JP5085233B2 - 基準電圧発生回路及びタイマ回路 - Google Patents
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Description
(式1);Vbgr=R102/R101×(k×T÷q)×lnM+VF(D1)
(式2);Δid3=Δid1+Δid2
この電流増加分のΔid3が、抵抗素子R102およびダイオード素子D101に流れ込み、基準電圧Vbgrに変動が生じる。基準電圧の変動量をΔVbgrとして、P103の電圧変動を受ける前のドレイン電流をIDS(P103)とすると、ΔVbgrは以下の式3で表される。
(式3);ΔVbgr=Δid3×R102+(k×T÷q)×ln((Δid3+IDS(P103))÷IDS(P103)
図面を参照しつつ、本発明の第1の実施形態について説明する。図4は、本実施形態の基準電圧発生回路の構成図である。この基準電圧発生回路は、定電流源回路10と、電流電圧変換回路20と、第1電圧調整回路30と、第2電圧調整回路40とを備えている。この基準電圧発生回路では、定電流回路10の出力端(BGR)の電圧が、基準電圧Vbgrとして取り出される。
(式4)Vbgr=VF(D1)+i4×r2
尚、VF(D1)はダイオード素子D1の順方向電圧であり、r2は抵抗素子R2の抵抗値である。
(式5);i6=i5=(VCC−VTN4)/r3
式5において、VTN4、r3は電源電圧VCCに依存しないため、i6(=i5)はVCCが高くなると大きくなることがわかる。
(式6);Vbgr=(i2−(VCC−VTN4)/r3)×r2+VFD1
式6において、VCC、VTN4、及びr3は正の値であり、VCC>VTN4である。また、(VCC−VTN4)/r3は正の値であり、電源電圧VCCが高くなると、大きくなる。従って、i2−(VCC−VTN4)/r3は、電源電圧VCCが高くなると、小さくなる。よって、基準電圧Vbgrは、電源電圧VCCが高くなると、低くなることになる。すなわち、基準電圧Vbgrは電源電圧に対して一定ではなく、負の電圧依存性を持つことになる。
(式7);Vbgr’=(i2−(VCC’−VTN4)/r3)×r2+VFD1
従って、基準電圧Vbgrの電圧変動ΔVbgrは、Vbgr’−Vbgrより、下記式8で表される。
(式8);ΔVbgr=(i2−(VCC’−VTN4)/r3)×r2+VFD1−((i2−(VCC−VTN4)/r3)×r2+VFD1)=−VCC’×r2/r3+VCC×r2/r3=−(VCC’−VCC)×r2/r3
式8において、VCC’−VCCを電源電圧の変動量ΔVCCとすると、ΔVbgrは、下記式9で表される。
(式9);ΔVbgr=−ΔVCC×r2/r3
(式10);ΔVbgr=(i3’−(VCC’−VTN4)/r3)×r2+VFD1−((i3−(VCC−VTN4)/r3)×r2+VFD1)
ここで、ΔVbgr=0とすると、r3は、下記式11で表される。
(式11);r3=ΔVCC/Δi3
(式12);i7=(VCC−Vbgr)/r4
(式13);Vbgr=(i3+i7)×r2+VFD1=(i3+(VCC−Vbgr)/r4)×r2+VFD1
この式13をVbgrについて解くと、下記式14のようにVbgrが表される。
(式14);Vbgr=(i3×r2+VCC×r2/r4+VFD1)/(1+r2/r4)
この式14中において、VCC、r2及びr4は正の値である。従って、VCC×r2/r4は、電源電圧VCCが大きくなると大きくなる。すなわち、基準電圧Vbgrは、電源電圧VCCに対して正の電圧依存性を持つことになる。
続いて、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態は、第1の実施形態で説明したような基準電圧回路を、温度可変のタイマ回路に適用した例である。温度可変のタイマ回路は、例えば、擬似SRAMのリフレッシュタイマ等に用いられる。こうした用途に用いられるタイマ回路に対しては、高温で高速な周期で動作し、低温で低速に動作することが要求される。ただし、周期は、電源電圧に対しては依存しないことが求められる。
10 定電流源回路
20 電流電圧変換回路
30 第1電圧調整回路
40 第2電圧調整回路
50 電圧変換回路
60 リングオシレータ部
61 電流制御型リングオシレータ回路
Claims (13)
- 電源に接続され、基準電流を出力する定電流源回路と、
前記定電流回路の出力端に接続され、前記定電流回路の出力端に基準電圧を発生させる電流電圧変換回路と、
前記定電流回路の出力端に接続され、前記基準電圧の前記電源電圧に対する依存性を、正方向に調整する、第1電圧調整回路と、
前記定電流回路の出力端に接続され、前記基準電圧の前記電源電圧に対する依存性を、負方向に調整する、第2電圧調整回路と、
を具備する
基準電圧発生回路。 - 請求項1に記載された基準電圧発生回路であって、
前記第1電圧調整回路は、前記電流電圧変換回路へ第1電流を供給するように、前記出力端に接続されている
基準電圧発生回路。 - 請求項2に記載された基準電圧発生回路であって、
前記第1電圧調整回路は、前記出力端と前記電源間に設けられた、第1抵抗素子を備え、
前記第1電流は、前記第1抵抗素子を介して、前記出力端に供給される
基準電圧発生回路。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載された基準電圧発生回路であって、
前記第1電圧調整回路は、前記基準電流が前記電源電圧に対して依存性を有する場合に、前記基準電圧が前記電源電圧に対して依存しないように、前記基準電圧の電源電圧に対する依存性を調整する
基準電圧発生回路。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載された基準電圧発生回路であって、
前記第2電圧調整回路は、前記基準電流から第2電流を分流するように、前記出力端に接続されている
基準電圧発生回路。 - 請求項5に記載された基準電圧発生回路であって、
前記第2電圧調整回路は、前記電源とグランドとの間に設けられた第2抵抗素子、を備え、
前記第2電圧調整回路は、前記電源から前記第2抵抗素子へ流れる電流量に基づいて、前記基準電流を分流する
基準電圧発生回路。 - 請求項1乃至6のいずれかに記載された基準電圧発生回路であって、
前記第2電圧調整回路は、前記基準電流が前記電源電圧に対して依存性を有する場合に、前記基準電圧が前記電源電圧に対して依存しないように、前記基準電圧の電源電圧に対する依存性を調整する
基準電圧発生回路。 - 請求項1乃至7のいずれかに記載された基準電圧発生回路であって、
前記第1電圧調整回路は、第1スイッチを含み、
前記第2電圧調整回路は、第2スイッチを含み、
前記第1電圧調整回路は、前記第1スイッチがオンのときに前記基準電圧の電源電圧に対する依存性を調整し、
前記第2電圧調整回路は、前記第2スイッチがオンのときに前記基準電圧の電源電圧に対する依存性を調整する
基準電圧発生回路。 - 請求項1乃至8のいずれかに記載された基準電圧発生回路であって、
前記電流電圧変換回路は、前記定電流回路の出力端から供給される電流量に基いて、前記基準電圧を発生させる
基準電圧発生回路。 - 請求項1乃至9のいずれかに記載された基準電圧発生回路であって、
前記電流電圧変換回路は、前記出力端とグランドとの間に直列に接続された、第3抵抗素子と順方向の第1ダイオード素子とを備える
基準電圧発生回路。 - 請求項1乃至10のいずれかに記載された基準電圧発生回路であって、
前記電流電圧変換回路は、ドレインとゲートが前記出力端に接続されたトランジスタと、一端が前記第11トランジスタのソースに接続され他端が接地された第4抵抗素子とを備える
基準電圧発生回路。 - 請求項1乃至11のいずれかに記載された基準電圧発生回路と、
電流制御型リングオシレータ回路を含み、前記出力端電圧に基づいて前記電流制御型リングオシレータ回路に供給される電流量が決定される、リングオシレータ部と、
を具備する
タイマ回路。 - 請求項12に記載されたタイマ回路であって、
更に、
第2ダイオード素子を含み、
前記電流制御型リングオシレータ回路に供給される電流量は、前記第2ダイオード素子にも依存する
タイマ回路。
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