JP3760744B2 - 定電圧出力装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、IC(Integrated Circuit)等に内蔵され、IC等の内部に定電圧を供給するための定電圧出力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、定電圧回路を内蔵したタイマ用IC、RTC(Real Time Clock)用ICなどにおいて、外部の通常電源がオンである場合にはその通常電源により定電圧回路が駆動され、通常電源がオフの場合にはバックアップ用のバッテリ等の外部のバックアップ電源により定電圧回路が駆動されていた。
【0003】
図2は、このような従来のタイマ用ICの一構成例を示す図である。図2において、タイマ用IC500は、外部の通常電源(図示せず)及びバックアップ電源(図示せず)からの電源を切り換えてタイマ用IC500内部へ伝達する切換回路510と、定電圧をタイマ用IC500内部の各回路へ供給する定電圧回路520と、定電圧回路520から定電圧の供給を受けて発振を行う発振回路530と、定電圧回路520から定電圧の供給を受けてタイマを作動させるタイマ回路540と、を備えている。
【0004】
切換回路510と定電圧回路520とは、電源供給線570によって接続されている。また、定電圧回路520と発振回路530とは、定電圧出力線580によって接続されている。更に、定電圧回路520とタイマ回路540とは、定電圧出力線580によって接続されている。
【0005】
通常電源と切換回路510とは、電源供給線550によって接続されている。通常電源の電源は、この電源供給線550を介して、切換回路510へ供給される。また、バックアップ電源と切換回路510とは、電源供給線560によって接続されている。バックアップ電源の電源は、この電源供給線560を介して、切換回路510へ供給される。
【0006】
ここで、通常電源は、適宜オン/オフされる。通常電源がオンにされている時、通常電源の出力電圧(以下、VDDともいう)は3ボルトあるいは5ボルトである。また、通常電源がオフにされている時、VDDは0ボルトである。
【0007】
また、バックアップ電源は、通常電源がオフにされている時にタイマ用IC の動作を保つためのバッテリである。このバックアップ電源の出力電圧(以下、VBKともいう)は、バッテリ残量がある限り、1.5ボルト〜3ボルトに保たれる。
【0008】
次に、この従来のタイマ用IC500の動作について、VDD5ボルト、VBK3ボルトとして説明する。
【0009】
まず、切換回路510の動作について、説明する。
【0010】
通常電源がオン、即ちVDDが5ボルトの場合、切換回路510は通常電源を選択し、電源供給線550と電源供給線570とを接続する。
【0011】
通常電源がオフ、即ちVDDが0ボルトの場合、切換回路510はバックアップ電源を選択し、電源供給線560と電源供給線570とを接続する。
【0012】
次に、定電圧回路520の動作について、説明する。
【0013】
先に説明したように、通常電源がオンにされている場合、電源供給線570には切換回路510を介して通常電源からの電源が供給される。また、通常電源がオフにされている場合、電源供給線570には切換回路510を介してバックアップ電源からの電源が供給される。即ち、通常電源のオン/オフにかかわらず、電源供給線570には切換回路510を介して通常電源又はバックアップ電源何れかからの電源が常時供給されることとなる。従って、定電圧回路520は、通常電源又はバックアップ電源の何れかによって、常時駆動される。そのため、定電圧回路520は、定電圧を定電圧出力線580へ常時出力する。
【0014】
しかし、定電圧回路520の消費電流が大きいため、バックアップ電源による駆動時間が短いという問題がある。そのため、定電圧回路520を常時駆動させず間欠駆動させることも、考えられる。
【0015】
図3は、定電圧回路を間欠駆動させるタイマ用ICの一構成例を示す図である。図3において、タイマ用IC600は、外部の通常電源(図示せず)及びバックアップ電源(図示せず)からの電圧を切り換えてタイマ用IC600内部へ伝達する切換回路610と、定電圧をタイマ用IC600内部の各回路へ供給する定電圧回路620と、定電圧回路620から定電圧の供給を受けて発振を行う発振回路630と、定電圧回路620から定電圧の供給を受けてタイマを作動させるタイマ回路640と、クロックジェネレータ(図示せず)と、を備えている。
【0016】
切換回路610と定電圧回路620とは、電源供給線670と電源切換信号線680とによって接続されている。また、定電圧回路620と発振回路630とは、定電圧出力線690によって接続されている。更に、定電圧回路620とタイマ回路640とは、定電圧出力線690によって接続されている。
【0017】
通常電源と切換回路610とは、電源供給線650によって接続されている。通常電源の電源は、この電源供給線650を介して、切換回路610へ供給される。また、バックアップ電源と切換回路610とは、電源供給線660によって接続されている。バックアップ電源の電源は、この電源供給線660を介して、切換回路610へ供給される。
【0018】
ここで、通常電源及びバックアップ電源は、先に説明したものと同じものである。
【0019】
図4は、定電圧回路620の内部構成、及び定電圧回路620と切換回路610との接続関係を示す図である。図4において、定電圧回路620は、二入力のORゲート回路621と、NOTゲート回路622と、定電流源623と、nチャネルのMOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ624と、オペアンプ630と、を備えている。
【0020】
定電流源623は、電源供給線670とMOSトランジスタ624のドレインとの間に、MOSトランジスタ624のドレイン電流を流すように、接続されている。
【0021】
MOSトランジスタ624のゲートは、MOSトランジスタ624のドレインと接続されている。また、MOSトランジスタ624のソースは、接地されている。このMOSトランジスタ624には定電流源623によって一定のドレイン電流が流されるため、MOSトランジスタ624のゲート−ソース間にはこのドレイン電流に応じた一定の電圧が発生する。従って、MOSトランジスタ624は、定電圧源の機能を果たす。
【0022】
ORゲート回路621の二つの入力端子のうちの一つは、電源切換信号線680と接続されている。ORゲート回路621の二つの入力端子のうちの他の一つは、クロック信号入力線690を介して、クロックジェネレータと接続されている。
【0023】
NOTゲート回路622の入力端子は、ORゲート回路621の出力端子と接続されている。
【0024】
オペアンプ630は、pチャネルのMOSトランジスタ6301〜6303と、nチャネルのMOSトランジスタ6304〜6309と、コンデンサ6310と、を備えている。
【0025】
オペアンプ630の非反転入力端子であるMOSトランジスタ6304のゲートは、定電圧源としての機能を果たすMOSトランジスタ624のゲートと接続されている。また、オペアンプ630の出力端子であるMOSトランジスタ6308のソースは、オペアンプ630の反転入力端子であるMOSトランジスタ6305のゲートと負帰還接続されている。従って、オペアンプ630は、定電圧回路としての機能を果たす。
【0026】
オペアンプ630の出力端子は、定電圧出力線690に接続されている。
【0027】
MOSトランジスタ6301のゲートは、NOTゲート回路622の出力端子と接続されている。MOSトランジスタ6301は、NOTゲート回路622の出力信号に応じてオン/オフされる。また、MOSトランジスタ6307のゲートは、ORゲート回路621の出力端子と接続されている。MOSトランジスタ6307は、ORゲート回路621の出力信号に応じてオン/オフされる。このMOSトランジスタ6301及びMOSトランジスタ6307は、オペアンプ630の電源スイッチング機能を果たす。
【0028】
オペアンプ630の出力トランジスタであるMOSトランジスタ6308のソースとゲートの間は、コンデンサ6310によって接続されている。このコンデンサ6310は、MOSトランジスタ6308のゲート電位を保持するためのコンデンサである。
【0029】
以下、図4を用いて切換回路610及び定電圧回路620の動作について説明する。
【0030】
まず、通常電源がオンにされている場合の切換回路610の動作について、説明する。
【0031】
通常電源がオンにされている場合、切換回路610は、通常電源を選択する。そして、切換回路610は、電源供給線650と電源供給線670とを接続する。また、切換回路610は、通常電源を選択していることを示す論理「H」の信号を、電源切換信号線680へ出力する。
【0032】
次に、通常電源がオフにされている場合の切換回路610の動作について、説明する。
【0033】
通常電源がオフにされている場合、切換回路610は、バックアップ電源を選択する。そして、切換回路610は、電源供給線650と電源供給線670とを接続する。また、切換回路610は、バックアップ電源を選択していることを示す論理「L」の信号を、電源切換信号線680へ出力する。
【0034】
以上のように、通常電源がオンにされている場合は、電源供給線670は通常電源と接続され、電源切換信号線680には論理「H」の信号が出力される。また、通常電源がオフにされている場合は、電源供給線670はバックアップ電源と接続され、電源切換信号線680には論理「L」の信号が出力される。
【0035】
次に、定電圧回路620の動作について、説明する。
【0036】
まず、電源切換信号線680の信号が論理「H」の場合、即ち通常電源がオンにされている場合の定電圧回路620の動作について、説明する。
【0037】
電源切換信号線680から論理「H」の信号がORゲート回路621へ入力されている場合、ORゲート回路621の出力信号は、クロック信号入力線690のクロック信号値にかかわらず、論理「H」となる。
【0038】
ORゲート回路621の出力信号が論理「H」である場合、ORゲート回路621の出力端子と接続されたMOSトランジスタ6307のゲートには論理「H」の信号が入力される。そのため、MOSトランジスタ6307は、オンにされる。
【0039】
また、ORゲート回路621の出力信号が論理「H」である場合、ORゲート回路621の出力端子と接続されたNOTゲート回路622の入力端子には論理「H」の信号が入力される。そのため、NOTゲート回路622の出力信号は論理「L」となる。従って、NOTゲート回路622の出力端子と接続されたMOSトランジスタ6301のゲートには論理「L」の信号が入力される。そのため、MOSトランジスタ6301はオンにされる。
【0040】
このように、MOSトランジスタ6307がオンにされると、オペアンプ の負電源入力端子は接地される。また、MOSトランジスタ6301がオンにされると、通常電源の電源が電源供給線670を介してオペアンプ630の正電源入力端子へ供給される。従って、オペアンプ630は、通常電源によって駆動される。そして、オペアンプ630は、定電圧出力線690へ定電圧を出力する。
【0041】
次に、電源切換信号線680の信号が論理「L」の場合、即ち通常電源がオフにされている場合の定電圧回路620の動作について、説明する。
【0042】
電源切換信号線680から論理「L」の信号がORゲート回路621へ入力されている場合、ORゲート回路621の出力信号は、クロック信号入力線690のクロック信号値に依存することとなる。
【0043】
電源切換信号線680の信号が論理「L」且つクロック信号入力線690のクロック信号が論理「H」の場合、ORゲート回路621の出力信号は論理「H」となる。従って、先に説明したと同様に、MOSトランジスタ6307及びMOSトランジスタ6301がオンにされる。そのため、バックアップ電源の電源が電源供給線670を介してオペアンプ630の正電源入力端子に供給される。また、オペアンプ630の負電源入力端子は、接地される。従って、オペアンプ630は、バックアップ電源によって駆動される。そして、オペアンプ630は、定電圧出力線690へ定電圧を出力する。
【0044】
電源切換信号線680の信号が論理「L」且つクロック信号入力線690のクロック信号が論理「L」の場合、ORゲート回路621の出力信号は論理「L」となる。従って、ORゲート回路621の出力端子と接続されたMOSトランジスタ6307のゲートには、論理「L」の信号が入力される。そのため、MOSトランジスタ6307は、オフにされる。また、ORゲート回路621の出力信号が論理「L」である場合、ORゲート回路621の出力端子と接続されたNOTゲート回路622の入力端子には論理「L」の信号が入力される。従って、NOTゲート回路622の出力信号は論理「H」となる。そのため、NOTゲート回路622の出力端子と接続されたMOSトランジスタ6301のゲートには論理「H」の信号が入力される。従って、MOSトランジスタ6301は、オフにされる。このようにMOSトランジスタ6307及びMOSトランジスタ6301がオフにされると、オペアンプ630の電源入力端子への電源の供給が遮断される。従って、オペアンプ630は、駆動されない。
【0045】
以上のように、電源切換信号線680の信号が論理「H」の場合には、オペアンプ630は通常電源によって駆動される。そして、オペアンプ630は、定電圧を定電圧出力線690へ出力する。また、電源切換信号線680の信号が論理「L」且つクロック信号入力線690のクロック信号が論理「H」の場合には、オペアンプ630はバックアップ電源によって駆動される。そして、オペアンプ630は、定電圧を定電圧出力線690へ出力する。一方、電源切換信号線680の信号が論理「L」且つクロック信号入力線690のクロック信号が論理「L」の場合には、オペアンプ630は駆動されない。
【0046】
このように、切換回路610及び定電圧回路620においては、バックアップ電源により駆動されている間はオペアンプ630をクロック信号に応じて間欠動作させることにより、バックアップ電源による駆動中の消費電流を小さくすることができる。
【0047】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の定電圧回路620には、次のような問題があった。
【0048】
図5は、切換回路610及び定電圧回路620の入出力電圧の変化を示すタイミングチャートである。
【0049】
図5において、VDDは通常電源の出力電圧、VBKはバックアップ電源の出力電圧、VPSは電源供給線670の電圧、VDDONは電源切換信号線 の電圧、VREGは定電圧出力線690の電圧である。
【0050】
図5のタイミングチャートに示されるように、VDDは、まず、時刻t0を境に0Vから5Vへ変化している。その後、VDDは、時刻t1を境に5Vから0Vへ変化している。一方、VBKは、終始3Vを保っている。そのため、VDDは、時刻t0までの間、VBKよりも低くなっている。そして、VDDは、時刻t0からt1までの間、VBKよりも高くなっている。更に、VDDは、時刻t1以降、VBKよりも低くなっている。
【0051】
このようにVDDが変化するため、VPSは、時刻t0まではVBKと同じ電圧、時刻t0からt1までの間はVDDと同じ電圧、時刻t1以降はVBKと同じ電圧となっている。
【0052】
また、VDDONは、VDDの変化に応じて、時刻t0までは論理「L」、時刻t0からt1までの間は論理「H」、時刻t1以降は論理「L」、となっている。
【0053】
このようにVDDONが変化するため、オペアンプ630は、時刻t0まではバックアップ電源によりクロック信号に同期して間欠駆動される。そして、オペアンプ630は、時刻t0からt1までの間、通常電源により常時駆動される。更に、オペアンプ630は、時刻t1以降、バックアップ電源によりクロック信号に同期して間欠駆動される。
【0054】
ここで、オペアンプ630の電源入力電圧であるVPSが、時刻t0において3Vから5Vへ変化する。そのため、時刻t0の直後、オペアンプ630の出力電圧であるVREGが上昇する。
【0055】
また、VPSは、時刻t1において5Vから3Vへ変化する。そのため、時刻t1の直後、オペアンプ630の出力電圧であるVREGが下降する。また、時刻t1以降、オペアンプ630はクロック信号に同期して間欠駆動されている。そのため、時刻t1以降、オペアンプ630の応答は遅くなっている。従って、この電圧下降は非常に大きくなっている。
【0056】
このようにして発生するVREGの電圧上昇及び電圧下降によって、タイマ用IC600が誤動作するという問題があった。
【0057】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、バックアップ電源による駆動時の消費電流を小さくすることができ、バックアップ電源による駆動時間を長くするとともに信頼性を向上させることができる定電圧発生装置を提供することである。
【0058】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の定電圧出力装置は、 適宜オン/オフされる第一の外部電源と接続される第一外部電源入力端子と、常時オンされ第二の外部電源と接続される第二外部電源入力端子と、第一の外部電源又は第二の外部電源の何れかと接続される出力端子と、を備え、第一の外部電源がオンにされている場合は第一外部電源入力端子と出力端子とを接続し、第一の外部電源がオフにされている場合は第二外部電源入力端子と出力端子とを接続する切換回路と、 第一の外部電源がオンにされているか又はオフにされているかを示す電源切換信号を出力する電源切換信号出力回路と、 所定の電圧を出力する定電圧源と、 電源の供給を受ける電源入力端子を備え、その反転入力にはその出力が負帰還接続され、その非反転入力には定電圧源が接続され、電源入力端子から供給される電源によって駆動され出力トランジスタの出力端子から定電圧を出力するオペアンプと、 オペアンプの出力トランジスタがオンであるか又はオフであるかを検出して、出力トランジスタがオンであるか又はオフであるかを示す信号を出力する検出回路と、 オペアンプの出力トランジスタの制御端子の電位を保持するためのコンデンサと、 検出回路から信号を受け、信号がオペアンプの出力トランジスタがオンであることを示している場合はコンデンサを出力トランジスタの出力端子と出力トランジスタの制御端子との間に接続し、信号がオペアンプの出力トランジスタがオフであることを示している場合はコンデンサと出力トランジスタの接続を切り離すコンデンサ接続回路と、 電源切換信号が第一の外部電源がオンにされていることを示す場合は切換回路の出力端子とオペアンプの電源入力端子とを常時接続し、電源切換信号が第一の外部電源がオフにされていることを示す場合は切換回路の出力端子とオペアンプの電源入力端子とを間欠的に接続するオペアンプ電源制御回路と、を備えることを特徴とする。
【0059】
また、上記課題を解決するため、本発明の定電圧出力装置は、 適宜オン/オフされる第一の外部電源と接続される第一外部電源入力端子と、常時オンされ第二の外部電源と接続される第二外部電源入力端子と、第一の外部電源又は第二の外部電源の何れかと接続される出力端子と、を備え、第一の外部電源がオンにされている場合は第一外部電源入力端子と出力端子とを接続し、第一の外部電源がオフにされている場合は第二外部電源入力端子と出力端子とを接続する切換回路と、 第一の外部電源がオンにされているか又はオフにされているかを示す電源切換信号を出力する電源切換信号出力回路と、 所定の電圧を出力する定電圧源と、 電源の供給を受ける電源入力端子を備え、その反転入力にはその出力が負帰還接続され、その非反転入力には定電圧源が接続され、電源入力端子から供給される電源によって駆動され出力トランジスタの出力端子から定電圧を出力するオペアンプと、 オペアンプの出力トランジスタがオンであるか又はオフであるかを検出して、出力トランジスタがオンであるか又はオフであるかを示す信号を出力する検出回路と、 オペアンプの出力トランジスタの制御端子の電位を保持するためのコンデンサと、 検出回路から信号を受け、信号がオペアンプの出力トランジスタがオンであることを示している場合はコンデンサを出力トランジスタの出力端子と出力トランジスタの制御端子との間に接続し、信号がオペアンプの出力トランジスタがオフであることを示している場合はコンデンサと出力トランジスタの接続を切り離すコンデンサ接続回路と、 クロック信号を発生するクロック信号発生回路と、 電源切換信号が第一の外部電源がオンにされていることを示す場合は切換回路の出力端子とオペアンプの電源入力端子とを常時接続し、電源切換信号が第一の外部電源がオフにされていることを示す場合は切換回路の出力端子とオペアンプの電源入力端子とをクロック信号に応じて間欠的に接続するオペアンプ電源制御回路と、を備えることを特徴とする。
【0060】
ここで、コンデンサ接続回路は、コンデンサと直列に接続されたトランジスタであり、検出回路は、オペアンプの出力トランジスタがオンであることを検出している場合にはコンデンサ接続回路のトランジスタをオンにさせる信号を出力し、オペアンプの出力トランジスタがオフであることを検出している場合にはコンデンサ接続回路のトランジスタをオフにさせる信号を出力することとすることができる。
【0061】
第一の外部電源と第二の外部電源とを切り換え可能に接続し、電源切換による電位変動により出力トランジスタがオフにされている場合に、出力トランジスタの制御端子の電位を保持するコンデンサを出力トランジスタから切り離すことによって、電源切換に起因する定電圧出力の変動を小さくすることができる。
【0062】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の定電圧出力装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0063】
[第一の実施の形態]
図1は、本発明の定電圧出力装置の一構成例を示す図である。図1において、本発明の定電圧出力装置100は、外部の通常電源(図示せず)及びバックアップ電源(図示せず)からの電源を切り換えて伝達するとともに何れの電源を選択しているかを示す電源切換信号を出力する切換回路110と、定電圧を出力するオペアンプ120と、オペアンプ120の出力トランジスタがオフにされていることを検出する検出回路130と、二入力のORゲート回路140と、NOTゲート回路150と、定電流源160と、nチャネルのMOSトランジスタ170と、クロックジェネレータ(図示せず)と、を備えている。
【0064】
通常電源と切換回路110とは、電源供給線171によって接続されている。通常電源の電源は、この電源供給線171を介して、切換回路110へ供給される。また、バックアップ電源と切換回路110とは、電源供給線172によって接続されている。バックアップ電源の電源は、この電源供給線172を介して、切換回路110へ供給される。
【0065】
ここで、通常電源は、適宜オン/オフされる。通常電源がオンにされている時、通常電源の出力電圧(以下、VDDともいう)は5ボルトである。また、通常電源がオフにされている時、VDDは0ボルトである。この通常電源が、第一の外部電源に相当する。
【0066】
また、バックアップ電源は、通常電源がオフにされている時に定電圧出力装置100の動作を保つためのバッテリである。このバックアップ電源の出力電圧(以下、VBKともいう)は、バッテリ残量がある限り、3ボルトに保たれる。このバックアップ電源が、第二の外部電源に相当する。
【0067】
定電流源160は、電源供給線173とMOSトランジスタ170のドレインとの間に、MOSトランジスタ170のドレイン電流を流すように、接続されている。
【0068】
MOSトランジスタ170のゲートは、MOSトランジスタ170のドレインと接続されている。また、MOSトランジスタ170のソースは、接地されている。このMOSトランジスタ170には定電流源170によって一定のドレイン電流が流されるため、MOSトランジスタ170のゲート−ソース間にはこのドレイン電流に応じた一定の電圧が発生する。従って、MOSトランジスタ170は、定電圧源の機能を果たす。
【0069】
ORゲート回路140の二つの入力端子のうちの一つは、電源切換信号線174と接続されている。ORゲート回路140の二つの入力端子のうちの他の一つは、クロック信号入力線175を介して、クロックジェネレータと接続されている。
【0070】
NOTゲート回路150の入力端子は、ORゲート回路140の出力端子と接続されている。
【0071】
オペアンプ120は、pチャネルのMOSトランジスタ1201〜1203及び1211と、nチャネルのMOSトランジスタ1204〜1209と、コンデンサ1210と、を備えている。
【0072】
オペアンプ120の非反転入力端子であるMOSトランジスタ1204のゲートは、定電圧源としての機能を果たすMOSトランジスタ170のゲートと接続されている。また、オペアンプ120の出力端子であるMOSトランジスタ1208のソースは、オペアンプ120の反転入力端子であるMOSトランジスタ1205のゲートと負帰還接続されている。従って、オペアンプ120は、定電圧回路としての機能を果たす。
【0073】
オペアンプ120の出力端子は、定電圧出力線176に接続されている。
【0074】
MOSトランジスタ1201のゲートは、NOTゲート回路150の出力端子と接続されている。MOSトランジスタ1201は、NOTゲート回路150の出力信号に応じてオン/オフされる。また、MOSトランジスタ1207のゲートは、ORゲート回路140の出力端子と接続されている。MOSトランジスタ1207は、ORゲート回路140の出力信号に応じてオン/オフされる。このMOSトランジスタ1201及びMOSトランジスタ1207は、オペアンプ120の電源スイッチング機能を果たす。
【0075】
オペアンプ120の出力トランジスタであるMOSトランジスタ1208のソースとゲートの間は、直列に接続されたMOSトランジスタ1211及びコンデンサ1210によって接続されている。このコンデンサ1210は、MOSトランジスタ1208のゲート電位を保持するためのコンデンサである。
【0076】
検出回路130は、nチャネルのMOSトランジスタ1301及び1302を、備えている。
【0077】
MOSトランジスタ1301とMOSトランジスタ1302は、直列に接続されている。そして、MOSトランジスタ1301のドレインは、電源供給線173と接続されている。また、MOSトランジスタ1301のゲートは、オペアンプ120の出力トランジスタであるMOSトランジスタ1208のゲートと接続されている。
【0078】
MOSトランジスタ1302のソースは、接地されている。また、MOSトランジスタ1302のゲートは、定電圧源としての機能を果たすMOSトランジスタ170のゲートと接続されている。
【0079】
以下、図1を用いて定電圧出力装置100の動作について説明する。
【0080】
まず、通常電源がオンにされている場合の切換回路110の動作について、説明する。
【0081】
通常電源がオンにされている場合、切換回路110は、通常電源を選択する。そして、切換回路110は、電源供給線171と電源供給線173とを接続する。また、切換回路110は、通常電源を選択していることを示す論理「H」の信号を、電源切換信号線174へ出力する。
【0082】
次に、通常電源がオフにされている場合の切換回路110の動作について、説明する。
【0083】
通常電源がオフにされている場合、切換回路110は、バックアップ電源を選択する。そして、切換回路110は、電源供給線171と電源供給線173とを接続する。また、切換回路110は、バックアップ電源を選択していることを示す論理「L」の信号を、電源切換信号線174へ出力する。
【0084】
以上のように、通常電源がオンにされている場合は、電源供給線173は通常電源と接続され、電源切換信号線174には論理「H」の信号が出力される。また、通常電源がオフにされている場合は、電源供給線173はバックアップ電源と接続され、電源切換信号線174には論理「L」の信号が出力される。
【0085】
次に、オペアンプ120の動作について、説明する。
【0086】
まず、電源切換信号線174の信号が論理「H」の場合、即ち通常電源がオンにされている場合のオペアンプ120の動作について、説明する。
【0087】
電源切換信号線174から論理「H」の信号がORゲート回路140へ入力されている場合、ORゲート回路140の出力信号は、クロック信号入力線175のクロック信号値にかかわらず、論理「H」となる。
【0088】
ORゲート回路140の出力信号が論理「H」である場合、ORゲート回路140の出力端子と接続されたMOSトランジスタ1207のゲートには論理「H」の信号が入力される。そのため、MOSトランジスタ1207は、オンにされる。
【0089】
また、ORゲート回路140の出力信号が論理「H」である場合、ORゲート回路140の出力端子と接続されたNOTゲート回路150の入力端子には論理「H」の信号が入力される。そのため、NOTゲート回路150の出力信号は論理「L」となる。従って、NOTゲート回路150の出力端子と接続されたMOSトランジスタ1201のゲートには論理「L」の信号が入力される。そのため、MOSトランジスタ1201はオンにされる。
【0090】
このように、MOSトランジスタ1207がオンにされると、オペアンプ の負電源入力端子は接地される。また、MOSトランジスタ1201がオンにされると、通常電源の電源が電源供給線173を介してオペアンプ120の正電源入力端子へ供給される。従って、オペアンプ120は、通常電源によって駆動される。そして、オペアンプ120は、定電圧出力線176へ定電圧を出力する。
【0091】
次に、電源切換信号線174の信号が論理「L」の場合、即ち通常電源がオフにされている場合のオペアンプ120の動作について、説明する。
【0092】
電源切換信号線174から論理「L」の信号がORゲート回路140へ入力されている場合、ORゲート回路140の出力信号は、クロック信号入力線175のクロック信号値に依存することとなる。
【0093】
電源切換信号線174の信号が論理「L」且つクロック信号入力線175のクロック信号が論理「H」の場合、ORゲート回路140の出力信号は論理「H」となる。従って、先に説明したと同様に、MOSトランジスタ1207及びMOSトランジスタ1201がオンにされる。そのため、バックアップ電源の電源が電源供給線173を介してオペアンプ120の正電源入力端子に供給される。また、オペアンプ120の負電源入力端子は、接地される。従って、オペアンプ120は、バックアップ電源によって駆動される。そして、オペアンプ120は、定電圧出力線176へ定電圧を出力する。
【0094】
電源切換信号線174の信号が論理「L」且つクロック信号入力線175のクロック信号が論理「L」の場合、ORゲート回路140の出力信号は論理「L」となる。従って、ORゲート回路140の出力端子と接続されたMOSトランジスタ1207のゲートには、論理「L」の信号が入力される。そのため、MOSトランジスタ1207は、オフにされる。また、ORゲート回路140の出力信号が論理「L」である場合、ORゲート回路140の出力端子と接続されたNOTゲート回路150の入力端子には論理「L」の信号が入力される。従って、NOTゲート回路150の出力信号は論理「H」となる。そのため、NOTゲート回路150の出力端子と接続されたMOSトランジスタ1201のゲートには論理「H」の信号が入力される。従って、MOSトランジスタ1201は、オフにされる。このようにMOSトランジスタ1207及びMOSトランジスタ1201がオフにされると、オペアンプ120の電源入力端子への電源の供給が遮断される。従って、オペアンプ120は、駆動されない。
【0095】
以上のように、電源切換信号線174の信号が論理「H」の場合には、オペアンプ120は通常電源によって駆動される。そして、オペアンプ120は、定電圧を定電圧出力線176へ出力する。また、電源切換信号線174の信号が論理「L」且つクロック信号入力線175のクロック信号が論理「H」の場合には、オペアンプ120はバックアップ電源によって駆動される。そして、オペアンプ120は、定電圧を定電圧出力線176へ出力する。一方、電源切換信号線174の信号が論理「L」且つクロック信号入力線175のクロック信号が論理「L」の場合には、オペアンプ120は駆動されない。
【0096】
次に、検出回路130の動作について、説明する。
【0097】
検出回路130のMOSトランジスタ1301のゲートは、オペアンプ120の出力トランジスタであるMOSトランジスタ1208のゲートと接続されている。
【0098】
従って、オペアンプ120の出力トランジスタであるMOSトランジスタ1208がオンにされている場合、検出回路130のMOSトランジスタ1301もオンにされている。そのため、MOSトランジスタ1211のゲートには、論理「L」の信号が入力される。従って、MOSトランジスタ1211はオンにされる。MOSトランジスタ1211がオンにされると、コンデンサ1210は、MOSトランジスタ1208のゲート−ソース間に電気的に接続されることとなる。
【0099】
一方、オペアンプ120の出力トランジスタであるMOSトランジスタ1208がオフにされている場合、検出回路130のMOSトランジスタ1301もオフにされている。そのため、MOSトランジスタ1211のゲートには、論理「H」の信号が入力される。従って、MOSトランジスタ1211はオフにされる。MOSトランジスタ1211がオフにされると、コンデンサ1210はMOSトランジスタ1208から電気的に切り離されることになる。
【0100】
このように、電源切換による電位変動によりオペアンプ120の出力トランジスタであるMOSトランジスタ1208がオフにされている場合、オペアンプ120のスルーレートを小さくする最大要因であるコンデンサ1210をMOSトランジスタ1208から電気的に切り離すことにより、オペアンプ120のスルーレートを大きくできる。従って、電源切換に起因するオペアンプ120の定電圧出力の変動を抑えることができる。
【0101】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明の定電圧出力装置によれば、電源切換による電位変動によってオペアンプの出力トランジスタがオフにされている場合にコンデンサを出力トランジスタから切り離すことができるため、電源切換に起因する定電圧出力の変動を小さくすることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による定電圧出力装置の一形態の構成例を示す図である。
【図2】従来の定電圧出力装置の一構成例を示す図である。
【図3】従来の定電圧出力装置の一構成例を示す図である。
【図4】従来の定電圧出力装置の一構成例を示す図である。
【図5】従来の定電圧出力装置の一構成例のタイミングチャートを示す図である。
【符号の説明】
110 切換回路
120 オペアンプ
130 検出回路
140 ORゲート回路
150 NOTゲート回路
160 定電流源
170 MOSトランジスタ
500 タイマ用IC
510 切換回路
520 定電圧回路
530 発振回路
540 タイマ回路
600 タイマ用IC
610 切換回路
620 定電圧回路
630 発振回路
640 タイマ回路
Claims (3)
- 適宜オン/オフされる第一の外部電源と接続される第一外部電源入力端子と、常時オンされ第二の外部電源と接続される第二外部電源入力端子と、前記第一の外部電源又は前記第二の外部電源の何れかと接続される出力端子と、を備え、前記第一の外部電源がオンにされている場合は前記第一外部電源入力端子と前記出力端子とを接続し、前記第一の外部電源がオフにされている場合は前記第二外部電源入力端子と前記出力端子とを接続する切換回路と、
前記第一の外部電源がオンにされているか又はオフにされているかを示す電源切換信号を出力する電源切換信号出力回路と、
所定の電圧を出力する定電圧源と、
電源の供給を受ける電源入力端子を備え、その反転入力にはその出力が負帰還接続され、その非反転入力には前記定電圧源が接続され、前記電源入力端子から供給される電源によって駆動され出力トランジスタの出力端子から定電圧を出力するオペアンプと、
前記オペアンプの前記出力トランジスタがオンであるか又はオフであるかを検出して、前記出力トランジスタがオンであるか又はオフであるかを示す信号を出力する検出回路と、
前記オペアンプの前記出力トランジスタの制御端子の電位を保持するためのコンデンサと、
前記検出回路から前記信号を受け、前記信号が前記オペアンプの前記出力トランジスタがオンであることを示している場合は前記コンデンサを前記出力トランジスタの出力端子と前記出力トランジスタの制御端子との間に接続し、前記信号が前記オペアンプの前記出力トランジスタがオフであることを示している場合は前記コンデンサと前記出力トランジスタの接続を切り離すコンデンサ接続回路と、
前記電源切換信号が前記第一の外部電源がオンにされていることを示す場合は前記切換回路の前記出力端子と前記オペアンプの前記電源入力端子とを常時接続し、前記電源切換信号が前記第一の外部電源がオフにされていることを示す場合は前記切換回路の前記出力端子と前記オペアンプの前記電源入力端子とを間欠的に接続するオペアンプ電源制御回路と、
を備えることを特徴とする定電圧出力装置。 - 適宜オン/オフされる第一の外部電源と接続される第一外部電源入力端子と、常時オンされ第二の外部電源と接続される第二外部電源入力端子と、前記第一の外部電源又は前記第二の外部電源の何れかと接続される出力端子と、を備え、前記第一の外部電源がオンにされている場合は前記第一外部電源入力端子と前記出力端子とを接続し、前記第一の外部電源がオフにされている場合は前記第二外部電源入力端子と前記出力端子とを接続する切換回路と、
前記第一の外部電源がオンにされているか又はオフにされているかを示す電源切換信号を出力する電源切換信号出力回路と、
所定の電圧を出力する定電圧源と、
電源の供給を受ける電源入力端子を備え、その反転入力にはその出力が負帰還接続され、その非反転入力には前記定電圧源が接続され、前記電源入力端子から供給される電源によって駆動され出力トランジスタの出力端子から定電圧を出力するオペアンプと、
前記オペアンプの前記出力トランジスタがオンであるか又はオフであるかを検出して、前記出力トランジスタがオンであるか又はオフであるかを示す信号を出力する検出回路と、
前記オペアンプの前記出力トランジスタの制御端子の電位を保持するためのコンデンサと、
前記検出回路から前記信号を受け、前記信号が前記オペアンプの前記出力トランジスタがオンであることを示している場合は前記コンデンサを前記出力トランジスタの出力端子と前記出力トランジスタの制御端子との間に接続し、前記信号が前記オペアンプの前記出力トランジスタがオフであることを示している場合は前記コンデンサと前記出力トランジスタの接続を切り離すコンデンサ接続回路と、
クロック信号を発生するクロック信号発生回路と、
前記電源切換信号が前記第一の外部電源がオンにされていることを示す場合は前記切換回路の前記出力端子と前記オペアンプの前記電源入力端子とを常時接続し、前記電源切換信号が前記第一の外部電源がオフにされていることを示す場合は前記切換回路の前記出力端子と前記オペアンプの前記電源入力端子とを前記クロック信号に応じて間欠的に接続するオペアンプ電源制御回路と、
を備えることを特徴とする定電圧出力装置。 - 前記コンデンサ接続回路は、前記コンデンサと直列に接続されたトランジスタであり、前記検出回路は、前記オペアンプの前記出力トランジスタがオンであることを検出している場合には前記コンデンサ接続回路の前記トランジスタをオンにさせる信号を出力し、前記オペアンプの前記出力トランジスタがオフであることを検出している場合には前記コンデンサ接続回路の前記トランジスタをオフにさせる信号を出力することを特徴とする請求項1又は2記載の定電圧出力装置。
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