JP2994873B2 - Reference voltage generation circuit - Google Patents

Reference voltage generation circuit

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JP2994873B2
JP2994873B2 JP4225878A JP22587892A JP2994873B2 JP 2994873 B2 JP2994873 B2 JP 2994873B2 JP 4225878 A JP4225878 A JP 4225878A JP 22587892 A JP22587892 A JP 22587892A JP 2994873 B2 JP2994873 B2 JP 2994873B2
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福司 樋口
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、温度依存性を補償した
基準電圧発生回路に関し、さらに詳しくはCMOS技術
で構成される基準電圧発生回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reference voltage generating circuit for compensating for temperature dependency, and more particularly to a reference voltage generating circuit formed by CMOS technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路によく用いられる基準電
圧発生回路として、最近ではバンドギャップ電圧(絶対
0度における物質の固有電圧で、Siの場合は1.20
5V、常温では約0.7V)を利用したものが使用され
ている。特にCMOS技術を用いた半導体集積回路にお
いては、MOS電界効果トランジスタをラテラル型バイ
ポ−ラトランジスタに転用した最も基本的な回路とし
て、例えば図4に示す基準電圧発生回路が良く知られて
おり、文献「IEEE JOURNAL OF SOL
ID STATE CIRCUIT,VOL.SC−1
8,NO.3 1983年6月 第278ペ−ジ」に記
載されている。
2. Description of the Related Art Recently, as a reference voltage generating circuit often used for a semiconductor integrated circuit, a bandgap voltage (an intrinsic voltage of a substance at an absolute zero degree, 1.20 in the case of Si).
5 V, and about 0.7 V at room temperature). Particularly, in a semiconductor integrated circuit using CMOS technology, for example, a reference voltage generating circuit shown in FIG. 4 is well known as the most basic circuit in which a MOS field effect transistor is converted to a lateral bipolar transistor. "IEEE JOURNAL OF SOL
ID STATE CIRCUIT, VOL. SC-1
8, NO. 3 pp. 278, June 1983 ".

【0003】図4に示す構成は、電源電圧Vddに接続
された同一サイズのPチャンネルMOSトランジスタQ
1、Q2はミラ−接続されて電流ミラ−回路を構成し、前
記電流ミラ−回路の出力側PチャンネルMOSトランジ
スタQ1のドレインは直列接続された抵抗R1、R2を介
してNPNバイポ−ラトランジスタQ3のコレクタに接
続され、該NPNバイポ−ラトランジスタQ3のエミッ
タは接地電圧Vssに接続されると共に、そのベ−スは
前記抵抗R1、R2の接続点に接続される。
The structure shown in FIG. 4 is a P-channel MOS transistor Q of the same size connected to a power supply voltage Vdd.
1, Q 2 is mirror - connected current mirror - constitute a circuit, the current mirror - NPN drain of the output-side P-channel MOS transistor to Q 1 circuit through the resistor R 1, R 2 connected in series Baipo - is connected to the collector of La transistor Q 3, the NPN Baipo - the emitter of La transistor Q 3 are being connected to the ground voltage Vss, its base - the scan is connected to a connection point of the resistors R 1, R 2 .

【0004】一方前記電流ミラ−回路の基準側Pチャン
ネルMOSトランジスタQ2のドレインはNPNバイポ
−ラトランジスタQ4のコレクタに接続され、該NPN
バイポ−ラトランジスタQ4のエミッタは接地電圧Vs
sに接続されると共に、そのベ−スは前記NPNバイポ
−ラトランジスタQ3のコレクタに接続されるもので、
基準電圧VREFは、前記PチャンネルMOSトランジス
タQ1のドレインから出力端子(1)に出力されてい
る。
On the other hand the current mirror - the drain of the reference-side P-channel MOS transistor Q 2 of the circuit is NPN Baipo - is connected to the collector of La transistor Q 4, the NPN
Baipo - emitter of La transistor Q 4 is ground voltage Vs
is connected to the s, the base - scan is the NPN Baipo - intended to be connected to the collector of La transistor Q 3,
Reference voltage V REF is outputted from the drain of the P-channel MOS transistor Q 1 to the output terminal (1).

【0005】ここで、前記NPNバイポ−ラトランジス
タQ4のエミッタ面積は、前記NPNバイポ−ラトラン
ジスタQ3のエミッタ面積のK倍に設定されるものであ
る。上述した構成に基ずく基準電圧発生回路において、
いまNPNバイポ−ラトランジスタQ3のベ−ス・エミ
ッタ間電圧をVBE3とし、直列接続された抵抗R1、R2
の抵抗値をそれぞれR1、R2とし、NPNバイポ−ラト
ランジスタQ3、Q4に流れるベ−ス電流を無視した条件
において発生される基準電圧VREFは VREF=VBE3+(R1/R2)・(kT/q)・lnK (1) で与えられることが知られている。ここで、kはボルツ
マン定数、Tは絶対温度、qは電子の電荷である。すな
わちこの回路では、NPNバイポ−ラトランジスタQ3
のベ−ス・エミッタ間に生ずる電圧VBE3を利用するも
のであるが、このVBE3は負の温度係数を有するもので
あるため、次式で表されることになる。
[0005] Here, the NPN Baipo - emitter area of La transistor Q 4 are, the NPN Baipo - and is set to K times the emitter area of La transistor Q 3. In the reference voltage generation circuit based on the configuration described above,
Now NPN Baipo - La transistor Q 3 of the base - the scan-emitter voltage is V BE3, resistor R 1 connected in series, R 2
Are defined as R 1 and R 2 respectively, and the reference voltage V REF generated under the condition that the base current flowing through the NPN bipolar transistors Q 3 and Q 4 is ignored is V REF = V BE3 + (R 1 / R 2) · (kT / q) · l n K ( that given by 1) are known. Here, k is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature, and q is the electron charge. That is, in this circuit, the NPN bipolar transistor Q 3
The voltage V BE3 generated between the base and the emitter is used. Since V BE3 has a negative temperature coefficient, it is expressed by the following equation.

【0006】 VBE3=Vgo−αT (2) ここで、Vgoは絶対零度でのSiのバンドギャップ電
圧、αは温度係数である。前記第(2)式を前記第
(1)式に代入することにより VREF3=Vgo+{(R1/R2)・(k/q)・lnK−α}・T (3) となる。ここで、前記第(3)式の第2項の絶対温度T
の係数が零となるようにR1、R2及びKの値を設定すれ
ばVREFの温度係数は零となり、バンドギャップ電圧V
BE3の負の温度係数をキャンセルし、ほぼ完全な温度補
償を達成することができる。従ってこの時発生される基
準電圧VREFは、温度依存性及び電源電圧Vdd依存性
を持つことなく、バンドギャップ電圧Vgo(=1.20
5V)を発生することになる。
[0006] V BE3 = V go -αT (2 ) where, V go the band gap voltage of the Si at the absolute zero, α is the temperature coefficient. Wherein the (2) equation V REF3 = V go + by substituting the equation (1) to {(R 1 / R 2) · (k / q) · l n K-α} · T (3) Becomes Here, the absolute temperature T in the second term of the above equation (3)
If the values of R 1 , R 2 and K are set so that the coefficient of V REF becomes zero, the temperature coefficient of V REF becomes zero and the bandgap voltage V
Nearly complete temperature compensation can be achieved by canceling out the negative temperature coefficient of BE3 . Accordingly, the reference voltage V REF generated at this time does not have the temperature dependency and the power supply voltage Vdd dependency, and the bandgap voltage V go (= 1.20)
5V).

【0007】この回路の場合、前記電流ミラ−回路を構
成するPチャンネルMOSトランジスタQ1、Q2のスレ
ッショルド電圧をVtp(約1.0V)とすると、基準
電圧VREFが上述したバンドギャップ電圧Vgoを発生す
るために必要な最低動作電源電圧をVMINとすると、V
MINは理論上次式で表される。 VMIN=VREF+Vtp=2.205V (4) これにより、上述した構成の基準電圧発生回路を、例え
ば電源電圧Vddの仕様が3V〜5VのCMOS IC
に組み込んだ場合には安定した基準電圧VREFが得られ
るものである。
In this circuit, assuming that the threshold voltages of the P-channel MOS transistors Q 1 and Q 2 constituting the current mirror circuit are Vtp (approximately 1.0 V), the reference voltage V REF is equal to the band gap voltage V Assuming that the minimum operating power supply voltage required to generate go is V MIN ,
MIN is theoretically expressed by the following equation. V MIN = V REF + Vtp = 2.205 V (4) Accordingly, the reference voltage generating circuit having the above-described configuration can be replaced with a CMOS IC having a power supply voltage Vdd specification of 3 V to 5 V, for example.
, A stable reference voltage V REF can be obtained.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
構成に基ずく基準電圧発生回路においては、電源から直
接供給されるバイアス回路がないため、電源電圧Vdd
の投入の方法によっては電流ミラ−回路の動作が保証さ
れず、電源電圧Vddが上述した最低動作電源電圧V
MINよりも十分高い電圧(例えば5V)にもかかわら
ず、電流ミラ−回路が動作せず、これに起因してNPN
バイポ−ラトランジスタQ3、Q4がオンしないことによ
り、基準電圧VREFが発生されず接地電圧Vssレベル
を維持したままの状態になるという問題が発生した。
However, in the reference voltage generating circuit based on the above configuration, since there is no bias circuit directly supplied from the power supply, the power supply voltage Vdd
The operation of the current mirror circuit is not guaranteed depending on the method of turning on the power supply.
Even though the voltage is sufficiently higher than MIN (for example, 5 V), the current mirror circuit does not operate, so that the NPN
Since the bipolar transistors Q 3 and Q 4 are not turned on, a problem occurs that the reference voltage V REF is not generated and the ground voltage Vss level is maintained.

【0009】この現象を以下の場合に分けて説明する。 電源電圧Vddを急峻に立ち上げた場合:これは通常
のスイッチ等により、電源電圧Vdd(例えば5V)を
投入する場合である。この場合においては、図4に示し
た電流ミラ−回路の基準側を構成するPチャンネルMO
SトランジスタQ2のドレインに寄生する容量Cによ
り、該PチャンネルMOSトランジスタのドレインが電
源電圧Vddの立ち上がりに追随せず、過渡的に該Pチ
ャンネルMOSトランジスタQ2のソ−ス・ドレイン間
に電源電圧Vddに等しい電位差が生じる。該Pチャン
ネルMOSトランジスタQ2はダイオ−ド接続されてい
るため、この電位差がそのままソ−ス・ゲ−ト間電圧V
gsとなり、Vgs>Vtpが成立しオンする。これを
受けて、電流ミラ−回路の出力側PチャンネルMOSト
ランジスタQ1がオンし、これによりNPNバイポ−ラ
トランジスタQ3、Q4のベ−スが前記PチャンネルMO
SトランジスタQ1から供給される電流によりバイアス
されることによりオンし、回路は正常に動作し、基準電
圧VREFはバンドギャップ電圧Vgoとなる。 電源電圧Vddを接地電圧Vssから緩やかに立ち上
げた場合:図4に示した電流ミラ−回路の基準側を構成
するPチャンネルMOSトランジスタQ2のドレインに
寄生する容量Cがリ−ク電流により充電されてしまい電
源電圧Vddの上昇に追随してしまうため、該Pチャン
ネルMOSトランジスタQ 2のソ−ス・ゲ−ト間電圧V
gsに関し、Vgs>Vtpが成立せず、該Pチャンネ
ルMOSトランジスタQ2はオフの状態を維持する。こ
れにより、電流ミラ−回路の出力側を構成するPチャン
ネルMOSトランジスタQ1もオフ状態を維持すること
になり、電流ミラ−回路が動作せず、これによりNPN
バイポ−ラトランジスタQ3、Q4のベ−スはバイアスさ
れずオフ状態となる。
This phenomenon will be described separately for the following cases. When the power supply voltage Vdd rises sharply: this is normal
Power supply voltage Vdd (for example, 5 V)
This is the case when throwing. In this case, as shown in FIG.
P-channel MO constituting the reference side of the current mirror circuit
S transistor QTwoDue to the capacitance C parasitic on the drain of
The drain of the P-channel MOS transistor
It does not follow the rise of the source voltage Vdd,
Channel MOS transistor QTwoBetween source and drain
Causes a potential difference equal to the power supply voltage Vdd. The P-chan
Flannel MOS transistor QTwoIs diode connected
Therefore, this potential difference is directly applied to the source-gate voltage V.
gs, and Vgs> Vtp is established and turned on. this
The P-channel MOS transistor on the output side of the current mirror circuit
Transistor Q1Turns on, which causes the NPN bipolar
Transistor QThree, QFourOf the P-channel MO
S transistor Q1Biased by current supplied from
Turns on, the circuit operates normally, and the reference
Pressure VREFIs the bandgap voltage VgoBecomes Power supply voltage Vdd gradually rises from ground voltage Vss
Case: the reference side of the current mirror circuit shown in FIG.
P-channel MOS transistor QTwoOn the drain of
The parasitic capacitance C is charged by the leakage current,
Since the source voltage Vdd follows the rise, the P channel
Flannel MOS transistor Q TwoSource-gate voltage V
gs, Vgs> Vtp does not hold and the P channel
MOS transistor QTwoMaintain the off state. This
As a result, the P channel constituting the output side of the current mirror circuit is
Flannel MOS transistor Q1Also keep the off state
And the current mirror circuit does not operate.
Bipolar transistor QThree, QFourBase is biased
It is turned off.

【0010】従って電源電圧Vddが上述した最低動作
電源電圧VMINよりも十分高い電圧(例えば5V)まで
上昇しても基準電圧VREFが発生されず、接地電圧Vs
sレベルを維持したままの状態になる。このため、この
基準電圧発生回路を電源電圧検出回路に組み込んだ場
合、電源電圧Vddが接地電圧Vssから緩やかに上昇
するような場合には、基準電圧発生回路が動作せず基準
電圧VREFとの比較に基ずいて電源電圧Vddの変動を
検出することができずシステムが誤動作してしまうとい
う問題が発生した。
Therefore, even when the power supply voltage Vdd rises to a voltage (for example, 5 V) sufficiently higher than the above-mentioned minimum operation power supply voltage VMIN, the reference voltage VREF is not generated, and the ground voltage Vs
The state is maintained with the s level. For this reason, when this reference voltage generation circuit is incorporated in the power supply voltage detection circuit, and when the power supply voltage Vdd gradually rises from the ground voltage Vss, the reference voltage generation circuit does not operate and the reference voltage VREF is not applied. A change in the power supply voltage Vdd cannot be detected based on the comparison, causing a problem that the system malfunctions.

【0011】本発明は、上述した課題に鑑みて為された
ものであり、電源電圧Vddが接地電圧Vssから緩や
かに上昇した場合でもその動作を保証した基準電圧発生
回路を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and provides a reference voltage generation circuit that guarantees the operation even when the power supply voltage Vdd gradually rises from the ground voltage Vss.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、従来の基準電
圧発生回路において、電源電圧Vddと接地電圧Vss
間に直列接続された電流制限用抵抗R3及びダイオ−ド
1、D2から成る直列回路と、アノ−ド側が前記抵抗R
3と前記ダイオ−ドD1の接続点に接続され、カソ−ド側
が出力端子(1)に接続されたダイオ−ドD3から構成
されるスタ−トアップ回路(2)を備えたことを特徴と
するものである。
According to the present invention, a power supply voltage Vdd and a ground voltage Vss are provided in a conventional reference voltage generating circuit.
Series connected current limiting resistor R 3 and diode between - de D 1, a series circuit consisting of D 2, anode - de side the resistor R
3 and the diode - connected to a connection point of the de D 1, cathode - diode de side connected to the output terminal (1) - Star composed de D 3 - up comprising the circuit (2) It is assumed that.

【0013】[0013]

【作用】上述の手段によれば、電源電圧Vddが接地電
圧Vssから緩やかに上昇した場合、電流ミラ−回路が
動作しない状態においては、電源電圧Vddに接続され
た抵抗R3及びダイオ−ドD3を介して基準電圧発生回路
の出力側へ電流を供給することが可能となる。これによ
り、電源電圧Vddの上昇に伴いNPNバイポ−ラトラ
ンジスタQ3、Q4がオンし、電流ミラ−回路の基準側を
構成するPチャンネルMOSトランジスタQ2のドレイ
ン(=ゲ−ト)を接地電圧Vssレベルに引き下げるよ
うに作用する。このため、該PチャンネルMOSトラン
ジスタQ2がオンし、これを受けて電流ミラ−回路の出
力側を構成するPチャンネルMOSトランジスタQ1
オンすることになり、電流ミラ−回路を動作させること
が可能となる。もって電源電圧Vddが接地電圧Vss
から緩やかに上昇した場合でも基準電圧発生回路の動作
を保証することが可能となる。
SUMMARY OF] According to the above means, the power supply voltage if Vdd is gradually increased from the ground voltage Vss, the current mirror - in a state in which the circuit does not operate, the resistor R 3 and diodes connected to the power supply voltage Vdd - de D It becomes possible to supply a current to the output side of the reference voltage generating circuit via 3 . As a result, the NPN bipolar transistors Q 3 and Q 4 are turned on as the power supply voltage Vdd rises, and the drain (= gate) of the P-channel MOS transistor Q 2 constituting the reference side of the current mirror circuit is grounded. It acts to lower the voltage to the level of Vss. Therefore, the P-channel MOS transistor Q 2 is turned on, a current mirror receives this - P-channel MOS transistor Q 1 constituting the output side of the circuit will be turned on, a current mirror - is possible to operate the circuit It becomes possible. Therefore, the power supply voltage Vdd is equal to the ground voltage Vss.
It is possible to guarantee the operation of the reference voltage generation circuit even when the voltage gradually rises from

【0014】[0014]

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図1は本発明の実施例に係る基準電圧発生回路を示す回
路図である。尚図1において図4と同一の符号を付した
構成部分は同一の構成部分を示すものである。本発明の
基準電圧発生回路の構成に係る従来例と異なる点は、電
源電圧Vddが緩やかに上昇した場合でも、基準電圧発
生回路の動作を保証するためのスタ−トアップ回路
(2)を備えたことにある。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit diagram showing a reference voltage generation circuit according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 4 indicate the same components. The difference from the conventional example relating to the configuration of the reference voltage generation circuit of the present invention is that a start-up circuit (2) for guaranteeing the operation of the reference voltage generation circuit even when the power supply voltage Vdd gradually rises is provided. It is in.

【0015】このスタ−トアップ回路(2)の構成は図
1に示す如く、電源電圧Vddと接地電圧Vss間に直
列接続された抵抗R3及びダイオ−ドD1、D2から成る
直列回路と、アノ−ド側が前記抵抗R3と前記ダイオ−
ドD1の接続点に接続され、カソ−ド側が基準電圧発生
回路の出力端子(1)に接続されたダイオ−ドD3から
構成されるもので、その他の構成は従来例と同一に構成
される基準電圧発生回路である。
[0015] The static - up configuration of the circuit (2) is as shown in FIG. 1, the power supply voltage Vdd and connected in series between the ground voltage Vss by a resistor R 3 and diodes - a series circuit comprising a de D 1, D 2 , anode - the de side and the resistor R 3 diodes -
Is connected to the connection point of the de D 1, cathode - diode de side connected to the output terminal (1) of the reference voltage generating circuit - but are composed of de D 3, other configurations are configured the same as the conventional example Is a reference voltage generating circuit.

【0016】図2は図1に示した本発明に係る基準電圧
発生回路において発生される基準電圧VREFの電源電圧
Vdd依存性を示す特性図である。尚同図に示した特性
図は、図1において、Q1、Q2=10/10μm、R1
=490kΩ、R2=38kΩ、K=5、R3=20kΩ
で設計された基準電圧発生回路に基ずく特性図である。
さらに同図に示したVF(約0.7V)は、ダイオ−ド
の順方向オン電圧であり、VMINは上述した基準電圧発
生回路が正常動作するための最低動作電源電圧である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the dependency of the reference voltage V REF generated in the reference voltage generating circuit according to the present invention shown in FIG. 1 on the power supply voltage Vdd. It should be noted that the characteristic diagram shown in FIG. 1 shows that Q 1 , Q 2 = 10/10 μm, R 1
= 490 kΩ, R 2 = 38 kΩ, K = 5, R 3 = 20
FIG. 3 is a characteristic diagram based on the reference voltage generation circuit designed in FIG.
Further, V F (approximately 0.7 V) shown in the figure is a forward ON voltage of the diode, and V MIN is a minimum operating power supply voltage for normal operation of the above-described reference voltage generating circuit.

【0017】次に図1乃至図3を参照しながら本発明の
基準電圧発生回路の動作を電源電圧Vdd領域を分けて
説明する。 Vss≦Vdd≦2VFの場合:上述したスタ−トア
ップ回路(2)を具備したことにより、電源電圧Vdd
と接地電圧Vss間に図3に示す等価回路が形成され
る。ここで、図3に示したダイオ−ドD4は図1におけ
るNPNバイポ−ラトランジスタQ3のベ−ス・エミッ
タ間のダイオ−ドである。
Next, the operation of the reference voltage generation circuit according to the present invention will be described with reference to the power supply voltage Vdd region with reference to FIGS. When Vss ≦ Vdd ≦ 2V F : The power supply voltage Vdd is provided by the provision of the above-described start-up circuit (2).
The equivalent circuit shown in FIG. 3 is formed between the voltage and ground voltage Vss. Here, diode shown in FIG. 3 - de D 4 are NPN Baipo in Figure 1 - is a de - diode between scan-emitter - La transistor Q 3 of the base.

【0018】この領域においては、ダイオ−ドD1〜D4
は完全にオンしておらず、微小電流が電源電圧Vddか
ら抵抗R3、ダイオ−ドD1及びD2を介して接地電圧V
ssに流れると共に、電源電圧Vddから抵抗R3、ダ
イオ−ドD3、抵抗R1、ダイオ−ドD4を介して接地電
圧Vssに流れる。この場合抵抗R3、R1の抵抗値と比
較してダイオ−ドD3、D4の抵抗値が非常に高いため、
出力端子(1)に出力される基準電圧VREFは主として
ダイオ−ドD3、D4の抵抗値の分圧作用で決定される。
In this region, the diodes D 1 to D 4
Not turned completely, the resistance R 3 minute current from the power supply voltage Vdd, diode - grounded via the de D 1 and D 2 Voltage V
with flowing in the ss, resistance from the power supply voltage Vdd R 3, diode - de D 3, resistors R 1, diode - via de D 4 flows to the ground voltage Vss. In this case, since the resistance values of the diodes D 3 and D 4 are much higher than the resistance values of the resistors R 3 and R 1 ,
The reference voltage V REF output to the output terminal (1) is determined mainly by the voltage dividing action of the resistance values of the diodes D 3 and D 4 .

【0019】従って基準電圧VREFは、電源電圧Vdd
の上昇に伴いおよそVdd/2の傾きで上昇することに
なる。 2VF<Vdd≦VMINの場合:この領域ではNPNバ
イポ−ラトランジスタQ3のベ−ス・エミッタ間ダイオ
−ドD4がオンし、該NPNバイポ−ラトランジスタQ3
がオンする。これにより該NPNバイポ−ラトランジス
タQ3にコレクタ電流が流れはじめ、これを受けて、N
PNバイポ−ラトランジスタQ4にベ−ス電流が供給さ
れ、該NPNバイポ−ラトランジスタQ4がオンし、電
流ミラ−回路の基準側を構成するPチャンネルMOSト
ランジスタQ2のドレインをほぼ接地電圧Vssレベル
にまで引き下げる。このため、該PチャンネルMOSト
ランジスタQ2のゲ−ト・ソ−ス間電圧Vgsに関し、
Vgs>Vtpが成立しオンする。これを受けて電流ミ
ラ−回路の出力側を構成するPチャンネルMOSトラン
ジスタQ1もオンし、基準電圧発生回路が動作を開始す
る。しかしこの領域では電源電圧Vddが上述した最低
動作電源電圧VMINよりも低いため、電流ミラ−回路か
ら供給される電流が小さく、正常動作するために必要な
定電流が供給されないため、基準電圧VREFは電源電圧
Vdd依存性を持ちながら上昇する。
Therefore, the reference voltage V REF is equal to the power supply voltage Vdd.
Increases with the slope of about Vdd / 2. For 2V F <Vdd ≦ V MIN: NPN in this area Baipo - La transistor Q 3 of the base - scan-emitter diode - de D 4 is turned on, the NPN Baipo - La transistor Q 3
Turns on. Thus the NPN Baipo - initially the collector current flows through the La transistor Q 3, In response to this, N
PN Baipo - base La transistor Q 4 - scan current is supplied, the NPN Baipo - La transistor Q 4 is turned on, a current mirror - circuit substantially ground voltage drain of P-channel MOS transistors Q 2 to which constitutes the reference side of the Reduce to Vss level. Therefore, the P-channel MOS transistor Q 2 of gate - DOO-Source - relates scan voltage Vgs,
Vgs> Vtp is established and the transistor is turned on. Current mirror To that - P-channel MOS transistor Q 1 constituting the output side of the circuit is also turned on, the reference voltage generating circuit starts operating. However, in this region, the power supply voltage Vdd is lower than the above-mentioned minimum operation power supply voltage V MIN , so that the current supplied from the current mirror circuit is small, and the constant current required for normal operation is not supplied. REF rises while having power supply voltage Vdd dependency.

【0020】一方この領域ではスタ−トアップ回路
(2)を構成するダイオ−ドD1、D2もオンするため、
ダイオ−ドD3のアノ−ド側電位は2VFとなる。さらに
ダイオ−ドD3のカソ−ド側は、基準電圧VREFの電位と
等しいため、VF以上の電位となる。従ってダイオ−ド
3は逆方向バイアスされることになり、ダイオ−ドD3
を介して基準電圧発生回路への電流供給は停止し、スタ
−トアップ回路(2)の役割は終了する。 VMIN<Vddの場合:電流ミラ−回路から基準電圧
発生回路が正常動作するために十分な定電流が供給され
るようになる。これにより基準電圧VREFは上述した如
く、電源電圧Vddに依存することなく、バンドギャッ
プ電圧Vgoを発生することになる。
On the other hand, in this region, the diodes D 1 and D 2 constituting the start-up circuit (2) are also turned on.
Diode - anode de D 3 - de side potential becomes 2V F. Furthermore diode - cathode of de D 3 - de side, since equal to the potential of the reference voltage V REF, the V F over potential. Thus diode - de D 3 is would be reverse biased, diode - de D 3
, The supply of current to the reference voltage generating circuit is stopped, and the role of the start-up circuit (2) ends. When V MIN <Vdd: A sufficient constant current is supplied from the current mirror circuit for the normal operation of the reference voltage generation circuit. As a result, as described above, the reference voltage V REF generates the band gap voltage V go without depending on the power supply voltage Vdd.

【0021】このように、従来例の基準電圧発生回路に
スタ−トアップ回路(2)を具備したことにより、電源
電圧Vddが接地電圧Vssから緩やかに上昇した場合
においても、基準電圧発生回路は確実に動作することが
保証される。しかも、このスタ−トアップ回路(2)
は、基準電圧発生回路が正常動作し、発生される基準電
圧VREFがバンドギャップ電圧Vgoを発生している状態
においては、スタ−トアップ回路(2)を構成するダイ
オ−ドD3は完全に逆方向バイアスされているため、基
準電圧発生回路の特性には全く影響を与えないものであ
る。
As described above, by providing the start-up circuit (2) in the conventional reference voltage generating circuit, even when the power supply voltage Vdd gradually rises from the ground voltage Vss, the reference voltage generating circuit can reliably operate. It is guaranteed to work. Moreover, the start-up circuit (2)
A reference voltage generating circuit is operating normally, in a state where the reference voltage V REF generated occurs a bandgap voltage V go, Star - up diode constituting the circuit (2) - De D 3 is completely Since it is reverse-biased, the characteristics of the reference voltage generating circuit are not affected at all.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の基準電圧
発生回路によれば、スタ−トアップ回路(2)を具備し
たことにより、電源電圧Vddが接地電圧Vssから緩
やかに上昇した場合でもその動作を保証することが可能
となる。これにより、本発明の基準電圧発生回路を電源
電圧検出回路に組み込んだ場合、電源電圧Vddが接地
電圧Vssから緩やかに上昇するようなシステムに適用
しても、基準電圧VREFとの比較に基ずいて電源電圧V
ddの変動を検出することが可能となり、システムの誤
動作を防止できる。
As described above, according to the reference voltage generating circuit of the present invention, since the start-up circuit (2) is provided, even if the power supply voltage Vdd rises gently from the ground voltage Vss, it is possible to reduce the power supply voltage. Operation can be guaranteed. Thereby, when the reference voltage generation circuit of the present invention is incorporated in the power supply voltage detection circuit, even when applied to a system in which the power supply voltage Vdd rises gently from the ground voltage Vss, the comparison with the reference voltage VREF is performed. Power supply voltage V
The change in dd can be detected, and malfunction of the system can be prevented.

【0023】しかもこのスタ−トアップ回路(2)は、
抵抗1個とダイオ−ド3個という僅かな素子数で構成さ
れるため、係るパタ−ン面積の増加は僅かで済むという
利点も有する。
In addition, the start-up circuit (2)
Since it is composed of a small number of elements of one resistor and three diodes, there is also an advantage that the increase in the pattern area is small.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例に係る基準電圧発生回路を示す
回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a reference voltage generation circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した基準電圧発生回路で発生される基
準電圧VREFの電源電圧Vdd依存性を示す特性図であ
る。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a power supply voltage Vdd dependency of a reference voltage V REF generated by a reference voltage generation circuit shown in FIG.

【図3】図1に示した基準電圧発生回路の動作を説明す
るための等価回路図である。
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram for explaining an operation of the reference voltage generation circuit shown in FIG.

【図4】従来例に係る基準電圧発生回路を示す回路図で
ある。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a reference voltage generation circuit according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 出力端子 2 スタ−トアップ回路 Q1、Q2 PチャンネルMOSトランジスタ Q3、Q4 NPNバイポ−ラトランジスタ R1〜R3 抵抗 D1〜D3 ダイオ−ドREFERENCE SIGNS LIST 1 output terminal 2 start-up circuit Q 1 , Q 2 P-channel MOS transistor Q 3 , Q 4 NPN bipolar transistor R 1 to R 3 resistance D 1 to D 3 diode

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電源電圧Vdd側にミラ−接続された同
一サイズのPチャンネルMOSトランジスタQ1、Q2
構成される電流ミラ−回路と、前記電流ミラ−回路の出
力側を構成するPチャンネルMOSトランジスタQ1
ドレインに直列接続された温度補償用抵抗R1、R2を介
してコレクタが接続され、エミッタが接地電圧Vssに
接続され、ベ−スが前記抵抗R1、R2の接続点に接続さ
れたNPNバイポ−ラトランジスタQ3と、前記電流ミ
ラ−回路の基準側を構成するPチャンネルMOSトラン
ジスタQ2のドレインにコレクタが接続され、エミッタ
が接地電圧Vssに接続され、ベ−スが前記NPNバイ
ポ−ラトランジスタQ3のコレクタに接続され、該エミ
ッタ面積が前記NPNバイポ−ラトランジスタQ 3のエ
ミッタ面積のK倍に設定されたNPNバイポ−ラトラン
ジスタQ4とから構成され、基準電圧VREFは前記Pチャ
ンネルMOSトランジスタQ1のドレインから出力端子
(1)に出力される基準電圧発生回路において、 電源電圧Vddの投入方法によらず、前記基準電圧発生
回路の動作を保証するためのスタ−トアップ回路(2)
を具備し、前記スタ−トアップ回路(2)は、電源電圧
Vddと接地電圧Vss間に直列接続された抵抗R3
びダイオ−ドD1、D2から成る直列回路と、アノ−ド側
が前記抵抗R3と前記ダイオ−ドD1の接続点に接続さ
れ、カソ−ド側が前記出力端子(1)に接続されたダイ
オ−ドD3とで構成されることを特徴とする基準電圧発
生回路。
A mirror connected to a power supply voltage Vdd side;
One size P-channel MOS transistor Q1, QTwoso
A current mirror circuit configured and an output of the current mirror circuit.
P-channel MOS transistor Q constituting the input side1of
Temperature compensation resistor R connected in series to the drain1, RTwoThrough
The collector is connected, and the emitter is connected to the ground voltage Vss.
Connected, and the base is connected to the resistor R1, RTwoConnection point
NPN bipolar transistor QThreeAnd the current
P-channel MOS transistor constituting the reference side of the
Jista QTwoThe collector is connected to the drain of the
Is connected to the ground voltage Vss, and the base is connected to the NPN device.
Polar transistor QThreeConnected to the collector of the
The area of the NPN bipolar transistor Q ThreeNo
NPN bipolar transistor set to K times the emitter area
Jista QFourAnd the reference voltage VREFIs the P-cha
Channel MOS transistor Q1Drain to output terminal
In the reference voltage generation circuit output in (1), the reference voltage generation circuit generates
Start-up circuit for guaranteeing circuit operation (2)
Wherein the start-up circuit (2) comprises a power supply voltage
A resistor R connected in series between Vdd and the ground voltage VssThreePassing
And diode D1, DTwoAnd the anode side
Is the resistance RThreeAnd the diode D1Connection point
And a die whose cathode side is connected to the output terminal (1).
Mode DThreeAnd a reference voltage generator.
Raw circuit.
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