JP3349047B2 - 定電圧回路 - Google Patents

定電圧回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はMOS型集積回路
に内蔵される定電圧回路に係り、特にMOSトランジス
タのチャネル長変調効果による出力電圧の変動を削減す
るようにした改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の定電圧回路の一例を図14に示
す。この定電圧回路は、3個のPチャネルMOSトラン
ジスタP1、P2、P3と、2個のNチャネルMOSト
ランジスタN1、N2及び2個の抵抗R1、R2とから
構成されている。
【0003】図示のような構成の定電圧回路において、
MOSトランジスタP1、抵抗R1及びMOSトランジ
スタN1を直列に介して流れる電流をI1、MOSトラ
ンジスタP2及びN2を直列に介して流れる電流をI
2、MOSトランジスタP3及び抵抗R2を直列に介し
て流れる電流をI3とする。
【0004】ここで、図14の定電圧回路の動作を簡単
に説明する。MOSトランジスタP1、P2、P3、N
1、N2におけるチャネル幅をそれぞれWP1、WP
2、WP3、WN1、WN2とし、チャネル長をそれぞ
れLP1、LP2、LP3、LN1、LN2とする。こ
のとき、LP1=LP2=LP3、LN1=LN2とす
る。
【0005】MOSトランジスタP1とP2とはゲート
が共通に接続されており、MOSトランジスタP2のゲ
ートとドレインとが接続されており、両MOSトランジ
スタP1とP2とはカレントミラー回路を構成してお
り、 WP2/WP1=I2/I1 … (1) の関係が成立する。また、MOSトランジスタN1、N
2は共に弱反転領域で動作させる。この弱反転領域にお
けるゲート電圧に対するドレイン電流(対数)特性の傾
きを1/Kとすると、NチャネルMOSトランジスタの
ゲート電圧がVg1、Vg2のときのドレイン電流をそれぞ
れId1、Id2とすると、 1/K={ln(Id1)―ln(Id2)}/(Vg1−Vg2) … (2) よって、 Id1/Id2=exp{(Vg1−Vg2)/K} … (3) となる。つまり、NチャネルMOSトランジスタN1、
N2のゲート電圧をそれぞれV11、V12とすると、 I1/I2=(WN1/WN2)・exp{(V11−V12)/K} … (4) により、 WN2/WN1=I2/I1・exp{(V11−V12)/K} =I2/I1・exp{(I1・R1)/K} … (5) となる。よって、式(1)、(5)より、 I1・R1=K・ln{(WP1/WP2)・(WN2/WN1)} … (6) が導ける。
【0006】上記式(6)においてKは製造プロセスで
決定され、I1はWP1、WP2、WN1、WN2、R
1の値を適当に定めることにより所望する値に設定す
る。この時、式(6)は電源電圧に依存するパラメータ
を持たないことから、理論的には電源電圧に対して定電
流動作が実現される。さらに、MOSトランジスタP3
はP2と共にカレントミラー回路を構成しているので、
WP2/WP1=I2/I1、WP3/WP2=I3/
I2なので、 WP3/WP1=I3/I1 … (7) となり、MOSトランジスタP3も電源電圧に対して定
電流源として動作し、出力電圧Vout は次式で与えられ
る。
【0007】Vout =I3・R2 … (8) すなわち、出力電圧Vout は電源電圧VDDには依存せ
ず、一定値にすることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の定電圧回路で
は、電源電圧VDDに依存せず、常に一定値の出力電圧V
out を得ることができることを説明したが、これはMO
Sトランジスタのチャネル長変調効果を全く考慮しない
場合である。このMOSトランジスタのチャネル長変調
効果とは、図15に示すように、ドレイン・ソース間電
圧VDSの増加に伴ってドレイン・ソース間電流IDSが増
加していく現象をいう。すなわち、MOSトランジスタ
の飽和領域(VDS≧VGS−VTH)(ただし、VTHはしき
い値電圧)では、IDSがチャネル長変調効果によりVDS
に依存した傾きを持つ(図ではVGSがVGS1 とVGS2 の
2つ場合の特性を示している)。
【0009】従って、図14に示した従来回路におい
て、各Pチャネル、NチャネルMOSトランジスタしき
い値電圧をVTHP 、VTHN とすると、電源電圧VDDの増
加と共にV11、V12は共にVTHN 近傍に、PチャネルM
OSトランジスタP3のゲート電圧V2はVDD−|VTH
P |近傍に、Vout は設定された所定電位となることか
ら、MOSトランジスタP1、P3、N2はそれぞれV
DDの増加と共にVDSが大きくなる。このために、チャネ
ル長変調効果が生じ、本来、WP1、WP2、WP3の
比で決定されるべきI1、I2、I3に誤差が生じる。
チャネル長変調効果によりI1が増加すると、I1・R
1の電圧降下が大きくなり、MOSトランジスタN2の
ゲートバイアスがGND側にシフトし、I2を押さえる
ように作用する。しかし、I1、I3のチャネル長変調
効果による増加電流が支配的に作用するために、先の式
(8)で与えられる出力電圧Vout はI3の電流増加を
ΔI3とすると、 Vout =(I3+ΔI3)・R2 … (9) となり、出力電圧Vout の値は、図16に示すように定
電圧回路の動作領域Aにおいて、電源電圧に依存し、理
論値よりも大きくなる特性を示す。通常、数VのVout
の場合、電源電圧が1V変化すると出力電圧Vout は数
mV〜 100mV程度変動する。これは、定電圧出力の精
度を落としLSIとしての信頼性を損なう結果となる。
【0010】従来ではこのような不具合に対し、各MO
Sトランジスタのチャネル長を大きくすることで、上記
の変動を最小限に押さえるようにしている。しかし、こ
の方法には限界があり、またこの場合には半導体チップ
上における定電圧回路の占有面積の増大を招く。
【0011】この発明は上記のような事情を考慮してな
されたものであり、その目的は、MOSトランジスタの
チャネル長変調効果による影響を少なくして、高精度の
定電圧回路を供給することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明の定電圧回路
は、第1及び第2の電源と、電流通路の一端が上記第1
の電源に接続された第1極性の第1のMOSトランジス
タと、電流通路の一端が上記第1の電源に接続され、ゲ
ートが上記第1のMOSトランジスタのゲートに接続さ
れた第1極性の第2のMOSトランジスタと、上記第1
のMOSトランジスタの電流通路の他端に一端が接続さ
れた第1の抵抗と、電流通路の一端が上記第1の抵抗の
他端に接続され、電流通路の他端が上記第2の電源に接
続され、ゲートが上記第1の抵抗の一端に接続された第
2極性の第3のMOSトランジスタと、電流通路の一端
が上記第2のMOSトランジスタの電流通路の他端に接
続され、電流通路の他端が上記第2の電源に接続され、
ゲートが上記第1の抵抗の他端に接続された第2極性の
第4のMOSトランジスタと、電流通路の一端が上記第
1の電源に接続され、ゲートが上記第2のMOSトラン
ジスタの電流通路の他端に接続された第1極性の第5の
MOSトランジスタと、電流通路の一端が上記第1の電
源に接続され、ゲートが上記第1、第2のMOSトラン
ジスタのゲート共通接続点に接続され、ゲートと電流通
路の他端とが接続された第1極性の第6のMOSトラン
ジスタと、上記第5のMOSトランジスタの電流通路に
流れる電流に比例した電流を上記第6のMOSトランジ
スタに供給するカレントミラー回路と、電流通路の一端
が上記第1の電源に接続され、電流通路の他端が定電圧
出力端子に接続され、ゲートが上記第2のMOSトラン
ジスタの電流通路の他端に接続された第1極性の第7の
MOSトランジスタと、上記定電圧出力端子と上記第2
の電源との間に挿入された第2の抵抗とを具備したこと
を特徴している。
【0013】また、この発明の定電圧回路は、第1及び
第2の電源と、電流通路の一端が上記第1の電源に接続
された第1極性の第1のMOSトランジスタと、電流通
路の一端が上記第1の電源に接続され、ゲートが上記第
1のMOSトランジスタのゲートに接続された第1極性
の第2のMOSトランジスタと、上記第1MOSトラ
ンジスタの電流通路の他端に一端が接続された第1の抵
抗と、電流通路の一端が上記第1の抵抗の他端に接続さ
れ、電流通路の他端が上記第2の電源に接続され、ゲー
トが上記第1の抵抗の一端に接続された第2極性の第3
のMOSトランジスタと、電流通路の一端が上記第2の
MOSトランジスタの電流通路の他端に接続され、電流
通路の他端が上記第2の電源に接続され、ゲートが上記
第1の抵抗の他端に接続された第2極性の第4のMOS
トランジスタと、電流通路の一端が上記第1の電源に接
続され、ゲートが上記第2のMOSトランジスタの電流
通路の他端に接続された第1極性の第5のMOSトラン
ジスタと、電流通路の一端が上記第1の電源に接続さ
れ、ゲートが上記第1、第2のMOSトランジスタのゲ
ート共通接続点に接続され、ゲートと電流通路の他端と
が接続された第1極性の第6のMOSトランジスタと、
上記第5のMOSトランジスタの電流通路に流れる電流
に比例した電流を上記第6のMOSトランジスタに供給
するカレントミラー回路と、上記第1の電源と定電圧出
力端子との間に挿入された第2の抵抗と、電流通路の一
端が上記定電圧出力端子に接続され、電流通路の他端が
上記第2の電源に接続され、ゲートが上記第1の抵抗の
他端に接続された第2極性の第7のMOSトランジスタ
とを具備している。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明を
実施の形態により説明する。図1はこの発明に係る定電
圧回路の第1の実施の形態の構成を示している。なお、
前記図14の従来回路と対応する箇所には同じ符号を付
して説明を行う。
【0015】正極性の電源電圧VDD(第1の電源)には
PチャネルMOSトランジスタP1のソースが接続され
ている。このMOSトランジスタP1のドレインには抵
抗R1の一端が接続されている。また、VDDにはPチャ
ネルMOSトランジスタP2のソースが接続されてい
る。このMOSトランジスタP2のゲートは上記MOS
トランジスタP1のゲートと接続されている。上記抵抗
R1の他端にはNチャネルMOSトランジスタN1のド
レインが接続されている。このMOSトランジスタN1
のソースは接地電圧GND(第2の電源)に接続され、
ゲートは抵抗R1の一端、すなわちMOSトランジスタ
P1のドレイン側に接続されている。上記MOSトラン
ジスタP2のドレインにはNチャネルMOSトランジス
タN2のドレインが接続されている。このMOSトラン
ジスタN2のソースは接地電圧GNDに接続され、ゲー
トは抵抗R1の他端、すなわちMOSトランジスタN1
のドレイン側に接続されている。
【0016】また、VDDにはPチャネルMOSトランジ
スタP3のソースが接続されている。このMOSトラン
ジスタP3のドレインは出力電圧Vout を得るための出
力端子に接続され、ゲートはMOSトランジスタP2の
ドレインに接続されている。上記出力端子と接地電圧G
NDとの間には抵抗R2が接続されている。
【0017】さらに、VDDにはPチャネルMOSトラン
ジスタP4のソースが接続されている。このMOSトラ
ンジスタP4のゲートはMOSトランジスタP2のドレ
インに接続されている。上記MOSトランジスタP4の
ドレインにはNチャネルMOSトランジスタN3のドレ
インが接続されている。このMOSトランジスタN3の
ソースは接地電圧GNDに接続され、ゲートとドレイン
が接続されている。また、VDDにはPチャネルMOSト
ランジスタP5のソースが接続されている。このMOS
トランジスタP5のゲートは前記MOSトランジスタP
1とP2のゲート共通接続点に接続され、さらにゲート
とドレインとが接続されている。上記MOSトランジス
タP5のドレインにはNチャネルMOSトランジスタN
4のドレインが接続されている。このMOSトランジス
タN4のソースは接地電圧GNDに接続され、ゲートは
MOSトランジスタN3のゲートに接続されている。す
なわち、上記NチャネルMOSトランジスタN3とN4
はカレントミラー回路CMを構成しており、このカレン
トミラー回路CMは、MOSトランジスタP4に流れる
電流I4に比例した値の電流I5をMOSトランジスタ
P5に流すように作用する。
【0018】すなわち、この実施の形態に係る定電圧回
路では、前記図14に示す従来回路に対し、Pチャネル
MOSトランジスタP4、P5と、2個のNチャネルM
OSトランジスタN3、N4からなるカレントミラー回
路CMを追加し、前記電圧V2をゲート入力とするMO
SトランジスタP4によって定電流I4を生じさせ、こ
れをカレントミラー回路CMを介してMOSトランジス
タP5に供給し、この電流に比例した値の電流を、この
MOSトランジスタP5と共にカレントミラー回路を構
成する前記MOSトランジスタP1、P2に流すように
している。
【0019】次に、図1の定電圧回路において、電源電
圧VDDが変動した場合の動作について説明する。まず、
電源電圧VDDが変動してその値が増加すると、MOSト
ランジスタP1及び抵抗R1に流れる電流I1の値が増
加する。電流I1の増加に伴って、抵抗R1の両端間の
電圧降下が増加し、MOSトランジスタN2のゲート電
圧V12が低下する。これによってMOSトランジスタN
2の導通抵抗が大きくなり、このMOSトランジスタN
2及びMOSトランジスタP2に流れる電流I2の値が
減少する。また、上記電流I2の減少に伴って、MOS
トランジスタP4のゲート電圧V2が上昇する。これに
よってMOSトランジスタP4の導通抵抗が大きくな
り、このMOSトランジスタP4及びMOSトランジス
タN3に流れる電流I4の値が減少する。さらにMOS
トランジスタN4及びMOSトランジスタP5に流れる
電流I5の値も減少する。MOSトランジスタP1は上
記MOSトランジスタP5とカレントミラー回路を構成
しているので、電流I5が減少することによって、電流
I1も減少する。すなわち、電源電圧VDDが増加するこ
とによって電流I1が増加したとしても、MOSトラン
ジスタP4、P5とカレントミラー回路CMからなる回
路によってフィードバックがかかり、電流I1の増加が
抑制される。これにより、MOSトランジスタP3及び
抵抗R2に流れる電流I3も電源電圧VDDの変動にかか
わらずに一定となるように制御され、この結果、常に一
定値の出力電圧Vout が得られる。
【0020】上記とは逆に、電源電圧VDDが減少して電
流I1が減少した場合でも、上記と同様にして容易に類
推することができるので、その説明は省略する。次にチ
ャネル長変調効果による影響を加味した場合の動作につ
いて説明する。前記図14の従来回路では、チャネル長
変調効果によって前記式(6)中のWP1/WP2、W
N2/WN1や、前記式(7)を導くために用いたWP
3/WP2で定義される電流比が、見掛上、電源電圧に
対して変動するのと同等になることから、前記式
(6)、(7)において電源電圧のパラメータがWP1
/WP2、WN2/WN1、WP3/WP2に内在する
ことになる。すなわち、出力電圧Vout が変動する。
【0021】これに対して、図1の回路では、I1の増
加に対してV12がGND側に押し下げられ、MOSトラ
ンジスタN2のIDSを減少させる。MOSトランジスタ
N2とP2のドレイン共通接続点の電圧である電圧V2
の大きさは、N2とP2のIDSの大きさで決定されるた
め、N2のIDSの減少に伴い、V2はVDD側に上昇する
力が働く。これにより、MOSトランジスタP4のゲー
トバイアスが小さくなり、MOSトランジスタP4のI
DSが減少する力が働く。しかし、MOSトランジスタN
3とN4のゲート共通接続点の電圧V3はMOSトラン
ジスタN3のしきい値電圧VTHN 近傍の値となるため、
VDDの上昇と共にMOSトランジスタP4のVDSが大き
くなり、I4の減少が押さえられる。
【0022】カレントミラー回路CMによって電流I4
に比例した電流I5が出力され、さらにMOSトランジ
スタP5によって、MOSトランジスタP1、P2のゲ
ートバイアスが決定されるが、MOSトランジスタP
1、P2及びP5のゲート共通接続点の電圧V4は(V
DD−|VTHP5|)(ただし、VTHP5はPチャネルMOS
トランジスタP5のしきい値電圧)近傍の値に、V11は
(I1・R1+VTHN1)(ただし、VTHN1はNチャネル
MOSトランジスタN1のしきい値電圧)近傍の値にそ
れぞれ設定されるため、VDDの上昇と共にMOSトラン
ジスタN4とP1のVDSはそれぞれ大きくなる。従っ
て、電流I5が大きくなり、電圧V4はGND側に押し
下げられ、MOSトランジスタP1とP2のIDSはVDD
の増加により大きくなる力が働く。すなわち、VDDの上
昇と共にMOSトランジスタP2のIDSが大きくなり、
MOSトランジスタN2のIDSが小さくなるといった相
補的な動作をすることから、電圧V2として一層大きな
変動を得ることができ、MOSトランジスタP3のゲー
トバイアスを押し下げ、PチャネルMOSトランジスタ
P3のチャネル長変調効果によるIDSの増加をキャンセ
ルすることができる。
【0023】なお、電圧V2をPチャネルMOSトラン
ジスタP3とP4で共通のゲートバイアスとして用いて
いるため、MOSトランジスタP3で生じているのと同
等のIDSの押さえ込みをMOSトランジスタP4に生じ
させることから、MOSトランジスタP3のIDSが絞ら
れ過ぎるという事態は生じない。
【0024】以上のように、この実施の形態による定電
圧回路では、MOSトランジスタのチャネル長変調効果
による影響を削減することができ、図2に示すように、
定電圧回路の動作領域Aにおいて、出力電圧Vout の値
は電源電圧に依存せず、常に理論値と一致した一定特性
を示すことになる。
【0025】また、出力電圧や温度特性、最小動作電圧
を決定する回路部分、すなわちPチャネルMOSトラン
ジスタP1、P2、P3、NチャネルMOSトランジス
タN1、N2及び抵抗R1、R2からなる回路部分が従
来回路とほぼ同一に構成されているため、回路特性に影
響を及ぼさず、電源電圧依存性だけを改善できる。
【0026】さらに、従来のようにMOSトランジスタ
のチャネル長を大きくする必要がないので、従来回路に
比べてMOSトランジスタの数は4個増加するが、個々
のトランジスタの大きさを、電源電圧依存性の対策を施
した従来回路の場合よりも小さくすることができるの
で、半導体チップ上に占める占有面積を従来よりも縮小
することができる。
【0027】次にこの発明に係る定電圧回路の他の実施
の形態について説明する。図3はこの発明の第2の実施
の形態に係る定電圧回路の構成を示している。上記図1
に示した第1の実施の形態の定電圧回路では、Pチャネ
ルMOSトランジスタP3のソース・ドレイン間の電流
通路と抵抗R2とをVDDとGNDとの間に接続し、その
接続点から出力電圧Vout を得る場合について説明し
た。しかし、この実施の形態では、上記PチャネルMO
SトランジスタP3と抵抗R2を設ける代わりに、VDD
とVout の出力端子との間に抵抗R3を接続し、さらに
Voutの出力端子とGNDとの間にNチャネルMOSト
ランジスタN5のドレイン・ソース間の電流通路を接続
し、このMOSトランジスタN5のゲートに、前記抵抗
R1の他端の電圧V12を供給することによって出力電圧
Vout を得るように変更している。この場合、出力電圧
Vout としてVDDを基準にした値が得られる。
【0028】図4はこの発明の第3の実施の形態に係る
定電圧回路の構成を示している。この実施の形態の定電
圧回路は、図1の回路中の抵抗R2とGNDとの間にダ
イオード素子として働く、PNP型のバイポーラトラン
ジスタのエミッタ・ベース間を挿入するようにしたもの
である。なお、図では1個のバイポーラトランジスタQ
1のみのエミッタ・ベース間を挿入しているが、必要に
応じて2個以上のバイポーラトランジスタのエミッタ・
ベース間を直列に挿入するようにしてもよい。また、こ
れら各バイポーラトランジスタのコレクタはそれぞれの
ベースに接続されている。
【0029】このような構成の定電圧回路によれば、バ
イポーラトランジスタQ1のエミッタ・ベース間に順方
向電流が流れることにより、出力電圧Vout の値は図1
の場合と比べてダイオード素子の順方向降下電圧分だけ
VDD側にシフトした値となる。また、抵抗R2に生じる
電圧降下I3・R2の値は、前記式(6)中のKが正の
温度依存性を持つことから、正の温度係数を有する。こ
れに対して、ダイオード素子の順方向降下電圧は負の温
度係数を持つ。このため、抵抗R2の値の設定及びダイ
オード素子の個数を適宜選択することにより、出力電圧
Vout の温度依存性をほとんどなくすことができる。
【0030】図5はこの発明の第4の実施の形態に係る
定電圧回路の構成を示している。この実施の形態の定電
圧回路では、先のダイオード素子としてNチャネルMO
Sトランジスタを用いるようにしたものである。なお、
この場合にも、図では1個のMOSトランジスタN6の
みのソース・ドレイン間の電流通路を抵抗R2に対して
直列に接続しているが、必要に応じて2個以上のMOS
トランジスタのソース・ドレイン間の電流通路を直列に
挿入するようにしてもよい。また、これら各MOSトラ
ンジスタのゲートはそれぞれのドレイン側に接続されて
いる。
【0031】図6はこの発明の第5の実施の形態に係る
定電圧回路の構成を示している。この実施の形態の定電
圧回路では、先のダイオード素子としてPチャネルMO
Sトランジスタを用いるようにしたものである。なお、
この場合にも、図では1個のMOSトランジスタP6の
みのソース・ドレイン間の電流通路を抵抗R2に対して
直列に接続しているが、必要に応じて2個以上のMOS
トランジスタのソース・ドレイン間の電流通路を直列に
挿入するようにしてもよい。また、これら各MOSトラ
ンジスタのゲートはそれぞれのドレイン側に接続されて
いる。
【0032】図7はこの発明の第6の実施の形態に係る
定電圧回路の構成を示している。この実施の形態の定電
圧回路では、先のダイオード素子としてPN接合ダイオ
ードを用いるようにしたものである。なお、この場合に
も、図では1個のPN接合ダイオードD1のみのアノー
ド・カソード間を抵抗R2に対して直列に接続している
が、必要に応じて2個以上のPN接合ダイオードを直列
に挿入するようにしてもよい。
【0033】図8はこの発明の第7の実施の形態に係る
定電圧回路の構成を示している。この実施の形態の定電
圧回路では、前記図1に示した第1の実施の形態に係る
定電圧回路中の電源VDDとGNDの接続を逆にし、かつ
前記PチャネルMOSトランジスタP1、P2、P3、
P4、P5及びNチャネルMOSトランジスタN1、N
2、N3、N4の代わりにそれぞれ反対極性のものを用
いるようにしたものである。なお、NチャネルMOSト
ランジスタN11、N12、N13、N14、N15は先のPチャ
ネルMOSトランジスタP1、P2、P3、P4、P5
に対応し、PチャネルMOSトランジスタP11、P12、
P13、P14は先のNチャネルMOSトランジスタN1、
N2、N3、N4に対応し、抵抗R11、R12は先の抵抗
R1、R2にそれぞれ対応している。
【0034】このような構成の定電圧回路でも、前記図
1の実施の形態の定電圧回路と同様の効果を得ることが
できる。図9はこの発明の第8の実施の形態に係る定電
圧回路の構成を示している。この実施の形態の定電圧回
路では、前記図3の第2の実施の形態の場合と同様の変
更を上記図8の第7の実施の形態に係る定電圧回路に加
えたものである。
【0035】すなわち、図8の定電圧回路中のNチャネ
ルMOSトランジスタN13と抵抗R12を設ける代わり
に、GNDとVout の出力端子との間に抵抗R13を接続
し、さらにVDDとVout の出力端子との間にPチャネル
MOSトランジスタP15のソース・ドレイン間の電流通
路を接続し、このMOSトランジスタP15のゲートに
は、前記抵抗R1に対応した抵抗R11の他端(MOSト
ランジスタP11のドレイン側)の電圧を供給するように
回路接続を変更したものである。
【0036】図10はこの発明の第9の実施の形態に係
る定電圧回路の構成を示している。この実施の形態の定
電圧回路は、前記図4に示した実施の形態の場合と同様
に、図9中の抵抗R13とGNDとの間にダイオード素子
として働く、PNP型のバイポーラトランジスタのエミ
ッタ・ベース間を挿入するようにしたものである。な
お、図では1個のバイポーラトランジスタQ11のみのエ
ミッタ・ベース間を挿入しているが、必要に応じて2個
以上のバイポーラトランジスタのエミッタ・ベース間を
直列に挿入するようにしてもよい。また、これら各バイ
ポーラトランジスタのコレクタはそれぞれのベースに接
続されている。
【0037】この実施の形態の定電圧回路でも、先と同
様の理由により、出力電圧Vout の温度依存性をほとん
どなくすことができる。図11はこの発明の第10の実
施の形態に係る定電圧回路の構成を示している。この実
施の形態の定電圧回路では、先のダイオード素子として
NチャネルMOSトランジスタを用いるようにしたもの
である。なお、この場合にも、図では1個のMOSトラ
ンジスタN16のソース・ドレイン間の電流通路を抵抗R
13に対して直列に接続しているが、必要に応じて2個以
上のMOSトランジスタのソース・ドレイン間の電流通
路を直列に挿入するようにしてもよい。また、これら各
MOSトランジスタのゲートはそれぞれのドレイン側に
接続されている。
【0038】図12はこの発明の第11の実施の形態に
係る定電圧回路の構成を示している。この実施の形態の
定電圧回路では、先のダイオード素子としてPチャネル
MOSトランジスタを用いるようにしたものである。な
お、この場合にも、図では1個のMOSトランジスタP
15のみのソース・ドレイン間の電流通路を抵抗R13に対
して直列に接続しているが、必要に応じて2個以上のM
OSトランジスタのソース・ドレイン間の電流通路を直
列に挿入するようにしてもよい。また、これら各MOS
トランジスタのゲートはそれぞれのドレイン側に接続さ
れている。
【0039】図13はこの発明の第12の実施の形態に
係る定電圧回路の構成を示している。この実施の形態の
定電圧回路では、先のダイオード素子としてPN接合ダ
イオードを用いるようにしたものである。なお、この場
合にも、図では1個のPN接合ダイオードD11のアノー
ド・カソード間を抵抗R13に対して直列に接続している
が、必要に応じて2個以上のPN接合ダイオードを直列
に挿入するようにしてもよい。
【0040】また、上記図10ないし図13に示す各実
施の形態の定電圧回路に設けられ、それぞれダイオード
素子として働く、PNP型のバイポーラトランジスタ、
NチャネルMOSトランジスタ、PチャネルMOSトラ
ンジスタ及びPN接合ダイオードを、図8の実施の形態
の定電圧回路中の抵抗R12と電源VDDとの間に挿入する
ようにしてもよい。この場合、挿入するダイオード素子
は1個に限らず複数個を直列に挿入するようにしてもよ
い。
【0041】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
電源電圧に依存しない高精度な定電圧回路を実現でき
る。また、出力電圧や温度特性、最小動作電圧を決定す
る回路部分の構成が従来回路とほぼ同一であるために、
回路特性に影響を及ぼさず、電源電圧依存性だけを改善
できる。さらに、MOSトランジスタのチャネル長を小
さくすることができ、また、追加される素子数も非常に
少ないために、従来回路と比べて半導体チップ上におけ
る占有面積を縮小することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態による定電圧回路
の構成を示す回路図。
【図2】図1の定電圧回路の特性図。
【図3】この発明の第2の実施の形態による定電圧回路
の構成を示す回路図。
【図4】この発明の第3の実施の形態による定電圧回路
の構成を示す回路図。
【図5】この発明の第4の実施の形態による定電圧回路
の構成を示す回路図。
【図6】この発明の第5の実施の形態による定電圧回路
の構成を示す回路図。
【図7】この発明の第6の実施の形態による定電圧回路
の構成を示す回路図。
【図8】この発明の第7の実施の形態による定電圧回路
の構成を示す回路図。
【図9】この発明の第8の実施の形態による定電圧回路
の構成を示す回路図。
【図10】この発明の第9の実施の形態による定電圧回
路の構成を示す回路図。
【図11】この発明の第10の実施の形態による定電圧
回路の構成を示す回路図。
【図12】この発明の第11の実施の形態による定電圧
回路の構成を示す回路図。
【図13】この発明の第12の実施の形態による定電圧
回路の構成を示す回路図。
【図14】従来の定電圧回路の一例を示す回路図。
【図15】図14の従来回路の動作を説明するための特
性図。
【図16】図14の従来回路の特性図。
【符号の説明】
P1、P2、P3、P4、P5、P6、P11、P12、P
13、P14、P15、P16…PチャネルMOSトランジス
タ、 N1、N2、N3、N4、N5、N6、N11、N12、N
13、N14、N15、N16…NチャネルMOSトランジス
タ、 R1、R2、R3、R11、R12、R13…抵抗、 Q1、Q11…PNP型のバイポーラトランジスタ、 D1、D11…PN接合ダイオード、 CM…カレントミラー回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−230840(JP,A) 特開 平8−16267(JP,A) 特開 平8−166829(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05F 3/24

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1及び第2の電源と、 電流通路の一端が上記第1の電源に接続された第1極性
    の第1のMOSトランジスタと、 電流通路の一端が上記第1の電源に接続され、ゲートが
    上記第1のMOSトランジスタのゲートに接続された第
    1極性の第2のMOSトランジスタと、 上記第1のMOSトランジスタの電流通路の他端に一端
    が接続された第1の抵抗と、 電流通路の一端が上記第1の抵抗の他端に接続され、電
    流通路の他端が上記第2の電源に接続され、ゲートが上
    記第1の抵抗の一端に接続された第2極性の第3のMO
    Sトランジスタと、 電流通路の一端が上記第2のMOSトランジスタの電流
    通路の他端に接続され、電流通路の他端が上記第2の電
    源に接続され、ゲートが上記第1の抵抗の他端に接続さ
    れた第2極性の第4のMOSトランジスタと、 電流通路の一端が上記第1の電源に接続され、ゲートが
    上記第2のMOSトランジスタの電流通路の他端に接続
    された第1極性の第5のMOSトランジスタと、 電流通路の一端が上記第1の電源に接続され、ゲートが
    上記第1、第2のMOSトランジスタのゲート共通接続
    点に接続され、ゲートと電流通路の他端とが接続された
    第1極性の第6のMOSトランジスタと、 上記第5のMOSトランジスタの電流通路に流れる電流
    に比例した電流を上記第6のMOSトランジスタに供給
    するカレントミラー回路と、 電流通路の一端が上記第1の電源に接続され、電流通路
    の他端が定電圧出力端子に接続され、ゲートが上記第2
    のMOSトランジスタの電流通路の他端に接続された第
    1極性の第7のMOSトランジスタと、 上記定電圧出力端子と上記第2の電源との間に挿入され
    た第2の抵抗とを具備したことを特徴とする定電圧回
    路。
  2. 【請求項2】 第1及び第2の電源と、 電流通路の一端が上記第1の電源に接続された第1極性
    の第1のMOSトランジスタと、 電流通路の一端が上記第1の電源に接続され、ゲートが
    上記第1のMOSトランジスタのゲートに接続された第
    1極性の第2のMOSトランジスタと、 上記第1MOSトランジスタの電流通路の他端に一端
    が接続された第1の抵抗と、 電流通路の一端が上記第1の抵抗の他端に接続され、電
    流通路の他端が上記第2の電源に接続され、ゲートが上
    記第1の抵抗の一端に接続された第2極性の第3のMO
    Sトランジスタと、 電流通路の一端が上記第2のMOSトランジスタの電流
    通路の他端に接続され、電流通路の他端が上記第2の電
    源に接続され、ゲートが上記第1の抵抗の他端に接続さ
    れた第2極性の第4のMOSトランジスタと、 電流通路の一端が上記第1の電源に接続され、ゲートが
    上記第2のMOSトランジスタの電流通路の他端に接続
    された第1極性の第5のMOSトランジスタと、 電流通路の一端が上記第1の電源に接続され、ゲートが
    上記第1、第2のMOSトランジスタのゲート共通接続
    点に接続され、ゲートと電流通路の他端とが接続された
    第1極性の第6のMOSトランジスタと、 上記第5のMOSトランジスタの電流通路に流れる電流
    に比例した電流を上記第6のMOSトランジスタに供給
    するカレントミラー回路と、 上記第1の電源と定電圧出力端子との間に挿入された第
    2の抵抗と、 電流通路の一端が上記定電圧出力端子に接続され、電流
    通路の他端が上記第2の電源に接続され、ゲートが上記
    第1の抵抗の他端に接続された第2極性の第7のMOS
    トランジスとを具備したことを特徴とする定電圧回
    路。
  3. 【請求項3】 前記カレントミラー回路が、 電流通路の一端が前記第5のMOSトランジスタの電流
    通路の他端に接続され、電流通路の他端が前記第2の電
    源に接続され、ゲートと電流通路の一端とが接続された
    第2極性の第8のMOSトランジスタと、 電流通路の一端が前記第6のMOSトランジスタの電流
    通路の他端に接続され、電流通路の他端が前記第2の電
    源に接続され、ゲートが上記第8のMOSトランジスタ
    のゲートに接続された第2極性の第9のMOSトランジ
    スタとから構成されていることを特徴とする請求項1ま
    たは2に記載の定電圧回路。
  4. 【請求項4】 前記定電圧出力端子と前記第2の電源と
    の間に、前記第2の抵抗に対して直列に、電流が流れる
    方向に挿入された1つもしくは複数のダイオード素子を
    さらに具備したことを特徴とする請求項1に記載の定電
    圧回路。
  5. 【請求項5】 前記定電圧出力端子と前記第1の電源と
    の間に、前記第2の抵抗に対して直列に、電流が流れる
    方向に挿入された1つもしくは複数のダイオード素子を
    さらに具備したことを特徴とする請求項2に記載の定電
    圧回路。
  6. 【請求項6】 前記ダイオード素子が、ベース・コレク
    タ間が接続されたバイポーラトランジスタで構成されて
    いることを特徴とする請求項4または5に記載の定電圧
    回路。
  7. 【請求項7】 前記ダイオード素子が、ゲート・ドレイ
    ン間が接続されたNチャネルMOSトランジスタで構成
    されていることを特徴とする請求項4または5に記載の
    定電圧回路。
  8. 【請求項8】 前記ダイオード素子が、ゲート・ドレイ
    ン間が接続されたPチャネルMOSトランジスタで構成
    されていることを特徴とする請求項4または5に記載の
    定電圧回路。
  9. 【請求項9】 前記ダイオード素子が、PN接合ダイオ
    ードで構成されていることを特徴とする請求項4または
    5に記載の定電圧回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US5986481A (en) * 1997-03-24 1999-11-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Peak hold circuit including a constant voltage generator
US7015744B1 (en) * 2004-01-05 2006-03-21 National Semiconductor Corporation Self-regulating low current watchdog current source
US8717092B1 (en) * 2012-12-21 2014-05-06 Anadigics, Inc. Current mirror circuit
US10660180B2 (en) * 2014-10-23 2020-05-19 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Light source driver
CN106055001A (zh) * 2016-06-08 2016-10-26 中国电子科技集团公司第五十八研究所 一种改进的参考电流源电路
JP6934336B2 (ja) * 2017-07-04 2021-09-15 新日本無線株式会社 バイアス電流生成回路

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS562017A (en) * 1979-06-19 1981-01-10 Toshiba Corp Constant electric current circuit
NL9001018A (nl) * 1990-04-27 1991-11-18 Philips Nv Referentiegenerator.
CA2066929C (en) * 1991-08-09 1996-10-01 Katsuji Kimura Temperature sensor circuit and constant-current circuit
US5373226A (en) * 1991-11-15 1994-12-13 Nec Corporation Constant voltage circuit formed of FETs and reference voltage generating circuit to be used therefor
JP3318365B2 (ja) * 1992-10-20 2002-08-26 富士通株式会社 定電圧回路
JP3278673B2 (ja) * 1993-02-01 2002-04-30 株式会社 沖マイクロデザイン 定電圧発生回路

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