JPH01260512A - 定電圧発生回路 - Google Patents

定電圧発生回路

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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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gate
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drain
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-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
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/24Regulating 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
    • G05F3/242Regulating 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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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】 〔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。
〔従来の技術〕
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。
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。
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。
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。
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。
〔課題を解決するための手段〕
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。
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。
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。
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■。
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 。
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。
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 
+ + 。
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。
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。
〔発明の効果〕
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。
【図面の簡単な説明】
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

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP63090518A 1988-04-12 1988-04-12 定電圧発生回路 Expired - Lifetime JPH0673092B2 (ja)

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