JPH02191012A - 電圧発生回路 - Google Patents
電圧発生回路Info
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- JPH02191012A JPH02191012A JP1011323A JP1132389A JPH02191012A JP H02191012 A JPH02191012 A JP H02191012A JP 1011323 A JP1011323 A JP 1011323A JP 1132389 A JP1132389 A JP 1132389A JP H02191012 A JPH02191012 A JP H02191012A
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- 238000004519 manufacturing 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
- G05F3/22—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 bipolar type only
- G05F3/222—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 bipolar type only with compensation for device parameters, e.g. Early effect, gain, manufacturing process, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage
- G05F3/225—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 bipolar type only with compensation for device parameters, e.g. Early effect, gain, manufacturing process, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage producing a current or voltage as a predetermined function of the temperature
-
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S323/00—Electricity: power supply or regulation systems
- Y10S323/907—Temperature compensation of semiconductor
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〕
本発明は半導体集積回路における電圧発生回路に関し、
特に温度変化に対し出力電圧値が補償された電圧発生回
路に関する。
特に温度変化に対し出力電圧値が補償された電圧発生回
路に関する。
従来、半導体集積回路における電圧発生回路としては、
論理出力回路の出力段に用いられている。
論理出力回路の出力段に用いられている。
第４図はかかる従来の一例を示す論理回路の出力段回路
図である。
図である。
第４図に示すように、論理出力段を構成する出力電圧値
設定用電圧発生回路は、バイポーラトランジスタ（以下
、トランジスタと称す）Ｑｌのコレクタ・ベース間にシ
ョットキ・バリア・ダイオード（以下、ＳＢＤと称す）
ＤＩを接続した回路であり、最も一般的に用いられてい
る。
設定用電圧発生回路は、バイポーラトランジスタ（以下
、トランジスタと称す）Ｑｌのコレクタ・ベース間にシ
ョットキ・バリア・ダイオード（以下、ＳＢＤと称す）
ＤＩを接続した回路であり、最も一般的に用いられてい
る。
この電圧発生回路における出力端子ＯＵＴの出力電圧値
ＶＯＬは、トランジスタＱ１のベース・エミッタ順方向
電圧■、と、５ＢＤＤＩの順方向電圧ＶＳとの差により
決まり、 Ｖ ＯＬ＝ Ｖ ｐ Ｖ ｓ・・・・・・（１）とし
て与えられる。すなわち、５ＢＤＤ１の順方向電圧Ｖｓ
をクランプ電圧発生源として用い、トランジスタＱ１の
コレクタ電圧が下がり過ぎることによるコレクタ飽和を
抑制している。かかる回路例における出力電圧ＶＯＬの
温度依存性は前記（１）式より、 それ故、上記（２）および（３）式より、ここで、代表
的値として、ＶＰ ＝０．８Ｖ、ｖｓ二Ｏ，５Ｖ、Ｖｏ
＝１．．２Ｖ、Ｖａｓ＝ ０ 、 ７ Ｖとし且つＴ
＝３００°にとすると、（４）式からすなわち、（５）
式より出力電圧Ｖ。９、は温度に対して−０、７［ｍＶ
／ｄｅｇ］の温度依存性を有することになる。
ＶＯＬは、トランジスタＱ１のベース・エミッタ順方向
電圧■、と、５ＢＤＤＩの順方向電圧ＶＳとの差により
決まり、 Ｖ ＯＬ＝ Ｖ ｐ Ｖ ｓ・・・・・・（１）とし
て与えられる。すなわち、５ＢＤＤ１の順方向電圧Ｖｓ
をクランプ電圧発生源として用い、トランジスタＱ１の
コレクタ電圧が下がり過ぎることによるコレクタ飽和を
抑制している。かかる回路例における出力電圧ＶＯＬの
温度依存性は前記（１）式より、 それ故、上記（２）および（３）式より、ここで、代表
的値として、ＶＰ ＝０．８Ｖ、ｖｓ二Ｏ，５Ｖ、Ｖｏ
＝１．．２Ｖ、Ｖａｓ＝ ０ 、 ７ Ｖとし且つＴ
＝３００°にとすると、（４）式からすなわち、（５）
式より出力電圧Ｖ。９、は温度に対して−０、７［ｍＶ
／ｄｅｇ］の温度依存性を有することになる。
第５図は従来の他の例を示す論理回路の出力段回路図で
ある。
ある。
第５図に示すように、かかる出力段回路は第４図と異な
り、ＳＢＤを用いずに製造プロセスの簡略化を図った出
力回路の具体例である。この場合、抵抗Ｒ１，Ｒ２およ
びトランジスタＱ］からなる電圧発生路の電位差と、ダ
イオードＤ２及びトランジスタＱ２のベース・エミッタ
間電位とを利用し、トランジスタＱ２のコレクタ飽和の
不要な降下を防止している。
り、ＳＢＤを用いずに製造プロセスの簡略化を図った出
力回路の具体例である。この場合、抵抗Ｒ１，Ｒ２およ
びトランジスタＱ］からなる電圧発生路の電位差と、ダ
イオードＤ２及びトランジスタＱ２のベース・エミッタ
間電位とを利用し、トランジスタＱ２のコレクタ飽和の
不要な降下を防止している。
すなわち、トランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間に
発生する電位差ＶＣＥは次の（６）式で与えられる。
発生する電位差ＶＣＥは次の（６）式で与えられる。
但し、ＶＦはトランジスタＱ１のベース・エミッタ順方
向電圧である。
向電圧である。
一方、ダイオードＤ２．トランジスタＱ２によりＱ点に
発生する電圧は２ＶＦであるので、前述の（６）式より
出力端子ＯＵＴの出力電圧Ｖ。Ｌは、となる。ここで一
般的な値として、ＶＯＬ＝ ０ 、３Ｖ 、 Ｖｐ＝Ｏ
、’ ８ Ｖとすると、（７）式よりＲ４／Ｒ５の値
は０．６２５となる。
発生する電圧は２ＶＦであるので、前述の（６）式より
出力端子ＯＵＴの出力電圧Ｖ。Ｌは、となる。ここで一
般的な値として、ＶＯＬ＝ ０ 、３Ｖ 、 Ｖｐ＝Ｏ
、’ ８ Ｖとすると、（７）式よりＲ４／Ｒ５の値
は０．６２５となる。
この時、出力電圧ＶｏＬの温度依存性は、（７）式で抵
抗比Ｒ４／Ｒ５の値が温度に対して一定とすれば、前述
した（２）、（３）および（７）式より、従って、この
（８）−にＲ４／Ｒ５−０，６２５Ｖｐ＝０．８Ｖ 、
Ｖｏ ＝１．２Ｖ、Ｔ＝３０’ Ｋを代入すると、 θＶＯＬ／θＴ＃−０，５［ｍＶ／ｄｅＡ］−−（９）
となる。すなわち、出力電圧ＶＯＬは温度に対して、−
０、５［ｍＶ／ｄｅ！］の温度依存性を有することにな
る。
抗比Ｒ４／Ｒ５の値が温度に対して一定とすれば、前述
した（２）、（３）および（７）式より、従って、この
（８）−にＲ４／Ｒ５−０，６２５Ｖｐ＝０．８Ｖ 、
Ｖｏ ＝１．２Ｖ、Ｔ＝３０’ Ｋを代入すると、 θＶＯＬ／θＴ＃−０，５［ｍＶ／ｄｅＡ］−−（９）
となる。すなわち、出力電圧ＶＯＬは温度に対して、−
０、５［ｍＶ／ｄｅ！］の温度依存性を有することにな
る。
第６図は従来の他の例を示す電圧発生回路図である。
第６図に示すように、この電圧発生回路は出力電圧が数
百ｍＶという通常の電源回路に用いられるものである。
百ｍＶという通常の電源回路に用いられるものである。
すなわち、トランジスタＱ３のエミッタ側から取り出す
出力電圧ＯＵＴがバンドギャップ■Ｇと同じ程度の電圧
源、所謂バンドギャップ電圧源等に用いられる回路であ
る。
出力電圧ＯＵＴがバンドギャップ■Ｇと同じ程度の電圧
源、所謂バンドギャップ電圧源等に用いられる回路であ
る。
上述した従来の電圧発生回路は、論理出力回路等の出力
電圧■。Ｌがダイオードやトランジスタの順方向電圧Ｖ
Ｓ 、ＶＦによって決まるため、温度に対し特に負の依
存性を有するように構成されている。それ故、従来の電
圧発生回路においては、出力回路トランジスタのコレク
タ飽和（特に高温時に生じ易い）を引き起こす可能性が
高いという欠点がある。
電圧■。Ｌがダイオードやトランジスタの順方向電圧Ｖ
Ｓ 、ＶＦによって決まるため、温度に対し特に負の依
存性を有するように構成されている。それ故、従来の電
圧発生回路においては、出力回路トランジスタのコレク
タ飽和（特に高温時に生じ易い）を引き起こす可能性が
高いという欠点がある。
本発明の目的は、かかる出力回路トランジスタのコレク
タ飽和を抑制できるような温度補償された電圧発生回路
を提供することにある。
タ飽和を抑制できるような温度補償された電圧発生回路
を提供することにある。
本発明の電圧発生回路は、バイポーラトランジスタと、
前記バイポーラトランジスタのコレクタ・ペース間に接
続した第一の抵抗と、前記バイポーラトランジスタのベ
ース・エミッタ間に接続した第二の抵抗およびショット
キ・バリア・ダイオードからなる直列回路とを有して構
成される。
前記バイポーラトランジスタのコレクタ・ペース間に接
続した第一の抵抗と、前記バイポーラトランジスタのベ
ース・エミッタ間に接続した第二の抵抗およびショット
キ・バリア・ダイオードからなる直列回路とを有して構
成される。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は本発明の詳細な説明するための基本的な電圧発
生回路図である。
生回路図である。
第１図に示すように、本実施例においては、バイポーラ
トランジスタＱ１と、このトランジスタＱ１のベース・
コレクタ間に接続した第一の抵抗Ｒ１と、同じトランジ
スタＱ１のベース・エミッタ間に接続した第二の抵抗Ｒ
２と５ＢＤＤＩからなる直列回路とを有して構成される
。かかる基本電圧発生回路のＡ点より動作に充分な電流
が流入した場合、Ａ点およびＢ点間に発生する電位差Ｖ
ＡＢは次の（１０）式となる。
トランジスタＱ１と、このトランジスタＱ１のベース・
コレクタ間に接続した第一の抵抗Ｒ１と、同じトランジ
スタＱ１のベース・エミッタ間に接続した第二の抵抗Ｒ
２と５ＢＤＤＩからなる直列回路とを有して構成される
。かかる基本電圧発生回路のＡ点より動作に充分な電流
が流入した場合、Ａ点およびＢ点間に発生する電位差Ｖ
ＡＢは次の（１０）式となる。
但し、ＶＰはトランジスタＱ１のベース・エミッタ間順
方向電圧、ＶＳは５ＢＤＤ１の順方向電圧である。
方向電圧、ＶＳは５ＢＤＤ１の順方向電圧である。
第２図は本発明の第一の実施例を示す電圧発生回路図で
ある。
ある。
第２図に示すように、本実施例は論理回路の出力段回路
に適用したものであり、第１図に示す基本回路構成に加
えてバイポーラトランジスタＱ２．ＰＮ接合ダイオード
Ｄ２．抵抗Ｒ３および定電流源ＩＯを付加して構成して
いる。
に適用したものであり、第１図に示す基本回路構成に加
えてバイポーラトランジスタＱ２．ＰＮ接合ダイオード
Ｄ２．抵抗Ｒ３および定電流源ＩＯを付加して構成して
いる。
かかる電圧発生回路において、まずＰ点の電圧はトラン
ジスタＱ２のベース・エミッタ順方向電圧と、ダイオー
ドＤ２の順方向電圧との和であるので、２ Ｖ Ｆとな
る。従って、出力端子ＯＵＴの電圧ＶＯｔは、前述のり
１０）式より、をなくすためにθＶＯＬ／θＴ＝０とす
ると、かかる（１１）式より出力電圧ＶＯｔの温度依存
性は、 となる。従って（１４）式から二つの抵抗Ｒ１およびＲ
２の比を求めると、 となる。一方、前述した（３）式およびこの（１２）式
より、 と変形することができる。しかるに、一般的な値として
、Ｖｐ ＝０．８Ｖ、Ｖｏ ＝ １．２Ｖ。
ジスタＱ２のベース・エミッタ順方向電圧と、ダイオー
ドＤ２の順方向電圧との和であるので、２ Ｖ Ｆとな
る。従って、出力端子ＯＵＴの電圧ＶＯｔは、前述のり
１０）式より、をなくすためにθＶＯＬ／θＴ＝０とす
ると、かかる（１１）式より出力電圧ＶＯｔの温度依存
性は、 となる。従って（１４）式から二つの抵抗Ｒ１およびＲ
２の比を求めると、 となる。一方、前述した（３）式およびこの（１２）式
より、 と変形することができる。しかるに、一般的な値として
、Ｖｐ ＝０．８Ｖ、Ｖｏ ＝ １．２Ｖ。
Ｖｓ ”＝０．５Ｖ、Ｖｏｓ＝０．７Ｖを、またＴ−３
００°Ｋを（１３）式に代入した上で、温度依存性とな
る。
００°Ｋを（１３）式に代入した上で、温度依存性とな
る。
すなわち、抵抗Ｒ１，Ｒ２の比を（１５）式のように設
定すれば、出力電圧Ｖ。Ｌの温度依存性を０とすること
ができる。
定すれば、出力電圧Ｖ。Ｌの温度依存性を０とすること
ができる。
第３図は本発明の第二の実施例を示す電圧発生回路図で
ある。
ある。
第３図に示すように、本実施例はかがる電圧発生回路を
温度補償された電圧源に適用した例であり、ＰＮ接合ダ
イオードＤ２と抵抗Ｒ３に代えてＰＮ接合ダイオードＤ
３およびＤ４を用いて回路を簡略化したものである。こ
の電圧発生回路の出力■。ｕｔは前述した第一の実施例
で示した出力電圧ＶｏＬを与える（１１）式がそのまま
適用できる。しかも、この回路では、出力電圧Ｖｏｕｔ
が温度に対し一定であること以外に、数百ｍＶという通
常の電源回路、例えば従来の所謂バンドギャップ電圧源
（出力電圧はバンドギャップ■。と同じ）などでは困難
な低電圧を発生し得ることと、トランジスタＱ１による
エミッタフォロア出力であるため出力電圧の付加電流依
存性を小さくしていること等の利点を併せ備えている。
温度補償された電圧源に適用した例であり、ＰＮ接合ダ
イオードＤ２と抵抗Ｒ３に代えてＰＮ接合ダイオードＤ
３およびＤ４を用いて回路を簡略化したものである。こ
の電圧発生回路の出力■。ｕｔは前述した第一の実施例
で示した出力電圧ＶｏＬを与える（１１）式がそのまま
適用できる。しかも、この回路では、出力電圧Ｖｏｕｔ
が温度に対し一定であること以外に、数百ｍＶという通
常の電源回路、例えば従来の所謂バンドギャップ電圧源
（出力電圧はバンドギャップ■。と同じ）などでは困難
な低電圧を発生し得ることと、トランジスタＱ１による
エミッタフォロア出力であるため出力電圧の付加電流依
存性を小さくしていること等の利点を併せ備えている。
尚、上述した各実施例の説明では、バイポーラトランジ
スタをすべてＮＰＮ）ランジスタを用いて説明したが、
逆にＰＮＰトランジスタを用いた場合でも同様の結果が
得られる。
スタをすべてＮＰＮ）ランジスタを用いて説明したが、
逆にＰＮＰトランジスタを用いた場合でも同様の結果が
得られる。
以上説明したように、本発明の電圧発生回路はバイポー
ラトランジスタのベース・エミッタ間順方向電圧■、と
、ＳＢＤの順方向電圧ＶＳとの温度依存性の差異を利用
することにより、簡単な構成で温度補償された電圧が得
られ、出力トランジスタのコレクタ飽和を抑制すること
ができるという効果がある。
ラトランジスタのベース・エミッタ間順方向電圧■、と
、ＳＢＤの順方向電圧ＶＳとの温度依存性の差異を利用
することにより、簡単な構成で温度補償された電圧が得
られ、出力トランジスタのコレクタ飽和を抑制すること
ができるという効果がある。
第１図は本発明の詳細な説明するための基本的な電圧発
生回路図、第２図は本発明の第一の実施例を示す電圧発
生回路図、第３図は本発明の第一の実施例を示す電圧発
生回路図、第４図乃至第６図はそれぞれ従来の一例を示
す電圧発生回路図である。 Ｑｌ、Ｑ２・・・バイポーラトランジスタ、Ｄｌ・・・
ショットキ・バリア・ダイオード（ＳＢＤ） 、Ｄ２〜
Ｄ４・・・ＰＮ接合ダイオード、Ｒ１−Ｒ３・・・抵抗
、ＶＣＣ・・・電源１、ＯＵＴ・・・出力端子、ＩＯ・
・・低電流源、ＶｏＵｔ・・・出力電圧。
生回路図、第２図は本発明の第一の実施例を示す電圧発
生回路図、第３図は本発明の第一の実施例を示す電圧発
生回路図、第４図乃至第６図はそれぞれ従来の一例を示
す電圧発生回路図である。 Ｑｌ、Ｑ２・・・バイポーラトランジスタ、Ｄｌ・・・
ショットキ・バリア・ダイオード（ＳＢＤ） 、Ｄ２〜
Ｄ４・・・ＰＮ接合ダイオード、Ｒ１−Ｒ３・・・抵抗
、ＶＣＣ・・・電源１、ＯＵＴ・・・出力端子、ＩＯ・
・・低電流源、ＶｏＵｔ・・・出力電圧。
Claims (1)
- バイポーラトランジスタと、前記バイポーラトランジス
タのコレクタ・ベース間に接続した第一の抵抗と、前記
バイポーラトランジスタのベース・エミッタ間に接続し
た第二の抵抗およびショットキ・バリア・ダイオードか
らなる直列回路とを有することを特徴とする電圧発生回
路。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1011323A JPH02191012A (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 電圧発生回路 |
| US07/463,423 US5013999A (en) | 1989-01-20 | 1990-01-11 | Voltage generating circuit using a Schottky barrier diode |
| EP90100634A EP0379092B1 (en) | 1989-01-20 | 1990-01-12 | Voltage generating circuit |
| DE90100634T DE69005649T2 (de) | 1989-01-20 | 1990-01-12 | Spannungsgeneratorschaltung. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1011323A JPH02191012A (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 電圧発生回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02191012A true JPH02191012A (ja) | 1990-07-26 |
Family
ID=11774817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1011323A Pending JPH02191012A (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 電圧発生回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5013999A (ja) |
| EP (1) | EP0379092B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02191012A (ja) |
| DE (1) | DE69005649T2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4133764C1 (ja) * | 1991-10-11 | 1993-02-18 | Texas Instruments Deutschland Gmbh, 8050 Freising, De | |
| DE69224136T2 (de) * | 1991-10-21 | 1998-07-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Spannungsgeneratoreinrichtung |
| DE4201947C2 (de) * | 1992-01-24 | 1993-10-28 | Texas Instruments Deutschland | Integrierte Transistorschaltung mit Reststromkompensation |
| US5554924A (en) * | 1995-07-27 | 1996-09-10 | International Business Machines Corporation | High speed shunt regulator |
| JP2000332600A (ja) * | 1999-05-25 | 2000-11-30 | Rohm Co Ltd | 温度補償システム |
| DE10156048C1 (de) * | 2001-11-15 | 2003-04-03 | Texas Instruments Deutschland | Referenzspannungsquelle |
| JP2007043661A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-02-15 | Oki Electric Ind Co Ltd | 遅延回路 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3867644A (en) * | 1974-01-07 | 1975-02-18 | Signetics Corp | High speed low power schottky integrated logic gate circuit with current boost |
| US4037115A (en) * | 1976-06-25 | 1977-07-19 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Bipolar switching transistor using a Schottky diode clamp |
| US4400635A (en) * | 1981-01-21 | 1983-08-23 | Rca Corporation | Wide temperature range switching circuit |
| US4542331A (en) * | 1983-08-01 | 1985-09-17 | Signetics Corporation | Low-impedance voltage reference |
| JPH0668706B2 (ja) * | 1984-08-10 | 1994-08-31 | 日本電気株式会社 | 基準電圧発生回路 |
| US4956567A (en) * | 1989-02-13 | 1990-09-11 | Texas Instruments Incorporated | Temperature compensated bias circuit |
-
1989
- 1989-01-20 JP JP1011323A patent/JPH02191012A/ja active Pending
-
1990
- 1990-01-11 US US07/463,423 patent/US5013999A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-01-12 EP EP90100634A patent/EP0379092B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-01-12 DE DE90100634T patent/DE69005649T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5013999A (en) | 1991-05-07 |
| DE69005649T2 (de) | 1994-05-11 |
| EP0379092A1 (en) | 1990-07-25 |
| DE69005649D1 (de) | 1994-02-17 |
| EP0379092B1 (en) | 1994-01-05 |
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