JPH01292411A - バンドギヤップ基準電圧回路 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明はバンドギャップ基準電圧回路に関するもので、
特に任意の出力電圧を得ることが出来るバンドギャップ
基準電圧回路に関する。

（ワ）従来の技術 安定で精度の高い基準電圧を得るのに用いるバンドギャ
ップ基準電圧回路が知られている。前記回路は、例えば
昭和５５年１月３０日付で（株）コロナ社より発行され
た集積回路工学Ｉ第２３頁に記載されている。前記バン
ドギャップ基準電圧回路は、第２図に示す如きものであ
り、定電流源（１〉からの定電流に応じて出力端子（２
）に出力基準電圧を発生させる構成となっている。前記
出力端子（２）の出力電圧Ｖは、第３トランジスタ（３
〉のＶ□、（ベース・エミッタ間電圧）と第２抵抗（４
）（ただし、抵抗値はＲ，）の両端電圧Ｖ、との和であ
る。そこで、前記両端電圧Ｖ、の値を求める。

まず、第３抵抗（５）Ｒ，の両端電圧Ｖ、は、Ｖｇ　”
”　Ｖｍｍ＋　−ｖｍｇｘ＝（ｘｒ／ｑ）　ｆｌ　ｎ（
Ｉｔ／Ｌ）　−−−−−−（ｉ）となる。その為、前記
両端電圧Ｖ、は Ｖｔ　−（Ｒｘ／Ｒａ　）（ＫＴ／ｑ＞　ｊ２　、（Ｌ
／エバ・・・・・・・・・（２）となるので、前記出力
電圧Ｖは ｖ−Ｖａｔｓ　＋　（Ｒｘ／Ｒａ＞（ｘＴ／ｑ＞　１　
、（Ｉｔ／Ｉり−（３）となる、第（３）式の第１項（
Ｖｓａｓ）は負の温度係数（約−２ｍＶ／”Ｃ）を有す
るので第２項が正となるように電流をＩＩ＞ＩＩと選べ
ば全体の温度係数を零にすることが出来る。つまり、第
２図の回路においては第２抵抗（４）の両端電圧の温度
特性と電圧Ｖｌｌｌ！ｊの温度特性とをキャンセルする
ことによって温度変化の影響を受けない一定電圧を得て
いる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 さて、第（３〉式の条件は、出力電圧Ｖが約１．２Ｖに
なったときに満足される。前記出力電圧Ｖとしてもっと
高い値を得ようとする為には第２図の回路を第３図の如
くすれば良い、尚、第３図において第２図と同一の回路
素子については同一の符号を付している。この場合には
第２抵抗（４）及び抵抗（９）と第３トランジスタ（３
）及びダイオード（１０）との間で温度特性のキャンセ
ルが行なわれ、出力端子（１１）には２ｖキ２．４（Ｖ
）の電圧が得られる。この様にダイオードと抵抗の組み
合せを第２図の回路に追加すれば前記出力電圧Ｖの整数
倍の電圧が得られる。

しかしながら、その方法では１・２ｖの整数倍の電圧以
外の電圧を得ることが出来ず問題であった。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、上述の点に鑑み成きれたもので、電流発生回
路と、該電流発生回路からの電流に応じてバンドギャッ
プ電流を発生する電流ミラー型のバンドギャップ電流発
生回路と、該バンドギャップ電流発生回路の出力電流に
応じてバンドギャップ電圧を発生するバンドギャップ電
圧発生回路とから成り、前記バンドギャップ電圧発生回
路内の抵抗の値を変えることにより任意の出力電圧が得
られるバンドギャップ基準電圧回路において、前記バン
ドギャップ電流発生回路内のダイオードに並列に抵抗を
接続したことを特徴とする。

（＊）作用 本発明に依れば、所望の基準電圧を発生するとともに負
の温度特性を有するバンドギャップ基準電圧回路を作成
し、該回路内のバンドギャップ電流発生回路のダイオー
ドに対して並列に抵抗を接続しているので、前記バンド
ギャップ基準電圧回路の出力基準電圧の温度特性をフラ
ットにすることが出来る。

（へ）実施例 第１図は、本発明の一実施例を示す回路図で、（２０）
は一端が定電流源（１）に接続された第４抵抗、（１２
）は一端が定電流源（１）に接続された第５抵抗、（１
３）は前記第５抵抗（１２）に一端が接続きれたダイオ
ード、（１４＞は前記ダイオード（１３）に並列接続さ
れた温度補償用抵抗である。尚、第１図において第２図
と同一の回路素子については同一の符号を付している。

まず、第１図の温度係数を求める。第１図のダイオード
（１３）に流れる電流Ｉｌｌはとなる。ここで、温度変
化により電圧ＶＤが変化した場合の前記電流Ｉｌｌの変
化分ΔＩ□はＲｈ＋Ｒ＊ となる、一方、第２図の第１トランジスタ（６）に流れ
る電流１１は Ｉ＊　＝　（Ｖ−Ｖ□ｘ　）／Ｒｔ　　　　　　　・・
・・・・・・・（６）〔ただし、Ｒ４は第１抵抗（８）
の抵抗値〕となり、その変化分Δ■、は となる。第１図の出力電圧Ｖ′を第２図の出力型ＦＥＶ
と等しくさせる為にはダイオード（１３）と第１トラン
ジスタ（６）に流す電流を等しく（１，ｌ＝１．）する
必要がある。又、そうする為には第（４）式の分子（Ｒ
ｅ／（Ｒｉ＋Ｒ−））は１より小であるので、第（４）
式及び第（６）式より Ｒｘ＞Ｒｓ・Ｒ＊　／　（Ｒｓ　＋Ｒ＊　）　　　　　
・・・・・・・・・（８）という関係にすれば良い、す
ると第（８）式からΔＩＩＩの方がΔ！、に比べ温度変
化が大となることが解かる。尚、ΔＶｅとΔＶ□の変化
は等しいとする。又、ΔｖＩ）は負の温度係数をもつの
でΔＩＩＩは正の温度変化となる。その為、第４抵抗（
２０）の両端電圧の変化はＲ４・Δ■□となる。一方、
第２図の場合の第２抵抗（４）の両端電圧の変化はＲ８
・Δ■□となる。ここで、Δ■、１〉Δ１１であるので
抵抗Ｒ４の値を抵抗Ｒ１の値に比べ小さい値に適当に設
定すれば、電圧Ｒ４・Δ！、１と電圧Ｒ１・Δ■１とを
等しくすることが出来る。そうすれば、第１図の出力端
子（２）に第２図の場合と同様に温度係数零の出力電圧
（１，２Ｖ）を得ることが出来る。

次に出力電圧として１．２ｖより低い値のものを取り出
す場合について説明する。この場合には第１図の第４抵
抗（２０）の値を所望の電圧に応じて小さくする。する
と、前記第４抵抗（２０）の両端電圧の温度係数が低下
し、出力電圧Ｖ−の温度特性が負となる。そこで、温度
補償用抵抗（１４）を調整し、第４抵抗（２０）に流す
電流を増加させれば、前記第４抵抗（２０）の両端電圧
の温度係数を増加きせることが出来、出力電圧Ｖ゛の温
度係数を零にすることが出来る。

次に出力電圧として１．２Ｖ以上の任意の値を得る場合
について説明する。この場合には２つの方法がある。第
１の方法は第１図の第２トランジスタ（７）のフレフタ
と定電流源（１）との間に両端電圧の和が１．２ｖとな
る抵抗とダイオードとの直列回路を接続すれば良い０例
えば、今出力電圧として５．６ｖが得たいとすると、前
記ダイオードと抵抗の直列回路を４つ用意し、４．８ｖ
を作る。

そして、残りの０．８ｖを第１図の第４抵抗（２０）と
第３トランジスタ（３）とで作るようにすれば良い、こ
の際、温度補償用抵抗の値は前述の０．８Ｖの電圧の温
度特性がフラットになるようにする。

第２の方法は、第１図の出力電圧Ｖ′が１．１２Ｖ（−
５，６１５Ｖ）となるように第４抵抗（２０）の値を調
整し、調整した前記第４抵抗（２０）と等しい抵抗４つ
とダイオード４つとを前述の場合と同様の箇所に接続す
ればよい、この際には温度補償用抵抗の値は、５．６ｖ
の電圧の温度特性がフラットになるように調整する。

第４図及び第５図は前述の５．６ｖの出力電圧を得る場
合の具体回路例と抵抗の具体数値例を示すものである。

第５図の場合には電流源の替わりに電圧源を用いている
が、出力電圧の値に比べ電源電圧の値が低い場合に用い
ると良い。

尚、前述の説明においては抵抗自身の温度係数を無視し
ていたが、集積回路の場合には抵抗は正の温度係数を持
つ、しかしながら集積回路の場合にも同様の方法で温度
係数を零にすることが出来る。

（ト）発明の効果 以上述べた如く本発明に依れば、所望の出力電圧（即ち
１．２ｖの整数倍以外の電圧）を得る為にまず、負の温
度特性を有するバンドギャップ基準電圧回路を作成し、
該回路に正の温度特性を与える温度補償用抵抗を接続し
ているので、全体として出力電圧の温度係数を零にする
ことが出来る。その為、任意の出力電圧を自由に発生す
ることが出来るバンドギャップ基準電圧回路を提供する
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図及び第
３図は従来のバンドギャップ基準電圧回路を示す回路図
、第４図及び第５図は本発明の別の実施例を示す回路図
である。 （１）・・・定電流源、　（２）・・・出力端子、　（
３）・・・第３トランジスタ、　（４）・・・第２抵抗
、　（５）・・・第３抵抗、　（１２）・・・第５抵抗
、　（１３〉・・・ダイオード、（１４）・・・温度補
償用抵抗。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）電流発生回路と、該電流発生回路からの電流に応
   じてバンドギャップ電流を発生する電流ミラー型のバン
   ドギャップ電流発生回路と、該バンドギャップ電流発生
   回路の出力電流に応じてバンドギャップ電圧を発生する
   バンドギャップ電圧発生回路とから成り、前記バンドギ
   ャップ電圧発生回路内の抵抗の値を変えることにより任
   意の出力電圧が得られるバンドギャップ基準電圧回路に
   おいて、前記バンドギャップ電流発生回路内のダイオー
   ドに並列に抵抗を接続したことを特徴とするバンドギャ
   ップ基準電圧回路。
2. （２）バンドギャップ電流発生回路は２つの半導体素子
   と、該２つの半導体素子の順方向電圧の変化に応じた電
   流を流す負荷とから成ることを特徴とする請求項第１項
   記載のバンドギャップ基準電圧回路。
3. （３）バンドギャップ電圧発生回路は電流発生回路に一
   端が接続された負荷と、該負荷の他端にベースが接続さ
   れたトランジスタとから成ることを特徴とする請求項第
   １項記載のバンドギャップ基準電圧回路。
4. （４）バンドギャップ電圧発生回路内の負荷の両端に発
   生する電圧の温度特性が、トランジスタの順方向電圧の
   温度特性に比べ大となる様にしたことを特徴とする請求
   項第３項記載のバンドギャップ基準電圧回路。