JPH0217705A - 電源電圧変換回路 - Google Patents

電源電圧変換回路

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JPH0217705A
JPH0217705A JP63168387A JP16838788A JPH0217705A JP H0217705 A JPH0217705 A JP H0217705A JP 63168387 A JP63168387 A JP 63168387A JP 16838788 A JP16838788 A JP 16838788A JP H0217705 A JPH0217705 A JP H0217705A
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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〕 本発明は電源電圧変換回路に関し、特に外部電源から与
えられた電圧を変換しである値の電圧を得る電源電圧変
換回路に関する。
〔従来の技術〕
第6図は従来の差動増幅器を用いた電源電圧変換回路の
一例を示す回路図である。
第6図では差動増幅器としてオペアンプが例として用い
られている。この電源電圧変換回路は例えば大負荷容量
を持つパスラインのある電圧値への充電及びその電圧値
の維持といったような用途に用いられる。各ブロックの
役割を説明すると、まず外部電源電圧(以下Vcc)を
レファレンス電圧発生回路61によっである所望の値の
レファレンス電圧(以下V、E、)に変換する。そのV
REFをオペアンプ62の反転入力端子(−)に入れ、
そのオフアンプ62と負荷ドライバ63(図ではソース
がVc、、ゲートがオペアンプの出力、ドレインが電源
電圧変換回路の出力である変換電圧ノード(以下1nt
Vcc)に接続されたPチャネル型MO3)ランジスタ
)からなり、パスライン等の充電及び定電圧の維持を行
う。
例えば1ntVccの電位がVREFよりも低くなると
オペアンプ62の出力はローレベルへと向い、従って、
負荷ドライバ63のPMOSトランジスタが導通して1
ntVccへ電流が供給され、1ntVccの電位が上
がる。逆に1ntV(B(、の電位がVREFよりも高
くなるとオペアンプ62の出力が高電位になりi n 
t VCCへの電流の供給が止まる。
この一連の動作により1ntVccレベルが変換電圧に
保たれるのである。
しかし、第6図に示したような従来の電源電圧変換回路
を用いて大きな負荷容量をもつパスライン等を定電圧に
充電あるいは維持を行う時には、差動増幅器に多大な電
流を供給していなければならない、従ってこの差動増幅
器に電流を供給するトランジスタも電流駆動能力のある
ものにする必要がある。これは、例えばこの電源電圧変
換回路をDRAMのビット線のハイレベルの供給に応用
すると、実際に変換電圧に必要とされるのはセンスアン
プ起動時であるといっなように全回路動作のうちのある
特定の期間だけである場合にはスタンバイ時の消費電力
の浪費につながる。
この問題の解決策としては、既に用いられている方法と
して、1986年発行のアイ・イー・イー・イー、ジャ
ーナル・オフ・ソリッド・ステート・サーキット第21
巻の5 (I E E E 、Journalof 5
olid 5tate C1rcuit vol、 5
C−21No 。
5)608ページのFig、7に示されているものがあ
る。この文献の例は前述のように電源電圧変換回路をD
RAMのビット線電位の供給に応用したものであるが、
その概念を第7図で説明する。
第7図は第6図に示した従来例の改良形を示す回路図で
ある。まず、センスアンプ起動時、すなわち変換電圧(
本例では3.5 V )が必要な時にはクロックφをロ
ーレベルにおとし、トランジスタQ1(コンダクタンス
大)を導通させてアンプに大電流を供給して大負荷の駆
動を行う。一方、センスが終了し、もはや変換電圧を必
要としない時にはクロックφをハイレベルにしてアンプ
に流れる電流をトランジスタQ2(コンダクタンス小)
による分、のみにし、消費電流を小さくしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、第7図に示した従来回路ではトランジス
タQ1が非導通状態となった瞬間に、出力ノードOUT
の電位が下がってしまう、そして、この時トランジスタ
Q2の電流供給能力が小さいため、出力ノードOUTの
レベルは再度トランジスタQ1が導通しない限りハイに
ならない、このことにより、次にこの電源電圧変換回路
を用いる際にドライバトランジスタQDが導通となって
いるために1ntVccレベルが所望の変換電圧を越え
る高電位になる。すると前記のメモリへの応用の例で、
1ntV(、cを介して必要以上の高電圧が変換電圧と
して耐圧の小さいメモリセル部のトランジスタに供給さ
れてしまい、トランジスタの破壊を引き起こすという重
゛大な問題を生ずる。
本発明の目的は上記問題点を解決し、本電源電圧変換回
路を内部のスイッチによって非活性化した時にもオペア
ンプの出力ノードOUTのレベルをハイレベルに保ち、
ドライバトランジスタQDを非導通にしておくことによ
り、1ntVccレベルを定電圧にしておく電源電圧変
換回路を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の電源電圧変換回路は、レファレンス電圧発生回
路と差動増幅器と負荷ドライブ回路とを備え、前記差動
増幅器の一方の入力端子に前記レファレンス電圧発生回
路からの出力を、もう一方の入力端子に電源電圧変換回
路の出力をフィードバック入力し、前記差動増幅器の出
力を前記負荷ドライブ回路の入力としてなる電源電圧変
換回路において、前記差動増幅器はこの差動増幅器の動
作/非動作を制御するためのスイッチを内蔵し且つこの
スイッチは差動増幅器非動作時に前記負荷ドライブ回路
が働かないように設けられていることを特徴とする。
〔作用〕
本発明の電源電圧変換回路は、変換電圧必要時には内部
スイッチによって本回路を活性化して定電圧を供給し、
逆に変換電圧を要しない場合には内部スイッチを遮断し
て本回路を非活性化し回路に流れる電流を節約するとと
もに、その時負荷ドライブ部の回路を働かせないように
前記内部スイ。
ッチを設ける。それによって、電源電圧変換回路非活性
時に必要以上の高電位を本回路の出力である変換電圧ノ
ードに与えないようにすることにより、消費電力削減を
はかるとともに本電源電圧変換回路を内蔵する回路の正
常な動作を保証するものである。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について第1図〜第5図を参照し
て説明する。
第1図、第2図、第3図は本発明の電源電圧変換回路の
第1.第2.第3の実施例を示す回路図、第4図、第5
図は本発明の電源電圧変換回路に用いられる差動増幅器
の第1.第2の例を示す回路図である。
第1図に示す第1の実施例と第2図に示す第2の実施例
は差動増幅器として差動入力部にPチャネル型M I 
5FETであるようなカレントミラー型アンプを用いた
例、第3図に示す第3の実施例は差動入力部がNチャネ
ル型MISFETであるようなカレントミラー型アンプ
を用いた例である。
まず第1図で、第1のブロックはVREFを発生するレ
ファレンス電圧発生回路11、第2のブロックは本回路
の出力の1ntVccとレファレンス電圧発生回路11
により発生しなV 、、、の差電圧を増幅して出力する
差動増幅器12、第3のブロックは1ntVccのノー
ドへ電流を供給し負荷を駆動するドライバ回路13であ
る。レファレンス電圧発生回路は外部から与えられるV
CCを変換しである値の■λεFを提供する回路であれ
ばどんな形式の回路でもよい、また、差動増幅器は第1
の実施例ではMISFETにより構成されるカレントミ
ラー型アンプが用いられているが、実際には差動増幅器
であればどのような回路でもよく、第4図に示すような
バイポーラトランジスタから構成されるアンプを用いて
もよいし、第5図に示すようなカレントミラー型でない
定電流回路を用いたアンプでもよい、また、バイポーラ
トランジスタとMISFET複合の回路で構成されたア
ンプでもよい、第5図に示す例ではアンプの定電流回路
部51として単純な抵抗Rを用いている。ドライバ回路
は外部電源より内部電源線1ntVccに電流を供給す
る回路で、第1の実施例ではPチャネル型MISFET
が例示されているが、これも上記目的を果たすものであ
ればNチャネル型MISFETでも、バイポーラトラン
ジスタでも、あるいは複数のトランジスタからなる回路
を用いてもよい。
ここで、本発明の特徴的な点について説明する。
第1の実施例では、本電源電圧変換回路の動作/非動作
を制御するスイッチをドライバがPチャネル型MISF
ETの場合差動増幅器の出力のノードと接地点の間に設
けている。こうすることにより、本発明の主旨の一つで
ある「差動増幅器非活性時に負荷ドライブ回路が働かな
い」構造のうちの一つを達成できたことになる。逆に、
ドライバがNチャネル型MISFETの場合はス、イッ
チを差動増幅器出力ノードと電源の間に入れる。ドライ
バにバイポーラを用いる時も同様の考慮を払う0本実施
例ではソースを接地点に、トレインを差動増幅器のく本
発明のスイッチを設けない場合における)接地点に接続
されるノードに、そしてゲートに本電源電圧変換回路の
動作/非動作を制御するクロックφを入れたNチャネル
型MISFETがこのスイッチQSWに相当する。この
ようにスイッチを設けると、QSWが非導通になった際
にはオペアンプの出力ノードOUTの電位は高くなり、
ドライバトランジスタQDは非導通となり1ntVcc
へ電流が流れ込むことはない、第2の実施例は第1の実
施例と異なる方法でスイッチを設けた例である。本実施
例では電源電圧変換回路の動作/非動作を制御するスイ
ッチQSW、QSW′を差動増幅器22の差動入力部と
定電流回路部の間に設けている0本実施例でも、スイッ
チQSW及びQSW’が非導通になる際の1ntVCC
への電流の流れ込みはない。
第3の実施例は第1及び第2の実施例と異なり、オペア
ンプへの電流供給トランジスタQ1が差動部分と接地点
の間に入っている例である。このタイプのオペアンプを
使用した場合、PチャネルMISFETのドライバ回路
13を駆動するようなこれまでの例ではオペアンプへの
電流供給トランジスタQ1がそのまま電源電圧変換回路
の制御スイッチになり得、電流供給トランジスタQ1の
ゲートにクロックφを入れることによってそのまま本電
源電圧変換回路の活性/非活性を制御するスイッチとな
り得るので、第1または第2の実施例のように従来の電
源電圧変換回路にトランジスタを新たに付は加えること
なく本発明の効果を得ることができる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明の電源電圧変換
回路を用いることにより、従来の電源電圧変換回路より
も消費電力の大幅な削減をはかれる。すなわち、「従来
の技術」の項で記した本電源電圧変換回路のメモリへの
応用では、本回路を必要とするビット線の充電時のみ電
流を消費し、それ以外の時にはトランジスタのリーク等
による極く小さい電流を無視すれば消費電流がゼロとな
るので、従来の電源電圧変換回路を用いたものと比べ、
大きく消費電力を削減することができる。
それと同時に、電源電圧変換回路の活性/非活性切替え
時に必要以上の高電位を与えることがなく定電圧を供給
できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第3図は本発明の電源電圧変換回路の
第1.第2.第3の実施例を示す回路図、第4図、第5
図は本発明の電源電圧変換回路に用いられる差動増幅器
の第1.第2の例を示す回路図、第6図は従来の差動増
幅器を用いた電源電圧変換回路の一例を示す回路図、第
7図は第6図に示した従来例の改良形を示す回路図であ
る。 11・・・レファレンス電圧発生回路、12.22゜3
2・・・差動増幅器、13・・・ドライバ回路、41゜
51・・・定電流回路部、42・・・差動入力部、QS
W。 QSW’・・・スイッチ、Ql・・・電流供給トランジ
スタ、QD・・・ドライバトランジスタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. レファレンス電圧発生回路と差動増幅器と負荷ドライブ
    回路とを備え、前記差動増幅器の一方の入力端子に前記
    レファレンス電圧発生回路からの出力を、もう一方の入
    力端子に電源電圧変換回路の出力をフィードバック入力
    し、前記差動増幅器の出力を前記負荷ドライブ回路の入
    力としてなる電源電圧変換回路において、前記差動増幅
    器はこの差動増幅器の動作/非動作を制御するためのス
    イッチを内蔵し且つこのスイッチは差動増幅器非動作時
    に前記負荷ドライブ回路が働かないように設けられてい
    ることを特徴とする電源電圧変換回路。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5934432A (ja) * 1982-08-23 1984-02-24 Toyota Motor Corp 内燃機関の空燃比制御装置
US6976378B2 (en) 2000-02-17 2005-12-20 Sanoh Kogyo Kabushiki Kaisha Bending machine
US7776194B2 (en) 2004-04-16 2010-08-17 Denso Corporation Gas concentration measuring apparatus designed to compensate for output error

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