JP3001605B2 - レギュレータ回路 - Google Patents
レギュレータ回路Info
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- JP3001605B2 JP3001605B2 JP2102862A JP10286290A JP3001605B2 JP 3001605 B2 JP3001605 B2 JP 3001605B2 JP 2102862 A JP2102862 A JP 2102862A JP 10286290 A JP10286290 A JP 10286290A JP 3001605 B2 JP3001605 B2 JP 3001605B2
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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、レギュレータ回路に関し、特にこのレギュ
レータ回路の出力電圧の安定化に関するものである。
レータ回路の出力電圧の安定化に関するものである。
レギュレータ回路は、発振回路および比較的高い周波
数で動作する回路を低電圧で駆動して、低消費電流化、
発振周波数安定性を達成するために使われているもので
ある。
数で動作する回路を低電圧で駆動して、低消費電流化、
発振周波数安定性を達成するために使われているもので
ある。
第４図に従来のレギュレータ回路を示す。レギュレー
タ回路は基準電圧発生器401と、この基準電圧発生器401
の出力を入力とする差動増幅器402と、この差動増幅器4
02の出力を入力とする出力MOSトランジスタ403、および
この出力MOSトランジサタ403のゲート電極とドレイン電
極の間に挿入される位相補償用コンデンサ405より構成
される。出力MOSトランジスタ403のドレイン電極は、差
動増幅器402の入力および負荷回路404の入力と接続され
ている。このレギュレータ回路の動作を簡単に説明する
と、基準電圧発生器401で作られた基準電圧は、差動増
幅器402の入力となり、この差動増幅器402の出力は、出
力MOSトランジスタ403のゲートに印加され、負荷回路40
4にレギュレータ回路からの出力電圧が供給される。負
荷回路404の内部インピーダンスが急激に変動し、レギ
ュレータ回路の出力電圧が変動している場合、レギュレ
ータ回路の動作としては、出力MOSトランジスタ403に流
れる電流値を適当な値に制御して出力部に供給し、出力
電圧の安定化を図っている。この出力MOSトランジスタ4
03のゲートを開閉することで通電量をコントロールして
いる。これら一連のレギュレータ回路の負荷変動に対す
る動作は出力MOSトランジスタ403を制御する差動増幅器
402までフィードバックを掛け、出力MOSトランジスタ40
3のゲート電位を設定することで成り立つ。
タ回路は基準電圧発生器401と、この基準電圧発生器401
の出力を入力とする差動増幅器402と、この差動増幅器4
02の出力を入力とする出力MOSトランジスタ403、および
この出力MOSトランジサタ403のゲート電極とドレイン電
極の間に挿入される位相補償用コンデンサ405より構成
される。出力MOSトランジスタ403のドレイン電極は、差
動増幅器402の入力および負荷回路404の入力と接続され
ている。このレギュレータ回路の動作を簡単に説明する
と、基準電圧発生器401で作られた基準電圧は、差動増
幅器402の入力となり、この差動増幅器402の出力は、出
力MOSトランジスタ403のゲートに印加され、負荷回路40
4にレギュレータ回路からの出力電圧が供給される。負
荷回路404の内部インピーダンスが急激に変動し、レギ
ュレータ回路の出力電圧が変動している場合、レギュレ
ータ回路の動作としては、出力MOSトランジスタ403に流
れる電流値を適当な値に制御して出力部に供給し、出力
電圧の安定化を図っている。この出力MOSトランジスタ4
03のゲートを開閉することで通電量をコントロールして
いる。これら一連のレギュレータ回路の負荷変動に対す
る動作は出力MOSトランジスタ403を制御する差動増幅器
402までフィードバックを掛け、出力MOSトランジスタ40
3のゲート電位を設定することで成り立つ。
しかしながら、負荷側の瞬時に起こる変動に対してい
ちいちフィードバックを駆けていたのでは、電源電圧電
位であるVSS電位に引っ張る役目の出力MOSトランジサタ
403を有効に働かせることができず、レギュレータ回路
の出力電圧を短時間で安定化することができない。この
出力MOSトランジスタ403のゲート電位をすみやかに設定
するには、電荷を供給、蓄積することができる位相補償
用コンデンサ405を用いることが有効である。この位相
補償用コンデンサ405の効果により電流制御用トランジ
スタである出力MOSトランジスタ403を働かせ、レギュレ
ータ回路の出力電圧を短時間で安定化することができ
る。
ちいちフィードバックを駆けていたのでは、電源電圧電
位であるVSS電位に引っ張る役目の出力MOSトランジサタ
403を有効に働かせることができず、レギュレータ回路
の出力電圧を短時間で安定化することができない。この
出力MOSトランジスタ403のゲート電位をすみやかに設定
するには、電荷を供給、蓄積することができる位相補償
用コンデンサ405を用いることが有効である。この位相
補償用コンデンサ405の効果により電流制御用トランジ
スタである出力MOSトランジスタ403を働かせ、レギュレ
ータ回路の出力電圧を短時間で安定化することができ
る。
出力MOSトランジスタ403のゲート電位とドレイン電位
の関係が働くため、位相補償用コンデンサ405が電圧依
存性を持っていては、MOS容量値が変化するために帰還
率が変化し、負荷変動に対する出力電圧の追従性が悪く
なる。そのため、レギュレータ回路の負荷として発振回
路を駆動した場合、発振起動時の電源の揺れによる発振
起動性の悪さ、および周波数変動などの問題を生じる。
の関係が働くため、位相補償用コンデンサ405が電圧依
存性を持っていては、MOS容量値が変化するために帰還
率が変化し、負荷変動に対する出力電圧の追従性が悪く
なる。そのため、レギュレータ回路の負荷として発振回
路を駆動した場合、発振起動時の電源の揺れによる発振
起動性の悪さ、および周波数変動などの問題を生じる。
第５図のＣ−Ｖ曲線にコンデンサ容量と電圧との関係
をコンデンサの接続形態別に示す。第４図に示したよう
なレギュレータ回路において、位相補償用コンデンサ40
5が接続されている部分の電位差が−１〜1Vの範囲内で
ある時、第５図に示したようにMOS容量のゲート電極と
シリコン基板電極のどちら側を電源に接続させるかで２
通りにＣ−Ｖ曲線は分類される。第５図において、位相
補償用コンデンサ405であるMOS容量のシリコン基板電極
側を、グランド電位として、MOS容量のゲート電極側に
電圧を印加した場合が、曲線501、そしてMOS容量のゲー
ト電極をグランド電位として、シリコン基板電極側に電
圧を印加した場合が、曲線502である。しかし、このど
ちらの接続方法でもMOS容量は電圧依存性を持ち、（電
源）電圧−１〜1Vの範囲内で著しくコンデンサ容量が変
化してしまう。レギュレータ回路の出力電圧、すなわ
ち、位相補償用コンデンサの両端の電位差が正負（−１
〜1V）に振れてしまっている状態において、このような
電圧依存性のあるコンデンサを使っていては、すみやか
に電流制御用トランジスタである出力MOSトランジスタ4
03に電荷を与えることはできない。したがって、電流制
御用トランジスタである出力MOSトランジスタ403を有効
に働かせるためには、位相補償用コンデンサ405の両端
の電位差に関係なく十分な電荷を与えることができる電
圧依存性の少ないコンデンサが必要である。
をコンデンサの接続形態別に示す。第４図に示したよう
なレギュレータ回路において、位相補償用コンデンサ40
5が接続されている部分の電位差が−１〜1Vの範囲内で
ある時、第５図に示したようにMOS容量のゲート電極と
シリコン基板電極のどちら側を電源に接続させるかで２
通りにＣ−Ｖ曲線は分類される。第５図において、位相
補償用コンデンサ405であるMOS容量のシリコン基板電極
側を、グランド電位として、MOS容量のゲート電極側に
電圧を印加した場合が、曲線501、そしてMOS容量のゲー
ト電極をグランド電位として、シリコン基板電極側に電
圧を印加した場合が、曲線502である。しかし、このど
ちらの接続方法でもMOS容量は電圧依存性を持ち、（電
源）電圧−１〜1Vの範囲内で著しくコンデンサ容量が変
化してしまう。レギュレータ回路の出力電圧、すなわ
ち、位相補償用コンデンサの両端の電位差が正負（−１
〜1V）に振れてしまっている状態において、このような
電圧依存性のあるコンデンサを使っていては、すみやか
に電流制御用トランジスタである出力MOSトランジスタ4
03に電荷を与えることはできない。したがって、電流制
御用トランジスタである出力MOSトランジスタ403を有効
に働かせるためには、位相補償用コンデンサ405の両端
の電位差に関係なく十分な電荷を与えることができる電
圧依存性の少ないコンデンサが必要である。
本発明の目的は、上記課題を解決して電圧依存性のな
い位相補償用コンデンサを提供することにある。
い位相補償用コンデンサを提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明のレギュレータ回
路は、下記に記載の手段を採用する。
路は、下記に記載の手段を採用する。
本発明のレギュレータ回路は、基準電圧発生器と、こ
の基準電圧発生器の出力を入力とする差動増幅器と、こ
の差動増幅器の出力を入力とする出力MOSトランジスタ
と、その出力MOSトランジスタのゲート電極とドレイン
電極のあいだに挿入されるとともに シリコン基板電極、絶縁膜、ゲート電極で構成される位
相補償用コンデンサとよりなるレギュレータ回路におい
て、 上記位相補償用コンデンサは、２つのMOS容量によっ
て構成され、 第１のMOS容量のゲート電極を第２のMOS容量のシリコ
ン基板電極と、その第１のMOS容量のシリコン基板電極
を上記第２のMOS容量のゲート電極とそれぞれ接続する
ことを特徴としている。
の基準電圧発生器の出力を入力とする差動増幅器と、こ
の差動増幅器の出力を入力とする出力MOSトランジスタ
と、その出力MOSトランジスタのゲート電極とドレイン
電極のあいだに挿入されるとともに シリコン基板電極、絶縁膜、ゲート電極で構成される位
相補償用コンデンサとよりなるレギュレータ回路におい
て、 上記位相補償用コンデンサは、２つのMOS容量によっ
て構成され、 第１のMOS容量のゲート電極を第２のMOS容量のシリコ
ン基板電極と、その第１のMOS容量のシリコン基板電極
を上記第２のMOS容量のゲート電極とそれぞれ接続する
ことを特徴としている。
このことにより、本発明のレギュレータ回路における
第１のMOS容量と第２のMOS容量とは、MOS容量値の電圧
依存性をなくし、レギュレータ回路の高周波の帰還率を
抑え、負荷回路の急激な電流変動に対しても、一定な出
力電圧を供給することができる。
第１のMOS容量と第２のMOS容量とは、MOS容量値の電圧
依存性をなくし、レギュレータ回路の高周波の帰還率を
抑え、負荷回路の急激な電流変動に対しても、一定な出
力電圧を供給することができる。
以下図面を用いて本発明の実施例を説明する。
第１図に、本発明におけるレギュレータ回路の回路図
を示す。本発明では、基準電圧発生器101、差動増幅器1
02、および電流制御用トランジスタである出力MOSトラ
ンジスタ103より構成されるレギュレータ回路におい
て、出力MOSトランジスタ103に電荷を与えている位相補
償用コンデンサ105を第１のMOS容量108と第２のMOS容量
109とで構成する。さらに第１のMOS容量108のゲート電
極106と第２のMOS容量109のシリコン基板電極107とを並
列に接続する。このことにより、第１のMOS容量108と第
２のMOS容量109とは、MOS容量値の電圧依存性をなく
し、レギュレータ回路の高周波の帰還率を抑え、レギュ
レータ回路の出力電圧を安定にすることに成功した。す
なわち負荷回路104にレギュレータ回路から安定した出
力電圧を供給することができる。第２図は、第１図に示
す、第１のMOS容量108のゲート電極106と第２のMOS容量
109のシリコン基板電極107とを並列に接続した本発明の
MOS容量の電圧特性である。本発明の位相補償用コンデ
ンサ105は、第５図において説明した２通りのコンデン
サの特性を合成したものになる。このコンデンサの接続
により、（電源）電圧の影響に関係のない電圧依存性の
少ないコンデンサが作成されている。このことで、電流
制御用トランジスタである出力MOSトランジスタ103に十
分な電荷を与える位相補償用コンデンサ105ができ、し
いてはレギュレータ回路の出力電圧を短時間で安定化す
ることができる。
を示す。本発明では、基準電圧発生器101、差動増幅器1
02、および電流制御用トランジスタである出力MOSトラ
ンジスタ103より構成されるレギュレータ回路におい
て、出力MOSトランジスタ103に電荷を与えている位相補
償用コンデンサ105を第１のMOS容量108と第２のMOS容量
109とで構成する。さらに第１のMOS容量108のゲート電
極106と第２のMOS容量109のシリコン基板電極107とを並
列に接続する。このことにより、第１のMOS容量108と第
２のMOS容量109とは、MOS容量値の電圧依存性をなく
し、レギュレータ回路の高周波の帰還率を抑え、レギュ
レータ回路の出力電圧を安定にすることに成功した。す
なわち負荷回路104にレギュレータ回路から安定した出
力電圧を供給することができる。第２図は、第１図に示
す、第１のMOS容量108のゲート電極106と第２のMOS容量
109のシリコン基板電極107とを並列に接続した本発明の
MOS容量の電圧特性である。本発明の位相補償用コンデ
ンサ105は、第５図において説明した２通りのコンデン
サの特性を合成したものになる。このコンデンサの接続
により、（電源）電圧の影響に関係のない電圧依存性の
少ないコンデンサが作成されている。このことで、電流
制御用トランジスタである出力MOSトランジスタ103に十
分な電荷を与える位相補償用コンデンサ105ができ、し
いてはレギュレータ回路の出力電圧を短時間で安定化す
ることができる。
次に、本発明のレギュレータ回路を発振回路に用いた
例を説明する。第３図は本発明によるレギュレータ回路
と従来のレギュレータ回路により水晶発振回路を駆動し
た場合の位相補償用コンデンサの容量と発振開始時間と
の関係を示す。第３図の横軸は、位相補償用コンデンサ
の容量を、縦軸は発振開始時間を表している。第３図に
おいて、曲線301は、本発明によるレギュレータ回路で
あり、また、曲線302は第４図に示す従来例のおける出
力MOSトランジスタ403のドレイン側にMOS容量のシリコ
ン基板電極側を接続し、出力MOSトランジスタ403のゲー
ト側にMOS容量のゲート電極を接続した場合、曲線303は
同じく第４図に示す従来例における出力MOSトランジス
タ403のドレイン側にMOS容量のゲート電極を接続し、出
力MOSトランジスタ403のゲート側にMOS容量のシリコン
基板電極を接続した場合である。発振開始時間が短いほ
ど、それだけレギュレータ回路の出力電圧の安定化速度
が速いことを示している。第３図を見るとわかるよう
に、コンデンサ容量が多いほど十分な電荷を与えるので
発振開始時間が短く、出力電圧の安定化が速いことがわ
かる。位相補償用コンデンサのコンデンサ容量が同じ値
で発振開始時間を比較すると、コンデンサの接続形態を
並列にしたもの、すなわち本発明の特性を示す曲線301
の方が、従来例の特性を示す曲線302、303より発振開始
時間が短くなっていることがわかる。
例を説明する。第３図は本発明によるレギュレータ回路
と従来のレギュレータ回路により水晶発振回路を駆動し
た場合の位相補償用コンデンサの容量と発振開始時間と
の関係を示す。第３図の横軸は、位相補償用コンデンサ
の容量を、縦軸は発振開始時間を表している。第３図に
おいて、曲線301は、本発明によるレギュレータ回路で
あり、また、曲線302は第４図に示す従来例のおける出
力MOSトランジスタ403のドレイン側にMOS容量のシリコ
ン基板電極側を接続し、出力MOSトランジスタ403のゲー
ト側にMOS容量のゲート電極を接続した場合、曲線303は
同じく第４図に示す従来例における出力MOSトランジス
タ403のドレイン側にMOS容量のゲート電極を接続し、出
力MOSトランジスタ403のゲート側にMOS容量のシリコン
基板電極を接続した場合である。発振開始時間が短いほ
ど、それだけレギュレータ回路の出力電圧の安定化速度
が速いことを示している。第３図を見るとわかるよう
に、コンデンサ容量が多いほど十分な電荷を与えるので
発振開始時間が短く、出力電圧の安定化が速いことがわ
かる。位相補償用コンデンサのコンデンサ容量が同じ値
で発振開始時間を比較すると、コンデンサの接続形態を
並列にしたもの、すなわち本発明の特性を示す曲線301
の方が、従来例の特性を示す曲線302、303より発振開始
時間が短くなっていることがわかる。
電圧依存性の少ないコンデンサを用いたことで、レギ
ュレータ回路の出力電圧を短時間で安定化することがで
きる。
ュレータ回路の出力電圧を短時間で安定化することがで
きる。
以上の説明で明らかなように、本発明を用いることに
より、電流制御用トランジスタに電荷を与える位相補償
用コンデンサの接続形態を第１のMOS容量のゲート電極
と第２のMOS容量のシリコン基板電極とを並列に接続す
ることにより電圧依存性のない位相補償用コンデンサを
作成することができる。したがってレギュレータ回路の
出力電圧を短時間で安定化することができる。このこと
は、レギュレータ回路に接続されている回路の発振周波
数の安定化にも結びつく。
より、電流制御用トランジスタに電荷を与える位相補償
用コンデンサの接続形態を第１のMOS容量のゲート電極
と第２のMOS容量のシリコン基板電極とを並列に接続す
ることにより電圧依存性のない位相補償用コンデンサを
作成することができる。したがってレギュレータ回路の
出力電圧を短時間で安定化することができる。このこと
は、レギュレータ回路に接続されている回路の発振周波
数の安定化にも結びつく。
第１図は本発明によるレギュレータ回路を示す回路図、
第２図は本発明の位相補償用コンデンサの電圧と容量と
の関係を表すグラフ、第３図は本発明と従来例とを比較
したコンデンサ容量と発振開始時間（レギュレータ回路
の出力電圧の安定化度）の関係を表すグラフ、第４図は
従来の技術によるレギュレータ回路を示す回路図、第５
図は従来の位相補償用コンデンサの電圧と容量との関係
を表すグラフである。 101……基準電圧発生器、 102……差動増幅器、 103……出力MOSトランジスタ、 105……位相補償用コンデンサ、 108……第１のMOS容量、 109……第２のMOS容量。
第２図は本発明の位相補償用コンデンサの電圧と容量と
の関係を表すグラフ、第３図は本発明と従来例とを比較
したコンデンサ容量と発振開始時間（レギュレータ回路
の出力電圧の安定化度）の関係を表すグラフ、第４図は
従来の技術によるレギュレータ回路を示す回路図、第５
図は従来の位相補償用コンデンサの電圧と容量との関係
を表すグラフである。 101……基準電圧発生器、 102……差動増幅器、 103……出力MOSトランジスタ、 105……位相補償用コンデンサ、 108……第１のMOS容量、 109……第２のMOS容量。
Claims (1)
- 【請求項１】基準電圧発生器と、この基準電圧発生器の
出力を入力とする差動増幅器と、この差動増幅器の出力
を入力とする出力MOSトランジスタと、その出力MOSトラ
ンジスタのゲート電極とドレイン電極のあいだに挿入さ
れるとともにシリコン基板電極、絶縁膜、ゲート電極で
構成される位相補償用コンデンサとよりなるレギュレー
タ回路において、 上記位相補償用コンデンサは、２つのMOS容量によって
構成され、 第１のMOS容量のゲート電極を第２のMOS容量のシリコン
基板電極と、その第１のMOS容量のシリコン基板電極を
上記第２のMOS容量のゲート電極とそれぞれ接続する ことを特徴とするレギュレータ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2102862A JP3001605B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | レギュレータ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2102862A JP3001605B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | レギュレータ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH043212A JPH043212A (ja) | 1992-01-08 |
| JP3001605B2 true JP3001605B2 (ja) | 2000-01-24 |
Family
ID=14338727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2102862A Expired - Fee Related JP3001605B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | レギュレータ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3001605B2 (ja) |
-
1990
- 1990-04-20 JP JP2102862A patent/JP3001605B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH043212A (ja) | 1992-01-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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