JPH01258112A - 基準電圧及び基準電流発生用回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は種々の実質的に一定な基準電圧及び実質的に一
定の基準電流を発生することの可能な電子回路に関する
ものであって、更に詳細には、ガリウム砒素技術におい
て実現することの可能なその様な回路に関するものであ
る。

従来技術 半導体技術において実施するための典型的な回路は、そ
の適切な動作のために適宜の位置において印加されるべ
き複数個の異なった基準電圧を必要とする場合がある。

その−例として、第１Ａ図に示した人力バッフ７回路は
、トランジスタ２２゜２４からなる差動対及びトランジ
スタ２６．２８からなる差動対の動作中抵抗ＲＬＩ、Ｒ
Ｌ２を横断して実質的に一定の電圧の振れを与えるため
にそれぞれトランジスタ２０．２１のゲートへ印加され
るべき基準電圧ＶゎＦｌを必要とする場合がある。

更に、トランジスタ２６．２８からなる差動対と動作的
に関連したそれぞれの抵抗Ｒ６の各々を介して一定の電
流が［％給されることを確保するための能力を持つため
に基準電圧Ｖ　ＲＢＰ２が必要とされる場合がある。更
に、トランジスタ２２．２４が「シングルエンデツド」
人力型、即ちトランジスタ２２のゲートへの入力が人力
信号ＶＲＥＰ３の上及び下へ変化されるタイプのトラン
ジスタからなる差動対を構成する場合に基準電圧ＶＲＦ
！Ｐ３は有用である。又、例えば基準電圧ＶＲＲＰ４の
場合の如きある場合においては、この基準電圧は、ノー
ド３０上の電圧が高くなり過ぎることを制限するために
多数の差動対トランジスタ（その内の一つのみ２２．２
４において示しである）と動作的に結合させると言う事
実に起因して、大きな且つ変化する電流をシンク（吸い
込み）することが可能な場合がある。

従来、上述した如き必要性を充足するために、この様な
基準電圧及び電流を発生するための回路を提供するため
の試みがなされている。この様な回路は、これらの目的
を達成する上で制限を有しており、且つこの様な目的を
達成する上での困難性は、その様な回路をガリウム砒素
技術において実現しようと試みる場合には更に増加され
る。

目　　的 本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、回路
が実現される技術にかかわらず極めて効率的な態様で上
述した如き種々の基準電圧及び電流を発生することが可
能な回路を提供し且つこの様な回路をガリウム砒素技術
において効果的に実現されることを可能とすることを目
的とする。

構成 広義においては、本発明は、ガリウム砒素技術において
実現される半導体装置に関するものであり、それへ電源
を印加することにより実質的に一定な基準電圧を発生す
る回路手段を有する半導体装置を提供するものである。

本発明は、更に、ガリウム砒素技術において実現した半
導体装置を提供するものであって、それへ電圧が印加さ
れると実質的に一定の電流を発生する回路手段を有する
半導体装置が提１３Ｆ、される。

本発明は、更に、基準電圧を発生する装置を提供するも
のであって、該装置が、第一電圧供給端子と第二電圧供
給端子を有している。第一及び第二電界効果トランジス
タが前記第一及び第二電圧供給端子の間に直列接続され
ており、且つ前記第一トランジスタと動作的に関連され
ており前記第一トランジスタのピンチオフ電圧と実質的
に等しい電圧を発生するための手段が設けられている。

更に、第二トランジスタと動作的に関連しており前記第
二トランジスタのスレッシュホールド電圧と実質的に等
しい電圧を発生する手段が設けられている。前記基準電
圧は、前記第一及び第二電圧供給端子の間のノードにお
いて得られる。

本発明は、更に、電圧を発生する装置を提供するもので
あって、該装置は第一電圧供給端子と第二電圧供給端子
とを有している。デプリションモード電界効果トランジ
スタが第一及び第二電流取扱端子と電流制御端子とを有
しており、前記第一電流取扱端子は前記第一電圧供給端
子へ接続されている。抵抗が前記デプリションモード電
界効果トランジスタの前記第二電流取扱端子と前記第二
電圧（９給端子とに接続されている。前記デプリション
モード電界効果トランジスタの電流制御端子が前記第二
電圧供給端子へ接続されており、その際に前記抵抗を横
断しての電圧が前記デプリションモード電界効果トラン
ジスタのピンチオフ電圧と実質的に等しくなっている。

本発明は、更に、前記最初の抵抗を前記第二電圧供給端
子へ接続する第二抵抗を有しており、前記デプリション
モード電界効果トランジスタの前記電流制御端子は前記
第二の抵抗を介して前記第二電圧供給端子へ接続されて
いる。本発明は、更に、第一及び第二電流取扱端子と電
流制御端子とを持った第二のエンハンスメントモード電
界効果トランジスタを有している。前記第二抵抗は、前
記第二トランジスタの前記第一電流取扱端子へ接続され
ており、前記第二トランジスタの前記第二電流取扱端子
は前記第二電圧供給端子へ接続されており、その際に前
記第二抵抗は前記第二トランジスタを介して前記第二電
圧供給端子へ接続されている。前記最初のデプリション
モード電界効果トランジスタの前記電流制御端子は前記
第一及び第二抵抗の間に接続されており、第三抵抗が前
記第二トランジスタの前記第一電流取扱端子と電流制御
端子とを接続している。第四抵抗が、前記第二電圧０（
給端子において前記第二トランジスタの電流制御端子へ
接続しており、前記供給電圧は前記第一及び第二抵抗の
間のノードにおいて得られる。

広義において、本発明は、更に第一及び第二端子を持っ
た可変抵抗構成体を提供するものであり、それは、前記
第一端子へ接続された第一抵抗、前記第一抵抗及び第二
端子へ接続された第二抵抗、前記第一抵抗の一端を前記
第一抵抗の他端と接続する第一遮断可能リンク、及び前
記第二抵抗の一端を前記第二端子と接続する第二遮断可
能リンク、を有することを特徴としている。

広義において、本発明は、更に、第一電圧供給端子と第
二電圧Ｏ（給端子とを有しており、可変電流をシンク（
吸い込み）する一方丈質的に一定な基準電圧を発生する
装置を提供している。第一電流源が前記第一電圧供給端
子へ接続されている。

負荷が前記第一電流源へ接続されている。第二電流源が
前記負荷へ接続されており且つ前記第二電圧供給端子へ
接続されている。電界効果トランジスタは、前記第一電
流源と前記負荷との間に接続された第一電流取扱端子、
前記第二電圧供給端子へ接続された第二電流取扱端子、
前記負荷と前記第二電流源との間に接続された電流制御
端子を有している。

実施例 以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施の態様
について詳細に説明する。

第１図に示したものは、トランジスタ３０．３２から構
成される典型的な差動対である。この実施例においては
、該トランジスタはエンハンスメントモード接合電界効
果トランジスタであって、その各々はそのドレインをそ
れぞれの抵抗ＲＬ１を介して電圧供給端子３６へ接続し
ており且つそれらのソースを互いに共通接続させている
。これらのソースは、更に、別のエンハンスメントモー
ド接合電界効果トランジスタ３８のドレインへ接続され
ており、該トランジスタ３８のソースは抵抗４０を介し
て第二電圧供給端子４２へ接続しており、該端子４２は
接地電圧供給端子である。反転信号Ａ及びＡが、公知の
如く、それぞれのトランジスタ３０．３７のゲートへ印
加される。

この様な回路の動作において、各抵抗ＲＬ１を横断して
実質的に一定な電圧の振れが発生することが所望される
ことが認識されている。しかしながら、これらの抵抗Ｒ
ＬＩの抵抗値は温度と共に変化し更に装置の製造プロセ
スにおける変動によっても変化することが知られている
。

各抵抗ＲＬＩを横断しての実質的に一定な電圧の振れは
、抵抗４０を）黄断じての電圧が製造プロセス及び温度
の変動に対して実質的に一定状態を維持することを与え
ることによって達成することが可能である。一方、トラ
ンジスタ３８のゲートへ印加される電圧ＶＲＩ！ＰＩを
適切に発生することによってこの特徴を達成することも
可能である。

Ｌｊえられた電界効果トランジスタプロセスの場合に、
２つの異なったスレッシュホールドタイプのトランジス
タ間のスレッシュホールド電圧における差異は実質的に
一定であることが判明した。

即ち、例えば、１個のエンハンスメントと１個のデプリ
ションモードトランジスタとから２つのトランジスタが
構成されている特定の実施例において、Ｖ、−Ｖ、−一
定である。

この回路は、更に、抵抗４０を横断しての電圧、即ちＫ
を定数としてＫ　（Ｖ、−Ｖ、）を与えることに関係し
ている。理解される如く、これが達成されると、抵抗４
０を横断しての電圧は、温度変動及び装置の製造プロセ
スにおける変動とは無関係に実質的に一定に維持される
。

次に第２図及び第３図を参照して説明すると、第３図に
はデプリションモード接合電界効果トランジスタ５０が
示されており、そのドレインは電圧（ｊ％給端子５２へ
接続されており、「Ｌつそのソースは抵抗５４へ接続さ
れており、該抵抗５４は接地端子の形態における第二電
圧供給端子５６へ接続されている。トランジスタ５０の
ゲートも第二電圧供給端子５６へ接続されている。第２
図のグラフ図は、電圧Ｖｃｓ（ゲートとソースを横切る
電圧）が変化する場合の、ドレインとソースを横断する
電圧Ｖ。５を印加した場合の装置を介しての電流ＩＤと
の関係において典型的なトランジスタの性能を図示した
ものである。図示される如く、ｖＧｓを減少させること
により、ゲートとソースとの間の電圧が装置のピンチオ
フ電圧であるｖＰと等しくなるまで、装置を介して流さ
れる最大電流を減少させる。抵抗５４の抵抗値が比較的
高いものと仮定すると、外部電圧が端子５２へ供給され
ると、抵抗５４を横断しての電圧降下（ＶＲ９４−ＩＤ
ＳＸＲ５４）は迅速に一■、を越え、それはトランジス
タ５０をターンオフする傾向となる。しかしながら、ト
ランジスタ５０がオフしていると、ＶｓＷＶｏであり、
従ってＶＧＳ−０であり、トランジスタ５０がオンして
いることを意味する。その正味の降下は、トランジスタ
５０のソースが、ゲート電圧上方の約−ｖＰにおいて平
衡させる。

従って、抵抗５４を横断しての電圧は、抵抗５４の抵抗
値とは無関係に、実質的に−Ｖ、である。

第４図を参照すると、エンハンスメントモード接合電界
効果トランジスタ６０が示されており、そのドレインは
電圧供給端子６２へ接続されており、且つそのソースは
接地端子の形態における第二電圧供給端子６４へ接続さ
れている。トランジスタ６０は、そのゲートをそのドレ
インへ接続しており、且つそのゲートを抵抗６６へ接続
し、それは第二電圧供給端子へ接続されている。端子６
２へ供給される外部電圧及びトランジスタ６０がオフ状
態において電圧供給端子６２からトランジスタ６０を介
して電圧供給端子６４へ流れる電流を仮定すると、全て
の電流は抵抗６６を介して流れる。しかしながら、電流
と抵抗６６の抵抗値の積がトランジスタ６０のスレッシ
ュホールド電圧ｖＴよりも一層大きいものであるように
抵抗６６の値が選択されている場合には、トランジスタ
６０はオフとされることがなく、従って幾らかの電流が
トランジスタ６０を介して通過せねばならない。しかし
ながら、トランジスタ６０が著しくオンしていると、抵
抗６６を介して流れる電流を減少させるのに十分な電流
を取り、そのことは抵抗６６を横断しての電圧を降下さ
せ且つトランジスタ６０をターンオフする傾向となる。

従って、トランジスタ６０の寸法が十分に大きく選択さ
れると（即ち、トランジスタ６０がオンしている場合に
、それを介して流れる実際の電流よりも実質的に大きな
電流をシンク（吸い込み）することが可能であることを
意味する）、トランジスタ６０はちょうどオンの状態に
バイアスし、即ち、抵抗６６を横断しての電圧はトラン
ジスタ６０のスレッシュホールド電圧■７と実質的に等
しい。

第５図を参照すると、この回路は第４図に示した回路の
変形例であって、トランジスタ６０のドレインとトラン
ジスタ６０のゲートとの間に接続して抵抗６８を有して
いる。理解される如く、抵抗６８を介して流れる電流は
抵抗６６を介して流れる電流と同一であり、且つ抵抗６
８の抵抗値を抵抗６６の抵抗値のある倍数であるように
選択することによって、トランジスタ６０のスレッシュ
ホールド電圧ｖ７の倍数がノードＡにおいて発生される
。例えば、抵抗６８の抵抗値が抵抗６６の抵抗値の３倍
であると仮定すると、これらの抵抗６６．６８を横断し
ての全電圧降下は４Ｖ、であり、それはノードＡにおけ
る電圧と等しい。

第６図は、前述した特徴を組込んだ回路の実施例を示し
ている。図示した如く、この回路は、デプリションモー
ド接合電界効果トランジスタ８０を有しており、そのド
レインは第一電圧供給端子８２へ接続されており、且つ
そのソースは第一抵抗８４へ接続されている。第二抵抗
８６は第一抵抗８４と直列しており、第二抵抗８６はエ
ンハンスメントモード接合電界効果トランジスタ８８の
ドレインへ接続されており、該トランジスタ８８はその
ソースを接地端子である第二電圧端子９０へ接続してい
る。トランジスタ８０．８８は直列接続されている。ト
ランジスタ８０のゲートは抵抗８４を介してそのソース
へ接続しており、且つ抵抗８４．８６の間のノードＢへ
も接続されている。トランジスタ８８のドレインは抵抗
９２を介してそのゲートへ接続されており、そのトラン
ジスタ８８のゲートも抵抗９４を介して接地端子９０へ
接続されている。

別のエンハンスメントモード接合電界効果トランジスタ
９６は、そのゲートを抵抗８４．８６の間のノードＢへ
接続しており（このノードは又トランジスタ８０．８８
の間でもある）、そのドレインを第一電圧供給端子８２
へ接続されており、且つそのソースは可変抵抗９８へ接
続されており、その詳細は後に説明する。可変抵抗９８
は、又、別のエンハンスメントモード接合電界効果トラ
ンジスタ１００のドレインへ接続されており、該トラン
ジスタ１００はそのソースを接地供給端子９０へ接続し
ている。トランジスタ１００のゲートは、抵抗１０２を
介してそのドレインへ接続しており、更に、抵抗１０４
を介して接地供給端子へ接続している。可変抵抗９８の
出力値は、別のエンハンスメントモード接合電界効果ト
ランジスタ１０６のゲートへ印加され、該トランジスタ
１０６はそのドレインを電圧供給端子８２へ接続してお
り、且つそのソースを負荷１０８を介して接地供給端子
９０へ接続している。出力信号は、トランジスタ１０６
のソースからノードＣにおいてとられ、且つ第１図に示
したトランジスタ３８の均等物でありトランジスタ１１
６，１１８からなるそれぞれの差動対と動作的に結合さ
れている一連のトランジスタ１１０，１１２，１１４の
ゲートへ印加される。

２個のトランジスタ８０．８８を有する回路の部分は、
実質的に一定な基準電圧（Ｖ　ＲＥＦＩ）発生器として
作用し、その動作について以下詳細に説明する。初期的
に、電力が端子８２へ供給され、且つ一例として、抵抗
８４，８６，９２．９４が、それぞれ、５にΩ、１０に
Ω、２０にΩ、２２にΩの値を持っているものと仮定す
ると、抵抗８４を横断しての電圧降下は、実質的にトラ
ンジスタ８０の一■、であり、一方抵抗８６を横断して
の電圧降下は実質的にトランジスタ８０の一２Ｖ。

である（なぜならばミ上述した如き抵抗８４，８６が異
なった値を持っており、且つ両方の抵抗８４．８６を介
して同一の電流が通過すると言う事実に基づく）。更に
、抵抗９２を横断しての電圧降下は、実質的にトランジ
スタ８８のｖ７であり、一方抵抗９４を横断しての電圧
降下も実質的にトランジスタ８８のｖｌである。抵抗８
４．８６の間のノードＢは、実質的に、 ２Ｖ□−２Ｖ、　　＝　　２（Ｖｔ　　Ｖｐ）にある。

この点において注意すべきことであるが、Ｖ、−ＶＰは
実質的に一定である。ノードＤは実質的にトランジスタ
８８の２Ｖｔにある。従って、理解される如く、本回路
は、ノードＢにおいて２（ＶＴ　　ＶＰ）に等しい実質
的に一定な電圧を発生する。

抵抗８４，８６．９２．９４が、それぞれ、５１（Ω、
１０にΩ、８０にΩ、２０にΩの値を持つものと仮定す
ると、ノードＢにおける電圧の値は以下の如くなる。

５ＶＴ　　（トランジスタ８８　）　　　　２　Ｖ　ｐ
（トランジスタ８０） この電圧はトランジスタ９６のゲートへ印加され、それ
はｖ７の電圧降下を！ｊえ、従ってトランジスタのソー
スにおける電圧は４ＶＴ　　２ＶＰである。

抵抗１０２，１０４がそれぞれ２０１（Ω及び２０にΩ
の抵抗値を持つものと仮定すると、ノードＦは２ＶＴに
あり、従って可変抵抗９８から読取られ丁［つトランジ
スタ１０６のゲートへ印加される電圧は以下の如くなる
。

Ｖ　　−Ｋ’　　（Ｖ、０．抵抗９８　−　　Ｖｔ、、
。

抵抗９８）　　＋　　Ｖ、。、抵抗９８尚、Ｋ−２に’
であるから、 −Ｋ’　　［（４Ｖｔ　　　　　２Ｖ、）　　−２ＶＴ
］　　　＋　　２ＶＴ　　　＝　　Ｋ（ＶＴ　　　−Ｖ
、）　　　　＋　　２ＶＴ 上述した如く、この電圧は、トランジスタ１０６のゲー
トへ印加され、トランジスタ１０６及びトランジスタ１
１０を介して２個のスレッシュホールド電圧分降下し、
従ってノードＥに現れる電圧はＫ（Ｖｔ　　−Ｖａ）で
あり（これは抵抗１２０を横断しての電圧である）、そ
れはまさに所望のものである。

可変抵抗構成体９８の実施例を第７図に示しである。そ
れを製造する場合、図示した抵抗の各々は実質的に同一
の抵抗値を持つべく製造され、且つそれらは、全体的な
構成体が端子１５０，１．５１．１５２をＨしており１
１つトランジスタ１０６のゲートへ印加される端子１５
１から出力が取られるようにセットアツプされている。

可変抵抗構成体９８のレイアウトは端子１５１の両側に
おいて対称的であるので、第７図に示される端子１５１
の下側の可変抵抗構成体９８の部分についてのみ詳細に
説明し、１５］の上方の構成部分に対して対応する構成
要素には対応する番号を付しである。

抵抗１５４，１５６，１５８は直列しており、抵抗１５
８は一対の並列接続された抵抗１６０゜１６２へ接続さ
れており、これらの並列接続された抵抗１６０．１６２
は４個の並列接続された抵抗１６４，１６６．１６８，
１７０へ接続されており、これら４個の並列接続された
抵抗は端子１５２へ接続されている。レーザプログラム
可能なヒユーズ１７２を有する遮断可能なリンクが、端
子１５０を抵抗１５６，１５８の間のノードＧと接続し
ており、一方レーザプログラム可能なヒユーズ１７４を
有する同様な遮断可能なリンクが、ノードＧを抵抗１５
８と並列接続した一対の抵抗１６０．１６２の間のノー
ドＨと接続している。

更に、レーザプログラム可能なヒユーズ１７６の形態に
おける遮断可能なリンクがノードＨを並列接続した一対
の抵抗１６０，１６２と並列接続した４個の抵抗１６４
，１６６．１６８，１７０との間のノードＪと接続して
おり、且つ最後に、レーザプログラム可能なヒユーズ１
７８の形態の遮断可能なリンクがノードＪを端子１５２
と接続している。理解される如く、各抵抗値は実質的に
同一であるので、４個の並列抵抗１６４，１６６゜１６
８．１７０を横断しての電圧降下がＲ３であることを考
慮すると、並列した２つの抵抗１６０゜１６２を横断し
ての電圧降下は２Ｒ，であり、抵抗１５８を横断しての
電圧降下は４Ｒ，であり、且つ抵抗１５４，１５６を横
断しての電圧降下は８　Ｒ＋である。適宜のヒユーズを
ブロウ即ち飛ばすことによって、端子１５０から端子１
５２への第７図の＋１■成体の全体的な抵抗値を選択す
ることか可能であり、又抵抗値をそのように選択するこ
とによって（又それを横断しての電圧降下を選択するこ
とにより）、端子１５０において読取られる電圧信号を
選択することが可能である。

更に、実質的に一定な基準電圧を発生する回路を第８図
に示しである。この回路は、前述したのと同様にトラン
ジスタ２１６，２１８からなる差動対が設けられる場合
に適用可能なものであるが、この場合には、トランジス
タ２〕６のゲートへ印加される電圧は実質的に一定（Ｖ
　ｈｐｐ、）であり、一方トランジスタ２１８のゲート
へ印加される電圧はＶ　ＲＥＦ３よりも一層高い値から
Ｖ　ＲＥＰ３よりも一層低い値へ変化することが可能で
ある。この場合に、トランジスタ２１６のゲートへの入
力信号が、約１．５ｖであるＴＴＬ人力スレッシュホー
ルド条件を満足するものであることが望ましい。

更に、トランジスタ２１８のゲートへの信号の方向にお
いて逆バイアスされたダイオード２１９を介して信号が
印加される。電圧０％給端子１８２が負荷を介してトラ
ンジスタ２１８のゲートとダイオード２１９との間のノ
ードＲへ接続されており、１つ別のダイオード２２１が
トランジスタ２１８のゲートと付加的な実質的に一定の
基準電圧Ｖ　ＲＥＰ４と接続しており、この基準電圧の
発生については後に詳細に説明するダイオード２２１は
、又、基準電圧Ｖ　Ｒ１！Ｐ４からトランジスタ２１８
のゲートへ向かう方向において逆バイアスされている。

残りの構成は第６図の左側部分に示したものと同様であ
るが、抵抗１９８が可変ではなく値が一定しており、且
つダイオード２２３が抵抗１８４゜１８６を接続し且つ
電圧（３％給端子１８２から電圧１ｊＩ−給（接地）端
子１９０への方向に順方向バイアスされており、トラン
ジスタ１８０のゲートは抵抗８４とダイオード２２３と
の間のノードＢ′へ接続されており、更にトランジスタ
１９６のソースと抵抗１９８を接続する別のダイオード
２２５が設けられており、そのダイオードは電圧供給端
子１８２から電圧［％給端子１９０への方向において順
方向バイアスされており、トランジスタ２１６のゲート
はトランジスタ１９６のソースへ接続されている。抵抗
１９８は、ダイオード２２５とトランジスタ２００のド
レインとを接続している。

この場合、トランジスタ２１８は、約１．５ｖ十　φに
おいて一方の状態から他方の状態ヘスイッチする。尚、
φはダイオード２２５の順方向降下分の値である。従っ
て、トランジスタ２１６のゲートへ印加される基準電圧
Ｖ　ＲＥＰ３は、実質的に１．５■　＋　φに設定され
るべきである。

この場合において、実施したプロセスは２ｖＴ−２ＶＰ
　　−１，５Ｖを達成することが可能である。従って、
第６図の実施例におけるノードＢにおける電圧がＫ（Ｖ
Ｔ　　−Ｖｒ）にある場合に、ダイオード２２３を加え
ることによって、第８図のノードＢ′における電圧はφ
　＋　Ｋ（ＶＴ　　　　ＶＰ　）となる。Ｋを２と等し
く選択すると、抵抗は以下の如き値を持つ。

抵抗１８４　−　５にΩ 抵抗１８６　−　１０にΩ 抵抗１９２　−　２０にΩ 抵抗１９４　−　１０にΩ 抵抗１９８　−　１０にΩ 抵抗２０２　−　１０にΩ 抵抗２０４　−　１０にΩ 抵抗１８４を横断しての電圧は−ｖＰであり、ダイオー
ド２２３を横断しての電圧降下はφであり、抵抗１８６
を横断しての電圧降下は一２Ｖ、であり、抵抗１９２を
横断しての電圧は２Ｖ、であり、且つ抵抗１９４を横断
しての電圧はＶＴである。

ノードＢ′における電圧は３ＶＴ　　−２Ｖｐ＋　φで
あり、従ってトランジスタ１９６のソースから取られる
基準電圧（ノードＭ）は２　Ｖ　’ｒ−２Ｖ、　＋　φ
であり、即ちダイオード２２５を横断しての電圧はφで
あり、抵抗１９８を横断しての電圧降下は一２Ｖｐであ
り、且つ抵抗２０２．２０４の各々を横断しての電圧降
下は■７である。

第９図を参照すると、この回路の左側部分は第６図に示
したものと類似しているが、抵抗２８６とトランジスタ
２８８のドレインとの間にダイオード２２３が設けられ
ており、電圧供給端子３８２から電圧供給（接地）端子
３９０へ向かう方向において順方向バイアスされている
。しかしながら、トランジスタ３０６のソースから取ら
れる出力は差動対３１６，３１８へ接続されているトラ
ンジスタ３１０へ印加されることはない。そうではなく
、トランジスタ３１０のゲートへ印加される電圧は上に
最初に記載した基準電圧Ｖ　ＩＩＥＰＩである。この回
路は、更に、直列接続されたエンハンスメントモード接
合電界効果トランジスタ３５１゜３５３を有しており、
即ちトランジスタ３５１のドレインは電圧供給端子３８
２へ接続されており、且つそのソースはトランジスタ３
５３のドレインへ接続されている。トランジスタ３５３
のソースは抵抗３５５へ接続されており、抵抗３５５は
接地供給端子３９０へ接続されている。

同様に、エンハンスメントモード接合電界効果トランジ
スタ３５９，３６１は直列接続されており、即ちトラン
ジスタ３５９のドレインは電圧供給端子３８２へ接続し
ており、且つトランジスタ３５９のソースはトランジス
タ３６１のドレインへ接続している。トランジスタ３６
１のソースは、抵抗３６３を介して電圧供給端子３９０
へ接続している。トランジスタ３５１のゲートはトラン
ジスタ３１８のドレインへ接続しており、一方トランジ
スタ３５９のゲートはトランジスタ３１６のドレインへ
接続している。

コンデンサ３５７，３６５の形態におけるロード即ち負
荷は、温度変動及び装置の製造プロセスにおける変動に
関して実質的に一定である。

公知の如く、Ｉ　　−ＣｄＶ／ｄｔである。定電流を得
るためには、Ｉ／Ｃ−ｄＶ／ｄｉである、従ってｄＶ／
ｄｔは実質的に一定である。

抵抗３５５，３６３を介して定電流を得るために、同一
の値のものを選択し、且つ同一の値のコンデンサ３５７
，３６５を選択し、この様な各抵抗の値は温度によって
変化することを銘記しながら、各抵抗３５７．３６３を
横断しての電圧の値がその抵抗の値における変動（１−
Ｖ／Ｒ）をトラッキング即ち追跡することが望ましい。

ガリウム砒素技術においては抵抗の抵抗値が温度が増加
すると共に増加するということが知られているので、φ
　−ＫＶ、の和は、所望のに値を選択することによって
、抵抗の値と同一の割合で温度と共に増加させるように
することが可能である。

更に、抵抗２８４を横断しての電圧は−ｖＰであり、一
方抵抗２８６を（黄断しての電圧は−ＫＶ、であり、ダ
イオードを横断しての電圧はφであり、且つトランジス
タ２８８を横断しての電圧はＮＶＴである（前述した如
＜ＶＴを操作することを仮定する）。抵抗２８４，２８
６，２９２゜２９４の抵抗値を適宜選択したと仮定する
と、ノードＢ′は−Ｋｖ、　＋　φ　十　３ＶＴの電圧
レベルにあり、抵抗２８６を横断しての電圧は一３Ｖｐ
であり、且つノードＦにおける電圧は３Ｖｏである。可
変抵抗２９８の上部における電圧は２Ｖ丁　−ＢＶｐ　
　＋　φてあり、一方可変抵抗２９８の底部における電
圧は２ｖＴである。

該可変抵抗から取り出される電圧は、Ｋ（Ｖ＋ａｐ　　
−Ｖｂ−１）＋　　Ｖｂ−＋　　−Ｋ（ＢＶｐ　　＋　
φ）　　＋　　２Ｖ７であり、従って抵抗３５５（又は
３６７）を横断しての電圧はＫ　（−３Ｖｐ　　＋　φ
）である。従って理解される如く、抵抗３５５（又は３
６７）を横断しての電圧降下は、上述した所望の限定を
充足すべく選択されており、即ち、φ　−ＫＶ、の和は
、抵抗値と実質的に同一の割合で温度と共に増加及び減
少する。

最後に、第１０図を参照すると、実質的に一定な基準電
圧Ｖ　ＲＢＰ４を発生する回路が示されている。

前述した如く、差動対２１．６，２１８（第８図）のト
ランジスタ２１６へ印加される基準電圧は２Ｖｔ　　−
’２Ｖｐ　　＋　　φ−１，５Ｖ　　＋φである。ノー
ドＲが基中電圧Ｖ□、３よりも一層高いφに等しい電圧
にクランプされるように、逆バイアスされたダイオード
２２１へ印加される基／ｆ！電圧ｖｌｌＥｐ４が基■電
圧Ｖ　Ｒ２Ｆ３と実質的に等しいことが望ましい。更に
、この基準電圧ＶＲＰ、Ｆ４を発生する手段がゼロから
各ステージ（段）を介しての電流の１１倍ヘシンク（吸
い込み）せねばならないように多数のステージ（例えば
、最大で１１個のステージ）を基準電圧ＶＲ１！Ｆ４へ
接続することが望ましい場合がある。

この様な回路を第１０図に示しである。そこに示した如
く、抵抗４００がバイアス電流源４０２へ接続されてお
り、該バイアス電流源４０２は電圧供給端子４０４へ接
続されている。抵抗４００は、又、エンハンスメントモ
ード接合電界効果トランジスタ４０６のドレインへ接続
しており、又該トランジスタ４０６のドレインはそのゲ
ートへ接続されている。そのトランジスタ４０６のソー
スはデプリションモード接合電界効果トランジスタ４０
８のドレインへ接続されており、該トランジスタ４０８
のソースは抵抗４１０へ接続されている。その抵抗は、
デプリションモード接合電界効果トランジスタ４１２の
ドレインへ接続しており、該トランジスタ４］２のソー
スは抵抗４１６を介して電圧供給端子４１４へ接続され
ている。

トランジスタ４０８のゲートは、トランジスタ４１２の
ドレインへ接続されており、一方トランジスタ４１２の
ゲートは電圧供給端子４１４へ接続されている。ダイオ
ード４１８が、トランジスタ４１２のドレインと接地電
圧供給端子である電圧［％給端子４２０との間に接続さ
れており、ダイオード４１８は電圧供給端子４０４から
電圧供給端子４２０へ向かう方向において逆バイアスさ
れている。

更に、エンハンスメンｉ・モード接合電界効果トランジ
スタ４２２が設けられており、そのドレインは電圧［％
給端子４０４へ接続されており、そのゲートはトランジ
スタ４０６のソース及びトランジスタ４０８のドレイン
へ接続されており、且つそのソースはダイオード４２４
へ接続されており、一方該ダイオード４２４は電圧供給
端子４２０へ接続されており、このダイオード４２４は
電圧供給端子４０４から電圧供給端子４２０へ向かう方
向において順方向バイアスされている。トランジスタ４
２２のドレインが電流バイアス源４０２を介して電圧供
給端子４０４へ接続されている。

前述した如く、電流源４２６（これまで説明してきた回
路に対してロード即ち負荷として作用する）を介しての
電流は、０（ゼロ）■から１１１へ変化することが可能
である。電流バイアス源４０２が設けられているので、
トランジスタ４２２を介しての電流は１１１から２２１
へ変化し、従って１１対約Ｏではなく２対１の変化が得
られている。

第１０図の回路において、前述した如く抵抗値を適切に
選択すると、抵抗４００を横断しての電圧降下は一２Ｖ
ｐであり、トランジスタ４０６を横断しての電圧降下は
約Ｖ、であり、且つ抵抗４１０を横断しての電圧降下は
−ＶＰである。トランジスタ４２２のゲート対ソース接
合を横断しての電圧降下は約ｖ７であり、一方ダイオー
ド４２４を横断しての電圧降下はφである。トランジス
タ４２２は大型装置として設けられており、従って、そ
れは最大で２２１までシンク（吸い込み）するために多
少ｖＴを越えてターンオンすることを必要とするに過ぎ
ない。ノードＴは接地より下側の約φに維持される。な
ぜならば、シンク（吸い込み）電流は常に基準電流より
も実質的に大きいからである。シンク電流は、抵抗４１
６を介して通過し、且つ負の電圧が第二電圧供給端子４
１４において発生される。理解される如く、トランジス
タ４２２を介しての負荷電流が変動するので、本装置の
全体的なシンク電流において大きな変動があったとして
も、抵抗４００．トランジスタ４０６、トランジスタ４
０８及び抵抗４１６を介して指向される基準電流は実質
的に一定に維持される。

本回路の種々の実施例は、回路の特定の環境に依存して
、適宜間々の実質的に一定な基準電圧及び／又は電流を
発生することが可能なものであることを容品に理解する
ことが可能である。ここに記載した実施例の各々は、複
合半導体技術において容易に実施可能なものであり、こ
の様な実質的に一定な基準電圧又は電流を発生させるこ
とが特に問題となるものとして判明しているガリウム砒
素技術においても特に有利に実施することが可能なもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明回路を有利に適用することが可電圧対電
流特性を示したグラフ図、第３図は電界効果トランジス
タのピンチオフ電圧に実質的に等しい電圧を発生するた
めの回路を示した概略図、第４図は電界効果トランジス
タのスレッシュホールド電圧に実質的に等しい電圧を発
生する回路を示した概略図、第５図は電界効果トランジ
スタのスレッシュホールド電圧を乗算するための回路を
示した概略図、第６図は第１の実質的に一定な基準電圧
を発生するための回路を示した概略図、第°７図は第６
図の可変抵抗の回路を示した概略図、第８図は第２の実
質的に一定な基準電圧を発生する回路を示した概略図、
第９図は実質的に一定な基準電流を発生すべく適用され
た基準電圧を発生するための回路を示した概略図、第１
０図は第３の実質的に一定な基準電圧を発生するための
回路を示した概略図、である。 （符号の説明） ５２．５６７電圧１３（給端子 ６２．６４７電圧供給端子 ８２　　　：電圧供給端子 ９０　　　：接地端子 ９８　　　：可変抵抗 １０８　　　：ロード（負荷） １５０．１５１，１５２：端子 １７２．１７４．１７８ニレ−ザブログラム可能ヒユー
ズ ４０２　　　：バイアス電流源 ４０４．４１４．４２０：電圧供給端子４２６　　　：
電流源 図面の浄書（内容に変更なし） 口Ｇ、　１ ０Ｇ、　３　　　　　　　　　　　　　　　　　　　口
Ｇ、　４手続補正書防幻 平成元年４月７日 特許庁長官　　吉　１）文　毅　殿 １、事件の表示　　　昭和６３年　特許願　第３１５１
９２号２、発明の名称　　　基準電圧及び基準電流発生
用回路３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 ４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ガリウム砒素技術で構成した半導体装置において、
   それに電圧を印加すると実質的に一定な基準電圧を発生
   する回路手段を有することを特徴とする半導体装置。 ２、基準電圧発生装置において、第一電圧供給端子、第
   二電圧供給端子、前記第一及び第二電圧供給端子間に直
   列接続された第一及び第二電界効果トランジスタ、前記
   第一トランジスタと動作的に関連しており前記第一トラ
   ンジスタのピンチオフ電圧に実質的に等しい電圧を発生
   するための手段、前記第二トランジスタと動作的に関連
   されており前記第二トランジスタのスレッシュホールド
   電圧に実質的に等しい電圧を発生するための手段、を有
   しており、前記基準電圧が前記第一及び第二電圧供給端
   子間のノードで得られることを特徴とする装置。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記第一トランジ
   スタがデプリションモードトランジスタであることを特
   徴とする装置。 ４、特許請求の範囲第２項又は第３項の何れか１項にお
   いて、前記第二トランジスタがエンハンスメントモード
   トランジスタであることを特徴とする装置。 ５、ガリウム砒素技術において構成した半導体装置にお
   いて、それへ電圧を印加することにより実質的に一定な
   電流を発生する回路手段を有することを特徴とする半導
   体装置。 ６、電圧発生用装置において、第一電圧供給端子、第二
   電圧供給端子、第一及び第二電流取扱端子と電流制御端
   子とを持っており前記第一電流取扱端子が前記第一電圧
   供給端子へ接続されているデプリションモード電界効果
   トランジスタ、前記デプリションモード電界効果トラン
   ジスタの前記第二電流取扱端子と前記第二電圧供給端子
   とに接続されている抵抗、を有しており、前記デプリシ
   ョンモード電界効果トランジスタの前記電流制御端子が
   前記第二電圧供給端子へ接続されており、その際に前記
   抵抗を横断しての電圧が前記デプリションモード電界効
   果トランジスタのピンチオフ電圧に実質的に等しいこと
   を特徴とする装置。 ７、特許請求の範囲第５項において、前記抵抗を前記第
   二電圧供給端子へ接続させる第二の抵抗を有しており、
   前記デプリションモード電界効果トランジスタの前記電
   流制御端子が前記第二の抵抗を介して前記第二電圧供給
   端子へ接続されていることを特徴とする装置。 ８、特許請求の範囲第７項において、第一及び第二電流
   取扱端子と電流制御端子とを持った第二のエンハンスメ
   ントモード電界効果トランジスタを有しており、前記第
   二の抵抗が前記第二のトランジスタの前記第一電流取扱
   端子へ接続されており、前記第二のトランジスタの前記
   第二電流取扱端子が前記第二電圧供給端子へ接続されて
   おり、その際に前記第二の抵抗が前記第二のトランジス
   タを介して前記第二電圧供給端子へ接続されており、前
   記最初のデプリションモード電界効果トランジスタの前
   記電流制御端子が前記第一及び第二トランジスタの間に
   接続されており、前記第二のトランジスタの前記第一電
   流取扱端子と電流制御端子とを接続する第三の抵抗を有
   しており、前記第二のトランジスタの前記電流制御端子
   と前記第二電圧供給端子とを接続する第四の抵抗を有し
   ており、前記基準電圧が前記第一及び第二抵抗の間のノ
   ードにおいて得られることを特徴とする装置。 ９、特許請求の範囲第８項において、更に、付加的な回
   路手段を有しており、前記付加的な回路手段が、前記第
   一電圧供給端子へ接続した第一電流取扱端子を具備する
   と共に第二電流取扱端子を具備しており且つ前記ノード
   に接続した電流制御端子を具備した第三の電界効果トラ
   ンジスタ、前記第三のトランジスタの第二電流取扱端子
   へ接続した第五の抵抗、前記第五の抵抗へ接続した第一
   電流取扱端子を具備すると共に前記第二電圧供給端子へ
   接続した第二電流取扱端子を具備しており且つ電流制御
   端子を具備する第四の電界効果トランジスタ、前記第四
   のトランジスタの前記第一電流取扱端子を前記第四のト
   ランジスタの前記電流制御端子へ接続する第六の抵抗、
   前記第四のトランジスタの前記電流制御端子と前記第二
   電圧供給端子とを接続する第七の抵抗、を有することを
   特徴とする装置。 １０、特許請求の範囲第９項において、更に、前記第一
   及び第二の抵抗を接続しており且つ前記第一電圧供給端
   子から前記第二電圧供給端子へ向かう方向に順方向バイ
   アスされたダイオードを有しており、前記ノードが前記
   第一の抵抗とダイオードとの間であることを特徴とする
   装置。 １１、特許請求の範囲第９項において、更に、前記第五
   の抵抗と前記第三のトランジスタの前記第二電流取扱端
   子との間に接続しており且つ前記第一電圧供給端子から
   前記第二電圧供給端子へ向かう方向に順方向バイアスさ
   れているダイオードを有することを特徴とする装置。 １２、特許請求の範囲第１０項において、更に、前記第
   五の抵抗と前記第三のトランジスタの前記第二電流取扱
   端子を接続しており且つ前記第一電圧供給端子から前記
   第二電圧供給端子へ向かう方向に順方向バイアスされて
   いるダイオードを有することを特徴とする装置。 １３、特許請求の範囲第９項において、更に、前記第一
   電圧供給端子へ接続された第一電流取扱端子を具備して
   おり前記第五の抵抗へ接続された電流制御端子を具備し
   ており且つ第二電流取扱端子を具備している第五の電界
   効果トランジスタ、前記第五のトランジスタの前記第二
   電流取扱端子及び前記第二電圧供給端子へ接続されてい
   る負荷手段、を有することを特徴とする装置。 １４、特許請求の範囲第１３項において、更に、前記第
   一電圧供給端子へ接続されている第一電流端子を具備し
   ており前記第五のトランジスタの前記第二電流取扱端子
   へ接続されている電流制御端子を具備しており且つ第二
   電流取扱端子を具備している第六のトランジスタ、前記
   第六のトランジスタの前記第二電流取扱端子と前記第二
   電圧供給端子との間に接続されている負荷手段、を有す
   ることを特徴とする装置。 １５、特許請求の範囲第１４項において、前記第六のト
   ランジスタの前記第二電流取扱端子と前記第二電圧供給
   端子との間に接続されている前記負荷手段が抵抗を有す
   ることを特徴とする装置。 １６、特許請求の範囲第９項において、前記第五の抵抗
   が可変抵抗であることを特徴とする装置。 １７、第一及び第二端子を持った可変抵抗構成体におい
   て、前記第一端子に接続された第一抵抗、前記第一抵抗
   及び前記第二端子へ接続された第二抵抗、前記第一抵抗
   の一端を前記第一抵抗の他端と接続する第一遮断可能リ
   ンク、前記第二抵抗の一端を前記第二抵抗の他端と接続
   している第二遮断可能リンク、を有することを特徴とす
   る可変抵抗構成体。 １８、特許請求の範囲第１７項において、更に、前記第
   二抵抗と並列な第三抵抗を有することを特徴とする可変
   抵抗構成体。 １９、特許請求の範囲第６項乃至第１８項のうちの何れ
   か１項において、前記装置がガリウム砒素技術によって
   構成されていることを特徴とする装置。