JP2550241B2 - フローティング電源回路 - Google Patents
フローティング電源回路Info
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- JP2550241B2 JP2550241B2 JP3240887A JP24088791A JP2550241B2 JP 2550241 B2 JP2550241 B2 JP 2550241B2 JP 3240887 A JP3240887 A JP 3240887A JP 24088791 A JP24088791 A JP 24088791A JP 2550241 B2 JP2550241 B2 JP 2550241B2
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- transistor
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- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回路の任意のノードに
挿入できる安定な温度係数を有する非接地形のフローテ
ィング電源に関する。
挿入できる安定な温度係数を有する非接地形のフローテ
ィング電源に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、温度補償を必要とする定電流電源
などには、安定な温度係数を有するバイアス電源が必要
となっている。これらのバイアス電源については、1982
アイ・イー・イー・イー インターナショナル ソリ
ッド−ステート コンファレンス 第８０頁から第８１
頁(１９８２ ＩＥＥＥ Ｉnternational Ｓlide-Ｓtate
Ｃircuits Ｃonference pp. ８０−８１）において論じ
られていた。
などには、安定な温度係数を有するバイアス電源が必要
となっている。これらのバイアス電源については、1982
アイ・イー・イー・イー インターナショナル ソリ
ッド−ステート コンファレンス 第８０頁から第８１
頁(１９８２ ＩＥＥＥ Ｉnternational Ｓlide-Ｓtate
Ｃircuits Ｃonference pp. ８０−８１）において論じ
られていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、回路設計の自由度を大きくするには、任意のノード
に接続できる非接地形のいわゆるフローティング電源と
して構成することが望ましい。
て、回路設計の自由度を大きくするには、任意のノード
に接続できる非接地形のいわゆるフローティング電源と
して構成することが望ましい。
【０００４】本発明の目的は、回路の任意のノードに挿
入できる安定した温度係数を有するフローティング電源
を提供することにある。
入できる安定した温度係数を有するフローティング電源
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ベース
に所定の電位を有する入力信号が入力される第１のバイ
ポーラトランジスタと、第１の電源電位と上記第１のバ
イポーラトランジスタのコレクタとの間に接続される第
１の抵抗体と、エミッタが上記第１のバイポーラトラン
ジスタのエミッタに接続される第２のバイポーラトラン
ジスタと、第１の電源電位と上記第２のバイポーラトラ
ンジスタのコレクタとの間に接続される第２の抵抗体
と、上記第１及び第２のバイポーラトランジスタのエミ
ッタと第２の電源電位との間に接続された第３の抵抗体
と、上記第１のバイポーラトランジスタのコレクタから
の第１の信号をゲートに受け、ソースまたはドレインの
いずれか一方が上記第１の電源電位に接続される第１の
電界効果トランジスタと、上記第２のバイポーラトラン
ジスタのコレクタからの第２の信号をゲートに受け、ソ
ースまたはドレインのいずれか一方が上記第１の電源電
位に接続される第２の電界効果トランジスタと、コレク
タが上記第１の電源電位に接続され、エミッタが上記第
２のバイポーラトランジスタのベースに接続され、上記
エミッタより出力信号を出力する第３のバイポーラトラ
ンジスタと、上記第２の電界効果トランジスタのソース
またはドレインの他方と上記第３のバイポーラトランジ
スタのベースとの間に接続される第４の抵抗体と、上記
第１の電界効果トランジスタのソースまたはドレインの
他方に接続される第５の抵抗体と、コレクタが上記第３
のバイポーラトランジスタのベースに接続され、エミッ
タが上記第２の電源電位に接続される第４のバイポーラ
トランジスタと、上記第４のバイポーラトランジスタの
ベースと上記第２の電源電位との間に接続される第１の
一方向性素子と、上記第４のバイポーラトランジスタの
ベースと上記第５の抵抗体との間に接続される第２の一
方向性素子と、上記第３のバイポーラトランジスタのエ
ミッタと上記第２の電源電位との間に接続される第６の
抵抗体とを少なくとも有し、上記第１の信号と上記第２
の信号の電位差と上記第１及び第２の抵抗体の抵抗比か
ら温度補償をする所定の電位を有する出力信号を上記第
３のバイポーラトランジスタのエミッタから出力し、上
記出力信号を上記第２のバイポーラトランジスタのベー
スへ負帰還させて、温度補償をした所定の電圧値を出力
することを特徴とする。
に所定の電位を有する入力信号が入力される第１のバイ
ポーラトランジスタと、第１の電源電位と上記第１のバ
イポーラトランジスタのコレクタとの間に接続される第
１の抵抗体と、エミッタが上記第１のバイポーラトラン
ジスタのエミッタに接続される第２のバイポーラトラン
ジスタと、第１の電源電位と上記第２のバイポーラトラ
ンジスタのコレクタとの間に接続される第２の抵抗体
と、上記第１及び第２のバイポーラトランジスタのエミ
ッタと第２の電源電位との間に接続された第３の抵抗体
と、上記第１のバイポーラトランジスタのコレクタから
の第１の信号をゲートに受け、ソースまたはドレインの
いずれか一方が上記第１の電源電位に接続される第１の
電界効果トランジスタと、上記第２のバイポーラトラン
ジスタのコレクタからの第２の信号をゲートに受け、ソ
ースまたはドレインのいずれか一方が上記第１の電源電
位に接続される第２の電界効果トランジスタと、コレク
タが上記第１の電源電位に接続され、エミッタが上記第
２のバイポーラトランジスタのベースに接続され、上記
エミッタより出力信号を出力する第３のバイポーラトラ
ンジスタと、上記第２の電界効果トランジスタのソース
またはドレインの他方と上記第３のバイポーラトランジ
スタのベースとの間に接続される第４の抵抗体と、上記
第１の電界効果トランジスタのソースまたはドレインの
他方に接続される第５の抵抗体と、コレクタが上記第３
のバイポーラトランジスタのベースに接続され、エミッ
タが上記第２の電源電位に接続される第４のバイポーラ
トランジスタと、上記第４のバイポーラトランジスタの
ベースと上記第２の電源電位との間に接続される第１の
一方向性素子と、上記第４のバイポーラトランジスタの
ベースと上記第５の抵抗体との間に接続される第２の一
方向性素子と、上記第３のバイポーラトランジスタのエ
ミッタと上記第２の電源電位との間に接続される第６の
抵抗体とを少なくとも有し、上記第１の信号と上記第２
の信号の電位差と上記第１及び第２の抵抗体の抵抗比か
ら温度補償をする所定の電位を有する出力信号を上記第
３のバイポーラトランジスタのエミッタから出力し、上
記出力信号を上記第２のバイポーラトランジスタのベー
スへ負帰還させて、温度補償をした所定の電圧値を出力
することを特徴とする。
【０００６】
【作用】差動対の一対の入力間に、サーマル電圧の比例
定数倍された電圧を発生することができるので、回路の
任意のノードに挿入できるようになる。
定数倍された電圧を発生することができるので、回路の
任意のノードに挿入できるようになる。
【０００７】又、出力電圧はサーマル電圧を基にしてい
ることから、サーマル電圧は安定した温度係数（Ｋ／ｑ
＝一定，Ｋ：ボルツマン定数，ｑ：電荷）を有するので
温度によって変動せず、安定な出力を得ることができ
る。
ることから、サーマル電圧は安定した温度係数（Ｋ／ｑ
＝一定，Ｋ：ボルツマン定数，ｑ：電荷）を有するので
温度によって変動せず、安定な出力を得ることができ
る。
【０００８】又、比例定数は、差動対の一対の負荷抵抗
の比率を変えることにより、差動対に流れるそれぞれの
電流を変えることができるので、その電流比を自然対数
でとった値として求めることができるので、フローティ
ング電源を所望の電圧値に設定できるようになる。
の比率を変えることにより、差動対に流れるそれぞれの
電流を変えることができるので、その電流比を自然対数
でとった値として求めることができるので、フローティ
ング電源を所望の電圧値に設定できるようになる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。
る。
【００１０】図１において、３は入力端子、４は出力端
子、５は電源端子である。入力端子３は、トランジスタ
Ｑ１１のベースに接続される。トランジスタＱ１１のコ
レクタは、ＭＯＳトランジスタＭ１２のゲート及び抵抗
Ｒ１１の一端に接続される。トランジスタＱ１１のエミ
ッタはトランジスタＱ１２のエミッタと抵抗ＲE の一端
に接続される。トランジスタＱ１２のコレクタは、ＭＯ
ＳトランジスタＭ１１のゲートと抵抗Ｒ１２の一端に接
続される。トランジスタＱ１２のベースは、トランジス
タＱ１４のエミッタ、抵抗Ｒ１５の一端、及び出力端子
４に接続される。トランジスタＱ１４のベースは、トラ
ンジスタＱ１３のコレクタと抵抗Ｒ１４の一端に接続さ
れる。トランジスタＱ１３のベ−スはダイオードＤ１１
のカソードとダイオードＤ１２のアノードに接続され
る。ダイオードＤ１１のアノードは、抵抗Ｒ１３の一端
に接続される。抵抗Ｒ１３のもう一端は、ＭＯＳトラン
ジスタＭ１２のソースに接続される。抵抗Ｒ１４のもう
一端は、ＭＯＳトランジスタＭ１１のソースに接続され
る。電源端子５は抵抗Ｒ１１のもう一方の端、抵抗Ｒ１
２のもう一方の端、トランジスタＱ１４のコレクタ、Ｍ
ＯＳトランジスタＭ１１のドレイン、及びＭＯＳトタン
ジスタＭ１２のドレインに接続される。又、抵抗Ｒ E の
もう一方の端、抵抗Ｒ１５のもう一方の端、トランジス
タＱ１３のエミッタ、及びダイオードＤ１２のカソード
は接地電位である。
子、５は電源端子である。入力端子３は、トランジスタ
Ｑ１１のベースに接続される。トランジスタＱ１１のコ
レクタは、ＭＯＳトランジスタＭ１２のゲート及び抵抗
Ｒ１１の一端に接続される。トランジスタＱ１１のエミ
ッタはトランジスタＱ１２のエミッタと抵抗ＲE の一端
に接続される。トランジスタＱ１２のコレクタは、ＭＯ
ＳトランジスタＭ１１のゲートと抵抗Ｒ１２の一端に接
続される。トランジスタＱ１２のベースは、トランジス
タＱ１４のエミッタ、抵抗Ｒ１５の一端、及び出力端子
４に接続される。トランジスタＱ１４のベースは、トラ
ンジスタＱ１３のコレクタと抵抗Ｒ１４の一端に接続さ
れる。トランジスタＱ１３のベ−スはダイオードＤ１１
のカソードとダイオードＤ１２のアノードに接続され
る。ダイオードＤ１１のアノードは、抵抗Ｒ１３の一端
に接続される。抵抗Ｒ１３のもう一端は、ＭＯＳトラン
ジスタＭ１２のソースに接続される。抵抗Ｒ１４のもう
一端は、ＭＯＳトランジスタＭ１１のソースに接続され
る。電源端子５は抵抗Ｒ１１のもう一方の端、抵抗Ｒ１
２のもう一方の端、トランジスタＱ１４のコレクタ、Ｍ
ＯＳトランジスタＭ１１のドレイン、及びＭＯＳトタン
ジスタＭ１２のドレインに接続される。又、抵抗Ｒ E の
もう一方の端、抵抗Ｒ１５のもう一方の端、トランジス
タＱ１３のエミッタ、及びダイオードＤ１２のカソード
は接地電位である。
【００１１】図１の実施例の動作は、差動対のトランジ
スタＱ１１，Ｑ１２のコレクタ電圧に差があると、この
差電圧がゼロになるように、ＭＯＳトランジスタＭ１
１，Ｍ１２，抵抗Ｒ１３，ダイオードＤ１１，Ｄ１２，
トランジスタＱ１３，Ｑ１４，抵抗Ｒ１５からなる差動
信号をシングルエンド信号に変換する差動増幅器で一巡
ループを構成して、トランジスタＱ１２のベース電圧を
制御する。今、トランジスタＱ１１，Ｑ１２のベース・
エミッタ電圧をそれぞれＶBE1，ＶBE2，抵抗Ｒ１１，Ｒ
１２に流れる電流をそれぞれＩ１，Ｉ２とすると、トラ
ンジスタＱ11とＱ１２のベース、即ち入力及び出力端子
３，４間の差電圧ＶBE1−ＶBE2が発生する。この差電圧
は次式のように表される。
スタＱ１１，Ｑ１２のコレクタ電圧に差があると、この
差電圧がゼロになるように、ＭＯＳトランジスタＭ１
１，Ｍ１２，抵抗Ｒ１３，ダイオードＤ１１，Ｄ１２，
トランジスタＱ１３，Ｑ１４，抵抗Ｒ１５からなる差動
信号をシングルエンド信号に変換する差動増幅器で一巡
ループを構成して、トランジスタＱ１２のベース電圧を
制御する。今、トランジスタＱ１１，Ｑ１２のベース・
エミッタ電圧をそれぞれＶBE1，ＶBE2，抵抗Ｒ１１，Ｒ
１２に流れる電流をそれぞれＩ１，Ｉ２とすると、トラ
ンジスタＱ11とＱ１２のベース、即ち入力及び出力端子
３，４間の差電圧ＶBE1−ＶBE2が発生する。この差電圧
は次式のように表される。
【００１２】
【数１】
【００１３】ただし、ＶT ： サーマル電圧 ＡE ： トランジスタのエミッタ面積 Ｉso： 単位面積当たりのコレクタ逆方向電流飽和電流 ｍ ： 比例定数 従って、ＶT は２つのトランジスタの差電圧（非接地タ
イプ）として得られ、ｍは電流比Ｉ１／Ｉ２の自然対数
をとった形として得られることがわかる。なお、電流比
Ｉ１／Ｉ２の設定については抵抗Ｒ１１，Ｒ１２をそれ
ぞれＲ１，Ｒ２とすると、Ｉ１・Ｒ１＝Ｉ２・Ｒ２の関
係（トランジスタＱ１１，Ｑ１２のコレクタ電圧が等し
くなる条件）があるため、抵抗比によって設定する、即
ち、
イプ）として得られ、ｍは電流比Ｉ１／Ｉ２の自然対数
をとった形として得られることがわかる。なお、電流比
Ｉ１／Ｉ２の設定については抵抗Ｒ１１，Ｒ１２をそれ
ぞれＲ１，Ｒ２とすると、Ｉ１・Ｒ１＝Ｉ２・Ｒ２の関
係（トランジスタＱ１１，Ｑ１２のコレクタ電圧が等し
くなる条件）があるため、抵抗比によって設定する、即
ち、
【００１４】
【数２】
【００１５】である。
【００１６】このようにして、ｍ・ＶT なる電圧を抵抗
比により任意に発生することができる。なお、図１では
出力端子４には入力端子３よりｍ・ＶT なる電圧だけ低
い電圧を発生した例を示したが、入力端子３よりｍ・Ｖ
T なる電圧だけ高い電圧を発生する場合には、差動増幅
器の差動入力に接続する差動対の差動出力をそれぞれ入
れ替えることによって実現できる。
比により任意に発生することができる。なお、図１では
出力端子４には入力端子３よりｍ・ＶT なる電圧だけ低
い電圧を発生した例を示したが、入力端子３よりｍ・Ｖ
T なる電圧だけ高い電圧を発生する場合には、差動増幅
器の差動入力に接続する差動対の差動出力をそれぞれ入
れ替えることによって実現できる。
【００１７】又、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の代わりにバイポ
ーラやＭＯＳのトランジスタなどの能動素子を用いて、
能動素子の寸法比を変えて抵抗比を設定したり、能動素
子でカレントミラーを構成して電流比を与えても同様に
抵抗比を設定することができる。
ーラやＭＯＳのトランジスタなどの能動素子を用いて、
能動素子の寸法比を変えて抵抗比を設定したり、能動素
子でカレントミラーを構成して電流比を与えても同様に
抵抗比を設定することができる。
【００１８】又、差動増幅器としては、図１に示した他
に通常使用される差動増幅器でも限定されない。
に通常使用される差動増幅器でも限定されない。
【００１９】又、ＭＯＳトランジスタＭ１１，Ｍ１２の
代わりにＰＮＰトランジスタを使用できる。
代わりにＰＮＰトランジスタを使用できる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、差動対の各トランジス
タのベース間の差電圧は、サーマル電圧の比例定数倍さ
れた電圧であり、安定した温度係数を有するフローティ
ング電源を提供することができる。
タのベース間の差電圧は、サーマル電圧の比例定数倍さ
れた電圧であり、安定した温度係数を有するフローティ
ング電源を提供することができる。
【００２１】又、上記比例定数は差動対のそれぞれに流
す電流値の比であり、この電流比を変更するだけで所望
の電源電圧に容易に変更できるので、電池のように回路
の任意のノードに接続できるという効果がある。
す電流値の比であり、この電流比を変更するだけで所望
の電源電圧に容易に変更できるので、電池のように回路
の任意のノードに接続できるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。
３…入力端子、４…出力端子、５…電源端子、Ｑ１１〜
Ｑ１４…トランジスタ、Ｒ１１〜Ｒ１５…抵抗、ＲＥ…
抵抗、Ｄ１１，Ｄ１２…ダイオード、Ｍ１１，Ｍ１２…
ＭＯＳトランジスタ。
Ｑ１４…トランジスタ、Ｒ１１〜Ｒ１５…抵抗、ＲＥ…
抵抗、Ｄ１１，Ｄ１２…ダイオード、Ｍ１１，Ｍ１２…
ＭＯＳトランジスタ。
Claims (1)
- 【請求項１】ベースに所定の電位を有する入力信号が入
力される第１のバイポーラトランジスタと、 第１の電源電位と上記第１のバイポーラトランジスタの
コレクタとの間に接続される第１の抵抗体と、 エミッタが上記第１のバイポーラトランジスタのエミッ
タに接続される第２のバイポーラトランジスタと、 第１の電源電位と上記第２のバイポーラトランジスタの
コレクタとの間に接続される第２の抵抗体と、 上記第１及び第２のバイポーラトランジスタのエミッタ
と第２の電源電位との間に接続された第３の抵抗体と、 上記第１のバイポーラトランジスタのコレクタからの第
１の信号をゲートに受け、ソースまたはドレインのいず
れか一方が上記第１の電源電位に接続される第１の電界
効果トランジスタと、 上記第２のバイポーラトランジスタのコレクタからの第
２の信号をゲートに受け、ソースまたはドレインのいず
れか一方が上記第１の電源電位に接続される第２の電界
効果トランジスタと、 コレクタが上記第１の電源電位に接続され、エミッタが
上記第２のバイポーラトランジスタのベースに接続さ
れ、上記エミッタより出力信号を出力する第３のバイポ
ーラトランジスタと、 上記第２の電界効果トランジスタのソースまたはドレイ
ンの他方と上記第３のバイポーラトランジスタのベース
との間に接続される第４の抵抗体と、 上記第１の電界効果トランジスタのソースまたはドレイ
ンの他方に接続される第５の抵抗体と、 コレクタが上記第３のバイポーラトランジスタのベース
に接続され、エミッタが上記第２の電源電位に接続され
る第４のバイポーラトランジスタと、 上記第４のバイポーラトランジスタのベースと上記第２
の電源電位との間に接続される第１の一方向性素子と、 上記第４のバイポーラトランジスタのベースと上記第５
の抵抗体との間に接続される第２の一方向性素子と、 上記第３のバイポーラトランジスタのエミッタと上記第
２の電源電位との間に接続される第６の抵抗体とを少な
くとも有し、 上記第１の信号と上記第２の信号の電位差と上記第１及
び第２の抵抗体の抵抗比から温度補償をする所定の電位
を有する出力信号を上記第３のバイポーラトランジスタ
のエミッタから出力し、上記出力信号を上記第２のバイ
ポーラトランジスタのベースへ負帰還させて、温度補償
をした所定の電圧値を出力することを特徴とするフロー
ティング電源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3240887A JP2550241B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | フローティング電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3240887A JP2550241B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | フローティング電源回路 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13183886A Division JPS62289010A (ja) | 1986-06-09 | 1986-06-09 | 電流制御発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04356808A JPH04356808A (ja) | 1992-12-10 |
| JP2550241B2 true JP2550241B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=17066173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3240887A Expired - Fee Related JP2550241B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | フローティング電源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2550241B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57178513A (en) * | 1981-04-27 | 1982-11-02 | Hitachi Ltd | Constant voltage generating circuit |
| JPS6140620A (ja) * | 1984-07-25 | 1986-02-26 | バ−・ブラウン・コ−ポレ−シヨン | 高帯域幅バンドギヤツプ基準電圧回路 |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP3240887A patent/JP2550241B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04356808A (ja) | 1992-12-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |