JPH028917A - 定電圧回路 - Google Patents

定電圧回路

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JPH028917A
JPH028917A JP16017488A JP16017488A JPH028917A JP H028917 A JPH028917 A JP H028917A JP 16017488 A JP16017488 A JP 16017488A JP 16017488 A JP16017488 A JP 16017488A JP H028917 A JPH028917 A JP H028917A
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JP
Japan
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voltage
transistor
input
output
vzd
Prior art date
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Pending
Application number
JP16017488A
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English (en)
Inventor
Tomizo Terasawa
富三 寺澤
Masanobu Ogawa
正信 小川
Hironori Kami
浩則 上
Masao Arakawa
雅夫 荒川
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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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、電子回路に用いられる定電圧回路に関するも
のであり、特に集積回路内において用いるのに適するも
のである。
[従来の技術] 第4図は従来の一般的な定電圧回路の回路図である。入
力端子1にはトランジスタQのコレクタが、出力端子2
にはトランジスタQのエミッタが接続されている。トラ
ンジスタQのベースは、ツェナダイオードZDのカソー
ド・アノード闇を介して入出力共通端子3に接続されて
いる。トランジスタQのベースとツェナダイオードZD
のカソードとの接続点は、抵抗Rを介して入力端子1に
接続されている。入力端子1゛と入出力共通端子3の間
には、ツェナダイオードZDのツェナ電圧VZDよりも
高い入力電圧VINが印加される。出力端子2と入出力
共通端子3の間には、負荷回路(図示せず)が接続され
る。入力電圧VINがツェナ電圧VZDよりも高いとき
には、負荷回路に供給される出力電圧V OUTは、入
力電圧VINの変動や負荷電流の変動に拘わらず、一定
の電圧となる。
以下、その動作原理について説明する。入力端子1と入
出力共通端子3の間に、ツェナダイオードZDのツェナ
電圧VZDよりも高い入力電圧VINが印加されている
ときには、抵抗Rを介してツェナダイオードZDにツェ
ナ電流が流れ、ツェナダイオードZDの両端にはツェナ
電圧VZOが発生する。入力電圧VHHが変動しても、
その変動分は抵抗Rに分担されるので、ツェナダイオー
ドZDの両端に発生するツェナ電圧VZ[)はほとんど
変化しない、したがって、トランジスタQのベース電位
はツェナダイオードZDのツェナ電圧VZOに等しくな
る。このため、トランジスタQのエミッタ電位は、ツェ
ナ電圧VZDがらトランジスタQのベース・エミッタ間
電圧■BEを差し引いた電圧となり、出力電圧VOtJ
Tは一定値(V zn  V BE)となる。
[発明が解決しようとする課題] 上述の従来技術において、入力端子1と出力端子2の間
には、(V IN  VOUT)−(V IN  (V
zo−V BEり lなる電圧が加わる。このため、ト
ランジスタのコレクタ・エミッタ間耐圧は、上述の入出
力量印加電圧fV+N(Vzo  VBE)j以上とす
ルコトが必要であり、入力電圧VINが高電圧になると
、バイポーラ型トランジスタQのコレクタ・エミッタ間
耐圧も大きくする必要が生じてくる。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、入力電圧が高電圧であっても十
分な耐圧が得られるようにした定電圧回路を提供するこ
とにある。
、[課題を解決するための手段] 本発明にあっては、上記の課題を解決するために、第1
図乃至第3図に示すように、同一の集積回路上に構成さ
れた二重拡散型MOSトランジスタQ1とバイポーラ型
トランジスタQ2の直列回路を入力端子1と出力端子2
の間に接続され、前記MOSトランジスタQ1のゲート
及び前記トランジスタQ2のベースには、入力電圧VI
Nよりも低く出力電圧V O,JTよりも高い第1及び
第2の基準電圧がそれぞれ印加され、第1及び第2の基
準電圧は前記MOSトランジスタQ1のドレイン・ソー
ス間電圧が前記トランジスタQ2のコレクタエミッタ間
電圧よりも大きくなるように設定されていることを特徴
とするものである。
[作用] 本発明にあっては、このように、入力端子1と出力端子
2の間に同一の集積回路上に構成された二重拡散型MO
SトランジスタQ、とバイポーラ型トランジスタQ2の
直列回路を接続し、MOSトランジスタQ、のドレイン
・ソース間電圧がトランジスタQ2のコレクタ・エミッ
タ間電圧よりも大きくなるようにM OS +−ランジ
スタQ1のゲート電圧とトランジスタQ2のベース電圧
を設定したので、入出力端子間電圧(■。IJT  V
IN>は、バイポーラ型のトランジスタQ2よりも耐圧
の高いMOSトランジスタQ1に、より多く分担される
ものであり、したがって、定電圧回路への入力電圧VI
Nが高くなっても十分な耐圧が得られるものである。
[実施例1] 第1図は本発明の第1実施例の回路図である。
以下、その回路構成について説明する。入力端子1には
、二重拡散型MOSトランジスタ(以下、DMO3)ラ
ンジスタという)Q、のドレインが接続されている。ま
た、出力端子2には、DMOSMOSトランジスタQ−
の集積回路上に構成されたバイポーラ型のNPN)ラン
ジスタQ2のエミッタが接続されている。DMOSトラ
ンジスタQのソースは、NPNトランジスタQ2のコレ
クタに接続されている。DMOSI−ランジスタQ1の
ゲートにはツェナダイオードZDのカソードが接続され
、ツェナダイオードZDのアノードは入出力共通端子3
に接続されている。DMOSMOSトランジスタQレイ
ン・ゲート間には、第1の抵抗R3が接続されている。
また、ツェナダイオードZDのアノード・カソード間に
は、第2及び第3の抵抗R2、R3の直列回路が並列接
続されている。第2及び第3の抵抗R2,R,の接続点
はNPNトランジスタQ2のベースに接続されている。
第2図は、同一シリコンチップ上に形成されたDMO5
)−ランジスタQ、とNPNバイポーラトランジスタQ
2の構造を示す、P型シリコン基板4の表面には、エピ
タキシャル成長法によりN型エピタキシャル層5が形成
され、このN型エピタキシャル層5はP型拡散層6にて
分離されている。
DMO3)ランジスタQ1の領域では、N型エピタキシ
ャル1!15にはP型基板層7が形成され、このP型基
板層7にN型領域を形成してP型基板層7と共にソース
領域としている。また、N型エピタキシャル層5にN生
型領域を形成してドレイン領域としている。ゲート領域
はアルミニウム被膜等よりなり、絶縁層を介してソース
領域とドレイン領域の間のP型基板層7の上方を覆うよ
うに形成されている0次に、NPNバイポーラトランジ
スタQ2の領域では、N型エピタキシャルM5には、P
型拡散層8よりなるベース領域が形成され、このベース
領域にはN型拡散層よりなるエミッタ領域が形成されて
いる。また、N型エピタキシャルI?!I5には、N生
型領域を形成してコレクタ領域としている。なお、第2
図に示す例では、P型分離層6を用いて2つの素子間を
分離しているが、誘電体分離技術を用いて分離しても各
素子の構造は同様のものとなる。
これら2つの素子を同一のシリコンチップ上に構成する
際には、集積回路技術を用いてDMOSトランジスタQ
、のP型基板層7と、NPNトランジスタQ2のP型ベ
ースN8を同一の製造工程で製造することになり、この
とき、DMOSトランジスタQ、のドレイン・ソース間
耐圧はP型基板層7とN型エピタキシャル層5のPN接
合部で決まる。一方、NPNトランジスタQ2のコレク
タ・エミッタ間耐圧は、前記DMOSトランジスタQ1
のトレイン・ソース間耐圧よりも小さくなる。したがっ
て、DMOSI−ランジスタQ1とNPNバイポーラト
ランジスタQ2を同一のシリコンチップ上に形成した集
積回路を用いて定電圧回路を構成する際に、入出方間電
圧が大きくなれば、DMOSI−ランジスタQ1のドレ
イン・ソース間耐圧に入出方間電圧を分担させる方が、
バイポーラトランジスタのみを用いるよりも高耐圧な定
電圧回路を実現できる。
以下、第1図回路の動作について説明する。入力端子1
と入出力共通端子3の間に入力電圧VINが印加される
と、第1の抵抗R,を介してツェナダイオードZDに電
流が流れ、ツェナダイオードZDのカソード端子にツェ
ナ電圧VZDが発生する。
この電圧VZDは、直列に接続された分圧抵抗R2とR
1により分圧され、NPNトランジスタQ、のベース端
子には、Vzn−R2/ (R2+ R3)なる電圧が
生じ、出力端子2にはこの電圧からトランジスタQ、の
ベース・エミッタ間順方向電圧VBEを差し引いた電圧
、すなわち Vzo・R3/(R2+R3)  VBF!が出力され
、定電圧回路として働く、このとき、DMO8トランジ
スタQ、の閾値電圧V7Hを、Vzo   Vn−+>
Vzo ′ R:l/<R2+R3)   VBεとな
るように設計すれば、NPNトランジスタQ2は常に不
飽和領域で動作する。入力電圧VINと出力電圧V。t
JTの差が大きいときは、ツェナ電圧VZDを出力電圧
VoUTに近い値に設定すれば、入出力電圧の差の大部
分はDMOSMOSトランジスタQレイン・ソース間に
加わり、同一シリコンチップ上に形成されたNPN l
−ランジスタQ2を第1図の従来例のように用いる場合
よりも高耐圧化した定電圧回路が実現できる。
[実施例2] 第3図は本発明の第2実施例の回路図である。
以下、その回路構成について説明する。入力端子1には
、DMOSトランジスタQ、のドレインが接続されてい
る。また、出力端子2には、DMOSトランジスタQ、
と同一のfi積回路上に構成されたバイポーラ型のNP
NトランジスタQ2のエミッタが接続されている。DM
OSMOSトランジスタQ−スは、NPN l−ランジ
スタQ2のコレクタに接続されている。DMOSトラン
ジスタQのゲートと入出力共通端子3の間には、第1及
び第2のツェナダイオードZD、、ZD、の直列回路が
カソード側がDMOSMOSトランジスタQ−ト側とな
るように接続されている。DMOSトランジスタQ1の
ドレイン・ゲート間には、抵抗R1が接続されている。
第1及び第2のツェナダイオードZD、、ZD2の接続
点はN P N l−ランジスタQ2のベースに接続さ
れている。
以下、本実施例の動作について説明する。入力端子1と
入出力共通端子3の間に入力電圧VINが印加されると
、抵抗R1を介してツェナダイオードZD、、ZD2に
電流が流れ、ツェナダイオードZD、のカソード端子に
電圧(V ZDI + V Zn2 )が発生し、DM
O3)ランジスタQ1のゲートに印加される。また、ツ
ェナダイオードZD2のカソード端子には電圧VZD2
が発生し、NPNI−ランジスタQ2のベースに印加さ
れる。ここで、VZDIはツェナダイオードZD、のツ
ェナ電圧、VZD2はツェナダイオードZ D 2のツ
ェナ電圧である。
本実施例においては、DMOSトランジスタQの閾値電
圧をVTHとすると、V TH< V ZDIとなるよ
うにDMOSトランジスタQ1を構成すれば、NPNト
ランジスタQ2は常に不飽和領域で動作する。また、入
力電圧VINと出力電圧V。uTの差が大きくなっても
、NPN)ランジスタQ2のコレクタ・エミッタ問には
高々(V zo+ −V TH)の電圧しか印加されな
いので、DMOSトランジスタQ、のドレイン・ソース
間に大部分の電圧が分担されることになり、高耐圧化し
た定電圧回路が実現できるものである。
なお、定電圧素子としては、ツェナダイオードに限らず
、ダイオードの直列アレイを用いても良いし、ゲートを
トレインに接続されたMOSトランジスタを用いても良
い。
[発明の効果] 上述のように、本発明にあっては、同一の集積回路上に
形成された二重拡散型MOSトランジスタとバイポーラ
型トランジスタの直列回路を定電圧回路の入出力端子間
に接続し、二重拡散型MOSトランジスタにバイポーラ
型トランジスタよりも大きな電圧を分担させたので、従
来のバイポーラ型トランジスタのみを用いる回路に比べ
て入出力間耐圧の大きな定電圧回路を実現できるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第11]は本発明の第1実施例の回路図、第2図は同上
に用いる集積回路の断面図、第3図は本発明の第2実施
例の回路図、第4図は従来例の回路図である。 1は入力端子、2は出力端子、3は入出力共通端子、Q
lはDMOSトランジスタ、Q2はNPNバイポーラト
ランジスタ、R1−R1は抵抗、ZDZ D 1. Z
 D 2はツェナダイオードである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)同一の集積回路上に構成された二重拡散型MOS
    トランジスタとバイポーラ型トランジスタの直列回路を
    入力端子と出力端子の間に接続され、前記MOSトラン
    ジスタのゲート及び前記トランジスタのベースには、入
    力電圧よりも低く出力電圧よりも高い第1及び第2の基
    準電圧がそれぞれ印加され、第1及び第2の基準電圧は
    前記MOSトランジスタのドレイン・ソース間電圧が前
    記トランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧よりも大き
    くなるように設定されていることを特徴とする定電圧回
    路。
  2. (2)二重拡散型MOSトランジスタのドレインを入力
    端子に接続され、前記MOSトランジスタと同一の集積
    回路上に構成されたバイポーラ型トランジスタのエミッ
    タを出力端子に接続され、前記MOSトランジスタのソ
    ースを前記トランジスタのコレクタに接続され、前記M
    OSトランジスタのゲートと入出力共通端子の間に定電
    圧素子を接続され、前記MOSトランジスタのドレイン
    ・ゲート間に第1の抵抗を接続され、前記定電圧素子の
    両端に第2及び第3の抵抗の直列回路を並列接続され、
    第2及び第3の抵抗の接続点を前記トランジスタのベー
    スに接続されて成ることを特徴とする定電圧回路。
  3. (3)二重拡散型MOSトランジスタのドレインを入力
    端子に接続され、前記MOSトランジスタと同一の集積
    回路上に構成されたバイポーラ型トランジスタのエミッ
    タを出力端子に接続され、前記MOSトランジスタのソ
    ースを前記トランジスタのコレクタに接続され、前記M
    OSトランジスタのゲートと入出力共通端子の間に第1
    及び第2の定電圧素子の直列回路を接続され、前記MO
    Sトランジスタのドレイン・ゲート間に抵抗を接続され
    、第1及び第2の定電圧素子の接続点を前記トランジス
    タのベースに接続されて成ることを特徴とする定電圧回
    路。
JP16017488A 1988-06-27 1988-06-27 定電圧回路 Pending JPH028917A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106704077A (zh) * 2015-11-16 2017-05-24 联合汽车电子有限公司 点火线圈测试试验用电子火花塞
JP2020036489A (ja) * 2018-08-31 2020-03-05 株式会社ベルニクス 電源回路、高電圧から低電圧を得る方法及びこの電源回路を使用した整流回路

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CN106704077A (zh) * 2015-11-16 2017-05-24 联合汽车电子有限公司 点火线圈测试试验用电子火花塞
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