JP2015037285A - Voltage generation circuit and method of controlling voltage generation circuit - Google Patents

Voltage generation circuit and method of controlling voltage generation circuit Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To implement a shorter time to set an output voltage at a predetermined value than before while suppressing an increase in power consumption.SOLUTION: A voltage generation circuit has: a first voltage generation section for outputting a first voltage to a first signal line in response to a start signal; a second voltage generation section for outputting a second voltage to a second signal line on the basis of the first voltage; a buffer section for outputting an output voltage in response to the first voltage; and a switch section for connecting an output terminal of the second voltage generation section to an output voltage terminal in a first period in which the second voltage is lower than the first voltage, and connecting an output terminal of the buffer section to the output voltage terminal when the second voltage is equal to or higher than the first voltage. The second voltage generation section has an acceleration section for providing a higher capability of generating the second voltage in a second period in which a difference of the first voltage from the second voltage is equal to or smaller than a first value within the first period, than in the period in which the difference of the first voltage from the second voltage is larger than the first value.

Description

本発明は、電圧発生回路および電圧発生回路の制御方法に関する。   The present invention relates to a voltage generation circuit and a method for controlling the voltage generation circuit.

例えば、電圧発生回路は、基準電圧を生成する抵抗分割回路と、入力電圧と基準電圧とを受けて出力電圧を生成する増幅器とを有する(例えば、特許文献1参照)。この種の電圧発生回路は、抵抗列と電源線との間にスイッチを配置することで、非動作時の消費電力を下げている。   For example, the voltage generation circuit includes a resistance dividing circuit that generates a reference voltage and an amplifier that generates an output voltage in response to the input voltage and the reference voltage (see, for example, Patent Document 1). In this type of voltage generation circuit, a switch is disposed between the resistor string and the power supply line to reduce power consumption during non-operation.

また、電圧発生回路は、基準電圧を生成する抵抗分割回路と、出力電圧と基準電圧との差に基づいて、電源の立ち上げ時に出力ノードに電流を供給する増幅器とを有する(例えば、特許文献2参照)。   In addition, the voltage generation circuit includes a resistance dividing circuit that generates a reference voltage, and an amplifier that supplies a current to the output node when the power supply is started based on the difference between the output voltage and the reference voltage (for example, Patent Literature 2).

特開2006−128909号公報JP 2006-128909 A 特開2007−166298号公報JP 2007-166298 A

電圧発生回路が動作を開始してから出力電圧が所定の値に設定されるまでの時間は、増幅器の出力インピーダンスを下げる、もしくは出力電圧が設定されるまでの期間に高い電圧を与えることで短くなる。しかし、増幅器の出力インピーダンスを下げるほど消費電力は増加し、出力電圧が設定されるまでの期間に高い電圧を与えると出力電圧にオーバシュートが発生しやすくなる。オーバシュートが発生して、出力電圧のセトリング時間が増加すると、出力電圧が所定の値に設定されるまでの時間の削減効果は下がってしまう。従来、消費電力の増加を抑えながら、出力電圧が所定の値に設定されるまでの時間を短縮する電圧発生回路は提案されていない。   The time from when the voltage generation circuit starts to operate until the output voltage is set to a predetermined value is shortened by lowering the output impedance of the amplifier or applying a high voltage during the period until the output voltage is set. Become. However, the power consumption increases as the output impedance of the amplifier is lowered, and if a high voltage is applied during the period until the output voltage is set, an overshoot is likely to occur in the output voltage. When the overshoot occurs and the settling time of the output voltage increases, the time reduction effect until the output voltage is set to a predetermined value is reduced. Conventionally, a voltage generation circuit that shortens the time until the output voltage is set to a predetermined value while suppressing an increase in power consumption has not been proposed.

本件開示の電圧発生回路は、消費電力の増加を抑えながら、出力電圧が所定の値に設定されるまでの時間を従来に比べて短縮することを目的とする。   The voltage generation circuit of the present disclosure aims to shorten the time until the output voltage is set to a predetermined value while suppressing an increase in power consumption as compared with the conventional one.

一つの観点によれば、電圧発生回路は、起動信号に応答して第1の信号線に第1の電圧を出力する第1の電圧発生部と、第1の電圧に基づいて第2の信号線に第2の電圧を出力する第2の電圧発生部と、第1の電圧を受けて出力電圧を出力するバッファ部と、第2の電圧が第1の電圧よりも小さい第1の期間に第2の電圧発生部の出力端子を出力電圧端子に接続し、第2の電圧が第1の電圧以上のときにバッファ部の出力端子を出力電圧端子に接続するスイッチ部とを有し、第2の電圧発生部は、第1の期間において第2の電圧と第1の電圧との差が第1の値以下である第2の期間に、第2の電圧と第1の電圧との差が第1の値より大きい期間に比べて第2の電圧の生成能力を高くする加速部を有する。   According to one aspect, the voltage generation circuit includes a first voltage generation unit that outputs a first voltage to the first signal line in response to the activation signal, and a second signal based on the first voltage. A second voltage generating section for outputting a second voltage to the line; a buffer section for receiving the first voltage and outputting an output voltage; and a second period in which the second voltage is smaller than the first voltage. A switch unit that connects the output terminal of the second voltage generator to the output voltage terminal, and connects the output terminal of the buffer unit to the output voltage terminal when the second voltage is equal to or higher than the first voltage; In the second period, the difference between the second voltage and the first voltage in the first period is equal to or less than the first value. Has an accelerating portion that increases the second voltage generation capability as compared to a period larger than the first value.

別の観点によれば、電圧発生回路の制御方法は、起動信号に応答して第1の信号線に第1の電圧を出力し、第1の電圧に基づいて第2の信号線に第2の電圧を第2の電圧発生部で出力し、第2の電圧が第1の電圧よりも小さい第1の期間において第2の電圧と第1の電圧との差が第1の値以下である第2の期間に、第2の電圧と第1の電圧との差が第1の値より大きい期間に比べて第2の電圧発生部の第2の電圧の生成能力を高くし、第1の電圧をバッファ部で受けて出力電圧を出力し、第1の期間に第2の電圧発生部の出力端子を出力電圧端子に接続し、第2の電圧が第1の電圧以上のときにバッファ部の出力端子を出力電圧端子に接続する。   According to another aspect, a method for controlling a voltage generation circuit outputs a first voltage to a first signal line in response to an activation signal, and outputs a second voltage to a second signal line based on the first voltage. Is output by the second voltage generator, and the difference between the second voltage and the first voltage is equal to or less than the first value in the first period in which the second voltage is smaller than the first voltage. In the second period, the second voltage generator has a second voltage generation capability higher than that in the period in which the difference between the second voltage and the first voltage is greater than the first value, The voltage is received by the buffer unit to output the output voltage, the output terminal of the second voltage generation unit is connected to the output voltage terminal in the first period, and the buffer unit when the second voltage is equal to or higher than the first voltage Connect the output terminal to the output voltage terminal.

本件開示の電圧発生回路および電圧発生回路の制御方法は、消費電力の増加を抑えながら、出力電圧が所定の値に設定されるまでの時間を従来に比べて短縮することができる。   The voltage generation circuit and the control method for the voltage generation circuit disclosed in the present disclosure can shorten the time until the output voltage is set to a predetermined value while suppressing an increase in power consumption, as compared with the related art.

電圧発生回路および電圧発生回路の制御方法の一実施形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of the control method of a voltage generation circuit and a voltage generation circuit. 電圧発生回路の別の実施形態を示す図である。It is a figure which shows another embodiment of a voltage generation circuit. 図2に示した電圧発生回路の動作の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the operation of the voltage generation circuit illustrated in FIG. 2. 図3に示した電圧発生回路の動作における信号および素子の状態の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the signal in the operation | movement of the voltage generation circuit shown in FIG. 3, and the state of an element. 電圧発生回路の別の実施形態を示す図である。It is a figure which shows another embodiment of a voltage generation circuit. 図5に示した電圧発生回路の動作の例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the operation of the voltage generation circuit illustrated in FIG. 5. 図6に示した電圧発生回路の動作における信号および素子の状態の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of signals and element states in the operation of the voltage generation circuit shown in FIG. 6. 電圧発生回路の別の実施形態を示す図である。It is a figure which shows another embodiment of a voltage generation circuit. 図8に示した電圧発生回路の動作の例を示す図である。It is a figure which shows the example of operation | movement of the voltage generation circuit shown in FIG. 図9に示した電圧発生回路の動作における信号および素子の状態の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of signals and element states in the operation of the voltage generation circuit shown in FIG. 9.

以下、図面を用いて実施形態を説明する。信号または電圧が伝達される信号線には、信号名または電圧名と同じ符号を使用し、抵抗素子の抵抗値には、抵抗素子と同じ符号を使用する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. A signal line through which a signal or voltage is transmitted uses the same symbol as the signal name or voltage name, and a resistance value of the resistor element uses the same symbol as the resistor element.

図1は、電圧発生回路および電圧発生回路の制御方法の一実施形態を示す。この実施形態の電圧発生回路VGEN1は、バイアス回路B1、B2、バッファ部BUFおよびスイッチ部SWを有する。バイアス回路B2は、加速部ACCを有する。例えば、電圧発生回路VGEN1は、半導体集積回路に搭載され、半導体集積回路内の内部回路に供給される定電圧を発生する定電圧発生回路として機能する。   FIG. 1 shows an embodiment of a voltage generation circuit and a method for controlling the voltage generation circuit. The voltage generation circuit VGEN1 of this embodiment includes bias circuits B1 and B2, a buffer unit BUF, and a switch unit SW. The bias circuit B2 includes an acceleration unit ACC. For example, the voltage generation circuit VGEN1 is mounted on a semiconductor integrated circuit and functions as a constant voltage generation circuit that generates a constant voltage supplied to an internal circuit in the semiconductor integrated circuit.

バイアス回路B1は、イネーブル信号ENの非活性化状態(例えば、ロウレベル)から活性化状態(例えば、ハイレベル)への変化に応答して信号線REF1に電圧を生成する。例えば、バイアス回路B1は、イネーブル信号ENの非活性化中にハイレベルの電圧を信号線REF1に出力し、イネーブル信号ENの活性化に応答して基準電圧VR1を信号線REF1に出力する。バイアス回路B1は、イネーブル信号ENに応答して信号線REF1に第1の電圧を出力する第1の電圧発生部の一例である。イネーブル信号ENは、電圧発生回路VGEN1の状態をスタンバイ状態から動作状態に変化させる起動信号の一例である。なお、以降の説明では、スタンバイ状態は、パワーダウン状態とも称される。   The bias circuit B1 generates a voltage on the signal line REF1 in response to the change of the enable signal EN from an inactive state (for example, low level) to an activated state (for example, high level). For example, the bias circuit B1 outputs a high level voltage to the signal line REF1 while the enable signal EN is inactive, and outputs the reference voltage VR1 to the signal line REF1 in response to the activation of the enable signal EN. The bias circuit B1 is an example of a first voltage generator that outputs a first voltage to the signal line REF1 in response to the enable signal EN. The enable signal EN is an example of an activation signal that changes the state of the voltage generation circuit VGEN1 from the standby state to the operating state. In the following description, the standby state is also referred to as a power-down state.

バイアス回路B2は、イネーブル信号ENの非活性化中にロウレベルの電圧を信号線REF2に出力し、イネーブル信号ENの活性化後に信号線REF1に生成される電圧に基づいて信号線REF2に電圧を出力する。バイアス回路B2は、信号線REF1に生成される第1の電圧に基づいて信号線REF2に第2の電圧を出力する第2の電圧発生部の一例である。   The bias circuit B2 outputs a low level voltage to the signal line REF2 while the enable signal EN is inactive, and outputs a voltage to the signal line REF2 based on the voltage generated on the signal line REF1 after the enable signal EN is activated. To do. The bias circuit B2 is an example of a second voltage generation unit that outputs a second voltage to the signal line REF2 based on the first voltage generated on the signal line REF1.

例えば、イネーブル信号ENの非活性化中に、バイアス回路B1が信号線REF1に電源電圧を出力することにより、バイアス回路B1内のリーク電流を抑制することができる。同様に、イネーブル信号ENの非活性化中に、バイアス回路B2が信号線REF2に接地電圧を出力することにより、バイアス回路B2内のリーク電流を抑制することができる。この結果、電圧発生回路VGEN1のスタンバイ状態での消費電力を、バイアス回路B1、B2でのリーク電流を抑制しない場合に比べて削減することができる。   For example, the leakage current in the bias circuit B1 can be suppressed by the bias circuit B1 outputting the power supply voltage to the signal line REF1 during the deactivation of the enable signal EN. Similarly, the leakage current in the bias circuit B2 can be suppressed by the bias circuit B2 outputting the ground voltage to the signal line REF2 during the deactivation of the enable signal EN. As a result, the power consumption in the standby state of the voltage generation circuit VGEN1 can be reduced as compared with the case where the leakage current in the bias circuits B1 and B2 is not suppressed.

バッファ部BUFは、電圧REF1に応じて出力電圧VOを出力する。例えば、バッファ部BUFは、信号線REF1を介して基準電圧VR1を受けているときに、基準電圧VR1と同じ値の出力電圧VOを出力する。なお、バッファ部BUFが出力する出力電圧VOは、基準電圧VR1と相違してもよい。   The buffer unit BUF outputs an output voltage VO according to the voltage REF1. For example, the buffer unit BUF outputs the output voltage VO having the same value as the reference voltage VR1 when receiving the reference voltage VR1 via the signal line REF1. Note that the output voltage VO output from the buffer unit BUF may be different from the reference voltage VR1.

スイッチ部SWは、電圧REF2が電圧REF1に到達していない期間T1にバイアス回路B2の出力を出力端子OUTに接続する。これにより、出力電圧OUTは、期間T1に電圧REF2に追従して変化する。また、スイッチ部SWは、電圧REF2が電圧REF1に到達したときに、バッファ部BUFの出力を出力端子OUTに接続する。これにより、出力電圧OUTは、電圧REF2が電圧REF1に到達した以降の期間T3に電圧REF1に対応した出力電圧VOになる。   The switch unit SW connects the output of the bias circuit B2 to the output terminal OUT during the period T1 when the voltage REF2 does not reach the voltage REF1. Thereby, the output voltage OUT changes following the voltage REF2 in the period T1. Further, the switch unit SW connects the output of the buffer unit BUF to the output terminal OUT when the voltage REF2 reaches the voltage REF1. As a result, the output voltage OUT becomes the output voltage VO corresponding to the voltage REF1 during the period T3 after the voltage REF2 reaches the voltage REF1.

加速部ACCは、電圧REF2と電圧REF1との差(REF1−REF2)が値V1以下である期間T2において、電圧REF2と電圧REF1との差が値V1より大きいときに比べて信号線REF2に出力する電圧の生成能力を高くする。これにより、出力電圧OUTが期待値(この例では、VR1)に到達するまでの期間T1を、加速部ACCを用いない場合に比べて短縮することができる。また、電圧REF2が電圧REF1に到達したときにスイッチ部SWの接続を切り替えることで、値VR1を超えた電圧REF2が出力端子OUTから出力されることを抑制することができる。すなわち、出力電圧OUTにオーバシュートが発生することを抑制でき、出力電圧OUTのセトリング時間が増加することを抑制することができる。   The acceleration unit ACC outputs to the signal line REF2 compared to when the difference between the voltage REF2 and the voltage REF1 is larger than the value V1 in the period T2 in which the difference (REF1-REF2) between the voltage REF2 and the voltage REF1 is equal to or less than the value V1. Increase the voltage generation capability. Thereby, the period T1 until the output voltage OUT reaches the expected value (VR1 in this example) can be shortened as compared with the case where the acceleration unit ACC is not used. Further, by switching the connection of the switch unit SW when the voltage REF2 reaches the voltage REF1, the output of the voltage REF2 exceeding the value VR1 from the output terminal OUT can be suppressed. That is, it is possible to suppress the occurrence of overshoot in the output voltage OUT, and it is possible to suppress an increase in the settling time of the output voltage OUT.

電圧REF2が電圧REF1に到達するまで、電圧REF2が出力端子OUTから出力されるため、バッファ部BUFは、期間T1の短縮を考慮せずに設計することができる。すなわち、バッファ部BUFの駆動能力を、バイアス回路B2およびスイッチ部SWを持たない電圧発生回路に比べて小さくすることができ、バッファ部BUFの消費電力の増加を抑制することができる。   Since the voltage REF2 is output from the output terminal OUT until the voltage REF2 reaches the voltage REF1, the buffer unit BUF can be designed without considering the shortening of the period T1. That is, the driving capability of the buffer unit BUF can be made smaller than that of the voltage generation circuit without the bias circuit B2 and the switch unit SW, and an increase in power consumption of the buffer unit BUF can be suppressed.

以上、図1に示した実施形態では、消費電力を増加させることなく、出力端子OUTの電圧が値VR1に到達するまでの期間T1を短縮することができる。さらに、期間T1を短縮する場合にも、値VR1を超える電圧が出力端子OUTから出力されることを抑制することができる。   As described above, in the embodiment shown in FIG. 1, the period T1 until the voltage at the output terminal OUT reaches the value VR1 can be shortened without increasing the power consumption. Furthermore, even when the period T1 is shortened, it is possible to suppress a voltage exceeding the value VR1 from being output from the output terminal OUT.

図2は、電圧発生回路の別の実施形態を示す。図1に示した実施形態で説明した要素と同一または同様の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。   FIG. 2 shows another embodiment of the voltage generation circuit. Elements that are the same as or similar to those described in the embodiment shown in FIG. 1 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.

この実施形態の電圧発生回路VGEN2は、バイアス回路B1a、B2a、比較器CMP、差動増幅器AMP、スイッチSW2、SW3およびキャパシタCAPを有する。例えば、電圧発生回路VGEN2は、半導体集積回路に搭載され、半導体集積回路内の内部回路に供給される定電圧を発生する定電圧発生回路として機能する。   The voltage generation circuit VGEN2 of this embodiment includes bias circuits B1a and B2a, a comparator CMP, a differential amplifier AMP, switches SW2 and SW3, and a capacitor CAP. For example, the voltage generation circuit VGEN2 is mounted on a semiconductor integrated circuit and functions as a constant voltage generation circuit that generates a constant voltage supplied to an internal circuit in the semiconductor integrated circuit.

バイアス回路B1aは、電源線VDDと接地線VSSの間に直列に接続された抵抗素子Rah、RbhおよびスイッチSW1を有する。電源線VDDは、第1の電源線または第3の電源線の一例であり、接地線VSSは、第2の電源線または第4の電源線の一例である。例えば、スイッチSW1は、ゲートがイネーブル信号線ENに接続され、ソースが接地線VSSに接続され、ドレインが抵抗素子Rbhの一端に接続されたnMOSトランジスタである。バイアス回路B1aは、イネーブル信号ENがロウレベル(例えば、VSS)の期間、スイッチSW1をオフ状態に設定し、抵抗素子Rah、Rbhの間に接続される信号線REF1にハイレベル(VDD)を出力する。また、バイアス回路B1aは、イネーブル信号ENがハイレベル(例えば、VDD)の期間、スイッチSW1をオン状態に設定し、抵抗素子Rah、Rbhの抵抗比に応じた基準電圧VR1を信号線REF1に生成する。バイアス回路B1aは、イネーブル信号ENに応答して信号線REF1に第1の電圧を出力する第1の電圧発生部の一例である。   The bias circuit B1a includes resistance elements Rah and Rbh and a switch SW1 connected in series between the power supply line VDD and the ground line VSS. The power supply line VDD is an example of a first power supply line or a third power supply line, and the ground line VSS is an example of a second power supply line or a fourth power supply line. For example, the switch SW1 is an nMOS transistor having a gate connected to the enable signal line EN, a source connected to the ground line VSS, and a drain connected to one end of the resistance element Rbh. The bias circuit B1a sets the switch SW1 to an off state while the enable signal EN is at a low level (for example, VSS), and outputs a high level (VDD) to the signal line REF1 connected between the resistance elements Rah and Rbh. . Further, the bias circuit B1a sets the switch SW1 to the ON state while the enable signal EN is at a high level (for example, VDD), and generates a reference voltage VR1 on the signal line REF1 according to the resistance ratio of the resistance elements Rah and Rbh. To do. The bias circuit B1a is an example of a first voltage generator that outputs a first voltage to the signal line REF1 in response to the enable signal EN.

イネーブル信号ENがハイレベルに設定された後の電圧発生回路VGEN2の動作期間に、基準電圧VR1は、式(1)に示す電圧に設定される。換言すれば、バイアス回路B1aは、式(1)に示す基準電圧VR1を生成するように設計される。抵抗素子Rah、Rbhの抵抗値は、電源電圧VDDからpMOSトランジスタTR1(TR2)のしきい値電圧Vth(絶対値)を差し引いた値より基準電圧VR1が低くなるように設定される。以下では、pMOSトランジスタのしきい値電圧は、絶対値として説明する。   During the operation period of the voltage generation circuit VGEN2 after the enable signal EN is set to the high level, the reference voltage VR1 is set to the voltage shown in the equation (1). In other words, the bias circuit B1a is designed to generate the reference voltage VR1 shown in Expression (1). The resistance values of the resistance elements Rah and Rbh are set such that the reference voltage VR1 is lower than the value obtained by subtracting the threshold voltage Vth (absolute value) of the pMOS transistor TR1 (TR2) from the power supply voltage VDD. Hereinafter, the threshold voltage of the pMOS transistor will be described as an absolute value.

Figure 2015037285
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バイアス回路B2aは、電源線VDDと接地線VSSの間に直列に接続されたトランジスタTR2、TR1、抵抗素子Rc、トランジスタTR4、TR3を有する。例えば、トランジスタTR2、TR1は、pMOSトランジスタであり、トランジスタTR4、TR3は、nMOSトランジスタである。トランジスタTR1は、ゲートが信号線REF1に接続され、ドレインが信号線REF2に接続され、ソースがトランジスタTR2のドレインに接続される。信号線REF2は、抵抗素子Rcの一端と、トランジスタTR2のゲートと、比較器CMPの入力端子(−)と、スイッチSW2の入出力ノードの一端とに接続される。トランジスタTR4のゲートは、制御信号線CO2に接続され、トランジスタTR3のゲートは、信号線CO1に接続される。トランジスタTR3は、図3で説明するように、電圧REF1、REF2の差が値V1以下である起動状態(2)の期間に、電圧REF2の生成能力を高くする加速部の一例である。   The bias circuit B2a includes transistors TR2 and TR1, a resistance element Rc, and transistors TR4 and TR3 connected in series between the power supply line VDD and the ground line VSS. For example, the transistors TR2 and TR1 are pMOS transistors, and the transistors TR4 and TR3 are nMOS transistors. The transistor TR1 has a gate connected to the signal line REF1, a drain connected to the signal line REF2, and a source connected to the drain of the transistor TR2. The signal line REF2 is connected to one end of the resistance element Rc, the gate of the transistor TR2, the input terminal (−) of the comparator CMP, and one end of the input / output node of the switch SW2. The gate of the transistor TR4 is connected to the control signal line CO2, and the gate of the transistor TR3 is connected to the signal line CO1. As illustrated in FIG. 3, the transistor TR3 is an example of an accelerating unit that increases the generation capability of the voltage REF2 during the startup state (2) in which the difference between the voltages REF1 and REF2 is equal to or less than the value V1.

バイアス回路B2aは、イネーブル信号ENがロウレベルの期間、ハイレベルの電圧REF1を受け、トランジスタTR1を遮断状態に設定し、信号線REF2をロウレベル(VSS)に設定する。また、バイアス回路B2aは、イネーブル信号ENがハイレベルに設定された後の電圧発生回路VGEN2の動作期間に、電圧VR2を信号線REF2に生成する。バイアス回路B2aは、信号線REF1に生成される第1の電圧に基づいて信号線REF2に第2の電圧を出力する第2の電圧発生部の一例である。   The bias circuit B2a receives the high level voltage REF1 while the enable signal EN is at the low level, sets the transistor TR1 to the cutoff state, and sets the signal line REF2 to the low level (VSS). The bias circuit B2a generates the voltage VR2 on the signal line REF2 during the operation period of the voltage generation circuit VGEN2 after the enable signal EN is set to the high level. The bias circuit B2a is an example of a second voltage generation unit that outputs a second voltage to the signal line REF2 based on the first voltage generated on the signal line REF1.

イネーブル信号ENがハイレベルの期間に生成される電圧VR2は、式(2)に示す値に設定される。換言すれば、バイアス回路B2aは、式(2)に示す電圧VR2を生成するように設計される。式(2)において、Veff1は、トランジスタTR1のゲート−ソース間電圧Vgs(絶対値)からトランジスタTR1のしきい値電圧Vthを差し引いた実効電圧(オーバドライブ電圧とも称される)であり、式(3)により示される。以下では、pMOSトランジスタのゲート−ソース間電圧Vgsは、絶対値として説明する。   The voltage VR2 generated during the period when the enable signal EN is at the high level is set to a value shown in Expression (2). In other words, the bias circuit B2a is designed to generate the voltage VR2 shown in Expression (2). In Expression (2), Veff1 is an effective voltage (also referred to as an overdrive voltage) obtained by subtracting the threshold voltage Vth of the transistor TR1 from the gate-source voltage Vgs (absolute value) of the transistor TR1. 3). Hereinafter, the gate-source voltage Vgs of the pMOS transistor will be described as an absolute value.

Figure 2015037285
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Figure 2015037285
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また、バイアス回路B2a内の抵抗素子Rcの抵抗値Rcは、トランジスタTR1の固有の定数をKとし、トランジスタTR1のしきい値電圧をVthとして、式(4)により示される。定数Kは、式(5)により示される。式(5)において、μはトランジスタTR1での正孔の移動度を示し、Coxは単位面積当たりのゲート酸化膜の容量値を示し、WはトランジスタTR1のゲート幅を示し、LはトランジスタTR1のゲート長を示す。   Further, the resistance value Rc of the resistance element Rc in the bias circuit B2a is expressed by Expression (4), where K is a specific constant of the transistor TR1 and Vth is the threshold voltage of the transistor TR1. The constant K is expressed by equation (5). In Expression (5), μ represents the mobility of holes in the transistor TR1, Cox represents the capacitance value of the gate oxide film per unit area, W represents the gate width of the transistor TR1, and L represents the transistor TR1. Indicates the gate length.

Figure 2015037285
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Figure 2015037285
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比較器CMPは、入力端子(+)で受ける電圧REF1と、入力端子(−)で受ける電圧REF2とを比較し、比較結果に応じてスイッチSW2、SW3を制御する制御信号CO2を生成する。差動増幅器AMPは、入力端子(+)で受ける電圧REF1と、入力端子(−)で受ける電圧OUTとに応じた電圧を信号線CO1に出力する。信号線CO1はスイッチSW3を介して出力端子OUTに接続される。差動増幅器AMPの入力端子(−)は、出力端子OUTに接続され、スイッチSW2を介して信号線REF2に接続される。   The comparator CMP compares the voltage REF1 received at the input terminal (+) with the voltage REF2 received at the input terminal (−), and generates a control signal CO2 for controlling the switches SW2 and SW3 according to the comparison result. The differential amplifier AMP outputs a voltage corresponding to the voltage REF1 received at the input terminal (+) and the voltage OUT received at the input terminal (−) to the signal line CO1. The signal line CO1 is connected to the output terminal OUT via the switch SW3. The input terminal (−) of the differential amplifier AMP is connected to the output terminal OUT, and is connected to the signal line REF2 via the switch SW2.

例えば、スイッチSW2は、ゲートが制御信号線CO2に接続され、ドレイン、ソースの一方が信号線REF2に接続され、ドレイン、ソースの他方が差動増幅器AMPの入力端子(−)に接続されたnMOSトランジスタである。例えば、スイッチSW3は、ゲートが制御信号線CO2に接続され、ドレイン、ソースの一方が信号線CO1に接続され、ドレイン、ソースの他方が出力端子OUTに接続されたpMOSトランジスタである。キャパシタCAPは、電圧発生回路VGEN2の出力端子OUTに接続される半導体集積回路内の内部回路の負荷を等価的に示している。   For example, the switch SW2 has an nMOS whose gate is connected to the control signal line CO2, one of the drain and the source is connected to the signal line REF2, and the other of the drain and the source is connected to the input terminal (−) of the differential amplifier AMP. It is a transistor. For example, the switch SW3 is a pMOS transistor whose gate is connected to the control signal line CO2, one of the drain and the source is connected to the signal line CO1, and the other of the drain and the source is connected to the output terminal OUT. Capacitor CAP equivalently shows the load of the internal circuit in the semiconductor integrated circuit connected to output terminal OUT of voltage generation circuit VGEN2.

なお、ゲートに丸印のあるトランジスタは、pMOSトランジスタを示し、ゲートに丸印のないトランジスタは、nMOSトランジスタを示す。また、符号SW1、SW2、SW3を付けたトランジスタは、スイッチとして機能し、ゲートで受ける電圧に応じて短絡または開放される。スイッチSW1、SW2は、ゲートでハイレベル(例えば、VDD)を受けたときに短絡される正論理のスイッチである。スイッチSW3は、ゲートでロウレベル(例えば、VSS)を受けたときに短絡される負論理のスイッチである。符号TR1、TR2、TR3、TR4を付けたトランジスタは、ゲート電圧、ドレイン電圧およびソース電圧に応じて、飽和領域、線形領域または遮断領域で動作する。MOSトランジスタのドレイン−ソース間抵抗は、遮断領域>>飽和領域>>線形領域の関係を有する。   A transistor with a circle on the gate indicates a pMOS transistor, and a transistor without a circle on the gate indicates an nMOS transistor. Further, the transistors denoted by reference numerals SW1, SW2, and SW3 function as switches and are short-circuited or opened according to the voltage received at the gate. The switches SW1 and SW2 are positive logic switches that are short-circuited when receiving a high level (for example, VDD) at the gate. The switch SW3 is a negative logic switch that is short-circuited when a low level (for example, VSS) is received at the gate. Transistors labeled TR1, TR2, TR3, and TR4 operate in a saturation region, a linear region, or a cutoff region depending on a gate voltage, a drain voltage, and a source voltage. The drain-source resistance of the MOS transistor has a relationship of cutoff region >> saturation region >> linear region.

飽和領域でのドレイン−ソース間電流Idsは、式(6)で定義され、式(6)中の定数Kは、式(5)で定義され、トランジスタが飽和領域で動作する場合の条件は、式(7)で定義される。すなわち、飽和領域は、ゲート−ソース間電圧Vgsがトランジスタのしきい値電圧Vthより大きく、ドレイン−ソース間電圧Vdsが、ゲート−ソース間電圧Vgsからしきい値電圧Vthを差し引いた値より大きいときの動作領域である。   The drain-source current Ids in the saturation region is defined by the equation (6), the constant K in the equation (6) is defined by the equation (5), and the condition when the transistor operates in the saturation region is as follows: It is defined by equation (7). That is, the saturation region is when the gate-source voltage Vgs is larger than the threshold voltage Vth of the transistor and the drain-source voltage Vds is larger than the value obtained by subtracting the threshold voltage Vth from the gate-source voltage Vgs. This is the operation area.

Figure 2015037285
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線形領域でのドレイン−ソース間電流Idsは、式(8)で定義され、式(8)中の定数Kは、式(5)で定義され、トランジスタが線形領域で動作する場合の条件は、式(9)で定義される。すなわち、線形領域は、ゲート−ソース間電圧Vgsがトランジスタのしきい値電圧Vthより大きく、ドレイン−ソース間電圧Vdsが、ゲート−ソース間電圧Vgsからしきい値電圧Vthを差し引いた値より小さいときの動作領域である。   The drain-source current Ids in the linear region is defined by Equation (8), the constant K in Equation (8) is defined by Equation (5), and the conditions for the transistor to operate in the linear region are: It is defined by equation (9). That is, in the linear region, the gate-source voltage Vgs is larger than the threshold voltage Vth of the transistor, and the drain-source voltage Vds is smaller than the value obtained by subtracting the threshold voltage Vth from the gate-source voltage Vgs. This is the operation area.

Figure 2015037285
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遮断領域でのドレイン−ソース間Idsは、式(10)で定義され、トランジスタが遮断領域で動作する場合の条件は、式(11)で定義される。すなわち、遮断領域は、ゲート−ソース間電圧Vgsがトランジスタのしきい値電圧Vthより低い場合の動作領域である。   The drain-source Ids in the cutoff region is defined by Equation (10), and the condition when the transistor operates in the cutoff region is defined by Equation (11). That is, the cutoff region is an operation region when the gate-source voltage Vgs is lower than the threshold voltage Vth of the transistor.

Figure 2015037285
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図3は、図2に示した電圧発生回路VGEN2の動作の例を示す。すなわち、図3は、電圧発生回路の制御方法の別の実施形態を示す。図3では、電圧発生回路VGEN2が出力電圧OUTを生成する動作を停止しているパワーダウン状態において、イネーブル信号ENがロウレベルからハイレベルに設定され、電圧発生回路VGEN2は、動作状態になる。例えば、電圧発生回路VGEN2は、イネーブル信号ENのロウレベルからハイレベルへの変化に応答して、過渡的な状態である起動状態(1)、起動状態(2)、起動状態(3)を経て動作状態になる。さらに、電圧生成回路VGEN2は、動作状態中に、イネーブル信号ENのハイレベルからロウレベルへの変化に応答して、動作状態からパワーダウン状態になる。   FIG. 3 shows an example of the operation of the voltage generation circuit VGEN2 shown in FIG. That is, FIG. 3 shows another embodiment of the method for controlling the voltage generation circuit. In FIG. 3, the enable signal EN is set from low level to high level in the power down state in which the voltage generation circuit VGEN2 stops the operation of generating the output voltage OUT, and the voltage generation circuit VGEN2 enters the operation state. For example, the voltage generating circuit VGEN2 operates in response to a change from the low level to the high level of the enable signal EN through the startup state (1), the startup state (2), and the startup state (3) that are transient states. It becomes a state. Further, the voltage generation circuit VGEN2 changes from the operating state to the power-down state in response to the change of the enable signal EN from the high level to the low level during the operating state.

起動状態(1)および起動状態(2)の期間は、電圧REF2が値VR1に到達していない第1の期間の一例である。起動状態(2)の期間は、電圧REF1、REF2の差(REF1−REF2)が第1の値V1以下である第2の期間の一例である。   The period of the activated state (1) and the activated state (2) is an example of a first period in which the voltage REF2 does not reach the value VR1. The period of the activated state (2) is an example of a second period in which the difference between the voltages REF1 and REF2 (REF1-REF2) is equal to or less than the first value V1.

まず、パワーダウン状態では、ロウレベルのイネーブル信号ENにより、バイアス回路B1aのスイッチ回路SW1はオフ状態に設定され、信号線REF1は、電源電圧VDDに維持される(図3(a))。パワーダウン状態では、信号CO1、CO2は、ハイレベル(VDD)に保持される(図3(b)、(c))。このため、信号CO1をゲートで受けるバイアス回路B2aのトランジスタTR3および信号CO2をゲートで受けるバイアス回路B2aのトランジスタTR4は、線形領域で動作する。   First, in the power-down state, the switch circuit SW1 of the bias circuit B1a is set to the OFF state by the low level enable signal EN, and the signal line REF1 is maintained at the power supply voltage VDD (FIG. 3A). In the power down state, the signals CO1 and CO2 are held at a high level (VDD) (FIGS. 3B and 3C). Therefore, the transistor TR3 of the bias circuit B2a that receives the signal CO1 at the gate and the transistor TR4 of the bias circuit B2a that receives the signal CO2 at the gate operate in the linear region.

バイアス回路B2aのトランジスタTR1は、電圧REF1(VDD)をゲートで受けて遮断領域で動作する。電圧REF2は、抵抗素子Rcおよび線形領域で動作するトランジスタTR3、TR4を介して接地電圧VSS(0V)に設定される(図3(d))。バイアス回路B2aのトランジスタTR2は、ハイレベルの信号REF2をゲートで受けて線形領域で動作する。   The transistor TR1 of the bias circuit B2a receives the voltage REF1 (VDD) at the gate and operates in the cutoff region. The voltage REF2 is set to the ground voltage VSS (0 V) via the resistance element Rc and the transistors TR3 and TR4 operating in the linear region (FIG. 3D). The transistor TR2 of the bias circuit B2a receives a high level signal REF2 at its gate and operates in a linear region.

比較器CMPは、ハイレベル(VDD)の信号REF1およびロウレベル(VSS)の信号REF2を受け、ハイレベル(VDD)の制御信号CO2を出力する。これにより、比較器CMPがパワーダウン状態中に電源電圧VDDや接地電圧VSS以外の電圧を受ける場合に比べて、比較器CMPの待機電力を削減することができる。換言すれば、パワーダウン状態中にイネーブル信号EN等を受けて内部ノードを電源電圧VDDまたは接地電圧VSSに固定するプルアップ回路等を比較器CMPに搭載することなく、比較器CMPの待機電力を削減することができる。   The comparator CMP receives a high level (VDD) signal REF1 and a low level (VSS) signal REF2, and outputs a high level (VDD) control signal CO2. Thereby, the standby power of the comparator CMP can be reduced as compared with the case where the comparator CMP receives a voltage other than the power supply voltage VDD and the ground voltage VSS during the power-down state. In other words, the standby power of the comparator CMP can be reduced without mounting a pull-up circuit or the like that receives the enable signal EN or the like during the power down state and fixes the internal node at the power supply voltage VDD or the ground voltage VSS. Can be reduced.

ハイレベルの制御信号CO2によりスイッチSW2はオン状態に設定され、ロウレベルの信号REF2は、差動増幅器AMPおよび出力端子OUTに供給され、出力端子OUTは、ロウレベル(VSS)に設定される(図3(e))。   The switch SW2 is set to the ON state by the high level control signal CO2, the low level signal REF2 is supplied to the differential amplifier AMP and the output terminal OUT, and the output terminal OUT is set to the low level (VSS) (FIG. 3). (E)).

差動増幅器AMPは、ハイレベルの信号REF1およびロウレベルの信号REF2を受け、ハイレベル(VDD)の信号CO1を出力する。これにより、差動増幅器AMPがパワーダウン状態中に電源電圧VDDや接地電圧VSS以外の電圧を受ける場合に比べて、差動増幅器AMPの待機電力を削減することができる。換言すれば、パワーダウン状態中にイネーブル信号EN等を受けて内部ノードを電源電圧VDDまたは接地電圧VSSに固定するプルアップ回路等を差動増幅器AMPに搭載することなく、差動増幅器AMPの待機電力を削減することができる。スイッチSW3は、ハイレベルの制御信号CO2をゲートで受けてオフ状態に設定され、差動増幅器AMPの出力と出力端子OUTとの接続は遮断される。   The differential amplifier AMP receives a high level signal REF1 and a low level signal REF2, and outputs a high level (VDD) signal CO1. Thereby, the standby power of the differential amplifier AMP can be reduced as compared with the case where the differential amplifier AMP receives a voltage other than the power supply voltage VDD and the ground voltage VSS during the power-down state. In other words, the differential amplifier AMP waits without mounting a pull-up circuit or the like that receives the enable signal EN or the like during the power down state and fixes the internal node at the power supply voltage VDD or the ground voltage VSS. Electric power can be reduced. The switch SW3 receives the high-level control signal CO2 at the gate and is set to an off state, and the connection between the output of the differential amplifier AMP and the output terminal OUT is cut off.

パワーダウン状態では、制御信号線CO2を介した比較器CMPからバイアス回路B2aへの正帰還ループと、信号線CO1を介した差動増幅器AMPからバイアス回路B2aへの正帰還ループが生成される。信号REF2は、2つの正帰還ループにより0Vにラッチされ、出力端子OUTは、0Vに確定する。   In the power down state, a positive feedback loop from the comparator CMP to the bias circuit B2a via the control signal line CO2 and a positive feedback loop from the differential amplifier AMP to the bias circuit B2a via the signal line CO1 are generated. The signal REF2 is latched at 0V by two positive feedback loops, and the output terminal OUT is fixed at 0V.

スイッチSW1のオフ状態により、バイアス回路B1aにおいて、電源線VDDと接地線VSSとの間に流れる貫通電流は無視できる。バイアス回路B2aは、トランジスタTR1が遮断領域で動作するため、電源線VDDと接地線VSSとの間に流れる貫通電流は無視できる。このため、電圧発生回路VGEN2の待機電流は、定常的にリーク電流を流すバイアス回路を有する電圧発生回路の待機電流に比べて少なくなる。   The through current flowing between the power supply line VDD and the ground line VSS in the bias circuit B1a can be ignored by the OFF state of the switch SW1. In the bias circuit B2a, since the transistor TR1 operates in the cutoff region, a through current flowing between the power supply line VDD and the ground line VSS can be ignored. For this reason, the standby current of the voltage generation circuit VGEN2 is smaller than the standby current of the voltage generation circuit having a bias circuit that constantly flows a leakage current.

次に、イネーブル信号ENのロウレベル(VSS)からハイレベル(VDD)への変化に応答して、電圧発生回路VGEN2の状態は、パワーダウン状態から起動状態(1)に遷移する。ハイレベルのイネーブル信号ENによりスイッチSW1がオン状態に設定されることで、バイアス回路B1aは抵抗分割回路として動作し、信号線REF1に基準電圧VR1を生成する。信号線REF1の電圧は、抵抗素子Rah、Rbhの抵抗比に応じて値VR1まで低下する(図3(f))。信号線REF1の負荷は、キャパシタCAPが接続された信号線(REF2やBIAS)の負荷に比べて小さいため、信号線REF1の電圧の変化は、信号線REF2や出力端子OUTの電圧の変化より早い。   Next, in response to the change of the enable signal EN from the low level (VSS) to the high level (VDD), the state of the voltage generation circuit VGEN2 changes from the power-down state to the startup state (1). When the switch SW1 is set to the on state by the high level enable signal EN, the bias circuit B1a operates as a resistance dividing circuit and generates the reference voltage VR1 on the signal line REF1. The voltage of the signal line REF1 decreases to the value VR1 according to the resistance ratio of the resistance elements Rah and Rbh (FIG. 3 (f)). Since the load of the signal line REF1 is smaller than the load of the signal line (REF2 or BIAS) to which the capacitor CAP is connected, the voltage change of the signal line REF1 is faster than the voltage change of the signal line REF2 or the output terminal OUT. .

上述した式(1)により、信号線REF1の基準電圧VR1は、”VDD−Vth”より低いため、信号線REF1が基準電圧VR1になったとき、トランジスタTR1は、飽和領域で動作する。これにより、バイアス回路B2aは、電源線VDDから接地線VSSに電流を流し、抵抗素子Rcで分圧された電圧を信号線REF2に発生し、信号線REF2は、基準電圧VR1付近まで上昇する(図3(g))。なお、例えば、トランジスタTR1、TR2の駆動能力は、他のpMOSトランジスタ(例えば、SW3など)の駆動能力に比べて高く設計されているため、信号線REF2の電圧の立ち上がりを急峻にすることができる。   According to the above equation (1), the reference voltage VR1 of the signal line REF1 is lower than “VDD−Vth”. Therefore, when the signal line REF1 becomes the reference voltage VR1, the transistor TR1 operates in the saturation region. Accordingly, the bias circuit B2a causes a current to flow from the power supply line VDD to the ground line VSS, generates a voltage divided by the resistance element Rc in the signal line REF2, and the signal line REF2 rises to the vicinity of the reference voltage VR1 ( FIG. 3 (g)). For example, the drive capability of the transistors TR1 and TR2 is designed to be higher than the drive capability of other pMOS transistors (for example, SW3), so that the voltage rise of the signal line REF2 can be made steep. .

飽和領域で動作するトランジスタTR1のドレイン−ソース間に電流が流れることにより、トランジスタTR2の動作領域は、飽和領域になる。さらに、トランジスタTR2、TR1のドレイン−ソース間を流れる電流は、トランジスタTR4、TR3のドレイン−ソース間にも流れるため、トランジスタTR4、TR3の動作領域は、飽和領域になる。   When a current flows between the drain and source of the transistor TR1 operating in the saturation region, the operation region of the transistor TR2 becomes a saturation region. Further, since the current flowing between the drain and source of the transistors TR2 and TR1 also flows between the drain and source of the transistors TR4 and TR3, the operation region of the transistors TR4 and TR3 becomes a saturation region.

起動状態(1)では、電圧REF1は、電圧REF2より高いため、比較器CMPは、ハイレベル(VDD)の制御信号CO2を出力し続ける(図3(h))。スイッチSW2は、ハイレベルの制御信号CO2を受けてオン状態に維持され、信号線REF2と出力端子OUTとの接続を維持する。このため、出力電圧OUTは、電圧REF2に追従して基準電圧VR1付近まで上昇する(図3(i))。   In the activated state (1), since the voltage REF1 is higher than the voltage REF2, the comparator CMP continues to output the high level (VDD) control signal CO2 (FIG. 3 (h)). The switch SW2 receives the high level control signal CO2 and is maintained in the ON state, and maintains the connection between the signal line REF2 and the output terminal OUT. For this reason, the output voltage OUT rises to the vicinity of the reference voltage VR1 following the voltage REF2 (FIG. 3 (i)).

換言すれば、起動状態(1)において、差動増幅器AMPは、出力端子OUTの電圧の生成に寄与しないため、差動増幅器AMPの駆動能力は、出力端子OUTの電圧の立ち上げを考慮せずに設計できる。したがって、差動増幅器AMPの駆動能力および入力容量を従来に比べて小さくすることができる。この結果、バイアス回路B1aの抵抗素子Rah、Rbhの抵抗値を従来に比べて高く設計することでき、バイアス回路B1aの消費電力を抑制することができる。   In other words, in the startup state (1), the differential amplifier AMP does not contribute to the generation of the voltage of the output terminal OUT, and therefore the driving capability of the differential amplifier AMP does not consider the rise of the voltage of the output terminal OUT. Can be designed. Therefore, the driving capability and input capacity of the differential amplifier AMP can be reduced as compared with the conventional case. As a result, the resistance values of the resistance elements Rah and Rbh of the bias circuit B1a can be designed to be higher than the conventional one, and the power consumption of the bias circuit B1a can be suppressed.

電圧REF2が信号線REF1の基準電圧VR1に近づくと、一次の時定数により電圧REF2の上昇速度は、徐々に下がる。また、差動増幅器AMPに供給される電圧REF1、REF2の差が小さくなると、信号線CO1の電圧は、電源電圧VDDから下がり始める(図3(j))。   As the voltage REF2 approaches the reference voltage VR1 of the signal line REF1, the increasing speed of the voltage REF2 gradually decreases due to the first-order time constant. Further, when the difference between the voltages REF1 and REF2 supplied to the differential amplifier AMP becomes small, the voltage of the signal line CO1 starts to decrease from the power supply voltage VDD (FIG. 3 (j)).

起動状態(2)において、信号線CO1の電圧の低下により、トランジスタTR3のゲート−ソース間電圧は下がり、ドレイン−ソース間抵抗は高くなる。これにより、バイアス回路B2aにおいて電源線VDDから接地線VSSに流れる電流は、起動状態(1)に比べて少なくなり、電圧REF2の上昇速度は起動状態(1)に比べて高くなる(図3(k))。すなわち、電圧REF1、REF2の差が値V1以下の期間に、電圧REF2の上昇速度は高くなる。起動状態(2)において電圧REF2の生成能力を高くするバイアス回路B2aの加速部の機能は、差動増幅器AMPの出力電圧CO1の低下に応じて、トランジスタTR3のドレイン−ソース間抵抗が高くなることにより実現される。   In the activated state (2), due to a decrease in the voltage of the signal line CO1, the gate-source voltage of the transistor TR3 decreases and the drain-source resistance increases. Thus, the current flowing from the power supply line VDD to the ground line VSS in the bias circuit B2a is smaller than that in the startup state (1), and the rising speed of the voltage REF2 is higher than that in the startup state (1) (FIG. 3 ( k)). That is, the rising speed of the voltage REF2 increases during a period in which the difference between the voltages REF1 and REF2 is equal to or less than the value V1. The function of the accelerating unit of the bias circuit B2a that increases the generation capability of the voltage REF2 in the activated state (2) is that the drain-source resistance of the transistor TR3 increases in accordance with the decrease in the output voltage CO1 of the differential amplifier AMP. It is realized by.

スイッチSW2は、ハイレベルの制御信号CO2を受けてオン状態に設定されるため、出力電圧OUTは、電圧REF2に追従して上昇する(図3(l))。すなわち、出力電圧OUTは、従来に比べて高速に基準電圧VR1まで立ち上がる。   Since the switch SW2 receives the high level control signal CO2 and is set to the on state, the output voltage OUT rises following the voltage REF2 (FIG. 3 (l)). That is, the output voltage OUT rises to the reference voltage VR1 at a higher speed than in the prior art.

信号線REF2および出力端子OUTの電圧波形で示されるように、一次の時定数による電圧REF2の立ち上がりが緩慢になったときに、正帰還ループが機能する。これにより、一次の時定数により電圧REF2を立ち上げる場合に比べて、電圧REF2および出力電圧OUTを急峻に立ち上げることができる。   As shown by the voltage waveform of the signal line REF2 and the output terminal OUT, the positive feedback loop functions when the rise of the voltage REF2 due to the first-order time constant becomes slow. As a result, the voltage REF2 and the output voltage OUT can be sharply raised as compared with the case where the voltage REF2 is raised by the primary time constant.

電圧REF2が値VR1まで上昇すると、差動増幅器AMPから出力される信号CO1は、接地電圧VSSになる(図3(m))。トランジスタTR3の動作領域は、ゲート−ソース間電圧がトランジスタTR3のしきい値電圧より低くなると遮断領域になる。トランジスタTR3の動作領域が遮断領域に遷移されることより、トランジスタTR3のドレイン−ソース間に電流が流れなくなり、トランジスタTR4は、ドレイン電圧がソース電圧にほぼ等しくなり、線形領域で動作する。   When the voltage REF2 rises to the value VR1, the signal CO1 output from the differential amplifier AMP becomes the ground voltage VSS (FIG. 3 (m)). The operation region of the transistor TR3 becomes a cut-off region when the gate-source voltage becomes lower than the threshold voltage of the transistor TR3. Since the operation region of the transistor TR3 is changed to the cut-off region, no current flows between the drain and the source of the transistor TR3, and the transistor TR4 operates in the linear region because the drain voltage becomes almost equal to the source voltage.

起動状態(3)では、電圧REF2が電圧REF1を超えることにより、比較器CMPは、制御信号CO2の電圧を電源電圧VDDから接地電圧VSSまで低下させる(図3(n))。制御信号CO2の電圧の低下により、スイッチSW2はオフ状態に設定され、スイッチSW3はオン状態に設定される。制御信号CO2の電圧は、スイッチSW2、SW3およびスイッチと同様に動作するトランジスタTR4を制御するために使用される。このため、比較器CMP内の素子が高精度であることは要求されず、高精度が要求される場合に比べて、比較器CMP内の素子サイズを小さくすることができる。この結果、比較器CMPのレイアウトサイズを小さくすることができ、比較器CMPの消費電力を削減できる。   In the activated state (3), when the voltage REF2 exceeds the voltage REF1, the comparator CMP reduces the voltage of the control signal CO2 from the power supply voltage VDD to the ground voltage VSS (FIG. 3 (n)). As the voltage of the control signal CO2 decreases, the switch SW2 is set to the off state and the switch SW3 is set to the on state. The voltage of the control signal CO2 is used to control the switches SW2 and SW3 and the transistor TR4 that operates similarly to the switch. For this reason, it is not required that the elements in the comparator CMP have high accuracy, and the element size in the comparator CMP can be reduced as compared with a case in which high accuracy is required. As a result, the layout size of the comparator CMP can be reduced, and the power consumption of the comparator CMP can be reduced.

電圧REF2の上昇により、トランジスタTR1の動作状態は、飽和領域から線形領域になり、トランジスタTR2の動作領域は、飽和領域から遮断領域になる。   As the voltage REF2 increases, the operation state of the transistor TR1 changes from the saturation region to the linear region, and the operation region of the transistor TR2 changes from the saturation region to the cutoff region.

スイッチSW2であるnMOSトランジスタのしきい値電圧が設計値より低いなどの理由により、制御信号CO2の電圧の低下によるスイッチSW2のオフタイミングが設計値に比べて遅れる場合、信号線REF2と出力端子OUTとの接続の解除は遅れる。これにより、電圧REF2に追従して上昇する出力電圧OUTの波形には、値VR1より高くなるオーバシュートが発生する(図3(o))。   When the OFF timing of the switch SW2 is delayed from the design value due to the decrease in the voltage of the control signal CO2 because the threshold voltage of the nMOS transistor as the switch SW2 is lower than the design value, the signal line REF2 and the output terminal OUT Release of connection with is delayed. As a result, an overshoot that is higher than the value VR1 occurs in the waveform of the output voltage OUT that rises following the voltage REF2 (FIG. 3 (o)).

しかし、電圧REF2が、式(2)に示した値VR2(=VR1+Veff1)まで上昇すると、トランジスタTR2の動作領域は遮断領域となる。このため、出力端子OUTに発生するオーバシュートがトランジスタTR1、TR2の実効電圧(Veff1;すなわち、VR2−VR1)より大きくなることを抑止することができる。換言すれば、出力端子OUTに発生するオーバシュートを考慮しなくてよいため、オーバシュートを考慮する場合に比べて、バイアス回路B2aの駆動能力を高くすることができ、信号線REF2に生成される電圧の時定数を小さくすることができる。   However, when the voltage REF2 rises to the value VR2 (= VR1 + Veff1) shown in Equation (2), the operation region of the transistor TR2 becomes a cutoff region. For this reason, it is possible to prevent the overshoot generated at the output terminal OUT from becoming larger than the effective voltage (Veff1; that is, VR2-VR1) of the transistors TR1 and TR2. In other words, since it is not necessary to consider the overshoot that occurs at the output terminal OUT, the drive capability of the bias circuit B2a can be increased compared to when overshoot is taken into consideration, and the signal line REF2 is generated. The time constant of voltage can be reduced.

なお、スイッチSW2であるnMOSトランジスタのしきい値電圧が設計値に製造される場合、スイッチSW2のオフタイミングは設計値通りとなり、出力電圧OUTの波形にオーバシュートは発生しない。   When the threshold voltage of the nMOS transistor that is the switch SW2 is manufactured to the design value, the OFF timing of the switch SW2 is as designed, and no overshoot occurs in the waveform of the output voltage OUT.

さらに、出力端子OUTに発生するオーバシュートを考慮しなくてよいため、バイアス回路B2a内の素子が高精度であることは要求されない。この結果、高精度が要求される場合に比べて、バイアス回路B2a内の素子サイズを小さくすることができ、バイアス回路B2aのレイアウトサイズを小さくすることができる。   Furthermore, since it is not necessary to consider the overshoot generated at the output terminal OUT, it is not required that the elements in the bias circuit B2a have high accuracy. As a result, the element size in the bias circuit B2a can be reduced and the layout size of the bias circuit B2a can be reduced as compared with the case where high accuracy is required.

接地電圧VSSに向けて低下する制御電圧CO2をゲートで受けるトランジスタTR4の動作領域は、遮断領域になり、バイアス回路B2aにおいて電源線VDDから接地線VSSに流れる貫通電流は無視できるようになる。これにより、信号線REF2の電圧は電源電圧VDDまで上昇する(図3(p))。すなわち、制御信号線CO2を介した比較器CMPからトランジスタTR4への正帰還ループにより、制御信号線CO2の接地電圧VSSと信号線REF2の電源電圧VDDとが確定する(ラッチ動作)。比較器CMPとトランジスタTR4とによるラッチ動作により、電圧発生回路VGEN2内の各素子の動作が定まる。   The operation region of the transistor TR4 that receives the control voltage CO2 that decreases toward the ground voltage VSS at the gate is a cut-off region, and the through current flowing from the power supply line VDD to the ground line VSS in the bias circuit B2a can be ignored. As a result, the voltage of the signal line REF2 rises to the power supply voltage VDD (FIG. 3 (p)). That is, the ground voltage VSS of the control signal line CO2 and the power supply voltage VDD of the signal line REF2 are determined by a positive feedback loop from the comparator CMP to the transistor TR4 via the control signal line CO2 (latch operation). The operation of each element in the voltage generation circuit VGEN2 is determined by the latch operation by the comparator CMP and the transistor TR4.

制御信号CO2の電圧の低下により、スイッチSW2がオフ状態に設定されると、スイッチSW2による差動増幅器AMPの入力端子(−)と信号線REF2との接続が解除される。また、制御信号CO2の電圧の低下により、スイッチSW3がオン状態に設定されると、差動増幅器AMPの出力である信号線CO1は、スイッチSW3を介して出力端子OUTおよび差動増幅器AMPの入力端子(−)に接続される。これにより、差動増幅器AMPは、ボルテージフォロワ回路として機能し、信号線CO1および出力端子OUTに信号線REF1の基準電圧VR1を定常的に出力する(図3(q)、(r))。   When the switch SW2 is set to the OFF state due to the decrease in the voltage of the control signal CO2, the connection between the input terminal (−) of the differential amplifier AMP and the signal line REF2 by the switch SW2 is released. When the switch SW3 is set to the ON state due to a decrease in the voltage of the control signal CO2, the signal line CO1 that is the output of the differential amplifier AMP is input to the output terminal OUT and the differential amplifier AMP via the switch SW3. Connected to terminal (-). Thereby, the differential amplifier AMP functions as a voltage follower circuit, and steadily outputs the reference voltage VR1 of the signal line REF1 to the signal line CO1 and the output terminal OUT (FIGS. 3 (q) and (r)).

すなわち、差動増幅器AMPは、信号線REF1から基準電圧VR1を受けて、出力端子OUTに基準電圧VR1と等しい電圧を出力する低出力インピーダンスのバッファ部として機能する。信号線CO1の基準電圧VR1をゲートで受けるトランジスタTR3は、線形領域で動作する。   That is, the differential amplifier AMP functions as a low output impedance buffer unit that receives the reference voltage VR1 from the signal line REF1 and outputs a voltage equal to the reference voltage VR1 to the output terminal OUT. The transistor TR3 that receives the reference voltage VR1 of the signal line CO1 at its gate operates in a linear region.

動作状態では、ボルテージフォロワ回路として動作する差動増幅器AMPは、信号REF1の基準電圧VR1と等しい電圧を出力端子OUTおよび信号線CO1に出力する(図3(s)、(t))。信号線CO1の基準電圧VR1により、トランジスタTR3は、線形領域で動作する。しかし、制御信号CO2の電圧(VSS)をゲートで受けるトランジスタTR4の動作領域は、遮断領域になるため、バイアス回路B2aに電流は流れず、消費電力は増えない。   In the operating state, the differential amplifier AMP operating as a voltage follower circuit outputs a voltage equal to the reference voltage VR1 of the signal REF1 to the output terminal OUT and the signal line CO1 (FIGS. 3 (s) and (t)). The transistor TR3 operates in the linear region by the reference voltage VR1 of the signal line CO1. However, since the operation region of the transistor TR4 that receives the voltage (VSS) of the control signal CO2 at the gate is a cut-off region, no current flows through the bias circuit B2a, and power consumption does not increase.

一方、イネーブル信号ENがハイレベルからロウレベルに変化され、動作状態からパワーダウン状態に戻ると、バイアス回路B1aは、スイッチSW1をオフ状態に設定し、信号線REF1を電源電圧VDDに設定する(図3(u))。バイアス回路B2aにおいて、信号線REF1の電源電圧VDDへの変化により、トランジスタTR1の動作領域は遮断領域に遷移し、トランジスタTR3、TR4のオフリークにより、電圧REF2は、接地電圧VSSに向けて低下する(図3(v))。   On the other hand, when the enable signal EN is changed from the high level to the low level and returns from the operating state to the power-down state, the bias circuit B1a sets the switch SW1 to the off state and sets the signal line REF1 to the power supply voltage VDD (FIG. 3 (u)). In the bias circuit B2a, the operation region of the transistor TR1 transitions to the cutoff region due to the change of the signal line REF1 to the power supply voltage VDD, and the voltage REF2 decreases toward the ground voltage VSS due to the off-leakage of the transistors TR3 and TR4 ( FIG. 3 (v)).

電圧REF1が電圧REF2より高くなると、比較器CMPは、制御信号CO2の電圧を接地電圧VSSから電源電圧VDDに変化させる(図3(w))。これにより、スイッチSW2がオン状態に設定され、信号線REF2が差動増幅器AMPの入力端子(−)および出力端子OUTに接続される。また、スイッチSW3がオフ状態に設定され、差動増幅器AMPの出力である信号線CO1と出力端子OUTとの接続が解除される。差動増幅器AMPは、信号線REF1のハイレベルと信号線REF2のロウレベルとを受け、信号線CO1を基準電圧VR1から電源電圧VDDに変化させる(図3(x))。そして、出力端子OUTの電圧は、信号線REF2の電圧に応じて、接地電圧VSSに変化する(図3(y))。   When the voltage REF1 becomes higher than the voltage REF2, the comparator CMP changes the voltage of the control signal CO2 from the ground voltage VSS to the power supply voltage VDD (FIG. 3 (w)). As a result, the switch SW2 is set to the on state, and the signal line REF2 is connected to the input terminal (−) and the output terminal OUT of the differential amplifier AMP. Further, the switch SW3 is set to an off state, and the connection between the signal line CO1 that is the output of the differential amplifier AMP and the output terminal OUT is released. The differential amplifier AMP receives the high level of the signal line REF1 and the low level of the signal line REF2, and changes the signal line CO1 from the reference voltage VR1 to the power supply voltage VDD (FIG. 3 (x)). Then, the voltage of the output terminal OUT changes to the ground voltage VSS according to the voltage of the signal line REF2 (FIG. 3 (y)).

図4は、図3に示した電圧発生回路VGEN2の動作における信号および素子の状態の例を示す。スイッチSW1、SW2、SW3の”ON”は、オン状態(短絡)を示し、スイッチSW1、SW2、SW3の”OFF”は、オフ状態(開放)を示す。電圧発生回路VGEN2の動作における信号および素子の状態は、図3で説明済みのため、ここでの説明は省略する。   FIG. 4 shows an example of signals and element states in the operation of the voltage generation circuit VGEN2 shown in FIG. “ON” of the switches SW1, SW2, and SW3 indicates an on state (short circuit), and “OFF” of the switches SW1, SW2, and SW3 indicates an off state (open). Since signals and element states in the operation of the voltage generation circuit VGEN2 have already been described with reference to FIG. 3, description thereof is omitted here.

なお、上述したように、スイッチSW2であるnMOSトランジスタのしきい値電圧が設計値に製造される場合、スイッチSW2のオフタイミングは設計値通りとなり、出力電圧OUTの波形にオーバシュートは発生しない。この場合、起動状態(3)において、出力電圧OUTは、値VR2まで上昇せず、値VR1に維持される。   As described above, when the threshold voltage of the nMOS transistor serving as the switch SW2 is manufactured to the design value, the off timing of the switch SW2 is as designed, and no overshoot occurs in the waveform of the output voltage OUT. In this case, in the startup state (3), the output voltage OUT does not rise to the value VR2, but is maintained at the value VR1.

以上、図2から図4に示した実施形態においても、図1に示した実施形態と同様に、消費電力を増加させることなく、出力端子OUTの電圧が値VR1に到達するまでの期間を短縮することができる。   As described above, in the embodiment shown in FIGS. 2 to 4 as well, as in the embodiment shown in FIG. 1, the period until the voltage at the output terminal OUT reaches the value VR1 is shortened without increasing the power consumption. can do.

さらに、この実施形態では、差動増幅器AMPに接続される信号線をスイッチSW2、SW3により切り替える。これにより、差動増幅器AMPを、起動状態(2)で、電圧REF2の上昇を加速させる信号CO1の生成回路として機能させ、起動状態(3)および動作状態で、出力端子OUTに基準電圧VR1を出力するボルテージフォロワ回路として機能させることができる。   Furthermore, in this embodiment, the signal lines connected to the differential amplifier AMP are switched by the switches SW2 and SW3. As a result, the differential amplifier AMP functions as a circuit for generating the signal CO1 that accelerates the increase in the voltage REF2 in the activated state (2), and the reference voltage VR1 is applied to the output terminal OUT in the activated state (3) and the operating state. It can function as an output voltage follower circuit.

バイアス回路B2aと差動増幅器AMPとの間、およびバイアス回路B2aと比較器CMPとの間で、それぞれ正帰還ループ(ラッチ構造)が生成されるため、出力端子OUTの電圧を、従来に比べて高速に基準電圧VR1まで立ち上げることができる。また、正帰還ループにより、電圧発生回路VGEN2は、制御信号を受けることなく、自律的に動作し、基準電圧VR1と等しい電圧を出力端子OUTに出力できる。さらに、正帰還ループにより、動作状態においてバイアス回路B2a内の貫通電流のパスを切断することで、消費電流が増加することを抑止することができる。   Since a positive feedback loop (latch structure) is generated between the bias circuit B2a and the differential amplifier AMP, and between the bias circuit B2a and the comparator CMP, the voltage at the output terminal OUT is compared with the conventional case. The reference voltage VR1 can be raised at a high speed. Further, the positive feedback loop allows the voltage generation circuit VGEN2 to operate autonomously without receiving a control signal, and to output a voltage equal to the reference voltage VR1 to the output terminal OUT. Furthermore, by cutting off the through current path in the bias circuit B2a in the operating state by the positive feedback loop, it is possible to suppress an increase in current consumption.

バイアス回路B2aのトランジスタTR4は、起動状態(3)および動作状態の期間に出力端子OUTから出力される信号CO1を用いて制御される。このため、電圧発生回路VGEN2の製造条件の変動等により、トランジスタのしきい値電圧が標準値に対してずれ、スイッチSW2のオフタイミングが設計値に対して遅れる場合にも、出力端子OUTに発生するオーバシュートを最小限にすることができる。   The transistor TR4 of the bias circuit B2a is controlled using the signal CO1 output from the output terminal OUT during the start-up state (3) and the operating state. For this reason, even when the threshold voltage of the transistor deviates from the standard value due to fluctuations in the manufacturing conditions of the voltage generation circuit VGEN2 and the OFF timing of the switch SW2 is delayed with respect to the design value, it occurs at the output terminal OUT Overshoot can be minimized.

比較器CMPにより電圧REF1、REF2の差に応じて制御信号CO2を生成し、制御信号CO2によりスイッチSW2、SW3を動作させる。これにより、起動状態(2)における信号線REF2と出力端子OUTとの接続と、起動状態(3)における信号線CO1と出力端子OUTとの接続との切り替えを円滑に実行することができる。   The comparator CMP generates a control signal CO2 according to the difference between the voltages REF1 and REF2, and the switches SW2 and SW3 are operated by the control signal CO2. Thereby, the connection between the signal line REF2 and the output terminal OUT in the activated state (2) and the switching between the signal line CO1 and the output terminal OUT in the activated state (3) can be smoothly performed.

図5は、電圧発生回路の別の実施形態を示す。図2に示した実施形態で説明した要素と同一または同様の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明は省略する。   FIG. 5 shows another embodiment of the voltage generation circuit. Elements that are the same as or similar to those described in the embodiment shown in FIG. 2 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.

この実施形態の電圧発生回路VGEN3は、バイアス回路B1a、B2a、インバータIV、差動増幅器AMP、スイッチSW2、SW3、SW4およびキャパシタCAPを有する。すなわち、電圧発生回路VGEN3は、図2に示した電圧発生回路VGEN2から比較器CMPを削除し、インバータIVおよびスイッチSW4を追加している。なお、スイッチSW2であるnMOSトランジスタのゲートは、差動増幅器AMPから出力される出力信号CO1を受けて動作する。例えば、電圧発生回路VGEN3は、半導体集積回路に搭載され、半導体集積回路内の内部回路に供給される定電圧を発生する定電圧発生回路として機能する。   The voltage generation circuit VGEN3 of this embodiment includes bias circuits B1a and B2a, an inverter IV, a differential amplifier AMP, switches SW2, SW3 and SW4, and a capacitor CAP. In other words, the voltage generation circuit VGEN3 deletes the comparator CMP from the voltage generation circuit VGEN2 shown in FIG. 2, and adds an inverter IV and a switch SW4. Note that the gate of the nMOS transistor serving as the switch SW2 operates in response to the output signal CO1 output from the differential amplifier AMP. For example, the voltage generation circuit VGEN3 is mounted on a semiconductor integrated circuit and functions as a constant voltage generation circuit that generates a constant voltage supplied to an internal circuit in the semiconductor integrated circuit.

バイアス回路B1aは、式(1)に示す基準電圧VR1を生成するように設計され、バイアス回路B2aは、式(2)に示す電圧VR2を生成するように設計される。バイアス回路B2a内の抵抗素子Rcの抵抗値は、式(4)に示す値に設計される。   The bias circuit B1a is designed to generate the reference voltage VR1 shown in Expression (1), and the bias circuit B2a is designed to generate the voltage VR2 shown in Expression (2). The resistance value of the resistance element Rc in the bias circuit B2a is designed to a value shown in Expression (4).

例えば、インバータIVは、電源線VDDと接地線VSSとの間にpMOSトランジスタPTおよびnMOSトランジスタNTを直列に接続したCMOSインバータである。インバータIVは、入力で信号REF2を受け、信号線REF2の電圧が示す論理を反転して制御信号CO2として出力する。例えば、インバータIVのしきい値電圧は、式(2)に示した電圧VR2より高い値VTIに設計される。インバータIVは、基準電圧REF2が基準電圧VR1より高い値VTIまで上昇したときに制御信号CO2を出力するバッファ回路の一例である。制御信号CO2は、基準電圧REF2が基準電圧VR1より高い値VTIまで上昇したことを示す検出信号の一例である。   For example, the inverter IV is a CMOS inverter in which a pMOS transistor PT and an nMOS transistor NT are connected in series between a power supply line VDD and a ground line VSS. The inverter IV receives the signal REF2 at the input, inverts the logic indicated by the voltage of the signal line REF2, and outputs the inverted signal as the control signal CO2. For example, the threshold voltage of the inverter IV is designed to a value VTI higher than the voltage VR2 shown in the equation (2). The inverter IV is an example of a buffer circuit that outputs a control signal CO2 when the reference voltage REF2 rises to a value VTI higher than the reference voltage VR1. The control signal CO2 is an example of a detection signal indicating that the reference voltage REF2 has increased to a value VTI higher than the reference voltage VR1.

スイッチSW4は、ゲートが制御信号線CO2に接続され、ドレイン、ソースの一方がスイッチSW2に接続され、ドレイン、ソースの他方が差動増幅器AMPの入力端子(−)に接続されたnMOSトランジスタである。   The switch SW4 is an nMOS transistor whose gate is connected to the control signal line CO2, one of its drain and source is connected to the switch SW2, and the other of its drain and source is connected to the input terminal (−) of the differential amplifier AMP. .

図6は、図5に示した電圧発生回路VGEN3の動作の例を示す。すなわち、図6は、電圧発生回路の制御方法の別の実施形態を示す。図3と同一または同様の動作については、詳細な説明は省略する。   FIG. 6 shows an example of the operation of the voltage generation circuit VGEN3 shown in FIG. That is, FIG. 6 shows another embodiment of the method for controlling the voltage generation circuit. Detailed descriptions of the same or similar operations as those in FIG. 3 are omitted.

図6では、図3と同様に、電圧発生回路VGEN3が動作を停止しているパワーダウン状態中に、イネーブル信号ENがロウレベルからハイレベルに設定され、電圧発生回路VGEN3は、動作状態になる。電圧発生回路VGEN3は、イネーブル信号ENのロウレベルからハイレベルへの変化に応答して、過渡的な状態である起動状態(1)、起動状態(2)、起動状態(3)を経て動作状態になる。さらに、電圧生成回路VGEN3は、動作状態中に、イネーブル信号ENのハイレベルからロウレベルへの変化に応答してパワーダウン状態になる。   In FIG. 6, as in FIG. 3, the enable signal EN is set from the low level to the high level during the power-down state in which the voltage generation circuit VGEN3 stops operating, and the voltage generation circuit VGEN3 enters the operation state. In response to the change from the low level to the high level of the enable signal EN, the voltage generation circuit VGEN3 enters the operating state through the transitional state of the startup state (1), the startup state (2), and the startup state (3). Become. Furthermore, the voltage generation circuit VGEN3 enters a power-down state in response to a change from the high level to the low level of the enable signal EN during the operation state.

パワーダウン状態、起動状態(1)、起動状態(2)および動作状態での動作は、図3と同様である。すなわち、電圧発生回路VGEN3におけるパワーダウン状態、起動状態(1)、起動状態(2)および動作状態では、図2に示した比較器CMPの機能が、インバータIVとスイッチSW4により実現される。スイッチSW4は、制御信号CO2の電圧がハイレベルの期間にスイッチSW2と差動増幅器AMPの入力端子(−)とを接続する。   The operations in the power down state, the start state (1), the start state (2), and the operation state are the same as those in FIG. That is, the function of the comparator CMP shown in FIG. 2 is realized by the inverter IV and the switch SW4 in the power down state, the start state (1), the start state (2), and the operation state in the voltage generation circuit VGEN3. The switch SW4 connects the switch SW2 and the input terminal (−) of the differential amplifier AMP during a period when the voltage of the control signal CO2 is high.

起動状態(3)において、信号線REF2の電圧がインバータIVのしきい値電圧である電圧VTIを超えると、インバータIVは、制御信号CO2の電圧を電源電圧VDDから接地電圧VSSまで低下させる(図6(a))。制御信号CO2の電圧の低下により、スイッチSW4はオフ状態に設定され、スイッチSW3はオン状態に設定され、トランジスタTR4の動作領域は、遮断領域になる。   In the activated state (3), when the voltage of the signal line REF2 exceeds the voltage VTI, which is the threshold voltage of the inverter IV, the inverter IV reduces the voltage of the control signal CO2 from the power supply voltage VDD to the ground voltage VSS (FIG. 6 (a)). Due to the decrease in the voltage of the control signal CO2, the switch SW4 is set to the off state, the switch SW3 is set to the on state, and the operation region of the transistor TR4 becomes a cut-off region.

トランジスタTR4が遮断領域で動作することにより、バイアス回路B2aにおいて電源線VDDから接地線VSSに流れる貫通電流は無視できるようになる。これにより、信号線REF2の電圧は電源電圧VDDまで上昇する(図6(b))。すなわち、制御信号線CO2を介したインバータIVからトランジスタTR4への正帰還ループにより、制御信号線CO2の接地電圧VSSと信号線REF2の電源電圧VDDとが確定する(ラッチ動作)。   When the transistor TR4 operates in the cutoff region, the through current flowing from the power supply line VDD to the ground line VSS in the bias circuit B2a can be ignored. As a result, the voltage of the signal line REF2 rises to the power supply voltage VDD (FIG. 6B). That is, the ground voltage VSS of the control signal line CO2 and the power supply voltage VDD of the signal line REF2 are determined by a positive feedback loop from the inverter IV to the transistor TR4 via the control signal line CO2 (latch operation).

制御信号CO2の電圧の低下により、スイッチSW4がオフ状態に設定され、スイッチSW3がオン状態に設定されると、差動増幅器AMPの出力である信号線CO1は、スイッチSW3を介して出力端子OUTおよび差動増幅器AMPの入力端子(−)に接続される。これにより、差動増幅器AMPは、ボルテージフォロワ回路として機能し、信号線CO1および出力端子OUTに基準電圧VR1を出力する(図6(c)、(d))。   When the switch SW4 is set to an off state and the switch SW3 is set to an on state due to a decrease in the voltage of the control signal CO2, the signal line CO1 that is the output of the differential amplifier AMP is output via the switch SW3 to the output terminal OUT. And the input terminal (−) of the differential amplifier AMP. Thereby, the differential amplifier AMP functions as a voltage follower circuit and outputs the reference voltage VR1 to the signal line CO1 and the output terminal OUT (FIGS. 6C and 6D).

図3と同様に、スイッチSW2のしきい値電圧が設計値より低いなどの理由により、制御信号CO2の電圧の低下によるスイッチSW2のオフタイミングが設計値に比べて遅れる場合、信号線REF2と出力端子OUTとの接続の解除は遅れる。これにより、出力端子OUTには、基準電圧VR1より高くなるオーバシュートが発生するが、信号線REF2の電圧の上昇によりトランジスタTR2の動作領域は遮断領域となる。このため、出力端子OUTに発生するオーバシュートがトランジスタTR1、TR2の実効電圧(Veff1;すなわち、VR2−VR1)より大きくなることを抑止することができる(図6(e))。なお、スイッチSW2であるnMOSトランジスタのしきい値電圧が設計値に製造される場合、スイッチSW2のオフタイミングは設計値通りとなり、出力電圧OUTの波形にオーバシュートは発生しない。   Similarly to FIG. 3, when the off timing of the switch SW2 due to the decrease in the voltage of the control signal CO2 is delayed from the design value due to the threshold voltage of the switch SW2 being lower than the design value, the signal line REF2 and the output Release of connection with the terminal OUT is delayed. As a result, an overshoot higher than the reference voltage VR1 occurs at the output terminal OUT, but the operating region of the transistor TR2 becomes a cut-off region due to a rise in the voltage of the signal line REF2. For this reason, it is possible to prevent the overshoot generated at the output terminal OUT from becoming larger than the effective voltage (Veff1; that is, VR2-VR1) of the transistors TR1 and TR2 (FIG. 6E). When the threshold voltage of the nMOS transistor that is the switch SW2 is manufactured to the design value, the OFF timing of the switch SW2 is as designed, and no overshoot occurs in the waveform of the output voltage OUT.

ボルテージフォロワ回路として動作する差動増幅器AMPにより、信号線CO1が基準電圧VR1まで上昇すると、スイッチSW2はオン状態およびオフ状態が判定できない不定状態になり、トランジスタTR3は、線形領域で動作する場合がある。しかし、信号線REF2は、制御信号CO2のロウレベルをゲートで受けるスイッチSW4により差動増幅器AMPとの接続が遮断されているため、信号線REF2の電圧が出力端子OUTに伝達されることはない。   When the signal line CO1 rises to the reference voltage VR1 by the differential amplifier AMP that operates as a voltage follower circuit, the switch SW2 enters an indeterminate state in which the ON state and the OFF state cannot be determined, and the transistor TR3 may operate in the linear region. is there. However, since the signal line REF2 is disconnected from the differential amplifier AMP by the switch SW4 that receives the low level of the control signal CO2 at the gate, the voltage of the signal line REF2 is not transmitted to the output terminal OUT.

また、制御信号CO2のロウレベルをゲートで受けるトランジスタTR4により、バイアス回路B2a内で信号線REF2と接地線VSSとの接続が遮断されているため、信号線REF2の電圧が低下することはない。すなわち、制御信号CO2を介したインバータIVからトランジスタTR4への正帰還ループによるラッチ動作は維持される。   Further, since the transistor TR4 that receives the low level of the control signal CO2 at the gate disconnects the signal line REF2 and the ground line VSS in the bias circuit B2a, the voltage of the signal line REF2 does not decrease. That is, the latch operation by the positive feedback loop from the inverter IV to the transistor TR4 via the control signal CO2 is maintained.

図7は、図6に示した電圧発生回路VGEN3の動作における信号および素子の状態の例を示す。図4と同一または同様な状態については、詳細な説明は省略する。図7は、以下に示す状態を除き、図4の状態と同様である。なお、トランジスタが飽和領域で動作する場合の条件は、式(7)で定義され、トランジスタが線形領域で動作する場合の条件は、式(9)で定義され、トランジスタが遮断領域で動作する場合の条件は、式(11)で定義される。   FIG. 7 shows an example of signals and element states in the operation of the voltage generation circuit VGEN3 shown in FIG. Detailed description of the same or similar state as in FIG. 4 is omitted. FIG. 7 is the same as the state of FIG. 4 except the following states. Note that the condition when the transistor operates in the saturation region is defined by Equation (7), and the condition when the transistor operates in the linear region is defined by Equation (9), and the transistor operates in the cutoff region. Is defined by the equation (11).

スイッチSW4の状態は、パワーダウン状態、起動状態(1)、起動状態(2)でオン状態ONであり、起動状態(3)でオン状態ONからオフ状態OFFに変化する。また、動作状態におけるスイッチSW4の状態は、オフ状態である。   The state of the switch SW4 is the ON state ON in the power down state, the startup state (1), and the startup state (2), and changes from the ON state ON to the OFF state OFF in the startup state (3). Further, the state of the switch SW4 in the operating state is an off state.

起動状態(2)では、信号線REF2の電圧は、インバータIVのしきい値電圧である値VTIまで上昇し、出力端子OUTの電圧は、式(2)に示した値VR2まで上昇する。起動状態(2)において、スイッチSW2は、信号線CO1の電圧の低下によりオン状態からオフ状態になる。   In the activated state (2), the voltage of the signal line REF2 rises to the value VTI that is the threshold voltage of the inverter IV, and the voltage of the output terminal OUT rises to the value VR2 shown in Expression (2). In the activated state (2), the switch SW2 changes from the on state to the off state due to a decrease in the voltage of the signal line CO1.

起動状態(3)において、信号線REF2の電圧は、値VTIから電源電圧VDDに変化し、スイッチSW2は、制御信号CO2のロウレベルから値VR1への変化に応じて、オフ状態から不定状態に変化する。動作状態におけるスイッチSW2の状態は、制御信号CO2の電圧値VR1により不定である。   In the activated state (3), the voltage of the signal line REF2 changes from the value VTI to the power supply voltage VDD, and the switch SW2 changes from the off state to the indeterminate state according to the change of the control signal CO2 from the low level to the value VR1. To do. The state of the switch SW2 in the operating state is indefinite depending on the voltage value VR1 of the control signal CO2.

なお、上述したように、スイッチSW2であるnMOSトランジスタのしきい値電圧が設計値に製造される場合、スイッチSW2のオフタイミングは設計値通りとなり、出力電圧OUTの波形にオーバシュートは発生しない。この場合、起動状態(2)および起動状態(3)において、出力電圧OUTは、値VR2まで上昇せず、値VR1に維持される。   As described above, when the threshold voltage of the nMOS transistor serving as the switch SW2 is manufactured to the design value, the off timing of the switch SW2 is as designed, and no overshoot occurs in the waveform of the output voltage OUT. In this case, in the startup state (2) and the startup state (3), the output voltage OUT does not increase to the value VR2, but is maintained at the value VR1.

以上、この実施形態においても、図1に示した実施形態と同様に、消費電力を増加させることなく、出力端子OUTの電圧が値VR1に到達するまでの期間を短縮することができる。   As described above, in this embodiment as well, as in the embodiment shown in FIG. 1, the period until the voltage at the output terminal OUT reaches the value VR1 can be shortened without increasing the power consumption.

また、図2から図4に示した実施形態と同様に、スイッチSW2、SW3、SW4による切り替え動作により、差動増幅器AMPを、信号CO1の生成回路またはボルテージフォロワ回路として機能させることができる。バイアス回路B2aと差動増幅器AMPとの間、およびバイアス回路B2aと比較器CMPとの間に生成される正帰還ループにより、電圧発生回路VGEN2を自律的に動作させることができる。この結果、出力端子OUTの電圧を従来に比べて高速に基準電圧VR1まで立ち上げることができる。さらに、正帰還ループにより、動作状態においてバイアス回路B2a内の貫通電流のパスを切断することで、消費電流が増加することを抑止することができる。スイッチSW2であるトランジスタのしきい値電圧が標準値に対してずれ、スイッチSW2のオフタイミングが設計値に対して遅れる場合にも、出力端子OUTに発生するオーバシュートを最小限にすることができる。   Similarly to the embodiments shown in FIGS. 2 to 4, the differential amplifier AMP can function as a signal CO1 generation circuit or a voltage follower circuit by the switching operation by the switches SW2, SW3, and SW4. The voltage generation circuit VGEN2 can be operated autonomously by a positive feedback loop generated between the bias circuit B2a and the differential amplifier AMP and between the bias circuit B2a and the comparator CMP. As a result, the voltage at the output terminal OUT can be raised to the reference voltage VR1 at a higher speed than in the prior art. Furthermore, by cutting off the through current path in the bias circuit B2a in the operating state by the positive feedback loop, it is possible to suppress an increase in current consumption. Even when the threshold voltage of the transistor that is the switch SW2 is deviated from the standard value and the off timing of the switch SW2 is delayed from the design value, the overshoot generated at the output terminal OUT can be minimized. .

さらに、この実施形態では、比較器CMPに比べて回路構成が簡易なインバータIVを用いて、制御信号CO2を生成することで、電圧発生回路VGEN3の回路規模を削減することができる。   Furthermore, in this embodiment, the circuit scale of the voltage generation circuit VGEN3 can be reduced by generating the control signal CO2 using the inverter IV having a simpler circuit configuration than the comparator CMP.

図8は、電圧発生回路の別の実施形態を示す。図2および図5に示した実施形態で説明した要素と同一または同様の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明は省略する。図8において、符号”P”で始まるトランジスタはpMOSトランジスタを示し、符号”N”で始まるトランジスタはnMOSトランジスタを示す。   FIG. 8 shows another embodiment of the voltage generation circuit. Elements that are the same as or similar to those described in the embodiment shown in FIGS. 2 and 5 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted. In FIG. 8, a transistor starting with the symbol “P” indicates a pMOS transistor, and a transistor starting with the symbol “N” indicates an nMOS transistor.

この実施形態の電圧発生回路VGEN4は、バイアス回路B1a、B2b、B3、B4、差動増幅器AMP、トランジスタNT1、PT2、キャパシタCAPおよびインバータIV2を有する。例えば、電圧発生回路VGEN4は、半導体集積回路に搭載され、半導体集積回路内の内部回路に供給される定電圧を発生する定電圧発生回路として機能する。   The voltage generation circuit VGEN4 of this embodiment includes bias circuits B1a, B2b, B3, B4, a differential amplifier AMP, transistors NT1, PT2, a capacitor CAP, and an inverter IV2. For example, the voltage generation circuit VGEN4 is mounted on a semiconductor integrated circuit and functions as a constant voltage generation circuit that generates a constant voltage supplied to an internal circuit in the semiconductor integrated circuit.

キャパシタCAPは、図2と同様に、電圧発生回路VGEN4の出力端子OUTに接続される半導体集積回路内の内部回路の負荷を等価的に示している。インバータIV2は、例えばCMOSインバータであり、イネーブル信号ENの論理レベルを反転したイネーブル信号/ENを出力する。   Similarly to FIG. 2, the capacitor CAP equivalently shows the load of the internal circuit in the semiconductor integrated circuit connected to the output terminal OUT of the voltage generation circuit VGEN4. The inverter IV2 is a CMOS inverter, for example, and outputs an enable signal / EN obtained by inverting the logic level of the enable signal EN.

バイアス回路B1aは、図2のバイアス回路B1aと同一または同様の回路である。バイアス回路B1aは、イネーブル信号ENがハイレベルの期間に、式(1)にしたがって、信号線REF1を基準電圧VR1に設定し、イネーブル信号ENがロウレベルの期間に信号線REF1の電圧を電源電圧VDDに設定する。   The bias circuit B1a is the same or similar circuit as the bias circuit B1a in FIG. The bias circuit B1a sets the signal line REF1 to the reference voltage VR1 according to the equation (1) during a period when the enable signal EN is at a high level, and sets the voltage of the signal line REF1 to the power supply voltage VDD during a period when the enable signal EN is at a low level. Set to.

バイアス回路B2bは、電源線VDDと接地線VSSの間に直列に接続されたトランジスタP21、P22、N21、N22、N23と、電源線VDDと接地線VSSの間に直列に接続されたトランジスタP23、N24、N25とを有する。   The bias circuit B2b includes transistors P21, P22, N21, N22, and N23 connected in series between the power supply line VDD and the ground line VSS, and a transistor P23 connected in series between the power supply line VDD and the ground line VSS. N24 and N25.

トランジスタP21のゲートは、トランジスタP22のドレインである信号線REF2に接続され、トランジスタP22、P23のゲートは、信号線REF1に接続される。トランジスタN21、N24のゲートは、トランジスタN24のドレインおよびバイアス回路B4のトランジスタN42、N43のゲートに接続される。トランジスタN22、N25のゲートは、信号線REF3に接続され、トランジスタN23のゲートは、信号線CO1に接続される。   The gate of the transistor P21 is connected to the signal line REF2 which is the drain of the transistor P22, and the gates of the transistors P22 and P23 are connected to the signal line REF1. The gates of the transistors N21 and N24 are connected to the drain of the transistor N24 and the gates of the transistors N42 and N43 of the bias circuit B4. The gates of the transistors N22 and N25 are connected to the signal line REF3, and the gate of the transistor N23 is connected to the signal line CO1.

トランジスタP21、P22、N22、N23は、図2に示したバイアス回路B2aのトランジスタTR2、TR1、TR4、TR3にそれぞれ対応し、トランジスタN21は、図2に示したバイアス回路B2aの抵抗素子Rcに対応する。トランジスタN21、N24は、ソースが接地線VSSに接続されている間、カレントミラー回路として機能する。トランジスタN23は、図9で説明するように、信号線REF1、REF2の電圧差が基準電圧VR1以下である起動状態(1)の期間に、信号線REF2に出力する電圧の生成能力を高くする加速部の一例である。   The transistors P21, P22, N22, and N23 correspond to the transistors TR2, TR1, TR4, and TR3 of the bias circuit B2a shown in FIG. 2, respectively, and the transistor N21 corresponds to the resistance element Rc of the bias circuit B2a shown in FIG. To do. The transistors N21 and N24 function as a current mirror circuit while the source is connected to the ground line VSS. As illustrated in FIG. 9, the transistor N23 accelerates to increase the generation capability of the voltage output to the signal line REF2 during the startup state (1) in which the voltage difference between the signal lines REF1 and REF2 is equal to or lower than the reference voltage VR1. It is an example of a part.

バイアス回路B2bは、図2に示したバイアス回路B2aと同様に、信号線REF1の電圧に応じて、信号線REF2に電圧を生成する。バイアス回路B2bは、信号線REF1が基準電圧VR1に設定される期間に、式(2)にしたがって、信号線REF2に電圧VR2を生成するように設計される。なお、バイアス回路B2bは、信号線REF2の電圧の上昇とともに電圧が下降する信号線CO1の電圧をトランジスタN23のゲートで受けて動作する。このため、信号線REF2の電圧は、図9に示す起動状態(1)において、電圧VR2より低い基準電圧VR1まで上昇する。   Similarly to the bias circuit B2a shown in FIG. 2, the bias circuit B2b generates a voltage on the signal line REF2 according to the voltage of the signal line REF1. The bias circuit B2b is designed to generate the voltage VR2 on the signal line REF2 according to the equation (2) during the period when the signal line REF1 is set to the reference voltage VR1. The bias circuit B2b operates by receiving the voltage of the signal line CO1 whose voltage decreases as the voltage of the signal line REF2 increases at the gate of the transistor N23. For this reason, the voltage of the signal line REF2 rises to the reference voltage VR1 lower than the voltage VR2 in the startup state (1) shown in FIG.

バイアス回路B3は、電源線VDDと接地線VSSの間に直列に接続されたトランジスタP31、N31、N32、N33、N34と、電源線VDDと接地線VSSの間に直列に接続されたトランジスタP32、P33、N35、N36、N37とを有する。   The bias circuit B3 includes transistors P31, N31, N32, N33, and N34 connected in series between the power supply line VDD and the ground line VSS, and a transistor P32 connected in series between the power supply line VDD and the ground line VSS. P33, N35, N36, and N37.

トランジスタP31、P32のゲートは、トランジスタP33のドレインに接続される。トランジスタP33のゲートは、イネーブル信号/ENを受け、トランジスタN32のゲートは、イネーブル信号ENを受ける。イネーブル信号/ENを受けるトランジスタP33およびイネーブル信号ENを受けるトランジスタN32は、スイッチとして機能する。   The gates of the transistors P31 and P32 are connected to the drain of the transistor P33. The gate of transistor P33 receives enable signal / EN, and the gate of transistor N32 receives enable signal EN. The transistor P33 that receives the enable signal / EN and the transistor N32 that receives the enable signal EN function as switches.

トランジスタN31のゲートおよびドレインは、信号線REF3に接続される。トランジスタN33、N35のゲートは、信号線REF1に接続され、トランジスタN34のゲートは、トランジスタN31のソースに接続される。トランジスタN36のゲートは、信号線REF3に接続され、トランジスタN37のゲートは、信号線CO1に接続される。   The gate and drain of the transistor N31 are connected to the signal line REF3. The gates of the transistors N33 and N35 are connected to the signal line REF1, and the gate of the transistor N34 is connected to the source of the transistor N31. The gate of the transistor N36 is connected to the signal line REF3, and the gate of the transistor N37 is connected to the signal line CO1.

バイアス回路B3は、イネーブル信号ENがハイレベルに設定された後に、図9に示す起動状態(1)において、式(12)に示す電圧VR3を信号線REF3に生成する。バイアス回路B3は、基準電圧VR1より所定の値だけ高い電圧VR3を信号線REF3に出力する第3の電圧発生部の一例である。バイアス回路B3は、式(12)に示す電圧VR3を生成するように設計される。式(12)において、符号Veffnは、式(3)と同様に、トランジスタN31、N33のゲート−ソース間電圧VgsからトランジスタN31、N33のしきい値電圧Vthを差し引いた実効電圧である。   After the enable signal EN is set to the high level, the bias circuit B3 generates the voltage VR3 shown in the equation (12) on the signal line REF3 in the startup state (1) shown in FIG. The bias circuit B3 is an example of a third voltage generator that outputs a voltage VR3 higher than the reference voltage VR1 by a predetermined value to the signal line REF3. The bias circuit B3 is designed to generate the voltage VR3 shown in Equation (12). In the equation (12), the symbol Veffn is an effective voltage obtained by subtracting the threshold voltage Vth of the transistors N31 and N33 from the gate-source voltage Vgs of the transistors N31 and N33, as in the equation (3).

Figure 2015037285
Figure 2015037285

バイアス回路B4は、電源線VDDと接地線VSSの間に直列に接続されたトランジスタP41、P42、P43、N41、N42と、電源線VDDと接地線VSSの間に直列に接続されたトランジスタP44、P45、N43、N44とを有する。   The bias circuit B4 includes transistors P41, P42, P43, N41, and N42 connected in series between the power supply line VDD and the ground line VSS, and a transistor P44 connected in series between the power supply line VDD and the ground line VSS. P45, N43, and N44.

トランジスタP41のゲートは、トランジスタP42のドレインに接続され、トランジスタP42、P44のゲートは、トランジスタP45のドレインに接続される。トランジスタP45は、イネーブル信号/ENをゲートで受けてスイッチとして機能する。トランジスタP43のゲートおよびドレインは、信号線REF4に接続される。   The gate of the transistor P41 is connected to the drain of the transistor P42, and the gates of the transistors P42 and P44 are connected to the drain of the transistor P45. Transistor P45 receives enable signal / EN at its gate and functions as a switch. The gate and drain of the transistor P43 are connected to the signal line REF4.

トランジスタN41は、イネーブル信号ENをゲートで受けてスイッチとして機能する。トランジスタN42、N43のゲートは、バイアス回路B2bのトランジスタN21、N24のゲートおよびトランジスタN24のドレインに接続される。トランジスタN44のゲートは、信号線REF3に接続される。   The transistor N41 receives the enable signal EN at its gate and functions as a switch. The gates of the transistors N42 and N43 are connected to the gates of the transistors N21 and N24 and the drain of the transistor N24 of the bias circuit B2b. The gate of the transistor N44 is connected to the signal line REF3.

バイアス回路B4は、イネーブル信号ENがハイレベルに設定された後の起動状態(1)において、式(13)に示す電圧VR4を信号線REF4に生成する。バイアス回路B4は、基準電圧VR1より所定の値だけ低い電圧VR4を信号線REF4に出力する第4の電圧発生部の一例である。
バイアス回路B4は、式(13)に示す電圧VR4を生成するように設計される。式(13)において、符号Veffpは、式(3)と同様に、トランジスタP42のゲート−ソース間電圧VgsからトランジスタP42のしきい値電圧Vthを差し引いた実効電圧である。また、符号Veffpは、トランジスタP43のゲート−ソース間電圧VgsからトランジスタP43のしきい値電圧Vthを差し引いた実効電圧である。
In the starting state (1) after the enable signal EN is set to the high level, the bias circuit B4 generates the voltage VR4 shown in Expression (13) on the signal line REF4. The bias circuit B4 is an example of a fourth voltage generator that outputs a voltage VR4 that is lower than the reference voltage VR1 by a predetermined value to the signal line REF4.
The bias circuit B4 is designed to generate the voltage VR4 shown in Equation (13). In the equation (13), the symbol Veffp is an effective voltage obtained by subtracting the threshold voltage Vth of the transistor P42 from the gate-source voltage Vgs of the transistor P42, as in the equation (3). The symbol Veffp is an effective voltage obtained by subtracting the threshold voltage Vth of the transistor P43 from the gate-source voltage Vgs of the transistor P43.

Figure 2015037285
Figure 2015037285

差動増幅器AMPは、図2と同様に、入力端子(+)を信号線REF1に接続し、入力端子(−)を出力端子OUTに接続し、出力を信号線CO1に接続する。   As in FIG. 2, the differential amplifier AMP has an input terminal (+) connected to the signal line REF1, an input terminal (−) connected to the output terminal OUT, and an output connected to the signal line CO1.

トランジスタNT1は、ゲートを信号線REF3に接続し、ドレイン、ソースの一方を信号線REF2に接続し、ドレイン、ソースの他方を差動増幅器AMPの入力端子(−)および出力端子OUTに接続する。トランジスタNT1は、nMOSトランジスタであり、図2に示したスイッチSW2の代わりに配置される。   The transistor NT1 has a gate connected to the signal line REF3, one of the drain and the source connected to the signal line REF2, and the other of the drain and the source connected to the input terminal (−) and the output terminal OUT of the differential amplifier AMP. The transistor NT1 is an nMOS transistor, and is arranged instead of the switch SW2 shown in FIG.

トランジスタPT2は、ゲートを信号線REF4に接続し、ドレイン、ソースの一方を信号線CO1に接続し、ドレイン、ソースの他方を出力端子OUTに接続する。トランジスタPT2は、pMOSトランジスタであり、図2に示したスイッチSW3の代わりに配置される。   The transistor PT2 has a gate connected to the signal line REF4, one of the drain and the source connected to the signal line CO1, and the other of the drain and the source connected to the output terminal OUT. The transistor PT2 is a pMOS transistor, and is arranged instead of the switch SW3 shown in FIG.

トランジスタP22、P21、P23に示す定数Kp、Kp/4、Kp/9およびトランジスタP42、P43、P41、P44に示す定数Kp、Kp、Kp/4、Kp/9の”Kp”は、pMOSトランジスタにおける式(5)に示す定数Kに対応する。トランジスタN31、N33、N34、N35に示す定数Kn、Kn、Kn/4、Kn/9の”Kn”は、nMOSトランジスタにおける式(5)に示す定数Kに対応する。   The constants Kp, Kp / 4, Kp / 9 shown in the transistors P22, P21, P23 and the constants Kp, Kp, Kp / 4, Kp / 9 shown in the transistors P42, P43, P41, P44 are “Kp” in the pMOS transistor. This corresponds to the constant K shown in Equation (5). “Kn” of the constants Kn, Kn, Kn / 4, and Kn / 9 shown in the transistors N31, N33, N34, and N35 corresponds to the constant K shown in Expression (5) in the nMOS transistor.

図8に示した定数Kp、Knの比は、電圧値VR1、VR2、VR3を設計する式(1)、式(2)、式(12)の計算を容易にするために設定される。しかし、図8に示した定数Knの比は、Kn/a、Kn/b、Kn/cとする場合に、b>aかつc≧b+aを満足していれば、a=1、b=4、c=9以外の正の実数でもよい。 The ratio of the constants Kp and Kn shown in FIG. 8 is set in order to facilitate the calculation of the expressions (1), (2), and (12) for designing the voltage values VR1, VR2, and VR3. However, if the ratio of the constant Kn shown in FIG. 8 is Kn / a, Kn / b, Kn / c, if b> a and c 2 ≧ b 2 + a 2 are satisfied, a = It may be a positive real number other than 1, b = 4, and c = 9.

なお、トランジスタP45、P33および定数Kpが指定されているpMOSトランジスタを除くpMOSトランジスタの定数Kは、互いに同じ値に設計される。同様に、スイッチSW1、トランジスタN41、N32および定数Knが指定されているnMOSトランジスタを除くnMOSトランジスタの定数Kは、互いに同じ値に設計される。   The constants K of the pMOS transistors excluding the transistors P45 and P33 and the pMOS transistor for which the constant Kp is designated are designed to have the same value. Similarly, the constants K of the nMOS transistors excluding the switch SW1, the transistors N41 and N32, and the nMOS transistor for which the constant Kn is designated are designed to have the same value.

図9は、図8に示した電圧発生回路VGEN4の動作の例を示す。すなわち、図9は、電圧発生回路の制御方法の別の実施形態を示す。図3および図6と同一または同様の動作については、詳細な説明は省略する。バイアス回路B1aの動作は、図3と同様であり、信号線REF1の電圧波形は、図3と同様である。   FIG. 9 shows an example of the operation of the voltage generation circuit VGEN4 shown in FIG. That is, FIG. 9 shows another embodiment of the method for controlling the voltage generation circuit. Detailed description of the same or similar operations as those in FIGS. 3 and 6 will be omitted. The operation of the bias circuit B1a is the same as that of FIG. 3, and the voltage waveform of the signal line REF1 is the same as that of FIG.

図9に示す例では、イネーブル信号ENがロウレベルからハイレベルに設定されることで、電圧発生回路VGEN4は、パワーダウン状態から過渡的な状態である起動状態(1)、起動状態(2)を経て動作状態になる。さらに、電圧生成回路VGEN3は、動作状態中に、イネーブル信号ENのハイレベルからロウレベルへの変化に応答してパワーダウン状態になる。   In the example shown in FIG. 9, when the enable signal EN is set from the low level to the high level, the voltage generation circuit VGEN4 changes the startup state (1) and the startup state (2), which are transitional states from the power-down state. After that, it becomes operational. Furthermore, the voltage generation circuit VGEN3 enters a power-down state in response to a change from the high level to the low level of the enable signal EN during the operation state.

まず、パワーダウン状態では、イネーブル信号ENがロウレベル(VSS)に設定され、イネーブル信号/ENはハイレベル(VDD)に設定される。このため、スイッチSW1およびスイッチとして機能するトランジスタN32、P33、N41、P45は、オフ状態に設定される。   First, in the power down state, the enable signal EN is set to a low level (VSS), and the enable signal / EN is set to a high level (VDD). Therefore, the switch SW1 and the transistors N32, P33, N41, and P45 that function as the switches are set to an off state.

パワーダウン状態において、バイアス回路B1aは、信号線REF1を電源電圧VDDに設定する(図9(a))。バイアス回路B2bのトランジスタP22、P23は、信号線REF1のハイレベル(VDD)をゲートで受けて遮断領域で動作する。バイアス回路B2bのトランジスタN22、N25は、信号線REF3のハイレベル(VDD)をゲートで受けて線形領域で動作する。バイアス回路B2bのトランジスタN23は、信号線CO1のハイレベル(VDD)をゲートで受けて線形領域で動作する。   In the power down state, the bias circuit B1a sets the signal line REF1 to the power supply voltage VDD (FIG. 9 (a)). The transistors P22 and P23 of the bias circuit B2b operate in the cutoff region by receiving the high level (VDD) of the signal line REF1 at the gate. The transistors N22 and N25 of the bias circuit B2b operate in a linear region by receiving the high level (VDD) of the signal line REF3 at the gate. The transistor N23 of the bias circuit B2b operates in a linear region by receiving the high level (VDD) of the signal line CO1 at the gate.

トランジスタP23は遮断領域にあるため、ドレインおよびゲートがトランジスタP23のドレインに接続されたトランジスタN24は、ゲート電圧を低下させて遮断領域へ移行する。しかし、トランジスタN24のゲート電圧は、式(10)に示される遮断領域でのリーク電流と、トランジスタP23のリーク電流とが均衡する値となる。すなわち、トランジスタN24のゲート電圧は、式(10)に示される指数関数により接地電圧VSSに近い電圧となる。このとき、ゲートが互いに接続されたトランジスタN21、N24は、カレントミラー回路として機能するため、トランジスタN21のオフリーク電流により信号線REF1の電圧は接地電圧VSSに設定される(図9(b))。   Since the transistor P23 is in the cutoff region, the transistor N24 whose drain and gate are connected to the drain of the transistor P23 lowers the gate voltage and moves to the cutoff region. However, the gate voltage of the transistor N24 has a value that balances the leakage current in the cutoff region shown in Expression (10) with the leakage current of the transistor P23. That is, the gate voltage of the transistor N24 becomes a voltage close to the ground voltage VSS by the exponential function shown in Expression (10). At this time, since the transistors N21 and N24 whose gates are connected to each other function as a current mirror circuit, the voltage of the signal line REF1 is set to the ground voltage VSS by the off-leak current of the transistor N21 (FIG. 9B).

パワーダウン状態において、バイアス回路B3のトランジスタN37は、信号線CO1のハイレベル(VDD)をゲートで受けて線形領域で動作する。トランジスタN33、N35は、信号線REF1のハイレベル(VDD)をゲートで受け、かつトランジスタN32、P33がそれぞれイネーブル信号EN、/ENをゲートに受けて遮断されるため、ドレイン電圧が低下して線形領域で動作する。これによりトランジスタP32、P31のゲート電圧は接地電圧VSSと同等となり、線形領域で動作する。トランジスタP31、N33の線形領域での動作およびトランジスタN32の遮断により、信号線REF3の電圧は電源電圧VDDに設定される(図9(c))。また、トランジスタN34、N36はゲート電圧が電源電圧VDDと同等となり線形領域で動作し、N31はゲート、ソースが同電位となり遮断領域で動作する。   In the power down state, the transistor N37 of the bias circuit B3 operates in the linear region by receiving the high level (VDD) of the signal line CO1 at the gate. The transistors N33 and N35 receive the high level (VDD) of the signal line REF1 at their gates, and the transistors N32 and P33 receive the enable signals EN and / EN at their gates, respectively. Work in the region. As a result, the gate voltages of the transistors P32 and P31 are equivalent to the ground voltage VSS and operate in a linear region. The operation of the transistors P31 and N33 in the linear region and the cutoff of the transistor N32 set the voltage of the signal line REF3 to the power supply voltage VDD (FIG. 9C). The transistors N34 and N36 operate in a linear region with a gate voltage equivalent to the power supply voltage VDD, and N31 operates in a cutoff region with the gate and source having the same potential.

バイアス回路B4において、トランジスタN42、N43は、バイアス回路B2bのトランジスタN21、N24とともにカレントミラー回路として機能する。トランジスタP42、P44のゲート電圧はロウレベルに設定され、トランジスタP42、P44は、線形領域で動作する。トランジスタN41は、ロウレベル(VSS)のイネーブル信号ENをゲートで受けて遮断されるため、信号線REF4の電圧は、トランジスタP41、P42、P43を介して電源線VDDから供給される電流により、電源電圧VDDに設定される(図9(d))。トランジスタP43は、ゲート、ドレイン、ソースが同電位(VDD)となり、遮断領域で動作する。   In the bias circuit B4, the transistors N42 and N43 function as a current mirror circuit together with the transistors N21 and N24 of the bias circuit B2b. The gate voltages of the transistors P42 and P44 are set to a low level, and the transistors P42 and P44 operate in a linear region. Since the transistor N41 receives the low level (VSS) enable signal EN at the gate and is cut off, the voltage of the signal line REF4 is set to the power supply voltage by the current supplied from the power supply line VDD via the transistors P41, P42, and P43. It is set to VDD (FIG. 9 (d)). In the transistor P43, the gate, the drain, and the source have the same potential (VDD), and the transistor P43 operates in the cutoff region.

トランジスタNT1は、信号線REF3のハイレベル(VDD)をゲートで受けて線形領域で動作し、差動増幅器AMPの入力端子(−)および出力端子OUTを信号線REF2の電圧と同じ接地電圧VSSに設定する(図9(e))。トランジスタPT2は、信号線REF4のハイレベル(VDD)をゲートで受けて遮断領域で動作する。差動増幅器AMPは、入力端子(+)で受ける信号線REF1のハイレベル(VDD)と、入力端子(−)で受ける信号線REF2のロウレベル(VSS)とに応じて、信号線CO1にハイレベル(VDD)を出力する(図9(f))。   The transistor NT1 receives the high level (VDD) of the signal line REF3 at its gate and operates in a linear region. The input terminal (−) and the output terminal OUT of the differential amplifier AMP are set to the same ground voltage VSS as the voltage of the signal line REF2. Setting is made (FIG. 9E). The transistor PT2 operates in the cutoff region by receiving the high level (VDD) of the signal line REF4 at the gate. The differential amplifier AMP has a high level on the signal line CO1 according to the high level (VDD) of the signal line REF1 received at the input terminal (+) and the low level (VSS) of the signal line REF2 received at the input terminal (−). (VDD) is output (FIG. 9F).

パワーダウン状態では、バイアス回路B1a、B2b、B3、B4のそれぞれは、トランジスタのいずれかを遮断するため、電源線VDDと接地線VSSとの間に貫通電流を流さない。これにより、電圧発生回路VGEN4の待機電流は、定常的にリーク電流を流すバイアス回路を有する電圧発生回路の待機電流に比べて少なくできる。   In the power-down state, each of the bias circuits B1a, B2b, B3, and B4 shuts off any of the transistors, so that no through current flows between the power supply line VDD and the ground line VSS. As a result, the standby current of the voltage generation circuit VGEN4 can be reduced as compared with the standby current of the voltage generation circuit having a bias circuit that constantly flows a leak current.

次に、イネーブル信号ENのロウレベル(VSS)からハイレベル(VDD)への変化に応答して、電圧発生回路VGEN4の状態は、パワーダウン状態から起動状態(1)に遷移する。バイアス回路B1aは、図3と同様に、信号線REF1を基準電圧VR1に設定する(図9(g))。インバータIV2は、ハイレベルのイネーブル信号ENを受けて、ロウレベル(VSS)のイネーブル信号/ENを出力する。   Next, in response to the change of the enable signal EN from the low level (VSS) to the high level (VDD), the state of the voltage generation circuit VGEN4 changes from the power-down state to the startup state (1). Similarly to FIG. 3, the bias circuit B1a sets the signal line REF1 to the reference voltage VR1 (FIG. 9 (g)). The inverter IV2 receives the enable signal EN at the high level and outputs the enable signal / EN at the low level (VSS).

起動状態(1)では、バイアス回路B2bのトランジスタP22、P23は、基準電圧VR1をゲートで受けて飽和領域で動作する。そして、図2に示したバイアス回路B2aと同様に、トランジスタP21、P22、N21、N22、N23が動作することにより、信号線REF2の電圧は、接地電圧VSSから基準電圧VR1まで上昇する(図9(h))。   In the activated state (1), the transistors P22 and P23 of the bias circuit B2b operate in the saturation region by receiving the reference voltage VR1 at the gate. Similarly to the bias circuit B2a shown in FIG. 2, the transistors P21, P22, N21, N22, and N23 operate, so that the voltage of the signal line REF2 rises from the ground voltage VSS to the reference voltage VR1 (FIG. 9). (H)).

バイアス回路B4において、トランジスタP45は、ロウレベルのイネーブル信号/ENをゲートで受けてオン状態になり、トランジスタP45のドレイン電圧は上昇する。トランジスタN41は、ハイレベルのイネーブル信号ENをゲートで受けてオン状態になる。トランジスタN42、N43は、バイアス回路B2bのトランジスタN21、N24とともにカレントミラー回路として動作する。これにより、バイアス回路B4は、バイアス回路B2bと同様に動作し、式(13)にしたがって信号線REF4に電圧VR4を生成する。すなわち、信号線REF4の電圧は、基準電圧VR1に対してトランジスタP43のしきい値電圧だけ低い電圧VR4に設定される(図9(i))。なお、トランジスタP43は、電圧発生回路VGEN4に含まれる標準のpMOSトランジスタである。   In the bias circuit B4, the transistor P45 receives the low level enable signal / EN at the gate and is turned on, and the drain voltage of the transistor P45 rises. The transistor N41 receives the high level enable signal EN at the gate and is turned on. The transistors N42 and N43 operate as a current mirror circuit together with the transistors N21 and N24 of the bias circuit B2b. Thereby, the bias circuit B4 operates in the same manner as the bias circuit B2b, and generates the voltage VR4 on the signal line REF4 according to the equation (13). That is, the voltage of the signal line REF4 is set to the voltage VR4 that is lower than the reference voltage VR1 by the threshold voltage of the transistor P43 (FIG. 9 (i)). The transistor P43 is a standard pMOS transistor included in the voltage generation circuit VGEN4.

バイアス回路B3において、トランジスタP33は、ロウレベルのイネーブル信号/ENをゲートで受けてオン状態になり、トランジスタP33のドレイン電圧は上昇する。これにより、トランジスタP33のドレインにゲートが接続されたトランジスタP31、P32(カレントミラー回路として機能)を流れる電流は、パワーダウン状態に比べて少なくなる。   In the bias circuit B3, the transistor P33 receives the low level enable signal / EN at the gate and is turned on, and the drain voltage of the transistor P33 rises. As a result, the current flowing through the transistors P31 and P32 (functioning as a current mirror circuit) whose gate is connected to the drain of the transistor P33 is smaller than that in the power-down state.

トランジスタN32は、ハイレベルのイネーブル信号ENをゲートで受けてオン状態になる。トランジスタN33、N35は、信号線REF1の基準電圧VR1をゲートで受け、飽和領域で動作する。これにより、バイアス回路B3は、式(12)にしたがって信号線REF3に電圧VR3を生成する。すなわち、信号線REF3の電圧は、基準電圧VR1に対してトランジスタN31のしきい値電圧だけ高い電圧VR3に設定される(図9(j))。なお、トランジスタN31は、電圧発生回路VGEN4が搭載される半導体集積回路に配置される標準(typical)の電気的特性を有するnMOSトランジスタである。   The transistor N32 receives the high level enable signal EN at the gate and is turned on. The transistors N33 and N35 receive the reference voltage VR1 of the signal line REF1 at their gates and operate in the saturation region. Thereby, the bias circuit B3 generates the voltage VR3 on the signal line REF3 according to the equation (12). That is, the voltage of the signal line REF3 is set to a voltage VR3 that is higher than the reference voltage VR1 by the threshold voltage of the transistor N31 (FIG. 9 (j)). The transistor N31 is an nMOS transistor having standard electrical characteristics arranged in a semiconductor integrated circuit on which the voltage generation circuit VGEN4 is mounted.

起動状態(1)では、信号線REF3の電圧と信号線REF2の電圧との差は、トランジスタNT1のしきい値電圧以上であるため、トランジスタNT1は線形領域または飽和領域で動作する。そして、トランジスタNT1は、信号線REF2の電圧を差動増幅器AMPの入力端子(−)および出力端子OUTに伝達する。これにより、出力端子OUTの電圧は、信号線REF2の電圧の上昇に追従して基準電圧VR1まで上昇する(図9(k))。   In the activated state (1), the difference between the voltage of the signal line REF3 and the voltage of the signal line REF2 is equal to or higher than the threshold voltage of the transistor NT1, so that the transistor NT1 operates in the linear region or the saturation region. The transistor NT1 transmits the voltage of the signal line REF2 to the input terminal (−) and the output terminal OUT of the differential amplifier AMP. As a result, the voltage at the output terminal OUT rises to the reference voltage VR1 following the rise in the voltage of the signal line REF2 (FIG. 9 (k)).

ゲートで信号線REF3の電圧VR3を受けるトランジスタNT1では、信号線REF2の電圧の上昇に伴い、ゲート−ソース間電圧が下がり、ドレイン−ソース間抵抗は徐々に高くなる。そして、信号線REF2の電圧が値VR1まで上昇したときに、トランジスタNT1のゲート−ソース間電圧は、トランジスタNT1のしきい値電圧に等しくなる。これにより、値VR1より高い信号線REF2の電圧が、トランジスタNT1を介して出力電圧OUTに伝達されることはなく、出力電圧OUTにオーバシュートが発生することを抑制できる。   In the transistor NT1 that receives the voltage VR3 of the signal line REF3 at the gate, the gate-source voltage decreases and the drain-source resistance gradually increases as the voltage of the signal line REF2 increases. When the voltage of the signal line REF2 rises to the value VR1, the gate-source voltage of the transistor NT1 becomes equal to the threshold voltage of the transistor NT1. Thereby, the voltage of the signal line REF2 higher than the value VR1 is not transmitted to the output voltage OUT through the transistor NT1, and it is possible to suppress the occurrence of overshoot in the output voltage OUT.

さらに、信号線REF2の電圧が基準電圧VR1に到達した時点で、トランジスタNT1のゲート−ソース間電圧(REF1とREF2の電圧差)は、トランジスタNT1のしきい値電圧と等しくなる。これにより、トランジスタNT1のドレイン−ソース間抵抗はさらに低下し、利得はほぼゼロになるため、基準電圧VR1に向けて変化する信号線CO1の電圧は、基準電圧VR1から大きくずれることなく、滑らかに低下する(図9(l))。換言すれば、差動増幅器AMPを抵抗値R1が徐々に高くなる(抵抗比R2/R1は徐々に小さくなる)反転増幅器として動作させることで、信号線CO1の電圧を、基準電圧VR1より低くさせることなく、基準電圧VR1まで円滑に変化させることができる。   Further, when the voltage of the signal line REF2 reaches the reference voltage VR1, the gate-source voltage (voltage difference between REF1 and REF2) of the transistor NT1 becomes equal to the threshold voltage of the transistor NT1. As a result, the drain-source resistance of the transistor NT1 further decreases, and the gain becomes substantially zero. Therefore, the voltage of the signal line CO1 that changes toward the reference voltage VR1 can be smoothly changed without greatly deviating from the reference voltage VR1. It decreases (FIG. 9 (l)). In other words, the voltage of the signal line CO1 is made lower than the reference voltage VR1 by operating the differential amplifier AMP as an inverting amplifier in which the resistance value R1 gradually increases (resistance ratio R2 / R1 gradually decreases). Without being changed to the reference voltage VR1.

これにより、電圧発生回路VGEN4は、電圧発生回路VGEN1、VGEN2、VGEN3のように起動状態(2)よりも先に起動状態(1)の時点において電圧REF2の生成能力を高くするバイアス回路B2aの加速部の機能を、差動増幅器AMPの出力電圧CO1の低下に応じて、トランジスタN23のドレイン−ソース間抵抗が高くなることにより実現することができる。   As a result, the voltage generation circuit VGEN4 accelerates the bias circuit B2a that increases the generation capability of the voltage REF2 at the time of the startup state (1) prior to the startup state (2) like the voltage generation circuits VGEN1, VGEN2, and VGEN3. This function can be realized by increasing the drain-source resistance of the transistor N23 in accordance with the decrease in the output voltage CO1 of the differential amplifier AMP.

また、トランジスタNT1のゲート電圧は値VR3であるため、信号線REF2の電圧および出力端子OUTの電圧が値VR1に達した時点でトランジスタNT1は遮断となり、信号線REF2が出力端子OUTに伝達することによるオーバシュートは発生しない。   Since the gate voltage of the transistor NT1 is the value VR3, the transistor NT1 is cut off when the voltage of the signal line REF2 and the voltage of the output terminal OUT reach the value VR1, and the signal line REF2 is transmitted to the output terminal OUT. Overshoot due to will not occur.

次に、起動状態(2)では、基準電圧VR1まで低下した信号線CO1の電圧により、バイアス回路B3のトランジスタN37のドレイン電流が減少し、トランジスタP31、P32のゲート電圧が上昇する。これにより、電源線VDDからトランジスタN31へのドレイン電流の供給能力は低下し、信号線REF3の電圧は低下する(図9(m))。トランジスタN37は、差動増幅器AMPからの出力電圧CO1の低下に応じて、基準電圧REF3を低下させる第1の抑制回路の一例である。   Next, in the activated state (2), the drain current of the transistor N37 of the bias circuit B3 decreases due to the voltage of the signal line CO1 lowered to the reference voltage VR1, and the gate voltages of the transistors P31 and P32 increase. As a result, the ability to supply drain current from the power supply line VDD to the transistor N31 decreases, and the voltage of the signal line REF3 decreases (FIG. 9 (m)). The transistor N37 is an example of a first suppression circuit that decreases the reference voltage REF3 in response to a decrease in the output voltage CO1 from the differential amplifier AMP.

信号線REF3の電圧が低下すると、バイアス回路B3のトランジスタN36のドレイン電流はさらに減少するため、信号線REF3の電圧は、さらに低下する。トランジスタN36は、信号線REF3の電圧の低下に応じて、信号線REF3の電圧をさらに低下させる第2の抑制回路の一例である。   When the voltage of the signal line REF3 is lowered, the drain current of the transistor N36 of the bias circuit B3 is further reduced, so that the voltage of the signal line REF3 is further lowered. The transistor N36 is an example of a second suppression circuit that further decreases the voltage of the signal line REF3 in response to a decrease in the voltage of the signal line REF3.

信号線REF3の電圧の低下に伴い、バイアス回路B2bのトランジスタN22、N25は遮断領域で動作し、信号線REF2の電圧は電源電圧VDDまで上昇する(図9(n))。   As the voltage of the signal line REF3 decreases, the transistors N22 and N25 of the bias circuit B2b operate in the cutoff region, and the voltage of the signal line REF2 rises to the power supply voltage VDD (FIG. 9 (n)).

一方、信号線REF3の電圧の低下に伴い、バイアス回路B4のトランジスタN44のドレイン電流が減少し、トランジスタP42、P44のゲート電圧が上昇する。これにより、トランジスタP42のドレイン電流は減少し、電源線VDDからP43へのドレイン電流供給能力が低下し、信号線REF4の電圧は低下する(図9(o))。トランジスタN44は、REF3の電圧低下に応じて、REF4の電圧を低下させる第3の抑制回路の一例である。   On the other hand, as the voltage of the signal line REF3 decreases, the drain current of the transistor N44 of the bias circuit B4 decreases, and the gate voltages of the transistors P42 and P44 increase. As a result, the drain current of the transistor P42 decreases, the drain current supply capability from the power supply line VDD to P43 decreases, and the voltage of the signal line REF4 decreases (FIG. 9 (o)). The transistor N44 is an example of a third suppression circuit that decreases the voltage of REF4 in response to the voltage decrease of REF3.

このように、起動状態(1)での信号線CO1の電圧の低下をトリガとして、バイアス回路B3は、信号線REF3の電圧を接地電圧VSSに固定する(ラッチ動作)。同様に、信号線CO1の電圧の低下および信号線REF3の電圧の低下をトリガとして、バイアス回路B2bは、信号線REF2の電圧を電源電圧VDDに固定する(ラッチ動作)。同様に、信号線REF3の電圧の低下をトリガとして、バイアス回路B4は、AMP及びNT1,NT2からなる反転増幅器の出力CO1、バイアス回路B3の出力信号線REF3の低下を通じてREF4の電圧を接地電圧VSSに固定する(ラッチ動作)。   In this way, the bias circuit B3 fixes the voltage of the signal line REF3 to the ground voltage VSS (latch operation) using the decrease in the voltage of the signal line CO1 in the activated state (1) as a trigger. Similarly, using the decrease in the voltage of the signal line CO1 and the decrease in the voltage of the signal line REF3 as triggers, the bias circuit B2b fixes the voltage of the signal line REF2 to the power supply voltage VDD (latch operation). Similarly, with the voltage drop of the signal line REF3 as a trigger, the bias circuit B4 uses the AMP and the output CO1 of the inverting amplifier composed of NT1 and NT2 and the voltage of the REF4 to the ground voltage VSS through the drop of the output signal line REF3 of the bias circuit B3. (Latch operation).

信号線REF2、OUTの電圧の上昇および信号線REF3の電圧の低下により、トランジスタNT1のゲート−ソース間電圧がトランジスタNT1のしきい値電圧より低くなると、トランジスタNT1の動作領域は遮断領域になる。一方、信号線REF4の電圧の低下により、トランジスタPT2のゲート−ソース間電圧は徐々に大きくなる。出力端子OUTの電圧の上昇と信号線CO1の電圧の下降により、トランジスタPT2のドレイン−ソース間電圧Vdsは小さくなる。式(9)に示したように、トランジスタPT2のドレイン−ソース間電圧Vdsが、ゲート−ソース間電圧VgsからトランジスタPT2のしきい値電圧Vthを引いた値より小さくなると、トランジスタPT2の動作領域は、飽和領域から線形領域になる。   When the gate-source voltage of the transistor NT1 becomes lower than the threshold voltage of the transistor NT1 due to the rise of the voltage of the signal lines REF2 and OUT and the decrease of the voltage of the signal line REF3, the operation region of the transistor NT1 becomes a cutoff region. On the other hand, the voltage between the gate and source of the transistor PT2 gradually increases as the voltage of the signal line REF4 decreases. The drain-source voltage Vds of the transistor PT2 becomes small due to the rise of the voltage of the output terminal OUT and the fall of the voltage of the signal line CO1. As shown in Expression (9), when the drain-source voltage Vds of the transistor PT2 becomes smaller than the value obtained by subtracting the threshold voltage Vth of the transistor PT2 from the gate-source voltage Vgs, the operation region of the transistor PT2 is From the saturation region to the linear region.

この実施形態では、図2に示したスイッチSW2の代わりにトランジスタNT1を配置し、図2に示したスイッチSW3の代わりにトランジスタPT2を配置する。これにより、起動状態(1)から起動状態(2)にかけて、トランジスタNT1を、飽和領域を経由して線形領域から遮断領域に徐々に遷移させることができ、トランジスタPT2を、飽和領域を経由して遮断領域から線形領域に徐々に遷移させることができる。すなわち、出力端子OUTに出力される電圧を、信号線REF2の電圧から信号線CO1の電圧に徐々に切り替えることができ、円滑に値VR1まで上昇させることができる。   In this embodiment, the transistor NT1 is arranged instead of the switch SW2 shown in FIG. 2, and the transistor PT2 is arranged instead of the switch SW3 shown in FIG. As a result, the transistor NT1 can be gradually shifted from the linear region to the cutoff region via the saturation region from the activation state (1) to the activation state (2), and the transistor PT2 can be transitioned via the saturation region. The transition from the blocking region to the linear region can be made gradually. That is, the voltage output to the output terminal OUT can be gradually switched from the voltage of the signal line REF2 to the voltage of the signal line CO1, and can be smoothly raised to the value VR1.

差動増幅器AMPの出力と入力端子(−)とは、トランジスタPT2を介して接続されるため、差動増幅器AMPは、起動状態(2)において、ボルテージフォロア回路としての動作を開始する。すなわち、差動増幅器AMPは、信号線CO1および出力端子OUTに信号線REF1の基準電圧VR1と同じ電圧を出力する(図9(p)、(q))。   Since the output of the differential amplifier AMP and the input terminal (−) are connected via the transistor PT2, the differential amplifier AMP starts operation as a voltage follower circuit in the activated state (2). That is, the differential amplifier AMP outputs the same voltage as the reference voltage VR1 of the signal line REF1 to the signal line CO1 and the output terminal OUT (FIGS. 9 (p) and (q)).

動作状態では、信号線REF3、REF4の電圧が接地電圧VSSまで低下し、起動状態(2)の終了時の状態が維持される。すなわち、差動増幅器AMPは、動作状態の期間中にボルテージフォロア回路として動作し、信号線CO1および出力端子OUTに信号線REF1の基準電圧VR1を定常的に出力する(図9(r)、(s))。   In the operating state, the voltages of the signal lines REF3 and REF4 are reduced to the ground voltage VSS, and the state at the end of the startup state (2) is maintained. That is, the differential amplifier AMP operates as a voltage follower circuit during the period of the operation state, and steadily outputs the reference voltage VR1 of the signal line REF1 to the signal line CO1 and the output terminal OUT (FIG. 9 (r), ( s)).

イネーブル信号ENがハイレベルからロウレベルに変化され、動作状態からパワーダウン状態に戻ると、バイアス回路B1aは、スイッチSW1をオフ状態に設定し、信号線REF1を電源電圧VDDに設定する(図9(t))。   When the enable signal EN is changed from the high level to the low level and returns from the operating state to the power-down state, the bias circuit B1a sets the switch SW1 to the off state and sets the signal line REF1 to the power supply voltage VDD (FIG. 9 ( t)).

バイアス回路B2bにおいて、信号線REF1が電源電圧VDDに変化すると、トランジスタP22の動作領域は、線形領域から遮断領域になる。バイアス回路B3のトランジスタN32は、ロウレベルのイネーブル信号ENを受けて遮断され、トランジスタN33、N35は、信号線REF1のハイレベルを受けて線形領域で動作する。バイアス回路B4のトランジスタP45、N41はそれぞれイネーブル信号/EN、ENを受けて遮断される。これにより、信号線REF3、REF4の電圧は、上昇を開始する(図9(u))。   In the bias circuit B2b, when the signal line REF1 changes to the power supply voltage VDD, the operation region of the transistor P22 changes from the linear region to the cutoff region. The transistor N32 of the bias circuit B3 is cut off in response to the low level enable signal EN, and the transistors N33 and N35 operate in the linear region in response to the high level of the signal line REF1. The transistors P45 and N41 of the bias circuit B4 are cut off in response to the enable signals / EN and EN, respectively. Thereby, the voltages of the signal lines REF3 and REF4 start to rise (FIG. 9 (u)).

信号線REF1の電圧が出力端子OUTの基準電圧VR1より高くなると、差動増幅器AMPは、信号線CO1の電圧を基準電圧VR1から電源電圧VDDに変化させる(図9(v))。信号線CO1の電圧の上昇により、バイアス回路B2bのトランジスタN23の動作領域が遮断領域から線形領域になり、信号線REF2の電圧を低下させる(図9(w))。   When the voltage of the signal line REF1 becomes higher than the reference voltage VR1 of the output terminal OUT, the differential amplifier AMP changes the voltage of the signal line CO1 from the reference voltage VR1 to the power supply voltage VDD (FIG. 9 (v)). As the voltage of the signal line CO1 increases, the operation region of the transistor N23 of the bias circuit B2b changes from the cutoff region to the linear region, and the voltage of the signal line REF2 is decreased (FIG. 9 (w)).

バイアス回路B3において、トランジスタN36は、信号線REF3の電圧の上昇を受けて線形領域で動作し、トランジスタN37は、信号線CO1の電圧の上昇を受けて線形領域で動作する。これにより、トランジスタP31、P32のゲート電圧が低下し、信号線REF3の電圧は、電源電圧VDDまで上昇する。   In the bias circuit B3, the transistor N36 operates in the linear region in response to the increase in the voltage of the signal line REF3, and the transistor N37 operates in the linear region in response to the increase in the voltage of the signal line CO1. As a result, the gate voltages of the transistors P31 and P32 decrease, and the voltage of the signal line REF3 increases to the power supply voltage VDD.

バイアス回路B4のトランジスタN44は、信号線REF3の電圧の上昇を受けて、線形領域で動作する。トランジスタP45は、ハイレベルのイネーブル信号/ENをゲートで受けて遮断され、トランジスタP42、P43のゲート電圧が低下する。トランジスタN41は、ロウレベルのイネーブル信号ENを受けてゲートで遮断するため、信号線REF4の電圧は電源電圧VDDまで上昇する。   The transistor N44 of the bias circuit B4 operates in the linear region in response to a rise in the voltage of the signal line REF3. The transistor P45 receives the high level enable signal / EN at the gate and is cut off, and the gate voltages of the transistors P42 and P43 decrease. Since the transistor N41 receives the low level enable signal EN and shuts off at the gate, the voltage of the signal line REF4 rises to the power supply voltage VDD.

信号線REF3の電圧の上昇により、トランジスタNT1は線形領域で動作し、信号線REF4の上昇により、トランジスタPT2は遮断領域で動作する。これにより、出力端子OUTは、トランジスタNT1を介して信号線REF2に接続され、信号線REF2の電圧の低下に追従して低下する(図9(x))。   As the voltage of the signal line REF3 increases, the transistor NT1 operates in the linear region, and as the signal line REF4 increases, the transistor PT2 operates in the cutoff region. Thus, the output terminal OUT is connected to the signal line REF2 via the transistor NT1, and decreases following the decrease in the voltage of the signal line REF2 (FIG. 9 (x)).

図10は、図9に示した電圧発生回路VGEN4の動作における信号および素子の状態の例を示す。信号および素子の状態を示す”OFF”、”ON”、”線形”等の符号の意味は、図4と同様である。電圧発生回路VGEN4の動作における信号および素子の状態は、図9で説明済みのため、ここでの説明は省略する。   FIG. 10 shows an example of signals and element states in the operation of the voltage generation circuit VGEN4 shown in FIG. The meanings of symbols such as “OFF”, “ON”, and “Linear” indicating the signal and element states are the same as those in FIG. Since signals and element states in the operation of the voltage generation circuit VGEN4 have already been described with reference to FIG. 9, description thereof is omitted here.

以上、図8から図10に示した実施形態においても、図1に示した実施形態と同様に、消費電力を増加させることなく、出力端子OUTの電圧が値VR1に到達するまでの期間を短縮することができる。   As described above, in the embodiment shown in FIGS. 8 to 10, as in the embodiment shown in FIG. 1, the period until the voltage at the output terminal OUT reaches the value VR1 is shortened without increasing the power consumption. can do.

また、図2から図4に示した実施形態と同様に、トランジスタNT1、PT2による切り替え動作により、差動増幅器AMPを、信号CO1の生成回路またはボルテージフォロワ回路として機能させることができる。バイアス回路B2bと差動増幅器AMPとの間に生成される正帰還ループにより、電圧発生回路VGEN4を自律的に動作させることができる。この結果、出力端子OUTの電圧を従来に比べて高速に基準電圧VR1まで立ち上げることができる。さらに、正帰還ループにより、動作状態においてバイアス回路B2b内の貫通電流のパスを切断することで、消費電流が増加することを抑止することができる。   Similarly to the embodiments shown in FIGS. 2 to 4, the differential amplifier AMP can function as a signal CO1 generation circuit or a voltage follower circuit by the switching operation by the transistors NT1 and PT2. The voltage generation circuit VGEN4 can be operated autonomously by a positive feedback loop generated between the bias circuit B2b and the differential amplifier AMP. As a result, the voltage at the output terminal OUT can be raised to the reference voltage VR1 at a higher speed than in the prior art. Furthermore, by cutting the through current path in the bias circuit B2b in the operating state by the positive feedback loop, it is possible to suppress an increase in current consumption.

さらに、この実施形態では、信号線REF2の電圧の上昇速度を起動状態(1)から高くすることができ、出力端子OUTの電圧が値VR1に到達するまでの期間を短縮することができる。   Furthermore, in this embodiment, the rising speed of the voltage of the signal line REF2 can be increased from the start state (1), and the period until the voltage of the output terminal OUT reaches the value VR1 can be shortened.

起動状態(1)において、増幅器AMP、トランジスタPT2、NT1からなる反転増幅器は、信号線CO1の電圧を起動状態(1)の開始当初から低下させることができる。このため、起動状態(1)の開始時点からトランジスタN23を通じた信号線REF2の上昇速度は増加し、出力電圧OUTが値VR1に到達するまでの期間をさらに短縮することができる。また、トランジスタNT1のゲート電圧は値VR3であるため、起動状態(1)から起動状態(2)にかけて、信号線REF2の電圧が値VR1より大きくなる際にトランジスタNT1は遮断領域となり、信号線REF2の電圧が出力端子OUTに伝達することによるオーバシュートは発生しない。同様に、トランジスタPT2のゲート電圧は値VR4であるため、起動状態(1)から起動状態(2)にかけて信号線CO1および出力端子OUTの電圧が値VR1に近づくとトランジスタPT2は線形領域となる。これにより、差動増幅器AMPの入力端子(−)に信号線CO1の電圧が帰還されてボルテージフォロワ回路となるため、信号線CO1および出力端子OUTの電圧が値VR1より下がることはない。   In the startup state (1), the inverting amplifier including the amplifier AMP and the transistors PT2 and NT1 can reduce the voltage of the signal line CO1 from the beginning of the startup state (1). For this reason, the rising speed of the signal line REF2 through the transistor N23 from the start point of the activation state (1) increases, and the period until the output voltage OUT reaches the value VR1 can be further shortened. Further, since the gate voltage of the transistor NT1 is the value VR3, the transistor NT1 becomes a cut-off region when the voltage of the signal line REF2 becomes larger than the value VR1 from the start state (1) to the start state (2), and the signal line REF2 Is not transmitted to the output terminal OUT. Similarly, since the gate voltage of the transistor PT2 is the value VR4, the transistor PT2 becomes a linear region when the voltage of the signal line CO1 and the output terminal OUT approaches the value VR1 from the activated state (1) to the activated state (2). As a result, the voltage of the signal line CO1 is fed back to the input terminal (−) of the differential amplifier AMP to form a voltage follower circuit, so that the voltage of the signal line CO1 and the output terminal OUT does not fall below the value VR1.

信号線CO1の電圧をバイアス回路B3に供給することにより、起動状態(2)において信号線REF3の電圧を自律的に低下させることができる。信号線REF3の電圧をバイアス回路B3に帰還させることにより、起動状態(2)において信号線REF3の電圧をさらに低下させることができる。また、信号線REF3の電圧をバイアス回路B4に供給することにより、起動状態(2)において信号線REF4の電圧を自律的に低下させることができる。この結果、電圧発生回路VGEN4を自律的に動作させて、出力電圧OUTを従来に比べて高速に基準電圧VR1まで立ち上げることができる。   By supplying the voltage of the signal line CO1 to the bias circuit B3, the voltage of the signal line REF3 can be autonomously lowered in the activated state (2). By feeding back the voltage of the signal line REF3 to the bias circuit B3, the voltage of the signal line REF3 can be further lowered in the startup state (2). Further, by supplying the voltage of the signal line REF3 to the bias circuit B4, the voltage of the signal line REF4 can be autonomously lowered in the activated state (2). As a result, the voltage generation circuit VGEN4 can be operated autonomously, and the output voltage OUT can be raised to the reference voltage VR1 at a higher speed than in the prior art.

以上の実施形態において説明した発明を整理して、付記として開示する。
(付記1)
起動信号に応答して第1の信号線に第1の電圧を出力する第1の電圧発生部と、
前記第1の電圧に基づいて第2の信号線に第2の電圧を出力する第2の電圧発生部と、
前記第1の電圧を受けて出力電圧を出力するバッファ部と、
前記第2の電圧が前記第1の電圧よりも小さい第1の期間に前記第2の電圧発生部の出力端子を出力電圧端子に接続し、前記第2の電圧が前記第1の電圧以上のときに前記バッファ部の出力端子を前記出力電圧端子に接続するスイッチ部と
を備え、
前記第2の電圧発生部は、前記第1の期間において前記第2の電圧と前記第1の電圧との差が第1の値以下である第2の期間に、前記第2の電圧と前記第1の電圧との差が前記第1の値より大きい期間に比べて前記第2の電圧の生成能力を高くする加速部を備えること
を特徴とする電圧発生回路。
(付記2)
前記第1の電圧発生部は、前記起動信号を受ける前に、前記第1の信号線に前記第1の電圧より高い電圧を出力し、
前記第2の電圧発生部は、前記第1の信号線に前記第1の電圧が出力されない場合に、前記第1の電圧より低い電圧を出力すること
を特徴とする付記1記載の電圧発生回路。
(付記3)
前記バッファ部は、前記第1の電圧発生部の出力端子に接続された第1の入力端子と、前記出力電圧端子に接続された第2の入力端子とを有する差動増幅器を含み、
前記スイッチ部は、
前記第2の電圧が前記第1の電圧よりも小さいときに前記第2の電圧発生部の出力端子を前記差動増幅器の第2の入力端子に接続し、前記第2の電圧が前記第1の電圧以上のときに前記第2の電圧発生部の出力端子と前記差動増幅器の第2の入力端子との接続を遮断する第1のスイッチと、
前記第2の電圧が前記第1の電圧よりも小さいときに前記差動増幅器の出力端子と前記出力電圧端子との接続を遮断し、前記第2の電圧が前記第1の電圧以上のときに前記差動増幅器の出力端子を前記出力電圧端子に接続する第2のスイッチと
を備えることを特徴とする付記1または付記2記載の電圧発生回路。
(付記4)
前記第1の電圧と前記第2の電圧とを比較し、前記比較結果に応じて、前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチの動作を制御する制御信号を生成する比較器を備え、
前記第2の電圧発生部は、第1の極性を有する第1のトランジスタおよび第2のトランジスタと、抵抗素子と、第2の極性を有する第3のトランジスタおよび第4のトランジスタとを含み、
前記第1のトランジスタのソースは、第1の電源線に接続され、
前記第1のトランジスタのゲートと前記第2のトランジスタのドレインと前記抵抗素子の一端は、前記第2の電圧発生部の出力端子に接続され、
前記第2のトランジスタのソースは、前記第1のトランジスタのドレインに接続され、
前記第2のトランジスタのゲートは、前記第1の電圧発生部の出力端子に接続され、
前記第3のトランジスタのドレインは、前記抵抗素子の他端に接続され、
前記第3のトランジスタのゲートは、前記制御信号を受け、
前記第4のトランジスタのドレインは、前記第3のトランジスタのソースに接続され、
前記第4のトランジスタのゲートは、前記差動増幅器の出力端子に接続され、
前記第4のトランジスタのソースは、第2の電源線に接続され、
前記加速部は、前記差動増幅器の出力端子の出力電圧の低下に応じて、前記第4のトランジスタのドレインとソースとの間の抵抗値を高くすること
を特徴とする付記3記載の電圧発生回路。
(付記5)
前記抵抗素子は、ドレインが前記第2のトランジスタのドレインに接続され、ソースが前記第3のトランジスタのドレインに接続され、ゲートが所定の電圧を有する電圧線に接続された前記第2の極性のトランジスタであること
を特徴とする付記4記載の電圧発生回路。
(付記6)
前記第1の電圧より第2の値高い第3の電圧を出力する第3の電圧発生部と、
前記第1の電圧より第3の値低い第4の電圧を出力する第4の電圧発生部と
を備え、
前記第1のスイッチは、前記第2の電圧発生部の出力端子と前記差動増幅器の第2の入力端子との間に配置され、前記第3の電圧がゲートに入力され、前記第2の値の閾値を有し、第2の極性を有するトランジスタを含み、
前記第2のスイッチは、前記差動増幅器の出力端子と前記出力電圧端子との間に配置され、前記第4の電圧がゲートに入力され前記第3の値の閾値を有し、第1の極性を有するトランジスタを含むこと
を特徴とする付記3記載の電圧発生回路。
(付記7)
前記第1の極性を有するトランジスタは、pMOSトランジスタであり、
前記第2の極性を有するトランジスタは、nMOSトランジスタであること
を特徴とする付記6記載の電圧発生回路。
(付記8)
前記第2の電圧発生部は、前記第1の極性を有する第1のトランジスタおよび第2のトランジスタと、抵抗素子と、前記第2の極性を有する第3のトランジスタおよび第4のトランジスタとを含み、
前記第1のトランジスタのソースは、第1の電源線に接続され、
前記第1のトランジスタのゲートと前記第2のトランジスタのドレインと前記抵抗素子の一端は、前記第2の電圧発生部の出力端子に接続され、
前記第2のトランジスタのゲートは、前記第1の電圧発生部の出力端子に接続され、
前記第3のトランジスタのドレインは、前記抵抗素子の他端に接続され、
前記第3のトランジスタのゲートは、前記第3の電圧を受け、
前記第4のトランジスタのドレインは、前記第3のトランジスタのソースに接続され、
前記第4のトランジスタのゲートは、前記差動増幅器の出力端子に接続され、
前記第4のトランジスタのソースは、第2の電源線に接続されること
を特徴とする付記6または付記7記載の電圧発生回路。
(付記9)
前記第3の電圧発生部は、
前記差動増幅器からの出力電圧の低下に応じて、前記第3の電圧を低下させる第1の抑制回路を含むこと
を特徴とする付記6ないし付記8のいずれか1項記載の電圧発生回路。
(付記10)
前記第3の電圧発生部は、
前記第3の電圧の低下に応じて、前記第3の電圧を低下させる第2の抑制回路を含むこと
を特徴とする付記6ないし付記9のいずれか1項記載の電圧発生回路。
(付記11)
前記第3の電圧発生部は、
第1の電源線と第2の電源線との間に直列に接続される前記第1の極性を有する第5のトランジスタと、前記第2の極性を有する第6のトランジスタと、第3のスイッチと、前記第2の極性を有する第7のトランジスタおよび第8のトランジスタと、
前記第1の電源線と前記第2の電源線との間に直列に接続される前記第1の極性を有する第9のトランジスタと、第4のスイッチと、第2の極性を有する第10のトランジスタ、第11のトランジスタおよび第12のトランジスタとを含み、
前記第5のトランジスタは、ソースが前記第1の電源線に接続され、ドレインが前記第3の電圧発生部の出力端子および前記第6のトランジスタのドレインに接続され、ゲートが前記第9のトランジスタのゲートに接続され、
前記第6のトランジスタは、ゲートとドレインが前記第3の電圧発生部の出力端子に接続され、ソースが前記第3のスイッチの一端および前記第8のトランジスタのゲートに接続され、
前記第7のトランジスタは、ドレインが前記第3のスイッチの他端に接続され、ソースが前記第8のトランジスタのドレインに接続され、ゲートが前記第1の電圧発生部の出力端子に接続され、
前記第8のトランジスタは、ソースが前記第2の電源線に接続され、
前記第3のスイッチは、前記起動信号に応答して前記第6のトランジスタのソースと前記第7のトランジスタのドレインとを接続し、
前記第9のトランジスタは、ソースが前記第1の電源線に接続され、ドレインが前記第4のスイッチの一端に接続され、ゲートが前記第4のスイッチの他端に接続され、
前記第10のトランジスタは、ドレインが前記第9のトランジスタのゲートに接続され、ソースが前記第11のトランジスタのドレインに接続され、ゲートが前記第1の電圧発生部の出力端子に接続され、
前記第11のトランジスタは、ソースが前記第12のトランジスタのドレインに接続され、ゲートが前記第3の電圧発生部の出力端子に接続され、
前記第12のトランジスタは、ソースが前記第2の電源線に接続され、ゲートが前記差動増幅器の出力端子に接続され、
前記第4のスイッチは、前記起動信号に応答して前記第9のトランジスタのドレインと前記第10のトランジスタのドレインとを接続すること
を特徴とする付記6ないし付記9のいずれか1項記載の電圧発生回路。
(付記12)
前記第4の電圧発生部は、
前記第3の電圧の低下に応じて、前記第4の電圧を低下させる第3の抑制回路を含むこと
を特徴とする付記6ないし付記11のいずれか1項記載の電圧発生回路。
(付記13)
前記第4の電圧発生部は、
第1の電源線と第2の電源線との間に直列に接続される前記第1の極性を有する第13のトランジスタ、第14のトランジスタおよび第15のトランジスタと、第5スイッチと、前記第2の極性を有する第16のトランジスタと、
前記第1の電源線と前記第2の電源線との間に直列に接続される前記第1の極性を有する第17のトランジスタと、第6のスイッチと、第2の極性を有する第18のトランジスタおよび第19のトランジスタとを含み、
前記第13のトランジスタは、ソースが前記第1の電源線に接続され、ドレインが前記第14のトランジスタのソースに接続され、ゲートが前記第15のトランジスタのソースに接続され、
前記第14のトランジスタは、ソースが前記第13のトランジスタのドレインに接続され、ドレインが前記第13のトランジスタのゲートに接続され、ゲートが前記第17のトランジスタのゲートに接続され、
前記第15のトランジスタは、ゲートおよびドレインが前記第4の電圧発生部の出力端子および前記第5のスイッチの一端に接続され、
前記第16のトランジスタは、ドレインが前記第5のスイッチの他端に接続され、ソースが前記第2の電源線に接続され、ゲートが前記第2の電圧発生部の電圧発生ノードに接続され、
前記第5のスイッチは、前記起動信号に応答して、前記第15のトランジスタのドレインと前記第16のトランジスタのドレインとを接続し、
前記第17のトランジスタは、ソースが前記第1の電源線に接続され、ドレインが前記第6のスイッチの一端に接続され、ゲートが前記第6のスイッチの他端に接続され、
前記第18のトランジスタは、ドレインが前記第6のスイッチの他端に接続され、ソースが前記第19のトランジスタのドレインに接続され、ゲートが前記第2の電圧発生部の電圧発生ノードに接続され、
前記第19のトランジスタは、ソースが前記第2の電源線に接続され、ゲートが前記第3の電圧発生部の出力端子に接続され、
前記第6のスイッチは、前記起動信号に応答して前記第17のトランジスタのドレインと前記第18のトランジスタのドレインとを接続すること
を特徴とする付記6ないし付記12のいずれか1項記載の電圧発生回路。
(付記14)
前記第2の電圧が前記第1の電圧より高い第3の電圧まで上昇したときに検出信号を出力するバッファ回路を備え、
前記バッファ部は、前記第1の電圧発生部の出力端子に接続された第1の入力端子と、前記出力電圧端子に接続された第2の入力端子とを有する差動増幅器を含み、
前記スイッチ部は、
前記第2の電圧発生部の出力端子と前記差動増幅器の第2の入力端子との間に配置され、前記第1の電圧と前記第2の電圧との差が前記第1の値以下になったことを前記差動増幅器から出力される出力信号が示すときに、オン状態からオフ状態に設定される第1のスイッチと、
前記第2の電圧発生部の出力端子と前記差動増幅器の第2の入力端子との間に、前記第1のスイッチと直列に配置され、前記検出信号が出力される前にオン状態に設定され、前記検出信号の出力に応答してオフ状態に設定される第2のスイッチと、
前記差動増幅器の出力端子と前記出力電圧端子との間に配置され、前記検出信号が出力される前にオフ状態に設定され、前記検出信号の出力に応答してオン状態に設定される第3のスイッチと
を備えることを特徴とする付記1または付記2記載の電圧発生回路。
(付記15)
前記第2の電圧発生部は、第1の極性を有する第1のトランジスタおよび第2のトランジスタと、抵抗素子と、第2の極性を有する第3のトランジスタおよび第4のトランジスタとを含み、
前記第1のトランジスタのソースは、前記第1の電源線に接続され、
前記第1のトランジスタのゲートと前記第2のトランジスタのドレインと前記抵抗素子の一端は、前記第2の電圧発生部の出力端子に接続され、
前記第2のトランジスタのソースは、前記第1のトランジスタのドレインに接続され、
前記第2のトランジスタのゲートは、前記第1の電圧発生部の出力端子に接続され、
前記第3のトランジスタのドレインは、前記抵抗素子の他端に接続され、
前記第3のトランジスタのゲートは、前記検出信号を受け、
前記第4のトランジスタのドレインは、前記第3のトランジスタのソースに接続され、
前記第4のトランジスタのゲートは、前記差動増幅器の出力端子に接続され、
前記第4のトランジスタのソースは、前記第2の電源線に接続されること
を特徴とする付記14記載の電圧発生回路。
(付記16)
前記第1の電圧発生部は、第1の抵抗素子と、第2の抵抗素子と、スイッチとを含み、
前記第1の抵抗素子は、第3の電源線と前記第2の抵抗素子の一端とに接続され、
前記第2の抵抗素子は、前記第1の抵抗素子の一端と前記スイッチの一端とに接続され、
前記スイッチは、前記第2の抵抗素子の他端と第4の電源線とに接続され、
前記スイッチは、前記起動信号に応答してオフ状態からオン状態に設定され、
前記第1の電圧発生部は、前記第1の電圧を前記第1の抵抗素子および前記第2の抵抗素子の接続ノードから出力すること
を特徴とする付記1ないし付記15のいずれか1項記載の電圧発生回路。
(付記17)
起動信号に応答して第1の信号線に第1の電圧を出力し、
前記第1の電圧に基づいて第2の信号線に第2の電圧を第2の電圧発生部で出力し、
前記第2の電圧が前記第1の電圧よりも小さい第1の期間において前記第2の電圧と前記第1の電圧との差が第1の値以下である第2の期間に、前記第2の電圧と前記第1の電圧との差が前記第1の値より大きい期間に比べて前記第2の電圧発生部の前記第2の電圧の生成能力を高くし、
前記第1の電圧をバッファ部で受けて出力電圧を出力し、
前記第1の期間に前記第2の電圧発生部の出力端子を出力電圧端子に接続し、前記第2の電圧が前記第1の電圧以上のときに前記バッファ部の出力端子を前記出力電圧端子に接続すること
を特徴とする電圧発生回路の制御方法。
The invention described in the above embodiments is organized and disclosed as an appendix.
(Appendix 1)
A first voltage generator that outputs a first voltage to the first signal line in response to the activation signal;
A second voltage generator for outputting a second voltage to a second signal line based on the first voltage;
A buffer unit that receives the first voltage and outputs an output voltage;
An output terminal of the second voltage generator is connected to an output voltage terminal in a first period in which the second voltage is smaller than the first voltage, and the second voltage is equal to or higher than the first voltage. And a switch unit for connecting the output terminal of the buffer unit to the output voltage terminal.
The second voltage generation unit includes the second voltage and the second voltage in the second period in which a difference between the second voltage and the first voltage is equal to or less than a first value in the first period. A voltage generation circuit comprising: an accelerating unit that increases a generation capability of the second voltage compared to a period in which a difference from the first voltage is greater than the first value.
(Appendix 2)
The first voltage generator outputs a voltage higher than the first voltage to the first signal line before receiving the activation signal,
The voltage generation circuit according to claim 1, wherein the second voltage generation unit outputs a voltage lower than the first voltage when the first voltage is not output to the first signal line. .
(Appendix 3)
The buffer unit includes a differential amplifier having a first input terminal connected to the output terminal of the first voltage generation unit and a second input terminal connected to the output voltage terminal;
The switch part is
When the second voltage is smaller than the first voltage, the output terminal of the second voltage generator is connected to the second input terminal of the differential amplifier, and the second voltage is the first voltage. A first switch that cuts off the connection between the output terminal of the second voltage generator and the second input terminal of the differential amplifier when the voltage is equal to or higher than
When the second voltage is smaller than the first voltage, the connection between the output terminal of the differential amplifier and the output voltage terminal is cut off, and when the second voltage is equal to or higher than the first voltage. The voltage generation circuit according to claim 1 or 2, further comprising: a second switch that connects an output terminal of the differential amplifier to the output voltage terminal.
(Appendix 4)
A comparator that compares the first voltage with the second voltage and generates a control signal for controlling the operation of the first switch and the second switch according to the comparison result;
The second voltage generator includes a first transistor and a second transistor having a first polarity, a resistance element, and a third transistor and a fourth transistor having a second polarity,
A source of the first transistor is connected to a first power line;
The gate of the first transistor, the drain of the second transistor, and one end of the resistance element are connected to the output terminal of the second voltage generator,
A source of the second transistor is connected to a drain of the first transistor;
A gate of the second transistor is connected to an output terminal of the first voltage generator;
A drain of the third transistor is connected to the other end of the resistance element;
A gate of the third transistor receives the control signal;
A drain of the fourth transistor is connected to a source of the third transistor;
A gate of the fourth transistor is connected to an output terminal of the differential amplifier;
A source of the fourth transistor is connected to a second power line;
The voltage generation according to claim 3, wherein the acceleration unit increases a resistance value between a drain and a source of the fourth transistor in accordance with a decrease in an output voltage of an output terminal of the differential amplifier. circuit.
(Appendix 5)
The resistance element has a drain connected to a drain of the second transistor, a source connected to a drain of the third transistor, and a gate connected to a voltage line having a predetermined voltage. The voltage generation circuit according to appendix 4, wherein the voltage generation circuit is a transistor.
(Appendix 6)
A third voltage generator for outputting a third voltage having a second value higher than the first voltage;
A fourth voltage generator that outputs a fourth voltage that is lower than the first voltage by a third value;
The first switch is disposed between an output terminal of the second voltage generating unit and a second input terminal of the differential amplifier, and the third voltage is input to a gate, A transistor having a threshold value and having a second polarity;
The second switch is disposed between an output terminal of the differential amplifier and the output voltage terminal, and the fourth voltage is input to a gate and has a threshold value of the third value. 4. The voltage generation circuit according to appendix 3, wherein the voltage generation circuit includes a transistor having polarity.
(Appendix 7)
The transistor having the first polarity is a pMOS transistor;
The voltage generation circuit according to appendix 6, wherein the transistor having the second polarity is an nMOS transistor.
(Appendix 8)
The second voltage generator includes a first transistor and a second transistor having the first polarity, a resistance element, and a third transistor and a fourth transistor having the second polarity. ,
A source of the first transistor is connected to a first power line;
The gate of the first transistor, the drain of the second transistor, and one end of the resistance element are connected to the output terminal of the second voltage generator,
A gate of the second transistor is connected to an output terminal of the first voltage generator;
A drain of the third transistor is connected to the other end of the resistance element;
A gate of the third transistor receives the third voltage;
A drain of the fourth transistor is connected to a source of the third transistor;
A gate of the fourth transistor is connected to an output terminal of the differential amplifier;
The voltage generation circuit according to appendix 6 or appendix 7, wherein a source of the fourth transistor is connected to a second power supply line.
(Appendix 9)
The third voltage generator is
9. The voltage generation circuit according to claim 6, further comprising: a first suppression circuit that reduces the third voltage in response to a decrease in the output voltage from the differential amplifier.
(Appendix 10)
The third voltage generator is
The voltage generation circuit according to any one of appendix 6 to appendix 9, further comprising a second suppression circuit that lowers the third voltage in response to a decrease in the third voltage.
(Appendix 11)
The third voltage generator is
A fifth transistor having the first polarity, a sixth transistor having the second polarity, and a third switch connected in series between the first power supply line and the second power supply line; And a seventh transistor and an eighth transistor having the second polarity;
A ninth transistor having the first polarity connected in series between the first power line and the second power line; a fourth switch; and a tenth transistor having a second polarity. A transistor, an eleventh transistor and a twelfth transistor;
The fifth transistor has a source connected to the first power supply line, a drain connected to the output terminal of the third voltage generator and the drain of the sixth transistor, and a gate connected to the ninth transistor. Connected to the gate of
The sixth transistor has a gate and a drain connected to the output terminal of the third voltage generator, a source connected to one end of the third switch and the gate of the eighth transistor,
The seventh transistor has a drain connected to the other end of the third switch, a source connected to the drain of the eighth transistor, a gate connected to the output terminal of the first voltage generator,
The eighth transistor has a source connected to the second power supply line,
The third switch connects a source of the sixth transistor and a drain of the seventh transistor in response to the activation signal;
The ninth transistor has a source connected to the first power line, a drain connected to one end of the fourth switch, a gate connected to the other end of the fourth switch,
The tenth transistor has a drain connected to the gate of the ninth transistor, a source connected to the drain of the eleventh transistor, and a gate connected to the output terminal of the first voltage generator,
The eleventh transistor has a source connected to the drain of the twelfth transistor, a gate connected to the output terminal of the third voltage generator,
The twelfth transistor has a source connected to the second power supply line, a gate connected to an output terminal of the differential amplifier,
The appendix 6 to appendix 9, wherein the fourth switch connects the drain of the ninth transistor and the drain of the tenth transistor in response to the activation signal. Voltage generation circuit.
(Appendix 12)
The fourth voltage generator is
The voltage generation circuit according to any one of appendix 6 to appendix 11, further comprising a third suppression circuit that lowers the fourth voltage in response to a decrease in the third voltage.
(Appendix 13)
The fourth voltage generator is
A thirteenth transistor, a fourteenth transistor and a fifteenth transistor having the first polarity connected in series between the first power supply line and the second power supply line, a fifth switch, and the first switch A sixteenth transistor having a polarity of two;
A seventeenth transistor having the first polarity connected in series between the first power supply line and the second power supply line, a sixth switch, and an eighteenth switch having a second polarity. A transistor and a nineteenth transistor,
The thirteenth transistor has a source connected to the first power supply line, a drain connected to the source of the fourteenth transistor, a gate connected to the source of the fifteenth transistor,
The fourteenth transistor has a source connected to the drain of the thirteenth transistor, a drain connected to the gate of the thirteenth transistor, a gate connected to the gate of the seventeenth transistor,
The fifteenth transistor has a gate and a drain connected to the output terminal of the fourth voltage generator and one end of the fifth switch,
The sixteenth transistor has a drain connected to the other end of the fifth switch, a source connected to the second power supply line, a gate connected to a voltage generation node of the second voltage generation unit,
The fifth switch connects the drain of the fifteenth transistor and the drain of the sixteenth transistor in response to the activation signal,
The seventeenth transistor has a source connected to the first power supply line, a drain connected to one end of the sixth switch, a gate connected to the other end of the sixth switch,
The eighteenth transistor has a drain connected to the other end of the sixth switch, a source connected to the drain of the nineteenth transistor, and a gate connected to a voltage generation node of the second voltage generator. ,
The nineteenth transistor has a source connected to the second power supply line, a gate connected to the output terminal of the third voltage generator,
The appendix 6 to appendix 12, wherein the sixth switch connects a drain of the seventeenth transistor and a drain of the eighteenth transistor in response to the activation signal. Voltage generation circuit.
(Appendix 14)
A buffer circuit for outputting a detection signal when the second voltage rises to a third voltage higher than the first voltage;
The buffer unit includes a differential amplifier having a first input terminal connected to the output terminal of the first voltage generation unit and a second input terminal connected to the output voltage terminal;
The switch part is
The second voltage generator is disposed between the output terminal of the second voltage generator and the second input terminal of the differential amplifier, and the difference between the first voltage and the second voltage is less than or equal to the first value. A first switch that is set from an on state to an off state when the output signal output from the differential amplifier indicates that
Between the output terminal of the second voltage generator and the second input terminal of the differential amplifier, it is arranged in series with the first switch, and is set to an on state before the detection signal is output. A second switch that is set to an off state in response to the output of the detection signal;
The differential amplifier is disposed between the output terminal and the output voltage terminal, and is set to an off state before the detection signal is output, and is set to an on state in response to the output of the detection signal. 3. The voltage generation circuit according to appendix 1 or appendix 2, characterized by comprising:
(Appendix 15)
The second voltage generator includes a first transistor and a second transistor having a first polarity, a resistance element, and a third transistor and a fourth transistor having a second polarity,
A source of the first transistor is connected to the first power line;
The gate of the first transistor, the drain of the second transistor, and one end of the resistance element are connected to the output terminal of the second voltage generator,
A source of the second transistor is connected to a drain of the first transistor;
A gate of the second transistor is connected to an output terminal of the first voltage generator;
A drain of the third transistor is connected to the other end of the resistance element;
A gate of the third transistor receives the detection signal;
A drain of the fourth transistor is connected to a source of the third transistor;
A gate of the fourth transistor is connected to an output terminal of the differential amplifier;
15. The voltage generation circuit according to appendix 14, wherein a source of the fourth transistor is connected to the second power supply line.
(Appendix 16)
The first voltage generator includes a first resistance element, a second resistance element, and a switch,
The first resistance element is connected to a third power supply line and one end of the second resistance element,
The second resistance element is connected to one end of the first resistance element and one end of the switch,
The switch is connected to the other end of the second resistance element and a fourth power supply line,
The switch is set from an off state to an on state in response to the activation signal,
16. The supplementary note 1 to supplementary note 15, wherein the first voltage generator outputs the first voltage from a connection node of the first resistive element and the second resistive element. Voltage generator circuit.
(Appendix 17)
Outputting a first voltage to the first signal line in response to the activation signal;
Based on the first voltage, the second voltage generator outputs the second voltage to the second signal line,
In the second period in which the difference between the second voltage and the first voltage is less than or equal to the first value in the first period in which the second voltage is smaller than the first voltage, the second voltage The second voltage generator has a higher generation capability of the second voltage than a period in which the difference between the first voltage and the first voltage is greater than the first value,
Receiving the first voltage at the buffer unit and outputting an output voltage;
The output terminal of the second voltage generation unit is connected to the output voltage terminal during the first period, and the output terminal of the buffer unit is connected to the output voltage terminal when the second voltage is equal to or higher than the first voltage. And a voltage generating circuit control method.

以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲がその精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずである。したがって、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物に拠ることも可能である。   From the above detailed description, features and advantages of the embodiments will become apparent. This is intended to cover the features and advantages of the embodiments described above without departing from the spirit and scope of the claims. Also, any improvement and modification should be readily conceivable by those having ordinary knowledge in the art. Therefore, there is no intention to limit the scope of the inventive embodiments to those described above, and appropriate modifications and equivalents included in the scope disclosed in the embodiments can be used.

ACC…加速部;AMP…差動増幅器;B1、B2、B2a、B2b、B3、B4…バイアス回路;BUF…バッファ部;CAP…キャパシタ;CMP…比較器;CO1…信号線;CO2…制御信号;EN…イネーブル信号;IV…インバータ;OUT…出力端子;REF1、REF2、REF3、REF4…信号線;SW…スイッチ部;SW1、SW2、SW3、SW4…スイッチ;VGEN1、VGEN2、VGEN3、VGEN4…電圧発生回路;VO…出力電圧   ACC: Acceleration unit; AMP: Differential amplifier; B1, B2, B2a, B2b, B3, B4 ... Bias circuit; BUF ... Buffer unit; CAP ... Capacitor; CMP ... Comparator; CO1 ... Signal line; EN ... enable signal; IV ... inverter; OUT ... output terminal; REF1, REF2, REF3, REF4 ... signal line; SW ... switch part; SW1, SW2, SW3, SW4 ... switch; VGEN1, VGEN2, VGEN3, VGEN4 ... voltage generation Circuit; VO ... Output voltage

Claims (9)

起動信号に応答して第1の信号線に第1の電圧を出力する第1の電圧発生部と、
前記第1の電圧に基づいて第2の信号線に第2の電圧を出力する第2の電圧発生部と、
前記第1の電圧を受けて出力電圧を出力するバッファ部と、
前記第2の電圧が前記第1の電圧よりも小さい第1の期間に前記第2の電圧発生部の出力端子を出力電圧端子に接続し、前記第2の電圧が前記第1の電圧以上のときに前記バッファ部の出力端子を前記出力電圧端子に接続するスイッチ部と
を備え、
前記第2の電圧発生部は、前記第1の期間において前記第2の電圧と前記第1の電圧との差が第1の値以下である第2の期間に、前記第2の電圧と前記第1の電圧との差が前記第1の値より大きい期間に比べて前記第2の電圧の生成能力を高くする加速部を備えること
を特徴とする電圧発生回路。
A first voltage generator that outputs a first voltage to the first signal line in response to the activation signal;
A second voltage generator for outputting a second voltage to a second signal line based on the first voltage;
A buffer unit that receives the first voltage and outputs an output voltage;
An output terminal of the second voltage generator is connected to an output voltage terminal in a first period in which the second voltage is smaller than the first voltage, and the second voltage is equal to or higher than the first voltage. And a switch unit for connecting the output terminal of the buffer unit to the output voltage terminal.
The second voltage generation unit includes the second voltage and the second voltage in the second period in which a difference between the second voltage and the first voltage is equal to or less than a first value in the first period. A voltage generation circuit comprising: an accelerating unit that increases a generation capability of the second voltage compared to a period in which a difference from the first voltage is greater than the first value.
前記第1の電圧発生部は、前記起動信号を受ける前に、前記第1の信号線に前記第1の電圧より高い電圧を出力し、
前記第2の電圧発生部は、前記第1の信号線に前記第1の電圧が出力されない場合に、前記第1の電圧より低い電圧を出力すること
を特徴とする請求項1記載の電圧発生回路。
The first voltage generator outputs a voltage higher than the first voltage to the first signal line before receiving the activation signal,
2. The voltage generator according to claim 1, wherein the second voltage generator outputs a voltage lower than the first voltage when the first voltage is not output to the first signal line. 3. circuit.
前記バッファ部は、前記第1の電圧発生部の出力端子に接続された第1の入力端子と、前記出力電圧端子に接続された第2の入力端子とを有する差動増幅器を含み、
前記スイッチ部は、
前記第2の電圧が前記第1の電圧よりも小さいときに前記第2の電圧発生部の出力端子を前記差動増幅器の第2の入力端子に接続し、前記第2の電圧が前記第1の電圧以上のときに前記第2の電圧発生部の出力端子と前記差動増幅器の第2の入力端子との接続を遮断する第1のスイッチと、
前記第2の電圧が前記第1の電圧よりも小さいときに前記差動増幅器の出力端子と前記出力電圧端子との接続を遮断し、前記第2の電圧が前記第1の電圧以上のときに前記差動増幅器の出力端子を前記出力電圧端子に接続する第2のスイッチと
を備えることを特徴とする請求項1または請求項2記載の電圧発生回路。
The buffer unit includes a differential amplifier having a first input terminal connected to the output terminal of the first voltage generation unit and a second input terminal connected to the output voltage terminal;
The switch part is
When the second voltage is smaller than the first voltage, the output terminal of the second voltage generator is connected to the second input terminal of the differential amplifier, and the second voltage is the first voltage. A first switch that cuts off the connection between the output terminal of the second voltage generator and the second input terminal of the differential amplifier when the voltage is equal to or higher than
When the second voltage is smaller than the first voltage, the connection between the output terminal of the differential amplifier and the output voltage terminal is cut off, and when the second voltage is equal to or higher than the first voltage. The voltage generation circuit according to claim 1, further comprising: a second switch that connects an output terminal of the differential amplifier to the output voltage terminal.
前記第1の電圧と前記第2の電圧とを比較し、前記比較結果に応じて、前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチの動作を制御する制御信号を生成する比較器を備え、
前記第2の電圧発生部は、第1の極性を有する第1のトランジスタおよび第2のトランジスタと、抵抗素子と、第2の極性を有する第3のトランジスタおよび第4のトランジスタとを含み、
前記第1のトランジスタのソースは、第1の電源線に接続され、
前記第1のトランジスタのゲートと前記第2のトランジスタのドレインと前記抵抗素子の一端は、前記第2の電圧発生部の出力端子に接続され、
前記第2のトランジスタのソースは、前記第1のトランジスタのドレインに接続され、
前記第2のトランジスタのゲートは、前記第1の電圧発生部の出力端子に接続され、
前記第3のトランジスタのドレインは、前記抵抗素子の他端に接続され、
前記第3のトランジスタのゲートは、前記制御信号を受け、
前記第4のトランジスタのドレインは、前記第3のトランジスタのソースに接続され、
前記第4のトランジスタのゲートは、前記差動増幅器の出力端子に接続され、
前記第4のトランジスタのソースは、第2の電源線に接続され、
前記加速部は、前記差動増幅器の出力端子の出力電圧の低下に応じて、前記第4のトランジスタのドレインとソースとの間の抵抗値を高くすること
を特徴とする請求項3記載の電圧発生回路。
A comparator that compares the first voltage with the second voltage and generates a control signal for controlling the operation of the first switch and the second switch according to the comparison result;
The second voltage generator includes a first transistor and a second transistor having a first polarity, a resistance element, and a third transistor and a fourth transistor having a second polarity,
A source of the first transistor is connected to a first power line;
The gate of the first transistor, the drain of the second transistor, and one end of the resistance element are connected to the output terminal of the second voltage generator,
A source of the second transistor is connected to a drain of the first transistor;
A gate of the second transistor is connected to an output terminal of the first voltage generator;
A drain of the third transistor is connected to the other end of the resistance element;
A gate of the third transistor receives the control signal;
A drain of the fourth transistor is connected to a source of the third transistor;
A gate of the fourth transistor is connected to an output terminal of the differential amplifier;
A source of the fourth transistor is connected to a second power line;
4. The voltage according to claim 3, wherein the acceleration unit increases a resistance value between a drain and a source of the fourth transistor according to a decrease in an output voltage of an output terminal of the differential amplifier. Generation circuit.
前記第1の電圧より第2の値高い第3の電圧を出力する第3の電圧発生部と、
前記第1の電圧より第3の値低い第4の電圧を出力する第4の電圧発生部と
を備え、
前記第1のスイッチは、前記第2の電圧発生部の出力端子と前記差動増幅器の第2の入力端子との間に配置され、前記第3の電圧がゲートに入力され、前記第2の値の閾値を有し、第2の極性を有するトランジスタを含み、
前記第2のスイッチは、前記差動増幅器の出力端子と前記出力電圧端子との間に配置され、前記第4の電圧がゲートに入力され前記第3の値の閾値を有し、第1の極性を有するトランジスタを含むこと
を特徴とする請求項3記載の電圧発生回路。
A third voltage generator for outputting a third voltage having a second value higher than the first voltage;
A fourth voltage generator that outputs a fourth voltage that is lower than the first voltage by a third value;
The first switch is disposed between an output terminal of the second voltage generating unit and a second input terminal of the differential amplifier, and the third voltage is input to a gate, A transistor having a threshold value and having a second polarity;
The second switch is disposed between an output terminal of the differential amplifier and the output voltage terminal, and the fourth voltage is input to a gate and has a threshold value of the third value. The voltage generation circuit according to claim 3, comprising a transistor having polarity.
前記第2の電圧発生部は、前記第1の極性を有する第1のトランジスタおよび第2のトランジスタと、抵抗素子と、前記第2の極性を有する第3のトランジスタおよび第4のトランジスタとを含み、
前記第1のトランジスタのソースは、第1の電源線に接続され、
前記第1のトランジスタのゲートと前記第2のトランジスタのドレインと前記抵抗素子の一端は、前記第2の電圧発生部の出力端子に接続され、
前記第2のトランジスタのゲートは、前記第1の電圧発生部の出力端子に接続され、
前記第3のトランジスタのドレインは、前記抵抗素子の他端に接続され、
前記第3のトランジスタのゲートは、前記第3の電圧を受け、
前記第4のトランジスタのドレインは、前記第3のトランジスタのソースに接続され、
前記第4のトランジスタのゲートは、前記差動増幅器の出力端子に接続され、
前記第4のトランジスタのソースは、第2の電源線に接続されること
を特徴とする請求項5記載の電圧発生回路。
The second voltage generator includes a first transistor and a second transistor having the first polarity, a resistance element, and a third transistor and a fourth transistor having the second polarity. ,
A source of the first transistor is connected to a first power line;
The gate of the first transistor, the drain of the second transistor, and one end of the resistance element are connected to the output terminal of the second voltage generator,
A gate of the second transistor is connected to an output terminal of the first voltage generator;
A drain of the third transistor is connected to the other end of the resistance element;
A gate of the third transistor receives the third voltage;
A drain of the fourth transistor is connected to a source of the third transistor;
A gate of the fourth transistor is connected to an output terminal of the differential amplifier;
The voltage generation circuit according to claim 5, wherein a source of the fourth transistor is connected to a second power supply line.
前記第2の電圧が前記第1の電圧より高い第3の電圧まで上昇したときに検出信号を出力するバッファ回路を備え、
前記バッファ部は、前記第1の電圧発生部の出力端子に接続された第1の入力端子と、前記出力電圧端子に接続された第2の入力端子とを有する差動増幅器を含み、
前記スイッチ部は、
前記第2の電圧発生部の出力端子と前記差動増幅器の第2の入力端子との間に配置され、前記第1の電圧と前記第2の電圧との差が前記第1の値以下になったことを前記差動増幅器から出力される出力信号が示すときに、オン状態からオフ状態に設定される第1のスイッチと、
前記第2の電圧発生部の出力端子と前記差動増幅器の第2の入力端子との間に、前記第1のスイッチと直列に配置され、前記検出信号が出力される前にオン状態に設定され、前記検出信号の出力に応答してオフ状態に設定される第2のスイッチと、
前記差動増幅器の出力端子と前記出力電圧端子との間に配置され、前記検出信号が出力される前にオフ状態に設定され、前記検出信号の出力に応答してオン状態に設定される第3のスイッチと
を備えることを特徴とする請求項1または請求項2記載の電圧発生回路。
A buffer circuit for outputting a detection signal when the second voltage rises to a third voltage higher than the first voltage;
The buffer unit includes a differential amplifier having a first input terminal connected to the output terminal of the first voltage generation unit and a second input terminal connected to the output voltage terminal;
The switch part is
The second voltage generator is disposed between the output terminal of the second voltage generator and the second input terminal of the differential amplifier, and the difference between the first voltage and the second voltage is less than or equal to the first value. A first switch that is set from an on state to an off state when the output signal output from the differential amplifier indicates that
Between the output terminal of the second voltage generator and the second input terminal of the differential amplifier, it is arranged in series with the first switch, and is set to an on state before the detection signal is output. A second switch that is set to an off state in response to the output of the detection signal;
The differential amplifier is disposed between the output terminal and the output voltage terminal, and is set to an off state before the detection signal is output, and is set to an on state in response to the output of the detection signal. 3. The voltage generation circuit according to claim 1, further comprising: 3 switches.
前記第2の電圧発生部は、第1の極性を有する第1のトランジスタおよび第2のトランジスタと、抵抗素子と、第2の極性を有する第3のトランジスタおよび第4のトランジスタとを含み、
前記第1のトランジスタのソースは、前記第1の電源線に接続され、
前記第1のトランジスタのゲートと前記第2のトランジスタのドレインと前記抵抗素子の一端は、前記第2の電圧発生部の出力端子に接続され、
前記第2のトランジスタのソースは、前記第1のトランジスタのドレインに接続され、
前記第2のトランジスタのゲートは、前記第1の電圧発生部の出力端子に接続され、
前記第3のトランジスタのドレインは、前記抵抗素子の他端に接続され、
前記第3のトランジスタのゲートは、前記検出信号を受け、
前記第4のトランジスタのドレインは、前記第3のトランジスタのソースに接続され、
前記第4のトランジスタのゲートは、前記差動増幅器の出力端子に接続され、
前記第4のトランジスタのソースは、前記第2の電源線に接続されること
を特徴とする請求項7記載の電圧発生回路。
The second voltage generator includes a first transistor and a second transistor having a first polarity, a resistance element, and a third transistor and a fourth transistor having a second polarity,
A source of the first transistor is connected to the first power line;
The gate of the first transistor, the drain of the second transistor, and one end of the resistance element are connected to the output terminal of the second voltage generator,
A source of the second transistor is connected to a drain of the first transistor;
A gate of the second transistor is connected to an output terminal of the first voltage generator;
A drain of the third transistor is connected to the other end of the resistance element;
A gate of the third transistor receives the detection signal;
A drain of the fourth transistor is connected to a source of the third transistor;
A gate of the fourth transistor is connected to an output terminal of the differential amplifier;
The voltage generation circuit according to claim 7, wherein a source of the fourth transistor is connected to the second power supply line.
起動信号に応答して第1の信号線に第1の電圧を出力し、
前記第1の電圧に基づいて第2の信号線に第2の電圧を第2の電圧発生部で出力し、
前記第2の電圧が前記第1の電圧よりも小さい第1の期間において前記第2の電圧と前記第1の電圧との差が第1の値以下である第2の期間に、前記第2の電圧と前記第1の電圧との差が前記第1の値より大きい期間に比べて前記第2の電圧発生部の前記第2の電圧の生成能力を高くし、
前記第1の電圧をバッファ部で受けて出力電圧を出力し、
前記第1の期間に前記第2の電圧発生部の出力端子を出力電圧端子に接続し、前記第2の電圧が前記第1の電圧以上のときに前記バッファ部の出力端子を前記出力電圧端子に接続すること
を特徴とする電圧発生回路の制御方法。
Outputting a first voltage to the first signal line in response to the activation signal;
Based on the first voltage, the second voltage generator outputs the second voltage to the second signal line,
In the second period in which the difference between the second voltage and the first voltage is less than or equal to the first value in the first period in which the second voltage is smaller than the first voltage, the second voltage The second voltage generator has a higher generation capability of the second voltage than a period in which the difference between the first voltage and the first voltage is greater than the first value,
Receiving the first voltage at the buffer unit and outputting an output voltage;
The output terminal of the second voltage generation unit is connected to the output voltage terminal during the first period, and the output terminal of the buffer unit is connected to the output voltage terminal when the second voltage is equal to or higher than the first voltage. And a voltage generating circuit control method.
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