JP2023111047A - regulator circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、レギュレータ回路に関する。 The present disclosure relates to regulator circuits.
外部から供給された直流電圧からシステム等で必要とされる所望の直流電圧を出力する回路としてレギュレータ回路が知られている。レギュレータ回路によって供給電圧よりも低い出力電圧を生成する場合、LDO(Low Drop Out)回路に代表されるリニアレギュレータが用いられる。 A regulator circuit is known as a circuit that outputs a desired DC voltage required by a system or the like from an externally supplied DC voltage. When a regulator circuit generates an output voltage lower than a supply voltage, a linear regulator typified by an LDO (Low Drop Out) circuit is used.
リニアレギュレータでは、出力電圧および出力電流を生成する出力部に能動素子が使用される。この能動素子として、たとえば、バイポーラトランジスタあるいはMOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタが使用される。これらのトランジスタは半導体基板上に形成される。 A linear regulator uses an active device in the output section to produce an output voltage and an output current. Bipolar transistors or MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistors, for example, are used as the active elements. These transistors are formed on a semiconductor substrate.
リニアレギュレータの通常動作時には、出力電圧は供給電圧よりも低い値である。しかし、使用条件および供給電圧の急減などの理由により、供給電圧が出力電圧より低くなった場合、出力端子から供給電源に対して電流が逆流する。この逆流を防止するため、レギュレータ回路の出力部には、供給電圧が出力電圧よりも低下したことを検知した場合に出力部をオフ状態に切り替える逆流防止回路が設けられる。 During normal operation of the linear regulator, the output voltage is lower than the supply voltage. However, if the supply voltage becomes lower than the output voltage due to usage conditions or a sudden drop in the supply voltage, current flows back from the output terminal to the power supply. In order to prevent this backflow, the output section of the regulator circuit is provided with a backflow prevention circuit that switches the output section to an off state when it is detected that the supply voltage is lower than the output voltage.
特開2019-125082号公報(特許文献1)は、プロセス条件の変動および動作温度の変動の影響を抑制して精度の高い逆流判定を可能にする逆流防止回路を備えたレギュレータ回路を提供することを目的とする。具体的に、この文献のレギュレータ回路は、入力端子と出力段トランジスタとの間に接続された逆流防止トランジスタと、逆流防止トランジスタを制御する逆流防止制御部とを備える。逆流防止制御部は、ディプレッション型のP型MOSトランジスタである、第1トランジスタおよび第2トランジスタを含む。第1トランジスタのソースは、レギュレータ回路の出力端子に接続され、第1トランジスタのゲートは、レギュレータ回路の入力端子に接続される。第2トランジスタのソースは、自身のゲート、第1トランジスタのドレインに接続され、第2トランジスタのドレインは接地される。第1トランジスタのドレイン電圧により、逆流防止トランジスタのオンオフが制御される。 Japanese Patent Laying-Open No. 2019-125082 (Patent Document 1) provides a regulator circuit including a backflow prevention circuit that suppresses the influence of fluctuations in process conditions and fluctuations in operating temperature to enable highly accurate backflow determination. With the goal. Specifically, the regulator circuit of this document includes a backflow prevention transistor connected between an input terminal and an output stage transistor, and a backflow prevention control unit that controls the backflow prevention transistor. The backflow prevention controller includes a first transistor and a second transistor, which are depletion type P-type MOS transistors. The source of the first transistor is connected to the output terminal of the regulator circuit, and the gate of the first transistor is connected to the input terminal of the regulator circuit. The source of the second transistor is connected to its gate and the drain of the first transistor, and the drain of the second transistor is grounded. The on/off of the backflow prevention transistor is controlled by the drain voltage of the first transistor.
上記の特許文献1に開示されたレギュレータ回路では、ディプレッション型の第1および第2トランジスタを設ける必要がある。このため、エンハンスメント型のトランジスタの製造工程以外にディプレッション型のトランジスタの製造工程が必要になり、製造期間が長くなる。結果として、製造コストが高くなり、生産効率が悪くなる。
In the regulator circuit disclosed in
本開示は、上記の問題点を考慮してなされたものである。本開示の目的の一つは、ディプレッション型のトランジスタを用いずに通常のエンハンスメント型のトランジスタによって構成可能であるともに、プロセス条件および動作温度の変動の影響を受け難い逆流防止回路を備えたレギュレータ回路を提供することである。 The present disclosure has been made in consideration of the above problems. One of the objects of the present disclosure is to provide a regulator circuit that can be configured with ordinary enhancement-type transistors without using depletion-type transistors and that has a backflow prevention circuit that is less susceptible to fluctuations in process conditions and operating temperature. is to provide
一実施形態のレギュレータ回路は、入力ノードと、出力ノードと、基準ノードと、出力トランジスタと、誤差増幅器と、逆流防止用トランジスタと、第1の定電流源と、第2の定電流源と、第1の電圧降下回路と、第2の電圧降下回路と、比較回路とを備える。入力ノードは、外部からの供給電圧を受ける。出力ノードは、出力電圧を出力する。基準ノードは、基準電圧を受ける。出力トランジスタは、入力ノードと出力ノードとの間に接続される。誤差増幅器は、基準電圧と出力電圧またはその分圧電圧との電圧差に基づいて出力トランジスタを通過する電流量を制御する。逆流防止用トランジスタは、入力ノードと出力ノードとの間に、出力トランジスタと直列に接続される。第1の定電流源は、第1の定電流を生成する。第2の定電流源は、第2の定電流を生成する。第1の電圧降下回路は、入力ノードと基準ノードとの間に第1の定電流源と直列に接続され、供給電圧から第1の定電流に応じた第1の降下電圧を減じた第1の電圧を生成する。第2の電圧降下回路は、出力ノードから入力ノードの方向に逆流電流が流れるときに出力トランジスタに生じる電圧降下に等しい第2の降下電圧を、出力電圧から減じた第2の電圧を生成する。比較回路は、出力ノードと基準ノードとの間に、第2の定電流源および第2の電圧降下回路と直列に接続され、第2の電圧と第1の電圧との差分電圧を第2の定電流に応じた閾値と比較する。逆流防止用トランジスタは、比較回路の比較結果に基づいて開閉制御される。第1の定電流および第2の定電流の値は、第1の降下電圧と閾値とが等しくなるように決定される。 The regulator circuit of one embodiment includes an input node, an output node, a reference node, an output transistor, an error amplifier, a backflow prevention transistor, a first constant current source, a second constant current source, A first voltage drop circuit, a second voltage drop circuit, and a comparison circuit are provided. The input node receives an externally supplied voltage. The output node outputs an output voltage. A reference node receives a reference voltage. The output transistor is connected between the input node and the output node. The error amplifier controls the amount of current passing through the output transistor based on the voltage difference between the reference voltage and the output voltage or its divided voltage. The backflow prevention transistor is connected in series with the output transistor between the input node and the output node. A first constant current source generates a first constant current. A second constant current source generates a second constant current. The first voltage drop circuit is connected in series with the first constant current source between the input node and the reference node, and provides a first voltage drop corresponding to the first constant current from the supply voltage. to generate a voltage of The second voltage drop circuit generates a second voltage by subtracting from the output voltage a second drop voltage equal to the voltage drop across the output transistor when a reverse current flows from the output node to the input node. The comparison circuit is connected in series with the second constant current source and the second voltage drop circuit between the output node and the reference node, and converts the difference voltage between the second voltage and the first voltage into a second voltage. It is compared with a threshold corresponding to constant current. The backflow prevention transistor is controlled to be opened or closed based on the comparison result of the comparison circuit. The values of the first constant current and the second constant current are determined so that the first voltage drop equals the threshold.
上記の実施形態によれば、第1の定電流源と、第2の定電流源と、第1の電圧降下回路と、第2の電圧降下回路と、比較回路とを備える制御回路によって、逆流防止用トランジスタの開閉が制御される。上記の制御回路は、ディプレッション型のトランジスタを用いずに通常のエンハンスメント型のトランジスタを用いて構成可能であるともに、プロセス条件および動作温度の変動の影響を受け難い構成とすることができる。 According to the above embodiment, the control circuit comprising the first constant current source, the second constant current source, the first voltage drop circuit, the second voltage drop circuit, and the comparison circuit controls the reverse current flow. The opening and closing of the prevention transistor is controlled. The above control circuit can be configured using normal enhancement-type transistors without using depletion-type transistors, and can be configured to be less susceptible to fluctuations in process conditions and operating temperature.
以下、各実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰り返さない。 Hereinafter, each embodiment will be described in detail with reference to the drawings. The same reference numerals are given to the same or corresponding parts, and the description thereof will not be repeated.
実施の形態1.
[レギュレータ回路の概略構成]
図1は、実施の形態1による逆流防止回路を備えたレギュレータ回路100の構成を示す回路図である。図1を参照して、レギュレータ回路100は、定電圧源101、誤差増幅器102、出力回路103、分圧回路104、出力容量C1、入力ノード(Node)NIN、出力ノードNOUT、グランドノードGND、および逆流防止制御回路111を備える。逆流防止回路120は、出力回路103の逆流防止用トランジスタMP2と逆流防止制御回路111とによって構成される。
[Schematic configuration of regulator circuit]
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a
図1に示すように、入力ノードNINに外部から電圧VIが供給され、この供給電圧VIは出力回路103に入力される。出力回路103は、供給電圧VIの入力を受け、定電圧源101から出力される電圧に応じた所望の出力電圧VOを生成し、生成した出力電圧VOを出力ノードNOUTへ出力する。また、生成された出力電圧VOは、分圧回路104に入力されるとともに、逆流防止制御回路111に入力される。
As shown in FIG. 1, an input node NIN is supplied with a voltage VI from the outside, and this supply voltage VI is input to an
グランドノードGNDは、基準電圧としてのグランド電圧を受ける。グランドノードGNDを基準ノードとも称する。出力容量C1は、出力ノードNOUTとグランドノードGNDとの間に接続される。 Ground node GND receives a ground voltage as a reference voltage. The ground node GND is also called a reference node. Output capacitor C1 is connected between output node NOUT and ground node GND.
出力回路103は、出力電圧VOを駆動する出力トランジスタMP1と、逆流防止用トランジスタMP2とを含む。図1の場合、出力トランジスタMP1および逆流防止用トランジスタMP2は、P型MOSトランジスタによって構成され、入力ノードNINと出力ノードNOUTとの間に互いに直列に接続される。出力トランジスタMP1のゲートには、誤差増幅器102の出力電圧が入力される。これにより、出力トランジスタMP1の出力電圧および出力電流が制御される。逆流防止用トランジスタMP2のゲートには、逆流防止制御回路111からの制御電圧が入力される。この制御電圧により逆流防止用トランジスタMP2の開閉が制御される。出力回路103の動作の詳細については、図3および図4を参照して後述する。
The
図2は、図1の分圧回路104を取り出して示す図である。分圧回路104は、出力電圧VOを分圧することにより分圧電圧を生成し、生成した分圧電圧を出力トランジスタMP1のゲート電圧制御に用いられる帰還電圧VFBとして出力する。図2の分圧回路104は、分圧回路の一例として示されたものであり、出力ノードNOUTとグランドノードGNDとの間に互いに直列に接続された抵抗素子R1,R2を含む。抵抗素子R1,R2の抵抗値をそれぞれr1,r2とすると、帰還電圧VFBは、
VFB=VO×r2/(r1+r2) …(1)
で表される。
FIG. 2 is a diagram showing the voltage dividing
VFB=VO×r2/(r1+r2) (1)
is represented by
図1に戻って、誤差増幅器102の接続および機能について説明する。誤差増幅器102の反転入力端子(-側)には、定電圧源101で生成された基準電圧VREFが入力される。誤差増幅器102の非反転入力端子(+側)には帰還電圧VFBが入力される。すなわち、誤差増幅器102の非反転入力端子(+側)は、抵抗素子R1,R2の接続ノードN2に接続される。誤差増幅器102の出力端子は、出力回路103を構成する出力トランジスタMP1のゲートに接続される。これにより、出力回路103の出力電圧VOは、基準電圧VREFと帰還電圧VFBとが等しくなるように調整される。上記のように出力電圧VOに対して帰還制御を行うことにより、出力ノードNOUTから出力される負荷電流が増減した場合でも、出力回路103の電流供給能力が調整されて出力電圧VOが一定に保たれる。すなわち、レギュレータ回路100の定電圧出力機能が実現される。
Returning to FIG. 1, the connection and function of
[出力回路の構成および動作]
次に、出力回路103の構成および動作についてさらに詳しく説明する。図3は、逆流防止用トランジスタMP2を備えていない場合の出力回路203の構成を示す図である。
[Configuration and Operation of Output Circuit]
Next, the configuration and operation of
図3を参照して、出力回路203を構成する出力トランジスタMP1は、P型MOSトランジスタによって構成される。出力トランジスタMP1のソースSは入力ノードNINに接続され、ドレインDは出力ノードNOUTに接続される。また、出力トランジスタMP1のゲートGには誤差増幅器102から出力された制御電圧VGMP1が入力される。MOSトランジスタの場合、ソースSとバックゲートB(ボディ、基板、バルクとも称する)とが直結される。また、ドレインDからバックゲートBに向かう方向が順方向となるように寄生ダイオードD1が形成される。
Referring to FIG. 3, output transistor MP1 forming
通常の使用状態では、入力ノードNINに外部から供給される電圧VIに対し、出力ノードNOUTから出力される出力電圧VOはより低い電圧である。このため、出力トランジスタMP1のドレインDとバックゲートBとの間に存在する寄生ダイオードD1は逆バイアス状態である。この結果、寄生ダイオードD1を介して出力ノードNOUTから入力ノードNINへの逆流電流は生じない。 In normal use, the output voltage VO output from the output node NOUT is lower than the voltage VI externally supplied to the input node NIN. Therefore, the parasitic diode D1 existing between the drain D and the back gate B of the output transistor MP1 is in a reverse bias state. As a result, no reverse current flows from the output node NOUT to the input node NIN via the parasitic diode D1.
しかしながら、入力ノードNINに外部から供給される電圧VIが低下すると、逆流電流が生じる場合がある。具体的に、出力電圧VOと供給電圧VIとの電圧差が寄生ダイオードD1の順方向電圧Vfd1より大きくなると(VO-VI>Vfd1)、寄生ダイオードD1は順方向バイアス状態になる。この結果、出力ノードNOUTから入力ノードNINの方向へ逆流電流が生じる。 However, when the voltage VI externally supplied to the input node NIN drops, a reverse current may occur. Specifically, when the voltage difference between the output voltage VO and the supply voltage VI is greater than the forward voltage Vfd1 of the parasitic diode D1 (VO−VI>Vfd1), the parasitic diode D1 becomes forward biased. As a result, a reverse current flows from the output node NOUT to the input node NIN.
図4は、逆流防止用トランジスタMP2が設けられた本実施形態の出力回路103の構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the
逆流防止用トランジスタMP2は、P型トランジスタによって構成され、入力ノードNINと出力ノードNOUTとの間に出力トランジスタMP1と直列に接続される。図4に示すように、逆流防止用トランジスタMP2のソースSが出力ノードNOUT側に接続され、ドレインDが入力ノードNIN側に接続される。逆流防止用トランジスタMP2のゲートGには、逆流防止制御回路111から出力された制御電圧VGMP2が入力される。一般にMOSトランジスタの場合、ソースSとバックゲートBとが直結される。また、ドレインDからバックゲートBに向かう方向が順方向となるように寄生ダイオードD2が形成される。
The backflow prevention transistor MP2 is composed of a P-type transistor and is connected in series with the output transistor MP1 between the input node NIN and the output node NOUT. As shown in FIG. 4, the source S of the backflow prevention transistor MP2 is connected to the output node NOUT side, and the drain D is connected to the input node NIN side. A control voltage VGMP2 output from the backflow
通常の使用状態では、入力ノードNINに外部から供給される電圧VIに対し、出力ノードNOUTから出力される出力電圧VOはより低い電圧である。この場合、逆流防止用トランジスタMP2は常時オン状態となるように制御される。したがって、誤差増幅器102の出力電圧VGMP1に応じて出力トランジスタMP1のソースSとドレインDとの間を流れるドレイン電流は、入力ノードNINから逆流防止用トランジスタMP2を介して出力ノードNOUTへと流れる。
In normal use, the output voltage VO output from the output node NOUT is lower than the voltage VI externally supplied to the input node NIN. In this case, the backflow prevention transistor MP2 is controlled to be always on. Therefore, the drain current flowing between the source S and the drain D of the output transistor MP1 according to the output voltage VGMP1 of the
一方、入力ノードNINへ外部から供給される電圧VIが低下し、供給電圧VIと出力電圧VOの電圧差が寄生ダイオードD1の順方向電圧Vfd1を超えた場合に逆流電流が生じる。したがって、この電圧差になる前に、逆流防止用トランジスタMP2は、逆流防止制御回路からの出力信号によりオフ状態となるように制御される。これにより、出力トランジスタMP1のソースSとドレインDとの間を流れる電流が遮断される。ここで、逆流防止用トランジスタMP2の寄生ダイオードD2は、出力トランジスタMP1の寄生ダイオードD1と逆方向に接続されているので、寄生ダイオードD1,D2が共に順方向バイアスになることはない。したがって、逆流防止用トランジスタMP2がオフ状態に制御されている場合には、入力ノードNINと出力ノードNOUTとの間の電流経路は生じない。 On the other hand, when the voltage VI externally supplied to the input node NIN drops and the voltage difference between the supply voltage VI and the output voltage VO exceeds the forward voltage Vfd1 of the parasitic diode D1, a reverse current occurs. Therefore, before this voltage difference is reached, the backflow prevention transistor MP2 is controlled to be turned off by the output signal from the backflow prevention control circuit. This cuts off the current flowing between the source S and the drain D of the output transistor MP1. Here, since the parasitic diode D2 of the backflow prevention transistor MP2 is connected in the opposite direction to the parasitic diode D1 of the output transistor MP1, both the parasitic diodes D1 and D2 are not forward-biased. Therefore, when the backflow prevention transistor MP2 is controlled to be turned off, no current path occurs between the input node NIN and the output node NOUT.
なお、図1および図3の場合には、出力トランジスタMP1のソースSと逆流防止用トランジスタMP2のソースSとが直結するように、出力トランジスタMP1と逆流防止用トランジスタMP2とが接続されている。これとは逆に、出力トランジスタMP1のドレインDと逆流防止用トランジスタMP2のドレインDとが直結するように、出力トランジスタMP1と逆流防止用トランジスタMP2とが接続されていてもよい。この場合、出力トランジスタMP1のソースSは入力ノードNINに接続され、逆流防止用トランジスタMP2のソースは出力ノードNOUTに接続される。 1 and 3, the output transistor MP1 and the backflow prevention transistor MP2 are connected so that the source S of the output transistor MP1 and the source S of the backflow prevention transistor MP2 are directly connected. Conversely, the output transistor MP1 and the backflow prevention transistor MP2 may be connected so that the drain D of the output transistor MP1 and the drain D of the backflow prevention transistor MP2 are directly connected. In this case, the source S of the output transistor MP1 is connected to the input node NIN, and the source of the backflow prevention transistor MP2 is connected to the output node NOUT.
以上のように、出力トランジスタMP1は、出力ノードNOUTから入力ノードNINの方向が寄生ダイオードD1の順方向となるように、出力ノードNOUTと入力ノードNINとの間に接続される。逆流防止用トランジスタMP2は、入力ノードNINからNOUTの方向が寄生ダイオードD2の順方向となるように、出力ノードNOUTと入力ノードNINとの間に出力トランジスタMP1と直列に接続される。これにより、逆流防止用トランジスタMP2をオフ状態に制御すれば、出力ノードNOUTから入力ノードNINへの電流の逆流を防止できる。 As described above, the output transistor MP1 is connected between the output node NOUT and the input node NIN such that the direction from the output node NOUT to the input node NIN is the forward direction of the parasitic diode D1. The backflow prevention transistor MP2 is connected in series with the output transistor MP1 between the output node NOUT and the input node NIN such that the direction from the input node NIN to NOUT is the forward direction of the parasitic diode D2. Thus, by controlling the backflow prevention transistor MP2 to be turned off, it is possible to prevent the current from flowing back from the output node NOUT to the input node NIN.
[逆流防止制御回路の構成]
次に、逆流防止制御回路111の構成について説明する。図1を参照して、逆流防止制御回路111は、第1の定電流I1を生成する第1の定電流源106、第2の定電流I2を生成する第2の定電流源105、第1の電圧降下回路108、第2の電圧降下回路109、および比較回路110を備える。
[Configuration of backflow prevention control circuit]
Next, the configuration of the backflow
図1において、出力回路103と分圧回路104と出力ノードNOUTの接続ノードをノードN3とする。電圧降下回路108および定電流源106は、この順で入力ノードNINとグランドノードGNDとの間に直列に接続される。電圧降下回路109、比較回路110、および定電流源105は、この順でノードN3とグランドノードGNDとの間に直列に接続される。比較回路110と定電流源105との接続ノードN4は、逆流防止用トランジスタMP2のゲートに接続される。
In FIG. 1, the connection node of the
電圧降下回路108は、定電流源106によって生成される電流値に応じた第1の降下電圧ΔV1を、供給電圧VIから減じた第1の電圧VLV1を生成する。図1の場合、電圧降下回路108は、ダイオード接続されたP型MOSトランジスタMP5(第3の電界効果トランジスタ)によって構成される。図1に示すように、P型MOSトランジスタMP5のソースSが入力ノードNINに接続される。P型MOSトランジスタMP5のドレインDは、定電流源106および自身のゲートGに接続される。
A
電圧降下回路108を構成するP型MOSトランジスタMP5のソースSとドレインDとの間の電圧(ソースSとゲートGとの間の電圧に等しい)は、上記の降下電圧ΔV1に等しい。したがって、降下電圧ΔV1は、定電流源106によって生成される電流値I1に応じた値になる。なお、ダイオード接続されたP型MOSトランジスタMP5では、ドレイン-ソース間電圧(すなわち、ゲート-ソース間電圧)がP型MOSトランジスタMP5の閾値電圧Vthを超えたとき、ソースSとドレインDとの間に電流が流れる。
The voltage between the source S and the drain D of the P-type MOS transistor MP5 constituting the voltage drop circuit 108 (equal to the voltage between the source S and the gate G) is equal to the drop voltage ΔV1. Therefore, voltage drop ΔV1 has a value corresponding to current value I1 generated by constant
電圧降下回路109は、出力電圧VOから第2の降下電圧ΔV2を減じた第2の電圧VLV2を生成する。降下電圧ΔV2は、出力ノードNOUTから入力ノードNINの方向に逆流電流が流れるときに出力トランジスタMP1に生じる電圧降下に等しくなるように設定される。
The
図1の場合、電圧降下回路109は、ダイオード接続されたP型MOSトランジスタMP3(第1の電界効果トランジスタ)によって構成される。図1に示すように、P型MOSトランジスタMP3のドレインDは、ノードN3および自身のゲートGに接続される。P型MOSトランジスタMP3のソースSは、比較回路110を構成するP型MOSトランジスタMP4のソースSに接続される。上記の電圧降下回路109の具体的構成例によれば、P型MOSトランジスタMP3は常時オフ状態になるので、電圧降下回路109にはP型MOSトランジスタMP3の寄生ダイオードD3の順方向電流が流れる。したがって、上記の降下電圧ΔV2は、寄生ダイオードD3の順方向電圧に等しい。
In the case of FIG. 1, the
比較回路110は、上記の第2の電圧VLV2と第1の電圧VLV1との差分電圧を定電流源105の電流値に応じた閾値Vthと比較する。逆流防止用トランジスタMP2は、上記の差分電圧(VLV2-VLV1)が閾値Vth以上となるときにオフ状態になるように制御される。ここで、電圧降下回路108の降下電圧ΔV1が閾値Vthに等しくなるように定電流源105,106の電流値を設定することにより、出力回路103に逆流電流が生じたときに逆流防止用トランジスタMP2をオフ状態に制御できる。
The
図1の場合、比較回路110は、P型MOSトランジスタMP4(第4の電界効果トランジスタ)によって構成される。図1に示すように、比較回路110を構成するP型MOSトランジスタMP4のソースSは、電圧降下回路109を構成するP型MOSトランジスタMP3のソースSに接続される。P型MOSトランジスタMP4のドレインDは、定電流源105に接続されるとともに、逆流防止用トランジスタMP2のゲートに接続される。P型MOSトランジスタMP4のゲートGは、電圧降下回路108を構成するP型MOSトランジスタMP5のドレインD、すなわち電圧降下回路108と定電流源106との接続ノードN5に接続される。
In the case of FIG. 1, the
上記の比較回路110の具体的構成例によれば、P型MOSトランジスタMP4のソースSおよびゲートG間電圧がP型MOSトランジスタMP4の閾値電圧以上になると、P型MOSトランジスタMP4はオン状態になる。この結果、比較回路110を構成するP型MOSトランジスタMP4のドレインDの電圧が上昇するので、逆流防止用トランジスタMP2がオフ状態になる。したがって、上記の閾値Vthは、P型MOSトランジスタMP4の閾値電圧に等しい。
According to the specific configuration example of the
[逆流防止制御回路の動作]
次に、逆流防止制御回路111の動作についてさらに詳しく説明する。
[Operation of backflow prevention control circuit]
Next, the operation of the backflow
まず、前述のように、出力回路103に逆流が生じるのは、入力ノードNINへ印加される供給電圧VIと出力ノードNOUTから出力される出力電圧VOの電圧差が、出力回路103を構成する出力トランジスタMP1が有する寄生ダイオードD1の順方向電圧Vfd1を超えた場合である。すなわち、逆流電流が生じるときに出力トランジスタMP1に生じる電圧降下は、実施の形態1の場合、寄生ダイオードD1の順方向電圧Vfd1に等しい。具体的に、逆流が生じる条件は、
VO-VI>Vfd1 …(2)
で表される。上式(2)において、VIとVfd1とを移項して整理すると、逆流発生の条件式として、
VO-Vfd1>VI …(3)
が得られる。上式(3)の左辺は出力電圧VOから出力トランジスタMP1が有する寄生ダイオードD1の順方向電圧Vfd1を減じた電圧を表している。一方、上式(3)の右辺は入力ノードNINから入力される供給電圧VIを示す。
First, as described above, a reverse current is generated in the
VO−VI>Vfd1 (2)
is represented by In the above equation (2), when VI and Vfd1 are transposed and rearranged, the conditional expression for occurrence of backflow is:
VO−Vfd1>VI (3)
is obtained. The left side of the above equation (3) represents the voltage obtained by subtracting the forward voltage Vfd1 of the parasitic diode D1 of the output transistor MP1 from the output voltage VO. On the other hand, the right side of the above equation (3) indicates the supply voltage VI input from the input node NIN.
ここで、上式(3)の比較を行うための比較回路の構成を考慮する。比較回路の電源電圧として供給電圧VIを用いると、比較回路の電源電圧と比較対象となる入力電圧が同電圧となるため、比較回路の入力段をRail-to-Rail型で構成する必要が生じ、比較回路の回路規模が大きくなってしまう。この問題を回避するため、MOSトランジスタのゲート-ソース間電圧を利用した電圧降下回路108を用いることにより、比較回路への入力電圧を供給電圧VI未満となるようにする。具体的に図1の電圧降下回路108の構成の場合には、P型トランジスタMP5のゲート-ソース間電圧VGSP5が、上式(3)の逆流発生条件式の両辺から減算される。そうすると、上式(3)の逆流発生条件式は、
VO-Vfd1-VGSP5>VI-VGSP5 …(4)
のように書き直される。
Here, the configuration of the comparison circuit for performing the comparison of the above equation (3) is considered. If the supply voltage VI is used as the power supply voltage of the comparison circuit, the power supply voltage of the comparison circuit and the input voltage to be compared become the same voltage, so the input stage of the comparison circuit needs to be configured as a rail-to-rail type. , the circuit scale of the comparison circuit becomes large. In order to avoid this problem, a
VO-Vfd1-VGSP5>VI-VGSP5 (4)
is rewritten as
前述のように、電圧降下回路108を構成するP型MOSトランジスタMP5は、ゲートGとドレインDとが相互に接続されているので、上式(4)の右辺は、P型MOSトランジスタMP5のドレイン電圧VLV1に等しい。すなわち、
VLV1=VI-VGSP5 …(5)
が成り立つ。
As described above, in the P-type MOS transistor MP5 forming the
VLV1=VI-VGSP5 (5)
holds.
一方、上式(4)の逆流発生条件式の左辺の電圧の実現方法について説明する。比較回路110を構成するP型MOSトランジスタMP4のソース電圧をVLV2とする。P型MOSトランジスタMP4は、ゲート-ソース間電圧VGSP4がP型MOSトランジスタMP4の閾値電圧を超えるとオン状態となる。この場合、定電流源105により生成された電流はP型MOSトランジスタMP4を介して電圧降下回路109を構成するP型MOSトランジスタMP3に流れる。前述のようにP型MOSトランジスタMP3はオフ状態であるので、P型MOSトランジスタMP3の寄生ダイオードD3を介して電流経路が形成される。P型MOSトランジスタMP3の寄生ダイオードD3の順方向バイアス電圧をVfd3とすると、P型MOSトランジスタMP4のソース電圧VLV2は、
VLV2=VO-Vfd3 …(6)
で表される。
On the other hand, a method of realizing the voltage on the left side of the backflow occurrence conditional expression (4) will be described. The source voltage of the P-type MOS transistor MP4 forming the
VLV2=VO-Vfd3 (6)
is represented by
ここで、比較回路110を構成するP型MOSトランジスタMP4がオン状態になる条件は、P型MOSトランジスタMP4の閾値電圧VGSP4(th)の絶対値を用いて、
VLV2-VLV1>|VGSP4(th)| …(7)
で表される。上式(7)において、VLV2は、P型MOSトランジスタMP4のソース電圧を表し、VLV1は、P型MOSトランジスタMP4のゲート電圧を表す。したがって、上式(7)の左辺は、P型MOSトランジスタMP4のゲート-ソース間電圧VGSP4に等しい。
Here, the condition for turning on the P-type MOS transistor MP4 constituting the
VLV2−VLV1>|VGSP4(th)| (7)
is represented by In the above equation (7), VLV2 represents the source voltage of the P-type MOS transistor MP4, and VLV1 represents the gate voltage of the P-type MOS transistor MP4. Therefore, the left side of the above equation (7) is equal to the gate-source voltage VGSP4 of the P-type MOS transistor MP4.
上式(7)に上式(5)のVLV1および上式(6)のVLV2を代入すると、
VO-Vfd3-VI+VGSP5>|VGSP4(th)| …(8)
が得られる。上式(8)を変形すると、
VO-Vfd3-|VGSP4(th)|>VI-VGSP5 …(9)
が得られる。
By substituting VLV1 of the above formula (5) and VLV2 of the above formula (6) into the above formula (7),
VO−Vfd3−VI+VGSP5>|VGSP4(th)| (8)
is obtained. By transforming the above equation (8),
VO−Vfd3−|VGSP4(th)|>VI−VGSP5 (9)
is obtained.
上式(9)と逆流発生条件式(4)とを比較する。出力トランジスタMP1と電圧降下回路109を構成するP型MOSトランジスタMP3とを同一構成とする。すなわち、寸法、材料、素子作製プロセスなどが全て同じである。この場合、上式(4)の出力トランジスタMP1の寄生ダイオードD1の順方向電圧Vfd1は、上式(9)のP型MOSトランジスタMP3の寄生ダイオードD3の順方向電圧Vfd3に等しい。また、素子作製プロセスの影響および動作温度の影響は、出力トランジスタMP1とP型MOSトランジスタMP3とに同様に作用する。したがって、これらの影響を抑制できる。
The above formula (9) is compared with the backflow generation conditional formula (4). The output transistor MP1 and the P-type MOS transistor MP3 forming the
また、電圧降下回路108を構成するP型MOSトランジスタMP5と比較回路110を構成するP型MOSトランジスタMP4とを同一構成とする。すなわち、寸法、材料、素子作製プロセスなどが全て同じである。この場合、P型MOSトランジスタMP5の閾値電圧とP型MOSトランジスタMP4の閾値電圧とは等しい。したがって、P型MOSトランジスタMP5のゲートソース間電圧VGSP5と、P型MOSトランジスタMP4の閾値電圧VGSP4(th)の絶対値とが等しくなるように、定電流源105および106の各々によって生成される電流値を調整できる。また、素子作製プロセスの影響および動作温度の影響は、P型MOSトランジスタMP5とP型MOSトランジスタMP4とに同様に作用する。したがって、これらの影響を抑制できる。
Further, the P-type MOS transistor MP5 forming the
以上により、上記の逆流防止制御回路111の構成によって、逆流発生条件を高精度に判定できる。なお、上記において、P型MOSトランジスタMP5とP型MOSトランジスタMP4とは必ずしも同一構成でなくてもよい。両トランジスタの構成が異なる場合には、P型MOSトランジスタMP5のゲート-ソース間電圧VGSP5と、P型MOSトランジスタMP4の閾値電圧VGSP4(th)の絶対値とが等しくなるように、定電流源105,106の電流値を調整することにより、同一の効果が得られる。
As described above, with the configuration of the backflow
[実施の形態1の効果]
以上のとおり、実施の形態1の逆流防止回路を備えたレギュレータ回路100によれば、特許文献1の場合と異なり、ディプレッション型のP型MOSトランジスタを用いることなく、高精度に逆流発生条件を判定できる。したがって、ディプレッション型のP型MOSトランジスタを形成するための製造プロセスの追加が不要であり、製造期間を長くすることなく生産効率の低下を防ぐことができる。
[Effect of Embodiment 1]
As described above, according to the
実施の形態2.
実施の形態2では、逆流防止制御回路111Aを構成する電圧降下回路109Aの構成の変形例について説明する。
Embodiment 2.
In the second embodiment, a modification of the configuration of the
図5は、実施の形態2による逆流防止回路を備えたレギュレータ回路100Aの構成を示す図である。図5の逆流防止制御回路111Aの電圧降下回路109Aは、P型MOSトランジスタMP3と逆並列に接続されたP型MOSトランジスタMP6(第2の電界効果トランジスタ)をさらに備える点で、図1の電圧降下回路109と異なる。具体的に、P型MOSトランジスタMP6のソースSは、P型MOSトランジスタMP3のドレインDと接続される。P型MOSトランジスタMP6のドレインDは、自身のゲートGに接続されるとともに、P型MOSトランジスタMP3のソースSに接続される。したがって、P型MOSトランジスタMP6もダイオード接続されたトランジスタである。図5のその他の構成は図1と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a
次に、図5のレギュレータ回路100Aの動作について説明する。出力回路103に逆流が生じない場合のレギュレータ回路100Aの動作は実施の形態1の場合と同様であるので説明を繰り返さない。
Next, the operation of the
実施の形態1では、出力回路103の逆流発生条件は、出力電圧VOと供給電圧VIの電圧差が、出力トランジスタMP1が有する寄生ダイオードD1の順方向電圧より大きくなる場合であるとして説明した。しかしながら、この場合は、出力トランジスタMP1が有する寄生ダイオードD1の順方向電圧が、出力トランジスタMP1の閾値電圧の絶対値よりも小さい場合に限られる点に注意する必要がある。出力回路103を構成する出力トランジスタMP1が有する寄生ダイオードD1の順方向電圧が、出力トランジスタMP1の閾値電圧の絶対値よりも大きい場合、寄生ダイオードD1を介した逆流電流が発生する前に、出力トランジスタMP1のゲート-ソース間電圧が閾値電圧の絶対値以上となるため、出力トランジスタMP1がオン状態になる。この結果、出力トランジスタMP1のソースSとドレインDとの間を介して逆流電流が流れる。
In the first embodiment, the reverse current generation condition of the
ここで、図5の電圧降下回路109Aでは、P型MOSトランジスタMP3とP型MOSトランジスタMP6とが並列に接続される。したがって、P型MOSトランジスタMP3が有する寄生ダイオードD3の順方向電圧とP型MOSトランジスタMP6のゲート-ソース間の閾値電圧の絶対値とを比較して、いずれか小さい方の電圧を有するトランジスタを介した電流経路が有効になる。したがって、実施の形態1で説明した式は次のように修正される。
Here, in the
まず、逆流発生条件を表す式(3)および式(4)は、出力トランジスタMP1のゲート-ソース間の閾値電圧VGSP1(th)の絶対値が寄生ダイオードD1の順方向電圧Vfd1よりも小さい場合に、
VO-|VGSP1(th)|>VI …(3A)
VO-|VGSP1(th)|-VGSP5>VI-VGSP5 …(4A)
に書き直される。
First, equations (3) and (4) representing the conditions for the generation of backflow are expressed as ,
VO−|VGSP1(th)|>VI (3A)
VO−|VGSP1(th)|−VGSP5>VI−VGSP5 (4A)
is rewritten to
また、|VGSP1(th)|<Vfd1の場合、P型MOSトランジスタMP4のソース電圧VLV2’は、P型MOSトランジスタMP6のゲート-ソース間電圧VGSP6を用いて、
VLV2’=VO-VGSP6 …(6A)
で表される。さらに、比較回路110を構成するP型MOSトランジスタMP4がオン状態になる条件は、
VLV2’-VLV1>|VGSP4(th)| …(7A)
で表される。上式(7A)に前述の式(5)のVLV1および式(6A)のVLV2’を代入すると、
VO-VGSP6-VI+VGSP5>|VGSP4(th)| …(8A)
が得られる。上式(8A)を変形すると、
VO-VGSP6-|VGSP4(th)|>VI-VGSP5 …(9A)
が得られる。
When |VGSP1(th)|<Vfd1, the source voltage VLV2' of the P-type MOS transistor MP4 is obtained using the gate-source voltage VGSP6 of the P-type MOS transistor MP6 as follows:
VLV2'=VO-VGSP6 (6A)
is represented by Furthermore, the condition for turning on the P-type MOS transistor MP4 constituting the
VLV2′−VLV1>|VGSP4(th)| …(7A)
is represented by By substituting VLV1 of the above formula (5) and VLV2′ of the formula (6A) into the above formula (7A),
VO−VGSP6−VI+VGSP5>|VGSP4(th)| …(8A)
is obtained. By transforming the above formula (8A),
VO−VGSP6−|VGSP4(th)|>VI−VGSP5 (9A)
is obtained.
ここで、上式(4A)の出力トランジスタMP1の閾値電圧VGSP1(th)の絶対値が、上式(9A)のP型MOSトランジスタMP6のゲート-ソース間電圧VGSP6閾値電圧VGSP6に等しくなるように、P型MOSトランジスタMP6のトランジスタサイズ等を設定する。さらに、P型MOSトランジスタMP5のゲート-ソース間電圧VGSP5と、P型MOSトランジスタMP4の閾値電圧VGSP4(th)の絶対値とが等しくなるように、トランジスタサイズおよび定電流源105,106の電流値を設定する。これにより、上式(9A)は逆流発生条件式(4A)に等価になる。
Here, the absolute value of the threshold voltage VGSP1(th) of the output transistor MP1 in the above equation (4A) is equal to the gate-source voltage VGSP6 of the P-type MOS transistor MP6 in the above equation (9A). , and the transistor size of the P-type MOS transistor MP6. Furthermore, the transistor size and the current values of constant
以上のとおり、図5の逆流防止制御回路111Aの構成によれば、出力回路103を構成する出力トランジスタMP1が有する寄生ダイオードD1の順方向電圧よりも出力トランジスタMP1の閾値電圧の絶対値が小さくなる場合であっても、逆流発生条件を高精度に判定できる。
As described above, according to the configuration of the backflow
実施の形態3.
図6は、実施の形態3による逆流防止回路を備えたレギュレータ回路100Bの構成を示す図である。図6の逆流防止制御回路111Bは、定電流源105,106に代えて、基準電流I0を生成する定電流源107とカレントミラー回路112とを備える点で図1の逆流防止制御回路111と異なる。カレントミラー回路112は、N型MOSトランジスタMN1,MN2,MN3(第5~第7の電界効果トランジスタ)を含む。N型MOSトランジスタMN2が定電流源106に対応し、N型MOSトランジスタMN3が定電流源105に対応する。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a
上記の各構成要素の接続について説明する。定電流源107およびN型MOSトランジスタMN1は、この順で入力ノードNINとグランドノードGNDとの間に直列に接続される。N型MOSトランジスタMN1のゲートGは、自身のドレインDに接続されるともに、N型MOSトランジスタMN2,MN3の各ゲートGに接続される。N型MOSトランジスタMN1,MN2,MN3の各ソースSは共通のグランドノードGNDに接続される。N型MOSトランジスタMN2のドレインDは、電圧降下回路108を構成するP型MOSトランジスタMP5のドレインDに接続される。N型MOSトランジスタMN3のドレインDは、比較回路110を構成するP型MOSトランジスタMP4のドレインDに接続される。
The connection of each component described above will be described. Constant
図6のその他の構成は図1の場合と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。 6 are the same as those in FIG. 1, so the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof will not be repeated.
次に、図6のレギュレータ回路100Bの動作について説明する。逆流防止制御回路111Bを構成する定電流源107およびカレントミラー回路112以外の動作は、実施の形態1の場合と同様であるので説明を繰り返さない。
Next, operation of the
定電流源107によって生成された電流は、カレントミラー回路112のN型MOSトランジスタMN1に入力される。N型MOSトランジスタMN1を流れる電流は、N型MOSトランジスタMN2およびN型MOSトランジスタMN3にコピーされる。ここで、N型MOSトランジスタMN2およびMN3を同一サイズで構成することにより、N型MOSトランジスタMN2およびMN3に流れる電流を等しくできる。
A current generated by constant
電圧降下回路108を構成するP型トランジスタMP5と比較回路110を構成するP型MOSトランジスタMP4とが共に飽和領域で動作している場合、P型MOSトランジスタのゲート-ソース間電圧は、ドレイン電流の平方根に比例する。したがって、P型MOSトランジスタMP4およびMP5のゲート-ソース間電圧を互いに等しくするためには、両トランジスタのサイズを等しくするとともに、両トランジスタのドレイン電流を等しくする必要がある。図6の逆流防止制御回路111Bの構成によれば、カレントミラー回路112から、P型MOSトランジスタMP4およびMP5へ同一のドレイン電流を供給できる。
When both the P-type transistor MP5 forming the
また、P型MOSトランジスタMP4およびMP5のトランジスタサイズが異なる場合には、カレントミラー回路112におけるN型トランジスタMN1~MN3のトランジスタサイズ比を互いに異ならせることで、任意のドレイン電流をP型MOSトランジスタMP4およびMP5へ供給することが可能になる。これにより、P型MOSトランジスタMP4およびMP5のゲート-ソース間電圧を互いに等しくできる。
Further, when the transistor sizes of the P-type MOS transistors MP4 and MP5 are different, by making the transistor size ratio of the N-type transistors MN1 to MN3 in the
以上により、実施の形態1の場合と同様の効果を実現できる。なお、カレントミラー回路112は、図6の構成に限定されない。たとえば、より出力電流精度を向上させるためカスコード型カレントミラー回路によってカレントミラー回路112を構成しても差し支えない。
As described above, the same effect as in the case of the first embodiment can be achieved. Note that the
実施の形態4.
図7は、実施の形態4による逆流防止回路を備えたレギュレータ回路の構成を示す図である。実施の形態4の100Cは、実施の形態2と実施の形態3とを組み合わせたものである。すなわち、図7の逆流防止制御回路111Cにおいて、電圧降下回路109AはP型MOSトランジスタMP3と逆並列に接続されたP型MOSトランジスタMP6をさらに含む点で、図6の電圧降下回路109と異なる。
Embodiment 4.
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of a regulator circuit including a backflow prevention circuit according to the fourth embodiment. 100C of the fourth embodiment is a combination of the second and third embodiments. That is, in the backflow
図7のレギュレータ回路100Cにおいて、定電流源107およびカレントミラー回路112の動作および効果は、図6のレギュレータ回路100Bの場合と同様である。また、定電流源107およびカレントミラー回路112以外の動作および効果は、図5のレギュレータ回路100Aの場合と同様である。したがって、いずれの場合についても説明を繰り返さない。
In
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この出願の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered as examples and not restrictive in all respects. The scope of this application is indicated by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all changes within the meaning and scope of equivalence to the scope of claims.
100,100A,100B,100C レギュレータ回路、101 定電圧源、102 誤差増幅器、103 出力回路、104 分圧回路、105 第2の定電流源、106 第1の定電流源、107 定電流源、108 第1の電圧降下回路、109,109A 第2の電圧降下回路、110 比較回路、111,111A,111B,111C 逆流防止制御回路、112 カレントミラー回路、120,120A,120B,120C 逆流防止回路、C1 出力容量、D1~D5 寄生ダイオード、GND グランドノード、I0 基準電流、I1 第1の定電流、I2 第2の定電流、VLV1 第1の電圧、VLV2 第2の電圧、MN1 トランジスタ、MN1 N型MOSトランジスタ(第5の電界効果トランジスタ)、MN2 N型MOSトランジスタ(第6の電界効果トランジスタ)、MN3 N型MOSトランジスタ(第7の電界効果トランジスタ)、MP1 出力トランジスタ、MP2 逆流防止用トランジスタ、MP3 P型MOSトランジスタ(第1の電界効果トランジスタ)、MP4 P型MOSトランジスタ(第4の電界効果トランジスタ)、MP5 P型MOSトランジスタ(第3の電界効果トランジスタ)、MP6 P型MOSトランジスタ(第2の電界効果トランジスタ)、N2,N4,N5 接続ノード、N3 ノード、NIN 入力ノード、NOUT 出力ノード、R1,R2 抵抗素子、VO 出力電圧、VI 供給電圧。
100, 100A, 100B, 100C regulator circuit, 101 constant voltage source, 102 error amplifier, 103 output circuit, 104 voltage dividing circuit, 105 second constant current source, 106 first constant current source, 107 constant current source, 108 first
Claims (7)
出力電圧を出力するための出力ノードと、
基準電圧を受けるための基準ノードと、
前記入力ノードと前記出力ノードとの間に接続された出力トランジスタと、
前記基準電圧と前記出力電圧またはその分圧電圧との電圧差に基づいて前記出力トランジスタを通過する電流量を制御する誤差増幅器と、
前記入力ノードと前記出力ノードとの間に、前記出力トランジスタと直列に接続された逆流防止用トランジスタと、
第1の定電流を生成する第1の定電流源と、
第2の定電流を生成する第2の定電流源と、
前記入力ノードと前記基準ノードとの間に前記第1の定電流源と直列に接続され、前記供給電圧から前記第1の定電流に応じた第1の降下電圧を減じた第1の電圧を生成する第1の電圧降下回路と、
前記出力ノードから前記入力ノードの方向に逆流電流が流れるときに前記出力トランジスタに生じる電圧降下に等しい第2の降下電圧を、前記出力電圧から減じた第2の電圧を生成する第2の電圧降下回路と、
前記出力ノードと前記基準ノードとの間に、前記第2の定電流源および前記第2の電圧降下回路と直列に接続され、前記第2の電圧と前記第1の電圧との差分電圧を前記第2の定電流に応じた閾値と比較する比較回路とを備え、
前記逆流防止用トランジスタは、前記比較回路の比較結果に基づいて開閉制御され、
前記第1の定電流および前記第2の定電流の値は、前記第1の降下電圧と前記閾値とが等しくなるように決定される、レギュレータ回路。 an input node for receiving an external supply voltage;
an output node for outputting an output voltage;
a reference node for receiving a reference voltage;
an output transistor connected between the input node and the output node;
an error amplifier that controls the amount of current passing through the output transistor based on the voltage difference between the reference voltage and the output voltage or its divided voltage;
a backflow prevention transistor connected in series with the output transistor between the input node and the output node;
a first constant current source that generates a first constant current;
a second constant current source that generates a second constant current;
A first voltage, which is connected in series with the first constant current source between the input node and the reference node, is obtained by subtracting a first voltage drop corresponding to the first constant current from the supply voltage. a first voltage drop circuit to generate;
a second voltage drop generating a second voltage obtained by subtracting from the output voltage a second voltage drop equal to a voltage drop across the output transistor when a reverse current flows from the output node to the input node; a circuit;
The second constant current source and the second voltage drop circuit are connected in series between the output node and the reference node, and the differential voltage between the second voltage and the first voltage is reduced to the a comparison circuit that compares with a threshold corresponding to the second constant current,
The backflow prevention transistor is open/close controlled based on the comparison result of the comparison circuit,
A regulator circuit, wherein values of the first constant current and the second constant current are determined such that the first voltage drop and the threshold are equal.
前記逆流防止用トランジスタは、前記入力ノードから前記出力ノードの方向が順方向である寄生ダイオードを有する電界効果トランジスタである、請求項1に記載のレギュレータ回路。 the output transistor is a field effect transistor having a parasitic diode whose forward direction is from the output node to the input node;
2. The regulator circuit according to claim 1, wherein said backflow prevention transistor is a field effect transistor having a parasitic diode whose forward direction is from said input node to said output node.
前記第1の電界効果トランジスタは、前記出力ノードから前記基準ノードの方向が順方向である寄生ダイオードを有し、
前記第1の電界効果トランジスタの前記寄生ダイオードの順方向電圧は、前記出力トランジスタの前記寄生ダイオードの順方向電圧に等しい、請求項2に記載のレギュレータ回路。 the second voltage drop circuit includes a diode-connected first field effect transistor;
the first field effect transistor has a parasitic diode having a forward direction from the output node to the reference node;
3. The regulator circuit of claim 2, wherein the forward voltage of the parasitic diode of the first field effect transistor is equal to the forward voltage of the parasitic diode of the output transistor.
前記第2の電界効果トランジスタは、前記第1の電界効果トランジスタと並列に接続され、前記基準ノードから前記出力ノードの方向が順方向である寄生ダイオードを有し、
前記出力トランジスタの閾値電圧が、前記出力トランジスタの前記寄生ダイオードの前記順方向電圧以上の場合、前記第2の降下電圧は、前記第1の電界効果トランジスタの前記寄生ダイオードの前記順方向電圧に等しく、
前記出力トランジスタの閾値電圧が、前記出力トランジスタの前記寄生ダイオードの前記順方向電圧よりも小さい場合、前記第2の降下電圧は、前記第2の電界効果トランジスタのゲート-ソース間電圧に等しい、請求項3に記載のレギュレータ回路。 the second voltage drop circuit further includes a diode-connected second field effect transistor;
the second field effect transistor has a parasitic diode connected in parallel with the first field effect transistor and having a forward direction from the reference node to the output node;
When the threshold voltage of the output transistor is greater than or equal to the forward voltage of the parasitic diode of the output transistor, the second drop voltage is equal to the forward voltage of the parasitic diode of the first field effect transistor. ,
wherein the second voltage drop is equal to the gate-to-source voltage of the second field effect transistor when the threshold voltage of the output transistor is less than the forward voltage of the parasitic diode of the output transistor; Item 4. The regulator circuit according to item 3.
前記第3の電界効果トランジスタは、前記基準ノードから前記入力ノードの方向が順方向である寄生ダイオードを有し、
前記第1の降下電圧は、前記第3の電界効果トランジスタのゲート-ソース間電圧に等しい、請求項3または4に記載のレギュレータ回路。 the first voltage drop circuit includes a diode-connected third field effect transistor connected between the input node and the first constant current source;
the third field effect transistor has a parasitic diode having a forward direction from the reference node to the input node;
5. The regulator circuit according to claim 3, wherein said first drop voltage is equal to the gate-source voltage of said third field effect transistor.
前記第4の電界効果トランジスタのゲートは、前記第3の電界効果トランジスタと前記第1の定電流源との接続ノードに接続され、
前記第4の電界効果トランジスタと前記第2の定電流源との接続ノードは、前記逆流防止用トランジスタのゲートに接続され、
前記閾値は、前記第4の電界効果トランジスタの閾値電圧の絶対値に等しい、請求項5に記載のレギュレータ回路。 the comparison circuit includes a fourth field effect transistor connected between the second voltage drop circuit and the second constant current source;
a gate of the fourth field effect transistor is connected to a connection node between the third field effect transistor and the first constant current source;
a connection node between the fourth field effect transistor and the second constant current source is connected to the gate of the backflow prevention transistor;
6. The regulator circuit of claim 5, wherein said threshold is equal to the absolute value of the threshold voltage of said fourth field effect transistor.
前記第1の定電流源は、前記第5の電界効果トランジスタとカレントミラーを構成する第6の電界効果トランジスタを含み、
前記第2の定電流源は、前記第5の電界効果トランジスタとカレントミラーを構成する第7の電界効果トランジスタを含み、
前記第5の電界効果トランジスタ、前記第6の電界効果トランジスタ、および前記第7の電界効果トランジスタの各々のトランジスタサイズは、前記第1の定電流および前記第2の定電流の値に応じて決定される、請求項1~6のいずれか1項に記載のレギュレータ回路。
the regulator circuit further comprising a fifth field effect transistor receiving a reference current;
The first constant current source includes a sixth field effect transistor forming a current mirror with the fifth field effect transistor,
the second constant current source includes a seventh field effect transistor forming a current mirror with the fifth field effect transistor,
A transistor size of each of the fifth field effect transistor, the sixth field effect transistor, and the seventh field effect transistor is determined according to the values of the first constant current and the second constant current. The regulator circuit according to any one of claims 1 to 6, wherein the regulator circuit is
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