JP4823829B2 - Reference voltage generator - Google Patents

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Description

本発明は、2つの電界効果トランジスタのゲート電極の仕事関数差の原理を用いた基準電圧発生回路に関する。   The present invention relates to a reference voltage generation circuit using the principle of work function difference between gate electrodes of two field effect transistors.

従来、図11で示すように、デプレッション型の電界効果トランジスタとエンハンスメント型の電界効果トランジスタを直列に接続し、これらの電界効果トランジスタのしきい値電圧Vthの差を基準電圧Vrefとして取り出すようにした基準電圧発生回路があった(例えば、特許文献1参照。)。
図11において、トランジスタ105はデプレッション型のn型電界効果トランジスタであり、トランジスタ107はエンハンスメント型のn型電界効果トランジスタである。
電界効果トランジスタは飽和状態では、ドレイン電流idは、下記(a)式のようになる。
id=K×(Vgs−Vth)………………(a)
但し、前記(a)式において、Kは導電係数を、Vgsはゲート‐ソース間電圧をそれぞれ示している。
Conventionally, as shown in FIG. 11, a depletion type field effect transistor and an enhancement type field effect transistor are connected in series, and the difference between the threshold voltages Vth of these field effect transistors is taken out as a reference voltage Vref. There was a reference voltage generation circuit (see, for example, Patent Document 1).
In FIG. 11, a transistor 105 is a depletion type n-type field effect transistor, and a transistor 107 is an enhancement type n-type field effect transistor.
When the field effect transistor is saturated, the drain current id is expressed by the following equation (a).
id = K × (Vgs−Vth) 2 ……………… (a)
In the equation (a), K represents a conductivity coefficient, and Vgs represents a gate-source voltage.

トランジスタ105と107には同じ電流が流れることから、ノード108の電圧Vgs7は、下記(b)式のようになる。
Vgs7=Vth7−(K5/K7)1/2×Vth5………………(b)
但し、前記(b)式において、K5はトランジスタ105の導電係数を、K7はトランジスタ107の導電係数を、Vth5はトランジスタ105のしきい値電圧を、Vth7はトランジスタ107のしきい値電圧をそれぞれ示している。
ここで、導電係数K5とK7が等しくなるようにすると、前記(b)式は下記(c)式のようになる。
Vgs7=Vth7−Vth5………………(c)
このように、ノード108の電圧Vgs7は、トランジスタ105と107の各しきい値電圧の差になって基準電圧Vrefをなし、その様子を図12に示す。
Since the same current flows through the transistors 105 and 107, the voltage Vgs7 at the node 108 is expressed by the following equation (b).
Vgs7 = Vth7− (K5 / K7) 1/2 × Vth5 (b)
In the equation (b), K5 represents the conductivity coefficient of the transistor 105, K7 represents the conductivity coefficient of the transistor 107, Vth5 represents the threshold voltage of the transistor 105, and Vth7 represents the threshold voltage of the transistor 107. ing.
Here, when the conductivity coefficients K5 and K7 are made equal, the equation (b) becomes the following equation (c).
Vgs7 = Vth7−Vth5 (c)
As described above, the voltage Vgs7 at the node 108 is the difference between the threshold voltages of the transistors 105 and 107 to form the reference voltage Vref. FIG.

一方、図13に示すように、n型ゲートを持つトランジスタとp型ゲートを持つトランジスタにそれぞれ定電流を流して、これらトランジスタのしきい値電圧の差を基準電圧Vrefとして取り出す基準電圧発生回路があった(例えば、特許文献2参照。)。
図13では、導電係数Kがほぼ等しいn型ゲートを持つトランジスタT1とp型ゲートを持つトランジスタT2にそれぞれ定電流Ioを流すことにより、定電流Ioは、下記(d)式で示すことができる。
Io=K×(V1−Vth1)=K×(V2−Vth2)………(d)
但し、前記(d)式において、V1はトランジスタT1のドレイン‐ソース間電圧を、Vth1はトランジスタT1のしきい値電圧を、V2はトランジスタT2のドレイン‐ソース間電圧を、Vth2はトランジスタT2のしきい値電圧をそれぞれ示している。
On the other hand, as shown in FIG. 13, there is a reference voltage generation circuit for supplying a constant current to each of a transistor having an n-type gate and a transistor having a p-type gate and taking out a difference between threshold voltages of these transistors as a reference voltage Vref. (For example, refer to Patent Document 2).
In FIG. 13, the constant current Io can be expressed by the following equation (d) by flowing a constant current Io through the transistor T1 having an n-type gate and the transistor T2 having a p-type gate having substantially the same conductivity coefficient K. .
Io = K × (V1−Vth1) 2 = K × (V2−Vth2) 2 (d)
In the equation (d), V1 is the drain-source voltage of the transistor T1, Vth1 is the threshold voltage of the transistor T1, V2 is the drain-source voltage of the transistor T2, and Vth2 is the threshold voltage of the transistor T2. Each threshold voltage is shown.

前記(d)式より、
V2−V1=Vth2−Vth1
となり、トランジスタT1及びT2のドレイン電圧の差を取り出すことにより、トランジスタT1及びT2のしきい値電圧の差を取り出すことができる。
図14に、ドレインの電圧差を取り出す回路図を示す(例えば、特許文献2参照。)。図14の回路では、デプレッション型とエンハンスメント型の2種類のトランジスタを使用するのではなく、トランジスタのゲート電極の組成を変えることにより、トランジスタT1とT2のしきい値電圧を異なる値にしている。
特公平4−65546号公報 特開昭54−132753号公報
From the equation (d),
V2-V1 = Vth2-Vth1
Thus, by extracting the difference between the drain voltages of the transistors T1 and T2, the difference between the threshold voltages of the transistors T1 and T2 can be extracted.
FIG. 14 shows a circuit diagram for extracting the drain voltage difference (see, for example, Patent Document 2). In the circuit of FIG. 14, the threshold voltages of the transistors T1 and T2 are set to different values by changing the composition of the gate electrode of the transistor, instead of using two types of transistors of depletion type and enhancement type.
Japanese Patent Publication No. 4-65546 JP 54-132753 A

しかし、図11の回路には次のような3つの課題があった。
第1の課題は、デプレッション型とエンハンスメント型の2種類のトランジスタを使用しているため、プロセス変動により、各トランジスタのしきい値電圧Vthはそれぞれ独立して変動してしまい、基準電圧Vrefの初期精度が悪くなってしまうということである。図15に示すように、各トランジスタのしきい値電圧VthのばらつきをΔVth5とΔVth7とすると、基準電圧Vrefの変動は、−(ΔVth5+ΔVth7)から(ΔVth5+ΔVth7)まで変動することになる。例えば、Vth5=−0.5V、Vth7=0.5V、ΔVth5=ΔVth7=0.15Vとすると、基準電圧Vrefは、0.7V〜1.3V(±30%)まで変動することになり、基準電圧Vrefの変動が大きいという問題があった。
However, the circuit of FIG. 11 has the following three problems.
The first problem is that since two types of transistors, a depletion type and an enhancement type, are used, the threshold voltage Vth of each transistor fluctuates independently due to process variation, and the initial value of the reference voltage Vref The accuracy will be worse. As shown in FIG. 15, if the variation of the threshold voltage Vth of each transistor is ΔVth5 and ΔVth7, the variation of the reference voltage Vref varies from − (ΔVth5 + ΔVth7) to (ΔVth5 + ΔVth7). For example, when Vth5 = −0.5V, Vth7 = 0.5V, and ΔVth5 = ΔVth7 = 0.15V, the reference voltage Vref varies from 0.7V to 1.3V (± 30%). There was a problem that the fluctuation of the voltage Vref was large.

第2の課題は、デプレッション型とエンハンスメント型の2種類のトランジスタを使用していることから、これらトランジスタのチャネル領域のポテンシャル差の温度特性が同一でないため、温度特性が悪くなってしまうということである。そこで、温度特性を改善するために、トランジスタ105のチャネル幅Wとチャネル長Lの比S5(=W/L)とトランジスタ107のチャネル幅Wとチャネル長Lの比S7(=W/L)の比(S5/S7)を調整してもせいぜい約300ppm/℃にしかならなかった。このように、基準電圧Vrefの温度特性が大きいという問題があった。   The second problem is that, since two types of transistors, a depletion type and an enhancement type, are used, the temperature characteristics of the potential difference in the channel region of these transistors are not the same, so that the temperature characteristics deteriorate. is there. Therefore, in order to improve temperature characteristics, the ratio S5 (= W / L) of the channel width W and the channel length L of the transistor 105 and the ratio S7 (= W / L) of the channel width W and the channel length L of the transistor 107 Even when the ratio (S5 / S7) was adjusted, it was only about 300 ppm / ° C. Thus, there is a problem that the temperature characteristic of the reference voltage Vref is large.

第3の課題は、各トランジスタ105及び107のソース‐ドレイン間電圧Vds5及びVds7が、
Vds5=VCC−Vg7
Vds7=Vg7
となる。このため、電源電圧VCCが変動すると、トランジスタ105のソース‐ドレイン間電圧Vds5も変動してしまい、基準電圧Vrefが電源電圧VCCの変動に応じて変動することである。図16に示すように、電源電圧VCCが大きくなると、トランジスタ105のゲート‐ソース間電圧Vgsとドレイン電流idとの関係を示した曲線がずれてしまい、基準電圧VrefがΔVrefだけ大きくなるという問題があった。
The third problem is that the source-drain voltages Vds5 and Vds7 of the transistors 105 and 107 are
Vds5 = VCC-Vg7
Vds7 = Vg7
It becomes. Therefore, when the power supply voltage VCC varies, the source-drain voltage Vds5 of the transistor 105 also varies, and the reference voltage Vref varies according to the variation of the power supply voltage VCC. As shown in FIG. 16, when the power supply voltage VCC increases, the curve indicating the relationship between the gate-source voltage Vgs of the transistor 105 and the drain current id shifts, and the reference voltage Vref increases by ΔVref. there were.

一方、図14の回路では、前記第1及び第2の各課題を解決することができるが、定電流源として抵抗を使用していることから、前記第3の課題を解決することができなかった。   On the other hand, in the circuit of FIG. 14, the first and second problems can be solved, but the third problem cannot be solved because a resistor is used as a constant current source. It was.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、プロセス変動、温度変動及び電源電圧変動による基準電圧のばらつきを低減させることができる基準電圧発生回路を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to obtain a reference voltage generating circuit capable of reducing variations in the reference voltage due to process variations, temperature variations, and power supply voltage variations. .

この発明に係る基準電圧発生回路は、所定の基準電圧を生成して出力する基準電圧発生回路において、
一端が所定の電源電圧に接続された、デプレッション型のnチャネル型電界効果トランジスタである第1の電界効果トランジスタと、
一端が該第1の電界効果トランジスタの他端に接続された、高濃度n型ゲートを有する第2の電界効果トランジスタと、
一端が該第2の電界効果トランジスタの他端に接続された抵抗と、
一端が該抵抗の他端に接続され、他端が接地電圧に接続された、高濃度p型ゲートを有する第3の電界効果トランジスタと、
を備え、
前記第1の電界効果トランジスタのゲートは、該第1の電界効果トランジスタと前記第2の電界効果トランジスタとの接続部に接続されると共に、前記第1及び第3の各電界効果トランジスタのサブストレートゲートは、それぞれ接地電圧に接続され、前記第2の電界効果トランジスタのゲート及びサブストレートゲート、並びに前記第3の電界効果トランジスタのゲートは、前記第2の電界効果トランジスタと前記抵抗との接続部にそれぞれ接続され、該抵抗と前記第3の電界効果トランジスタとの接続部から前記基準電圧が出力されるものである。
The reference voltage generation circuit according to the present invention is a reference voltage generation circuit that generates and outputs a predetermined reference voltage.
A first field effect transistor that is a depletion type n-channel field effect transistor, one end of which is connected to a predetermined power supply voltage;
A second field effect transistor having a high concentration n-type gate, one end connected to the other end of the first field effect transistor;
A resistor having one end connected to the other end of the second field effect transistor;
A third field effect transistor having a high concentration p-type gate, one end connected to the other end of the resistor and the other end connected to a ground voltage;
With
A gate of the first field effect transistor is connected to a connection portion between the first field effect transistor and the second field effect transistor, and a substrate of each of the first and third field effect transistors. The gates are respectively connected to a ground voltage, and the gate and substrate gate of the second field effect transistor, and the gate of the third field effect transistor are connection portions of the second field effect transistor and the resistor. And the reference voltage is output from a connection portion between the resistor and the third field effect transistor.

また、この発明に係る基準電圧発生回路は、所定の基準電圧を生成して出力する基準電圧発生回路において、
一端が所定の電源電圧に接続された、デプレッション型のnチャネル型電界効果トランジスタである第1の電界効果トランジスタと、
一端が該第1の電界効果トランジスタの他端に接続された、高濃度n型ゲートを有する第2の電界効果トランジスタと、
一端が該第2の電界効果トランジスタの他端に接続された抵抗と、
一端が該抵抗の他端に接続され、他端が接地電圧に接続された、高濃度p型ゲートを有する第3の電界効果トランジスタと、
を備え、
前記第1の電界効果トランジスタのゲートは、該第1の電界効果トランジスタと前記第2の電界効果トランジスタとの接続部に接続されると共に、前記第1から第3の各電界効果トランジスタのサブストレートゲートは、それぞれ接地電圧に接続され、前記第2及び第3の各電界効果トランジスタのゲートは、前記第2の電界効果トランジスタと前記抵抗との接続部にそれぞれ接続され、該抵抗と前記第3の電界効果トランジスタとの接続部から前記基準電圧が出力されるものである。
The reference voltage generation circuit according to the present invention is a reference voltage generation circuit that generates and outputs a predetermined reference voltage.
A first field effect transistor that is a depletion type n-channel field effect transistor, one end of which is connected to a predetermined power supply voltage;
A second field effect transistor having a high concentration n-type gate, one end connected to the other end of the first field effect transistor;
A resistor having one end connected to the other end of the second field effect transistor;
A third field effect transistor having a high concentration p-type gate, one end connected to the other end of the resistor and the other end connected to a ground voltage;
With
A gate of the first field effect transistor is connected to a connection portion between the first field effect transistor and the second field effect transistor, and a substrate of each of the first to third field effect transistors. The gates are respectively connected to a ground voltage, and the gates of the second and third field effect transistors are respectively connected to connection portions of the second field effect transistors and the resistors, and the resistors and the third The reference voltage is output from the connection with the field effect transistor.

具体的には、前記抵抗は、金属薄膜抵抗であり、例えばCrSiで形成されるようにした。   Specifically, the resistor is a metal thin film resistor, for example, made of CrSi.

また、前記抵抗が、可変抵抗であるようにしてもよい。   Further, the resistor may be a variable resistor.

また、前記第2の電界効果トランジスタは、チャネル長可変の電界効果トランジスタであるようにしてもよい。   The second field effect transistor may be a field effect transistor having a variable channel length.

本発明の基準電圧発生回路によれば、例えば、基準電圧発生回路で生成される基準電圧は、従来回路に対して、初期精度が±30%から±6%に、温度特性は300ppm/℃から40ppm/℃にそれぞれ改善され、更に電源電圧変動に対する基準電圧Vrefの変動が1/10以下に低減させることができ、プロセス変動、温度変動及び電源電圧変動による基準電圧のばらつきを低減させることができ、更に、基準電圧の電圧を自由に設定することができるため、低電圧動作が求められる回路にも基準電圧を供給することができる。   According to the reference voltage generating circuit of the present invention, for example, the reference voltage generated by the reference voltage generating circuit has an initial accuracy from ± 30% to ± 6% and a temperature characteristic from 300 ppm / ° C. relative to the conventional circuit. It is improved to 40ppm / ° C respectively, and the fluctuation of the reference voltage Vref with respect to the fluctuation of the power supply voltage can be reduced to 1/10 or less, and the fluctuation of the reference voltage due to the process fluctuation, the temperature fluctuation and the fluctuation of the power supply voltage can be reduced. Furthermore, since the reference voltage can be set freely, the reference voltage can be supplied to a circuit that requires low voltage operation.

次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第1の実施の形態.
図1は、本発明の第1の実施の形態における基準電圧発生回路の例を示した回路図である。
図1において、基準電圧発生回路1は、nチャネル型の電界効果トランジスタM1〜M3及びCrSiで形成された金属薄膜抵抗の抵抗R1で構成され、電源電圧VCCと接地電圧GNDとの間に、電界効果トランジスタM1、電界効果トランジスタM2、抵抗R1及び電界効果トランジスタM3の順に直列に接続されている。なお、電界効果トランジスタM1は第1の電界効果トランジスタを、電界効果トランジスタM2は第2の電界効果トランジスタを、電界効果トランジスタM3は第3の電界効果トランジスタをそれぞれなす。
Next, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
First embodiment.
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a reference voltage generation circuit according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a reference voltage generating circuit 1 is composed of n-channel field effect transistors M1 to M3 and a metal thin film resistor resistor R1 formed of CrSi, and an electric field between a power supply voltage VCC and a ground voltage GND. The effect transistor M1, the field effect transistor M2, the resistor R1, and the field effect transistor M3 are connected in series in this order. The field effect transistor M1 serves as a first field effect transistor, the field effect transistor M2 serves as a second field effect transistor, and the field effect transistor M3 serves as a third field effect transistor.

電界効果トランジスタM1は、n型基板のpウエル内に形成されたデプレッション型トランジスタであり、ゲートとソースが接続され、サブストレートゲートは接地電圧GNDに接続されている。電界効果トランジスタM2及びM3は、基板やチャネルドープの不純物濃度は等しく、n型基板のpウエル内にそれぞれ形成され、電界効果トランジスタM2は高濃度n型ゲートを持ち、電界効果トランジスタM3は高濃度p型ゲートを持つ。電界効果トランジスタM2と抵抗R1との接続ノードA1に電界効果トランジスタM2及びM3の各ゲート並びに電界効果トランジスタM2のサブストレートゲートがそれぞれ接続されている。抵抗R1と電界効果トランジスタM3との接続部が基準電圧Vrefを出力する出力端をなし、電界効果トランジスタM2は定電流源をなしている。また、電界効果トランジスタM3のサブストレートゲートは接地電圧に接続されている。   The field effect transistor M1 is a depletion type transistor formed in a p-well of an n-type substrate, the gate and source are connected, and the substrate gate is connected to the ground voltage GND. The field effect transistors M2 and M3 have the same substrate and channel-doped impurity concentrations and are respectively formed in the p-well of the n-type substrate. The field-effect transistor M2 has a high-concentration n-type gate, and the field-effect transistor M3 has a high concentration. Has a p-type gate. The gates of the field effect transistors M2 and M3 and the substrate gate of the field effect transistor M2 are connected to a connection node A1 between the field effect transistor M2 and the resistor R1, respectively. A connection portion between the resistor R1 and the field effect transistor M3 forms an output terminal for outputting the reference voltage Vref, and the field effect transistor M2 forms a constant current source. The substrate gate of the field effect transistor M3 is connected to the ground voltage.

このような構成において、まず、図1の抵抗R1がない図2の構成の基準電圧発生回路について説明する。なお、図2では、図1と同じものは同じ符号で示している。
図2の場合、基準電圧Vrefは下記(1)式のようになる。
Vref=VthM3−(KM2/KM3)1/2×VthM2………(1)
但し、前記(1)式において、KM2は電界効果トランジスタM2の導電係数 、KM3は電界効果トランジスタM3の導電係数、VthM2は電界効果トランジスタM2のしきい値電圧、VthM3は電界効果トランジスタM3のしきい値電圧をそれぞれ示している。
電界効果トランジスタM2及びM3の導電係数が等しくなるようにすると、前記(1)式は下記(2)式のようになる。
Vref=VthM3−VthM2………………(2)
前記(2)式から、基準電圧Vrefは電界効果トランジスタM2とM3の各しきい値電圧の電圧差になる。
In such a configuration, first, a reference voltage generation circuit having the configuration of FIG. 2 without the resistor R1 of FIG. 1 will be described. In FIG. 2, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
In the case of FIG. 2, the reference voltage Vref is expressed by the following equation (1).
Vref = VthM3− (KM2 / KM3) 1/2 × VthM2 (1)
In the equation (1), KM2 is the conductivity coefficient of the field effect transistor M2, KM3 is the conductivity coefficient of the field effect transistor M3, VthM2 is the threshold voltage of the field effect transistor M2, and VthM3 is the threshold of the field effect transistor M3. Each value voltage is shown.
When the conductivity coefficients of the field effect transistors M2 and M3 are made equal, the equation (1) becomes the following equation (2).
Vref = VthM3-VthM2 (2)
From the equation (2), the reference voltage Vref is a voltage difference between the threshold voltages of the field effect transistors M2 and M3.

次に、図3は、電界効果トランジスタM2とM3におけるゲート‐ソース間電圧Vgsとドレイン電流idとの各関係を示したそれぞれのVgs‐id特性を示している。
図3において、電界効果トランジスタM2は、ソースとゲートが接続されているため、id2のドレイン電流が流れる。電界効果トランジスタM3は、電界効果トランジスタM2と直列に接続されていることから、同様にid2の電流が流れ、このときの電界効果トランジスタM2及びM3のゲート‐ソース間電圧Vgsの電圧差が基準電圧Vrefになる。
Next, FIG. 3 shows the respective Vgs-id characteristics showing the relationship between the gate-source voltage Vgs and the drain current id in the field effect transistors M2 and M3.
In FIG. 3, since the source and gate of the field effect transistor M2 are connected, the drain current of id2 flows. Since the field effect transistor M3 is connected in series with the field effect transistor M2, the current of id2 similarly flows, and the voltage difference between the gate-source voltages Vgs of the field effect transistors M2 and M3 at this time is the reference voltage. Vref.

したがって、プロセスの変動によって、基板やチャネルドープの不純物濃度がばらついても、電界効果トランジスタM2とM3の該各濃度が同様にばらつく。このため、図4に示すように、電界効果トランジスタM2とM3の各Vgs‐id特性は、図3の関係を保ったまま、左右にずれるだけであり、基準電圧Vrefの絶対値にはほとんど影響を与えず安定した基準電圧Vrefを発生させることができる。また、実験結果からも、基準電圧Vrefのばらつきが±1%程度に収まり、基準電圧Vrefのばらつきを低減させることができる。   Therefore, even if the impurity concentration of the substrate and the channel dope varies due to process variations, the respective concentrations of the field effect transistors M2 and M3 also vary. For this reason, as shown in FIG. 4, the Vgs-id characteristics of the field effect transistors M2 and M3 are merely shifted to the left and right while maintaining the relationship of FIG. 3, and the absolute value of the reference voltage Vref is hardly affected. A stable reference voltage Vref can be generated without giving Also, from the experimental results, the variation in the reference voltage Vref is about ± 1%, and the variation in the reference voltage Vref can be reduced.

電界効果トランジスタM2及びM3は、基板やチャネルドープの不純物濃度が等しいデプレッション型トランジスタであり、電界効果トランジスタM2は高濃度n型ゲートを持ち、電界効果トランジスタM3は高濃度p型ゲートを持つ。電界効果トランジスタM2及びM3のチャネル領域のポテンシャル差の温度特性を等しくする、すなわち前記(1)式での導電係数が等しくなるようにしても、ゲートの仕事関数差が持つ温度特性のために、得られる基準電圧Vrefは約−500ppm/℃の温度特性を持ってしまう。しかし、該温度特性は、デプレッション型とエンハンスメント型の2種類の電界効果トランジスタを使用し、ゲートの仕事関数差が持つ温度特性はないが、各電界効果トランジスタM2及びM3のチャネル領域のポテンシャル差の温度特性が同一でない図11の従来技術よりも小さい。   The field effect transistors M2 and M3 are depletion type transistors having the same substrate and channel-doped impurity concentration, the field effect transistor M2 has a high concentration n-type gate, and the field effect transistor M3 has a high concentration p-type gate. Even if the temperature characteristics of the potential difference between the channel regions of the field effect transistors M2 and M3 are made equal, that is, the conductivity coefficient in the above equation (1) is made equal, The obtained reference voltage Vref has a temperature characteristic of about −500 ppm / ° C. However, the temperature characteristic uses two types of field effect transistors of depletion type and enhancement type, and there is no temperature characteristic of the work function difference of the gate, but the potential difference between the channel regions of the field effect transistors M2 and M3. The temperature characteristics are smaller than those of the prior art shown in FIG.

そこで、電界効果トランジスタM2のチャネル幅W2とチャネル長L2の比S2(=W2/L2)と電界効果トランジスタM3のチャネル幅W3とチャネル長L3の比S3(=W3/L3)をそれぞれ調整して、更に基準電圧Vrefの温度特性を改善させる。
図5は、S3/S2の比を変えたときの基準電圧Vrefの温度特性の実験データを示した図であり、図5では、25℃をセンターにしたときの実験データを示している。
図5において、実線はS3/S2=1.00のときを示しており、このときの基準電圧Vrefの温度特性は負を示し−545ppm/℃である。また、図5の破線はS3/S2=0.67のときを示しており、このときの基準電圧Vrefの温度特性は負を示し−191ppm/℃である。
Therefore, the ratio S2 (= W2 / L2) of the channel width W2 and the channel length L2 of the field effect transistor M2 and the ratio S3 (= W3 / L3) of the channel width W3 and the channel length L3 of the field effect transistor M3 are respectively adjusted. Further, the temperature characteristics of the reference voltage Vref are improved.
FIG. 5 is a diagram showing experimental data of temperature characteristics of the reference voltage Vref when the ratio of S3 / S2 is changed, and FIG. 5 shows experimental data when 25 ° C. is set as the center.
In FIG. 5, the solid line indicates a case where S3 / S2 = 1.00, and the temperature characteristic of the reference voltage Vref at this time is negative and is −545 ppm / ° C. Further, the broken line in FIG. 5 shows the case of S3 / S2 = 0.67, and the temperature characteristic of the reference voltage Vref at this time is negative and is −191 ppm / ° C.

図5の1点鎖線はS3/S2=0.50のときを示しており、このときの基準電圧Vrefの温度特性は正を示し60ppm/℃になる。図5の2点鎖線はS3/S2=0.45のときを示しており、このときの基準電圧Vrefの温度特性は正を示し154ppm/℃になる。すなわち、S3/S2が0.5〜0.67の間の値のときに基準電圧Vrefの温度特性の最小点があることが分かる。該最小点になるS3/S2の値を推定すると0.54〜0.58であり、そのときの基準電圧Vrefの温度特性は、約40ppm/℃になることが分かった。このように、S3/S2の値を変えることにより基準電圧Vrefの温度特性を小さくすることができる。但し、この場合、前記(1)式の導電係数が残るため、基準電圧Vrefのばらつきは±5〜6%程度に大きくなるが、従来よりも基準電圧Vrefのばらつきを小さくすることができる。   The one-dot chain line in FIG. 5 shows a case where S3 / S2 = 0.50, and the temperature characteristic of the reference voltage Vref at this time is positive and becomes 60 ppm / ° C. The two-dot chain line in FIG. 5 indicates the case where S3 / S2 = 0.45, and the temperature characteristic of the reference voltage Vref at this time is positive and is 154 ppm / ° C. That is, it can be seen that there is a minimum point of the temperature characteristic of the reference voltage Vref when S3 / S2 is a value between 0.5 and 0.67. The value of S3 / S2 at which the minimum point is estimated is 0.54 to 0.58, and the temperature characteristic of the reference voltage Vref at that time is about 40 ppm / ° C. Thus, the temperature characteristic of the reference voltage Vref can be reduced by changing the value of S3 / S2. However, in this case, since the conductivity coefficient of the equation (1) remains, the variation in the reference voltage Vref becomes as large as about ± 5 to 6%, but the variation in the reference voltage Vref can be made smaller than in the past.

次に、図6は、電界効果トランジスタM1のソース電圧Vsとソース電流isとの関係を示したVs‐is特性の例を示した図である。
図6では、電源電圧VCCの電圧をVA、VB、VCと変化させ、電界効果トランジスタM1において、ソース電圧Vsを上昇させたときに流れるソース電流isを示している。例えば、電源電圧VCCがVAのときは、ソース電圧VsがVAに近づくとソース電流isが急激に減少し、Vs=VAでソース電流isは0になる。図3で示したように、定電流源をなす電界効果トランジスタM2にはid2のドレイン電流が流れ、同じ電流パス上にある電界効果トランジスタM1にも同じid2の電流が流れる。
Next, FIG. 6 is a diagram showing an example of the Vs-is characteristic showing the relationship between the source voltage Vs and the source current is of the field effect transistor M1.
FIG. 6 shows the source current is that flows when the power supply voltage VCC is changed to VA, VB, and VC to increase the source voltage Vs in the field effect transistor M1. For example, when the power supply voltage VCC is VA, the source current is rapidly decreases when the source voltage Vs approaches VA, and the source current is becomes 0 when Vs = VA. As shown in FIG. 3, the drain current of id2 flows through the field effect transistor M2 forming the constant current source, and the current of id2 flows through the field effect transistor M1 on the same current path.

したがって、電界効果トランジスタM1のソース電圧Vsは、電源電圧VCCに関係なくVCC2に固定される。但し、id2が小さすぎて、id2aになったときの電界効果トランジスタM1のソース電圧Vsの値はVCC2aになることから、VCC=VB又はVCC=VCのときは、VCC2a<VB、VCC2a<VCであり、電界効果トランジスタM1のソース電圧VsはVCC2aに固定される。しかし、VCC=VAのときは、VCC2a>VAであることから、電界効果トランジスタM1のソース電圧VsはVAにしかならない。したがって、回路の最低動作電圧によって、必要な電流id2、又はVCC2を設定しなければならないが、これは電界効果トランジスタM1のゲート幅W/ゲート長Lを調整することで、簡単に得ることができる。   Therefore, the source voltage Vs of the field effect transistor M1 is fixed to VCC2 regardless of the power supply voltage VCC. However, since the value of the source voltage Vs of the field effect transistor M1 when id2 becomes too small and becomes id2a is VCC2a, when VCC = VB or VCC = VC, VCC2a <VB and VCC2a <VC. Yes, the source voltage Vs of the field effect transistor M1 is fixed to VCC2a. However, when VCC = VA, since VCC2a> VA, the source voltage Vs of the field effect transistor M1 is only VA. Therefore, the necessary current id2 or VCC2 must be set according to the minimum operating voltage of the circuit, but this can be easily obtained by adjusting the gate width W / gate length L of the field effect transistor M1. .

以上のように、電界効果トランジスタM1を設けることにより、電界効果トランジスタM2及びM3の各ソース‐ドレイン間電圧VdsM2及びVdsM3は、
VdsM2=VCC2−Vref
VdsM3=Vref
となるため、電源電圧VCCが変動しても、電界効果トランジスタM2及びM3の各ソース‐ドレイン間電圧はそれぞれ影響を受けなくなり、基準電圧Vrefの変動が起こらない。
As described above, by providing the field effect transistor M1, the source-drain voltages VdsM2 and VdsM3 of the field effect transistors M2 and M3 are
VdsM2 = VCC2-Vref
VdsM3 = Vref
Therefore, even if the power supply voltage VCC varies, the source-drain voltages of the field effect transistors M2 and M3 are not affected and the reference voltage Vref does not vary.

図7は、電界効果トランジスタM1がある場合とない場合における、基準電圧Vrefの電源電圧依存性を示した実験データである。
図7から分かるように、電界効果トランジスタM1がある場合の基準電圧Vrefの電圧変動は、電界効果トランジスタM1がない場合の1/10以下である0.4mVである。このように、電界効果トランジスタM1を設けることにより、電源電圧VCCの変動に対する基準電圧Vrefの変動を減少させることができる。
しかし、図2の回路の場合、基準電圧Vrefは、前記(2)式で示すように電界効果トランジスタM2とM3の各しきい値電圧の電圧差になるため、自由に電圧を設定することができず、特に低電圧動作が求められる回路に基準電圧Vrefを供給することができない。
FIG. 7 is experimental data showing the power supply voltage dependence of the reference voltage Vref with and without the field effect transistor M1.
As can be seen from FIG. 7, the voltage fluctuation of the reference voltage Vref in the presence of the field effect transistor M1 is 0.4 mV, which is 1/10 or less that in the absence of the field effect transistor M1. As described above, by providing the field effect transistor M1, it is possible to reduce the fluctuation of the reference voltage Vref with respect to the fluctuation of the power supply voltage VCC.
However, in the case of the circuit of FIG. 2, the reference voltage Vref is the voltage difference between the threshold voltages of the field effect transistors M2 and M3 as shown in the above equation (2), so that the voltage can be set freely. In particular, the reference voltage Vref cannot be supplied to a circuit that requires low voltage operation.

そこで、本第1の実施の形態における基準電圧発生回路1では、図1のように、電界効果トランジスタM2とM3との間に抵抗R1を挿入した。以下、図1の基準電圧発生回路1について説明する。
図1の場合、接続ノードA1の電圧をV1とすると、電圧V1は図2の基準電圧Vrefと同じであることから下記(3)式のようになる。
V1=VthM3−(KM2/KM3)1/2×VthM2………(3)
電界効果トランジスタM2及びM3の導電係数が等しくなるようにすると、前記(3)式は下記(4)式のようになる。
V1=VthM3−VthM2………………(4)
前記(4)式から、電圧V1は電界効果トランジスタM2とM3の各しきい値電圧の電圧差になる。
Therefore, in the reference voltage generating circuit 1 in the first embodiment, a resistor R1 is inserted between the field effect transistors M2 and M3 as shown in FIG. Hereinafter, the reference voltage generation circuit 1 of FIG. 1 will be described.
In the case of FIG. 1, when the voltage of the connection node A1 is V1, the voltage V1 is the same as the reference voltage Vref of FIG.
V1 = VthM3− (KM2 / KM3) 1/2 × VthM2 (3)
When the conductivity coefficients of the field effect transistors M2 and M3 are made equal, the equation (3) becomes the following equation (4).
V1 = VthM3-VthM2 (4)
From the equation (4), the voltage V1 is the voltage difference between the threshold voltages of the field effect transistors M2 and M3.

電圧V1は、プロセスの変動によって基板やチャネルドープの不純物濃度がばらついても、電界効果トランジスタM2とM3の各濃度も同様にばらつくため、図4に示した基準電圧Vrefと同様に、電圧V1の絶対値にはほとんど影響を与えない。
次に、図1では、基準電圧Vrefと電圧V1との間には抵抗R1があり、抵抗R1による電圧降下が発生することから、基準電圧Vrefは、下記(5)式のようになる。
Vref=V1−R×id2………………(5)
なお、前記(5)式では、Rは抵抗R1の抵抗値であり、id2は定電流である。
このように、抵抗R1による電圧降下分(=R×id2)だけ電圧が小さい基準電圧Vrefを得ることができる。抵抗R1による電圧降下分は、抵抗R1の抵抗値と電界効果トランジスタM2からの定電流id2で制御することができる。
The voltage V1 varies in the same manner as the reference voltage Vref shown in FIG. 4 because the respective concentrations of the field effect transistors M2 and M3 vary in the same manner even if the impurity concentration of the substrate or channel dope varies due to process variations. The absolute value is hardly affected.
Next, in FIG. 1, there is a resistor R1 between the reference voltage Vref and the voltage V1, and a voltage drop due to the resistor R1 occurs. Therefore, the reference voltage Vref is expressed by the following equation (5).
Vref = V1-R × id2 (5)
In the equation (5), R is the resistance value of the resistor R1, and id2 is a constant current.
In this way, it is possible to obtain the reference voltage Vref whose voltage is small by the voltage drop (= R × id2) due to the resistor R1. The voltage drop due to the resistor R1 can be controlled by the resistance value of the resistor R1 and the constant current id2 from the field effect transistor M2.

図8は、抵抗R1を可変抵抗にした場合の構成例を示した図である。
図8において、抵抗R1は、CrSiで形成される金属薄膜抵抗である抵抗R10〜R16及びヒューズF10,F11で構成されている。
電界効果トランジスタM2とM3との間に、抵抗R10、R11及びR13が直列に接続され、抵抗R11には、抵抗R12及びヒューズF10がそれぞれ並列に接続されている。また、抵抗R13には、抵抗R14〜R16及びヒューズF11がそれぞれ並列に接続されている。
このような構成において、ヒューズF10及び/又はF11をレーザーでトリミングすることにより、抵抗R1の抵抗値を調整することができるため、抵抗R1の電圧降下を一定にすることができる。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration example when the resistor R1 is a variable resistor.
In FIG. 8, the resistor R1 includes resistors R10 to R16, which are metal thin film resistors made of CrSi, and fuses F10 and F11.
Resistors R10, R11, and R13 are connected in series between the field effect transistors M2 and M3, and a resistor R12 and a fuse F10 are connected in parallel to the resistor R11. In addition, resistors R14 to R16 and a fuse F11 are connected in parallel to the resistor R13.
In such a configuration, since the resistance value of the resistor R1 can be adjusted by trimming the fuse F10 and / or F11 with a laser, the voltage drop of the resistor R1 can be made constant.

また、図9は、図1の電界効果トランジスタM2のチャネル長を可変にした場合の構成例を示した図である。図9では、電界効果トランジスタM2は、高濃度n型ゲートを持ったnチャネル型の電界効果トランジスタM20〜M26とヒューズF20,F21で構成されている。
電界効果トランジスタM1と抵抗R1との間に、電界効果トランジスタM20、M21及びM23が直列に接続され、電界効果トランジスタM20、M21及びM23において、各ゲートが接続される共に各サブストレートゲートが接続され、該各接続部はそれぞれ接続ノードA1に接続されている。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration example when the channel length of the field effect transistor M2 of FIG. 1 is made variable. In FIG. 9, the field effect transistor M2 includes n-channel field effect transistors M20 to M26 having high-concentration n-type gates and fuses F20 and F21.
Field effect transistors M20, M21 and M23 are connected in series between the field effect transistor M1 and the resistor R1. In the field effect transistors M20, M21 and M23, the gates are connected and the substrate gates are connected. The connection portions are connected to the connection node A1.

電界効果トランジスタM21には、電界効果トランジスタM22及びヒューズF20がそれぞれ並列に接続され、電界効果トランジスタM22のゲート及びサブストレートゲートはそれぞれ接続ノードA1に接続されている。また、電界効果トランジスタM23には、電界効果トランジスタM24〜M26及びヒューズF21がそれぞれ並列に接続され、電界効果トランジスタM24〜M26において、各ゲート及び各サブストレートゲートはそれぞれ接続ノードA1に接続されている。   A field effect transistor M22 and a fuse F20 are respectively connected in parallel to the field effect transistor M21, and a gate and a substrate gate of the field effect transistor M22 are respectively connected to a connection node A1. Further, field effect transistors M24 to M26 and a fuse F21 are connected in parallel to the field effect transistor M23. In the field effect transistors M24 to M26, each gate and each substrate gate are respectively connected to the connection node A1. .

このような構成において、ヒューズF20及び/又はF21をレーザーでトリミングすることにより、電界効果トランジスタM2のチャネル長Lを調整してドレイン電流id2を調整することができるので、抵抗R1の電圧降下分を一定にすることができる。
なお、図1の抵抗R1を図8のような構成にするか、及び/又は図1の電界効果トランジスタM2を図9のような構成にするようにすればよい。
In such a configuration, by trimming the fuse F20 and / or F21 with a laser, the channel length L of the field effect transistor M2 can be adjusted to adjust the drain current id2, so that the voltage drop of the resistor R1 can be reduced. Can be constant.
1 may be configured as shown in FIG. 8, and / or the field effect transistor M2 shown in FIG. 1 may be configured as shown in FIG.

このように、安定した電圧V1及び抵抗R1の電圧降下が得られることから、プロセス変動に強い安定した基準電圧Vrefを得ることができる。
また、図1の基準電圧発生回路1は、図2の回路に温度特性のほとんどない抵抗R1を追加しただけであることから、温度特性も図5で示したようになる。但し、図9に示したように電界効果トランジスタM2のチャネル長Lを調整するようにした場合、電界効果トランジスタM3も図9と同様の回路構成にしてチャネル長Lを調整し、S3/S2の比を0.54〜0.58になるようにする必要がある。しかし、このようにした場合、プロセスのばらつきで抵抗R1が温度特性を有するようになった場合でも、抵抗R1の温度特性をキャンセルするようにS3/S2の比を調整することができる。
Thus, a stable voltage V1 and a voltage drop across the resistor R1 can be obtained, so that a stable reference voltage Vref that is resistant to process variations can be obtained.
Further, since the reference voltage generating circuit 1 of FIG. 1 is simply the addition of the resistor R1 having almost no temperature characteristics to the circuit of FIG. 2, the temperature characteristics are also as shown in FIG. However, when the channel length L of the field effect transistor M2 is adjusted as shown in FIG. 9, the field effect transistor M3 is also adjusted to have the same circuit configuration as that of FIG. The ratio needs to be 0.54 to 0.58. However, in this case, even when the resistance R1 has temperature characteristics due to process variations, the ratio of S3 / S2 can be adjusted so as to cancel the temperature characteristics of the resistance R1.

更に、電界効果トランジスタM1のソース電圧は、図6で示すように、電源電圧VCCに関係なくVCC2に固定されるため、電界効果トランジスタM2とM3の各ソース‐ドレイン間電圧VdsM2,VdsM3は、
VdsM2=VCC2−(R×id2+Vref)
VdsM3=Vref
となるため、電源電圧VCCが変動しても、電界効果トランジスタM2とM3の各ソース‐ドレイン間電圧はその影響を受けず一定となり、基準電圧Vrefの変動は起こらない。
Further, since the source voltage of the field effect transistor M1 is fixed to VCC2 regardless of the power supply voltage VCC as shown in FIG. 6, the source-drain voltages VdsM2 and VdsM3 of the field effect transistors M2 and M3 are:
VdsM2 = VCC2- (R × id2 + Vref)
VdsM3 = Vref
Therefore, even if the power supply voltage VCC fluctuates, the source-drain voltages of the field effect transistors M2 and M3 are constant without being affected by them, and the reference voltage Vref does not fluctuate.

このように、本第1の実施の形態における基準電圧発生回路は、従来回路に対して、初期精度は±30%から±6%に、温度特性は300ppm/℃から40ppm/℃にそれぞれ改善され、更に電源電圧変動に対する基準電圧Vrefの変動を1/10以下に低減させることができると共に、基準電圧Vrefの電圧を自由に設定することができるため、低電圧動作が求められる回路にも基準電圧Vrefを供給することができる。   As described above, the reference voltage generation circuit in the first embodiment has an initial accuracy improved from ± 30% to ± 6% and a temperature characteristic from 300 ppm / ° C. to 40 ppm / ° C. with respect to the conventional circuit. Furthermore, the fluctuation of the reference voltage Vref with respect to the fluctuation of the power supply voltage can be reduced to 1/10 or less, and the voltage of the reference voltage Vref can be freely set. Vref can be supplied.

第2の実施の形態.
前記第1の実施の形態では、電界効果トランジスタM2のサブストレートゲートは、電界効果トランジスタM2のソースに接続されていたが、電界効果トランジスタM2のサブストレートゲートを接地電圧GNDに接続するようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第2の実施の形態とする。
図10は、本発明の第2の実施の形態における基準電圧発生回路の例を示した回路図である。なお、図10では、図1と同じものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略すると共に図1との相違点のみ説明する。
図10における図1との相違点は、電界効果トランジスタM2のサブストレートゲートを接地電圧GNDに接続したことにある。これに伴って、図1の基準電圧発生回路1を基準電圧発生回路1aにした。
Second embodiment.
In the first embodiment, the substrate gate of the field effect transistor M2 is connected to the source of the field effect transistor M2. However, the substrate gate of the field effect transistor M2 is connected to the ground voltage GND. This is what is described as a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of a reference voltage generation circuit according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 10, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted here, and only differences from FIG. 1 are described.
10 is different from FIG. 1 in that the substrate gate of the field effect transistor M2 is connected to the ground voltage GND. Accordingly, the reference voltage generation circuit 1 of FIG. 1 is changed to a reference voltage generation circuit 1a.

このような構成において、前記図1と同様、プロセスの変動によって、基板やチャネルドープの不純物濃度がばらついても、電界効果トランジスタM2とM3の該各濃度は同様にばらつく。このため、図4に示すように、電界効果トランジスタM2とM3の各Vgs‐id特性は、図3の関係を保ったまま、左右にずれるだけであり、基準電圧Vrefの絶対値にはほとんど影響を与えず安定した基準電圧Vrefを発生させることができる。
また、電界効果トランジスタM2に基板バイアス効果が発生するため、前記第1の実施の形態と比較して、チャネル領域のポテンシャル差が若干温度特性を持つようになるが、従来よりも温度特性は小さい。
In such a configuration, the respective concentrations of the field effect transistors M2 and M3 similarly vary even if the impurity concentration of the substrate and the channel dope varies due to process variations, as in FIG. For this reason, as shown in FIG. 4, the Vgs-id characteristics of the field effect transistors M2 and M3 are merely shifted to the left and right while maintaining the relationship of FIG. 3, and the absolute value of the reference voltage Vref is hardly affected. A stable reference voltage Vref can be generated without giving
Further, since a substrate bias effect is generated in the field effect transistor M2, the potential difference in the channel region has a slight temperature characteristic as compared with the first embodiment, but the temperature characteristic is smaller than the conventional one. .

そこで、前記第1の実施の形態と同様にS3/S2の比を調整することにより基準電圧Vrefの温度特性を小さくすることができる。
また、電界効果トランジスタM2とM3のソース‐ドレイン間電圧VdsM2及びVdsM3は、前記第1の実施の形態と同様であるため、電源電圧VCCが変動しても、電界効果トランジスタM2及びM3のソース‐ドレイン間電圧はそれぞれ影響を受けなくなり、基準電圧Vrefの変動が起こらない。
Therefore, the temperature characteristic of the reference voltage Vref can be reduced by adjusting the ratio of S3 / S2 as in the first embodiment.
Since the source-drain voltages VdsM2 and VdsM3 of the field effect transistors M2 and M3 are the same as those in the first embodiment, even if the power supply voltage VCC varies, the source-drain voltages VdsM2 and VdsM3 of the field effect transistors M2 and M3 The drain-to-drain voltage is not affected and the reference voltage Vref does not fluctuate.

このように、本第2の実施の形態の基準電圧発生回路は、前記第1の実施の形態と同様の効果を得ることができると共に、例えば、p型基板中に電界効果トランジスタM1〜M3を構成する場合等、電界効果トランジスタM2の基板電圧が接地電圧GNDに固定されてしまう場合に使用できる。更に、電界効果トランジスタM1〜M3の基板電圧がすべて接地電圧GNDであることから、電界効果トランジスタ間にスペースを設ける必要がなく、チップ面積を縮小させることができる。   As described above, the reference voltage generation circuit according to the second embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment. For example, the field effect transistors M1 to M3 are provided in a p-type substrate. This can be used when the substrate voltage of the field effect transistor M2 is fixed to the ground voltage GND, such as when configured. Furthermore, since all the substrate voltages of the field effect transistors M1 to M3 are the ground voltage GND, it is not necessary to provide a space between the field effect transistors, and the chip area can be reduced.

なお、ノイズ特性等、ケースバイケースで前記第1の実施の形態又は第2の実施の形態を選択すればよい。   In addition, what is necessary is just to select the said 1st Embodiment or 2nd Embodiment on a case-by-case basis, such as a noise characteristic.

本発明の第1の実施の形態における基準電圧発生回路の例を示した回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example of a reference voltage generation circuit according to the first embodiment of the present invention. 図1の基準電圧発生回路1の基本動作を説明するための回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram for explaining a basic operation of the reference voltage generation circuit 1 of FIG. 1. 電界効果トランジスタM2とM3におけるそれぞれのVgs‐id特性の例を示した図である。It is the figure which showed the example of each Vgs-id characteristic in field effect transistor M2 and M3. 電界効果トランジスタM2とM3のVgs‐id特性におけるプロセス変動によるばらつきを示した図である。It is the figure which showed the dispersion | variation by the process fluctuation | variation in the Vgs-id characteristic of the field effect transistors M2 and M3. S3/S2の比を変えたときの基準電圧Vrefの温度特性の実験データを示した図である。It is the figure which showed the experimental data of the temperature characteristic of the reference voltage Vref when changing ratio of S3 / S2. 電界効果トランジスタM1のVs‐is特性の例を示した図である。It is the figure which showed the example of the Vs-is characteristic of the field effect transistor M1. 電界効果トランジスタM1の有無による基準電圧Vrefの電源電圧依存性を示した実験データである。It is experimental data which showed the power supply voltage dependence of the reference voltage Vref by the presence or absence of the field effect transistor M1. 図1の抵抗R1の構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example of resistance R1 of FIG. 図1の電界効果トランジスタM2の構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example of the field effect transistor M2 of FIG. 本発明の第2の実施の形態における基準電圧発生回路の例を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the example of the reference voltage generation circuit in the 2nd Embodiment of this invention. 従来の基準電圧発生回路の例を示した回路図である。It is a circuit diagram showing an example of a conventional reference voltage generation circuit. 図11の電界効果トランジスタ105と107におけるそれぞれのVgs‐id特性の例を示した図である。It is the figure which showed the example of each Vgs-id characteristic in the field effect transistors 105 and 107 of FIG. 従来の基準電圧発生回路の他の例を示した回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing another example of a conventional reference voltage generation circuit. 従来の基準電圧発生回路の他の例を示した回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing another example of a conventional reference voltage generation circuit. 図11の電界効果トランジスタ105と107のVgs‐id特性におけるプロセス変動によるばらつきを示した図である。It is the figure which showed the dispersion | variation by the process variation in the Vgs-id characteristic of the field effect transistors 105 and 107 of FIG. 電源電圧変動に伴う図11の電界効果トランジスタ105のVgs‐id特性の変動を示した図である。It is the figure which showed the fluctuation | variation of the Vgs-id characteristic of the field effect transistor 105 of FIG. 11 accompanying a power supply voltage fluctuation.

符号の説明Explanation of symbols

1,1a 基準電圧発生回路
M1〜M3,M20〜M26 電界効果トランジスタ
R1,R10〜R16 抵抗
F10,F11,F20,F21 ヒューズ
1,1a Reference voltage generation circuit M1-M3, M20-M26 Field effect transistor R1, R10-R16 Resistance F10, F11, F20, F21 Fuse

Claims (6)

所定の基準電圧を生成して出力する基準電圧発生回路において、
一端が所定の電源電圧に接続された、デプレッション型のnチャネル型電界効果トランジスタである第1の電界効果トランジスタと、
一端が該第1の電界効果トランジスタの他端に接続された、高濃度n型ゲートを有する第2の電界効果トランジスタと、
一端が該第2の電界効果トランジスタの他端に接続された抵抗と、
一端が該抵抗の他端に接続され、他端が接地電圧に接続された、高濃度p型ゲートを有する第3の電界効果トランジスタと、
を備え、
前記第1の電界効果トランジスタのゲートは、該第1の電界効果トランジスタと前記第2の電界効果トランジスタとの接続部に接続されると共に、前記第1及び第3の各電界効果トランジスタのサブストレートゲートは、それぞれ接地電圧に接続され、前記第2の電界効果トランジスタのゲート及びサブストレートゲート、並びに前記第3の電界効果トランジスタのゲートは、前記第2の電界効果トランジスタと前記抵抗との接続部にそれぞれ接続され、該抵抗と前記第3の電界効果トランジスタとの接続部から前記基準電圧が出力されることを特徴とする基準電圧発生回路。
In a reference voltage generation circuit that generates and outputs a predetermined reference voltage,
A first field effect transistor that is a depletion type n-channel field effect transistor, one end of which is connected to a predetermined power supply voltage;
A second field effect transistor having a high concentration n-type gate, one end connected to the other end of the first field effect transistor;
A resistor having one end connected to the other end of the second field effect transistor;
A third field effect transistor having a high concentration p-type gate, one end connected to the other end of the resistor and the other end connected to a ground voltage;
With
A gate of the first field effect transistor is connected to a connection portion between the first field effect transistor and the second field effect transistor, and a substrate of each of the first and third field effect transistors. The gates are respectively connected to a ground voltage, and the gate and substrate gate of the second field effect transistor, and the gate of the third field effect transistor are connection portions of the second field effect transistor and the resistor. And a reference voltage generating circuit, wherein the reference voltage is output from a connection portion between the resistor and the third field effect transistor.
所定の基準電圧を生成して出力する基準電圧発生回路において、
一端が所定の電源電圧に接続された、デプレッション型のnチャネル型電界効果トランジスタである第1の電界効果トランジスタと、
一端が該第1の電界効果トランジスタの他端に接続された、高濃度n型ゲートを有する第2の電界効果トランジスタと、
一端が該第2の電界効果トランジスタの他端に接続された抵抗と、
一端が該抵抗の他端に接続され、他端が接地電圧に接続された、高濃度p型ゲートを有する第3の電界効果トランジスタと、
を備え、
前記第1の電界効果トランジスタのゲートは、該第1の電界効果トランジスタと前記第2の電界効果トランジスタとの接続部に接続されると共に、前記第1から第3の各電界効果トランジスタのサブストレートゲートは、それぞれ接地電圧に接続され、前記第2及び第3の各電界効果トランジスタのゲートは、前記第2の電界効果トランジスタと前記抵抗との接続部にそれぞれ接続され、該抵抗と前記第3の電界効果トランジスタとの接続部から前記基準電圧が出力されることを特徴とする基準電圧発生回路。
In a reference voltage generation circuit that generates and outputs a predetermined reference voltage,
A first field effect transistor that is a depletion type n-channel field effect transistor, one end of which is connected to a predetermined power supply voltage;
A second field effect transistor having a high concentration n-type gate, one end connected to the other end of the first field effect transistor;
A resistor having one end connected to the other end of the second field effect transistor;
A third field effect transistor having a high concentration p-type gate, one end connected to the other end of the resistor and the other end connected to a ground voltage;
With
A gate of the first field effect transistor is connected to a connection portion between the first field effect transistor and the second field effect transistor, and a substrate of each of the first to third field effect transistors. The gates are respectively connected to a ground voltage, and the gates of the second and third field effect transistors are respectively connected to connection portions of the second field effect transistors and the resistors, and the resistors and the third A reference voltage generating circuit, wherein the reference voltage is output from a connection portion with the field effect transistor.
前記抵抗は、金属薄膜抵抗であることを特徴とする請求項1又は2記載の基準電圧発生回路。   3. The reference voltage generating circuit according to claim 1, wherein the resistor is a metal thin film resistor. 前記抵抗は、CrSiで形成されることを特徴とする請求項3記載の基準電圧発生回路。   4. The reference voltage generating circuit according to claim 3, wherein the resistor is made of CrSi. 前記抵抗は、可変抵抗であることを特徴とする請求項3又は4記載の基準電圧発生回路。   5. The reference voltage generating circuit according to claim 3, wherein the resistor is a variable resistor. 前記第2の電界効果トランジスタは、チャネル長可変の電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載の基準電圧発生回路。   6. The reference voltage generating circuit according to claim 1, wherein the second field effect transistor is a field effect transistor having a variable channel length.
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