JP6097582B2 - Constant voltage source - Google Patents

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Description

本発明は、定電圧源(基準電圧源)に関する。   The present invention relates to a constant voltage source (reference voltage source).

定電圧源に関連する従来技術の一例としては、特許文献1〜13、及び、非特許文献1〜7を挙げることができる。   Examples of conventional techniques related to the constant voltage source include Patent Documents 1 to 13 and Non-Patent Documents 1 to 7.

特開2008−262603号公報JP 2008-262603 A 特開平11−353045号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-353045 特開2003−78366号公報JP 2003-78366 A 特開2008−204148号公報JP 2008-204148 A 特開2010−152510号公報JP 2010-152510 A 特開2002−55724号公報JP 2002-55724 A 特開2010−231774号公報JP 2010-231774 A 国際公開 第2009/014042号International Publication No. 2009/014042 特開2010−176258号公報JP 2010-176258 A 特開2010−176270号公報JP 2010-176270 A 米国特許第6441680号U.S. Pat. No. 6,441,680 特開2008−134687号公報JP 2008-134687 A 特開2011−204164号公報JP 2011-204164 A

Behzad Razavi著, 黒田忠広 監訳,「アナログCMOS集積回路の設計」応用編, 丸善, 2003By Behzad Razavi, directed by Tadahiro Kuroda, "Analog CMOS Integrated Circuit Design" Application, Maruzen, 2003 Eric Vittoz, Jean Fellrath, "CMOS Analog Integrated Circuits Based on Weak Inversion Operation",IEEE Journal of Solid-State Circuits, VOL. SC-12, NO. 3, JUNE 1977Eric Vittoz, Jean Fellrath, "CMOS Analog Integrated Circuits Based on Weak Inversion Operation", IEEE Journal of Solid-State Circuits, VOL. SC-12, NO. 3, JUNE 1977 R. Jacob Baker, "CMOS Circuit Design, Layout, and Simulation" Revised Second Edition, Wiley-Interscience, 2008R. Jacob Baker, "CMOS Circuit Design, Layout, and Simulation" Revised Second Edition, Wiley-Interscience, 2008 Henri J. Oguey and Daniel Aebischer, "CMOS Current Reference Without Resistance", IEEE Journal of Solid-State Circuits, VOL. 32, NO. 7, JULY 1997Henri J. Oguey and Daniel Aebischer, "CMOS Current Reference Without Resistance", IEEE Journal of Solid-State Circuits, VOL. 32, NO. 7, JULY 1997 Eric A. Vittoz, Olivir Neyroud, "A Low-Voltage CMOS Bandgap Reference", IEEE Journal of Solid-State Circuits, VOL. SC-14, NO. 3, JUNE 1979Eric A. Vittoz, Olivir Neyroud, "A Low-Voltage CMOS Bandgap Reference", IEEE Journal of Solid-State Circuits, VOL. SC-14, NO. 3, JUNE 1979 Ken Ueno, Tetsuya Hirose, Tetsuya Asai, Yoshihito Amemiya, "A 300 nW, 15 ppm/ C, 20 ppm/V CMOS Voltage Reference Circuit Consisting of Subthreshold MOSFETs", IEEE Journal of Solid-State Circuits, VOL. 44, NO. 7, JULY 2009Ken Ueno, Tetsuya Hirose, Tetsuya Asai, Yoshihito Amemiya, "A 300 nW, 15 ppm / C, 20 ppm / V CMOS Voltage Reference Circuit Consisting of Subthreshold MOSFETs", IEEE Journal of Solid-State Circuits, VOL. 44, NO. 7, JULY 2009 Phillip E. Allen, Douglas R. Holberg, "CMOS Analog Circuit Design", Second Edition, Oxford University Press, 2002Phillip E. Allen, Douglas R. Holberg, "CMOS Analog Circuit Design", Second Edition, Oxford University Press, 2002

<BGR[band-gap reference]回路>
定電圧源としては、バイポーラトランジスタを使用したBGR回路が従来より広く用いられてきた。図21は、BGR回路の一例を示す回路図(非特許文献1のp.471, 図11.11に相当)である。
<BGR [band-gap reference] circuit>
As a constant voltage source, a BGR circuit using a bipolar transistor has been widely used. FIG. 21 is a circuit diagram (corresponding to p.471 of Non-Patent Document 1, FIG. 11.11) showing an example of the BGR circuit.

BGR回路の出力電圧Voutは、一般的に1.2Vであり、これを上回る電源電圧が必要となるため、低電圧動作が困難である。また、低消費電力化のために、図21のトランジスタQ1及びQ2に流れる電流量を数nAにしようとした場合、抵抗R1〜R3は数百MΩとなり、集積回路の製造プロセスで使用可能なシート抵抗の抵抗値が数kΩ/□では実装が難しい。一方、実装が可能な数百kΩの抵抗R1〜R3を用いた場合、BGR回路の消費電流は数μA(例えば特許文献12)となる。   The output voltage Vout of the BGR circuit is generally 1.2 V, and a power supply voltage higher than this is required, so that low voltage operation is difficult. Further, in order to reduce power consumption, when the amount of current flowing through the transistors Q1 and Q2 in FIG. 21 is set to several nA, the resistors R1 to R3 are several hundred MΩ, and the sheet can be used in the integrated circuit manufacturing process. Mounting is difficult when the resistance value of the resistor is several kΩ / □. On the other hand, when the resistors R1 to R3 of several hundred kΩ that can be mounted are used, the current consumption of the BGR circuit is several μA (for example, Patent Document 12).

なお、特許文献1ないし特許文献13の従来技術は、デプレッション型MOS[metal oxide semiconductor]トランジスタを使用しているので、デプレッション型MOSトランジスタの製造工程を有するプロセスでのみ適応が可能であり、一般的に用いられているエンハンスメント型MOSトランジスタの製造工程しか有していないプロセスでは適応することができなかった。   The conventional techniques of Patent Document 1 to Patent Document 13 use a depletion type MOS [metal oxide semiconductor] transistor, and therefore can be applied only to a process having a manufacturing process of a depletion type MOS transistor. The process having only the manufacturing process of the enhancement type MOS transistor used in the manufacturing method cannot be applied.

<サブスレッショルド定電流源>
また、省電力化のためには、カレントミラーの出力電流値が数nAオーダのサブスレッショルド領域(弱反転領域)で動作する回路の検討が必要である。次の(1)式で示すCMOS[complementary MOS]トランジスタのサブスレッショルド特性(弱反転特性)が発見された当初から、図22(非特許文献2のFig.8に相当)に示すような定電流源が作成されている。
<Subthreshold constant current source>
In order to save power, it is necessary to study a circuit that operates in a subthreshold region (weak inversion region) where the output current value of the current mirror is on the order of several nA. Constant current as shown in FIG. 22 (corresponding to FIG. 8 of Non-Patent Document 2) since the discovery of the sub-threshold characteristic (weak inversion characteristic) of the CMOS [complementary MOS] transistor represented by the following equation (1) A source has been created.

Figure 0006097582
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なお、(1)式において、ID:ドレイン電流、VT:熱電圧(室温で26mV)、ID0:VGS=VTH時のドレイン電流、VTH:閾値電圧(0.7V程度、プロセスや温度に依存)、VGS:ゲート電圧、n:弱反転スロープ係数(1<n<3)である。   In equation (1), ID: drain current, VT: thermal voltage (26 mV at room temperature), ID0: drain current at VGS = VTH, VTH: threshold voltage (about 0.7 V, depending on process and temperature), VGS: gate voltage, n: weak inversion slope coefficient (1 <n <3).

図22の定電流源は、ベータ乗算型(Beta-Multiplier)とも呼ばれるものであり(非特許文献3のp.624〜p.635を参照)、抵抗RとトランジスタT1及びT3のW/L比により、次の(2)式で出力電流値IRが求まる。ただし、(2)式の前提条件として、W2/L2=W4/L4=W6/L6とする。   The constant current source of FIG. 22 is also called a beta-multiplier (see p.624 to p.635 of Non-Patent Document 3), and the W / L ratio of the resistor R and the transistors T1 and T3. Thus, the output current value IR is obtained by the following equation (2). However, it is assumed that W2 / L2 = W4 / L4 = W6 / L6 as a precondition of the formula (2).

Figure 0006097582
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ここで、カレントミラーの出力電流値IRを数nAに抑えるためには、抵抗Rを数MΩにする必要があり、前述したようにシート抵抗値が数kΩ/□の抵抗では回路面積が増大する。なお、特許文献2〜5では、サブスレッショルド領域を用いたバンドギャップ定電圧源が開示されており、また、特許文献6ではサブスレッショルド領域を用いた定電流源が開示されているが、いずれの回路も抵抗を使用しており、面積が増大する。   Here, in order to suppress the output current value IR of the current mirror to several nA, the resistance R needs to be several MΩ, and the circuit area increases when the sheet resistance is several kΩ / □ as described above. . In Patent Documents 2 to 5, a band gap constant voltage source using a subthreshold region is disclosed, and in Patent Document 6, a constant current source using a subthreshold region is disclosed. The circuit also uses resistors, increasing the area.

<サブスレッショルド定電流源の回路面積削減>
抵抗による回路面積の増大を回避するために、図22の抵抗RをMOSトランジスタに置き換えたものが考案されている。図23は、定電流源の第2従来例を示す回路図(非特許文献4のFig.2に相当)である。図22の回路からは、T3→N1、T1→N2、R→N4、T4→P1、T2→P2、T6→Pxと置き換えられており、さらに、トランジスタN4のゲート電圧を生成するためのトランジスタP3とトランジスタN3が追加されている。なお、図22の抵抗Rに代えて設けられたトランジスタN4は「電流生成トランジスタ」と呼ばれる(特許文献7の段落[0044]を参照。)この方式によれば、集積回路での実装は可能であるが、図24(非特許文献4のFig.4に相当)に示したように、電源電圧依存性が悪いという問題があった。
<Circuit area reduction of subthreshold constant current source>
In order to avoid an increase in circuit area due to the resistor, a device in which the resistor R in FIG. 22 is replaced with a MOS transistor has been devised. FIG. 23 is a circuit diagram (corresponding to FIG. 2 of Non-Patent Document 4) showing a second conventional example of a constant current source. 22 is replaced by T3 → N1, T1 → N2, R → N4, T4 → P1, T2 → P2, and T6 → Px, and further includes a transistor P3 for generating the gate voltage of the transistor N4. And a transistor N3 is added. Note that the transistor N4 provided in place of the resistor R in FIG. 22 is referred to as a “current generating transistor” (see paragraph [0044] of Patent Document 7). According to this method, mounting in an integrated circuit is possible. However, as shown in FIG. 24 (corresponding to FIG. 4 of Non-Patent Document 4), there is a problem that the power supply voltage dependency is poor.

<サブスレッショルド定電流源の電源電圧特性改善>
定電流源の電源電圧依存特性を改善する方法としては、μAオーダの定電流源の場合と同様にオペアンプを挿入したり、カスコードカレントミラーにする方法が応用できる。オペアンプを挿入する場合は、図25(非特許文献3の図20.19に相当)のように構成するとよい。図22の回路からは、T1→M1、T2→M3、T3→M2、T4→M4と置き換えられている。
<Improvement of power supply voltage characteristics of subthreshold constant current source>
As a method for improving the power supply voltage dependency characteristic of the constant current source, a method of inserting an operational amplifier or a cascode current mirror can be applied as in the case of the constant current source of the μA order. In the case of inserting an operational amplifier, it is preferable to configure as shown in FIG. 25 (corresponding to FIG. 20.19 of Non-Patent Document 3). In the circuit of FIG. 22, T1 → M1, T2 → M3, T3 → M2, and T4 → M4 are replaced.

図26は、μAオーダの定電流源にオペアンプを追加したことによる電源電圧依存性の改善結果を示す図(非特許文献3のp.630, Fig.20.23に相当)である。本図では、0.6V〜1.2Vで電流値の電源電圧依存性が改善されたことが示されている。   FIG. 26 is a diagram showing a result of improving the power supply voltage dependency by adding an operational amplifier to a constant current source on the order of μA (corresponding to p.630 and FIG.20.23 of Non-Patent Document 3). In this figure, it is shown that the power supply voltage dependency of the current value is improved at 0.6V to 1.2V.

このようにして、電源電圧依存性の低い定電流源を作成することはできるが、図22、図23、図25の従来回路は、常に正の温度依存性、すなわち、温度上昇とともに電流値が増大する特性を持つ(特許文献7の段落[0056]や非特許文献3のp.631〜635を参照)。そのため、これらの従来回路を動作温度が変動する環境下で使用した場合、各々の出力電流は温度とともに増加するので、一定電流を供給できないという問題があった。なお、特許文献7はあくまで定電流源のみに関連する従来技術であり、定電圧の生成方法については何ら開示されていない。   In this way, a constant current source having a low power supply voltage dependency can be created. However, the conventional circuits of FIGS. 22, 23, and 25 always have a positive temperature dependency, that is, the current value increases as the temperature rises. (See paragraph [0056] of Patent Document 7 and pages 631-635 of Non-Patent Document 3). For this reason, when these conventional circuits are used in an environment where the operating temperature varies, each output current increases with temperature, and there is a problem that a constant current cannot be supplied. Note that Patent Document 7 is a conventional technique related only to a constant current source, and does not disclose any method for generating a constant voltage.

<サブスレッショルド電圧源>
図25に示した定電流源は温度依存性を持つが、温度依存性のない定電圧の生成を目的とする場合には、PTAT[proportional to absolute temperature]特性(正の温度特性)を持つ定電圧源と、CTAT[complementary to absolute temperature]特性(負の温度特性)を持つ定電圧源を用意し、定電流源の温度依存性を打ち消し合うように調整できる仕組みがあればよい。
<Subthreshold voltage source>
The constant current source shown in FIG. 25 has temperature dependency, but when generating a constant voltage without temperature dependency, a constant current source having a PTAT [proportional to absolute temperature] characteristic (positive temperature characteristic) is used. It is sufficient if a voltage source and a constant voltage source having a CTAT [complementary to absolute temperature] characteristic (negative temperature characteristic) are prepared and a mechanism capable of adjusting the temperature dependence of the constant current source to cancel each other out.

まず、CTAT定電圧源について説明する。図27で示したように、NMOSトランジスタのドレインとゲートを短絡してダイオード接続した場合、出力電圧Voがゲート電圧Vgsと等しくなる。従って、先出の(1)式より、出力電圧Voは次の(3)式で算出される。ここで、ドレイン電流ID が一定の場合、熱電圧VT(=kT/q、ただし、kはボルツマン定数1.38×10-23[J/K]、qは電気素量1.6×10-19[C])と、閾値電圧VTH(=VTH0−κT、ただしVTH0は絶対零度における閾値電圧、κは閾値電圧の温度係数)が温度Tによって変化する。 First, the CTAT constant voltage source will be described. As shown in FIG. 27, when the NMOS transistor drain and gate are short-circuited and diode-connected, the output voltage Vo becomes equal to the gate voltage Vgs. Therefore, the output voltage Vo is calculated by the following equation (3) from the above equation (1). Here, when the drain current ID is constant, the thermal voltage VT (= kT / q, where k is Boltzmann's constant 1.38 × 10 −23 [J / K], and q is the elementary charge 1.6 × 10 −. 19 [C]) and the threshold voltage VTH (= VTH0−κT, where VTH0 is the threshold voltage at absolute zero, and κ is the temperature coefficient of the threshold voltage) varies with the temperature T.

Figure 0006097582
Figure 0006097582

よって、(3)式を温度Tで微分すると、次の(4)式で温度微係数が求められる。   Therefore, when the equation (3) is differentiated by the temperature T, the temperature differential coefficient is obtained by the following equation (4).

Figure 0006097582
Figure 0006097582

ここで、通常のCMOSプロセスでは、次の(5)式が成立するので、ダイオード接続によって発生するゲート電圧Vgs及びドレイン電圧(出力電圧Vo)は、CTAT(負の温度特性)となる。   Here, in the normal CMOS process, since the following equation (5) is established, the gate voltage Vgs and drain voltage (output voltage Vo) generated by diode connection become CTAT (negative temperature characteristics).

Figure 0006097582
Figure 0006097582

次に、PTAT定電圧源について説明する。図28(非特許文献5のFig.7に相当)で示すように、W/L比の異なる2つのNMOSトランジスタをダイオード接続(ドレインとゲートを短絡)した場合、両トランジスタの接続ノードに現れる出力電圧Voは、図29(非特許文献5のFig.8に相当)で示すようにPTAT特性となる。   Next, the PTAT constant voltage source will be described. As shown in FIG. 28 (corresponding to FIG. 7 of Non-Patent Document 5), when two NMOS transistors having different W / L ratios are diode-connected (drain and gate are short-circuited), the output appearing at the connection node of both transistors The voltage Vo has PTAT characteristics as shown in FIG. 29 (corresponding to FIG. 8 of Non-Patent Document 5).

先出の(3)式より、2つのNMOSトランジスタのゲート電圧VGは、次の(6)式で表される。   From the above equation (3), the gate voltages VG of the two NMOS transistors are expressed by the following equation (6).

Figure 0006097582
Figure 0006097582

従って、両トランジスタの接続ノードに現れる出力電圧Voは、次の(7)式で求めることができる。   Therefore, the output voltage Vo appearing at the connection node of both transistors can be obtained by the following equation (7).

Figure 0006097582
Figure 0006097582

また、(7)式を温度Tで微分して温度微係数を求めると、熱電圧VT=kT/qより次の(8)式が得られる。   When the differential equation (7) is differentiated by the temperature T to obtain the temperature differential coefficient, the following equation (8) is obtained from the thermal voltage VT = kT / q.

Figure 0006097582
Figure 0006097582

ここで、La=Wa=Lb=20μm、Wb=200μmとすると、次の(9)式が導出されるので、出力電圧VoがPTAT特性を持つことが分かる。   Here, when La = Wa = Lb = 20 μm and Wb = 200 μm, the following equation (9) is derived, and it can be seen that the output voltage Vo has PTAT characteristics.

Figure 0006097582
Figure 0006097582

次に、CTAT定電圧源とPTAT定電圧源との組み合わせについて説明する。特許文献8や非特許文献6には、図30(特許文献8の図1に相当)で示すように、先出のCTAT定電圧源(図27)とPTAT定電圧源(図28)とを組み合わせて温度特性を一定にした定電圧源が開示されている。この回路では、基準電圧Vrefを生成するために3つの電流源3c、3d、3eに電流を流す必要があるので、消費電流が増大する。また、特許文献8の[数16]に示されるような煩雑な数式を満たすように、多数の素子を調整する必要があり、温度特性の調整の煩雑さが問題となっていた。   Next, a combination of a CTAT constant voltage source and a PTAT constant voltage source will be described. In Patent Document 8 and Non-Patent Document 6, as shown in FIG. 30 (corresponding to FIG. 1 of Patent Document 8), the above-mentioned CTAT constant voltage source (FIG. 27) and PTAT constant voltage source (FIG. 28) are provided. A constant voltage source having a constant temperature characteristic in combination is disclosed. In this circuit, current needs to flow through the three current sources 3c, 3d, and 3e in order to generate the reference voltage Vref, so that current consumption increases. In addition, it is necessary to adjust a large number of elements so as to satisfy a complicated mathematical formula as shown in [Equation 16] of Patent Document 8, and there is a problem of complicated adjustment of temperature characteristics.

次に、CTAT定電圧源とPTAT定電圧源を後段で加算する構成について説明する。図28の出力電圧VoはPTAT特性を持つが、ゲート電圧VGはCTAT特性を持つ。特許文献9には、図31(特許文献9の図1に相当)で示すように、このことを利用して後段に加算器を追加し、温度依存性を小さくした定電圧源が開示されている。ただし、この回路で温度依存性を無くすためには、後段に加算回路などの別回路が必要となるので、回路規模の増大や消費電力の増加を招くという問題があった。   Next, a configuration in which the CTAT constant voltage source and the PTAT constant voltage source are added in the subsequent stage will be described. Although the output voltage Vo in FIG. 28 has PTAT characteristics, the gate voltage VG has CTAT characteristics. As shown in FIG. 31 (corresponding to FIG. 1 of Patent Document 9), Patent Document 9 discloses a constant voltage source in which an adder is added to the subsequent stage and the temperature dependence is reduced by utilizing this fact. Yes. However, in order to eliminate the temperature dependency in this circuit, another circuit such as an adder circuit is required in the subsequent stage, which causes an increase in circuit scale and power consumption.

次に、PMOSトランジスタの温度特性とNMOSトランジスタの温度特性を組み合わせて定電圧源を構成する手法について説明する。特許文献11には、図32(特許文献11のFig.3に相当)で示すように、PMOSトランジスタの温度特性とNMOSトランジスタの温度特性を組み合わせて定電圧源を構成する例が開示されている。この回路は、温度依存性を持つ3つの独立した要素(PMOSトランジスタ(MP)、NMOSトランジスタ(MN)、抵抗(R1、R2))を含んでおり、基準電圧Vrefの温度依存性が各素子の絶対値に依存しているので、プロセスばらつきが大きいという問題があった。   Next, a method for configuring a constant voltage source by combining the temperature characteristics of the PMOS transistor and the NMOS transistor will be described. Patent Document 11 discloses an example in which a constant voltage source is configured by combining the temperature characteristics of a PMOS transistor and the temperature characteristics of an NMOS transistor, as shown in FIG. 32 (corresponding to FIG. 3 of Patent Document 11). . This circuit includes three independent elements (PMOS transistor (MP), NMOS transistor (MN), and resistors (R1, R2)) having temperature dependency, and the temperature dependency of the reference voltage Vref is determined by each element. Since it depends on the absolute value, there is a problem that process variation is large.

<目的>
本発明は、本願の発明者により見出された上記の課題に鑑み、温度依存性やプロセス依存性が少なく、低消費電力で回路面積の小さな定電圧源を提供することを目的とする。
<Purpose>
An object of the present invention is to provide a constant voltage source that has low temperature dependency and process dependency, low power consumption, and a small circuit area in view of the above problems found by the inventors of the present application.

上記の目的を達成するために、本発明に係る定電圧源は、基準電流を生成する定電流源と、温度微係数が正の第1電圧を発生させる第1トランジスタ及び第2トランジスタと、温度微係数が負の第2電圧を発生させる第3トランジスタと、を直列に接続して成り、前記第1電圧と前記第2電圧を足し合わせて一定の出力電圧を生成する構成(第1の構成)とされている。   In order to achieve the above object, a constant voltage source according to the present invention includes a constant current source that generates a reference current, a first transistor and a second transistor that generate a first voltage having a positive temperature differential coefficient, and a temperature A configuration in which a third transistor that generates a second voltage having a negative differential coefficient is connected in series, and the first voltage and the second voltage are added to generate a constant output voltage (first configuration) ).

なお、上記第1の構成から成る定電圧源において、前記第1トランジスタのドレインと前記第2トランジスタのソースは、いずれも前記出力電圧の出力端に接続されており、前記第1トランジスタのゲートと前記第2トランジスタのゲートは、いずれも前記第2トランジスタのドレインに接続されており、前記第2トランジスタのドレインは、前記定電流源に接続されており、前記第3トランジスタのドレインとゲートは、いずれも前記第1トランジスタのソースに接続されている構成(第2の構成)にするとよい。   In the constant voltage source having the first configuration, the drain of the first transistor and the source of the second transistor are both connected to the output terminal of the output voltage, and the gate of the first transistor The gate of the second transistor is connected to the drain of the second transistor, the drain of the second transistor is connected to the constant current source, and the drain and gate of the third transistor are In any case, a configuration (second configuration) connected to the source of the first transistor is preferable.

また、上記第2の構成から成る定電圧源において、前記第1〜第3トランジスタのバックゲートは、各トランジスタのソース、または、グランドに接続されている構成(第3の構成)にするとよい。   In the constant voltage source having the second configuration, the back gates of the first to third transistors may be connected to the source of each transistor or the ground (third configuration).

また、上記第1〜第3いずれかの構成から成る定電圧源において、前記第1トランジスタと前記第2トランジスタは互いのW/L比が異なる構成(第4の構成)にするとよい。   In the constant voltage source having any one of the first to third configurations, the first transistor and the second transistor may have different W / L ratios (fourth configuration).

また、上記第1〜第4いずれかの構成から成る定電圧源において、前記基準電流は、前記第1電圧の温度微係数の絶対値と前記第2電圧の温度微係数の絶対値が互いに一致する電流値に設定されている構成(第5の構成)にするとよい。   In the constant voltage source having any one of the first to fourth configurations, the absolute value of the temperature differential coefficient of the first voltage and the absolute value of the temperature differential coefficient of the second voltage of the reference current coincide with each other. It is preferable to adopt a configuration (fifth configuration) that is set to the current value to be used.

また、上記第1〜第5いずれかの構成から成る定電圧源において、前記基準電流は、前記第1〜第3トランジスタが弱反転領域で動作する電流値に設定されている構成(第6の構成)にするとよい。   In the constant voltage source having any one of the first to fifth configurations, the reference current is set to a current value at which the first to third transistors operate in a weak inversion region (sixth Configuration).

また、上記第1〜第5いずれかの構成から成る定電圧源において、前記基準電流は、前記第1〜第3トランジスタが中間反転領域または強反転領域で動作する電流値に設定されている構成(第7の構成)にするとよい。   In the constant voltage source having any one of the first to fifth configurations, the reference current is set to a current value at which the first to third transistors operate in an intermediate inversion region or a strong inversion region. (Seventh configuration) is preferable.

また、上記第1〜第7いずれかの構成から成る定電圧源において、前記第1トランジスタと前記第2トランジスタから成るトランジスタペアは、複数スタックされた構成(第8の構成)にするとよい。   In the constant voltage source having any one of the first to seventh configurations, a plurality of transistor pairs each including the first transistor and the second transistor may be stacked (eighth configuration).

また、上記第1〜第8いずれかの構成から成る定電圧源は、前記第3トランジスタ、若しくは、前記第1トランジスタと前記第3トランジスタに流れる前記基準電流を増減させるための第2定電流源をさらに有する構成(第9の構成)にするとよい。   The constant voltage source having any one of the first to eighth configurations is a second constant current source for increasing or decreasing the reference current flowing through the third transistor or the first transistor and the third transistor. It is good to make it the structure which has further (9th structure).

また、上記第1〜第9いずれかの構成から成る定電圧源において、前記定電流源は、前記基準電流の電流値を設定するための抵抗と、前記抵抗に流れる電流をミラーして前記基準電流を生成するカレントミラーと、を含む構成(第10の構成)にするとよい。   In the constant voltage source having any one of the first to ninth configurations, the constant current source mirrors a resistor for setting a current value of the reference current and a current flowing through the resistor. And a current mirror that generates current (a tenth configuration).

また、上記第10の構成から成る定電圧源において、前記定電流源は、前記カレントミラーに流れる電流量の電源電圧依存性を低減させるオペアンプを含んだ構成(第11の構成)にするとよい。   In the constant voltage source having the tenth configuration described above, the constant current source may be configured to include an operational amplifier (an eleventh configuration) that reduces power supply voltage dependency of the amount of current flowing through the current mirror.

また、上記第10または第11の構成から成る定電圧源において、前記定電流源は、前記抵抗として、電流生成トランジスタ、または、シート抵抗を利用する構成(第12の構成)にするとよい。   In the constant voltage source having the tenth or eleventh configuration, the constant current source may be configured to use a current generation transistor or a sheet resistance (a twelfth configuration) as the resistor.

また、上記第1〜第12いずれかの構成から成る定電圧源において、前記定電流源は、電界効果トランジスタのみ、バイポーラトランジスタのみ、または、両トランジスタの組み合わせにより形成されている構成(第13の構成)にするとよい。   In the constant voltage source having any one of the first to twelfth configurations, the constant current source may be formed by only a field effect transistor, only a bipolar transistor, or a combination of both transistors (a thirteenth configuration). Configuration).

また、本発明に係る半導体装置は、上記第1〜第13いずれかの構成から成る定電圧源を備えた構成(第14の構成)とされている。   The semiconductor device according to the present invention has a configuration (fourteenth configuration) including a constant voltage source having any one of the first to thirteenth configurations.

また、本発明に係る電子機器は、上記第1〜第13いずれかの構成から成る定電圧源を備えた構成(第15の構成)とされている。   An electronic apparatus according to the present invention has a configuration (fifteenth configuration) including a constant voltage source having any one of the first to thirteenth configurations.

本発明によれば、温度依存性やプロセス依存性が少なく、低消費電力で回路面積の小さな定電圧源を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a constant voltage source that has low temperature dependency and process dependency, low power consumption, and a small circuit area.

ダイオード接続された一対のNMOSトランジスタを示す回路図Circuit diagram showing a pair of diode-connected NMOS transistors 出力電圧Voとゲート電圧VGの温度特性を示す図The figure which shows the temperature characteristic of output voltage Vo and gate voltage VG 基準電流Idと温度微係数dV/dTとの相関関係を示す図The figure which shows the correlation of the reference current Id and the temperature differential coefficient dV / dT. 定電圧源の第1実施形態を示す回路図Circuit diagram showing a first embodiment of a constant voltage source 出力電圧Voの温度特性図Temperature characteristics diagram of output voltage Vo 第1実施形態の一変形例を示す回路図A circuit diagram showing a modification of the first embodiment 定電圧源の第2実施形態を示す回路図Circuit diagram showing a second embodiment of the constant voltage source 定電圧源の第3実施形態を示す回路図Circuit diagram showing a third embodiment of a constant voltage source 定電圧源の第4実施形態を示す回路図Circuit diagram showing a fourth embodiment of a constant voltage source 出力電圧Voの温度特性図Temperature characteristics diagram of output voltage Vo 定電流源I1の第1構成例を示す回路図Circuit diagram showing a first configuration example of the constant current source I1 定電流源I1の第2構成例を示す回路図Circuit diagram showing a second configuration example of the constant current source I1 定電流源I1の第3構成例を示す回路図Circuit diagram showing a third configuration example of the constant current source I1 定電流源I1の第4構成例を示す回路図Circuit diagram showing a fourth configuration example of the constant current source I1 定電流源I1の第5構成例を示す回路図Circuit diagram showing a fifth configuration example of the constant current source I1 定電流源I1の第6構成例を示すブロック図Block diagram showing a sixth configuration example of the constant current source I1 携帯電話(スマートフォン)の外観図External view of mobile phone (smartphone) タブレット端末の外観図External view of tablet terminal ノートパソコンの外観図External view of laptop デジタルカメラの外観図External view of digital camera BGR回路の一例を示す回路図Circuit diagram showing an example of BGR circuit 定電流源の第1従来例を示す回路図Circuit diagram showing a first conventional example of a constant current source 定電流源の第2従来例を示す回路図Circuit diagram showing a second conventional example of a constant current source 第2従来例の電源電圧依存性を示す図The figure which shows the power supply voltage dependence of a 2nd prior art example 定電流源の第3従来例を示す回路図Circuit diagram showing third conventional example of constant current source 電源電圧依存性の改善結果を示す図The figure which shows the improvement result of power supply voltage dependency CTAT定電圧源の一例を示す回路図Circuit diagram showing an example of a CTAT constant voltage source PTAT定電圧源の一例を示す回路図Circuit diagram showing an example of PTAT constant voltage source 出力電圧VoのPTAT特性を示す図The figure which shows the PTAT characteristic of the output voltage Vo 定電圧源の第1従来例を示す回路図Circuit diagram showing a first conventional example of a constant voltage source 定電圧源の第2従来例を示す回路図Circuit diagram showing a second conventional example of a constant voltage source 定電圧源の第3従来例を示す回路図Circuit diagram showing third conventional example of constant voltage source

<第1実施形態>
図1は、ダイオード接続された一対のNチャネル型MOS電界効果トランジスタTa及びTbを示す回路図である。トランジスタTa(Wa/La=0.5μm/20μm)のソース及びバックゲートは、いずれも接地端に接続されている。トランジスタTaのドレインとトランジスタTb(Wb/Lb=20μm/0.5μm)のソース及びバックゲートは、いずれも出力電圧Voの出力端に接続されている。トランジスタTa及びTbのゲートは、いずれもトランジスタTbのドレインに接続されている。トランジスタTbのドレインは、基準電流Idを生成する定電流源I1を介して電源端に接続されている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a circuit diagram showing a pair of diode-connected N-channel MOS field effect transistors Ta and Tb. The source and back gate of the transistor Ta (Wa / La = 0.5 μm / 20 μm) are both connected to the ground terminal. The drain of the transistor Ta and the source and back gate of the transistor Tb (Wb / Lb = 20 μm / 0.5 μm) are all connected to the output terminal of the output voltage Vo. The gates of the transistors Ta and Tb are both connected to the drain of the transistor Tb. The drain of the transistor Tb is connected to the power supply terminal via a constant current source I1 that generates a reference current Id.

図2は、出力電圧Voとゲート電圧VGの温度特性を示す図である。基準電流Id=5nA、10nA、15nA、20nAを印加したときの温度特性を確認すると、出力電圧Voの温度微係数(dVo/dT)は線形性に優れたPTAT特性を持ち、ゲート電圧VGの温度微係数(dVG/dT)は線形性に優れたCTAT特性を持つことが分かる。   FIG. 2 is a diagram illustrating temperature characteristics of the output voltage Vo and the gate voltage VG. When the temperature characteristics when the reference current Id = 5 nA, 10 nA, 15 nA, and 20 nA is applied, the temperature differential coefficient (dVo / dT) of the output voltage Vo has a PTAT characteristic with excellent linearity, and the temperature of the gate voltage VG. It can be seen that the derivative (dVG / dT) has a CTAT characteristic with excellent linearity.

図2からは、基準電流Idが増加すると、PTATの傾きが急峻となり、CTATの傾きが逆に緩やかになることが読み取れる。すなわち、この2つの特性を加算し、かつ、基準電流Idとして適切な電流値を選ぶことにより、温度依存性が極めて小さい定電圧源を作成することができる。   From FIG. 2, it can be read that when the reference current Id increases, the slope of PTAT becomes steep and the slope of CTAT becomes gentler. That is, by adding these two characteristics and selecting an appropriate current value as the reference current Id, a constant voltage source with extremely small temperature dependence can be created.

図3は、基準電流Idと温度微係数dV/dTとの相関関係を示す図である。図3からは、図中のポイントa(すなわちId=18nA)において、温度依存性が小さい定電圧源を作成できることが分かる。理論上、CTATの傾きは、先出の(4)式から基準電流Idが増えるほど緩やかになり、PTATの傾きは、先出の(8)式から基準電流Idに依らずほぼ一定となる。従って、ポイントaのように、PTAT特性を持つ出力電圧Voの温度微係数(dVo/dT)の絶対値と、CTAT特性を持つゲート電圧VGの温度微係数(dVG/dT)の絶対値が一致する箇所は、基準電流Idをスイープすることによって、必ず1点見つかる。   FIG. 3 is a diagram showing the correlation between the reference current Id and the temperature differential coefficient dV / dT. From FIG. 3, it can be seen that a constant voltage source having a small temperature dependency can be created at a point a in the drawing (ie, Id = 18 nA). Theoretically, the slope of CTAT becomes gentler as the reference current Id increases from the previous equation (4), and the slope of PTAT becomes almost constant regardless of the reference current Id from the previous equation (8). Therefore, as in point a, the absolute value of the temperature differential coefficient (dVo / dT) of the output voltage Vo having PTAT characteristics matches the absolute value of the temperature differential coefficient (dVG / dT) of the gate voltage VG having CTAT characteristics. One point is always found by sweeping the reference current Id.

図4は、定電圧源の第1実施形態を示す回路図である。第1実施形態の定電圧源1は、基準電流Idを生成する定電流源I1と、温度微係数が正の電圧V1を発生させるNチャネル型MOS電界効果トランジスタTa及びTb(PTAT定電圧源に相当)と、温度微係数が負の電圧V2を発生させるNチャネル型MOS電界効果トランジスタTc(CTAT定電圧源に相当)と、を直列に接続して成り、電圧V1と電圧V2を足し合わせることにより、温度微係数が小さい一定の出力電圧Voを生成する。   FIG. 4 is a circuit diagram showing a first embodiment of the constant voltage source. The constant voltage source 1 of the first embodiment includes a constant current source I1 that generates a reference current Id, and N-channel MOS field effect transistors Ta and Tb (PTAT constant voltage source) that generate a voltage V1 having a positive temperature differential coefficient. Equivalent) and an N-channel MOS field effect transistor Tc (corresponding to a CTAT constant voltage source) that generates a voltage V2 having a negative temperature differential coefficient, connected in series, and the voltage V1 and the voltage V2 are added. Thus, a constant output voltage Vo having a small temperature differential coefficient is generated.

各要素の接続関係について説明する。トランジスタTaのドレインとトランジスタTbのソースは、いずれも出力電圧Voの出力端に接続されている。トランジスタTaのゲートとトランジスタTbのゲートは、いずれもトランジスタTbのドレインに接続されている。トランジスタTbのドレインは、定電流源I1に接続されている。トランジスタTcのドレインとゲートは、いずれもトランジスタTaのソースに接続されている。トランジスタTcのソースは、グランドに接続されている。また、トランジスタTa〜Tcのバックゲートは、それぞれ、トランジスタTa〜Tcのソースに接続されている。   The connection relationship of each element will be described. The drain of the transistor Ta and the source of the transistor Tb are both connected to the output terminal of the output voltage Vo. Both the gate of the transistor Ta and the gate of the transistor Tb are connected to the drain of the transistor Tb. The drain of the transistor Tb is connected to the constant current source I1. The drain and gate of the transistor Tc are both connected to the source of the transistor Ta. The source of the transistor Tc is connected to the ground. The back gates of the transistors Ta to Tc are connected to the sources of the transistors Ta to Tc, respectively.

なお、トランジスタTaのW/L比は、Wa/La=0.5μm/20μmに設計されている。また、トランジスタTbのW/L比は、Wb/Lb=20μm/0.5μmに設計されている。すなわち、トランジスタTa及びTbは、互いのW/Lが異なる。また、トランジスタTcのW/L比は、Wc/Lc=0.5μm/20μmに設計されている。   The W / L ratio of the transistor Ta is designed to be Wa / La = 0.5 μm / 20 μm. The W / L ratio of the transistor Tb is designed to be Wb / Lb = 20 μm / 0.5 μm. That is, the transistors Ta and Tb have different W / L. The W / L ratio of the transistor Tc is designed to be Wc / Lc = 0.5 μm / 20 μm.

上記構成から成る定電圧源1において、図3のポイントaに相当する基準電流Id=18nAを流した場合、−50℃から+100℃の温度範囲における出力電圧Voの温度係数TCは、図5(出力電圧Voの温度特性図)で示したように、4.12ppm/℃ となった。上記の温度係数TCは、対象温度範囲で出力電圧Voの最大値、最小値、及び、平均値を求めておき、TC[ppm/℃]=(最大値−最小値)/(平均値×対象温度範囲)から算出することができる。   In the constant voltage source 1 having the above configuration, when a reference current Id = 18 nA corresponding to the point a in FIG. 3 is passed, the temperature coefficient TC of the output voltage Vo in the temperature range from −50 ° C. to + 100 ° C. is shown in FIG. As shown in the temperature characteristic diagram of the output voltage Vo, it was 4.12 ppm / ° C. As for the temperature coefficient TC, the maximum value, minimum value, and average value of the output voltage Vo are obtained in the target temperature range, and TC [ppm / ° C.] = (Maximum value−minimum value) / (average value × target) Temperature range).

なお、上記では、トランジスタTa〜TcのW/L比を固定した上で、電圧V1及びV2各々の温度微係数の絶対値が互いに一致するように、基準電流Idの電流値を調整する手法を例に挙げて説明を行ったが、定電圧源1の設計手法はこれに限定されるものではなく、上記とは逆に、基準電流Idを固定した上で、電圧V1及びV2各々の温度微係数の絶対値が互いに一致するように、トランジスタTa〜TcのW/L比を調整する手法を採用しても構わない。   In the above description, a method of adjusting the current value of the reference current Id so that the absolute values of the temperature differential coefficients of the voltages V1 and V2 coincide with each other after fixing the W / L ratio of the transistors Ta to Tc. Although the description has been given by way of example, the design method of the constant voltage source 1 is not limited to this, and conversely to the above, the reference current Id is fixed, and the temperature of each of the voltages V1 and V2 is small. You may employ | adopt the method of adjusting the W / L ratio of transistor Ta-Tc so that the absolute value of a coefficient may mutually correspond.

図6は、定電圧源1の一変形例を示す図である。トリプルウェル構造(N型ウェル、P型ウェル、ディープN型ウェル)を持つ製造プロセスであれば、トランジスタTa〜Tcのバックゲート電圧を個別に設定することができるので、図6(a)の回路構成(図4と同一の基本構成)を採用することができる。一方、トリプルウェル構造を持たない製造プロセスでは、図6(a)の回路構成を採用することができないので、図6(b)の回路構成(バックゲートをグランド(P型基板)に共通接続した構成)を採用することになる。この場合でも、ソースとバックゲートとの電圧差に注意することにより、本発明の設計手法を応用することができる。また、Nチャネル型MOS電界効果トランジスタTa〜TcをPチャネル型MOS電界効果トランジスタTa’〜Tc’に置き換える場合には、図6(c)の回路構成を採用することができる。この場合、電源電圧VDDから一定電圧が降下した出力電圧Voを生成することができる。   FIG. 6 is a diagram showing a modification of the constant voltage source 1. In the case of a manufacturing process having a triple well structure (N-type well, P-type well, deep N-type well), the back gate voltages of the transistors Ta to Tc can be individually set, so that the circuit of FIG. A configuration (the same basic configuration as in FIG. 4) can be adopted. On the other hand, in the manufacturing process having no triple well structure, the circuit configuration of FIG. 6A cannot be adopted, and therefore the circuit configuration of FIG. 6B (the back gate is commonly connected to the ground (P-type substrate)). Configuration) will be adopted. Even in this case, the design method of the present invention can be applied by paying attention to the voltage difference between the source and the back gate. When the N-channel MOS field effect transistors Ta to Tc are replaced with P-channel MOS field effect transistors Ta ′ to Tc ′, the circuit configuration of FIG. 6C can be employed. In this case, it is possible to generate the output voltage Vo in which a constant voltage has dropped from the power supply voltage VDD.

<第2実施形態>
図7は、定電圧源の第2実施形態を示す回路図である。定電圧源1の低消費電流化(基準電流Idの低減)を行いたい場合、図2におけるPTATの傾きを大きくすれば良いことが分かる。そこで、第2実施形態の定電圧源1は、図7(a)で示すように、CTAT定電圧源(破線CTATを参照)が直列接続されたPTAT定電圧源(破線PTAT1を参照)の出力端に、少なくとも一つのPTAT定電圧源(破線PTAT2を参照)をスタックした構成とされている。このように、トランジスタTa及びTbから成るトランジスタペアを複数スタックした構成とすることにより、PTATの傾きを大きくして、基準電流Idを絞ることが可能となる。なお、各トランジスタのバックゲートをソースに接続するかグランドに接続するかは、製造プロセスに応じて適宜選択すればよい。また、PTAT定電圧源のスタック数も任意である。
Second Embodiment
FIG. 7 is a circuit diagram showing a second embodiment of the constant voltage source. When it is desired to reduce the current consumption of the constant voltage source 1 (reduction of the reference current Id), it can be seen that the slope of PTAT in FIG. Therefore, as shown in FIG. 7A, the constant voltage source 1 of the second embodiment is an output of a PTAT constant voltage source (see the broken line PTAT1) in which a CTAT constant voltage source (see the broken line CTAT) is connected in series. At least one PTAT constant voltage source (see broken line PTAT2) is stacked at the end. As described above, by stacking a plurality of transistor pairs including the transistors Ta and Tb, it is possible to increase the inclination of PTAT and reduce the reference current Id. Note that whether the back gate of each transistor is connected to the source or the ground may be appropriately selected according to the manufacturing process. Further, the number of stacks of PTAT constant voltage sources is also arbitrary.

なお、第2実施形態(図7(a))と特許文献8(図7(b))との差違について特筆しておく。両構成とも、2つのPTAT定電圧源と1つのCTAT定電圧源を含むので、温度微係数の調整能力はほぼ同じである。しかし、特許文献8が3つの定電流源(I1、I1’、I1”)を要するのに対して、第2実施形態は2つの定電流源I1及びI1’で足りる。従って、各定電流源で生成される基準電流がいずれも同一である場合、第2実施形態の定電圧源1は、特許文献8と比べてその消費電流を2/3に抑えることができるので、消費電流削減の面で有利である。   It should be noted that the difference between the second embodiment (FIG. 7A) and Patent Document 8 (FIG. 7B). Since both configurations include two PTAT constant voltage sources and one CTAT constant voltage source, the temperature differential coefficient adjustment capability is substantially the same. However, while Patent Document 8 requires three constant current sources (I1, I1 ′, I1 ″), the second embodiment suffices with two constant current sources I1 and I1 ′. Since the constant voltage source 1 of the second embodiment can suppress the current consumption to 2/3 as compared with Patent Document 8, when the reference currents generated in FIG. Is advantageous.

<第3実施形態>
図8は、定電圧源の第3実施形態を示す回路図である。先出の(4)式より、CTATの温度微係数は、ドレイン電流Idによって調整できることが分かる。例えば、CTAT定電圧源を形成するトランジスタTcに流れる基準電流のみを増加したい場合には、図8(a)で示すように、電源端とトランジスタTcのドレインとの間に、基準電流Id2を生成する定電流源I2を追加すればよい。このような構成とすることにより、トランジスタTcには、基準電流(Id1+Id2)が流れることになる。
<Third Embodiment>
FIG. 8 is a circuit diagram showing a third embodiment of the constant voltage source. From the above equation (4), it is understood that the temperature differential coefficient of CTAT can be adjusted by the drain current Id. For example, when it is desired to increase only the reference current flowing through the transistor Tc forming the CTAT constant voltage source, the reference current Id2 is generated between the power supply terminal and the drain of the transistor Tc as shown in FIG. What is necessary is just to add the constant current source I2 to perform. With such a configuration, the reference current (Id1 + Id2) flows through the transistor Tc.

また、トランジスタTaは、トランジスタTbと共にPTAT定電圧源を形成しているが、トランジスタTa単体ではCTAT定電圧源として機能する。これを鑑み、トランジスタTa及びTcに流れる基準電流を増加したい場合には、図8(b)で示すように、電源端とトランジスタTaのドレインとの間に、基準電流Id2を生成する定電流源I2を追加すればよい。このような構成とすることにより、トランジスタTa及びTcには、基準電流(Id1+Id2)が流れることになる。   The transistor Ta forms a PTAT constant voltage source together with the transistor Tb, but the transistor Ta alone functions as a CTAT constant voltage source. In view of this, when it is desired to increase the reference current flowing through the transistors Ta and Tc, as shown in FIG. 8B, a constant current source that generates a reference current Id2 between the power supply terminal and the drain of the transistor Ta. What is necessary is just to add I2. With this configuration, the reference current (Id1 + Id2) flows through the transistors Ta and Tc.

一方、トランジスタTcに流れる基準電流のみを低減したい場合には、図8(c)で示すように、トランジスタTcのドレインとグランドとの間に、基準電流Id2を生成する定電流源I2を追加すればよい。このような構成とすることにより、トランジスタTcには、基準電流(Id1−Id2)が流れることになる。   On the other hand, when it is desired to reduce only the reference current flowing through the transistor Tc, as shown in FIG. 8C, a constant current source I2 that generates the reference current Id2 is added between the drain of the transistor Tc and the ground. That's fine. With such a configuration, the reference current (Id1-Id2) flows through the transistor Tc.

また、トランジスタTa及びTcに流れる基準電流を低減したい場合には、図8(d)で示すように、トランジスタTaのドレインとグランドとの間に、基準電流Id2を生成する定電流源I2を追加すればよい。このような構成とすることにより、トランジスタTa及びTcには、基準電流(Id1−Id2)が流れることになる。   Further, when it is desired to reduce the reference current flowing through the transistors Ta and Tc, as shown in FIG. 8D, a constant current source I2 that generates the reference current Id2 is added between the drain of the transistor Ta and the ground. do it. With this configuration, the reference current (Id1-Id2) flows through the transistors Ta and Tc.

なお、図8(a)〜(d)において、各トランジスタのバックゲートをソースに接続するかグランドに接続するかは、製造プロセスに応じて適宜選択すればよい。   In FIGS. 8A to 8D, whether the back gate of each transistor is connected to the source or the ground may be appropriately selected depending on the manufacturing process.

<第4実施形態>
図9は、定電圧源の第4実施形態を示す回路図である。第4実施形態の定電圧源1は、先の第1実施形態(図4)と同一の回路構成であるが、高温域(100℃〜150℃)における出力電圧Voの温度依存性を改善するために、トランジスタTa及びTcのW値と基準電流Idの電流値が変更されている。
<Fourth embodiment>
FIG. 9 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the constant voltage source. The constant voltage source 1 of the fourth embodiment has the same circuit configuration as that of the first embodiment (FIG. 4), but improves the temperature dependence of the output voltage Vo in a high temperature range (100 ° C. to 150 ° C.). Therefore, the W values of the transistors Ta and Tc and the current value of the reference current Id are changed.

より具体的に述べると、トランジスタTa及びTcのW値は、0.5μmから3μmに変更されている。また、W値を大きく設計したことに伴い、基準電流Idの電流値は、18nAから160nAに変更されている。   More specifically, the W values of the transistors Ta and Tc are changed from 0.5 μm to 3 μm. In addition, the current value of the reference current Id is changed from 18 nA to 160 nA due to the large design of the W value.

このような設計変更を行うことにより、高温域(100℃〜150℃)における出力電圧Voの温度依存性を改善し、図10で示したように、−50℃から+150℃の温度範囲における出力電圧Voの温度係数TCを9.71ppm/℃ とすることができる。   By making such a design change, the temperature dependence of the output voltage Vo in the high temperature range (100 ° C. to 150 ° C.) is improved, and the output in the temperature range of −50 ° C. to + 150 ° C. as shown in FIG. The temperature coefficient TC of the voltage Vo can be set to 9.71 ppm / ° C.

基準電流Idの電流量を増加させるほど、トランジスタTa〜Tcのドレイン電流IDは、VGS=VTH時のドレイン電流ID0に近くなるので、トランジスタTa〜Tcの動作領域は、弱反転領域(サブスレッショルド領域)から中間反転領域(Moderate inversion region:Tth<Vgs<Ton、非特許文献7のp.99、Fig3.5-2などを参照)へと移っていく。なお、今回利用した製造プロセスのID0は310nA程度である。   As the amount of the reference current Id is increased, the drain current ID of the transistors Ta to Tc becomes closer to the drain current ID0 at the time of VGS = VTH. Therefore, the operation region of the transistors Ta to Tc is a weak inversion region (subthreshold region). ) To an intermediate inversion region (Moderate inversion region: Tth <Vgs <Ton, see p.99 of Non-Patent Document 7, FIG. 3.5-2, etc.). The ID0 of the manufacturing process used this time is about 310 nA.

このように、基準電流Idは、トランジスタTa〜Tcが弱反転領域(サブスレッショルド領域)で動作する電流値に設定してもよいし、或いは、トランジスタTa〜Tcが中間反転領域や強反転領域(飽和領域)で動作する電流値に設定してもよい。   Thus, the reference current Id may be set to a current value at which the transistors Ta to Tc operate in the weak inversion region (subthreshold region), or the transistors Ta to Tc may be set to the intermediate inversion region or the strong inversion region ( The current value may be set to operate in the saturation region.

<定電流源>
図11は、定電流源I1の第1構成例を示す回路図である。図11(a)で示したように、第1構成例の定電流源I1は、いわゆるベータ乗算型であり、Pチャネル型MOS電界効果トランジスタP11〜P13と、Nチャネル型MOS電界効果トランジスタN11及びN12と、電流生成トランジスタMRまたはシート抵抗SRと、を含む。なお、図11では、起動回路の図示が省略されている。
<Constant current source>
FIG. 11 is a circuit diagram showing a first configuration example of the constant current source I1. As shown in FIG. 11A, the constant current source I1 of the first configuration example is a so-called beta multiplication type, and includes P-channel MOS field effect transistors P11 to P13, N-channel MOS field effect transistors N11, and N12 and a current generation transistor MR or a sheet resistance SR. In FIG. 11, the illustration of the activation circuit is omitted.

トランジスタP11〜P13のソースは、いずれも電源電圧VDDの印加端に接続されている。トランジスタP11〜P13のゲートは、いずれもトランジスタP12のドレインに接続されている。トランジスタP11のドレインは、トランジスタN11のドレインに接続されている。トランジスタP12のドレインは、トランジスタN12のドレインに接続されている。トランジスタN11及びN12のゲートは、いずれもトランジスタN11のドレインに接続されている。トランジスタN11のソースは、グランドに接続されている。トランジスタN12のソースは、電流生成トランジスタMRまたはシート抵抗SRを介してグランドに接続されている。トランジスタP13のドレインは、基準電流Idの出力端として、先に説明したトランジスタTbのドレインに接続されている。なお、図中の破線部分については、第1実施形態〜第4実施形態のいずれを採用しても構わない。   The sources of the transistors P11 to P13 are all connected to the application terminal of the power supply voltage VDD. The gates of the transistors P11 to P13 are all connected to the drain of the transistor P12. The drain of the transistor P11 is connected to the drain of the transistor N11. The drain of the transistor P12 is connected to the drain of the transistor N12. The gates of the transistors N11 and N12 are both connected to the drain of the transistor N11. The source of the transistor N11 is connected to the ground. The source of the transistor N12 is connected to the ground via the current generation transistor MR or the sheet resistance SR. The drain of the transistor P13 is connected to the drain of the transistor Tb described above as the output terminal of the reference current Id. In addition, about the broken line part in a figure, you may employ | adopt any of 1st Embodiment-4th Embodiment.

なお、トランジスタP11〜P13、並びに、トランジスタN11及びN12は、電流生成トランジスタMRまたはシート抵抗SRに流れる電流をミラーして基準電流Idを生成するカレントミラーを形成している。   The transistors P11 to P13 and the transistors N11 and N12 form a current mirror that generates a reference current Id by mirroring the current flowing through the current generation transistor MR or the sheet resistance SR.

また、電流生成トランジスタMRは、ゲートが出力電圧Voの印加端に接続されたNチャネル型MOS電界トランジスタであり、そのオン抵抗成分が基準電流Idの電流値を設定するための抵抗として利用される。   The current generation transistor MR is an N-channel MOS field transistor whose gate is connected to the application terminal of the output voltage Vo, and its on-resistance component is used as a resistor for setting the current value of the reference current Id. .

基準電流IdをnAオーダーに設計する場合には、図11(a)の回路構成を採用するとよい。この場合、電流生成トランジスタMR以外のトランジスタは、いずれも弱反転領域(サブスレッショルド領域)で動作する。一方、基準電流Idをより大きい電流値に設計する場合には、図11(b)の回路構成(=電流生成トランジスタMRよりも抵抗値の小さいシート抵抗SRを用いた構成)を採用するとよい。このように、定電圧源1では、弱反転領域(サブスレッショルド領域)で動作する定電流源と、強反転領域で動作する定電流源のいずれを用いることも可能である。   When designing the reference current Id to nA order, the circuit configuration of FIG. In this case, all transistors other than the current generating transistor MR operate in the weak inversion region (subthreshold region). On the other hand, when the reference current Id is designed to have a larger current value, the circuit configuration shown in FIG. 11B (= configuration using the sheet resistance SR having a resistance value smaller than that of the current generation transistor MR) may be employed. Thus, the constant voltage source 1 can use either a constant current source that operates in the weak inversion region (subthreshold region) or a constant current source that operates in the strong inversion region.

図12は、定電流源I1の第2構成例を示す回路図である。第2構成例は、第1構成例の改良型であり、トランジスタP11及びP12の各ドレイン電圧を一致させることにより、カレントミラーに流れる電流量の電源電圧依存性を低減させるオペアンプX1を含む点に特徴を有する。このような構成とすることにより、基準電流Idの電源電圧依存性を改善することができる。   FIG. 12 is a circuit diagram showing a second configuration example of the constant current source I1. The second configuration example is an improved type of the first configuration example, and includes an operational amplifier X1 that reduces the power supply voltage dependency of the amount of current flowing through the current mirror by matching the drain voltages of the transistors P11 and P12. Has characteristics. With such a configuration, it is possible to improve the power supply voltage dependency of the reference current Id.

なお、第2構成例は、電流生成トランジスタMRを用いる構成(図12(a))と、シート抵抗SRを用いる構成(図12(b))のいずれにも適用することが可能である。   The second configuration example can be applied to both the configuration using the current generation transistor MR (FIG. 12A) and the configuration using the sheet resistance SR (FIG. 12B).

図13は、定電流源I1の第3構成例を示す回路図である。第3構成例では、第2構成例で追加されたオペアンプX1の回路要素が詳細に描写されている。具体的に述べると、オペアンプX1は、トランジスタP21及びP22と、トランジスタN21〜N25と、を含む。   FIG. 13 is a circuit diagram showing a third configuration example of the constant current source I1. In the third configuration example, circuit elements of the operational amplifier X1 added in the second configuration example are depicted in detail. Specifically, the operational amplifier X1 includes transistors P21 and P22, and transistors N21 to N25.

トランジスタP21及びP22のソースは、いずれも電源電圧VDDの印加端に接続されている。トランジスタP21及びP22のゲートは、いずれもトランジスタP21のドレインに接続されている。トランジスタP21のドレインは、トランジスタN21のドレインに接続されている。トランジスタP22のドレインは、トランジスタN22のドレインに接続される一方、トランジスタP11及びP12のゲートにも接続されている。トランジスタN21のゲートは、トランジスタP12のドレインに接続されている。トランジスタN22のゲートは、トランジスタP11のドレインに接続されている。   The sources of the transistors P21 and P22 are both connected to the application terminal of the power supply voltage VDD. The gates of the transistors P21 and P22 are both connected to the drain of the transistor P21. The drain of the transistor P21 is connected to the drain of the transistor N21. The drain of the transistor P22 is connected to the drain of the transistor N22, and is also connected to the gates of the transistors P11 and P12. The gate of the transistor N21 is connected to the drain of the transistor P12. The gate of the transistor N22 is connected to the drain of the transistor P11.

トランジスタN21及びN22のソースは、いずれもトランジスタN23のドレインに接続されている。トランジスタN23のソースは、グランドに接続されている。トランジスタN23のゲートは、トランジスタN11のドレインに接続されている。トランジスタN24のドレインは、トランジスタP11のドレインに接続されている。トランジスタN25のドレインは、トランジスタP12のドレインに接続されている。トランジスタN24及びN25のゲートは、いずれもトランジスタN24のドレインに接続されている。トランジスタN24のソースは、トランジスタN11のドレインに接続されている。トランジスタN25のソースは、トランジスタN12のドレインに接続されている。   The sources of the transistors N21 and N22 are both connected to the drain of the transistor N23. The source of the transistor N23 is connected to the ground. The gate of the transistor N23 is connected to the drain of the transistor N11. The drain of the transistor N24 is connected to the drain of the transistor P11. The drain of the transistor N25 is connected to the drain of the transistor P12. The gates of the transistors N24 and N25 are both connected to the drain of the transistor N24. The source of the transistor N24 is connected to the drain of the transistor N11. The source of the transistor N25 is connected to the drain of the transistor N12.

このような構成を採用することにより、オペアンプX1をMOS電界効果トランジスタだけで形成することが可能となる。   By adopting such a configuration, the operational amplifier X1 can be formed of only a MOS field effect transistor.

なお、第3構成例のオペアンプX1は、電流生成トランジスタMRを用いる構成(図13(a))と、シート抵抗SRを用いる構成(図13(b))のいずれにも適用することが可能である。   Note that the operational amplifier X1 of the third configuration example can be applied to either a configuration using the current generation transistor MR (FIG. 13A) or a configuration using the sheet resistance SR (FIG. 13B). is there.

図14は、定電流源I1の第4構成例を示す回路図である。第4構成例は、第3構成例の変形例であり、トランジスタN23〜N25が除かれると共に、各要素間の接続関係が一部変更されている。   FIG. 14 is a circuit diagram showing a fourth configuration example of the constant current source I1. The fourth configuration example is a modification of the third configuration example, in which the transistors N23 to N25 are removed and the connection relationship between the elements is partially changed.

具体的に述べると、トランジスタP21及びP22のソースは、いずれも電源電圧VDDの印加端に接続されている。トランジスタP21及びP22のゲートは、いずれもトランジスタP21のドレインに接続されている。トランジスタP21のドレインは、トランジスタN21のドレインに接続されている。トランジスタP22のドレインは、トランジスタN22のドレインに接続される一方、トランジスタP11及びP12のゲートにも接続されている。トランジスタN21のゲートは、トランジスタP12のドレインに接続されている。トランジスタN22のゲートは、トランジスタP11のドレインに接続されている。トランジスタN21及びN22のソースは、いずれもグランドに接続されている。トランジスタN11のゲートは、トランジスタN11のドレインに接続されている。トランジスタN12のゲートは、トランジスタN12のドレインに接続されている。このように、トランジスタN11及びN12のゲートは、相互間の接続が解消されている。   Specifically, the sources of the transistors P21 and P22 are both connected to the application terminal of the power supply voltage VDD. The gates of the transistors P21 and P22 are both connected to the drain of the transistor P21. The drain of the transistor P21 is connected to the drain of the transistor N21. The drain of the transistor P22 is connected to the drain of the transistor N22, and is also connected to the gates of the transistors P11 and P12. The gate of the transistor N21 is connected to the drain of the transistor P12. The gate of the transistor N22 is connected to the drain of the transistor P11. The sources of the transistors N21 and N22 are both connected to the ground. The gate of the transistor N11 is connected to the drain of the transistor N11. The gate of the transistor N12 is connected to the drain of the transistor N12. In this way, the gates of the transistors N11 and N12 are disconnected from each other.

このような構成を採用することにより、オペアンプX1をより少ない素子数で形成することが可能となる。   By adopting such a configuration, the operational amplifier X1 can be formed with a smaller number of elements.

なお、第4構成例のオペアンプX1は、電流生成トランジスタMRを用いる構成(図14(a))と、シート抵抗SRを用いる構成(図14(b))のいずれにも適用することが可能である。   Note that the operational amplifier X1 of the fourth configuration example can be applied to both the configuration using the current generation transistor MR (FIG. 14A) and the configuration using the sheet resistance SR (FIG. 14B). is there.

図15は、定電流源I1の第5構成例を示す回路図である。第5構成例の定電流源I1は、Pチャネル型MOS電界効果トランジスタP11〜P13と、Nチャネル型MOS電界効果トランジスタN11及びN12と、シート抵抗SRと、pnp型バイポーラトランジスタQ11及びQ12(エミッタ面積比1:n)と、を含む。なお、図15では、図示を省略したが、シート抵抗SRを電流生成トランジスタMRに置き換えることもできる。   FIG. 15 is a circuit diagram showing a fifth configuration example of the constant current source I1. The constant current source I1 of the fifth configuration example includes P channel type MOS field effect transistors P11 to P13, N channel type MOS field effect transistors N11 and N12, a sheet resistance SR, and pnp type bipolar transistors Q11 and Q12 (emitter area). Ratio 1: n). Although not shown in FIG. 15, the sheet resistance SR can be replaced with a current generation transistor MR.

トランジスタP11〜P13のソースは、いずれも電源電圧VDDの印加端に接続されている。トランジスタP11〜P13のゲートは、いずれもトランジスタP11のドレインに接続されている。トランジスタP11のドレインは、トランジスタN11のドレインに接続されている。トランジスタP12のドレインは、トランジスタN12のドレインに接続されている。トランジスタN11及びN12のゲートは、いずれもトランジスタN12のドレインに接続されている。トランジスタN11のソースは、トランジスタQ11のエミッタに接続されている。トランジスタQ11のベースとコレクタは、いずれもグランドに接続されている。トランジスタN12のソースは、シート抵抗SRを介してトランジスタQ12のエミッタに接続されている。トランジスタQ12のベースとコレクタは、いずれもグランドに接続されている。トランジスタP13のドレインは、基準電流Idの出力端として、先に説明したトランジスタTbのドレインに接続されている。   The sources of the transistors P11 to P13 are all connected to the application terminal of the power supply voltage VDD. The gates of the transistors P11 to P13 are all connected to the drain of the transistor P11. The drain of the transistor P11 is connected to the drain of the transistor N11. The drain of the transistor P12 is connected to the drain of the transistor N12. The gates of the transistors N11 and N12 are both connected to the drain of the transistor N12. The source of the transistor N11 is connected to the emitter of the transistor Q11. The base and collector of the transistor Q11 are both connected to the ground. The source of the transistor N12 is connected to the emitter of the transistor Q12 via the sheet resistor SR. The base and collector of the transistor Q12 are both connected to the ground. The drain of the transistor P13 is connected to the drain of the transistor Tb described above as the output terminal of the reference current Id.

このように、BiCMOSプロセスを用いる場合には、定電流源I1の一部にバイポーラトランジスタQ11及びQ12を含めても構わない。また、図16で示したように、定電流源I1をバイポーラトランジスタのみで形成しても構わない。   Thus, when the BiCMOS process is used, the bipolar transistors Q11 and Q12 may be included in a part of the constant current source I1. Further, as shown in FIG. 16, the constant current source I1 may be formed of only a bipolar transistor.

<効果>
サブスレッショルド領域を利用した定電流源から定電圧を生成する従来の方法では、温度依存性やプロセス依存性による影響を低減しつつ、消費電力と回路面積を抑えることが困難であった。これに対して、上記実施形態の定電圧源1によれば、これらの課題を解決し、温度依存性やプロセス依存性が少なく、低消費電力で回路面積の小さな定電圧源を提供することが可能となる。
<Effect>
In the conventional method of generating a constant voltage from a constant current source using a subthreshold region, it is difficult to reduce power consumption and circuit area while reducing the influence of temperature dependency and process dependency. On the other hand, according to the constant voltage source 1 of the above embodiment, it is possible to solve these problems and to provide a constant voltage source that has low temperature dependency and process dependency, low power consumption, and a small circuit area. It becomes possible.

温度依存性については、非特許文献6の15ppm/℃(電流源の特性も含む)に対して、第1実施形態では4.12ppm/℃(電流源の特性は含まず)に改善した。また、抵抗を使わず、NMOSまたはPMOSのどちらか単一プロセスのみを用いて構成できるので、特許文献11の従来回路よりもプロセス依存性による影響を受けにくい。また、特許文献8や非特許文献6では3つの電流源を要するのに対して、上記実施形態では1つの電流源で足りるので、単純計算すると消費電力を1/3に削減することができる。また、回路面積についても、特許文献8では6つのトランジスタ(8a〜8d、9、10)を要するのに対して、上記実施形態では3つのトランジスタ(Ta〜Tc)で足りるので、回路面積を半減することができる。また、特許文献9では、追加で加算器が必要となるが、上記実施形態では追加回路が不要となるので、低消費電力化が見込めると共に、回路面積を削減することができる。   The temperature dependence was improved to 4.12 ppm / ° C. (not including the characteristics of the current source) in the first embodiment, compared to 15 ppm / ° C. (including the characteristics of the current source) of Non-Patent Document 6. In addition, since it can be configured using only a single process, either NMOS or PMOS, without using a resistor, it is less susceptible to process dependence than the conventional circuit of Patent Document 11. In addition, while three current sources are required in Patent Document 8 and Non-Patent Document 6, one current source is sufficient in the above-described embodiment. Therefore, simple calculation can reduce power consumption to 1/3. Also, with respect to the circuit area, in Patent Document 8, six transistors (8a to 8d, 9, 10) are required, whereas in the above embodiment, three transistors (Ta to Tc) are sufficient, so the circuit area is halved. can do. Further, in Patent Document 9, an adder is additionally required. However, in the above-described embodiment, an additional circuit is not required, so that low power consumption can be expected and the circuit area can be reduced.

<その他の変形例>
本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
<Other variations>
Various technical features disclosed in the present specification can be variously modified within the scope of the technical creation in addition to the above-described embodiment. That is, the above-described embodiment is an example in all respects and should not be considered as limiting, and the technical scope of the present invention is not the description of the above-described embodiment, but the claims. It should be understood that all modifications that come within the meaning and range of equivalents of the claims are included.

定電圧源は、アナログ回路の集積化に伴い、ほぼ全てのLSI[large scale integration]に搭載されている。従って、本発明は、LSI全般に利用することが可能であり、延いては、LSIを有する電子機器全般に利用することが可能である。特に、本発明は、低消費電力化が望まれるポータブル機器(例えば、携帯電話A(図17)、タブレット端末B(図18)、ノートパソコンC(図19)、及び、デジタルカメラ(図20))に適している。   The constant voltage source is mounted on almost all LSIs (large scale integration) with the integration of analog circuits. Therefore, the present invention can be used for LSIs in general, and by extension, can be used for electronic devices having LSIs. In particular, the present invention relates to portable devices in which low power consumption is desired (for example, mobile phone A (FIG. 17), tablet terminal B (FIG. 18), notebook computer C (FIG. 19), and digital camera (FIG. 20). Suitable for).

1 定電圧源(基準電圧源)
Ta、Tb、Tc Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ
Ta’、Tb’、Tc’ Pチャネル型MOS電界効果トランジスタ
I1、I1a〜I1c、I2 定電流源
P11〜P13 Pチャネル型MOS電界効果トランジスタ
N11、N12 Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ
MR 電流生成トランジスタ
SR シート抵抗
X1 オペアンプ
P21、P22 Pチャネル型MOS電界効果トランジスタ
N21〜N25 Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ
Q11、Q12 pnp型バイポーラトランジスタ
A 携帯電話(スマートフォン)
B タブレット端末
C ノートパソコン
D デジタルカメラ
1 Constant voltage source (reference voltage source)
Ta, Tb, Tc N-channel MOS field effect transistors Ta ′, Tb ′, Tc ′ P-channel MOS field effect transistors I1, I1a to I1c, I2 Constant current sources P11 to P13 P-channel MOS field effect transistors N11, N12 N channel type MOS field effect transistor MR Current generation transistor SR Sheet resistance X1 Operational amplifier P21, P22 P channel type MOS field effect transistor N21-N25 N channel type MOS field effect transistor Q11, Q12 pnp type bipolar transistor A Cellular phone (smart phone)
B Tablet device C Notebook computer D Digital camera

Claims (15)

基準電流を生成する定電流源と、
ゲートが前記定電流源に接続され、ドレインが出力電圧の出力端に接続され、ソース・ドレイン間に第1電圧を発生させる第1トランジスタと、
ゲートとドレインがいずれも前記定電流源に接続され、ソースが前記出力電圧の出力端に接続される第2トランジスタと、
ゲートとドレインがいずれも前記第1トランジスタのソースに接続され、ソース・ドレイン間に第2電圧を発生させる第3トランジスタと、
有し
温度微係数が正の前記第1電圧と温度微係数が負の前記第2電圧を足し合わせて前記出力電圧を一定にすることを特徴とする定電圧源。
A constant current source for generating a reference current;
A first transistor having a gate connected to the constant current source, a drain connected to an output terminal of an output voltage, and generating a first voltage between the source and the drain ;
A second transistor whose gate and drain are both connected to the constant current source and whose source is connected to the output terminal of the output voltage ;
A third transistor having a gate and a drain both connected to the source of the first transistor and generating a second voltage between the source and the drain ;
Have
A constant voltage source characterized in that the output voltage is made constant by adding the first voltage having a positive temperature differential coefficient and the second voltage having a negative temperature differential coefficient .
前記第1〜第3トランジスタのバックゲートは、各トランジスタのソース、または、グランドに接続されていることを特徴とする請求項に記載の定電圧源。 2. The constant voltage source according to claim 1 , wherein the back gates of the first to third transistors are connected to a source of each transistor or a ground. 前記第1トランジスタと前記第2トランジスタは、互いのW/L比が異なることを特徴とする請求項1または請求項に記載の定電圧源。 Wherein the first transistor second transistor, a constant voltage source of claim 1 or claim 2, characterized in that the mutual W / L ratios are different. 前記基準電流は、前記第1電圧の温度微係数の絶対値と前記第2電圧の温度微係数の絶対値が互いに一致する電流値に設定されていることを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の定電圧源。 The reference current is set to a current value in which an absolute value of a temperature differential coefficient of the first voltage and an absolute value of a temperature differential coefficient of the second voltage coincide with each other. 4. The constant voltage source according to any one of 3 . 前記基準電流は、前記第1〜第3トランジスタが弱反転領域で動作する電流値に設定されていることを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の定電圧源。 The reference current is a constant voltage source as claimed in any one of claims 1 to 4, characterized in that said first to third transistors are set to a current value that operate in the weak inversion region. 前記基準電流は、前記第1〜第3トランジスタが中間反転領域または強反転領域で動作する電流値に設定されていることを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の定電圧源。 The reference current is according to any one of claims 1 to 4 wherein said first through third transistors, wherein it is set to the current value running in the middle inversion region or strong inversion region Constant voltage source. 前記第1トランジスタと前記第2トランジスタから成るトランジスタペアは、複数スタックされていることを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の定電圧源。 The constant voltage source according to any one of claims 1 to 6 , wherein a plurality of transistor pairs each including the first transistor and the second transistor are stacked. 前記第3トランジスタ、若しくは、前記第1トランジスタと前記第3トランジスタに流れる前記基準電流を増減させるための第2定電流源をさらに有することを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の定電圧源。 The third transistor, or any one of claims 1 to 7, characterized in that it further comprises a second constant current source for increasing or decreasing the reference current flowing through the third transistor and the first transistor The constant voltage source described in the section. 前記定電流源は、
前記基準電流の電流値を設定するための抵抗と、
前記抵抗に流れる電流をミラーして前記基準電流を生成するカレントミラーと、
を含むことを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の定電圧源。
The constant current source is:
A resistor for setting a current value of the reference current;
A current mirror that mirrors a current flowing through the resistor to generate the reference current;
A constant voltage source according to any one of claims 1 to 8, which comprises a.
前記定電流源は、前記カレントミラーに流れる電流量の電源電圧依存性を低減させるオペアンプをさらに含むことを特徴とする請求項に記載の定電圧源。 The constant voltage source according to claim 9 , wherein the constant current source further includes an operational amplifier that reduces power supply voltage dependency of an amount of current flowing through the current mirror. 前記定電流源は、前記抵抗として、電流生成トランジスタ、または、シート抵抗を利用することを特徴とする請求項または請求項10に記載の定電圧源。 The constant voltage source according to claim 9 or 10 , wherein the constant current source uses a current generating transistor or a sheet resistance as the resistor. 前記定電流源は、電界効果トランジスタのみ、バイポーラトランジスタのみ、または、両トランジスタの組み合わせにより形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載の定電圧源。 The constant current source, a field effect transistor only, bipolar transistors only, or a constant voltage source according to any one of claims 1 to 11, characterized in that it is formed by a combination of the two transistors. 請求項1〜請求項12のいずれか一項に記載の定電圧源を備えた半導体装置。 The semiconductor device having a constant voltage source according to any one of claims 1 to 12. 請求項1〜請求項12のいずれか一項に記載の定電圧源を備えた電子機器。 Electronic apparatus provided with a constant voltage source according to any one of claims 1 to 12. 第2定電流源と、  A second constant current source;
前記第2定電流源に接続される第4トランジスタと、  A fourth transistor connected to the second constant current source;
前記第4トランジスタと合わせて温度微係数が正の第3電圧を発生させる第5トランジスタと、  A fifth transistor for generating a third voltage having a positive temperature differential coefficient together with the fourth transistor;
をさらに有し、  Further comprising
前記第1トランジスタのドレインが前記第4トランジスタのソースに接続され、  The drain of the first transistor is connected to the source of the fourth transistor;
前記第4トランジスタのドレインから一定の第2出力電圧を生成することを特徴とする請求項1に記載の定電圧源。  The constant voltage source according to claim 1, wherein a constant second output voltage is generated from a drain of the fourth transistor.
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