JP2757747B2 - ベータ補償を有する温度補償型電圧レギュレータ - Google Patents
ベータ補償を有する温度補償型電圧レギュレータInfo
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】図１を参照して、従来技術による
ベータ補償を有する温度補償型電圧レギュレータ回路１
０を示す。レギュレータ１０は、ＶCCと接地基準電位を
供給する第１および第２電源導体の間に結合され、ＶCC
とＶREFを導出する出力端子との間に結合される電流源
１２に、例えば、抵抗から構成される。抵抗Ｒ1および
ダイオード接続されたトランジスタＱ1から成る第１直
列回路は、ＶREFの出力端子と接地との間に結合され、
第２直列回路は、また、ＶREFの出力と接地との間に結
合され、抵抗Ｒ2，Ｒ4およびトランジスタＱ2から成
る。ベータ補償は、カスケード接続されたトランジスタ
Ｑ1，Ｑ2の間の基本回路に結合された抵抗Ｒxの結合に
よって与えられる。
ベータ補償を有する温度補償型電圧レギュレータ回路１
０を示す。レギュレータ１０は、ＶCCと接地基準電位を
供給する第１および第２電源導体の間に結合され、ＶCC
とＶREFを導出する出力端子との間に結合される電流源
１２に、例えば、抵抗から構成される。抵抗Ｒ1および
ダイオード接続されたトランジスタＱ1から成る第１直
列回路は、ＶREFの出力端子と接地との間に結合され、
第２直列回路は、また、ＶREFの出力と接地との間に結
合され、抵抗Ｒ2，Ｒ4およびトランジスタＱ2から成
る。ベータ補償は、カスケード接続されたトランジスタ
Ｑ1，Ｑ2の間の基本回路に結合された抵抗Ｒxの結合に
よって与えられる。
【０００２】まずはじめに、Ｉ1とＩ2は等しく、以下に
示す方程式が成立する。
示す方程式が成立する。
【０００３】 Ｉ1・Ｒ1＝ＶREF−ＶBEQ1 （１） Ｉ2＝（ＶBEQ1−ＩB2・ＲX−ＶBEQ2）／Ｒ4−ＩB2 （２） ここで、ＩB2はトランジスタＱ2のベース電流であり、
ＶBEQ1およびＶBEQ2はトランジスタＱ1，Ｑ2のベース・
エミッタ電圧である。
ＶBEQ1およびＶBEQ2はトランジスタＱ1，Ｑ2のベース・
エミッタ電圧である。
【０００４】もしＲ1，Ｒ2が同じ値で、２つのトランジ
スタのベース電流が、コレクタ電流に比べて十分に小さ
いとすれば、 Ｉ1・Ｒ1＝Ｉ2・Ｒ2 （３） となる。方程式（１），（２）を（３）に代入すると、
次の式が得られる。
スタのベース電流が、コレクタ電流に比べて十分に小さ
いとすれば、 Ｉ1・Ｒ1＝Ｉ2・Ｒ2 （３） となる。方程式（１），（２）を（３）に代入すると、
次の式が得られる。
【０００５】 ＶREF−ＶBEQ1＝（ＶBEQ1−ＩB2・ＲX−ＶBEQ2）Ｒ2／Ｒ4−ＩB2・Ｒ2 または、 ＶREF＝（Ｒ2／Ｒ4+１）ＶBEQ1−（Ｒ2／Ｒ4 ）ＶBEQ2−（ＲX／Ｒ4+１）ＩB2 ・Ｒ2 （４） ＶREFはベータの変動に対し一定であるので、ＶBEおよ
びＩBに関して方程式（４） 導関数はゼロとなる。
びＩBに関して方程式（４） 導関数はゼロとなる。
【０００６】∂ＶREF／∂ＶBE＋∂ＶREF／∂ＩB＝０ となる。また、次の式も成り立つ。
【０００７】 ∂ＶREF／∂ＶBE ＝（Ｒ2／Ｒ4 + 1）ΔＶBEQ1−（Ｒ2／Ｒ4 ）ΔＶBEQ2（ ５） ∂ＶREF／∂ＩB＝−Ｒ2（ＲX／Ｒ4＋1）ΔＩB2 （６） さらに、方程式（６）よりベータの変動は、従来技術の
レギュレータでは、トランジスタＱ2のベース電流，Ｉ
B2の変化と関連する負の項によって押さえられることが
わかる。したがって、ＲXを追加することによって、図
３の波形３０に示されている集積回路の製造プロセスに
おける変化によって起こる基準電圧ＶREFの変動が、図
３の波形３０で示す様に改善される。
レギュレータでは、トランジスタＱ2のベース電流，Ｉ
B2の変化と関連する負の項によって押さえられることが
わかる。したがって、ＲXを追加することによって、図
３の波形３０に示されている集積回路の製造プロセスに
おける変化によって起こる基準電圧ＶREFの変動が、図
３の波形３０で示す様に改善される。
【０００８】以上のことが理解されたとして、トランジ
スタＱ1とＱ2との間で生じたベース・エミッタ電圧の違
いはＲ4両端にΔＶBEの正の温度係数を有する電位を発
生し、その結果Ｉ2もまた正の温度係数を有する。Ｒ2両
端に発生した電位は、正の温度係数を有し、負の温度係
数を有するＱ3のベース・エミッタ電圧と直列に結合さ
れ、既知の温度係数、典型的にはゼロであるＶREFとな
る。
スタＱ1とＱ2との間で生じたベース・エミッタ電圧の違
いはＲ4両端にΔＶBEの正の温度係数を有する電位を発
生し、その結果Ｉ2もまた正の温度係数を有する。Ｒ2両
端に発生した電位は、正の温度係数を有し、負の温度係
数を有するＱ3のベース・エミッタ電圧と直列に結合さ
れ、既知の温度係数、典型的にはゼロであるＶREFとな
る。
【０００９】前述した、従来技術のレギュレータでは、
製造プロセスによるトランジスタのベータ変動の補償を
行なうための手段（ＲX）を提供するが、今日の環境に
おいては、より高い改良がより高度な性能を有するレギ
ュレータの回路設計に求められる。
製造プロセスによるトランジスタのベータ変動の補償を
行なうための手段（ＲX）を提供するが、今日の環境に
おいては、より高い改良がより高度な性能を有するレギ
ュレータの回路設計に求められる。
【００１０】図２を参照して、改良されたベータ補償を
有する温度補償型レギュレータ回路２０は、好適実施例
に従って示され、集積回路の形態での製造に適したもの
である。レギュレータ２０は、ＶBEの製造プロセスでの
変化によるＶREFの変化をさらに減らすための追加のベ
ータ補償手段を含む。レギュレータ回路２０は、ほぼレ
ギュレータ１０で述べたのと同じように動作するが、以
下に示すように、トランジスタＱ1のコレクタとベース
との間にある抵抗ＲFの追加によって、ベータ補償は、
改善される。図１と同様の図２の構成は、共通の参照番
号が付されていることに注意されたい。
有する温度補償型レギュレータ回路２０は、好適実施例
に従って示され、集積回路の形態での製造に適したもの
である。レギュレータ２０は、ＶBEの製造プロセスでの
変化によるＶREFの変化をさらに減らすための追加のベ
ータ補償手段を含む。レギュレータ回路２０は、ほぼレ
ギュレータ１０で述べたのと同じように動作するが、以
下に示すように、トランジスタＱ1のコレクタとベース
との間にある抵抗ＲFの追加によって、ベータ補償は、
改善される。図１と同様の図２の構成は、共通の参照番
号が付されていることに注意されたい。
【００１１】既に示した同様の方法において、レギュレ
ータ２０に対して以下の等式が成り立つ。 ＶREF＝（Ｒ2／Ｒ4+1)ＶBEQ1−（Ｒ2／Ｒ4）ＶBEQ2−（Ｒ2・ＲX／Ｒ4＋Ｒ2−Ｒ F ）ＩB2＋ＲF・ＩB1 （７） また、方程式（７）を微分すると ∂ＶREF／∂ＶBE＝（Ｒ2／Ｒ4＋1）ΔＶBEQ1−（Ｒ2／Ｒ4）ΔＶBEQ2 （８） および ∂ＶREF／∂ＩB＝−Ｒ2(ＲX／Ｒ4＋1）ΔＩB2＋ＲF（ΔＩB1＋ΔＩB2） （９） が得られる。
ータ２０に対して以下の等式が成り立つ。 ＶREF＝（Ｒ2／Ｒ4+1)ＶBEQ1−（Ｒ2／Ｒ4）ＶBEQ2−（Ｒ2・ＲX／Ｒ4＋Ｒ2−Ｒ F ）ＩB2＋ＲF・ＩB1 （７） また、方程式（７）を微分すると ∂ＶREF／∂ＶBE＝（Ｒ2／Ｒ4＋1）ΔＶBEQ1−（Ｒ2／Ｒ4）ΔＶBEQ2 （８） および ∂ＶREF／∂ＩB＝−Ｒ2(ＲX／Ｒ4＋1）ΔＩB2＋ＲF（ΔＩB1＋ΔＩB2） （９） が得られる。
【００１２】方程式（８），（９）を方程式（５），
（６）と比較すると、ＶREFの変化分であるベータの製
造プロセスにおけるＶREFの減少は、レギュレータ２０
の追加項であるＲF（ΔＩB1 + ΔＩB2）によって改善さ
れる。これは、従来技術によるレギュレータ回路に対し
て顕著な改善点である。この改善点は、図３の比較グラ
フに示される。波形３０は、従来技術のレギュレータ１
０において、ベータを変化させた場合のＶREFの変化を
示し、波形３２は、レギュレータ回路２０での同様の場
合を示す。
（６）と比較すると、ＶREFの変化分であるベータの製
造プロセスにおけるＶREFの減少は、レギュレータ２０
の追加項であるＲF（ΔＩB1 + ΔＩB2）によって改善さ
れる。これは、従来技術によるレギュレータ回路に対し
て顕著な改善点である。この改善点は、図３の比較グラ
フに示される。波形３０は、従来技術のレギュレータ１
０において、ベータを変化させた場合のＶREFの変化を
示し、波形３２は、レギュレータ回路２０での同様の場
合を示す。
【００１３】したがって、上述した内容は、製造プロセ
スの変化によって、回路の調整された出力電圧上に現わ
れる効果をなくしあるいは少なくとも厳しく押さえるた
めに、従来技術より優れたベータ補償を有する新規なレ
ギュレータ回路を示す。
スの変化によって、回路の調整された出力電圧上に現わ
れる効果をなくしあるいは少なくとも厳しく押さえるた
めに、従来技術より優れたベータ補償を有する新規なレ
ギュレータ回路を示す。
【００１４】
【従来の技術】基準直流電圧を供給する温度補償型集積
電圧レギュレータ回路は、例えば、ECL回路をバイアス
するために利用されるが、周知の技術である。温度補償
は、異なる電流密度で一組のトランジスタを動作させ、
それにより、２つのトランジスタのエミッタ間における
ベース・エミッタ電圧ΔＶBEの差を確立し、そこから正
の温度係数を有する電流を確立することにより得られ
る。その後、この電流は、第３のトランジスタにおける
負の温度係数を有するベース・エミッタ間電圧と直列に
電圧を導出し、温度補償された基準電圧を確立するため
に利用される。
電圧レギュレータ回路は、例えば、ECL回路をバイアス
するために利用されるが、周知の技術である。温度補償
は、異なる電流密度で一組のトランジスタを動作させ、
それにより、２つのトランジスタのエミッタ間における
ベース・エミッタ電圧ΔＶBEの差を確立し、そこから正
の温度係数を有する電流を確立することにより得られ
る。その後、この電流は、第３のトランジスタにおける
負の温度係数を有するベース・エミッタ間電圧と直列に
電圧を導出し、温度補償された基準電圧を確立するため
に利用される。
【００１５】米国特許3,781,648号は、上記のタイプに
加え集積回路の製造プロセスにおけるプロセス変化の結
果として生じるトランジスタ要素のベータ変動を補償す
る手段をさらに含む電圧レギュレータを開示する。後で
十分に説明されるように、この回路は、第１および第２
トランジスタ間のベース回路に配置された抵抗から成
り、トランジスタのベータがプロセス変更に起因して変
動するのと同様の基準電圧の変動を抑えるために異なる
電流密度で動作し、代わって、トランジスタのＶBEおよ
びベース電流を変化させる。
加え集積回路の製造プロセスにおけるプロセス変化の結
果として生じるトランジスタ要素のベータ変動を補償す
る手段をさらに含む電圧レギュレータを開示する。後で
十分に説明されるように、この回路は、第１および第２
トランジスタ間のベース回路に配置された抵抗から成
り、トランジスタのベータがプロセス変更に起因して変
動するのと同様の基準電圧の変動を抑えるために異なる
電流密度で動作し、代わって、トランジスタのＶBEおよ
びベース電流を変化させる。
【００１６】
【解決すべき課題】前述のレギュレータは、非常によく
動作するけれども今日のより高度な回路設計において
は、改良されたベータ補償を有する同種のレギュレータ
が要求される。
動作するけれども今日のより高度な回路設計において
は、改良されたベータ補償を有する同種のレギュレータ
が要求される。
【００１７】
【課題を解決するための手段】基準電圧が作り出され、
以下に示す第１および第２直列回路の出力が結合してい
る出力を含む、温度補償型電圧レギュレータ回路が利用
される。第１回路は、直列結合した第１抵抗とトランジ
スタの主電極を含み、第２回路は、直列結合した第２お
よび第３抵抗と、第２トランジスタの主電極が含まれ
る。；ベータのプロセスによる変動を補償のために第５
抵抗は、２つのトランジスタの制御電極間に結合され、
第４抵抗は、第１抵抗と第１トランジスタの制御電極と
の間に結合される。
以下に示す第１および第２直列回路の出力が結合してい
る出力を含む、温度補償型電圧レギュレータ回路が利用
される。第１回路は、直列結合した第１抵抗とトランジ
スタの主電極を含み、第２回路は、直列結合した第２お
よび第３抵抗と、第２トランジスタの主電極が含まれ
る。；ベータのプロセスによる変動を補償のために第５
抵抗は、２つのトランジスタの制御電極間に結合され、
第４抵抗は、第１抵抗と第１トランジスタの制御電極と
の間に結合される。
【図１】従来技術によるベータ補償を有する電圧レギュ
レータの簡略化した回路図である。
レータの簡略化した回路図である。
【図２】好適な実施例であるレギュレータの回路図であ
る。
る。
【図３】同様に構成するトランジスタ要素のベータ変動
により、図１および図２の回路における出力電圧の変化
相対的な変動を示す図である。
により、図１および図２の回路における出力電圧の変化
相対的な変動を示す図である。
１０ レギュレータ １２ 定電流源 ２０ レギュレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グレッグ・デイビス アメリカ合衆国アリゾナ州メサ、イ−ス ト・ホープ・ストリート4310 (56)参考文献 特開 昭56−4817（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−46812（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05F 3/22,3/26,3/30 H03F 3/343
Claims (6)
- 【請求項１】 ベータ補償を有する温度補償型電圧レギ
ュレータであって：動作バイアス電位を受ける第１およ
び第２電源導体；基準電位が発生する端子；前記第１電
源導体と前記端子との間に結合される定電流源；前記端
子と前記第２電源導体との間に結合された第１直列回路
を形成し、第１および第２電極と制御電極とを有する第
１トランジスタと、前記端子および前記第１トランジス
タの第２電極と直列に結合された第１抵抗手段を含む第
１回路手段；前記端子と前記第２電源導体との間に結合
された第２直列回路を形成し、第１および第２電極およ
び制御電極を有する第２トランジスタと、前記第２トラ
ンジスタの前記第２電極と直列に結合された第２抵抗手
段と、第２トランジスタの前記第１電極と直列に結合さ
れた第３抵抗手段を含む第２回路手段；前記第１および
第２トランジスタ前記制御電極に結合された第１ベータ
補償手段；前記第１トランジスタの前記第２および制御
電極間に結合された第２ベータ補償手段；前記端子およ
び前記第２電源導体と直列に結合された第１および第２
電極と、前記第２トランジスタの前記第２電極に結合さ
れた制御電極とを有する第３トランジスタ手段；から構
成されることを特徴とする電圧レギュレータ。 - 【請求項２】 前記電流源は、第４抵抗を含むことを特
徴とする請求項１記載の電圧レギュレータ。 - 【請求項３】 前記第１ベータ補償は、第１抵抗を含む
ことを特徴とする請求項２記載の電圧レギュレータ。 - 【請求項４】 前記第２ベータ補償は、第２抵抗を含む
ことを特徴とする請求項４記載の電圧レギュレータ。 - 【請求項５】 前記第１ベータ補償は、第１抵抗を含む
ことを特徴とする請求項１記載の電圧レギュレータ。 - 【請求項６】 前記第２ベータ補償は、第２抵抗を含む
ことを特徴とする請求項５記載の電圧レギュレータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/923,638 US5258703A (en) | 1992-08-03 | 1992-08-03 | Temperature compensated voltage regulator having beta compensation |
| US923638 | 2001-08-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06195142A JPH06195142A (ja) | 1994-07-15 |
| JP2757747B2 true JP2757747B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=25449015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5208161A Expired - Fee Related JP2757747B2 (ja) | 1992-08-03 | 1993-08-02 | ベータ補償を有する温度補償型電圧レギュレータ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5258703A (ja) |
| EP (1) | EP0582072B1 (ja) |
| JP (1) | JP2757747B2 (ja) |
| KR (1) | KR100200393B1 (ja) |
| DE (1) | DE69315633T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103675371A (zh) * | 2013-12-09 | 2014-03-26 | 苏州泰思特电子科技有限公司 | 一种电压变化发生器 |
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| DE4137730C2 (de) * | 1991-11-15 | 1993-10-21 | Texas Instruments Deutschland | In einer Halbleiterschaltung integrierte Schaltungsanordnung |
| US5614815A (en) * | 1994-03-10 | 1997-03-25 | Fujitsu Limited | Constant voltage supplying circuit |
| JP2682470B2 (ja) * | 1994-10-24 | 1997-11-26 | 日本電気株式会社 | 基準電流回路 |
| DE19535807C1 (de) * | 1995-09-26 | 1996-10-24 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Biaspotentials |
| WO1997032245A1 (en) * | 1996-02-28 | 1997-09-04 | Philips Electronics N.V. | Reference voltage source with temperature compensation |
| KR100453007B1 (ko) * | 2001-12-11 | 2004-10-15 | 주식회사 영화산업 | 도어용 합성수지패널의 제조방법 |
| US6812744B2 (en) * | 2002-09-28 | 2004-11-02 | Silicon Laboratories, Inc. | Integrated circuit beta compensator for external interface circuitry |
| US20070237207A1 (en) | 2004-06-09 | 2007-10-11 | National Semiconductor Corporation | Beta variation cancellation in temperature sensors |
| US7332952B2 (en) * | 2005-11-23 | 2008-02-19 | Standard Microsystems Corporation | Accurate temperature measurement method for low beta transistors |
| JP6136480B2 (ja) * | 2013-04-03 | 2017-05-31 | トヨタ自動車株式会社 | バンドギャップリファレンス回路 |
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| US3781638A (en) * | 1972-06-28 | 1973-12-25 | Gen Electric | Power supply including inverter having multiple-winding transformer and control transistor for controlling main switching transistors and providing overcurrent protection |
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| US4390829A (en) * | 1981-06-01 | 1983-06-28 | Motorola, Inc. | Shunt voltage regulator circuit |
| JPS5955610A (ja) * | 1982-08-24 | 1984-03-30 | シ−メンス・アクチエンゲゼルシヤフト | 電流ミラ−回路 |
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| JP2595545B2 (ja) * | 1987-07-16 | 1997-04-02 | ソニー株式会社 | 定電圧回路 |
-
1992
- 1992-08-03 US US07/923,638 patent/US5258703A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-06-18 EP EP93109769A patent/EP0582072B1/en not_active Expired - Lifetime
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