JP4658838B2 - 基準電位発生回路 - Google Patents
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Description
この基準電位発生回路は、電源電位VCCと出力ノードNOの間に接続された抵抗1、この出力ノードNOと内部ノードNIの間に接続された抵抗2、この内部ノードNIと接地電位GNDの間に直列に接続されたNチャネルMOS(以下、「NMOS」という)3,4、及び出力ノードNOと接地電位GNDの間に接続されたPチャネルMOS(以下、「PMOS」という)5で構成されている。NMOS3,4のゲートは、それぞれ出力ノードNOと電源電位VCCに接続され、PMOS5のゲートは、内部ノードNIに接続されている。
VREF=Vtp(1+Req/R2)
この基準電位発生回路は、電源電位VCCと内部ノードNAの間に接続されたPMOS11、この内部ノードNAと接地電位GNDの間に直列に接続されたシート抵抗12とNMOS13を有している。NMOS13はゲートがドレインに接続されて順方向のダイオード接続となっている。また、シート抵抗12は、ポリシリコンや拡散抵抗で構成されたものである。
この基準電位発生回路では、内部ノードNA,NBの電位Vna,Vnbが演算増幅器20に与えられ、この演算増幅器20から出力される制御電圧CONによってPMOS11,14の動作状態が制御される。この結果、内部ノードNA,NBの電位Vna,Vnbは等電位となり、PMOS11,14に流れる電流Ia,Ibも等しくなるように制御される。また、PMOS16に流れる電流Icも、電流Ia,Ibと等しくなる。
Ia=(mβ/2)(Vgs−Vtn)2 ・・(1)
Ib=(β/2)(Vnb−Vtn)2 ・・(2)
Ia=Ibであるから、(1),(2)式より、次の関係が成り立つ。
(Vgs−Vtn)/(Vnb−Vtn)=1/√(m) ・・(3)
Vna=Ia×R12+Vgs ・・(4)
Ia=Ibであるから、(4)式中のIaに(2)式を代入すると次のようになる。
Vnb=Vna=(β/2)(Vnb−Vtn)2 ×R12+Vgs ・・(4)
(4)式の両辺からVtnを引くと、次式となる
Vnb−Vtn=(β/2)(Vnb−Vtn)2 ×R12+Vgs−Vtn ・・(5)
(5)式の両辺を(Vnb−Vtn)で割ると、次の式が得られる。
1=(β/2)(Vnb−Vtn)×R12+(Vgs−Vtn)/(Vnb−Vtn)
=(β/2)(Vnb−Vtn)×R12+1/√(m) ・・(6)
VREF=Ic×R17+Vtn ・・(7)
ここで、Ic=Ib、Vtn=Vnbであるから、(7)式は次のようになる。
VREF=(β/2)(Vnb−Vtn)2 ×R17+Vnb ・・(8)
(6),(8)式より、次の(9)式が得られる。
(a) 演算増幅器20の構成は、例示した回路に限定されない。
(b) 順方向にダイオード接続されたNMOS13,15,18に代えて、順方向にダイオード接続されたPMOSを用いても良い。その場合は、PMOSのゲートとドレインを接地電位GNDに接続することになる。
12,17 シート抵抗
13,15,18 NMOS
20 演算増幅器
Claims (2)
- 電源電位と第1の内部ノードの間に接続され、制御電圧によって導通状態が制御される第1のMOSトランジスタと、
前記第1の内部ノードと接地電位の間に第1の抵抗を介して接続され、順方向にダイオード接続された第2のMOSトランジスタと、
前記電源電位と第2の内部ノードの間に接続され、前記制御電圧によって導通状態が制御される第3のMOSトランジスタと、
前記第2の内部ノードと前記接地電位の間に順方向にダイオード接続された第4のMOSトランジスタと、
基準電位が出力される出力ノードと前記電源電位の間に接続され、前記制御電圧によって導通状態が制御される第5のMOSトランジスタと、
前記出力ノードと前記接地電位の間に第2の抵抗を介して接続され、順方向にダイオード接続された第6のMOSトランジスタと、
前記第1及び第2の内部ノードの電位差に応じて前記制御電圧を出力する演算増幅器とを備え、
前記第1、第3及び第5のMOSトランジスタのゲート長とゲート幅は、それぞれ同一サイズに形成し、
前記第2、第4及び第6のMOSトランジスタのゲート長と、該第4及び第6のMOSトランジスタのゲート幅は同一サイズに形成し、該第2のMOSトランジスタのゲート幅は、該第4及び第6のMOSトランジスタのゲート幅よりも大きなサイズに形成したことを特徴とする基準電位発生回路。 - 前記第1、第3及び第5のMOSトランジスタはPチャネルMOSトランジスタとし、前記第2、第4及び第6のMOSトランジスタはNチャネルMOSトランジスタとしたことを特徴とする請求項1記載の基準電位発生回路。
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