VDDを上回らないようにしている。
さらに具体的には、MOSトランジスタM7のゲートは、第1カレントミラー回路1を構成するMOSトランジスタM1のドレインに接続されている。MOSトランジスタM7のソースおよび基板端子は、電源端子5に接続されて電源電圧VDDが印加されるようになっている。MOSトランジスタM7のドレインは、コンデンサC1を介して電源端子6に接続されている。
The MOS transistor M6 is turned on when the charging voltage of the capacitor C1 of the charging
More specifically, the gate of the MOS transistor M7 is connected to the drain of the MOS transistor M1 constituting the first
また、MOSトランジスタM7のドレインとコンデンサC1との共通接続部は、MOSトランジスタM5のゲートに接続されている。MOSトランジスタM5のソースおよび基板端子は、電源端子5に接続されて電源電圧VDDが印加されるようになっている。MOSトランジスタM5のドレインは、バイアス入力端子7に接続されるとともに、第2カレントミラー回路2を構成するMOSトランジスタM4のドレインに接続されている。
The common connection between the drain of the MOS transistor M7 and the capacitor C1 is connected to the gate of the MOS transistor M5. The source and substrate terminal of the MOS transistor M5 are connected to the
MOSトランジスタM6のゲートは、電源端子5に接続されて電源電圧VDDが印加されるようになっている。MOSトランジスタM6のソースおよび基板端子は、MOSトランジスタM7のドレインとコンデンサC1との共通接続部に接続されている。MOSトランジスタM6のドレインは、電源端子6に接続されている。
第2ブースト回路4は、電源電圧の低下時に所定以上の低下を検出し、例えば、電源電圧の立ち下がり時のように電源電圧の急激な低下を検出し、これを検出したときに、所定のブースト電流IB2を生成して第2カレントミラー回路2に供給するようになっている。
The gate of the MOS transistor M6 is connected to the
The second boost circuit 4 detects a predetermined decrease or more when the power supply voltage decreases, for example, detects a sudden decrease in the power supply voltage as when the power supply voltage falls, and when this is detected, A boost current IB2 is generated and supplied to the second
このために、第2ブースト電流生成回路4は、図1に示すように、充放電回路41と、ブーストスイッチ用のP型のMOSトランジスタM8と、を備えている。
充放電回路41は、電源が投入中はほぼ電源電圧VDDまで充電されており、電源電圧VDDの立ち下がり時に、この立ち下がりに遅れて放電する回路であり、抵抗R2と、ダイオード接続されたN型のデプレッションMOSトランジスタM9と、コンデンサC2とが直列接続され、この直列回路が電源端子5と電源端子6との間に接続されている。
For this purpose, as shown in FIG. 1, the second boost current generation circuit 4 includes a charge /
The charge /
ここで、ダイオード接続されたN型のMOSトランジスタM9は、充放電回路41の充電電流を制限するリミッタとしての機能を備えている。
MOSトランジスタM8は、その充放電回路41の電圧でオンオフ制御され、オンするときにブースト電流IB2を生成し、この生成したブースト電流IB2を第2カレントミラー回路2に供給するようになっている。
Here, the diode-connected N-type MOS transistor M <b> 9 has a function as a limiter that limits the charging current of the charging / discharging
The MOS transistor M8 is ON / OFF controlled by the voltage of the charge /
さらに具体的には、抵抗R2は、その一端側が電源端子5に接続され、その他端側がダイオード接続されたMOSトランジスタM9のドレインに接続されている。MOSトランジスタM9のゲートとソースは接続され、その共通接続部がコンデンサC2を介して電源端子6に接続されている。MOSトランジスタM9の基板端子は、電源端子6に接続されている。
More specifically, the resistor R2 has one end connected to the
MOSトランジスタM8のゲートおよび基板端子は、電源端子5に接続されて電源電圧VDDが印加されるようになっている。MOSトランジスタM8のソースは、ダイオード接続されたMOSトランジスタM9とコンデンサC2との共通接続部に接続されている。MOSトランジスタM8のドレインは、第2カレントミラー回路2を構成するMOSトランジスタM4のドレインに接続されている。
The gate and substrate terminal of the MOS transistor M8 are connected to the
次に、このような構成からなる第1実施形態の動作例について、図2〜図4を参照して説明する。
この第1実施形態では、電源の投入時の場合のように、電源端子5に印加される電源電圧VDDが短時間(例えば、数〔mS〕〜数百〔mS〕)に上昇する場合には、第1ブースト回路3がブースト動作する。一方、電源のオフ時の場合のように、電源端子5に印加される電源電圧VDDが短時間に低下する場合において、第2ブースト回路4がブースト動作する。
Next, an operation example of the first embodiment having such a configuration will be described with reference to FIGS.
In the first embodiment, when the power supply voltage VDD applied to the
そこで、まず、第1ブースト回路3の動作例について、図2を参照して説明する。
いま、図2(C)に実線で示すように、電源電圧VDDが立ち上がりを開始すると、これに伴ってMOSトランジスタM7がオンするので、コンデンサC1がその電源電圧VDDによって充電を開始する。
電源電圧VDDの立ち上がり動作中は、コンデンサC1の充電電圧VC1は、2(C)の破線で示すように電源電圧VDDと同じような傾きで上昇していき、この充電電VC1がブースト用のMOSトランジスタM5のゲート電圧となる。
Therefore, first, an operation example of the
Now, as indicated by a solid line in FIG. 2C, when the power supply voltage VDD starts to rise, the MOS transistor M7 is turned on accordingly, and the capacitor C1 starts to be charged by the power supply voltage VDD.
During the rising operation of the power supply voltage VDD, the charging voltage VC1 of the capacitor C1 rises with a slope similar to that of the power supply voltage VDD as shown by the broken line 2 (C). It becomes the gate voltage of the transistor M5.
このため、電源電圧VDDの立ち上がり動作中には、MOSトランジスタM5のゲートとソースとの間には、その電源電圧VDDと充電電圧VC1との差である電位差ΔV1が発生する(図2(C)参照)。
従って、電源電圧VDDの立ち上がり動作中には、その電位差(しきい値電圧)ΔV1によってMOSトランジスタM5がオンとなり、MOSトランジスタM5には比較的大きな電流が流れ、この電流は図1に示すブースト電流IB1を形成する。
For this reason, during the rising operation of the power supply voltage VDD, a potential difference ΔV1 that is the difference between the power supply voltage VDD and the charge voltage VC1 is generated between the gate and source of the MOS transistor M5 (FIG. 2C). reference).
Therefore, during the rising operation of the power supply voltage VDD, the MOS transistor M5 is turned on by the potential difference (threshold voltage) ΔV1, and a relatively large current flows through the MOS transistor M5. This current is the boost current shown in FIG. IB1 is formed.
このブースト電流IB1は、例えば図2(B)に示すように急激に立ち上がる波形となり、MOSトランジスタM4に流れ込む。このため、このときに、MOSトランジスタM4に流れるバイアスバイアス電流I0は、第2カレントミラー回路2で規定される本来(ブーストなしの場合)のバイアス電流の他に、ブースト電流IB1が加算(補充)された電流となり、その波形は例えば図2(A)に示すようになる。 The boost current IB1 has a waveform that rises rapidly as shown in FIG. 2B, for example, and flows into the MOS transistor M4. Therefore, at this time, the bias bias current I0 flowing through the MOS transistor M4 is added (supplemented) to the boost current IB1 in addition to the original bias current defined by the second current mirror circuit 2 (in the case of no boost). The waveform is as shown in FIG. 2A, for example.
その後、図2(C)に示すように、電源電圧VDDの立ち上がり動作が終了すると、ブース電流IB1は急激に減少し、MOSトランジスタM5のオフによりそのブースト電流IB1は流れなくなる(図2(B)参照)。そのブースト電流IB1の減少に伴って、MOSトランジスタM4に流れるバイアス電流I0は減少し、そのブースト電流IB1は流れなくなると、MOSトランジスタM4に流れるバイアス電流I0は、第2カレントミラー回路2で規定される本来の電流となる(図2(A)参照)。
Thereafter, as shown in FIG. 2C, when the rising operation of the power supply voltage VDD is completed, the booth current IB1 decreases rapidly, and the boost current IB1 does not flow when the MOS transistor M5 is turned off (FIG. 2B). reference). As the boost current IB1 decreases, the bias current I0 flowing through the MOS transistor M4 decreases. When the boost current IB1 stops flowing, the bias current I0 flowing through the MOS transistor M4 is defined by the second
ここで、図2(B)に示すブースト電流IB1は、図2(C)に示す電源電圧VDDの勾配が大きいほど大きくなる。そのブースト電流IB1の立ち上がりを緩やかにするには、MOSトランジスタM7のゲート長さを長くし、そのゲート幅を小さくしたりコンデンサC1の容量値を大きくすることにより調整自在である。
次に、第2ブースト回路4の動作例について、図3を参照して説明する。
Here, the boost current IB1 illustrated in FIG. 2B increases as the gradient of the power supply voltage VDD illustrated in FIG. 2C increases. In order to moderate the rise of the boost current IB1, the gate length of the MOS transistor M7 can be increased, and the gate width can be reduced or the capacitance value of the capacitor C1 can be increased.
Next, an operation example of the second boost circuit 4 will be described with reference to FIG.
いま、図3(C)に実線で示すように、電源電圧VDDが立ち下がりを開始するが、この立ち下がり以前は、コンデンサC2の充電電圧VC2は、図3(C)の破線で示すように電源電圧VDDと同じ電圧となっている。
そして、電源電圧VDDが立ち下がりを開始すると、その電源電圧VDDは図3(C)に示すように急激に低下していく。MOSトランジスタM8は、そのゲートに電源電圧VDDが印加され、そのソースにコンデンサC2の充電電圧VC2が印加されている。
Now, as indicated by the solid line in FIG. 3C, the power supply voltage VDD starts to fall, but before this fall, the charging voltage VC2 of the capacitor C2 is as shown by the broken line in FIG. It is the same voltage as the power supply voltage VDD.
Then, when the power supply voltage VDD starts to fall, the power supply voltage VDD rapidly decreases as shown in FIG. In the MOS transistor M8, the power supply voltage VDD is applied to the gate, and the charging voltage VC2 of the capacitor C2 is applied to the source.
このため、電源電圧VDDが立ち下がりを開始すると、MOSトランジスタM8のゲートの電位は電源電圧VDDに応じて立ち下がりを開始する。その開始の直後は、MOSトランジスタM8のソースは、コンデンサC2の充電電圧VC2が電源電圧VDDと同じ電圧であるので、MOSトランジスタM8はオンすることができない。
ところが、電源電圧VDDの立ち下がりが開始から時間が経過すると、充電電圧VC2と電源電圧VDDとの電位差が、MOSトランジスタM8をオンできる電位差ΔV2となる(図3(C)参照)。これにより、MOSトランジスタM8がオンすると、コンデンサC2の充電電荷がMOSトランジスタM8に流れ、この電流が図1のブースト電流IB2を形成する。
Therefore, when the power supply voltage VDD starts to fall, the potential of the gate of the MOS transistor M8 starts to fall according to the power supply voltage VDD. Immediately after the start, the source of the MOS transistor M8 cannot turn on the MOS transistor M8 because the charging voltage VC2 of the capacitor C2 is the same voltage as the power supply voltage VDD.
However, when time elapses from the start of the fall of the power supply voltage VDD, the potential difference between the charging voltage VC2 and the power supply voltage VDD becomes a potential difference ΔV2 that can turn on the MOS transistor M8 (see FIG. 3C). Thereby, when the MOS transistor M8 is turned on, the charge of the capacitor C2 flows to the MOS transistor M8, and this current forms the boost current IB2 of FIG.
このような動作により、コンデンサC2の充電電圧VC2は低下するが、電源電圧VDDの立ち下がり動作中は、上記の電位差ΔV2が維持され、その維持されている期間は、には、MOSトランジスタM8がオンとなり、ブースト電流IB2が流れ続ける。
このブースト電流IB2は、例えば図3(B)に示すように急激に立ち上がる波形となり、MOSトランジスタM4に流れ込む。このため、このときに、MOSトランジスタM4に流れるバイアス電流I0は、第2カレントミラー回路2で規定される本来の電流の他に、ブースト電流IB2が加算された電流となり、その波形は例えば図3(A)に示すようになる。
By such an operation, the charging voltage VC2 of the capacitor C2 decreases, but the potential difference ΔV2 is maintained during the falling operation of the power supply voltage VDD, and during the maintained period, the MOS transistor M8 is The boost current IB2 continues to flow.
The boost current IB2 has a waveform that rises rapidly as shown in FIG. 3B, for example, and flows into the MOS transistor M4. Therefore, at this time, the bias current I0 flowing through the MOS transistor M4 is a current obtained by adding the boost current IB2 to the original current defined by the second
その後、図3(C)に示すように、電源電圧VDDの立ち下がり動作が終了すると、ブース電流IB2は急激に減少し、MOSトランジスタM8のオフによりそのブースト電流IB2は流れなくなる(図3(B)参照)。そのブースト電流IB2の減少に伴って、MOSトランジスタM4に流れるバイアス電流I0は減少し、そのブースト電流IB2は流れなくなると、MOSトランジスタM4に流れるバイアス電流I0は、第2カレントミラー回路2で規定される本来の電流となる(図3(A)参照)。
Thereafter, as shown in FIG. 3C, when the falling operation of the power supply voltage VDD is completed, the booth current IB2 decreases rapidly, and the boost current IB2 does not flow when the MOS transistor M8 is turned off (FIG. 3B )reference). As the boost current IB2 decreases, the bias current I0 flowing through the MOS transistor M4 decreases. When the boost current IB2 stops flowing, the bias current I0 flowing through the MOS transistor M4 is defined by the second
ここで、図3(B)に示すブースト電流IB2は、図3(C)に示す電源電圧VDDの勾配が大きいほど大きくなる。電源電圧VDDの急激な減少時のバイアス電流I0のブースト動作(電流保持)を行うには、コンデンサC2の容量値を大きくしたり、抵抗R2の抵抗値を大きくしたり、MOSトランジスタM9のクランプ電流を多くするように、サイズ調整を行うことで設定自在である。 Here, the boost current IB2 shown in FIG. 3B increases as the gradient of the power supply voltage VDD shown in FIG. 3C increases. In order to perform the boost operation (current holding) of the bias current I0 when the power supply voltage VDD is suddenly decreased, the capacitance value of the capacitor C2, the resistance value of the resistor R2 is increased, or the clamp current of the MOS transistor M9 is increased. It can be set by adjusting the size so as to increase the number.
次に、この第1実施形態の他の動作例について、図4を参照して説明する。
この動作例は、電源電圧VDDが図4(B)に示すように立ち下がった場合の動作を示す。この場合には、第2ブースト回路4が動作してブースト電流IB2が供給され、これにより、第2カレントミラー回路2のMOSトランジスタM4に流れるバイアス電流I0が図4(A)に示すようになる。
すなわち、図4(A)からわかるように、MOSトランジスタM4に流れるバイアス電流I0は、ブースト回路4がない場合には破線のようになって一時的に立ち下がるが、ブースト回路4がある場合には実線のようになって大きなブースト電流が補充される。
Next, another operation example of the first embodiment will be described with reference to FIG.
This operation example shows an operation when the power supply voltage VDD falls as shown in FIG. In this case, the second boost circuit 4 operates and the boost current IB2 is supplied, whereby the bias current I0 flowing through the MOS transistor M4 of the second
That is, as can be seen from FIG. 4A, the bias current I0 flowing through the MOS transistor M4 falls temporarily as shown by a broken line when there is no boost circuit 4, but when the boost circuit 4 is present. Becomes a solid line and a large boost current is replenished.
以上説明したように、この第1実施形態によれば、電源電圧の大きな変動時、特に、電源電圧の立ち上がり時およびそのオフ時に、その変動に瞬時に応答して生成電流を一時的にブーストさせることができる。
また、この第2実施形態では、ブースト回路3、4は、電源電圧の大きな変動時にのみブースト電流を発生し、それ以外のときには定常電流が流れない構成を採用するので、消費電流を非常に小さくすることができる。
As described above, according to the first embodiment, when the power supply voltage fluctuates greatly, particularly when the power supply voltage rises and when it is turned off, the generated current is temporarily boosted in response to the fluctuation instantaneously. be able to.
In the second embodiment, the
(第2実施形態)
本発明の電流源回路の第2実施形態の構成について、図5を参照して説明する。
この第2実施形態に係る電流源回路は、図1に示す第1実施形態の構成を基本とし、図1の第1ブースト回路3を、図5の第1ブースト回路3Aに置き換えるようにしたものである。
すなわち、第1ブースト回路3Aは、図1に示す第1ブースト回路3の構成を基本とし、これにダイオード接続されたN型のデプレッションMOSトランジスタM10からなるリミッタを追加するようにしたものである。
(Second Embodiment)
The configuration of the second embodiment of the current source circuit of the present invention will be described with reference to FIG.
The current source circuit according to the second embodiment is based on the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1, and the
That is, the
具体的には、そのMOSトランジスタM10のゲートとソースが接続され、その共通接続部がバイアス入力端子7およびMOSトランジスタM4のドレインにそれぞれ接続されている。MOSトランジスタM10のドレインは、MOSトランジスタM5のドレインに接続されている。MOSトランジスタの基板端子は、電源端子6に接続されている。
この第2実施形態は、上記の第1ブースト回路3Aにリミッタを追加した点を除けば、第1実施形態の構成と基本的に共通するので、その共通部分については同一符号を付して説明を省略する。
Specifically, the gate and source of the MOS transistor M10 are connected, and the common connection is connected to the
The second embodiment is basically the same as the configuration of the first embodiment except that a limiter is added to the
このような構成からなる第2実施形態は、その動作は第1実施形態の動作と同様であるので、その説明は省略する。
従って、この第2実施形態によれば、第1実施形態と同様の作用効果を実現することができる。
Since the operation of the second embodiment having such a configuration is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
Therefore, according to the second embodiment, it is possible to realize the same operation and effect as the first embodiment.
(第3実施形態)
本発明の電源装置の第3実施形態の構成について、図6を参照して説明する。
この第3実施形態に係る電流源回路は、図1に示す第1実施形態の構成を基本とし、図1の第2ブースト回路4を、図6の第2ブースト回路4Aに置き換えるようにしたものである。
すなわち、第2ブースト回路4Aは、図1に示す第2ブースト回路4の構成から、MOSトランジスタM9からなるリミッタを省略するようにしたものである。
(Third embodiment)
The configuration of the third embodiment of the power supply device of the present invention will be described with reference to FIG.
The current source circuit according to the third embodiment is based on the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1, and the second boost circuit 4 in FIG. 1 is replaced with the
That is, the
この第3実施形態は、上記の第2ブースト回路4Aがリミッタを省略した点を除けば、第1実施形態の構成と基本的に共通するので、その共通部分については同一符号を付して説明を省略する。
このような構成からなる第3実施形態は、その動作は第1実施形態の動作と同様であるので、その説明は省略する。
従って、この第3実施形態によれば、第1実施形態と同様の作用効果を実現することができる。
The third embodiment is basically the same as the configuration of the first embodiment except that the
Since the operation of the third embodiment having such a configuration is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
Therefore, according to the third embodiment, it is possible to achieve the same operation and effect as the first embodiment.
(その他の実施形態)
次に、本発明のコンパレータについて説明する。
例えば、シリーズレギュレータなどの電源装置において、その電源電圧の立ち上がり時またはその立ち下がり時に(以下、電源電圧の大きな変動時に)、それを瞬時に検出するコンパレータを含むものが望まれる。そして、そのようなコンパレータは、差動増幅回路からなり、これを動作させるために本発明に係る電流源回路(電流バイアス回路)を含んでいる。
(Other embodiments)
Next, the comparator of the present invention will be described.
For example, a power supply device such as a series regulator is desired that includes a comparator that instantaneously detects the power supply voltage when the power supply voltage rises or falls (hereinafter, when the power supply voltage greatly fluctuates). Such a comparator includes a differential amplifier circuit, and includes a current source circuit (current bias circuit) according to the present invention in order to operate the differential amplifier circuit.
このように、電流源回路を含むコンパレータにおいて、電源電圧の大きな変動時に、コンパレータの動作を補償するために、電流源回路として上記のようにブースト機能を有する実施形態に係る電流源回路が有効である。
そこで、本発明のコンパレータは、電流源回路を含むコンパレータにおいて、その電流源回路として上記の各実施形態に係る電流源回路を使用するようにしたものである。
As described above, in the comparator including the current source circuit, the current source circuit according to the embodiment having the boost function as described above is effective as the current source circuit in order to compensate the operation of the comparator when the power supply voltage fluctuates greatly. is there.
Therefore, the comparator of the present invention uses a current source circuit according to each of the above embodiments as a current source circuit in a comparator including a current source circuit.
このような構成からなるコンパレータによれば、電源電圧の大きな変動時に、電流源回路に瞬時に一時的にブースト電流が供給されるので、そのときに回路のゲインを増加させて、回路の応答速度を高めることができる。 According to the comparator having such a configuration, when the power supply voltage greatly fluctuates, the boost current is temporarily temporarily supplied to the current source circuit. At that time, the circuit gain is increased to increase the circuit response speed. Can be increased.
1・・・第1カレントミラー回路、2・・・第2カレントミラー回路、3、3A・・・第1ブースト回路、4、4A・・・第2ブースト回路、5・・・電源端子、6・・・電源端子、7・・・バイアス入力端子、31・・・充電回路、41・・・充放電回路。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
電源電圧の上昇時に所定以上の上昇を検出し、これを検出したときに、前記電流源回路に供給すべき所定のブースト電流を生成するブースト回路を備えていることを特徴とする電流源回路。 A current source circuit that includes a first current mirror circuit and a second current mirror circuit and generates a predetermined current;
A current source circuit comprising a boost circuit that detects a rise above a predetermined level when a power supply voltage rises and generates a predetermined boost current to be supplied to the current source circuit when the rise is detected.
電源電圧の上昇時に、この上昇に遅れて所定の時定数で充電する充電回路と、
前記充電回路の充電電圧と前記電源電圧との差の電圧を使用してオンし、オンのときに前記ブースト電流を生成し、この生成したブースト電流を前記第2のカレントミラー回路に供給するブースト用トランジスタと、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載の電流源回路。 The boost circuit is
A charging circuit that charges with a predetermined time constant behind the rise when the power supply voltage rises;
A boost that is turned on using a voltage difference between the charging voltage of the charging circuit and the power supply voltage, generates the boost current when turned on, and supplies the generated boost current to the second current mirror circuit Transistors for
The current source circuit according to claim 1, comprising:
電源電圧の上昇時にオンする充電用トランジスタと、
前記充電用トランジスタと直列に接続され、その充電用トランジスタがオンのときに充電されるコンデンサと、
からなること特徴とする請求項2または請求項3に記載の電流源回路。 The charging circuit is
A charging transistor that turns on when the power supply voltage rises;
A capacitor connected in series with the charging transistor and charged when the charging transistor is on;
The current source circuit according to claim 2 or 3, characterized by comprising:
電源電圧の低下時に所定以上の低下を検出し、これを検出したときに、前記電流源回路に供給すべき所定のブースト電流を生成するブースト回路を備えていることを特徴とする電流源回路。 A current source circuit that includes a first current mirror circuit and a second current mirror circuit and generates a predetermined current;
A current source circuit comprising: a boost circuit that detects a decrease of a predetermined value or more when a power supply voltage is decreased, and generates a predetermined boost current to be supplied to the current source circuit when the decrease is detected.
電源電圧により充電され、前記電源電圧の低下時に、この低下に遅れて放電する充放電回路と、
前記充放電回路の電圧と前記電源電圧との差の電圧を使用してオンし、オンのときに前記ブースト電流を生成し、この生成したブースト電流を前記第2のカレントミラー回路に供給するブースト用トランジスタと、
を備えていることを特徴とする請求項6に記載の電流源回路。 The boost circuit is
A charge / discharge circuit that is charged by a power supply voltage and discharges with a delay when the power supply voltage decreases;
A boost that is turned on using the voltage of the difference between the voltage of the charge / discharge circuit and the power supply voltage, generates the boost current when turned on, and supplies the generated boost current to the second current mirror circuit Transistors for
The current source circuit according to claim 6, comprising:
電源電圧の上昇時に所定以上の上昇を検出し、これを検出したときに、前記電流源回路に供給すべき所定の第1のブースト電流を生成する第1のブースト回路と、
電源電圧の低下時に所定以上の低下を検出し、これを検出したときに、前記電流源回路に供給すべき所定の第2のブースト電流を生成する第2のブースト回路と、
を備えていることを特徴とする電流源回路。 A current source circuit that includes a first current mirror circuit and a second current mirror circuit and generates a predetermined current;
A first boost circuit that detects a rise above a predetermined level when the power supply voltage rises, and generates a predetermined first boost current to be supplied to the current source circuit when this is detected;
A second boost circuit that detects a decrease of a predetermined value or more when the power supply voltage decreases, and generates a predetermined second boost current to be supplied to the current source circuit when the decrease is detected;
A current source circuit comprising:
前記電流源回路は、請求項1乃至請求項10のうちのいずれかの電流源回路から構成されることを特徴とするコンパレータ。 In a comparator including a current source circuit and operated by a current generated by the current source circuit,
11. The comparator according to claim 1, wherein the current source circuit includes any one of the current source circuits according to claim 1.
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6160110A (en) * | 1984-08-31 | 1986-03-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Charging circuit |
JPS6310215A (en) * | 1986-07-02 | 1988-01-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Constant current circuit |
JPH07121255A (en) * | 1993-10-27 | 1995-05-12 | Nec Corp | Constant current source circuit |
JPH07122066A (en) * | 1993-10-28 | 1995-05-12 | Sony Corp | Boosting circuit |
JPH09116399A (en) * | 1995-10-23 | 1997-05-02 | Nec Corp | Comparator circuit |
JPH09252227A (en) * | 1996-03-14 | 1997-09-22 | Fujitsu Ltd | Comparator circuit, oscillation circuit and voltage detection circuit |
JPH11296245A (en) * | 1998-04-14 | 1999-10-29 | Nec Corp | Semiconductor circuit |
JP2001326535A (en) * | 2000-05-16 | 2001-11-22 | New Japan Radio Co Ltd | Bias circuit |
JP2003195958A (en) * | 2001-12-27 | 2003-07-11 | Mitsumi Electric Co Ltd | Constant current source circuit and integrated circuit |
-
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6160110A (en) * | 1984-08-31 | 1986-03-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Charging circuit |
JPS6310215A (en) * | 1986-07-02 | 1988-01-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Constant current circuit |
JPH07121255A (en) * | 1993-10-27 | 1995-05-12 | Nec Corp | Constant current source circuit |
JPH07122066A (en) * | 1993-10-28 | 1995-05-12 | Sony Corp | Boosting circuit |
JPH09116399A (en) * | 1995-10-23 | 1997-05-02 | Nec Corp | Comparator circuit |
JPH09252227A (en) * | 1996-03-14 | 1997-09-22 | Fujitsu Ltd | Comparator circuit, oscillation circuit and voltage detection circuit |
JPH11296245A (en) * | 1998-04-14 | 1999-10-29 | Nec Corp | Semiconductor circuit |
JP2001326535A (en) * | 2000-05-16 | 2001-11-22 | New Japan Radio Co Ltd | Bias circuit |
JP2003195958A (en) * | 2001-12-27 | 2003-07-11 | Mitsumi Electric Co Ltd | Constant current source circuit and integrated circuit |
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