JPH01260512A - 定電圧発生回路 - Google Patents
定電圧発生回路Info
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- JPH01260512A JPH01260512A JP63090518A JP9051888A JPH01260512A JP H01260512 A JPH01260512 A JP H01260512A JP 63090518 A JP63090518 A JP 63090518A JP 9051888 A JP9051888 A JP 9051888A JP H01260512 A JPH01260512 A JP H01260512A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 101100081489 Drosophila melanogaster Obp83a gene Proteins 0.000 description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
- G05F3/02—Regulating voltage or current
- G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
- G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
- G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
- G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
- G05F3/24—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the field-effect type only
- G05F3/242—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the field-effect type only with compensation for device parameters, e.g. channel width modulation, threshold voltage, processing, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage
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- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は定電圧発生回路に関し、特に出力電圧の設定範
囲が広く、安定した特性の定電圧発生回路に関する。
囲が広く、安定した特性の定電圧発生回路に関する。
従来、半導体装置において、外部から供給される電圧と
は異なる電圧が必要な場合には、定電圧発止回路が用い
られる。第5図に従来の定電圧発主回路の回路図を示す
。P型のMOS型電界効果トランジスター(以下MOS
FETという)M41のゲートとドレインと、P型M
OS F E T M +□のソースと基板電位を接続
し、P型MOSFETM + +のソースと基板電位は
第1の電圧源V Oに接続し、P型M OS F E
TM + 2のゲートとドレインは第2の前圧源V 1
2 !接続し、P型MOSFETM4□のゲートとドレ
インとP型MOS P E T M42のソースと基
板電位との接続点を出力端子■。0ア、とじている。次
にこの回路の動作について説明する。
は異なる電圧が必要な場合には、定電圧発止回路が用い
られる。第5図に従来の定電圧発主回路の回路図を示す
。P型のMOS型電界効果トランジスター(以下MOS
FETという)M41のゲートとドレインと、P型M
OS F E T M +□のソースと基板電位を接続
し、P型MOSFETM + +のソースと基板電位は
第1の電圧源V Oに接続し、P型M OS F E
TM + 2のゲートとドレインは第2の前圧源V 1
2 !接続し、P型MOSFETM4□のゲートとドレ
インとP型MOS P E T M42のソースと基
板電位との接続点を出力端子■。0ア、とじている。次
にこの回路の動作について説明する。
第5図は第4図に示した従来例の特性図であり、横軸に
、出力V。t174の電圧を、縦軸にP型MOSF E
T M 41 、 M 42に流れる電流を示して
いる。
、出力V。t174の電圧を、縦軸にP型MOSF E
T M 41 、 M 42に流れる電流を示して
いる。
P型M OS F E T M h +は、第5図実線
4]に示すように、P型MOS F E T Mh
+のしきい値電圧をVTP41とすると、VOt174
の電圧がVt+ l VTP41 lからVt1の範
囲では、電流は流れず、vou’riの電圧がV41
1Vr□、Iより低い場合に電流が流れる。P型M O
S F E T M 12は、第5図実線42に示す
ように、P型M OS F E T M 4□のしきい
値電圧をVTP42とすると、vou’rtの電圧がV
4HからV12+1VTP1□1の範囲では電流は流
れず、VOUT4の電圧が■4゜+l ’Vrpt+
lよりも高い場合に電流が流れる。すると、安定状態て
の出力■。uTlの電圧は第5図の実線41と42の交
点で示される電圧V5となる。また、この電圧V5の値
は、次式(1)によって決定される。
4]に示すように、P型MOS F E T Mh
+のしきい値電圧をVTP41とすると、VOt174
の電圧がVt+ l VTP41 lからVt1の範
囲では、電流は流れず、vou’riの電圧がV41
1Vr□、Iより低い場合に電流が流れる。P型M O
S F E T M 12は、第5図実線42に示す
ように、P型M OS F E T M 4□のしきい
値電圧をVTP42とすると、vou’rtの電圧がV
4HからV12+1VTP1□1の範囲では電流は流
れず、VOUT4の電圧が■4゜+l ’Vrpt+
lよりも高い場合に電流が流れる。すると、安定状態て
の出力■。uTlの電圧は第5図の実線41と42の交
点で示される電圧V5となる。また、この電圧V5の値
は、次式(1)によって決定される。
Vs=Vt+ + ’l VTP12 l 十((V+
+ IVTPIll) (V41 +1VTP12
1)”g m4+ 十g m12 ここで gm4.:P型M OS F E T M
41の相互伝達コンダクタンス gm+、:p型M OS F E T M + 2の
相互伝達コンダクタンス 〔発明が解決しようとする課題〕 上述した従来の定電圧発生回路は、第5図かられかるよ
うに、出力V。UTJの電圧は、v42十l VTP4
2 lからVt11VT□11の範囲でしか設定できな
いという欠点がある。さらに、第4図で、Vi+=10
V、Vi2=5V、Vrp4+””VTpt2””
]、V。
+ IVTPIll) (V41 +1VTP12
1)”g m4+ 十g m12 ここで gm4.:P型M OS F E T M
41の相互伝達コンダクタンス gm+、:p型M OS F E T M + 2の
相互伝達コンダクタンス 〔発明が解決しようとする課題〕 上述した従来の定電圧発生回路は、第5図かられかるよ
うに、出力V。UTJの電圧は、v42十l VTP4
2 lからVt11VT□11の範囲でしか設定できな
いという欠点がある。さらに、第4図で、Vi+=10
V、Vi2=5V、Vrp4+””VTpt2””
]、V。
gmh+/ gm12”” 2/ ]
とするこのによって、第6図に示すように、P型M O
S F E T M +□に流れる電流は実線61に、
P型M OS F E T M < 2に流れる電流は
実線62となり、出力V。UT4の電圧は8■が得られ
る。しかし、半導体装置の製造過程で、P型MOSFE
TM+ + 、 M42ノしきい値電圧VTP41+
VTP42が変化し、Vrpt1=Vrpt2= 0
.5 Vになると、第6図の特性は、第7図に示すよう
に、P型MOS F E ’r Mh +に流れる電
流は実線71に、P型MOS F E T Mh 2
に流れる電流は実線γ2にそれぞれ変化し、出力voU
T4の電圧も約8.17’Vと変化してしまう欠点があ
る。
S F E T M +□に流れる電流は実線61に、
P型M OS F E T M < 2に流れる電流は
実線62となり、出力V。UT4の電圧は8■が得られ
る。しかし、半導体装置の製造過程で、P型MOSFE
TM+ + 、 M42ノしきい値電圧VTP41+
VTP42が変化し、Vrpt1=Vrpt2= 0
.5 Vになると、第6図の特性は、第7図に示すよう
に、P型MOS F E ’r Mh +に流れる電
流は実線71に、P型MOS F E T Mh 2
に流れる電流は実線γ2にそれぞれ変化し、出力voU
T4の電圧も約8.17’Vと変化してしまう欠点があ
る。
本発明の定電圧発生回路は、第1の導電型を有する第1
のMOSFETと、第1の導電型を有する第2のMOS
FETを直列に接続し、第1と第2のMOSFETの基
板電位は、各々のMOSFETのソースと同電位とし、
第1の導電型を有する第3のMOSFETのソースと基
板電位を第1のMOSFETのドレインに接続し、第3
のMOSFETのドレインとゲートを第1のM O,5
FETのり−トに接続し、第1の導電型を有する第4の
MOSFETのソースと基板電位を第2のMOSFET
のドレインに接続し、第4のMOSFETのドレインと
ゲートを第2のMOSFETのゲートに接続し、第1の
MOSFETのソースと基板電位に第1の電圧源を接続
し、第2のMOSFETのドレインと第4のMOSFE
Tのソースと基板電位に第2の電圧源を接続し、第]と
第2のMOSFETとの接続点を出力端子としている。
のMOSFETと、第1の導電型を有する第2のMOS
FETを直列に接続し、第1と第2のMOSFETの基
板電位は、各々のMOSFETのソースと同電位とし、
第1の導電型を有する第3のMOSFETのソースと基
板電位を第1のMOSFETのドレインに接続し、第3
のMOSFETのドレインとゲートを第1のM O,5
FETのり−トに接続し、第1の導電型を有する第4の
MOSFETのソースと基板電位を第2のMOSFET
のドレインに接続し、第4のMOSFETのドレインと
ゲートを第2のMOSFETのゲートに接続し、第1の
MOSFETのソースと基板電位に第1の電圧源を接続
し、第2のMOSFETのドレインと第4のMOSFE
Tのソースと基板電位に第2の電圧源を接続し、第]と
第2のMOSFETとの接続点を出力端子としている。
C実施例コ
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例の回路図である。第1の電圧
源Vllと第2の電圧源V l 2の間に、P型M O
S F E T M + +とM12を直列に接続し
、P型M OS F E T M l 3のソースと
基板電位をP型MOSFET M、、のドレインに接
続し、ゲートとドレインは、P型MOS P E T
M 1+のゲート=6− に接続し、P型MOS F E T :M+ tのソ
ースと基板電位をP型M OS F E T M l
2のドレインに接続し、ゲートとドレインはP型M
OS F E T M + 2のゲートに接続し、P
型MOSFET M、□とM 12の接続点を出力端
子V。UTIとしている。次にこの実施例の回路動作を
説明する。第2図は第1図に示した回路の特性図であり
、横軸に出力■。UTIの電圧を、縦軸にP型M OS
F E T M + t 、 M l 2に流れる
電流を示している。P型MOSFET Mll。
源Vllと第2の電圧源V l 2の間に、P型M O
S F E T M + +とM12を直列に接続し
、P型M OS F E T M l 3のソースと
基板電位をP型MOSFET M、、のドレインに接
続し、ゲートとドレインは、P型MOS P E T
M 1+のゲート=6− に接続し、P型MOS F E T :M+ tのソ
ースと基板電位をP型M OS F E T M l
2のドレインに接続し、ゲートとドレインはP型M
OS F E T M + 2のゲートに接続し、P
型MOSFET M、□とM 12の接続点を出力端
子V。UTIとしている。次にこの実施例の回路動作を
説明する。第2図は第1図に示した回路の特性図であり
、横軸に出力■。UTIの電圧を、縦軸にP型M OS
F E T M + t 、 M l 2に流れる
電流を示している。P型MOSFET Mll。
M+ 21 M+ 3r M+ 4のしきい値電圧が全
てVTPIで等しいとすると、P型MOSFET M
llのゲート電圧■。1、は、P型M OS F E
T M + +のドレイン電圧をv9.1とすると、
P型M OS F E T M 13によりVo++
= VDII I VTPI lとなる。しかるに
P型M OS F E T M 11に流れる電流は
第5図実線21に示すように、P型M OS F E
T M 11のドレイン、すなわち出力■。’UTI
の電圧がVllより低い領域で電流が流れる。次にP型
MOSFETM l 2 ノゲート電圧V G l 2
は、P型MOS F E T M12ノドレイン電圧
をV D l 2とすると、P型MOSFETM 14
により■。12”VD12 1 VTPI lとなる。
てVTPIで等しいとすると、P型MOSFET M
llのゲート電圧■。1、は、P型M OS F E
T M + +のドレイン電圧をv9.1とすると、
P型M OS F E T M 13によりVo++
= VDII I VTPI lとなる。しかるに
P型M OS F E T M 11に流れる電流は
第5図実線21に示すように、P型M OS F E
T M 11のドレイン、すなわち出力■。’UTI
の電圧がVllより低い領域で電流が流れる。次にP型
MOSFETM l 2 ノゲート電圧V G l 2
は、P型MOS F E T M12ノドレイン電圧
をV D l 2とすると、P型MOSFETM 14
により■。12”VD12 1 VTPI lとなる。
しかるにP型MOSFET M+□に流れる電流は、
第5図実線22に示すように、P型MOSFETM+2
のソースすなわち出力V。UT工の電圧がV12よりも
高い領域で電流が流れる。すると安定状態での出力■。
第5図実線22に示すように、P型MOSFETM+2
のソースすなわち出力V。UT工の電圧がV12よりも
高い領域で電流が流れる。すると安定状態での出力■。
tlTlの電圧は、第2図の実線21と実線22の交点
で示される電圧■2となる。また、この電圧■2の値は
、P型MOS PE T M1+ 、 M+2 。
で示される電圧■2となる。また、この電圧■2の値は
、P型MOS PE T M1+ 、 M+2 。
M131M + 4のしきい値電圧が全て等しいとする
と、次式(2)によって決定される。
と、次式(2)によって決定される。
V2=V12 +、(Vll VL2) Xg ml
l 十g m12 ここで g+++++:P型M OS F E T
M + +の相互伝達コンダクタンス g−+2:P型M OS F E T M + 2の
相互伝達コンダクタンス この式(2)からもわかるように、本実施例では、gm
+□とgm+zを設定することにより、出力端子vou
r+の電圧は、電圧源V 11とV12の間の任意の電
圧に設定でき、またP型M OS F E T M
+ + 。
l 十g m12 ここで g+++++:P型M OS F E T
M + +の相互伝達コンダクタンス g−+2:P型M OS F E T M + 2の
相互伝達コンダクタンス この式(2)からもわかるように、本実施例では、gm
+□とgm+zを設定することにより、出力端子vou
r+の電圧は、電圧源V 11とV12の間の任意の電
圧に設定でき、またP型M OS F E T M
+ + 。
M+2 g M13 、 Mllのしきい値電圧が等し
ければ、そのしきい値電圧の値が変化したとしても、出
力端子V。tlTlの電圧は変化しない。
ければ、そのしきい値電圧の値が変化したとしても、出
力端子V。tlTlの電圧は変化しない。
第3図は本発明の実施例2の回路図である。第1と電圧
源V31と第2の電圧源V320間にP型M OS F
E T M 31とM32を直列に接続し、P型M
OS F E T M33のソースと基板電位をP
型M OS F E T M 3 +のドレインに接
続し、ゲートとドレインはP型M OS F E T
M 3 +のゲートに接続し、P型M OS F E
T M 34のソースと基板電位をP型M OS
F E T M 32のドレインに接続し、ゲートと
ドレインはP型MOSFET M32のゲートに接続
し、N型デイプリージョンMOSFET M3sのド
レインをP型MOSFETM31のゲートとP型M O
S F E TM 33のゲートとドレインとの接続点
に接続し、ゲートとソースは接地電位VSSに接続し、
N型デイプリージョンMOS F E T M2Sの
ドレインをP型MOSFETM3゜のゲートとP型MO
S F E T M34のゲートとトレインとの接続
点に接続し、ゲートとソースは接地電位VSSに接続し
、P型MOSFETM31とM32の接続点を出力端子
V。t173としている。この実施例では、出力V。I
JT3の特性は、第1図に示した実施例と同様の特性が
得られるが、N型ティプリージョンMOS F E T
M3s 、 M2Sを設け、P型MOSFET’
M3+のゲートとP型M OS F E T M 3
3のゲートとドレインとの接続点およびP型MOS F
E T M3□のゲートとP型MOSFET M
3.のゲートとドレインとの接続点から接地電位に微少
電流を流すことにより、電圧源■31 + V 32の
電圧が変動した時P型MOSFET M31またはM
32のゲートがフローティング状態となり、回路動作が
不安定になることを防上している。
源V31と第2の電圧源V320間にP型M OS F
E T M 31とM32を直列に接続し、P型M
OS F E T M33のソースと基板電位をP
型M OS F E T M 3 +のドレインに接
続し、ゲートとドレインはP型M OS F E T
M 3 +のゲートに接続し、P型M OS F E
T M 34のソースと基板電位をP型M OS
F E T M 32のドレインに接続し、ゲートと
ドレインはP型MOSFET M32のゲートに接続
し、N型デイプリージョンMOSFET M3sのド
レインをP型MOSFETM31のゲートとP型M O
S F E TM 33のゲートとドレインとの接続点
に接続し、ゲートとソースは接地電位VSSに接続し、
N型デイプリージョンMOS F E T M2Sの
ドレインをP型MOSFETM3゜のゲートとP型MO
S F E T M34のゲートとトレインとの接続
点に接続し、ゲートとソースは接地電位VSSに接続し
、P型MOSFETM31とM32の接続点を出力端子
V。t173としている。この実施例では、出力V。I
JT3の特性は、第1図に示した実施例と同様の特性が
得られるが、N型ティプリージョンMOS F E T
M3s 、 M2Sを設け、P型MOSFET’
M3+のゲートとP型M OS F E T M 3
3のゲートとドレインとの接続点およびP型MOS F
E T M3□のゲートとP型MOSFET M
3.のゲートとドレインとの接続点から接地電位に微少
電流を流すことにより、電圧源■31 + V 32の
電圧が変動した時P型MOSFET M31またはM
32のゲートがフローティング状態となり、回路動作が
不安定になることを防上している。
以上説明したよに本発明は、2つの電圧源の間に直列に
接続されたMOSFETのゲートとドレインとの間に、
このMOSFETのしきい値電圧と等しい電位差を発生
させるバイアス手段を設けることにより、出力電圧の設
定範囲が広く、また半導体装置の製造過程において、し
きい値電圧が変化したとしても出力電圧の特性が変化し
ないという効果がある。
接続されたMOSFETのゲートとドレインとの間に、
このMOSFETのしきい値電圧と等しい電位差を発生
させるバイアス手段を設けることにより、出力電圧の設
定範囲が広く、また半導体装置の製造過程において、し
きい値電圧が変化したとしても出力電圧の特性が変化し
ないという効果がある。
第1図は本発明の一実施例を示す定電圧発生回路の回路
図、第2図は第1図に示した本発明の定電圧発生回路の
特性図、第3図は本発明の一実施例を示す定電圧発生回
路の回路図、第4図は従来の定電圧発生回路の回路図、
第5図は第4図に示した従来の定電圧発生回路の特性図
、第6図は第4図に示した従来の定電圧発生回路の特性
図、第7図は第4図kに示した従来の定電圧発生回路の
特性図、 V l l r V l 2〜V 42・・・・電圧源
、Ml 1. M、 2〜M42・・・MOSFET、
■SS・・・・・接地電位、V OUT l rVOU
T31 Vourt=・・出力端子。 代理人 弁理士 内 原 晋 l 1− 憎賀 Σ Σ 虚、(I13Mズ
図、第2図は第1図に示した本発明の定電圧発生回路の
特性図、第3図は本発明の一実施例を示す定電圧発生回
路の回路図、第4図は従来の定電圧発生回路の回路図、
第5図は第4図に示した従来の定電圧発生回路の特性図
、第6図は第4図に示した従来の定電圧発生回路の特性
図、第7図は第4図kに示した従来の定電圧発生回路の
特性図、 V l l r V l 2〜V 42・・・・電圧源
、Ml 1. M、 2〜M42・・・MOSFET、
■SS・・・・・接地電位、V OUT l rVOU
T31 Vourt=・・出力端子。 代理人 弁理士 内 原 晋 l 1− 憎賀 Σ Σ 虚、(I13Mズ
Claims (1)
- 第1の導電型を有する第1のMOS型電界効果トランジ
スターと、第1の導電型を有する第2のMOS型電界効
果トランジスターを直列に接続し、前記第1と第2のM
OS型電界効果トランジスターの基板電位は、該第1と
第2のMOS型電界効果トランジスターのソースと同電
位とし、第1の導電型を有する第3のMOS型電界効果
トランジスターのソースと基板電位を前記第1のMOS
型電界効果トランジスターのドレインに接続し、第3の
MOS型電界効果トランジスターのドレイとゲートを前
記第1のMOS型電解効果トランジスターのゲートに接
続し、第1の導電型を有する第4のMOS型電界効果ト
ランジスターのソースと基板電位を前記第2のMOS型
電界効果トランジスターのドレインに接続し、第4のM
OS型電界効果トランジスターのドレインとゲートを前
記第2のMOS型電界効果トランジスターのゲートに接
続し、前記第1のMOS型電界効果トランジスターのソ
ースと基板電位に第1の電圧源を接続し、前記第2のM
OSFETのドレインと前記第4のMOSFETのソー
スと基板電位に第2の電圧源を接続し、前記第1と第2
のMOS型電界効果トランジスターとの接続点を出力端
子とする定電圧発生回路。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63090518A JPH0673092B2 (ja) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | 定電圧発生回路 |
US07/335,933 US4947056A (en) | 1988-04-12 | 1989-04-10 | MOSFET for producing a constant voltage |
DE89303593T DE68907371T2 (de) | 1988-04-12 | 1989-04-12 | Schaltung für die Erzeugung einer Konstantspannung. |
EP89303593A EP0337747B1 (en) | 1988-04-12 | 1989-04-12 | Circuit for producing a constant voltage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63090518A JPH0673092B2 (ja) | 1988-04-12 | 1988-04-12 | 定電圧発生回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH01260512A true JPH01260512A (ja) | 1989-10-17 |
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