JP2008026973A - Reference voltage generating circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基準電圧発生回路に関し、特に半導体集積回路のアナログ回路において利用され、基準電圧を発生する基準電圧発生回路に関する。 The present invention relates to a reference voltage generation circuit, and more particularly to a reference voltage generation circuit that is used in an analog circuit of a semiconductor integrated circuit and generates a reference voltage.
基準電圧発生回路は、温度変化や回路の電源電圧変化に依らず所定の電圧値を発生する回路であり、従来から種々の回路方式が提案されている。このうち最も一般に広く利用されている基準電圧発生回路は、PN接合ダイオードの順方向電圧における温度依存性を利用する回路方式すなわち、BGR(band gap reference)方式を採る。 The reference voltage generation circuit is a circuit that generates a predetermined voltage value regardless of a temperature change or a power supply voltage change of the circuit, and various circuit systems have been proposed. Of these, the most commonly used reference voltage generation circuit employs a circuit system that utilizes the temperature dependence of the forward voltage of the PN junction diode, that is, a BGR (band gap reference) system.
以下、従来の基準電圧発生回路について説明する。 A conventional reference voltage generation circuit will be described below.
図5は従来の基準電圧発生回路の回路構成を示している。図5に示すように、それぞれ、カソードが接地電圧VSSと並列に接続された第1のPN接合ダイオードD1と、一端が第1のPN接合ダイオードD1のアノードと接続された第1の抵抗素子R1と、一端が第1の抵抗素子R1の他端と接続され、他端が出力端子BGROUTと接続された第2の抵抗素子R2とを有し、第1の抵抗素子R1と第2の抵抗素子R2との接続点の電圧値を第1の電圧V1として出力する温度係数補正回路1と、カソードが接地電圧VSSと接続された第2のPN接合ダイオードD2と、一端が第2のPN接合ダイオードD2のアノードと接続され、他端が出力端子BGROUTと接続された第3の抵抗素子R3とを有し、第2のPN接合ダイオードD2と第3の抵抗素子R3との接続点の電圧値を第2の電圧V2として出力する基準電圧回路2と、第1の電圧V1及び第2の電圧V2が入力され、第1の電圧V1と第2の電圧V2との電圧の差がなくなるように、出力端子BGROUTから出力される出力電圧Voを所定の値に制御する出力電圧制御回路6とから構成されている。
FIG. 5 shows a circuit configuration of a conventional reference voltage generating circuit. As shown in FIG. 5, the first PN junction diode D 1 whose cathode is connected in parallel to the ground voltage VSS and the first pn junction diode connected to the anode of the first PN junction diode D 1 are respectively connected. and the resistance element R 1, one end connected to the first end of the resistor element R 1, the other end having a second resistive element R 2 connected to the output terminal BGR OUT, first resistive element R 1 and second temperature
第1のPN接合ダイオード素子D1は、第2のPN接合ダイオードD2と同一の構成を持ち、通常15個程度のPN接合ダイオードD3が並列に接続されて構成されている。 The first PN junction diode element D 1, the second has a PN junction diode D 2 identical configuration and usually 15 or so PN junction diode D3 is formed by connecting in parallel.
出力電圧制御回路6は、反転入力端子に第1の電圧V1を受け、正相入力端子に第2の電圧V2を受け、第1の電圧V1と第2の電圧V2との電圧差を演算して増幅することにより、出力電圧Voを制御する差動増幅回路10から構成されている(例えば、非特許文献1を参照。)。
The output
以下、前記のように構成された従来の基準電圧発生回路における出力電圧Voと回路定数との関係について図5を参照しながら説明する。 Will be described below with reference to FIG. 5 the relationship between the output voltage V o and the circuit constant of the conventional reference voltage generating circuit configured as described above.
第1のPN接合ダイオードD1及び第2のPN接合ダイオードD2の飽和電流をそれぞれIs1、Is2とし、ダイオード電流をI1、I2とし、アノード−カソード間の電圧をVPN1、VPN2とし、各抵抗素子R1〜R3の抵抗値をそれぞれr1、r2及びr3とする。
The first PN junction diode D 1 and second saturation current of the PN junction diode D 2 and I s1, I s2 respectively, the diode current as I 1, I 2, anode - a voltage between the cathode V PN1, V and PN2, the resistance values of the
ダイオード電流I1、I2、飽和電流Is1、Is2及びアノード−カソード間の電圧の間には以下の式(1)及び式(2)の関係が成り立つ。 The following formulas (1) and (2) are established among the diode currents I 1 and I 2 , the saturation currents I s1 and I s2, and the voltage between the anode and the cathode.
I1=Is1・{exp(VPN1/VT)−1} …(1)
I2=Is2・{exp(VPN2/VT)−1} …(2)
ここで、VTは熱電圧であって、以下の式(3)の関係が成り立つ。
I 1 = I s1 · {exp (V PN1 / V T ) −1} (1)
I 2 = I s2 · {exp (V PN2 / V T ) −1} (2)
Here, VT is a thermal voltage, and the relationship of the following formula | equation (3) is formed.
VT=k・T/q …(3)
ここで、kはボルツマン定数、qは単位電荷、Tは絶対温度であって、T=300K(約27℃)のときに、VTは約26mVになる。通常、VPN1、VPN2は0.7V近傍の値となるため、式(1)及び式(2)の各右辺の−1は指数部と比べて無視できるほどに小さく、従って省略することができる。
V T = k · T / q (3)
Here, k is Boltzmann's constant, q is the unit charge, T is a absolute temperature, when T = 300K (about 27 ° C.), V T is approximately 26 mV. Normally, V PN1 and V PN2 are values near 0.7 V, and therefore, −1 on each right side of Equation (1) and Equation (2) is negligibly small compared to the exponent part, and can be omitted. it can.
第1の抵抗素子R1の両端電圧をVR1とすると、以下の式(4)の関係が成り立つ。 When the first voltage across the resistor element R 1 and V R1, holds the relationship of formula (4) below.
VR1=VPN2−VPN1
=VT・LN(I2/Is2)−VT・LN(I1/Is1)
=VT・LN{(I2・Is1/I1・Is2)} …(4)
ここで、LNは自然対数を表わす。
V R1 = V PN2 −V PN1
= V T · LN (I 2 / I s2 ) −V T · LN (I 1 / I s1 )
= V T · LN {(I 2 · I s1 / I 1 · I s2 )} (4)
Here, LN represents a natural logarithm.
出力電圧制御回路6は、入力電圧である第1の電圧V1と第2の電圧V2とが互いに等しくなるように、出力電圧Voをフィードバック制御する。すなわち、以下の式(5)の関係が成り立つように出力電圧Voをフィードバック制御する。
The output
I1・r2=I2・r3 (5)
以上の、式(3)、式(4)及び式(5)より、出力電圧Voは、以下の式(6)のように計算される。
I 1 · r 2 = I 2 · r 3 (5)
From the above equations (3), (4), and (5), the output voltage V o is calculated as in the following equation (6).
Vo =V2+I2・r3
=V2+I1・r2
=V2+(VR1/r1)・r2
=V2+r2/r1・k/q・LN(Is1/Is2・r2/r3)・T …(6)
Is1、Is2は第1のPN接合ダイオードD1及び第2のPN接合ダイオードD2の面積に比例する。通常、第1のPN接合ダイオードD1は、第2のPN接合ダイオードD2と同一構成のPN接合ダイオードD3を基本単位とし、複数のPN接合ダイオードD3を必要な面積分だけ並列に接続することにより構成する。この並列接続数をnとすると、式(6)は以下の式(7)のように表わされる。
V o = V 2 + I 2 · r 3
= V 2 + I 1 · r 2
= V 2 + (V R1 / r 1 ) · r 2
= V 2 + r 2 / r 1 · k / q · LN (I s1 / I s2 · r 2 / r 3 ) · T (6)
I s1 and I s2 are proportional to the areas of the first PN junction diode D 1 and the second PN junction diode D 2 . Typically, the first PN junction diode D 1 is the second PN junction diode D 2 and the PN junction diode D 3 having the same structure as a basic unit, connected in parallel by the area fraction required a plurality of PN junction diode D 3 It is constituted by doing. When the number of parallel connections is n, Expression (6) is expressed as the following Expression (7).
Vo=V2+r2/r1・k/q・LN(n・r2/r3)・T …(7)
式(7)の右辺の第1項は、第2のPN接合ダイオードD2のアノード−カソード間電圧VPN2であり、負の温度係数を有している。式(7)の右辺の第2項は、絶対温度Tに比例して増加する関数となっており、正の温度係数を有している。従って、第2のPN接合ダイオードD2のアノード−カソード間電圧VPN2が持つ負の温度係数を相殺するように、各抵抗素子R1〜R3の抵抗値r1〜r3と、第1のPN接合ダイオードD1を構成するPN接合ダイオードD3の並列接続数nを適当な値に設定することにより、出力電圧Voの温度係数をほぼ0とすることができる。
V o = V 2 + r 2 / r 1 · k / q · LN (n · r 2 / r 3 ) · T (7)
The first term of the right side of the expression (7), the second anode of the PN junction diode D 2 - is a cathode voltage V PN2, has a negative temperature coefficient. The second term on the right side of Equation (7) is a function that increases in proportion to the absolute temperature T, and has a positive temperature coefficient. Therefore, the resistance values r 1 to r 3 of the resistance elements R 1 to R 3 and the first value are set so as to cancel the negative temperature coefficient of the anode-cathode voltage V PN2 of the second PN junction diode D 2 . by setting the number of parallel connections n the PN junction diode D 3 constituting a PN junction diode D 1 to an appropriate value, it is possible to make the temperature coefficient of the output voltage V o almost zero.
また、式(7)には電源電圧に関する項がなく、本質的に電源電圧に依存しない。また、出力電圧制御回路6を構成する差動増幅回路10の性能、例えば、電圧利得、入力オフセット電圧、駆動能力及び電源電圧除去比等は、出力電圧Voの特性に影響を与えはするものの、通常、基準電圧発生回路で必要とする差動増幅回路10の性能は、現代の半導体プロセスを用いた集積回路において容易に実現可能であり、出力電圧Voへの実用上の影響はほとんど無視できる程度とすることができる。
Further, Equation (7) has no term relating to the power supply voltage, and is essentially independent of the power supply voltage. Further, the performance of the
さらに、式(7)の右辺の第2項には抵抗値r1〜r3が表われているが、2つの抵抗値の比で表わされているため、プロセス変動によって変動してしまう抵抗の絶対値には依存しない。 Furthermore, although the resistance values r 1 to r 3 are represented in the second term on the right side of the equation (7), since the resistance values r 1 to r 3 are represented by the ratio of the two resistance values, the resistance varies due to process variations. It does not depend on the absolute value of.
以上のように、従来の基準電圧発生回路は、温度、電源電圧及びプロセス変動に対して依存性を持たず、常に一定の電圧を供給することができるため、半導体集積回路における基準電圧源として、電源回路を始め、A(analog)/D(digital)変換器、D/A変換器又はPLL(phase-locked loop)回路等の多くのアナログ回路において利用されている。
しかしながら、前記従来の基準電圧発生回路は、それぞれ式(1)と式(2)とで表わされる各PN接合ダイオードD1、D2のI−V特性が変動した場合には、式(7)で示したように、出力電圧Voを変動させてしまう。このとき、I−V特性の変動が設計許容値を超え、さらには、出力電圧Voの変動量も設計許容値を超えてしまうという問題を有している(以下、本願明細書における「変動」とは、特に設計許容値を超える変動と定義する。)。すなわち、第2のPN接合ダイオードD2の特性変動は、式(7)の右辺の第1項のV2(=VPN2)を直接に変動させてしまう。また、第2のPN接合ダイオードD2の特性変動は、第1のPN接合ダイオードD1の特性変動と合わせて、式(7)における右辺の第2項のn(=Is1/Is2)を変動させる結果、出力電圧Voをも変動させてしまう。このような出力電圧Voの変動は、該出力電圧Voを利用するアナログ回路にも影響を与えてしまうことになる。 However, in the conventional reference voltage generation circuit, when the IV characteristics of the PN junction diodes D 1 and D 2 represented by the expressions (1) and (2) change, respectively, the expression (7) as I indicated, thus varying the output voltage V o. At this time, it exceeds the design tolerances variation of the I-V characteristic, and further, the output voltage variation amount of V o also has the problem of exceeding the design tolerance (hereinafter, "variation in the present specification "Is specifically defined as fluctuations that exceed design tolerances.) That is, the characteristic variation of the second PN junction diode D 2 is thus directly varying the equation (7) V 2 The first term on the right hand side of (= V PN2). Further, the characteristic variation of the second PN junction diode D 2 is combined with the characteristic variation of the first PN junction diode D 1 , and n (= I s1 / I s2 ) in the second term on the right side in Expression (7). As a result, the output voltage V o is also changed. Such fluctuation in the output voltage V o would thus also affect the analog circuit utilizing the output voltage V o.
より具体的には、第1のPN接合ダイオードD1は第2のPN接合ダイオードD2と同一の構成を持つn個のPN接合ダイオードD3を並列接続されて構成されるため、第1のPN接合ダイオードD1の特性変動の程度は、第2のPN接合ダイオードD2と比べ、平均してn分の1に抑制される。通常、nは15程度に設定されることが多く、従って変動の程度は10分の1以下に抑制される。言い換えると、第2のPN接合ダイオードD2の特性変動の出力電圧Voへの影響は、第1のPN接合ダイオードD1と比べて10倍程度も大きい。一方、第1のPN接合ダイオードD1を構成するPN接合ダイオードD3の並列接続数であるnの値を増減させたとしても、出力電圧Voをあらかじめ設定された増減の範囲内で且つ離散的にしか調整できないため、出力電圧Voの変動を完全に補正することは困難である。 More specifically, the first PN junction diode D 1 is configured by connecting n PN junction diodes D 3 having the same configuration as the second PN junction diode D 2 in parallel. the degree of variation in characteristics of the PN junction diode D 1 is compared with the second PN junction diode D 2, it is suppressed by averaging the first n minutes. Usually, n is often set to about 15, and therefore the degree of fluctuation is suppressed to 1/10 or less. In other words, the effect on the output voltage V o of the second PN junction diode D 2 of the characteristic variation is 10 times even greater than the first and PN junction diode D 1. On the other hand, even if increase or decrease the value of n is the number of parallel connections of the PN junction diode D 3 which constitutes a first PN junction diode D 1, and within the scope of the preset output voltage V o increases or decreases discrete manner can not be adjusted only, it is difficult to completely correct the fluctuation of the output voltage V o.
また、第1のPN接合ダイオードD1を構成するPN接合ダイオードD3の並列接続数nを増減することにより出力電圧Voの調整を行なう場合には、第2のPN接合ダイオードD2の特性変動の変動程度によっては、基準電圧発生回路自体の面積が大幅に増大してしまうことにもなる。 Further, when by increasing or decreasing the number of parallel connections n the PN junction diode D 3 which constitutes a first PN junction diode D 1 to adjust the output voltage V o is the second PN junction diode D 2 properties Depending on the degree of fluctuation, the area of the reference voltage generation circuit itself may increase significantly.
本発明は、前記従来の問題を解決し、出力電圧への影響が生じ易い基準電圧回路を構成するダイオードの特性が変動した場合であっても、出力電圧への影響を抑制し、回路面積を大きく増大させることなく、個体ばらつきが少ない高精度な基準電圧発生回路を得られるようにすることを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, suppresses the influence on the output voltage, and reduces the circuit area even when the characteristics of the diode constituting the reference voltage circuit that easily affects the output voltage fluctuate. It is an object of the present invention to obtain a high-accuracy reference voltage generation circuit with little individual variation without greatly increasing.
前記の目的を達成するため、本発明は、基準電圧発生回路を、該基準電圧発生回路に少なくとも3つの基準電圧回路を設け、各基準電圧回路から出力される少なくとも3つの基準電圧のうちの中間値を選択することにより基準電圧の変動を抑制する構成とする。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a reference voltage generating circuit includes at least three reference voltage circuits provided in the reference voltage generating circuit, and an intermediate of at least three reference voltages output from each reference voltage circuit. By selecting a value, the reference voltage fluctuation is suppressed.
具体的に、本発明に係る基準電圧発生回路は、カソードが接地された第1のダイオード素子を含むPN接合部と、一端が第1のダイオード素子のアノードと接続された第1の抵抗素子と、一端が第1の抵抗素子の他端と接続され他端が出力端子と接続された第2の抵抗素子とを有し、第1の抵抗素子及び第2の抵抗素子の共通接続点の電圧を第1の電圧として出力する温度係数補正回路と、カソードが接地された第2のダイオード素子と、一端が第2のダイオード素子のアノードと接続され他端が出力端子と接続された第3の抵抗素子とを有し、第2のダイオード素子及び第3の抵抗素子の共通接続点の電圧を第2の電圧として出力する第1の基準電圧回路と、カソードが接地された第3のダイオード素子と、一端が第3のダイオード素子のアノードと接続され他端が出力端子と接続された第4の抵抗素子とを有し、第3のダイオード素子及び第4の抵抗素子の共通接続点の電圧を第3の電圧として出力する第2の基準電圧回路と、カソードが接地された第4のダイオード素子と、一端が第4のダイオード素子のアノードと接続され他端が出力端子と接続された第5の抵抗素子とを有し、第4のダイオード素子及び第5の抵抗素子の共通接続点の電圧を第4の電圧として出力する第3の基準電圧回路と、第2の電圧、第3の電圧及び第4の電圧の各電圧値を比較し、比較した各電圧値の中間の値を持つ電圧値を選択し、選択した電圧値を選択基準電圧として出力する基準電圧選択回路と、第1の電圧及び選択基準電圧が入力され、第1の電圧と選択基準電圧との電圧差をなくすように出力端子の電圧を制御する出力電圧制御回路とを備えていることを特徴とする。 Specifically, a reference voltage generation circuit according to the present invention includes a PN junction including a first diode element having a cathode grounded, a first resistance element having one end connected to the anode of the first diode element, A second resistance element having one end connected to the other end of the first resistance element and the other end connected to the output terminal, and a voltage at a common connection point of the first resistance element and the second resistance element Is output as the first voltage, a second diode element whose cathode is grounded, a third diode element having one end connected to the anode of the second diode element and the other end connected to the output terminal. A first reference voltage circuit having a resistance element and outputting a voltage at a common connection point of the second diode element and the third resistance element as a second voltage; and a third diode element having a cathode grounded And one end of the third diode element A second resistance element connected to the node and having the other end connected to the output terminal, and outputs a voltage at a common connection point of the third diode element and the fourth resistance element as a third voltage. A fourth diode element whose cathode is grounded, a fifth resistor element having one end connected to the anode of the fourth diode element and the other end connected to the output terminal, A third reference voltage circuit that outputs the voltage at the common connection point of the four diode elements and the fifth resistor element as the fourth voltage, and each voltage value of the second voltage, the third voltage, and the fourth voltage A reference voltage selection circuit that selects a voltage value having an intermediate value between the compared voltage values and outputs the selected voltage value as a selection reference voltage, and a first voltage and a selection reference voltage are input. Eliminate the voltage difference between the first voltage and the selected reference voltage Characterized in that an output voltage control circuit for controlling the voltage of the output terminal.
本発明の基準電圧発生回路によると、温度係数補正回路とそれぞれ並列接続された第1の基準電圧回路、第2の基準電圧回路及び第3の基準電圧回路からそれぞれ出力される第2の電圧、第3の電圧及び第4の電圧から、基準電圧選択回路がそれぞれの電圧値の大小の比較を行なって、3つの電圧値の中間の電圧値を選択して選択基準電圧として出力するため、第2のダイオード素子、第3のダイオード素子及び第4のダイオード素子の特性に変動があったとしても、選択基準電圧として出力された電圧の中間の値を持つ電圧値を選択することができるので、基準電圧回路を構成するダイオード素子の特性変動の影響を抑制することができる。これは、第2の電圧、第3の電圧及び第4の電圧のうちでその中間の値を持つ電圧値は、第2の電圧、第3の電圧及び第4の電圧の3つが共に変動したとしても、その変動量は最も小さくなる確率が高いことによる。 According to the reference voltage generation circuit of the present invention, the second voltage output from each of the first reference voltage circuit, the second reference voltage circuit, and the third reference voltage circuit respectively connected in parallel with the temperature coefficient correction circuit, Since the reference voltage selection circuit compares the voltage values from the third voltage and the fourth voltage, selects an intermediate voltage value among the three voltage values, and outputs the selected voltage value as the selected reference voltage. Even if there are variations in the characteristics of the second diode element, the third diode element, and the fourth diode element, a voltage value having an intermediate value of the voltage output as the selection reference voltage can be selected. It is possible to suppress the influence of the characteristic variation of the diode element constituting the reference voltage circuit. This is because, among the second voltage, the third voltage, and the fourth voltage, the voltage value having an intermediate value of the second voltage, the third voltage, and the fourth voltage all fluctuated. Even so, the fluctuation amount is likely to be the smallest.
本発明の基準電圧発生回路において、基準電圧選択回路は、第2の電圧、第3の電圧及び第4の電圧のうちの2つずつの電圧値の組み合わせに対して大小の比較を行ない、それぞれの比較結果に対応する論理レベルの比較結果を出力する比較回路と、第2の電圧、第3の電圧及び第4の電圧のうちの中間の電圧値に対応する比較結果に対して選択信号を出力し、且つ、中間の電圧値に対応する比較結果と異なる比較結果に対して非選択信号を出力する論理回路と、第2の電圧、第3の電圧及び第4の電圧と選択信号及び非選択信号とを受け、第2の電圧、第3の電圧及び第4の電圧のうち、選択信号と対応した電圧値を選択基準電圧として出力するスイッチ回路とを有していることが好ましい。 In the reference voltage generation circuit of the present invention, the reference voltage selection circuit performs a magnitude comparison on the combination of two voltage values of the second voltage, the third voltage, and the fourth voltage, A comparison circuit for outputting a comparison result of a logic level corresponding to the comparison result of the second, a selection signal for the comparison result corresponding to an intermediate voltage value of the second voltage, the third voltage, and the fourth voltage. A logic circuit that outputs a non-selection signal for a comparison result different from a comparison result corresponding to an intermediate voltage value, and a second voltage, a third voltage, a fourth voltage, a selection signal, and a non-selection signal It is preferable to have a switch circuit that receives the selection signal and outputs a voltage value corresponding to the selection signal among the second voltage, the third voltage, and the fourth voltage as a selection reference voltage.
このようにすると、第2の電圧、第3の電圧及び第4の電圧のうち中間の電圧値を確実に選択することができる。 In this way, an intermediate voltage value can be reliably selected from the second voltage, the third voltage, and the fourth voltage.
本発明の基準電圧発生回路において、比較回路は、第2の電圧、第3の電圧及び第4の電圧のうちの2つの電圧値が入力され、入力された2つの電圧値の大小の比較を行ない、比較結果の大小関係と対応した所定の論理信号を出力する差動比較回路を有していることが好ましい。 In the reference voltage generation circuit of the present invention, the comparison circuit receives two voltage values of the second voltage, the third voltage, and the fourth voltage, and compares the two input voltage values. It is preferable to have a differential comparison circuit that outputs a predetermined logic signal corresponding to the magnitude relationship of the comparison results.
このようにすると、第2〜第4のダイオード素子の各特性に変動があった場合でも、その変動の中間に位置する電圧値を特定して、後段において論理的処理を行なうことが可能となる。 In this way, even when the characteristics of the second to fourth diode elements vary, it is possible to specify a voltage value located in the middle of the variation and perform logical processing in the subsequent stage. .
本発明の基準電圧発生回路において、スイッチ回路は、第2の電圧、第3の電圧及び第4の電圧のうちの一の電圧値と、選択信号又は非選択信号が入力され、選択信号が入力された場合に導通状態に遷移する一方、非選択信号が入力された場合に非導通状態に遷移するスイッチ素子を有していることが好ましい。 In the reference voltage generation circuit of the present invention, the switch circuit receives one voltage value of the second voltage, the third voltage, and the fourth voltage and a selection signal or a non-selection signal, and receives the selection signal. It is preferable to have a switch element that transitions to a conductive state when the switch is turned on, while transitioning to a non-conductive state when a non-selection signal is input.
このようにすると、第2の電圧、第3の電圧及び第4の電圧のうち、選択信号によって選択された電圧値のみを選択基準電圧として出力することができる。 In this way, only the voltage value selected by the selection signal among the second voltage, the third voltage, and the fourth voltage can be output as the selection reference voltage.
本発明の基準電圧発生回路において、出力電圧制御回路は、第1の電圧を受ける反転入力端子と選択基準電圧を受ける正相入力端子とを有し、第1の電圧と選択基準電圧との差を増幅して出力することにより出力端子の電圧を制御する差動増幅回路を含むことが好ましい。 In the reference voltage generation circuit of the present invention, the output voltage control circuit has an inverting input terminal that receives the first voltage and a positive-phase input terminal that receives the selection reference voltage, and the difference between the first voltage and the selection reference voltage. It is preferable to include a differential amplifier circuit that controls the voltage at the output terminal by amplifying and outputting the signal.
このようにすると、第1の電圧と選択基準電圧との電圧の差に応じて、その電圧の差をなくすように出力端子から出力される出力電圧を制御することができる。 In this way, according to the voltage difference between the first voltage and the selection reference voltage, the output voltage output from the output terminal can be controlled so as to eliminate the voltage difference.
本発明の基準電圧発生回路において、第2のダイオード素子、第3のダイオード素子及び第4のダイオード素子は実質的に同一の素子からなり、第3の抵抗素子、第4の抵抗素子及び第5の抵抗素子は実質的に同一の素子からなることが好ましい。 In the reference voltage generating circuit of the present invention, the second diode element, the third diode element, and the fourth diode element are substantially the same element, and the third resistor element, the fourth resistor element, and the fifth diode element It is preferable that the resistance elements are substantially the same.
本発明の基準電圧発生回路において、第1のダイオード素子は、第2のダイオード素子、第3のダイオード素子及び第4のダイオード素子と実質的に同一の複数のダイオード素子が互いに並列に接続されて構成されていることが好ましい。 In the reference voltage generating circuit of the present invention, the first diode element is formed by connecting a plurality of diode elements substantially the same as the second diode element, the third diode element, and the fourth diode element in parallel to each other. It is preferable to be configured.
本発明に係る基準電圧発生回路によると、基準電圧を生成するダイオード素子の特性に変動が生じた場合でも、3つの基準電圧回路からそれぞれ出力される電圧のうちの中間の電圧値を選択することができるため、各ダイオード素子の特性変動の出力電圧への影響を抑制することができる。その結果、個体ばらつきが少ない高精度な基準電圧発生回路を実現できる。特に、基準電圧を生成するダイオード素子の変動分布が連続的でなく離散的であって、ある確率で変動が発生する場合には、出力電圧が許容値を超えてしまう割合を変動発生確率の2乗以下に抑制することができる。また、第1のダイオード素子と比べて、面積として1桁以上も小さい第2、第3及び第4の各ダイオード素子を設けており、回路面積の増大を最小限に抑えることができる。 According to the reference voltage generation circuit of the present invention, even when the characteristics of the diode element that generates the reference voltage fluctuate, an intermediate voltage value is selected from among the voltages output from the three reference voltage circuits. Therefore, the influence on the output voltage of the characteristic variation of each diode element can be suppressed. As a result, a highly accurate reference voltage generating circuit with little individual variation can be realized. In particular, when the fluctuation distribution of the diode element that generates the reference voltage is not continuous but discrete and fluctuation occurs with a certain probability, the ratio of the output voltage exceeding the allowable value is expressed as 2 of the fluctuation occurrence probability. It is possible to suppress the power to less than the power. Further, the second, third, and fourth diode elements having an area that is one digit or more smaller than that of the first diode element are provided, and an increase in circuit area can be minimized.
(一実施形態)
本発明の一実施形態に係る基準電圧発生回路ついて図面を参照しながら説明する。
(One embodiment)
A reference voltage generation circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る基準電圧発生回路の回路構成を示している。図1に示すように、本発明の一実施形態に係る基準電圧発生回路は、温度係数補正回路1と、該温度係数補正回路1とそれぞれ並列に接続された第1の基準電圧回路2、第2の基準電圧回路3及び第3の基準電圧回路4と、基準電圧選択回路5と、出力電圧制御回路6とから構成されている。
FIG. 1 shows a circuit configuration of a reference voltage generating circuit according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a reference voltage generation circuit according to an embodiment of the present invention includes a temperature
温度係数補正回路1は、カソードが接地電圧VSSと接続された第1のPN接合ダイオードD1と、一端が第1のPN接合ダイオードD1のアノードと接続された第1の抵抗素子R1と、一端が第1の抵抗素子R1の他端と接続され、他端が出力端子BGROUTと接続された第2の抵抗素子R2とからなり、第1の抵抗素子R1と第2の抵抗素子R2との共通接続点の電圧を第1の電圧V1として出力する。
Temperature
第1の基準電圧回路2は、カソードが接地電圧VSSと接続された第2のPN接合ダイオードD2と、一端が第2のPN接合ダイオードD2のアノードと接続され、他端が出力端子BGROUTと接続された第3の抵抗素子R3とからなり、第2のPN接合ダイオードD2と第3の抵抗素子R3との共通接続点の電圧を第2の電圧V2として出力する。
The first
第2の基準電圧回路3は、カソードが接地電圧VSSと接続された第3のPN接合ダイオードD3と、一端が第3のPN接合ダイオードD3のアノードと接続され、他端が出力端子BGROUTと接続された第4の抵抗素子R4とからなり、第3のPN接合ダイオードD3と第4の抵抗素子R4との共通接続点の電圧を第3の電圧V3として出力する。
The second
第3の基準電圧回路4は、カソードが接地電圧VSSと接続された第4のPN接合ダイオードD4と、一端が第4のPN接合ダイオードD4のアノードと接続され、他端が出力端子BGROUTと接続された第5の抵抗素子R5とからなり、第4のPN接合ダイオードD4と第5の抵抗素子R5との共通接続点の電圧を第4の電圧V4として出力する。
Third
基準電圧選択回路5は、第1の基準電圧回路2からの第2の電圧V2、第2の基準電圧回路3からの第3の電圧V3及び第3の基準電圧回路4からの第4の電圧V4が入力され、入力された各電圧V2、V3及びV4の大小比較を行なって、中間の値を持つ電圧値を選択して選択基準電圧VSとして出力する。
Reference voltage selection circuit 5, the fourth from the first second voltage V 2 from the reference voltage circuit 2, the third voltage V 3 and the third
出力電圧制御回路6は、正相入力端子に第1の電圧V1を受け、反転入力端子に選択基準電圧VSを受け、受けた第1の電圧V1及び択基準電圧VSの電圧の差を演算し増幅して出力する差動増幅回路10からなり、出力端子BGROUTから出力される出力電圧Voの値を所定の電圧値となるように制御する。
The output
基準電圧選択回路5は、第2の電圧V2、第3の電圧V3及び第4の電圧V4のうちの2つずつの電圧値の組み合わせに対してすべての大小比較を行ない、それぞれの比較結果に対応する論理レベルの比較結果を出力する比較回路7と、第2の電圧V2、第3の電圧V3及び第4の電圧V4のうちの中間の電圧値に対応する比較結果に対して選択信号を出力し、且つ、中間の電圧値に対応する比較結果と異なる比較結果に対して非選択信号を出力する論理回路8と、第2の電圧V2、第3の電圧V3及び第4の電圧V4並びに選択信号及び非選択信号を受け、第2の電圧V2、第3の電圧V3及び第4の電圧V4のうち、選択信号と対応した電圧値を選択基準電圧VSとして出力するスイッチ回路9とを有している。
The reference voltage selection circuit 5 performs all the magnitude comparisons for the combination of two voltage values of the second voltage V 2 , the third voltage V 3, and the fourth voltage V 4 . A
ここで、第1の基準電圧回路2に含まれる第2のPN接合ダイオードD2、第2の基準電圧回路3に含まれる第3のPN接合ダイオードD3及び第3の基準電圧回路4に含まれる第4のPN接合ダイオードD4は、互いに同一構成のダイオード素子であり、さらに、第1のPN接合ダイオードD1は、第2のPN接合ダイオードD2と同一の構成を持つn個(但し、nは最大で15程度)のPN接合ダイオードD5が並列に接続されて構成されている。
Here, included in the second PN junction diode D 2 included in the first
また、各PN接合ダイオード素子D2、D3、D4及びD5は、例えば半導体基板の上部に不純物がイオン注入されてなるP型拡型層とN型拡散層とのPN接合として形成でき、各抵抗素子R1、R2等は、半導体基板の上部に形成された拡散層又は半導体基板の上に堆積により形成され、不純物がイオン注入されてなる多結晶シリコン膜により形成することができる。 Each of the PN junction diode elements D2, D3, D4, and D5 can be formed as a PN junction of a P-type expansion layer and an N-type diffusion layer formed by, for example, ion-implanting impurities on the semiconductor substrate. R 1 , R 2, etc. can be formed by a diffusion layer formed on the top of the semiconductor substrate or a polycrystalline silicon film formed by deposition on the semiconductor substrate and ion-implanted with impurities.
図2は比較回路7の回路構成の一例を示している。図2に示すように、比較回路7は、正相入力端子に第2の電圧V2を入力され、反転入力端子に第3の電圧V3を入力され、入力された差動入力電圧の大小の比較を行ない、大小関係に対応した所定の相補関係にある2ビットの論理信号をC1、C1Bとして出力する第1の差動比較回路11と、正相入力端子に第3の電圧V3を入力され、反転入力端子に第4の電圧V4を入力され、入力された差動入力電圧の大小の比較を行ない、大小関係に対応した所定の相補関係にある2ビットの論理信号をC2、C2Bとして出力する第2の差動比較回路12と、正相入力端子に第4の電圧V4を入力され、反転入力端子に第2の電圧V2を入力され、入力された差動入力電圧の大小の比較を行ない、大小関係に対応した所定の相補関係にある2ビットの論理信号をC3、C3Bとして出力する第3の差動比較回路13とから構成されている。
FIG. 2 shows an example of the circuit configuration of the
ここで、大小関係に対応した所定の相補関係とは、例えば第1の差動比較回路11において、第2の電圧V2と第3の電圧V3とがV2>V3の関係にある場合には、正相出力端子から正論理(“1”レベルの電圧)が出力される一方、反転出力端子から負論理(“0”レベルの電圧)が出力される関係をいう。 Here, the predetermined complementary relationship corresponding to the magnitude relationship is, for example, the relationship between the second voltage V 2 and the third voltage V 3 in the first differential comparison circuit 11 such that V 2 > V 3. In this case, the positive logic (“1” level voltage) is output from the positive phase output terminal, while the negative logic (“0” level voltage) is output from the inverting output terminal.
なお、各差動比較回路11、12及び13は、差動増幅回路とインバータ回路とを含む公知の回路を用いることができる。
Note that each of the
図3は論理回路8の回路構成の一例を示している。図3に示すように、論理回路8は、比較回路7を構成する各差動比較回路11〜13の比較結果である論理信号C1、C1B、C2、C2B、C3及びC3Bを入力として、以下の[表1]に示す真理値表のC1、C2及びC3の8通りの論理レベルに対してそれぞれ論理積演算を行なう8つの3入力NANDゲート21〜28と、各3入力NANDゲート21〜28から選択的に入力される4入力NANDゲート29、2入力NANDゲート30及び2入力NANDゲート31とから構成されている。
FIG. 3 shows an example of the circuit configuration of the logic circuit 8. As shown in FIG. 3, the logic circuit 8 includes logic signals C 1 , C 1B , C 2 , C 2B , C 3, and C 3B that are comparison results of the differential comparison circuits 11 to 13 that constitute the
4入力NANDゲート29は、3入力NANDゲート21〜28からの出力信号のうち[表1]に示す真理値表のS1における“1”レベルに対応する3入力NANDゲート21、23、26及び28からの出力信号を受け、各3入力NANDゲート21、23、26及び28と協働して論理積演算を行ない、第2の電圧V2に対して“1”レベルの選択信号又は“0”レベルの非選択信号を第1の選択信号S1として出力する。
4-
2入力NANDゲート30は、[表1]に示す真理値表のS2における“1”レベルに対応する3入力NANDゲート22、27からの出力信号を受け、各3入力NANDゲート22、27と協働して論理積演算を行ない、第3の電圧V3に対して“1”レベルの選択信号又は“0”レベルの非選択信号を第2の選択信号S2として出力する。
The 2-
2入力NANDゲート31は、[表1]に示す真理値表のS3における“1”レベルに対応する3入力NANDゲート24、25からの出力信号を受け、各3入力NANDゲート24、25と協働して論理積演算を行ない、第4の電圧V4に対して“1”レベルの選択信号又は“0”レベルの非選択信号を第3の選択信号S3として出力する。
The 2-
図4はスイッチ回路9の回路構成の一例を示している。図4に示すように、スイッチ回路9は、制御端子T1に選択/非選択信号S1を入力され、入力端子T2に第2の電圧V2を入力され、選択/非選択信号S1が“1”レベルの場合には導通状態となって、出力端子T3から第2の電圧V2を出力する第1のCMOSスイッチ回路41と、制御端子T1に選択/非選択信号S2を入力され、入力端子T2に第3の電圧V3を入力され、選択/非選択信号S2が“1”レベルの場合には導通状態となって、出力端子T3から第3の電圧V3を出力する第2のCMOSスイッチ回路42と、制御端子T1に選択/非選択信号S3を入力され、入力端子T2に第4の電圧V4を入力され、選択/非選択信号S3が“1”レベルの場合には導通状態となって、出力端子T3から第4の電圧V4を出力する第3のCMOSスイッチ回路43とから構成されている。ここで、各CMOSスイッチ回路41〜43は、選択/非選択信号が“0”レベルの場合には非導通状態となる。また、各CMOSスイッチ回路41〜43の出力端子T3は、互いに共有されている。
FIG. 4 shows an example of the circuit configuration of the
各CMOSスイッチ回路41〜43は、ソースドレインのいずれかの一端が入力端子T2と接続され、ソースドレインの他端が出力端子T3と接続され、ゲートが制御端子T1と接続されたNMOSトランジスタ44と、ソースドレインのいずれかの一端が入力端子T2と接続され、ソースドレインの他端が出力端子T3と接続され、インバータ45を介してゲートが制御端子T1と接続されたPMOSトランジスタ46とからなり、NMOSトランジスタ44とPMOSトランジスタ46とはCMOSトランスファゲートを構成している。
Each
以下、前記のように構成された本実施形態に係る基準電圧発生回路の動作について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, the operation of the reference voltage generating circuit according to the present embodiment configured as described above will be described with reference to the drawings.
まず、図1を参照しながら、回路定数の設定値、出力電圧Vo及び回路定数の関係について説明する。温度係数補正回路1と第1の基準電圧回路2は図5に示した従来の基準電圧発生回路と同一の構成であって、その回路定数も同一である。ここで、第1のPN接合ダイオードD1及び第2のPN接合ダイオードD2における飽和電流をそれぞれIs1、Is2、ダイオード電流をI1、I2、アノード−カソード間の電圧をVPN1、VPN2、第1の抵抗素子R1、第2の抵抗素子R2及び第3の抵抗素子R3の各抵抗値をそれぞれr1、r2及びr3とする。従って、温度係数補正回路1が出力する第1の電圧V1と、第1の基準電圧回路2が出力する第2の電圧V2の設計値も従来の基準電圧発生回路と同一となる。
First, referring to FIG. 1, the set value of the circuit constants, the relationship between the output voltage V o and circuit constants are described. The temperature
本実施形態に係る第2の基準電圧回路3及び第3の基準電圧回路4は、第1の基準電圧回路2と構成及び回路定数はすべて同一に設定されている。すなわち、第3のPN接合ダイオードD3及び第4のPN接合ダイオードD4は、第2のPN接合ダイオードD2と同一の構成であり、回路定数も同一であって、飽和電流はIs2、ダイオード電流はI2、アノード−カソード間の電圧はVPN2である。第4の抵抗素子R4及び第5の抵抗素子R5も第3の抵抗素子R3と同一の構成であり、回路定数も同一であって、その抵抗値はr3である。従って、第2の基準電圧回路3が出力する第3の電圧V3と、第3の基準電圧回路4が発生する第4の電圧V4の設計値は、第1の基準電圧回路2が出力する第2の電圧V2と同一の電圧値となる。
The second
ところで、基準電圧選択回路5は、第2の電圧V2、第3の電圧V3及び第4の電圧V4を入力として、互いの電圧値の大小の比較を行ない、中間の値を持つ電圧値を選択し、選択基準電圧VSとして、出力電圧制御回路6を構成する差動増幅回路10の正相入力端子に出力する。このとき、選択基準電圧VSは、第2の電圧V2、第3の電圧V3及び第4の電圧V4のうちのいずれか1つの電圧値がそのまま選択されて出力されるため、設計値としての電圧値は、第2の電圧V2と同一の電圧値となる。
By the way, the reference voltage selection circuit 5 receives the second voltage V 2 , the third voltage V 3, and the fourth voltage V 4 , compares the voltage values with each other, and has a voltage having an intermediate value. A value is selected and output to the positive phase input terminal of the
従って、本実施形態に係る基準電圧発生回路が発生する出力電圧Voは、設計値自体は従来の基準電圧発生回路と同一の値であって、回路定数との関係式も式(7)と同一となる。 Therefore, the output voltage V o of the reference voltage generating circuit according to the present embodiment is generated, the design value itself is the same value as the conventional reference voltage generating circuit, relationship between the circuit constants in the formula (7) It will be the same.
しかしながら、実際に製造された基準電圧発生回路は、前述したように、第1の基準電圧回路2から出力される第2の電圧V2は、第2のPN接合ダイオードD2の特性変動により変動してしまい、出力電圧Voをも変動させてしまう。第2のPN接合ダイオードD2の特性変動は、通常はランダム(不規則)に発生し、その分布も正規分布やそれに準じる分布であったり、他の分布であったりと様々である。このため、第2のPN接合ダイオードD2に生じる変動を設計段階で正確に見積もって、第1のPN接合ダイオードD1を構成する複数のPN接合ダイオードD5の並列接続数nの増減の範囲を設定することは極めて困難である。
However, in the actually manufactured reference voltage generation circuit, as described above, the second voltage V 2 output from the first
これに対し、本実施形態に係る基準電圧発生回路は、第1の基準電圧回路2と同一の構成及び同一の回路定数を持つ第2の基準電圧回路3及び第3の基準電圧回路4が設けられている。
On the other hand, the reference voltage generating circuit according to the present embodiment includes the second
基準電圧選択回路5は、第1の基準電圧回路2、第2の基準電圧回路3及び第3の基準電圧回路4からそれぞれ出力される第2の電圧V2、第3の電圧V3及び第4の電圧V4の大小比較を行ない、中間の値を持つ電圧値を選択して選択基準電圧VSとして出力電圧制御回路6に出力する。従って、第2のPN接合ダイオードD2、第3のPN接合ダイオードD3及び第4のPN接合ダイオードD4の各特性変動によって、第2の電圧V2、第3の電圧V3及び第4の電圧V4が変動した場合であって、第2の電圧V2、第3の電圧V3及び第4の電圧V4のうちの中間の電圧値を選択基準電圧VSとして用いることにより、従来のように1つの基準電圧回路2が出力する基準電圧のみを用いる場合と比べて、想定し得ない程の大きな変動が3つの基準電圧回路2、3及び4のうちの2つに生じたとしても、その中間の電圧値を選択して採用することにより変動の影響を受けにくくすることができる。その結果、出力電圧Voの変動を抑制することができるため、個体ばらつきが少ない、従って歩留まりに優れる高精度な基準電圧発生回路を実現することができる。
The reference voltage selection circuit 5 includes a second voltage V 2 , a third voltage V 3, and a second voltage output from the first
なお、出力される電圧の中間電圧が存在しない(判定できない)場合には、第2の電圧V2を選択することにする。 The intermediate voltage of the voltage output does not exist (it can not be determined) in the case, to select the second voltage V 2.
また、本実施形態においては、第1の基準電圧回路2と同一の構成で且つ同一の回路定数を持つ第3の基準電圧回路3及び第4の基準電圧回路4を設けたが、第1の基準電圧回路2と同一の構成で且つ同一の回路定数を持つ少なくとも1つの第4の基準電圧回路を各基準電圧回路2〜4と並列に設け、各基準電圧回路からそれぞれ出力される4つ以上の電圧の中間電圧を選択することにより、さらに個体ばらつきが少ない高精度な基準電圧発生回路を実現することができる。
In the present embodiment, the third
以下、基準電圧選択回路5の動作の詳細について図1、図2、図3及び図4を参照しながら説明する。まず、第1の基準電圧回路2から出力される第2の電圧V2、第2の基準電圧回路3から出力される第3の電圧V3、及び第3の基準電圧回路4から出力される第4の電圧V4は、基準電圧選択回路5を構成する比較回路7とスイッチ回路9とにそれぞれ入力される。
Hereinafter, the details of the operation of the reference voltage selection circuit 5 will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3 and 4. First, the second voltage V 2 output from the first
図2に示す比較回路7を構成する3つの差動比較回路11、12及び13のうち、第1の差動比較回路11は、第3の電圧V3に対する第2の電圧V2の大小比較を行ない、正相出力端子C1から大小の比較結果と同一極性の論理レベル信号を出力し、反転出力端子C1Bからは大小の比較結果と逆極性の論理レベル信号を出力する。第2の差動比較回路12は、第4の電圧V4に対する第3の電圧V3の大小比較を行ない、正相出力端子C2から大小の比較結果と同一極性の論理レベル信号を出力し、反転出力端子C2Bからは大小の比較結果と逆極性の論理レベル信号を出力する。第3の差動比較回路13は、第2の電圧V2に対する第4の電圧V4の大小比較を行ない、正相出力端子C3から大小の比較結果と同一極性の論理レベル信号を出力し、反転出力端子C3Bからは大小の比較結果と逆極性の論理レベル信号を出力する。
Of the three
次に、比較回路7から出力される6ビットの比較結果C1、C1B、C2、C2B、C3及びC3Bは、次段の論理回路8に入力される。
Next, the 6-bit comparison results C 1 , C 1B , C 2 , C 2B , C 3 and C 3B output from the
図3に示す論理回路8は、上掲の[表1]に示す真理値表に従って、選択/非選択信号S1、S2及びS3をスイッチ回路9にそれぞれ出力する。比較結果のうち、C1、C2及びC3の論理レベル状態の組合せは[表1]に示す8通りであって、選択/非選択信号S1、S2及びS3のそれぞれは、第2の電圧V2、第3の電圧V3及び第4の電圧V4のうちの中間の値を持つ電圧値に対応した選択/非選択信号にのみ論理レベル“1”として出力され、中間の値でない電圧値は論理レベル“0”としてスイッチ回路9に出力される。なお、特に、C1=“0”、C2=“0”及びC3=“0”の場合と、C1=“1”、C2=“1”及びC3=“1”の場合とには、選択/非選択信号S1にのみ論理レベル“1”が出力され、選択/非選択信号S2、S3には論理レベル“0”が出力される。
The logic circuit 8 shown in FIG. 3 outputs selection / non-selection signals S 1 , S 2 and S 3 to the
図4に示したスイッチ回路9は、選択/非選択信号S1、S2及びS3のうちのいずれか1つの“1”レベル信号に対応する1つのCMOSスイッチ回路のみが導通状態となって、第2の電圧V2、第3の電圧V3及び第4の電圧V4のうちの該当する電圧を選択基準電圧VSとして出力電圧制御回路6を構成する差動増幅回路10の正相入力端子に出力する。
In the
このように、基準電圧選択回路5は、第2の電圧V2、第3の電圧V3及び第4の電圧V4を入力として大小の比較を行ない、中間の値を持つ電圧値を選択して選択基準電圧VSとして出力することができる。 As described above, the reference voltage selection circuit 5 compares the magnitudes of the second voltage V 2 , the third voltage V 3, and the fourth voltage V 4 and selects a voltage value having an intermediate value. Can be output as the selected reference voltage V S.
本発明に係る基準電圧発生回路は、各ダイオード素子の特性変動の出力電圧への影響を抑制することができるため、個体ばらつきが少ない高精度な基準電圧発生回路を実現でき、半導体集積回路のアナログ回路において利用される基準電圧発生回路等に有用である。 Since the reference voltage generation circuit according to the present invention can suppress the influence of the characteristic variation of each diode element on the output voltage, a high-precision reference voltage generation circuit with little individual variation can be realized, and an analog of a semiconductor integrated circuit This is useful for a reference voltage generation circuit used in the circuit.
1 温度係数補正回路
2 第1の基準電圧回路
3 第2の基準電圧回路
4 第3の基準電圧回路
5 基準電圧選択回路
6 出力電圧制御回路
7 比較回路
8 論理回路
9 スイッチ回路
10 差動増幅回路
11 第1の差動比較回路
12 第2の差動比較回路
13 第3の差動比較回路
21〜28 3入力NANDゲート
29 4入力NANDゲート
30 2入力NANDゲート
31 2入力NANDゲート
41 第1のCMOSスイッチ回路(スイッチ素子)
42 第2のCMOSスイッチ回路(スイッチ素子)
43 第3のCMOSスイッチ回路(スイッチ素子)
D1 第1のPN接合ダイオード
D2 第2のPN接合ダイオード
D3 第3のPN接合ダイオード
D4 第4のPN接合ダイオード
D5 PN接合ダイオード
R1 第1の抵抗素子
R2 第2の抵抗素子
R3 第3の抵抗素子
R4 第4の抵抗素子
R5 第5の抵抗素子
DESCRIPTION OF
42 Second CMOS switch circuit (switch element)
43 Third CMOS switch circuit (switch element)
D 1 1st PN junction diode D 2 2nd PN junction diode D 3 3rd PN junction diode D 4 4th PN junction diode D 5 PN junction diode R 1 1st resistance element R 2 2nd resistance Element R 3 Third resistance element R 4 Fourth resistance element R 5 Fifth resistance element
Claims (7)
カソードが接地された第2のダイオード素子と、一端が前記第2のダイオード素子のアノードと接続され他端が前記出力端子と接続された第3の抵抗素子とを有し、前記第2のダイオード素子及び第3の抵抗素子の共通接続点の電圧を第2の電圧として出力する第1の基準電圧回路と、
カソードが接地された第3のダイオード素子と、一端が前記第3のダイオード素子のアノードと接続され他端が前記出力端子と接続された第4の抵抗素子とを有し、前記第3のダイオード素子及び第4の抵抗素子の共通接続点の電圧を第3の電圧として出力する第2の基準電圧回路と、
カソードが接地された第4のダイオード素子と、一端が前記第4のダイオード素子のアノードと接続され他端が前記出力端子と接続された第5の抵抗素子とを有し、前記第4のダイオード素子及び第5の抵抗素子の共通接続点の電圧を第4の電圧として出力する第3の基準電圧回路と、
前記第2の電圧、第3の電圧及び第4の電圧の各電圧値を比較し、比較した各電圧値の中間の値を持つ電圧値を選択し、選択した電圧値を選択基準電圧として出力する基準電圧選択回路と、
前記第1の電圧及び選択基準電圧が入力され、前記第1の電圧と前記選択基準電圧との電圧差をなくすように前記出力端子の電圧を制御する出力電圧制御回路とを備えていることを特徴とする基準電圧発生回路。 A first diode element having a cathode grounded; a first resistor element having one end connected to the anode of the first diode element; and one end connected to the other end of the first resistor element. A temperature coefficient correction circuit having a second resistance element connected to the output terminal, and outputting a voltage at a common connection point of the first resistance element and the second resistance element as a first voltage;
A second diode element having a cathode grounded; and a third resistor element having one end connected to the anode of the second diode element and the other end connected to the output terminal. A first reference voltage circuit that outputs a voltage at a common connection point of the element and the third resistance element as a second voltage;
A third diode element having a cathode grounded; and a fourth resistor element having one end connected to the anode of the third diode element and the other end connected to the output terminal. A second reference voltage circuit that outputs a voltage at a common connection point of the element and the fourth resistance element as a third voltage;
A fourth diode element having a cathode grounded; and a fifth resistor element having one end connected to the anode of the fourth diode element and the other end connected to the output terminal. A third reference voltage circuit that outputs a voltage at a common connection point of the element and the fifth resistance element as a fourth voltage;
The voltage values of the second voltage, the third voltage, and the fourth voltage are compared, a voltage value having an intermediate value between the compared voltage values is selected, and the selected voltage value is output as a selection reference voltage. A reference voltage selection circuit to
An output voltage control circuit configured to input the first voltage and the selection reference voltage and control a voltage of the output terminal so as to eliminate a voltage difference between the first voltage and the selection reference voltage; A characteristic reference voltage generation circuit.
前記第2の電圧、第3の電圧及び第4の電圧のうちの2つずつの電圧値の組み合わせに対して大小の比較を行ない、それぞれの比較結果に対応する論理レベルの比較結果を出力する比較回路と、
前記第2の電圧、第3の電圧及び第4の電圧のうちの中間の電圧値に対応する前記比較結果に対して選択信号を出力し、且つ、中間の電圧値に対応する前記比較結果と異なる比較結果に対して非選択信号を出力する論理回路と、
前記第2の電圧、第3の電圧及び第4の電圧と前記選択信号及び非選択信号とを受け、前記第2の電圧、第3の電圧及び第4の電圧のうち、前記選択信号と対応した電圧値を前記選択基準電圧として出力するスイッチ回路とを有していることを特徴とする請求項1に記載の基準電圧発生回路。 The reference voltage selection circuit includes:
A comparison is performed on the combination of two voltage values of the second voltage, the third voltage, and the fourth voltage, and a comparison result of a logic level corresponding to each comparison result is output. A comparison circuit;
A selection signal is output for the comparison result corresponding to an intermediate voltage value of the second voltage, the third voltage, and the fourth voltage, and the comparison result corresponding to the intermediate voltage value A logic circuit that outputs a non-selection signal for different comparison results;
The second voltage, the third voltage, and the fourth voltage, and the selection signal and the non-selection signal are received, and the selection signal corresponds to the selection signal among the second voltage, the third voltage, and the fourth voltage. The reference voltage generation circuit according to claim 1, further comprising: a switch circuit that outputs the selected voltage value as the selection reference voltage.
前記第3の抵抗素子、第4の抵抗素子及び第5の抵抗素子は実質的に同一の素子からなることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の基準電圧発生回路。 The second diode element, the third diode element, and the fourth diode element are substantially the same element,
The reference voltage generating circuit according to claim 1, wherein the third resistance element, the fourth resistance element, and the fifth resistance element are substantially the same element.
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JP2010170269A (en) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Toppan Printing Co Ltd | Reference voltage output circuit |
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