JPH02121012A - 相補性mos技術による回路装置 - Google Patents

相補性mos技術による回路装置

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JPH02121012A
JPH02121012A JP1243254A JP24325489A JPH02121012A JP H02121012 A JPH02121012 A JP H02121012A JP 1243254 A JP1243254 A JP 1243254A JP 24325489 A JP24325489 A JP 24325489A JP H02121012 A JPH02121012 A JP H02121012A
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    • 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
    • G05F3/30Regulators using the difference between the base-emitter voltages of two bipolar transistors operating at different current densities

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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〕 この発明は請求項1の前文による相補性MOS技術によ
る回路装置に関するものである。
〔従来の技術〕
バンドギャップまたはバンド間隔回路は公知であり、た
とえば図書“半導体回路技術°″、ウーティーツs (
U、Tietze)およびツエ−A −、シェンク(C
h、5chenk)著、第7版、スプリンガー出版、ベ
ルリン、ハイデルベルグ、ニューヨーク、1985年、
第534頁以降に記載されている。
上記刊行物に、このようなバンドギャップ回路により、
そのなかに使用されている部品の温度係数に関係なく温
度に無関係な参照電圧を供給する参照電圧が発生され得
ることが記載されている。
このような回路の原理は、バイポーラトランジスタのベ
ース−エミッタ間ダイオード電圧の負の温度係数を、他
のベース−エミッタ間電圧を有する第2のトランジスタ
およびエミッタ抵抗が利用されることによって、相応の
正の温度係数を有する電圧の加算により補償することに
ある。
刊行物IEEE  l5SC1第5C−20巻、第6号
、1985年12月、第1151〜1157頁から請求
項1の前文による相補性CMOS技術によるバンドギャ
ップ回路は公知である。バイポーラトランジスタの相異
なるベース−エミッタ間電圧はたとえばエミッタ領域の
相異なる面積比により発生される。この回路は、たとえ
ばn−伝導性基板または相応の伝導性のエピタキシャル
層の上に実現され得るように、p凹部CMOS技術に関
する。nチャネル電界効果トランジスタは、ソースおよ
びドレインに対するp′″帯域が基板のなかに埋め込ま
れることによって発生される。pチャネル電界効果トラ
ンジスタを製造するためには、ソースおよびドレイン端
子に対するn°帯域が埋め込まれるp−伝導性凹部が必
要である。バイポーラトランジスタはこの技術で、n−
伝導性基板の上に1つのp−伝導性凹部が、またこの凹
部のなかに再びn1伝導性端子帯域が埋め込まれること
によって発生される。こうしてn″″″帯域ミッタを、
p−凹部がベースを、また基板がコレクタを成す1つの
基板npn)ランジスタが生ずる。コレクタまたは基板
は、p凹部と基板との間の寄生的なダイオードを確実に
阻止するため、正の動作電圧に接続されなければならな
い。
前記の刊行物から公知のCMOSバンドギャップ回路は
バンドギャップ電圧に対する基準点として両npn)ラ
ンジスタのベース端子を有する。
通常この基準点は基準電位、すなわち接地電位におかれ
る。バンドギャップ電圧の出力端子は、いずれもバイポ
ーラトランジスタのエミッタ回路内に配置されているM
OSトランジスタのドレイン端子と抵抗との接続点に接
続されている。いずれの場合も公知のCMOS回路に対
しては基準電位に対して正の供給電圧および負の供給電
圧が必要である。
他方において、単に単極性の供給電圧ですませられるが
、その代わりにバイポーラトランジスタをあきらめなけ
ればならないバンドギャップ回路が知られている。しか
し、この回路はバイポーラバンドギャップ回路の温度安
定性を得られない。
〔発明が解決しようとする課題〕 本発明の課題は、単に単極性の供給電圧ですませること
ができ、かつバイポーラ−バンドギャップ回路の温度安
定性を得ることができるCMOS電圧参照回路を提供す
ることである。
(課題を解決するための手段〕 この課題は、冒頭に記載した種類の回路装置において、
本発明によれば、請求項の特徴部分に記載の手段によっ
て解決される。
本発明の有利な実施例は請求項2以下にあげられている
〔発明の効果〕
本発明による回路装置は、低くかつ基準電位に関して単
極性の電圧で作動することができ、また半導体材料のバ
ンドギャップ電圧よりも高い参照電圧を実現することが
できるという利点を有する。
〔実施例〕
以下、図面に示されている実施例により本発明を一層詳
細に説明する。
図面に示されているように、バンドギャップ回路は相異
なるベース−エミッタ間電圧を有する2つのバイポーラ
トランジスタT1およびT2を含んでいる。両コレクタ
端子は、基準電圧にくらべて正の電位を導く端子VDD
に接続されている。
トランジスタTIのエミッタ回路内には抵抗R3が、ま
たそれに対して直列に電界効果トランジスタM1の出力
回路が配置されており、そのソースは端子■SSに接続
されている。端子VSSは基準電位、すなわち接地点に
接続されている。トランジスタT2の出力回路内には2
つの抵抗R1およびR2ならびに他の電界効果トランジ
スタM2の直列回路が配置されている。M2のソース端
子は同じく端子■SSに接続されている。TIのエミッ
タと抵抗R3との接続点および両抵抗R1およびR2の
間の接続点は演算増幅器OPIの入力端に接続されてお
り、その出力はトランジスタM1およびM2を制御する
。端子VGIに一致するトランジスタM2のドレイン端
子から、端子■G2に一致するバイポーラトランジスタ
T1およびT2のベース端子を基準にしてバンドギャッ
プ電圧UGが取り出される。
さて本発明によれば、バンドギャップ回路■G1の出力
は基準点VG2に帰還結合されている。
加えて端子VGIは第2の演算増幅器OP2の一方の入
力端に接続されており、その他方の入力端は抵抗R4お
よびR5から成る分圧器の分圧点に接続されている。分
圧器は端子VC2と端子■SS、すなわち接地点との間
に接続されている。演算増幅器OP2の出力端は端子V
C2に、すなわちバイポーラトランジスタT1およびT
2のベース端子に帰還結合されている。
同時に第2の演算増幅器OP2の出力端は端子VRに接
続されており、この端子VRから、端子vSSに接続さ
れている基準電位を基準にして温度に関係しない参照電
圧URが取り出され得る。
温度に関係しない参照電圧URとバンドギャップ電圧U
Gとの間の関係は抵抗R4およびR5から成る分圧器に
より作られる。こうして温度に関係しない参照電圧UR
はバンドギャップ電圧UGと両抵抗R4およびR5の和
との積から計算される。
図面による本発明の実施例は、第2の演算増幅器OP2
の出力端子VRと相対的に正の供給電位を有する端子V
DDとの間に接続されている始動回路IAを含んでいる
。この始動回路IAは電流源と呼ばれ、たとえば電流源
トランジスタまたは抵抗により実現され得る。始動回路
IAは、参照電圧URがバンドギャップ回路の動作電圧
として使用され、従って両バイポーラトランジスタT1
およびT2から成る本来の参照電圧源が安定化された出
力参照電圧で動作することを可能にする。
こうして端子VDDにおける入力電圧変動の十分な抑制
が行われる。始動回路IAは、端子VDDへの電圧の印
加の際に温度に関係しない参照電圧URから導き出され
る動作電圧が先ず確立されなければならないので、必要
である。図面の実施例による回路は、1つの別個の端子
VRを省略することを可能にし、従って本発明によるC
MOS参照電圧回路は外部に対しては両接続端子VDD
および■SSのみを有する。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の1つの実施例の回路図である。 IA・・・始動回路 M1、M2・・・電界効果トランジスタOP1、OF2
・・・演算増幅器 T1、T2・・・バイポーラトランジスタUG・・・バ
ンドギャップ電圧 UR・・・参照電圧 VDD、VSS・・・供給電圧端子 VGI・・・バンドギャップ回路の出力端VC2・・・
基準点 VR・・・参照電圧端子

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)バンドギャップ回路により温度に無関係な参照電圧
    を発生するための相補性MOS技術による回路装置であ
    って、第1のベース−エミッタ間しきい電圧を有する第
    1のバイポーラトランジスタ(T1)の出力回路と、第
    1の抵抗(R3)と、第1の電界効果トランジスタ(M
    1)の出力回路との直列回路が供給電圧源の端子(VD
    D、VSS)の間に接続されており、またそれに対して
    並列に第2のベース−エミッタ間しきい電圧を有する第
    2のバイポーラトランジスタ(T2)の出力回路と、2
    つの直列接続された抵抗(R1、R2)と、第2の電界
    効果トランジスタ(M2)の出力回路との直列回路が設
    けられており、またバイポーラトランジスタ(T1、T
    2)のベース端子が互いに接続されており、また第1の
    バイポーラトランジスタ(T1)と第1の抵抗(R3)
    との間の接続点と、2つの直列接続された抵抗(R1、
    R2)の間の接続点とが第1の演算増幅器(OP1)の
    入力端(−、+)に接続されており、その出力が両電界
    効果トランジスタ(M1、M2)を制御するようになっ
    た回路装置において、第2の電界効果トランジスタ(M
    2)のドレイン端子におけるバンドギャップ回路の出力
    端(VG1)がバイポーラトランジスタ(T1、T2)
    のベース端子に帰還結合されていることを特徴とする相
    補性MOS技術による回路装置。 2)帰還結合回路のなかで第2の演算増幅器(OP2)
    が入力側(−、+)で一方ではバンドギャップ回路(V
    G1)の出力端に、また他方ではバイポーラトランジス
    タ(T1、T1)のベース端子と相対的に負の供給電位
    を有する端子(VSS)との間に接続されている抵抗分
    圧器(R4、R5)の分圧点に接続されており、また出
    力側(VR)ではバイポーラトランジスタ(T1、T2
    )のベース端子(VG2)と接続されていることを特徴
    とする請求項1記載の回路装置。 3)第2の演算増幅器(OP2)の出力端子(VR)と
    相対的に正の供給電位を有する端子(VDD)との間に
    始動回路(IA)が接続されていることを特徴とする請
    求項1または2記載の回路装置。 4)始動回路(IA)が電流源から成っていることを特
    徴とする請求項3記載の回路装置。 5)始動回路(IA)が抵抗から成っていることを特徴
    とする請求項3記載の回路装置。
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