JP2865163B2 - 安定化電源回路 - Google Patents

安定化電源回路

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JP2865163B2 JP8247393A JP24739396A JP2865163B2 JP 2865163 B2 JP2865163 B2 JP 2865163B2 JP 8247393 A JP8247393 A JP 8247393A JP 24739396 A JP24739396 A JP 24739396A JP 2865163 B2 JP2865163 B2 JP 2865163B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、安定化電源回路に
関し、特にIC(集積回路)等においてCMOSで構成
される安定化電源回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来この種の安定化電源回路は、図5に
示されるように、PチャネルMOSトランジスタP4の
ゲート端子3に入力される基準電圧源回路1の電圧と、
PチャネルMOSトランジスタP5のゲート端子4の電
圧を等しくするように動作するPチャネルMOSトラン
ジスタP2、P4、P5、NチャネルMOSトランジス
タN1、N2からなる差動増幅回路と、PチャネルMO
SトランジスタP3、NチャネルMOSトランジスタN
3からなる増幅回路と、PチャネルMOSトランジスタ
P6、P7、抵抗R1、R2、R3、コンデンサC1か
らなる出力段と、出力段に流れる電流のオン/オフを制
御する、インバータI1、I2からなる制御回路と、に
より構成される。
【0003】制御信号入力端子6に入力される制御信号
がハイレベルのとき、PチャネルMOSトランジスタP
6はオフし、出力端子7、8、9の出力はGNDレベル
となる。そのため、P5とN3が強くオンとなり、出力
段入力端子5の電位がGNDレベルとなるためP7はオ
ン状態となる。入力端子6の制御信号がローレベルのと
き、PチャネルMOSトランジスタP6はオンし、出力
端子7、8、9からは基準電圧源回路1から出力される
端子3の電位と等しくなった端子4の電位を抵抗R1、
R2、R3により抵抗分圧した電圧が出力される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の安定化
電源回路では、図6で時刻t1に示されるように制御信
号入力端子6に入力される制御信号がハイレベルのとき
〔図6(a)〕、PチャネルMOSトランジスタP6が
オフすることによりゲート端子4はGND電位となりゲ
ート端子3より低くなるため、差動回路の電流は大部分
PチャネルMOSトランジスタP5側を流れる。そのた
め、NチャネルMOSトランジスタN3のゲート電位が
上がり、出力段入力端子5はGND側電位に引かれ〔図
6(c)〕、PチャネルMOSトランジスタP7はオン
している。この状態から、制御信号入力端子6がローレ
ベルになる(図6の時刻t2)と、PチャネルMOSト
ランジスタP6がオンに転じ差動増幅回路に帰還がかか
るまえに出力端子7はVDD電位まで上がろうとする。
そのため、出力端子7の電位は、図6(b)に示される
ように、オーバーシュートした立ち上がり波形になる。
【0005】その結果、例えば出力端子7、8、9の出
力電圧を液晶パネル駆動用の電源として用いるとき、オ
ーバーシュートにより一瞬表示が濃くなる等の好ましく
ない現象が起きる。したがって、本発明の解決すべき課
題は、第1に、安定化電源回路の出力立ち上がり波形の
オーバーシュートを軽減することであり、第2に、様々
な負荷回路・用途に対応できるように、出力立ち上がり
波形を選択できるようにすることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明によれば、基準電圧源の基準電圧と出力から
の帰還電圧を比較し安定化する差動増幅回路と、前記差
動増幅回路の出力信号を増幅する増幅回路と、前記増幅
回路の出力電圧を出力する出力段と、該出力段の出力の
オン/オフを制御信号によりを制御する制御回路と、を
有し、前記増幅回路には前記制御信号による出力段のオ
ン/オフに同期して、抵抗値が低/高と変化する可変イ
ンピーダンス手段が挿入されていることを特徴とする安
定化電源回路、が提供される。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態を説
明するための回路図である。図1に示されるように、本
発明による安定化電源回路は、安定化電源回路の基準電
圧を作り出す基準電圧源回路1と、基準電圧源回路1か
ら出力される基準電圧と出力電圧とを比較する差動増幅
回路(P2、P4、P5、N1、N2)と、差動増幅回
路の出力信号を増幅する増幅回路(P3、X、N3)
と、増幅回路の出力電圧を出力する出力回路(P6、P
7、C1、R1、R2、R3)と、出力回路の出力のオ
ン/オフを制御する制御回路(I1、I2)と、を備え
ている。
【0008】すなわち、基準電圧源回路1の基準電圧
は、PチャネルMOSトランジスタP2、P4、P5、
NチャネルMOSトランジスタN1、N2で構成される
差動増幅回路への一方の入力端子に入力され、もう一方
の入力端子には出力電圧が帰還される。差動増幅回路で
増幅された出力はPチャネルMOSトランジスタP3、
NチャネルMOSトランジスタX、N3により構成され
る増幅回路へ入力される。この増幅回路において、Nチ
ャネルMOSトランジスタXは、増幅回路のオン/オフ
スイッチないし可変インピーダンス素子として働く。こ
の出力は出力段入力端子5を介して出力段へ出力され
る。PチャネルMOSトランジスタP6、P7は、それ
ぞれスイッチ素子と増幅素子として働き、また、抵抗R
1、R2、R3は電圧を分圧し複数の電位を出力し、ま
た、差動増幅回路へ出力を帰還させる。出力端子7、
8、9の電圧のオン/オフを制御する制御回路はCMO
SインバータI1、I2により構成されこの制御回路へ
の制御信号は制御信号入力端子6を介して入力される。
【0009】また、この制御信号はインバータI1を介
してNチャネルMOSトランジスタXのゲートに入力さ
れる。ここで、NチャネルMOSトランジスタXのサイ
ズは、出力端子の電圧がGNDレベルからオンレベルへ
と移行する際の立ち上がり波形が所望の形状になるよう
に選定されている。いま、図2で時刻t1に示されるよ
うに、制御信号入力端子6に入力される制御信号がハイ
レベルにあるものとすると、P6がオフすることにより
出力回路はオフ状態にある。このとき、トランジスタX
のゲートはローレベルとなるため、トランジスタはオフ
し(ハイインピーダンス状態になり)、端子5はハイレ
ベル(ほぼVDD)となりP7もオフしている。時刻t
2において端子6に入力される制御信号がローレベルに
転じると〔図2(a)〕、トランジスタXと電源ライン
VDDに接続されたPチャネルMOSトランジスタP6
がオンする。トランジスタXがオンしたことにより端子
5の電位が下がり〔図2(b)〕、P7がオンに転じ
る。P6、P7がオンしたことにより出力端子7がGN
D電位以上となり端子7、8、9から一定の電位が出力
される。出力端子7の電位は徐々に立ち上がるが、この
間に差動増幅回路と増幅回路による帰還がかかるため、
オーバーシュートを生じさせることなく基準電圧源回路
1の指示する電位を発生させることができる〔図2
(c)〕。
【0010】ここで、出力段入力端子5の電位に注目す
ると、トランジスタXがオフしているときほぼVDDで
あった入力端子5の電位はトランジスタXがオンに転じ
ると低下するが、その立ち下がり速度はコンデンサC1
の放電時間に依存する。すなわち、主としてC1とトラ
ンジスタXのインピーダンスにより決定される時定数C
Rに依存する。よって、トランジスタXのサイズを(W
/Lを)適切に選定することのより、端子5における電
位の立ち下がりを図2(c)のないしに選択するこ
とができる。すなわち、サイズの大きい(あるいはW/
Lの大きい)トランジスタを形成することにより、の
立ち下がり特性を選択することができ、またはサイズの
小さい(あるいはW/Lの小さい)トランジスタを形成
することによりの立ち下がり特性を選択することがで
きる。そして、出力端子7の電位の立ち上がりは、入力
端子5の電位の立ち下がり特性に追随しているので、上
記のようにトランジスタサイズを選択することにより、
出力端子7の電位も同様にないしと変化させること
ができ〔図2(b)〕、従来例におけるオーバーシュー
トを防止することができる。
【0011】図1の回路は次のように変更することがで
きる。 (a)NチャネルMOSトランジスタXに代え、複数の
サイズの異なるトランジスタを並列に形成しておき、使
用目的に応じてデコーダ回路により適当なトランジスタ
を選択することができるようにする。 (b)NチャネルMOSトランジスタXに代え、複数の
同一サイズのトランジスタを並列に形成しておき、使用
目的に応じてデコーダ回路により適当な個数のトランジ
スタを選択することができるようにする。 (c)図1の回路および上記(a)、(b)の変更を加
えた回路においてNチャネルMOSトランジスタに代
え、PチャネルMOSトランジスタを用いる。
【0012】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図3は、本発明の第1の実施例を説明する
ための回路図である。図3において、図1に示した回路
と同等の部分には同一の参照符号が付せられているの
で、重複する説明は省略するが、本実施例においては、
NチャネルMOSトランジスタXに代え、NチャネルM
OSトランジスタA1、A2・・・Anの並列回路が増
幅回路内に設けられている。これらのNチャネルMOS
トランジスタA1、A2・・・Anのサイズは互いに異
なっている。これらのトランジスタの中の一つが選択信
号S1、S2・・・Smの入力されるデコーダ回路2に
より選択され、そのトランジスタにインバータI1の出
力信号が印加される。
【0013】いま、制御信号入力端子6に入力される制
御信号がハイレベルにあるものとすると、P6がオフす
ることにより出力回路はオフ状態にあり、またデコーダ
回路2により選択されたNチャネルMOSトランジスタ
Akもオフ状態にある。よって、入力端子5はハイレベ
ル(ほぼVDD)となり、P7もオフしている。次に、
制御信号入力端子6に入力される制御信号がローレベル
に転じると、選択されたNチャネルMOSトランジスタ
Ak(k=1、2、…、n)と電源ラインVDDに接続
されたPチャネルMOSトランジスタP6がオンする。
トランジスタAkがオンしたことにより端子5の電位が
下がり、P7がオンに転じる。P6、P7がオンしたこ
とにより出力端子7がGND電位以上となり端子7、
8、9から一定の電位が出力される。出力端子7の電位
は徐々に立ち上がるが、この間に差動増幅回路と増幅回
路による帰還がかかるため、オーバーシュートを生じさ
せることなく基準電圧源回路1の指示する電位を発生さ
せることができる。
【0014】ここで、出力端子7の立ち上がり特性は、
選択されたトランジスタAkのオン抵抗に依存している
ため、選択するトランジスタを変更することにより、図
2(b)のないしの立ち上がりカーブを実現するこ
とができる。上述した第1の実施例は、1つのトランジ
スタのみを選択するものであったが2ないしそれ以上の
トランジスタを選択するようにしてもよい。そのように
することにより、トランジスタの形成個数を増加させる
ことなく、より広い範囲で立ち上がり特性を選択するこ
とが可能になる。
【0015】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。本実施例においても、図3のように回路を構成す
るが、NチャネルMOSトランジスタA1、A2・・・
Anを全て同じサイズで構成し、制御信号S1、S2・
・・Smで選択するNチャネルMOSトランジスタA
1、A2・・・Anの数を変化させる。A1のみ選択し
た時は、時定数CRが大きくなり出力端子7の立ち上が
り波形は図2(b)ののようになり、またA1、A2
・・・Anの全て選択した時は時定数CRが小さくな
り、出力端子7の立ち上がり波形は図2(b)のよう
になる。
【0016】図4は、本発明の第3の実施例を説明する
ための回路図である。図4において図3に示した第1の
実施例の回路と同等の部分には同一の参照符号が付せら
れているので、重複する説明は省略する。本実施例にお
いては、第1の実施例におけるNチャネルMOSトラン
ジスタA1、A2・・・Anに代え、PチャネルMOS
トランジスタB1、B2・・・Bnが用いられており、
これに伴ってインバータI2の出力信号が選択されたP
チャネルMOSトランジスタB1、B2・・・Bnのい
ずれかに印加されるようになっている。本実施例におい
ても、各トランジスタのサイズは異なって形成されてお
り、その何れか一つのトランジスタを制御信号S1、S
2・・・Smで選択し、これにより出力電圧の所望の立
ち上がり特性を実現する。しかし、本実施例においても
複数のトランジスタを選択するように変更することがで
きる。
【0017】次に、本発明の第4の実施例について説明
する。第4の実施例においては、図4に示す第3の実施
例と同様の回路構成を採るが、本実施例においては、P
チャネルMOSトランジスタB1、B2・・・Bnを全
て同じサイズで構成し、制御信号S1、S2・・・Sm
で選択するPチャネルMOSトランジスタB1、B2・
・・Bnの数を変化させる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による安定
化電源回路は、差動増幅回路の出力を増幅する増幅回路
内に、出力電圧のオン/オフを制御する信号によってイ
ンピーダンスの変化する可変インピーダンス素子を挿入
したものであるので、出力電圧がオンに転じた際に帰還
を有効にかけることができ出力電圧のオーバーシュート
を防止することができる。したがって、本発明による安
定化電源回路を例えば液晶パネル駆動用の電源等に適用
した場合には、一瞬表示が濃くなるなどの不都合を防止
することができる。また、本発明の実施例によれば、複
数の並列制御されたMOSトランジスタの中から1ない
し複数個のトランジスタを選択することにより、任意の
出力電圧の立ち上がり波形を選択することが可能にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態を説明するための回路
図。
【図2】 図1の回路の動作を説明するための電圧波形
図。
【図3】 本発明の第1、第2の実施例を説明するため
の回路図。
【図4】 本発明の第3、第4の実施例を説明するため
の回路図。
【図5】 従来例の回路図。
【図6】 従来例の問題点を説明するための電圧波形
図。
【符号の説明】
1 基準電圧源回路 2 デコーダ回路 3、4 ゲート端子 5 出力段入力端子 6 制御信号入力端子 7、8、9 出力端子

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基準電圧源の基準電圧と出力からの帰還
    電圧を比較する差動増幅回路と、前記差動増幅回路の出
    力信号を増幅する増幅回路と、前記増幅回路の出力電圧
    を出力する出力段と、該出力段の出力のオン/オフを制
    御信号によりを制御する制御手段と、を有し、前記増幅
    回路には前記制御信号による出力段のオン/オフに同期
    して、抵抗値が低/高と変化する可変インピーダンス手
    段が挿入されていることを特徴とする安定化電源回路。
  2. 【請求項2】 前記可変インピーダンス手段がMOSト
    ランジスタにより構成されていることを特徴とする請求
    項1記載の安定化電源回路。
  3. 【請求項3】 前記可変インピーダンス手段が、並列に
    接続された複数のMOSトランジスタの中から選択され
    た1ないし複数のMOSトランジスタによって構成され
    ていることを特徴とする請求項1記載の安定化電源回
    路。
  4. 【請求項4】 前記並列に接続された複数のMOSトラ
    ンジスタが異なるサイズに形成されており、選択される
    トランジスタは前記出力段がオフからオンに転じる際の
    出力電圧の立ち上がり波形を所望の形状にするべく決定
    されていることを特徴とする請求項3記載の安定化電源
    回路。
  5. 【請求項5】 前記並列に接続された複数のMOSトラ
    ンジスタが同一サイズに形成されており、選択されるト
    ランジスタの個数は前記出力段がオフからオンに転じる
    際の出力電圧の立ち上がり波形を所望の形状にするべく
    決定されていることを特徴とする請求項3記載の安定化
    電源回路。
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JP3808060B2 (ja) * 2003-06-23 2006-08-09 ローム株式会社 半導体集積回路装置
JP2009015418A (ja) * 2007-07-02 2009-01-22 Oki Electric Ind Co Ltd 定電圧出力回路

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