JP2007310566A - Operation amplifying circuit - Google Patents
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Description
本発明は、オペアンプに関し、特には、オペアンプを使用したBGR回路に関する。 The present invention relates to an operational amplifier, and more particularly to a BGR circuit using an operational amplifier.
既存のBGR(Band Gap Reference)回路として、例えば、カレントミラー回路内の2つの電流経路に接続されたダイオードの面積比および各電流経路に設けられる抵抗のそれぞれの抵抗値を適正な値に設定することにより一方の電流経路から温度依存性の無い安定した電圧を得るものがある。(例えば、特許文献1参照)
また、他の既存のBGR回路として、図3に示すBGR回路30のように、オペアンプ31の非反転入力端子INPに接続される電流経路にpnpバイポーラトランジスタ32を接続し反転入力端子INNに接続される電流経路にpnpバイポーラトランジスタ33を接続し各電流経路に設けられる抵抗34〜36のそれぞれの抵抗値を適正な値に設定することによりオペアンプ31の出力端子37から温度依存性の無い安定した電圧を得るものもある。なお、オペアンプ31のVG端子にはオペアンプ31のゲインを調整するための信号Sgが入力され、オペアンプ31のPWDN端子にはインバータ38から出力されオペアンプ31を停止させるための停止信号Ss1が入力され、オペアンプ31のPWDNB端子にはインバータ39から出力されオペアンプ31を停止するための停止信号Ss2が入力されるものとする。
As an existing BGR (Band Gap Reference) circuit, for example, the area ratio of the diodes connected to the two current paths in the current mirror circuit and the respective resistance values of the resistors provided in each current path are set to appropriate values. In some cases, a stable voltage having no temperature dependency is obtained from one current path. (For example, see Patent Document 1)
As another existing BGR circuit, as in the BGR circuit 30 shown in FIG. 3, a pnp
図4は、オペアンプ31を示す図である。
図4に示すオペアンプ31は、NチャネルのMOSFET40〜42とPチャネルのMOSFET43、44とから構成される差動増幅回路45と、ソース端子に電源電圧VDDが印加されドレイン端子が出力端子37に接続されゲート端子が差動増幅回路45のMOSFET41とMOSFET44との間に接続されるPチャネルのMOSFET46と、互いに直列接続されMOSFET46のゲート端子と出力端子37との間に接続される抵抗47及び発振防止用コンデンサ48と、ドレイン端子にMOSFET42のゲート端子が接続されソース端子がグランド(GND)に接続されるNチャネルのMOSFET49と、ソース端子に電源電圧VDDが印加されドレイン端子がMOSFET46のゲート端子に接続されるPチャネルのMOSFET50とを備えて構成されている。なお、発振防止用コンデンサ48は2つ備えており互いに並列接続されている。
FIG. 4 is a diagram illustrating the
The
上記差動増幅回路45は、MOSFET40、41のそれぞれのソース端子が互いに接続され、その接続点にMOSFET42のドレイン端子が接続され、MOSFET42のソース端子がグランドに接続されている。また、MOSFET40のドレイン端子は、MOSFET43のドレイン端子に接続され、MOSFET41のドレイン端子は、MOSFET44のドレイン端子に接続されている。また、MOSFET43、44の各ソース端子には電源電圧VDDが印加されている。また、MOSFET43、44の各ゲート端子は互いに接続され、その接続点はMOSFET43のドレイン端子に接続されている。
In the
なお、MOSFET40のゲート端子はオペアンプ31の非反転入力端子INPに接続され、MOSFET41のゲート端子はオペアンプ31の反転入力端子INNに接続され、MOSFET42のゲート端子はオペアンプ31のVG端子に接続され、MOSFET49のゲート端子はオペアンプ31のPWDN端子に接続され、MOSFET50のゲート端子はオペアンプ31のPWDNB端子に接続されている。
The gate terminal of the
このように構成されるBGR回路30では、通常時(出力端子37から一定レベルの出力電圧Voutを出力しているとき)、インバータ38に入力される停止信号Ss0はハイレベルであり、停止信号Ss1はローレベル、停止信号Ss2はハイレベルである。そのため、MOSFET49、50は共にオフしており、MOSFET42のドレイン−ソース間に流れる電流はVG端子に入力される信号Sgに応じて制御され、MOSFET46のドレイン−ソース間に流れる電流は差動増幅回路45の出力電圧Voに応じて制御される。
In the BGR circuit 30 configured as described above, the stop signal Ss0 input to the
そして、オペアンプ31を停止させて出力端子37の電圧をグランドレベルに低下させる場合は、停止信号Ss0をローレベルにして停止信号Ss1をハイレベル、停止信号Ss2をローレベルにする。すると、MOSFET49はオンし、MOSFET42のゲート端子がグランドレベルになりMOSFET42がオフする。また、MOSFET50もオンし、MOSFET46のゲート端子が電源電圧VDDになりMOSFET46がオフする。これにより、出力電圧Voutが低下する。
しかしながら、上記BGR回路30では、出力電圧Voutを低下させる際、その出力電圧Voutが緩やかにしか下がっていかないという問題がある。これは、MOSFET42やMOSFET46をオフしてもMOSFET42やMOSFET46のドレイン電流が徐々にしか減少していかないこと(サブスレッショルドリーク)などによりオペアンプ31の出力電圧Voutの立下りの応答性が悪いことが原因になっている。
However, the BGR circuit 30 has a problem in that when the output voltage Vout is lowered, the output voltage Vout is lowered only slowly. This is because the drain current of the MOSFET 42 and the
そこで、本発明では、オペアンプの出力電圧の立下りの応答性を改善することが可能なオペアンプ回路及びBGR回路を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an operational amplifier circuit and a BGR circuit capable of improving the response of the output voltage falling of the operational amplifier.
上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明のオペアンプ回路は、オペアンプと、そのオペアンプの出力端子とグランドとの間に接続され、オペアンプを停止させるための停止信号に基づいてオンすることにより上記出力端子の電圧をグランドレベルにするスイッチとを備える。
In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configuration.
That is, the operational amplifier circuit of the present invention is connected between the operational amplifier and the output terminal of the operational amplifier and the ground, and is turned on based on a stop signal for stopping the operational amplifier, thereby bringing the voltage of the output terminal to the ground level. Switch.
これにより、停止信号によりオペアンプを停止させる際、その停止信号により出力端子の電圧を急峻にグランドに低下させることができるので、オペアンプの出力電圧の立下りの応答性を改善することができる。 Thereby, when the operational amplifier is stopped by the stop signal, the voltage of the output terminal can be sharply lowered to the ground by the stop signal, so that the responsiveness of the fall of the output voltage of the operational amplifier can be improved.
また、上記オペアンプ回路は、オペアンプの出力端子とオペアンプの入力端子とを互いに接続して構成してもよい。
また、本発明のBGR回路は、オペアンプと、そのオペアンプの出力端子とグランドとの間に接続され、オペアンプを停止させるための停止信号に基づいてオンすることにより上記出力端子の電圧をグランドレベルにするスイッチと、上記出力端子とオペアンプの非反転入力端子との間に接続される第1の抵抗と、上記出力端子とオペアンプの反転入力端子との間に接続される第2の抵抗と、第1の抵抗とオペアンプの非反転入力端子の接続点とグランドとの間に接続される第1の電流源と、第2の抵抗とオペアンプの反転入力端子の接続点に接続される第3の抵抗と、その第3の抵抗とグランドとの間に接続される第2の電流源とを備える。
The operational amplifier circuit may be configured by connecting the output terminal of the operational amplifier and the input terminal of the operational amplifier.
The BGR circuit of the present invention is connected between the operational amplifier and the output terminal of the operational amplifier and the ground, and is turned on based on a stop signal for stopping the operational amplifier, thereby bringing the voltage of the output terminal to the ground level. A first resistor connected between the output terminal and the non-inverting input terminal of the operational amplifier, a second resistor connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier, A first current source connected between the connection point of the first resistor and the non-inverting input terminal of the operational amplifier and the ground, and a third resistance connected to the connection point of the second resistance and the inverting input terminal of the operational amplifier. And a second current source connected between the third resistor and the ground.
これにより、BGR回路において、オペアンプの出力電圧の立下りの応答性を改善することができる。 Thereby, in the BGR circuit, the response of the output voltage of the operational amplifier to fall can be improved.
本発明によれば、オペアンプの出力電圧の立下りの応答性を改善することができる。 According to the present invention, the response of the output voltage falling of the operational amplifier can be improved.
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図1は、本発明の実施形態のBGR回路を示す図である。なお、図3に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a BGR circuit according to an embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as the structure shown in FIG.
図1に示すBGR回路1は、オペアンプ31とNチャネルのMOSFET2(スイッチ)とから構成されるオペアンプ回路3と、pnpバイポーラトランジスタ32、33と、抵抗34〜36と、インバータ38、39とを備えて構成されている。なお、BGR回路1の出力電圧Voutは、例えば、あるシステムにおいて、電流源のバイアスを生成するための基準電圧やA/Dコンバータの駆動用の基準電圧などとして使用されてもよい。
The
上記BGR回路1において、オペアンプ31の出力端子37とオペアンプ31の非反転入力端子INPとの間には抵抗34(第1の抵抗)が接続され、オペアンプ31の出力端子37とオペアンプ31の反転入力端子INNとの間には抵抗35(第2の抵抗)が接続されている。また、pnpバイポーラトランジスタ32のエミッタ端子は抵抗34に接続されている。また、抵抗35とオペアンプ31の反転入力端子INNの接続点に抵抗36(第3の抵抗)が接続され、pnpバイポーラトランジスタ33のエミッタ端子は抵抗36に接続されている。また、pnpバイポーラトランジスタ32、33のそれぞれのベース端子及びコレクタ端子はグランド(GND)に接続されている。
In the
上述したように、出力端子37から温度依存性の無い安定した出力電圧Voutを出力する場合は、抵抗34〜36の各抵抗値をそれぞれ適正な値に設定する必要がある。すなわち、BGR回路1において出力電圧Voutは、正の温度係数を有する電圧Vpと負の温度係数を有する電圧Vmとの和により求めることができ、その電圧Vpの正の温度係数は抵抗34〜36の各抵抗値により任意の値に設定することができる。そのため、抵抗34〜36の各抵抗値をそれぞれ調整して電圧Vpの正の温度係数を電圧Vmの負の温度係数に近づけることにより温度依存性の無い安定した出力電圧Voutを得ることができる。なお、pnpバイポーラトランジスタ32、33は、ダイオードに置き換えてもよい。
As described above, when the stable output voltage Vout having no temperature dependency is output from the
本実施形態のオペアンプ回路3の特徴とする点は、ゲート端子がインバータ38の出力端子と接続されドレイン端子がオペアンプ31の出力端子37に接続されソース端子がグランドに接続されるMOSFET2を備えている点である。
The
このように構成されるオペアンプ回路3では、オペアンプ31を停止させて出力電圧Voutをグランドレベルに低下させる際、インバータ38から出力される停止信号Ss1がハイレベルになるため、MOSFET2がオンしMOSFET2のドレイン端子が急峻にグランドレベルになる。そのため、出力電圧Voutが急峻にグランドレベルに低下する。これにより、オペアンプ31の出力電圧Voutの立下りの応答性を改善することができる。
In the
また、オペアンプ31の出力電圧Voutの立下りの応答性を改善することができるので、BGR回路1をあるシステムに組み込んだ場合、そのシステムの動作を早めることができる。例えば、BGR回路1を通常の電力消費モードから省電力モードに切り替えることが可能なシステム(無線機など)に組み込む場合で、かつ、省電力モードへの切り替え動作のうちBGR回路1の出力電圧Voutをグランドに低下させる動作を含む場合、省電力モードへの切り替えにかかる時間を短縮することができる。
In addition, since the responsiveness of the output voltage Vout of the
図2(a)は、他の実施形態のBGR回路を示す図であり、図2(b)は、さらに他の実施形態のBGR回路を示す図である。なお、図1に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。 FIG. 2A is a diagram illustrating a BGR circuit according to another embodiment, and FIG. 2B is a diagram illustrating a BGR circuit according to still another embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as the structure shown in FIG.
図2(a)に示すBGR回路20は、MOSFET2のドレイン端子がオペアンプ31の反転入力端子INNに接続されている。
このように構成しても、オペアンプ31の出力電圧Voutの立下りの応答性を改善することができる。
In the BGR circuit 20 shown in FIG. 2A, the drain terminal of the
Even with this configuration, the response of the output voltage Vout of the
また、図2(b)に示すBGR回路21は、MOSFET2のドレイン端子がオペアンプ31の非反転入力端子INPに接続されている。
このように構成しても、オペアンプ31の出力電圧Voutの立下りの応答性を改善することができる。
In the
Even with this configuration, the response of the output voltage Vout of the
また、上記実施形態では、オペアンプ31の出力端子37が非反転入力端子INP及び反転入力端子INNにそれぞれ接続されるオペアンプ回路3を使用してBGR回路1を構成しているが、オペアンプ31の出力端子37をオペアンプ31の反転入力端子INNのみに接続して構成したオペアンプ回路3を使用してもよい。このように構成する場合、MOSFET2のゲート端子はインバータ38の出力端子に接続され、ドレイン端子はオペアンプ31の出力端子37またはオペアンプ31の反転入力端子INNに接続され、ソース端子はグランドに接続される。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、オペアンプ31を停止させる際、MOSFET42及びMOSFET46を共にオフさせる構成であるが、MOSFET42及びMOSFET46のどちらもオフしないように構成してもよく、MOSFET42及びMOSFET46のどちらか一方をオフさせるように構成してもよい。なお、MOSFET42及びMOSFET46のどちらもオフしないように構成する場合は、MOSFET49、50を備えていなくてもよく、MOSFET42のみをオフさせる場合は、MOSFET50を備えていなくてもよい。また、MOSFET46のみをオフさせる場合は、MOSFET49を備えていなくてもよい。
In the above embodiment, when the
また、上記実施形態では、MOSFET2及びMOSFET49はNチャンネルのMOSFET、MOSFET50はPチャンネルのMOSFETであるが、MOSFET2、MOSFET49、MOSFET50はNチャンネルのMOSFETであってもPチャンネルのMOSFETであってもよい。
In the above embodiment, the
MOSFET2、49、50全てがNチャンネルのMOSFETである場合、インバータ39を備える必要がなくなる。
また、MOSFET2は、NチャネルのIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)に置き換えてもよい。このように構成する場合、例えば、IGBTのゲート端子はインバータ38の出力端子に接続され、IGBTのコレクタ端子はオペアンプ31の出力端子37に接続され、IGBTのエミッタ端子はグランドに接続される。
When the
The
1 BGR回路
2 MOSFET
3 オペアンプ回路
20 BGR回路
21 BGR回路
30 BGR回路
31 オペアンプ
32 pnpバイポーラトランジスタ
33 pnpバイポーラトランジスタ
34 抵抗
35 抵抗
36 抵抗
37 出力端子
38 インバータ
39 インバータ
40 MOSFET
41 MOSFET
42 MOSFET
43 MOSFET
44 MOSFET
45 差動増幅回路
46 MOSFET
47 抵抗
48 発振防止用コンデンサ
49 MOSFET
50 MOSFET
1
3 operational amplifier circuit 20
41 MOSFET
42 MOSFET
43 MOSFET
44 MOSFET
45
47
50 MOSFET
Claims (3)
前記オペアンプの出力端子とグランドとの間に接続され、前記オペアンプを停止させるための停止信号に基づいてオンすることにより前記出力端子の電圧をグランドレベルにするスイッチと、
を備えることを特徴とするオペアンプ回路。 An operational amplifier,
A switch that is connected between the output terminal of the operational amplifier and the ground, and that turns on the voltage based on the stop signal for stopping the operational amplifier to set the voltage of the output terminal to the ground level.
An operational amplifier circuit comprising:
前記出力端子と前記オペアンプの入力端子とが互いに接続されている、
ことを特徴とするオペアンプ回路。 The operational amplifier circuit according to claim 1,
The output terminal and the input terminal of the operational amplifier are connected to each other;
An operational amplifier circuit characterized by that.
前記オペアンプの出力端子とグランドとの間に接続され、前記オペアンプを停止させるための停止信号に基づいてオンすることにより前記出力端子の電圧をグランドレベルにするスイッチと、
前記出力端子と前記オペアンプの非反転入力端子との間に接続される第1の抵抗と、
前記出力端子と前記オペアンプの反転入力端子との間に接続される第2の抵抗と、
前記第1の抵抗と前記非反転入力端子の接続点とグランドとの間に接続される第1の電流源と、
前記第2の抵抗と前記反転入力端子の接続点に接続される第3の抵抗と、
前記第3の抵抗とグランドとの間に接続される第2の電流源と、
を備えることを特徴とするBGR回路。
An operational amplifier,
A switch that is connected between the output terminal of the operational amplifier and the ground, and that turns on the voltage based on the stop signal for stopping the operational amplifier to set the voltage of the output terminal to the ground level.
A first resistor connected between the output terminal and a non-inverting input terminal of the operational amplifier;
A second resistor connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier;
A first current source connected between a connection point of the first resistor and the non-inverting input terminal and the ground;
A third resistor connected to a connection point between the second resistor and the inverting input terminal;
A second current source connected between the third resistor and ground;
A BGR circuit comprising:
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JP2006137774A JP2007310566A (en) | 2006-05-17 | 2006-05-17 | Operation amplifying circuit |
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