JP2591906Y2 - 基準電圧回路 - Google Patents

基準電圧回路

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JP2591906Y2
JP2591906Y2 JP1991072301U JP7230191U JP2591906Y2 JP 2591906 Y2 JP2591906 Y2 JP 2591906Y2 JP 1991072301 U JP1991072301 U JP 1991072301U JP 7230191 U JP7230191 U JP 7230191U JP 2591906 Y2 JP2591906 Y2 JP 2591906Y2
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泰久 東島
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は基準電圧回路に係り、特
に電流バイアスされて所定の基準電圧を発生する基準電
圧回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は、従来の基準電圧回路の一例の回
路図である。
【0003】基準電圧回路3は、電流バイアス回路4
(電流生成手段)とバンドギャップツェナー回路5(基
準電圧源)よりなる。
【0004】電流バイアス回路4は、トランジスタQ1,
2,Q3 と抵抗R1,R2 からなっている。トランジスタ
1 とトランジスタQ2,Q3 とは夫々カレントミラー接
続されている。トランジスタQ1 のべース・コレクタに
一端を接続された抵抗R1 の他端とトランジスタQ1
エミッタとの間に電源電圧VCCが接続されている。
【0005】バンドギャップツェナー回路5は、ダイオ
ード接続されたトランジスタQ4 と、差動増幅器を構成
するトランジスタQ5,Q6,Q7,Q8 と、出力トランジス
タQ9 と、抵抗R3 …R8 と、コンデンサC1 とから構
成されている。バンドギャップツェナー回路5は、電流
バイアス回路4により電流バイアスされて基準電圧VZ
を出力端子6に出力する。
【0006】ここで、図8は従来の基準電圧回路の一例
の回路電流特性を示す図である。図8において、横軸は
電源電圧VCCを示し、VCC=0ボルトからVCC=2ボル
ト迄の立ち上がりを詳細に示した。
【0007】電源電圧VCCが投入されて次第に上昇し、
略トランジスタQ1 のべース・エミッタ間降下電圧V
BEQ1となると、トランジスタQ1 がオンして回路電流I
CCが流れはじめる。この回路電流ICCは、電源電圧VCC
に略比例してほぼ直線的に増加する。図8中、I,I
I,III,IVはトランジスタQ2 のエミッタ面積を
トランジスタQ1 のエミッタ面積に対して夫々2,3,
4,5倍とした場合を示している。
【0008】電流バイアス回路4は、図8に示した回路
電流ICCに応じたバイアス電流をトランジスタQ2,3
のコレクタに出力する。この結果、バンドギャップツェ
ナー回路5は、図9に示すような出力基準電圧VZ を出
力する。
【0009】図8および図9からわかるとおり、電源電
圧VCCが増加して回路電流ICCが略1. 5〔μA〕以上
となると、バンドギャップツェナー回路5は約0.85
〔V〕の温度補償された基準電圧VZ を出力する。
【0010】図10は、従来の基準電圧回路の一例の出
力電圧特性を示す図であり、図9に示した幾つかの出力
電圧特性のうち、トランジスタQ2 のエミッタ面積をト
ランジスタQ1 のエミッタ面積に対して5倍とした場合
について、電源電圧VCC=0〔V〕からVCC=5〔V〕
までを示した。
【0011】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら従来の基
準電圧回路では、上記の如く回路電流の電源電圧依存性
が大きいために低消費電流化が困難であり、また、回路
電流に応じて電流バイアスされる基準電圧源の出力基準
電圧が電源電圧に依存して変動する問題がある。
【0012】ここで、図11は図10において出力基準
電圧VZ =840〔mV〕からVZ=940〔mV〕ま
でを詳細に示した図である。図に示すとおり、出力基準
電圧VZ は、電源電圧VCCが1〔V〕のときは約846
〔mV〕で、電源電圧VCCの増加と共に上昇して電源電
圧VCCが5〔V〕のときは約910〔mV〕となる。こ
の間のラインレギュレーションは、64〔mV〕とな
る。
【0013】上記の点に鑑み本考案では、基準電圧の電
源電圧依存性が少なく、低消費電流化が可能な基準電圧
回路を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに本考案では、図1に示す原理図の如く構成した。
【0015】すなわち、電源電圧VCCより電流IB を生
成する電流生成手段1と、電流生成手段1よりの出力電
流IB により電流バイアスされて所定の基準電圧VZ
生成する基準電圧源2とを具備した基準電圧回路におい
て、電流生成手段1は、基準電圧源2の出力電圧VZ
所望の基準電圧値と略等しいときは電源電圧VCCに応じ
た電流と出力電圧VZ に応じた略一定電流との和とされ
る電流を生成するよう構成した。
【0016】
【作用】上記構成の本考案によれば、電源電圧VCCが次
第に上昇して基準電圧源2の出力電圧VZ が所望の基準
電圧値と略等しくなると、電流生成手段1は、電源電圧
CCに応じた電流と出力電圧VZ に応じた一定電流との
和とされる電流IB を生成するよう作用し、電流I
B は、電源電圧VCCに対する依存性を小さく設定するこ
とができる。
【0017】
【実施例】図2は本考案の一実施例の回路図である。同
図中、図7と同一構成部分には同一符号を付してある。
【0018】基準電圧回路7は、電流バイアス回路8
(電流生成手段)とバンドギャップツェナー回路5(基
準電圧源)よりなる。電流バイアス回路8は、電流バイ
アス回路4の抵抗R1 を2つの抵抗R9,R10に分割し、
トランジスタQ10を追加して構成されている。
【0019】すなわち、べース・コレクタを共通接続さ
れて電源電圧VCCにエミッタが接続されたトランジスタ
1 (第1のトランジスタ)のべース・コレクタと、グ
ランドに下端が接続された抵抗R10(第2の抵抗)の上
端との間に抵抗R9 (第1の抵抗)を接続して設けた。
ただし、抵抗R10の値を200〔KΩ〕とし、抵抗R9
の値を1〔MΩ〕とした。夫々の抵抗値の和は1200
〔KΩ〕で、従来のトランジスタQ1 のエミッタに接続
された抵抗R1 の値と同一としてある。
【0020】また、トランジスタQ10(第2のトランジ
スタ)のコレクタはトランジスタQ1 のべース・コレク
タに、エミッタは抵抗R9,R10の接続点に、べースはバ
ンドギャップツェナー回路5の出力端子6にトランジス
タQ2 のコレクタと共に接続されている。
【0021】一方、トランジスタQ2 とトランジスタQ
3 は、トランジスタQ1 と夫々カレントミラーされてお
り、バンドギャップツェナー回路5にバイアス電流を供
給している。
【0022】バンドギャップツェナー回路5は従来と同
様に構成され、所定のバイアス電流により出力端子6に
温度補償された出力電圧である基準電圧VZ (=0.8
5〔V〕)を出力する。
【0023】ここで、図3は本考案の一実施例の回路電
流特性を示す図である。図3において、横軸は電源電圧
CCを示し、VCC=0〔V〕からVCC=2〔V〕までの
立ち上がりを詳細に示した。 図3中、V,VI,VI
I,IIXはトランジスタQ2 のエミッタ面積をトラン
ジスタQ1 のエミッタ面積に対して夫々2,3,4,5
倍とした場合を示している。
【0024】電源電圧VCCが投入されて次第に上昇し、
略トランジスタQ1 のべース・エミッタ間降下電圧V
BEQ1となると、トランジスタQ1 がオンして回路電流I
CCが流れはじめる。このとき、トランジスタQ1 の出力
コレクタ電流は、およそ IC1=(VCC−VBEQ1)/(R9 +R10) (1) となる。
【0025】トランジスタQ2,3 はトランジスタQ1
とカレントミラー接続されているので、トランジスタQ
2,3 の出力電流IC2, C3はIC1に応じた電流とな
り、回路電流ICCは電源電圧VCCに略比例してほぼ直線
的に増加する。電流バイアス回路8は、図3に示した回
路電流ICCに応じた出力バイアス電流IC2, C3をトラ
ンジスタQ2,3 のコレクタに夫々出力する。
【0026】この結果、バンドギャップツェナー回路5
の出力基準電圧VZ は、電源電圧VCCの増加にともなっ
て増加する。出力基準電圧VZ が約0.85〔V〕とな
るとトランジスタQ10がオンし、このときトランジスタ
1 の出力コレクタ電流IC1は、およそ IC1=(VZ −VBEQ1)/R10 +{VCC−VBEQ2−(VZ −VBEQ1)}/R9 (2) となる。
【0027】(2)式において、第1項は基準電圧源5
の出力基準電圧VZ により決まり、第2項は電源電圧V
CCに応じて変化する。よって、第2項の値を小さくする
よう抵抗R9 の値を選ぶことにより、トランジスタQ1
の出力コレクタ電流IC1の電源電圧依存性を小さくする
ことができる。本実施例では、前述のとおりR10=1
〔MΩ〕としている。
【0028】これにより、トランジスタQ10がオンする
と回路電流ICCは、図3に示すとおり、電源電圧VCC
0.85〔V〕から0.88〔V〕となる間に(2)式
の第2項に応じた分だけ急激に増加した後、電源電圧V
CCの増加に対して緩やかに増加する。
【0029】電源電圧VCCの1〔V〕の増加に対して、
回路電流ICCの増加はおよそ1.4〔μA/V〕に過ぎ
ず、従来の4〔μA/V〕(図8参照)の半分以下の増
加率とされている。したがって、これ以降電源電圧VCC
を増加させても回路電流はあまり増加しないので、低消
費電流とすることができる。
【0030】図5は、本考案の一実施例の出力電圧特性
を示す図であり、図4に示した幾つかの出力電圧特性の
うち、トランジスタQ2 のエミッタ面積をトランジスタ
1のエミッタ面積に対して5倍とした場合について、
電源電圧VCC=0〔V〕からVCC=5〔V〕までを示し
た。
【0031】また、図6は図5において出力基準電圧V
Z =840〔mV〕からVZ =865〔mV〕までを詳
細に示した出力電圧特性を示す図である。図6におい
て、回路電流ICCを表す縦軸の目盛りが、図11の縦軸
の目盛りに比べて2倍細かいことに注意されたい。
【0032】図6に示すとおり、出力基準電圧VZ は、
電源電圧VCCが1〔V〕のときは約841〔mV〕で、
電源電圧VCCの増加と共に上昇して電源電圧VCCが5
〔V〕のときは約861〔mV〕となる。この間のライ
ンレギュレーションは20〔mV〕であり、従来の64
〔mV〕の1/3以下に改善されている。
【0033】このように本実施例によれば、出力基準電
圧VZ の電源電圧依存性を低下させて安定な基準電圧を
生成することができ、また前述のとおり、回路電流を低
消費電流化することができる特長がある。
【0034】
【考案の効果】上述の如く本考案によれば、電流生成手
段の出力電流は電源電圧に応じた電流と基準電圧源の出
力電圧に応じた略一定電流との和とされるので、電流生
成手段の出力電流の電源電圧依存性を小さく設定できて
低消費電流化できると共に、電流生成手段の出力電流に
よりバイアスされて出力される基準電圧源の出力基準電
圧の電源電圧依存性を小さくできる特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の原理図である。
【図2】本考案の一実施例の回路図である。
【図3】本考案の一実施例の回路電流特性を示す図であ
る。
【図4】本考案の一実施例の出力電圧特性を示す図であ
る。
【図5】本考案の一実施例の出力電圧特性を示す図であ
る。
【図6】本考案の一実施例の出力電圧特性を示す図であ
る。
【図7】従来の基準電圧回路の一例の回路図である。
【図8】従来の基準電圧回路の一例の回路電流特性を示
す図である。
【図9】従来の基準電圧回路の一例の出力電圧特性を示
す図である。
【図10】従来の基準電圧回路の一例の出力電圧特性を
示す図である。
【図11】従来の基準電圧回路の一例の出力電圧特性を
示す図である。
【符号の説明】
1 電流生成手段 4,8 電流バイアス回路(電流生成手段) 2 基準電圧源 5 バンドギャップツェナー回路(基準電圧源) R9 第1の抵抗 R10 第2の抵抗 Q1 第1のトランジスタ Q10 第2のトランジスタ VZ 出力電圧 VCC 電源電圧 IB 出力電流 IC2,IC3 バイアス電流(出力電流)

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源電圧より電流を生成する電流生成手
    段と、該電流生成手段よりの出力電流により電流バイア
    スされて所定の基準電圧を生成する基準電圧源とを具備
    した基準電圧回路において、前記電流生成手段は、ベース・コレクタを共通接続さ
    れ、前記電源電圧の一端にエミッタが接続された第1の
    トランジスタと、 該第1のトランジスタのコレクタに一端を接続された第
    1の抵抗と、 該第1の抵抗の他端と前記電源の他端との間に接続され
    た第2の抵抗と、 前記第1の抵抗の一端にコレクタを接続され、前記第1
    の抵抗の他端にエミッタを接続され、前記基準電圧源の
    出力端子にベースを接続されて、前記基準電圧源の出力
    電圧が所定値以上のときにオンして前記第1のトランジ
    スタを駆動する第2のトランジスタとを具備してなり、 前記電流生成手段は、前記基準電圧源の出力電圧が所望
    の基準電圧値と略等しいときは前記電源電圧に応じた電
    流と前記出力電圧に応じた略一定電流との和とされる電
    流を生成してなる基準電圧回路。
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