JP3184163B2 - 電源回路 - Google Patents

電源回路

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JP3184163B2
JP3184163B2 JP33328698A JP33328698A JP3184163B2 JP 3184163 B2 JP3184163 B2 JP 3184163B2 JP 33328698 A JP33328698 A JP 33328698A JP 33328698 A JP33328698 A JP 33328698A JP 3184163 B2 JP3184163 B2 JP 3184163B2
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貴史 矢津田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路内の
ロジック回路等の電源として使用される電源回路に関
し、特に、チップ面積の縮小化が可能な電源回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体集積回路内のロジック回路
の電源回路としてハーバー回路及びレギュレータ回路が
設けられた回路が使用されている。図4は従来の電源回
路を示すブロック図である。
【0003】従来の電源回路においては、クロック信号
が入力され電源電圧VDDをVDD/2まで降圧するハ
ーバー回路21にハーバー比較電圧線26及びハーバー
選択電圧線28が接続されている。また、電源電圧VD
Dを任意の電圧値VRまで降圧するレギュレータ回路2
2にレギュレータ比較電圧線27及びレギュレータ選択
電圧線29が接続されている。そして、ハーバー比較電
圧線26及びレギュレータ比較電圧線27にコンパレー
タ回路23が接続されている。
【0004】更に、コンパレータ回路23の出力により
オン/オフが制御されるスイッチSWVH及びスイッチ
SWVRが設けられている。スイッチSWVHはコンパ
レータ回路23に直接接続されているが、スイッチSW
VRはインバータ24を介してコンパレータ回路23に
接続されている。従って、スイッチSWVHとスイッチ
SWVRとには逆位相の出力が伝達される。
【0005】また、ハーバー選択電圧線28はスイッチ
SWVHに接続され、レギュレータ選択電圧線29はス
イッチSWVRに接続されている。そして、スイッチS
WVH及びSWVRの他端はロジック回路25に共通接
続されている。従って、コンパレータ回路23の出力は
逆位相になるようにスイッチSWVH及びスイッチSW
VRに伝達され、いずれかのスイッチがオン状態になっ
たときに、ロジック回路25にハーバー回路21又はレ
ギュレータ回路22からの電圧が供給される。
【0006】このように構成された従来の電源回路にお
いては、コンパレータ回路23にハーバー比較電圧線2
6を介してハーバー回路21の出力電圧VDD/2が入
力され、レギュレータ比較電圧線27を介してレギュレ
ータ回路22の出力電圧VRが入力される。そして、コ
ンパレータ回路23によりそれらの電位差が検出され
る。その結果、電圧VDD/2が電圧VRより大きい場
合には、スイッチSWVHがオン状態とされ、スイッチ
SWVRがオフ状態とされ、ハーバー選択電圧線28の
電圧がロジック回路25に供給される。一方、電圧VD
D/2が電圧VR以下である場合には、スイッチSWV
Rがオン状態とされ、スイッチSWVHがオフ状態とさ
れ、レギュレータ選択電圧線29の電圧がロジック回路
25に供給される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近時、
チップ面積を小さくすることによる製品の小型化及びコ
スト削減がマイクロコンピュータの開発において重要と
なってきているのに対し、上述の従来の電源回路に使用
されているコンパレータ回路23には高い精度が必要さ
れるので、チップ面積の縮小化は困難である。また、コ
ンパレータ回路23によりオン/オフが制御されるスイ
ッチSWVH及びSWVRもチップ面積の縮小化を妨げ
る原因となっている。従って、上述の従来の電源回路は
小型化及びコスト削減には不適当であるという問題点が
ある。
【0008】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、チップ面積を縮小することができる電源回
路を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電源回路
は、電源から電源電圧を入力し所定の電圧を出力するレ
ギュレータ回路と、前記電源から電源電圧を入力しその
1/2の電圧を出力するハーバー回路と、前記レギュレ
ータ回路から出力される電圧が前記ハーバー回路から出
力される電圧より高くなったことにより、前記レギュレ
ータ回路から流れる電流を検出し、この検出結果に基づ
き前記ハーバー回路の動作を停止させる制御回路と、を
有することを特徴とする。
【0010】本発明においては、ハーバー回路から出力
される電圧が所定の電圧以下となったときにレギュレー
タ回路から所定の電圧が出力されるので、従来の電源回
路で使用されていた高精度のコンパレータ回路及びこれ
に付随するスイッチは不要となる。従って、チップ面積
の縮小化が可能である。
【0011】前記レギュレータ回路は、前記電源から入
力した電源電圧を前記所定の電圧まで降圧して出力する
ものであってもよく、前記制御回路は、前記レギュレー
タ回路に接続され前記電流を検出する電流検出回路と、
前記電流検出回路から出力された信号に基づき前記ハー
バー回路へのクロック信号の供給を制御するクロック制
御回路と、を有することができる。
【0012】また、前記レギュレータ回路は、前記電源
電圧が供給されるソースを有する電界効果トランジスタ
と、この電界効果トランジスタのドレインと接地との間
に接続された抵抗素子と、前記所定の電圧と前記ドレイ
ンの電圧とを比較しこの比較結果を前記電界効果トラン
ジスタのゲートに出力する比較回路と、を有してもよ
い。
【0013】更に、前記制御回路は、前記比較回路と前
記ゲートとの間に接続されていてもよい。
【0014】更にまた、前記所定の電圧は前記比較回路
の正転入力に入力され、前記ドレインの電圧は前記比較
回路の反転入力に入力され、前記電界効果トランジスタ
のチャネルの導電型はp型であってもよい。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係る電源
回路について、添付の図面を参照して具体的に説明す
る。図1は本発明の実施例に係る電源回路を示すブロッ
ク図である。
【0016】本実施例には、クロック信号が入力される
クロック制御回路3が設けられている。更に、電池電源
の電源電圧VDDを電圧VDD/2まで降圧するハーバ
ー回路1がクロック制御回路3に接続されており、クロ
ック信号は外部からクロック制御回路3を介してハーバ
ー回路1に供給される。
【0017】また、クロック制御回路3には、クロック
停止信号線9が接続されており、このクロック停止信号
線9の他端に電流検出回路4が接続されている。クロッ
ク制御回路3及び電流検出回路4からハーバー回路1の
動作制御を行う制御回路が構成されている。更に、電流
検出回路4には、レギュレータ電流検知信号線8が接続
されており、このレギュレータ電流検知信号線8の他端
に電池電源の電源電圧VDDを任意の電圧値VRまで降
圧するレギュレータ回路2が接続されている。
【0018】ハーバー回路1には、ハーバー電圧供給線
6が接続され、レギュレータ回路2には、レギュレータ
電圧供給線7が接続され、これらの電圧供給線6及び7
はロジック回路5に共通接続されている。即ち、ハーバ
ー回路1及びレギュレータ回路2はロジック回路5の電
源供給源となっている。
【0019】ハーバー回路1は、2つのコンデンサが直
列又は並列を繰り返す構造となっており、クロック信号
によりVDD/2の電圧を発生することができる回路で
ある。
【0020】一方、レギュレータ回路2は、あるシステ
ムにおいて任意に設定された基準電圧に対して、同等の
電圧を発生することができる回路である。図2は本発明
の実施例におけるレギュレータ回路2を示すブロック図
である。
【0021】レギュレータ回路2には、所定の基準電圧
が正転入力に供給されるコンパレータ回路11が設けら
れている。コンパレータ回路11の出力にはpチャネル
MOSトランジスタT1のゲートが接続されている。ト
ランジスタT1のソースには、電源電圧VDDが供給さ
れ、ドレインには、抵抗素子12が接続されている。抵
抗素子12の他端は接地されている。また、トランジス
タT1のドレインはコンパレータ回路11の反転入力に
も接続されている。そして、レギュレータ電流検知信号
線8はコンパレータ回路11の出力に接続され、レギュ
レータ電圧供給線7はトランジスタT1のドレインに接
続されている。
【0022】また、電流検出回路4は、レギュレータ回
路2からロジック回路5への電流経路が発生したことを
検出する機能を有している。図3は本発明の実施例にお
ける電流検出回路4を示すブロック図である。
【0023】電流検出回路4においては、レギュレータ
電流検知信号線8にゲートが接続されたpチャネルMO
SトランジスタT2が設けられている。トランジスタT
2のソースには、電源電圧VDDが供給され、ドレイン
には、抵抗素子15が接続されている。抵抗素子15の
他端は接地されている。また、トランジスタT2のドレ
インには、インバータ14の入力が接続されており、こ
のインバータ14の出力が接続されたラッチ回路13が
設けられている。ラッチ回路13には、電源電圧VDD
が供給されると共に、クロック停止信号線9が接続され
ている。
【0024】また、クロック制御回路3は、電流検出回
路4からクロック停止信号線9を介して伝達された信号
に基づいてハーバー回路1へのクロック信号の供給のオ
ン/オフを制御する回路である。
【0025】このように構成された本実施例において
は、レギュレータ回路2からロジック回路5へ電流が流
れたことが電流検出回路4により検出されていない場合
には、ハーバー回路1へクロック信号がクロック制御回
路3を介して供給されるが、電流が流れたことが検出さ
れると、ハーバー回路1へのクロック信号の供給がクロ
ック制御回路3により停止される。
【0026】具体的には、ハーバー回路1の出力電圧V
DD/2がレギュレータ回路2の出力電圧VRより高い
場合、即ち、VDD/2>VRの条件下では、レギュレ
ータ回路2がその出力電圧VRより高い電圧を受けるこ
とになるため、レギュレータ回路2からロジック回路5
には電流は流されず、ハーバー回路1の出力電圧VDD
/2がハーバー電圧供給線6を介してロジック回路5に
供給される。このとき、レギュレータ電流検知信号線8
はハイレベルのままであり、電流検知回路4内のトラン
ジスタT2はオフ状態となっている。従って、クロック
停止信号線9はロウレベルのままであり、これを受ける
クロック制御回路3によるハーバー回路1へのクロック
信号の供給は停止されない。
【0027】その後、電池が消耗して、ハーバー回路1
の出力電圧VDD/2がレギュレータ回路2の出力電圧
VR以下になった場合、即ち、VDD/2≦VRの条件
下では、レギュレータ回路2がその出力電圧VRより低
い電圧を受けることになるため、レギュレータ回路2か
らロジック回路5に電流が流される。このとき、レギュ
レータ電流検知信号線8はロウレベルとなり、電流検知
回路4内のトランジスタT2がオン状態となる。従っ
て、インバータ24を介した立ち下がりエッジがラッチ
回路13により受けられて、クロック停止信号線9がハ
イレベルとなり、ラッチ回路13によってハイレベルが
保持される。そして、このハイレベルを受けたクロック
制御回路3により、ハーバー回路1へのクロック信号の
供給が停止され、ハーバー回路1は非動作状態とされ
る。
【0028】このように、本実施例においては、レギュ
レータ回路2からの電流の有無を検出する電流検出回路
4が設けられており、ハーバー回路1からの出力電圧の
変化に応じて確実に所定の電圧がロジック回路5に供給
される。また、本実施例の電源回路の構成については、
従来のものほど高い精度が要求されるコンパレータ回路
は不要であり、これに付随するスイッチ素子も不要であ
る。従って、従来の電源回路と比して必要な素子数が著
しく低減され、LSIにおけるチップ面積の縮小化が容
易なものとなる。
【0029】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ハーバー回路から出力される電圧が所定の電圧以下とな
ったときに所定の電圧を出力するレギュレータ回路を設
けているので、ハーバー回路から出力される電圧とレギ
ュレータ回路から出力される電圧とを比較する比較回路
は不要となるので、チップ面積を縮小化することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る電源回路を示すブロック
図である。
【図2】本発明の実施例におけるレギュレータ回路2を
示すブロック図である。
【図3】本発明の実施例における電流検出回路4を示す
ブロック図である。
【図4】従来の電源回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
1、21;ハーバー回路 2、22;レギュレータ回路 3;クロック制御回路 4;電流検出回路 5、25;ロジック回路 6;ハーバー電圧供給線 7;レギュレータ電圧供給線 8;レギュレータ電流検知信号線 9;クロック信号線 11、23;コンパレータ回路 12、15;抵抗素子 13;ラッチ回路 14、24;インバータ T1、T2;トランジスタ 26;ハーバー比較電圧線 27;レギュレータ比較電圧線 28;ハーバー選択電圧線 29;レギュレータ選択電圧線 SWVR、SWVH;スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−228094(JP,A) 特開 昭57−76615(JP,A) 特開 昭62−77025(JP,A) 実開 昭62−195399(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05F 1/56 310

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源から電源電圧を入力し所定の電圧を
    出力するレギュレータ回路と、前記電源から電源電圧を
    入力しその1/2の電圧を出力するハーバー回路と、前
    記レギュレータ回路から出力される電圧が前記ハーバー
    回路から出力される電圧より高くなったことにより、前
    記レギュレータ回路から流れる電流を検出し、この検出
    結果に基づき前記ハーバー回路の動作を停止させる制御
    回路と、を有することを特徴とする電源回路。
  2. 【請求項2】 前記レギュレータ回路は、前記電源から
    入力した電源電圧を前記所定の電圧まで降圧して出力す
    るものであることを特徴とする請求項1に記載の電源回
    路。
  3. 【請求項3】 前記制御回路は、前記レギュレータ回路
    に接続され前記電流を検出する電流検出回路と、前記電
    流検出回路から出力された信号に基づき前記ハーバー回
    路へのクロック信号の供給を制御するクロック制御回路
    と、を有することを特徴とする請求項2に記載の電源回
    路。
  4. 【請求項4】 前記レギュレータ回路は、前記電源電圧
    が供給されるソースを有する電界効果トランジスタと、
    この電界効果トランジスタのドレインと接地との間に接
    続された抵抗素子と、前記所定の電圧と前記ドレインの
    電圧とを比較しこの比較結果を前記電界効果トランジス
    タのゲートに出力する比較回路と、を有することを特徴
    とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電源回
    路。
  5. 【請求項5】 前記制御回路は、前記比較回路と前記ゲ
    ートとの間に接続されていることを特徴とする請求項4
    に記載の電源回路。
  6. 【請求項6】 前記所定の電圧は前記比較回路の正転入
    力に入力され、前記ドレインの電圧は前記比較回路の反
    転入力に入力され、前記電界効果トランジスタのチャネ
    ルの導電型はp型であることを特徴とする請求項4又は
    5に記載の電源回路。
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