JPH02227710A - Reference voltage generating circuit - Google Patents

Reference voltage generating circuit

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JPH02227710A
JPH02227710A JP4805489A JP4805489A JPH02227710A JP H02227710 A JPH02227710 A JP H02227710A JP 4805489 A JP4805489 A JP 4805489A JP 4805489 A JP4805489 A JP 4805489A JP H02227710 A JPH02227710 A JP H02227710A
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JP
Japan
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reference voltage
circuit
emitter
transistors
transistor
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JP4805489A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Arimura
有村 健一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To facilitate the design and the production of a reference voltage generating circuit when it is set into an integrated circuit, etc., by taking out the common base potential or the voltage proportional to this base potential as the reference voltage in a state where the emitter currents of a pair of transistors connected to a common base are kept at different levels. CONSTITUTION:The same currents I1 and I2 are supplied to the transistors TR 1 and 2 from a current source circuit 5. The common base potential Vc of both TR 1 and 2 are defined as Vc=e+kT(pRe/Ri)ln(1/m), where the coefficients (m) and (p) are decided by the structures of 1st and 2nd TRs 1 and 2 and the structure of the circuit 5 respectively. The emitter current density of the TR 2 is equal to 1/4 compared with that of the TR 1 to satisfy m=4. Based on this formula, the temperature compensation is carried out. The generated reference voltage V0 is set based on the full current value I0 supplied to both TR 1 and 2, and the individual emitter resistance value Ri is set to satisfy the temperature compensation conditions of said formula. The difference between the voltage Vc inputted to the TR 1 from the collector of the TR 2 and the reference voltage V0 inputted to the TR 2 is amplified and outputted to be amplified again by a control TR 6.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明は集積回路等に組み込むに適する温度補償された
基準電圧ないしは定電圧を発生させるための基準電圧発
生回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a reference voltage generation circuit for generating a temperature-compensated reference voltage or constant voltage suitable for being incorporated into an integrated circuit or the like.

[従来の技術] 電子回路ではその動作上基準電圧が必要とされることか
多く、もらろんこの基*電圧には広い温度変化に対して
一定値を保つことが要求される。
[Prior Art] Electronic circuits often require a reference voltage for their operation, and this reference voltage is required to maintain a constant value over a wide range of temperature changes.

周知のように、半導体回路用の基準電圧源とし′Cはp
n接合がもつほぼ定植の順方向電圧が適しているが、そ
の負の温度依存性を補償し、かつそれから所望値の基準
電圧を作る要があり、ごのために種々な工夫がなされて
いる。第4回にかかる代表的な従来の基準電圧発生回路
を示す。
As is well known, as a reference voltage source for semiconductor circuits, 'C is p
The nearly fixed forward voltage of the n-junction is suitable, but it is necessary to compensate for its negative temperature dependence and create a reference voltage of the desired value from it, and various measures have been taken to achieve this. . A typical conventional reference voltage generation circuit according to the fourth issue is shown.

第4図において、コレクタとベースが短絡されたダイオ
ード接続のトランジスタ11が基準電圧源用、これとベ
ースが共通接続されたトランジスタ12が温度補償用で
あって、これらのトランジスタ11および12には電源
■から共通の制御トランジスタ13とそれぞれのコレク
ク抵抗1?lおよびR2とを介して電流が供給されCお
り、制御トランジスタ13と両抵抗121およびR2と
の接続点から基準電圧ν0が取り出される。従ってトラ
ンジスタ11がもつへ一ス・エミソク間接合の順方向電
圧をCとすれば、基準電圧Voはこれより抵抗R1内の
電圧降下分だけ高く設定されることになる。
In FIG. 4, a diode-connected transistor 11 whose collector and base are short-circuited is for a reference voltage source, and a transistor 12 whose base is commonly connected is for temperature compensation. From ■ to the common control transistor 13 and each collector resistor 1? A current is supplied through C and R2, and a reference voltage ν0 is taken out from the connection point between the control transistor 13 and both resistors 121 and R2. Therefore, if the forward voltage of the hemi-emitter junction of the transistor 11 is C, the reference voltage Vo is set higher than this by the voltage drop within the resistor R1.

トランジスタ12側では、そのコレクタ抵抗R2がトラ
ンジスタ11のコレクタ抵抗R1より高く設定され、か
つエミッタ抵抗R3が接続されているので、そのベース
・エミッタ間接合に流れる電流がトランジスタ11側よ
りも低(設定されている。よく知られているように、ベ
ース・エミッタ間電圧はエミツタ層の電流密度の対数関
数であり、トランジスタ12はそのベース・エミッタ間
電圧がトランジスタ11のベース・エミッタ間電圧eよ
りエミッタ抵抗R3の電圧降下分だけ低い状態で動作し
ているので、この条件ではほぼ次式が成立する。
On the transistor 12 side, the collector resistance R2 is set higher than the collector resistance R1 of the transistor 11, and the emitter resistance R3 is connected, so the current flowing through the base-emitter junction is lower than that on the transistor 11 side. As is well known, the base-emitter voltage is a logarithmic function of the current density in the emitter layer, and the base-emitter voltage of transistor 12 is higher than the base-emitter voltage e of transistor 11. Since it operates in a state where the voltage is low by the voltage drop across the resistor R3, the following equation approximately holds true under this condition.

Vo= e 十K T (R2/R3) Zn(R2/
R1)ただし、Kはボルツマン定数をに、電子素置をq
とするとK = k/qで表される定数であり、Tは絶
対温度である。
Vo= e 10K T (R2/R3) Zn(R2/
R1) However, K is the Boltzmann constant and q is the electron configuration.
Then, K = a constant expressed by k/q, and T is the absolute temperature.

上式中の第1項のトランジスタ11のベース・エミッタ
間電圧eは負の温度係数、第2項は正の温度係数を持つ
ので、抵抗R1〜R3の値を適宜に選定することにより
、基準電圧Voの持つ温度係数をOにして温度補償をす
ることができる。
The base-emitter voltage e of the transistor 11 in the first term in the above equation has a negative temperature coefficient, and the second term has a positive temperature coefficient, so by appropriately selecting the values of the resistors R1 to R3, the reference Temperature compensation can be performed by setting the temperature coefficient of voltage Vo to O.

第4図の制御1ランジスタ13のベース電流は定電流源
14から供給されでおり、制御トランジスタ13の味−
スにコレクタが接続された補助制御トランジスタ15も
この定電流源14からの電流を受け、かつそのベースは
トランジスタ12と抵抗R2の接続点の電位を受けてい
る。槌って、基準電圧Voが所定値より僅かでも高(な
ると、補助制御トランジスタ15のベース電位が上がっ
てそのベース電流が増加し、その分だけ制御トランジス
タ13に定電流源14から供給されているー・−スミ流
が減少するので、制御1ランジスタ13のコレクタ・ベ
ース間電圧が増え゛ζ基準電圧Voが低めりれる。もら
ろん、遊に基準電圧Voが所定値より低くなると、制御
トランジスタ13はそのコレクタ・ベース間電圧を減少
させて基準電圧Voを高める。
The base current of the control transistor 13 in FIG.
The auxiliary control transistor 15 whose collector is connected to the constant current source 14 also receives current from the constant current source 14, and its base receives the potential at the connection point between the transistor 12 and the resistor R2. When the reference voltage Vo is even slightly higher than the predetermined value, the base potential of the auxiliary control transistor 15 rises and its base current increases, and the constant current source 14 supplies the control transistor 13 with that amount. - Since the Sumi current decreases, the collector-base voltage of the control transistor 13 increases, and the reference voltage Vo decreases.Of course, if the reference voltage Vo becomes lower than a predetermined value, the control transistor 13 decreases its collector-base voltage and increases the reference voltage Vo.

このように制御トランジスタ13により、電源電圧■や
基tjA電圧Voの負荷条件が変動しでも、基準電圧ν
0は常に−・定の所望値に制御され、かつトランジスタ
11および12に流れる電流値も一定に保たれて前述の
温度補償作用が安定化される。
In this way, the control transistor 13 allows the reference voltage ν to be maintained even if the load conditions of the power supply voltage ■ and the reference tjA voltage Vo vary.
0 is always controlled to a certain desired value, and the current value flowing through the transistors 11 and 12 is also kept constant, thereby stabilizing the above-mentioned temperature compensation effect.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

以上のとあり、上述の従来回路では基準電圧V。 As described above, in the conventional circuit described above, the reference voltage V.

を抵抗R1の選択により所望値に設定し、かつ制御トラ
ンジスタ13によりそれを一定値に保つことができるが
、設計面では抵抗値R1−R3の選定が必場しも容易で
なく、製作面でも集積回路等に組み込んだとき僅かな製
作誤差によってその発生基準電圧値や温度補償性能にば
大きなばらつきが生じやすい問題がある。
can be set to a desired value by selecting the resistor R1, and kept at a constant value by the control transistor 13. However, from a design standpoint, selecting the resistance values R1-R3 is not necessarily easy, and from a manufacturing standpoint, When incorporated into an integrated circuit or the like, there is a problem in that slight manufacturing errors tend to cause large variations in the generated reference voltage value and temperature compensation performance.

この主な原因はトランジスタ12の」レクタ抵抗R2と
エミッタ抵抗R3が基′準電圧の温度補償と定植制御と
の二つの機能に係わっていることにあり、基準電圧Vo
を所望値にする抵抗R1の値を決めるとこれら両機能を
満たす抵抗値u2とR3の選択可能範囲が狭く、しかも
それらの製作誤差によって・回路性能にぽら1ノきか発
生しやすい。また実際の製作面では、これらの抵抗l1
l−R3の値とは独立して定電流源14の発生電力にば
らつきが発生しやすいので、回路性能のばらつきがこれ
によってさらに拡大されるごとになる。
The main reason for this is that the collector resistance R2 and emitter resistance R3 of the transistor 12 are involved in the two functions of reference voltage temperature compensation and planting control, and the reference voltage Vo
When determining the value of the resistor R1 to achieve the desired value, the selectable range of the resistor values u2 and R3 that satisfy both of these functions is narrow, and furthermore, their manufacturing errors tend to cause a slight difference in circuit performance. In addition, in actual production, these resistors l1
Since variations in the power generated by the constant current source 14 are likely to occur independently of the value of l-R3, variations in circuit performance are further amplified by this.

かかる性能面のほか、1対のコレクタ抵抗R1とR2に
はいずれもふつ・)数にΩ程度のかなり高抵抗値を要す
るので、集積回路内に組み込む際に大きなチップ面積が
これらにより占領され、かつ消費電力も増加する問題が
ある。
In addition to this performance, the pair of collector resistors R1 and R2 each require a fairly high resistance value, usually on the order of several ohms, so they occupy a large chip area when incorporated into an integrated circuit. Moreover, there is a problem that power consumption also increases.

本発明はかかる問題を解決し、集積回路等に組み込むに
際して設計製作を容易にし、回路性能のばらつきを減少
さセることを目的とする。
It is an object of the present invention to solve such problems, to facilitate design and manufacture when incorporated into integrated circuits, etc., and to reduce variations in circuit performance.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この目的は本発明によれば、共通ベース接続された1対
のトランジスタと、両トランジスタのエミッタ電流を受
ける共通エミッタ抵抗と、両トランジスタ中のいずれか
のエミッタ電流を受ける個別エミッタ抵抗と、両トラン
ジスタに対して相互に比例する電流を供給する電流源回
路とによって基準電圧発生回路を構成した上で、両トラ
ンジスタのエミッタ電流密度を互いに異ならせた状態で
両トランジスタの共通ベース電位ないしはそれに比例す
る電圧を基準電圧として取り出すごとによって達成され
る。
This purpose, according to the invention, consists of a pair of common base connected transistors, a common emitter resistor that receives the emitter current of both transistors, an individual emitter resistor that receives the emitter current of one of the transistors, and a A reference voltage generating circuit is configured with a current source circuit that supplies a current proportional to each other, and the emitter current densities of both transistors are made to be different from each other to generate a common base potential of both transistors or a voltage proportional to it. This is achieved by taking out the voltage as a reference voltage.

なお、上記構成中の電流源回路には、電流ミラ回路を利
用して両トランシスクに互いに比例する電流を供給させ
るのが有利である。
Note that it is advantageous for the current source circuit in the above configuration to utilize a current mirror circuit to supply currents proportional to each other to both transisks.

両トランジスタのエミッタ電流密度を互いに異ならせる
具体的手段としては、いずれかの(・ランジスタをマル
チェミック構造とし、あるいは両トランジスタのエミッ
タ電流を互いに異ならせるのが最も簡単である。もらろ
ん、両トランジスタは同構造とし、電流源回路からそれ
らに供給する電流を互いに異ならせてもよい。
The simplest way to make the emitter current densities of both transistors different from each other is to make one of the transistors have a multichemic structure, or to make the emitter currents of both transistors different from each other. may have the same structure, but the current supplied to them from the current source circuit may be different from each other.

また、上記1jI¥成にいうように両トシンジスタの共
通ベース電位を基準電圧とし−(取り出す際、個別エミ
ッタ抵抗を備える方のトランジスタによって・\−ス電
流が制御される制御トランジスタを設り、そのコレクタ
がら基W−電圧を取り出すのが望ましい。かかる制御I
・ランジスタを設置〕れぽ、例えばそのコレクタ電圧を
分圧し、分圧点を両トランジスクの共通ベースと等電位
に接続するごとにより、共通−1−スミ位に比例した基
準電圧をそのL−ルクク側から取り出すことができる。
In addition, as described in 1jI\n above, the common base potential of both synristors is used as a reference voltage. It is desirable to extract the base W-voltage from the collector.
・Installing a transistor] For example, by dividing its collector voltage and connecting the voltage dividing point to the common base of both transistors and the same potential, a reference voltage proportional to the common -1-segment level can be applied to its L-rkk. It can be taken out from the side.

本発明回路の有利な適用対象としてコンパレータがあり
、例えば比較入力を両1−ランジスタの共通ベースに与
え、上記の制御トランジスタのコレクタ側から比較出力
を取り出すことにより、基準電圧発生回路を内蔵した簡
単なコンパレータ回路を構成するごとができる。この際
、比較出力を電流信号の形で取り出すのが好適である。
An advantageous application of the circuit of the present invention is a comparator. For example, by applying a comparison input to the common base of both transistors and taking out a comparison output from the collector side of the control transistor, a comparator can be easily constructed with a built-in reference voltage generation circuit. It is possible to construct a comparator circuit. At this time, it is preferable to take out the comparison output in the form of a current signal.

[作用〕 本発明回路においても、もちろん基準電圧値を温度補償
する必要があり、このため前項の構成にいうように共通
ベース接続された1対のトランジスタを設りCそれらの
エミンク電)ん密度を互いに異ならせるとともに、両ト
ランジスタのエミッタ電流を受ける共通エミッタ抵抗と
いずれかからエミッタ電流を受ける個別エミッタ抵抗を
設ける。
[Function] Of course, in the circuit of the present invention, it is necessary to temperature-compensate the reference voltage value, and for this purpose, as in the configuration in the previous section, a pair of transistors connected to a common base is provided to compensate for their Emink current density. and a common emitter resistor that receives emitter current from both transistors and an individual emitter resistor that receives emitter current from either of the transistors.

以下、説明の都合上1対のトランジスタ中の基準電圧源
とする方を第1のトランジスタ、温度補償用の方を第2
のトランジスタとし、共通および個別エミッタ抵抗の値
をそれぞれRcおよびR4で表ずごととする。
Hereinafter, for convenience of explanation, the one used as a reference voltage source in a pair of transistors will be referred to as the first transistor, and the one for temperature compensation will be referred to as the second transistor.
Let the values of the common and individual emitter resistances be Rc and R4, respectively.

簡単化のため、第1と第2のトランジスタの電流11と
12は互いに等しく、後者のエミッタ電流が前者よりも
大きく従ってエミッタ電流密度が111分の1であるも
のとする。共通エミッタ抵抗11cに流れる電流を10
.基準電圧源としての第1のトランジスタのベース・エ
ミッタ間電圧をeとすると、両トランジスタの共通ベー
スの電位Vcは、Vc= e +Rc ・10 である。さらに、第2のトランジスタのベース・エミッ
タ間電圧は上式中のeよりもそのエミッタ電流を受ける
個別エミッタ抵抗R4中の電圧降下分だけ低く、その値
はエミッタ電流密度の自然対数であることから、第2の
トランジスタの電流12−10/2とし′ζ次式が得ら
れる。
For simplicity, it is assumed that the currents 11 and 12 of the first and second transistors are equal to each other, and that the emitter current of the latter is greater than the former, so that the emitter current density is 1/111. The current flowing through the common emitter resistor 11c is 10
.. Assuming that the base-emitter voltage of the first transistor serving as a reference voltage source is e, the common base potential Vc of both transistors is Vc=e+Rc·10. Furthermore, since the base-emitter voltage of the second transistor is lower than e in the above equation by the voltage drop across the individual emitter resistor R4 that receives the emitter current, and its value is the natural logarithm of the emitter current density, , the current of the second transistor is 12-10/2, and the following equation is obtained.

12= K T (1/RiMn(1/m)従ってこれ
を上式に入れると、 Vc= e + K T (2Rc/Ri)in(1/
m)となり、前述のように基準電圧源であるeのもつ負
の温度依存性を第2項の正の温度依存性によって補償す
ることができる。
12= K T (1/RiMn(1/m)) Therefore, by inserting this into the above equation, Vc= e + K T (2Rc/Ri)in(1/
m), and as described above, the negative temperature dependence of the reference voltage source e can be compensated for by the positive temperature dependence of the second term.

上記構成にいう電流源回路はこれらの第1および第2の
トランジスタに対して相互に比例する電流■1およびI
2を供給するものであって、上述の説明では便宜上IL
=12としたが、これをより一般的に12= (1/n
)11 とし、カシつp=n+1 と置くこととすると
、上式はさらに、 Vc−e 十K T (pRc/Ri)Zn(1/+n
)   (1)となる。
The current source circuit in the above configuration supplies currents 1 and I that are proportional to each other for these first and second transistors.
2, and in the above explanation, for convenience, IL
= 12, but this is more generally 12 = (1/n
)11 and set p=n+1, the above equation further becomes Vc-e 1K T (pRc/Ri)Zn(1/+n
) (1).

さて、上式の右辺中の係数Illは第1および第2のト
ランジスタの構造により、係数pは電流源回路の構成に
より、比Rc/Riば共通および個別エミック抵抗の相
対的な値によって、それぞれ一義的にかつ互いに独立に
設定することができるので、本発明では従来のように回
路に必要な機能を持たせるため3個の抵抗の値を相互に
関連させて設定する必要がなくなり、集積回路等に組み
込むに際して従来J、り設計製作がずっと簡単になり、
かつ製作誤差に基づく回路性能のばらつきも大幅に減少
するので、これによって前述の所期の課題を解決するこ
とができる。
Now, the coefficient Ill on the right side of the above equation depends on the structure of the first and second transistors, the coefficient p depends on the configuration of the current source circuit, and the ratio Rc/Ri depends on the relative values of the common and individual emic resistances. Since the values can be set uniquely and independently from each other, the present invention eliminates the need to set the values of the three resistors in relation to each other in order to provide the necessary functions to the circuit, as in the past, and the integrated circuit When incorporating it into a conventional J, the design and production becomes much easier,
In addition, variations in circuit performance due to manufacturing errors are also significantly reduced, thereby making it possible to solve the above-mentioned desired problem.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図を参照しながら本発明の詳細な説明する。第1
図は本発明による基準電圧発生回路の第1の実施例回路
である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1st
The figure shows a first embodiment of the reference voltage generating circuit according to the present invention.

1対のトランジスタは、この実施例では共通ベース接続
された第1のトランジスタlと第2のトランジスタ2と
からなり、前者のベース・エミッタ間電圧eが基準電圧
源として用いられ、後者は温度補償用でこの例では図示
のように4個のエミッタを備え、従って前者の4倍のエ
ミッタ面積を持つマルチエミッタトランジスタであって
、前述の抵抗値Riをもつ個別エミッタ抵抗4がこれに
接続されている。両トランジスタ1と2に対してそれら
のエミッタ電流を受けるように抵抗値Reの共通エミッ
タ抵抗3が接続される。
In this embodiment, the pair of transistors consists of a first transistor l and a second transistor 2, which are connected to each other with a common base.The base-emitter voltage e of the former is used as a reference voltage source, and the latter is temperature-compensated. In this example, as shown in the figure, it is a multi-emitter transistor with four emitters and an emitter area four times that of the former, and an individual emitter resistor 4 having the aforementioned resistance value Ri is connected to it. There is. A common emitter resistor 3 having a resistance value Re is connected to both transistors 1 and 2 so as to receive their emitter currents.

電流源回路5には図示のように電流ミラー回路を用いる
のがよ(、その基準側トランジスタ5aから第1のトラ
ンジスタ1に、従動側トランジスタ5bから第2のトラ
ンジスタ2にそれぞれこの例では同じ値の電流が供給さ
れる。
It is preferable to use a current mirror circuit as shown in the figure for the current source circuit 5 (in this example, the same value is applied from the reference side transistor 5a to the first transistor 1, and from the driven side transistor 5b to the second transistor 2). current is supplied.

制御トランジスタ6はこの例ではpnp形で、そのベー
スに第2のトランジスタ2のコレクタ電位を、エミッタ
に電源電圧Vをそれぞれ受け、そのコレクタが第1およ
び第2のトランジスタの共通ベースと接続される。従っ
てこの例では共通ベース電位Vcがこの制御トランジス
タ6のコレクタから基準電圧Voとして出力される。
The control transistor 6 is of the pnp type in this example, receives the collector potential of the second transistor 2 at its base, receives the power supply voltage V at its emitter, and has its collector connected to the common base of the first and second transistors. . Therefore, in this example, the common base potential Vc is output from the collector of the control transistor 6 as the reference voltage Vo.

以上のように構成されたこの例での基準電圧発生回路で
は、電流源回路5からトランジスタ1および2に同じ電
流11=12が供給されるので、前述のn−1,従って
(1)式中のP=2で、また第2のトランジスタ2のエ
ミッタ電流密度が第1のトランジスタの4分の1なので
m=4であって、(1)式に基づく温度補償動作がなさ
れる。発生基準電圧Voは、容易にわかるように第1の
トランジスタ1のベース・エミッタ間電圧eと、共通エ
ミッタ抵抗3の値Reと、第1および第2のトランジス
タ1と2に供給される全電流値■0とにより設定され、
また個別エミッタ抵抗4の値Riは(1)式の温度補償
条件を満たずように設定される。
In the reference voltage generation circuit in this example configured as described above, the same current 11=12 is supplied from the current source circuit 5 to the transistors 1 and 2, so the above n-1, therefore, in equation (1). Since P=2 and the emitter current density of the second transistor 2 is one-fourth that of the first transistor, m=4, and temperature compensation operation based on equation (1) is performed. As is easily understood, the generated reference voltage Vo is determined by the base-emitter voltage e of the first transistor 1, the value Re of the common emitter resistor 3, and the total current supplied to the first and second transistors 1 and 2. Set by the value ■0,
Further, the value Ri of the individual emitter resistor 4 is set so as not to satisfy the temperature compensation condition of equation (1).

次に制御トランジスタ6の動作であるが、1対のトラン
ジスタ1および′2と電流源回路5とからなる回路にお
いて、仮に両トランジスタ1と2のベース間接続を切っ
て考えると、容易にわかるように1個の差動増幅回路と
等価であって、その−方の入力として第1のトランジス
タlのベースに電圧Vcが、他方の入力として第2のト
ランジスタ2のベースに基準電圧Voがそれぞれ与えら
れていると見做すことができる□。従って、この例では
第2のトランジスタ2のコレク久の方から両人力値の差
が増幅されて出力され、ごのコレクタ電位をベースに受
ける制御トランジスタ6によってさらに増幅されること
になる。実際には両トランジスタ1と2は共通ベース接
続されており、かつこれに制御トランジスタ6のコレク
タからの増幅出力が与えられて、これがむぢろん負帰還
方向に働くので、実際上は両トランジスタ1と2に流れ
る電流11と12を等しくするように働き、この系の制
御ゲインとしては差動増幅回路と制御トランジスタ6を
総合した高い増幅率が得られる。
Next, regarding the operation of the control transistor 6, in a circuit consisting of a pair of transistors 1 and '2 and the current source circuit 5, if we consider that the connection between the bases of both transistors 1 and 2 is cut off, it can be easily understood. is equivalent to one differential amplifier circuit, and the voltage Vc is applied to the base of the first transistor l as one input, and the reference voltage Vo is applied to the base of the second transistor 2 as the other input. □ Therefore, in this example, the difference between the two power values is amplified and output from the collector end of the second transistor 2, and is further amplified by the control transistor 6 which receives the collector potential of the second transistor 2 as its base. In reality, both transistors 1 and 2 are connected to a common base, and the amplified output from the collector of the control transistor 6 is given to this, which naturally acts in the direction of negative feedback, so in reality both transistors It works to equalize the currents 11 and 12 flowing through the transistors 1 and 2, and as a control gain of this system, a high amplification factor can be obtained by combining the differential amplifier circuit and the control transistor 6.

第2図は1対のトランジスタ1と2の共通ベース電位V
、cに比例するがそれとは□異なる基準電圧VOを発生
する□本発明の第2の実施例を示すもので、図示のよう
に制御トランジスタ6のコレクタに1対の抵抗7aと7
bからなる電圧分圧回路7が接続されており、その分圧
点が共通ベースと同電位に接続される。容易にわかるよ
うに、この例では制御トランジスタ6が常にこの分圧点
の電位を共通ベース点電位Vcと等しくするように動作
するから、1対の分圧抵抗7aと7bの抵抗値をそれぞ
れRaとRhとすると、Vo = (1+Ra/Rh)
 Vcに一定制御された基準電圧がこの実施例回路から
発生される。
Figure 2 shows the common base potential V of a pair of transistors 1 and 2.
, c, which generates a reference voltage VO proportional to, but different from, a second embodiment of the present invention, in which a pair of resistors 7a and 7 are connected to the collector of the control transistor 6 as shown.
A voltage dividing circuit 7 consisting of a voltage dividing circuit 7 is connected, and its voltage dividing point is connected to the same potential as the common base. As can be easily seen, in this example, the control transistor 6 always operates to make the potential of this voltage dividing point equal to the common base point potential Vc, so the resistance value of the pair of voltage dividing resistors 7a and 7b is set to Ra. and Rh, then Vo = (1+Ra/Rh)
A reference voltage controlled to be constant at Vc is generated from this embodiment circuit.

なお、共通ベース電位Vc従ってこの基準電圧V。Note that the common base potential Vc and therefore this reference voltage V.

に対する温度補償を含めて、この実施例回路の上記以外
の動作は第1図の場合と全く同じである。
The operations of this embodiment circuit other than those described above, including temperature compensation, are exactly the same as in the case of FIG.

また、この場合にも第2のトランジスタ2はもちろん第
1図のようにマルチエミッタ構造とすることでよいので
あるが、この実施例ではそのかわりにエミッタ面積が第
1のトランジスタ1よりも大きく設定されζいる。
Also, in this case, the second transistor 2 can of course have a multi-emitter structure as shown in FIG. 1, but in this embodiment, instead, the emitter area is set to be larger than that of the first transistor 1. There is.

第3図は本発明をコンパレータ回路に適用した実施例を
示す。図示のように、回路構成は第1図とほとんど同し
であるが、トランジスタ1と2の共通ベースには比較人
力Viが与えられ、制御I・ランジスタロのコレクタか
らこの例では電流信号の形で比較出力toが出力される
。これかられかるようにこの実施例回路は、本発明によ
る基準電圧発生回路がもつ差動増幅機能を利用して、(
1)式のVcを発生ずる基準電圧回路が内蔵されたコン
パレータ回路を構成したもので、図の右下部に簡略に示
されたように比較人力Viの値のVcとの大小に応じて
比較用ノJloが急変する比較動作を行なう。
FIG. 3 shows an embodiment in which the present invention is applied to a comparator circuit. As shown in the diagram, the circuit configuration is almost the same as in Figure 1, but a comparative human power Vi is applied to the common base of transistors 1 and 2, and in this example, from the collector of the control I/transistor, in the form of a current signal. A comparison output to is output. As will be seen, this embodiment circuit utilizes the differential amplification function of the reference voltage generation circuit according to the present invention.
1) This is a comparator circuit with a built-in reference voltage circuit that generates Vc in the equation, and as shown in the lower right part of the figure, the value for comparison is determined according to the magnitude of the value of comparison human power Vi with respect to Vc. A comparison operation is performed in which Jlo suddenly changes.

なお、この実施例回路は正確な基準電圧Vcの発生動作
を常時行なうと厳密にはいえないが、少なくとも比較入
力Viの値が本来の基準電圧と一致したとき常に正確な
基準電圧Vcを発生し、それに基づく厳密な比較動作を
行なう。かかる基準電圧発生回路を内蔵した簡易な構成
のコンパレーク回路は、集積回路等のチップ内のごく小
さな面積内に作り込める利点を存する。
Although it cannot be strictly said that this embodiment circuit always generates an accurate reference voltage Vc, it can at least always generate an accurate reference voltage Vc when the value of the comparison input Vi matches the original reference voltage. , perform a strict comparison operation based on it. A comparator circuit having a simple structure and incorporating such a reference voltage generating circuit has the advantage that it can be fabricated within a very small area within a chip such as an integrated circuit.

以上説明した実施例からもわかるようOこ、本発明はか
かる特定された実施例に限らず種々変形された態様で適
宜に実施し、あるいはそれを種々の形態で適用ないし応
用した電子回路を構成することができる。
As can be seen from the embodiments described above, the present invention is not limited to the specific embodiments, but can be implemented in various modified forms, or can be applied or applied in various forms to configure electronic circuits. can do.

〔発明の効果] 以上述べたとおり本発明では、共通ベース接続された1
対のトランジスタと、両トランジスタのエミッタ電流を
受ける共通エミッタ抵抗と、両トランジスタ中のいずれ
かのエミッタ電流を受ける個別エミッタ抵抗と、両トラ
ンジスタに対して相互に比例する電流を供給する電流源
回路で基準電圧発生回路を構成し、両トランジスタのエ
ミッタ電流密度を互いに異ならせた状態で両トランジス
タの共通ベース電位ないしはそれに比例する電圧を基準
電圧として取り出すごとにより、次の効果を上げること
ができる。
[Effect of the invention] As described above, in the present invention, one
A current source circuit that supplies a pair of transistors, a common emitter resistor that receives the emitter current of both transistors, an individual emitter resistor that receives the emitter current of one of the transistors, and a current that is proportional to each other to both transistors. The following effects can be achieved by configuring a reference voltage generation circuit and extracting the common base potential of both transistors or a voltage proportional to it as a reference voltage while making the emitter current densities of both transistors different from each other.

(a)基準電圧の温度補償のための回路条件として、1
対のトランジスタのエミッタ電流密度比、電流源回路か
らそれらへの供給電流比、共通および個別エミッタ抵抗
の抵抗値比をそれぞれ一義的にかつ互いに独立に設定で
きるので、回路定数の設定上の自由度が高(、設計が従
来より非常に簡単になり、かつ広範囲内で任意の値の基
準電圧を発生させることができる。
(a) As a circuit condition for temperature compensation of the reference voltage, 1
The emitter current density ratio of the paired transistors, the current ratio supplied to them from the current source circuit, and the resistance value ratio of the common and individual emitter resistors can be set uniquely and independently of each other, giving you greater freedom in setting circuit constants. The design is much simpler than before, and it is possible to generate a reference voltage of any value within a wide range.

(b)回路性能上の回路定数間の相互依存性がほとんど
なく、かつ抵抗値等のいずれの定数もその相対比率で回
路動作が決まるので、集積回路等への組み込みに際して
回路定数の製作誤差に基づく回路性能のばらつきが従来
より格段に減少し、品質η理が容易になりかつ歩留まり
が向上する。
(b) Since there is almost no interdependence between circuit constants in terms of circuit performance, and circuit operation is determined by the relative ratio of any constant such as resistance value, manufacturing errors in circuit constants are avoided when incorporating into integrated circuits, etc. Variations in circuit performance based on this method are significantly reduced compared to conventional methods, and quality control becomes easier and yields are improved.

(C)従来3個必要であった抵抗を2個に減少でき、か
ついずれも低抵抗値のエミッタ抵抗なので、集積回路内
に抵抗を作り込むために要するチ・2プ面積を従来より
大幅に縮小できる。
(C) The conventionally required three resistors can be reduced to two, and all emitter resistors have low resistance values, so the chip area required to build resistors into an integrated circuit can be significantly reduced compared to conventional methods. Can be reduced.

(d)本発明回路がもつ差動増幅作用を利用しながら高
ゲインで基準電圧を制御することにより、その温度補償
性能を従来よりも完全にし、かつ基準電圧の負荷側の変
化に対する応答を含めて基準電圧値をより厳密に定植制
御することができる。
(d) By controlling the reference voltage with high gain while utilizing the differential amplification effect of the circuit of the present invention, its temperature compensation performance can be made more complete than before, and the response to changes in the reference voltage on the load side can be improved. The reference voltage value can be controlled more precisely.

このほか、本発明回路はその差動動作を利用してコンパ
レータ等の電子回路に内蔵回路として組み込むに適する
。かかる応用回路を含めて、本発明による基準電圧発生
回路を集積回路装置等に組み込むごとにより、上述の利
点を生かしながらその性能を高め経済性を向上する効果
を発揮することができる。
In addition, the circuit of the present invention is suitable for being incorporated into an electronic circuit such as a comparator as a built-in circuit by utilizing its differential operation. By incorporating the reference voltage generating circuit according to the present invention, including such applied circuits, into an integrated circuit device or the like, it is possible to improve the performance and economical efficiency while taking advantage of the above-mentioned advantages.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図から第3図までが本発明に関し、第1図は本発明
による基準電圧発生回路の第1実施例の回路図、第2図
はその第2実施例の回路図、第3図はそれをコンパレー
タ回路に適用した実施例の回路図である。第4図は従来
技術による基準電圧発生回路の回路図である。回におい
て、1:1対のトランジスタを構成する第1のトランジ
スタ、2:1対のトランジスタを構成する第2のi・ラ
ンシスタ、3:共通エミッタ抵抗、4:個別エミッタ抵
抗、5;電流源回路ないしは電流ミラー回路、5.I:
基¥18側トランジスタ、5b:従動側トランジスタ、
6:制御トランジスタ、7;分圧回路、7a、7b:分
圧抵抗、11:基準電圧源用トランジスタ、12:温度
補償用トランジスタ、13:制御トランジスタ、14:
定電流源、15:補助制御トランジスタ、e:第1のト
ランジスタのベース・エミッタ間電圧ないしは基準電圧
源、Io:比較出力、■0:第1および第2のトランジ
スタの全電流、Il:第1のトランジスタの電流、■2
:第2のトランジスタの電流、Ra、Rb :分圧抵抗
値、Rc:共通エミッタ抵抗の抵抗値、Ri:個別エミ
ッタ抵抗の抵抗値、V:電源電圧、vc:共通エミッタ
電位、vi:比較入力、vo:基準電圧、である。
1 to 3 relate to the present invention; FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the reference voltage generation circuit according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of the second embodiment, and FIG. FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment in which this is applied to a comparator circuit. FIG. 4 is a circuit diagram of a reference voltage generating circuit according to the prior art. In this case, a first transistor forming a 1:1 pair of transistors, a second i-transistor forming a 2:1 pair of transistors, 3: common emitter resistance, 4: individual emitter resistance, 5: current source circuit or a current mirror circuit, 5. I:
Base ¥18 side transistor, 5b: Driven side transistor,
6: Control transistor, 7: Voltage dividing circuit, 7a, 7b: Voltage dividing resistor, 11: Reference voltage source transistor, 12: Temperature compensation transistor, 13: Control transistor, 14:
Constant current source, 15: Auxiliary control transistor, e: Base-emitter voltage or reference voltage source of the first transistor, Io: Comparison output, ■0: Total current of the first and second transistors, Il: First The current of the transistor, ■2
: Current of the second transistor, Ra, Rb : Voltage division resistance value, Rc: Resistance value of common emitter resistor, Ri: Resistance value of individual emitter resistor, V: Power supply voltage, vc: Common emitter potential, vi: Comparison input , vo: reference voltage.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 共通ベース接続された1対のトランジスタと、両トラン
ジスタのエミッタ電流を受ける共通エミッタ抵抗と、両
トランジスタ中のいずれかのエミッタ電流を受ける個別
エミッタ抵抗と、両トランジスタに対して相互に比例す
る電流を供給する電流源回路とを備え、両トランジスタ
のエミッタ電流密度を互いに異ならせた状態で、両トラ
ンジスタの共通ベース電位ないしはそれに比例する電圧
を基準電圧として取り出すようにしたことを特徴とする
基準電圧発生回路。
A pair of transistors connected with a common base, a common emitter resistor that receives the emitter current of both transistors, an individual emitter resistor that receives the emitter current of one of the transistors, and a current that is proportional to each other for both transistors. A reference voltage generator comprising a current source circuit for supplying a current, and extracting a common base potential of both transistors or a voltage proportional to the common base potential as a reference voltage with the emitter current densities of both transistors being different from each other. circuit.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11134043A (en) * 1997-10-30 1999-05-21 Sharp Corp Dc stabilized power supply circuit
JP2007304860A (en) * 2006-05-11 2007-11-22 Nec Electronics Corp Current compensation circuit

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