JP4227070B2 - レギュレータ用温度センサ回路 - Google Patents

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本発明は、レギュレータとして用いられる集積回路に形成される温度センサ回路に関するもので、小型のレギュレータに適した温度センサ回路に関するものである。
集積回路のチップの温度が上昇し過ぎると集積回路が異常動作をするようになる。これを防ぐために、温度による特性の変化が極めて少ない電圧（例えばバンドギャップ回路電圧）と温度による特性の変化が大きい電圧（例えばダイオードの電圧）とを比較し、温度の変化による電圧の差が所定の値となったことを検出して、回路動作を止めて温度を低下させるように制御している。バンドギャップ回路の発生する電圧はほぼ1.25Vで、この電圧は25℃から150℃まで温度が変化しても電圧変化は15mV程度である。温度による特性の変化が大きい電圧として、実際にはトランジスタのベース−エミッタ電圧ＶBEを用いているが、トランジスタのＶBEは約−2mV／℃であり、これを利用してダイオードまたはトランジスタを温度検出素子として用いることが一般に行われている。
図４はそのような温度検出（センサ）回路例を示すものである。基準電圧Vrefを、ベースを基準電圧Vrefに接続されたバッファー用トランジスタTr１を通した後、抵抗ＲT1、ＲT2で分圧し、温度センサトランジスタＴR2のベース端子に接続する。温度が低い状態ではトランジスタＴR2は非動作であるが、温度が高くなってＶBEが低下するとトランジスタＴR2は動作状態に転じて、回路動作を止めて温度を低下させるように制御している。回路動作上の問題は特に生じていない。
特開平５−２８４７３３号公報 特開２００２−３６６２３７号公報
集積回路が組み込まれる機器の小型化、軽量化の要求を満たすためには、集積回路自体のサイズを極力小さくすることが望ましい。そのためには、内部に形成する素子の数を最小限にする必要があり、大きな面積を必要とする素子の数を最小限にすることが望ましい。本発明は、このような要求を満足するレギュレータ用の集積回路を提供するものである。
本発明は、内部の回路素子を他の回路の素子と兼用することによって、上記の課題を解決するものである。すなわち、誤差増幅器とともに集積回路中に形成されるレギュレータ用温度センサ回路において、当該温度センサ回路は抵抗とトランジスタとで構成され、当該温度センサ回路を構成する抵抗とトランジスタが誤差増幅器を構成する抵抗とトランジスタの一部を利用して構成されることに特徴を有するものである。
本発明によれば、温度センサ回路のトランジスタと抵抗に誤差増幅器を構成するトランジスタと抵抗を兼用することができる。これによって、素子の数を減らして集積回路の小型化が可能になり、安価な集積回路が得られる。
本発明は、誤差増幅器とともに集積回路中に形成されるレギュレータ用温度センサ回路に適用される。温度センサ回路はベースが基準電圧源に接続された第１のトランジスタ、そのエミッタに直列に接続された２つの抵抗と２つの抵抗の接続点にベースが接続された第２のトランジスタとで構成される。誤差増幅器にはベースが基準電圧源に接続された第３のトランジスタとそのエミッタに接続された抵抗を具える。それらの回路において、温度センサ回路を構成する第１のトランジスタおよび２つの抵抗と、誤差増幅器を構成する第３トランジスタおよび抵抗とを共通とする。
図４に示した温度センサ回路とともに、レギュレータ用の集積回路においては図５に示した誤差増幅器が用いられる。図５に示した回路においては、基準電圧Vrefがベースに入力されるトランジスタＴR3と比較される電圧がベースに入力されるトランジスタＴR4が対となるように配置され、双方のエミッタに抵抗ＲEが接続されている。この回路の出力はトランジスタTR5から得られる。ここで注目すべきは、図４におけるトランジスタＴR1、抵抗ＲT1+ＲT2と図５におけるトランジスタＴR3、抵抗ＲEの回路構成である。これらの回路のそれらの部分を共通の素子としたものが図１に示した回路である。
上記のように、図４の基準電圧ＶrefをトランジスタＴR1のエミッタフォロアで受け、Vref−VBETR1の電圧を抵抗ＲT1、ＲT2で分圧して温度センサトランジスタＴR2を接続する温度センサ回路は、図５のトランジスタＴR3と抵抗ＲEからなる部分とほぼ同一である。図１のＴR3は図４のトランジスタＴR1と同様に基準電圧Ｖrefに接続され、抵抗ＲT1’とＲT2’は図４の直列の２つの抵抗と同じ回路構成となっている。図５における抵抗ＲEを抵抗ＲT1’とＲT2’と２つを接続した構成としても動作に変化はない。
そこで、RE＝ＲT1’+ＲT2’とし、かつＲT1：ＲT2の比を変えずに、接続点にトランジスタＴR2’のベースを接続すれば、トランジスタＴR2’を除く抵抗、トランジスタを誤差増幅器の素子と兼用させることができる。それによって、温度センサ回路と誤差増幅器の回路を兼用でき、従来使用していた図４のトランジスタＴR1、抵抗ＲT1、ＲT2を省くことができる。回路構成上、抵抗の抵抗値は通常数十ｋΩから100ｋΩを超える値となるので、チップに占める抵抗の面積は大きくなる。本発明によってこれを削減するとチップの面積を大きく削減できるので、素子の小型化の面できわめて有利となる。
参考までに、図２にレギュレータの構成を示す。レギュレータ自体の構成はこのように単純であり、この中で温度センサ回路と誤差増幅器回路とを兼用させると素子の小型化のメリットが大きくなる。図３の破線で囲った部分が本発明においては誤差増幅回路に吸収された形となる。
本発明は、温度センサ回路と誤差増幅器を必要とするレギュレータ用の集積回路において極めて有用である。
本発明の実施例を示す回路図 レギュレータのブロック図 温度センサ回路部分の説明図 温度センサ回路の回路図 差動増幅器の回路図
符号の説明
ＴR1〜ＴR4、ＴR1’、ＴR2’：トランジスタ
ＲT1、ＲT2、Ｒe、ＲT1’、ＲT2’：抵抗
Ｖref：基準電圧

Claims (2)

  1. 誤差増幅器とともに集積回路中に形成されるレギュレータ用温度センサ回路において、
    当該温度センサ回路はベースが基準電圧源に接続された第1のトランジスタ、そのエミッタに直列に接続された2つの抵抗と2つの抵抗の接続点にベースが接続された第2のトランジスタとで構成され、
    当該温度センサ回路を構成する第1のトランジスタと2つの抵抗とが誤差増幅器を構成するトランジスタと抵抗の一部を利用して構成されることを特徴とするレギュレータ用温度センサ回路。
  2. 誤差増幅器とともに集積回路中に形成されるレギュレータ用温度センサ回路において、
    当該温度センサ回路はベースが基準電圧源に接続された第1のトランジスタ、そのエミッタに直列に接続された2つの抵抗と2つの抵抗の接続点にベースが接続された第2のトランジスタとで構成され、
    当該誤差増幅器にはベースが基準電圧源に接続された第3のトランジスタとそのエミッタに接続された抵抗を具え、
    当該温度センサ回路を構成する第1のトランジスタおよび2つの抵抗と、誤差増幅器を構成する第3のトランジスタおよび抵抗とが共通であることを特徴とするレギュレータ用温度センサ回路。
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