JP2748414B2 - 電圧源回路 - Google Patents
電圧源回路Info
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- JP2748414B2 JP2748414B2 JP18222988A JP18222988A JP2748414B2 JP 2748414 B2 JP2748414 B2 JP 2748414B2 JP 18222988 A JP18222988 A JP 18222988A JP 18222988 A JP18222988 A JP 18222988A JP 2748414 B2 JP2748414 B2 JP 2748414B2
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- Japan
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- transistor
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- resistor
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電圧源回路に関し、特にバンドギャップレギ
ュレータを備えた直流電圧源回路に関する。
ュレータを備えた直流電圧源回路に関する。
従来、集積回路上で使用する基準電圧発生回路として
は温度変化があっても出力電圧を一定にすることができ
るバンドギャップレギュレータが一般的に広く使用され
ている。
は温度変化があっても出力電圧を一定にすることができ
るバンドギャップレギュレータが一般的に広く使用され
ている。
ところが集積回路においては、トランジスタのV
BE（ベース・エミッタ間電圧）は約−2mV/℃の温度特性
を持ち、また差動増幅器においてはそのgm（相互コンダ
クタンス）は1/T（Ｔは絶対温度）の項を含むため温度
が25℃から125℃に100℃上昇した場合、gmの値は0.81倍
に低下してしまうなど、温度変化に対して補正しなけれ
ばならない項目が多数ある。さらに集積回路のスペック
上温度変化に対して特性を変化させる場合もある。この
ような場合、必要な温度特性に応じて基準電圧発生回路
を用意してやれば良いが、回路上冗長になったり、コス
ト（主にペレットサイズ）とのかねあいで、特性的に妥
協しているのが現状である。
BE（ベース・エミッタ間電圧）は約−2mV/℃の温度特性
を持ち、また差動増幅器においてはそのgm（相互コンダ
クタンス）は1/T（Ｔは絶対温度）の項を含むため温度
が25℃から125℃に100℃上昇した場合、gmの値は0.81倍
に低下してしまうなど、温度変化に対して補正しなけれ
ばならない項目が多数ある。さらに集積回路のスペック
上温度変化に対して特性を変化させる場合もある。この
ような場合、必要な温度特性に応じて基準電圧発生回路
を用意してやれば良いが、回路上冗長になったり、コス
ト（主にペレットサイズ）とのかねあいで、特性的に妥
協しているのが現状である。
本発明の目的は、温度係数が実質零の電圧と共に所望
の温度係数を有する電圧を簡略化された構成で発生する
ことができる電源圧源回路を提供することにある。
の温度係数を有する電圧を簡略化された構成で発生する
ことができる電源圧源回路を提供することにある。
本発明による電圧源回路は、コレクタ抵抗およびエミ
ッタ抵抗を有し第１のエミッタ電流密度で動作する第１
のトランジスタと、コレクタ抵抗を有し第２のエミッタ
電流密度で動作する第２のトランジスタと、前記第１の
トランジスタのコレクタにベースが接続された第３のト
ランジスタと、前記第１および第２のトランジスタに動
作電流を与える第４のトランジスタと、出力端子と、こ
の出力端子に接続された抵抗と、電流源と、この電流源
の電流と前記第４のトランジスタに流れる電流との差電
流を前記抵抗に供給する手段とを備えることを特徴とす
る。
ッタ抵抗を有し第１のエミッタ電流密度で動作する第１
のトランジスタと、コレクタ抵抗を有し第２のエミッタ
電流密度で動作する第２のトランジスタと、前記第１の
トランジスタのコレクタにベースが接続された第３のト
ランジスタと、前記第１および第２のトランジスタに動
作電流を与える第４のトランジスタと、出力端子と、こ
の出力端子に接続された抵抗と、電流源と、この電流源
の電流と前記第４のトランジスタに流れる電流との差電
流を前記抵抗に供給する手段とを備えることを特徴とす
る。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例の回路図である。第１図に
おいて、第１の直流定電流源IO1,NPNトランジスタQ1,
Q2,Q3,Q4及び抵抗R1,R2,R3はバンドギャップレギュレー
タを構成し図示のように接続されている。バンドギャッ
プレギュレータの出力は第１の端子N1から取り出され
る。端子N1における第１の基準出力電圧VREF1は、トラ
ンジスタQ1のVBEとトランジスタQ2のVBEの差電圧、すな
わち抵抗R1の電圧降下をΔVBEとし、トランジスタQ3のV
BEをΔVBE（Q3）とし、トランジスタQ2のコレクタ電流
をIC2,トランジスタQ3のベース電流をIB3,電子の電荷量
をq,ボルツマン定数をk,絶対温度をＴとすれば、以下の
ようになる。
おいて、第１の直流定電流源IO1,NPNトランジスタQ1,
Q2,Q3,Q4及び抵抗R1,R2,R3はバンドギャップレギュレー
タを構成し図示のように接続されている。バンドギャッ
プレギュレータの出力は第１の端子N1から取り出され
る。端子N1における第１の基準出力電圧VREF1は、トラ
ンジスタQ1のVBEとトランジスタQ2のVBEの差電圧、すな
わち抵抗R1の電圧降下をΔVBEとし、トランジスタQ3のV
BEをΔVBE（Q3）とし、トランジスタQ2のコレクタ電流
をIC2,トランジスタQ3のベース電流をIB3,電子の電荷量
をq,ボルツマン定数をk,絶対温度をＴとすれば、以下の
ようになる。
IB3は十分小さいものとすれば となる。VREF1の温度特性は となり、R2/R1とR2/R3の値を適当に設定することによ
って、出力端子N1に温度特性のない出力電圧を得ること
ができる。トランジスタQ4のエミッタに流れる電流すな
わちバンドギャップレギュレータの出力電流I3は、 となる。
って、出力端子N1に温度特性のない出力電圧を得ること
ができる。トランジスタQ4のエミッタに流れる電流すな
わちバンドギャップレギュレータの出力電流I3は、 となる。
さて集積回路において使用する抵抗の温度特性はその
集積回路を構成するプロセスによって異なり、またその
抵抗形成方法によって異なる。例えばベース抵抗とグラ
フトベース抵抗とポリシリコン抵抗ではそれぞれ温度特
性が異なり、また拡散させる不純物の種類、濃度によっ
ても大きく異なる。上記のような温度特性を持つ抵抗を
使用することによってバンドギャップレギュレータの出
力電流I3の温度特性が異なることが知られている。
集積回路を構成するプロセスによって異なり、またその
抵抗形成方法によって異なる。例えばベース抵抗とグラ
フトベース抵抗とポリシリコン抵抗ではそれぞれ温度特
性が異なり、また拡散させる不純物の種類、濃度によっ
ても大きく異なる。上記のような温度特性を持つ抵抗を
使用することによってバンドギャップレギュレータの出
力電流I3の温度特性が異なることが知られている。
第１図においてトランジスタQ4のコレクタには本発明
に従って直流定電流源IO2が接続されていてI2なる電流
を流している。さらにトランジスタQ4のコレクタには抵
抗R4が接続されており、抵抗R4の他端は接地されてい
る。この第１図の回路上において直流定電流源IO2の流
す電流I2を I2＞I3 と設定することにより抵抗R4にはI2とI3の差電流I4が流
入し、出力端子N2にあらわれる第２の基準出力電圧V
REF2は VREF2＝R4×I4＝R4×（I2−I3） ……（５） なる値で得られる。（５）式においてI2の温度特性とR4
の温度特性を零に設定すればI3の温度特性によってV
REF2の温度特性を設定することができる。VREF2の温度
に対する変化幅を小さく設定する場合は温度特性を持た
ないI2の値をI3に対して十分大きくして、差電流I4を大
きくして抵抗R4の値を小さくしてやればよい。またV
REF2の温度に対する変化幅を大きく設定する場合はI2の
値をI3の値に近く安定し、差電流I4を小さくして、かつ
抵抗R4の値を大きくしてやればよい。よってある温度に
おける第２の出力電圧VREF2は同じでもI2の値とR4の値
を適当に選ぶことによって温度特性を任意に設定するこ
とができる。
に従って直流定電流源IO2が接続されていてI2なる電流
を流している。さらにトランジスタQ4のコレクタには抵
抗R4が接続されており、抵抗R4の他端は接地されてい
る。この第１図の回路上において直流定電流源IO2の流
す電流I2を I2＞I3 と設定することにより抵抗R4にはI2とI3の差電流I4が流
入し、出力端子N2にあらわれる第２の基準出力電圧V
REF2は VREF2＝R4×I4＝R4×（I2−I3） ……（５） なる値で得られる。（５）式においてI2の温度特性とR4
の温度特性を零に設定すればI3の温度特性によってV
REF2の温度特性を設定することができる。VREF2の温度
に対する変化幅を小さく設定する場合は温度特性を持た
ないI2の値をI3に対して十分大きくして、差電流I4を大
きくして抵抗R4の値を小さくしてやればよい。またV
REF2の温度に対する変化幅を大きく設定する場合はI2の
値をI3の値に近く安定し、差電流I4を小さくして、かつ
抵抗R4の値を大きくしてやればよい。よってある温度に
おける第２の出力電圧VREF2は同じでもI2の値とR4の値
を適当に選ぶことによって温度特性を任意に設定するこ
とができる。
次に第１図の回路において実際の動作について説明す
る。第３図は第１図の回路におけるI3とI4の温度特性に
ついて示したもので、第４図は第３図のI3,I4の電流値
において、出力端N2での出力電圧VREF2の温度特性につ
いて示したものである。今、第３図に示すようにバンド
ギャップレギュレータの出力電流I3が基準温度において
500μＡで、基準温度から＋50℃の変化で600μＡにな
り、−50℃の変化で400μＡになる温度特性を持ってい
る場合、定電流源IO2の出力電流値I2(1)を温度変化にか
かわず一定の700μＡに設定した場合のI4の値をI4(1)と
し、IO2の出力電流値I2(2)を1500μＡにした場合のI4の
値をI4(2)として第３図に示している。第３図よりわか
るようにI2の値を変えることによって、I4の傾きを変化
させずに基準電流値を任意に変えることができる。次に
第４図では第３図で示したI4(1)とI4(2)の電流値で基準
温度の時にVREF2に5.0Vが得られるようにした場合の温
度特性を示している。第３図のように基準温度でI4(1)
＝200μＡならR4を25KΩに設定し、I4(2)が1000μＡな
らR4を5KΩに設定したVREF2がそれぞれVREF2(1)とV
REF2(2)に対応している。VREF2(1)では基準温度からの
差が−50〜−50℃の変化で5Vの変化なのに対してV
REF2(2)では同様の温度変化で1Vの変化になっている。
る。第３図は第１図の回路におけるI3とI4の温度特性に
ついて示したもので、第４図は第３図のI3,I4の電流値
において、出力端N2での出力電圧VREF2の温度特性につ
いて示したものである。今、第３図に示すようにバンド
ギャップレギュレータの出力電流I3が基準温度において
500μＡで、基準温度から＋50℃の変化で600μＡにな
り、−50℃の変化で400μＡになる温度特性を持ってい
る場合、定電流源IO2の出力電流値I2(1)を温度変化にか
かわず一定の700μＡに設定した場合のI4の値をI4(1)と
し、IO2の出力電流値I2(2)を1500μＡにした場合のI4の
値をI4(2)として第３図に示している。第３図よりわか
るようにI2の値を変えることによって、I4の傾きを変化
させずに基準電流値を任意に変えることができる。次に
第４図では第３図で示したI4(1)とI4(2)の電流値で基準
温度の時にVREF2に5.0Vが得られるようにした場合の温
度特性を示している。第３図のように基準温度でI4(1)
＝200μＡならR4を25KΩに設定し、I4(2)が1000μＡな
らR4を5KΩに設定したVREF2がそれぞれVREF2(1)とV
REF2(2)に対応している。VREF2(1)では基準温度からの
差が−50〜−50℃の変化で5Vの変化なのに対してV
REF2(2)では同様の温度変化で1Vの変化になっている。
以上のようにI2とR2を適当に選択することによって、
VREF2は基準温度での出力電圧を変化させることなく、
大幅にその温度特性を変化させることができる。
VREF2は基準温度での出力電圧を変化させることなく、
大幅にその温度特性を変化させることができる。
第２図は本発明の具体的な他の実施例である。第１図
の同じ機能については第１図と同じ符号を打ってある。
すなわちトランジスタQ1〜Q4と抵抗R1〜R3によって出力
端子をN1とするバンドギャップレギュレータを構成す
る。またトランジスタQ5と抵抗R5によって定電流源を構
成し、トランジスタQ6,Q7のカレントミラーによって第
１図における直流定電流源IO1と同じ働きをする。バン
ドギャップレギュレータの出力電流はトランジスタQ8,Q
9のカレントミラーによってトランジスタQ9のコレクタ
電流I3となる。またトランジスタQ10と抵抗R6により直
流定電流源を構成し、トランジスタQ10のコレクタにはI
2なる定電流が流れることになる。
の同じ機能については第１図と同じ符号を打ってある。
すなわちトランジスタQ1〜Q4と抵抗R1〜R3によって出力
端子をN1とするバンドギャップレギュレータを構成す
る。またトランジスタQ5と抵抗R5によって定電流源を構
成し、トランジスタQ6,Q7のカレントミラーによって第
１図における直流定電流源IO1と同じ働きをする。バン
ドギャップレギュレータの出力電流はトランジスタQ8,Q
9のカレントミラーによってトランジスタQ9のコレクタ
電流I3となる。またトランジスタQ10と抵抗R6により直
流定電流源を構成し、トランジスタQ10のコレクタにはI
2なる定電流が流れることになる。
この第２図の回路において、 I3＞I2 と設定し、その差電流I4（＝I3−I2）を抵抗R4に印加し
て出力端子N2に第２の出力電圧VREF2を得る。VREF2は VREF2＝R4×I4＝R4×（I3−I2） ……（６） となる。すなわち第１図の抵抗R1〜R3と同じ抵抗を第２
図において使用すれば第２図でのVREF2は第１図でのV
REF2とは正負逆の温度特性となる。すなわち第４図にお
ける傾きが正負逆になる。
て出力端子N2に第２の出力電圧VREF2を得る。VREF2は VREF2＝R4×I4＝R4×（I3−I2） ……（６） となる。すなわち第１図の抵抗R1〜R3と同じ抵抗を第２
図において使用すれば第２図でのVREF2は第１図でのV
REF2とは正負逆の温度特性となる。すなわち第４図にお
ける傾きが正負逆になる。
さらに第２図の回路ではトランジスタQ11〜Q14と抵抗
R7、出力端N3からなる電流出力回路を備えている。第２
図のトランジスタのコレクタ電流I3′とトランジスタQ
12と抵抗R7からなる定電流源を構成し、I2′なる定電流
を流すことになる。今I2′とI3′の関係をI2′＞I3′に
設定し、その差電流I4′（＝I2′−I3′）をトランジス
タQ13,Q14からなるカレントミラー回路によって出力端
子N3に出力する。この場合I4′の温度特性はI4とは逆に
なる。また、I4′はカレントミラーを構成するトランジ
スタQ13とQ14の面積比を変えることによって出力電流の
温度特性の変化幅を再設定することができるとともに、
電流出力にしたことで差動アンプの定電流として使用す
る場合有効である。
R7、出力端N3からなる電流出力回路を備えている。第２
図のトランジスタのコレクタ電流I3′とトランジスタQ
12と抵抗R7からなる定電流源を構成し、I2′なる定電流
を流すことになる。今I2′とI3′の関係をI2′＞I3′に
設定し、その差電流I4′（＝I2′−I3′）をトランジス
タQ13,Q14からなるカレントミラー回路によって出力端
子N3に出力する。この場合I4′の温度特性はI4とは逆に
なる。また、I4′はカレントミラーを構成するトランジ
スタQ13とQ14の面積比を変えることによって出力電流の
温度特性の変化幅を再設定することができるとともに、
電流出力にしたことで差動アンプの定電流として使用す
る場合有効である。
以上説明したように本発明は出力電圧の温度特性を零
にしたバンドギャップレギュレータの出力電流と、直流
定電流との差電流を抵抗に印加し、その電圧降下分を第
２の出力電圧とすることにより第２の出力電圧の温度特
性を任意に設定できることができる。このことは温度特
性を持たない基準電圧源に簡単に温度特性を持たせた別
の基準電圧源を付加することができるため、素子の穴幅
な増加を伴なうことなく、回路上の温度特性の補正，ま
たは任意の設定ができることになり、特に集積回路上に
おいて有効な手段であるといえる。
にしたバンドギャップレギュレータの出力電流と、直流
定電流との差電流を抵抗に印加し、その電圧降下分を第
２の出力電圧とすることにより第２の出力電圧の温度特
性を任意に設定できることができる。このことは温度特
性を持たない基準電圧源に簡単に温度特性を持たせた別
の基準電圧源を付加することができるため、素子の穴幅
な増加を伴なうことなく、回路上の温度特性の補正，ま
たは任意の設定ができることになり、特に集積回路上に
おいて有効な手段であるといえる。
第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は他の
実施例を示す回路図、第３図は第１図で示した回路の基
準電圧の温度特性を示すグラフ、第４図は第２図で示し
た回路の基準電圧の温度特性を示すグラフである。
実施例を示す回路図、第３図は第１図で示した回路の基
準電圧の温度特性を示すグラフ、第４図は第２図で示し
た回路の基準電圧の温度特性を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】コレクタ抵抗およびエミッタ抵抗を有し第
１の電流密度で動作する第１のトランジスタと、コレク
タ抵抗を有し第２の電流密度で動作する第２のトランジ
スタであって前記第１のトランジスタにベースバイアス
を与える第２のトランジスタと、前記第１のトランジス
タのコレクタにベースが接続された第３のトランジスタ
と、前記第１および第２のトランジスタに動作電流を与
える第４のトランジスタと、出力端子と、この端子に接
続された抵抗と、電流源と、この電流源の電流と前記第
４のトランジスタに流れる電流との差電流を前記抵抗に
与える手段とを備えることを特徴とする電圧源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18222988A JP2748414B2 (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | 電圧源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18222988A JP2748414B2 (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | 電圧源回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0229811A JPH0229811A (ja) | 1990-01-31 |
| JP2748414B2 true JP2748414B2 (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=16114603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18222988A Expired - Lifetime JP2748414B2 (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | 電圧源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2748414B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0727425B2 (ja) * | 1988-12-28 | 1995-03-29 | 株式会社東芝 | 電圧発生回路 |
| JPH0423505A (ja) * | 1990-05-17 | 1992-01-27 | Nec Corp | 発振回路 |
| JP2598154B2 (ja) * | 1990-05-24 | 1997-04-09 | 株式会社東芝 | 温度検出回路 |
| JPH07104874A (ja) * | 1993-09-30 | 1995-04-21 | Nec Corp | 基準電圧発生回路 |
-
1988
- 1988-07-20 JP JP18222988A patent/JP2748414B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0229811A (ja) | 1990-01-31 |
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