JPH04245313A - Constatn voltage cirucit - Google Patents

Constatn voltage cirucit

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JPH04245313A
JPH04245313A JP3010141A JP1014191A JPH04245313A JP H04245313 A JPH04245313 A JP H04245313A JP 3010141 A JP3010141 A JP 3010141A JP 1014191 A JP1014191 A JP 1014191A JP H04245313 A JPH04245313 A JP H04245313A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
circuit
transistor
junction element
junction
Prior art date
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Pending
Application number
JP3010141A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Misao Furuya
操 古谷
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.)
Mitsumi Electric Co Ltd
Original Assignee
Mitsumi Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsumi Electric Co Ltd filed Critical Mitsumi Electric Co Ltd
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Publication of JPH04245313A publication Critical patent/JPH04245313A/en
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Abstract

PURPOSE:To realize the constant voltage circuit which is stable against variation in temperature and freely settable in output voltage by using a relatively simple circuit. CONSTITUTION:This circuit consists of a transistor(TR) Q2 which controls a current Ic flowing in from a power source 1, a bias circuit 3 which applies a bias voltage to the TR Q2, and a P-N junction element Q1 connected to the TR Q2 in series, and the output voltage is obtained at the connection point between the P-N junction element Q1 and TR Q2. Assuming that the P-N junction element Q1 and TR Q2 have nearly the same temperature coefficients, the output voltage corresponds to the difference voltage between the inter- junction voltage of the P-N junction element Q1 and the inter-junction voltage of the TR Q2, so the output voltage which is stable against temperature is obtained. Further, the output voltage is varied by varying the bias value.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は定電圧回路に係り、シリ
コン(Si)又はガリウムヒ素(GaAs)等の半導体
のバンドギャップ電圧よりも低い電圧で安定した定電圧
を得ることができる定電圧回路に関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a constant voltage circuit, which can obtain a stable constant voltage at a voltage lower than the bandgap voltage of semiconductors such as silicon (Si) or gallium arsenide (GaAs). Regarding.

【0002】0002

【従来の技術】IC(集積回路)等の内部基準電圧を生
成する基準電圧回路としては一般に図5に示すようなバ
ンドギャップツェナー回路が用いられていた。バンドギ
ャップツェナー回路は定電圧源4,抵抗R8 〜R10
,NPNトランジスタQ5 〜Q7 よりなり、出力端
子T5 ,T6 より温度変動に対して安定な出力電圧
が得られる構成とされていた。
2. Description of the Related Art A bandgap Zener circuit as shown in FIG. 5 has generally been used as a reference voltage circuit for generating an internal reference voltage for an IC (integrated circuit) or the like. The bandgap Zener circuit consists of constant voltage source 4 and resistors R8 to R10.
, NPN transistors Q5 to Q7, and the output terminals T5 and T6 are configured to provide a stable output voltage against temperature fluctuations.

【0003】また、本出願人は特公昭55−18928
号公報において低電圧基準電源回路を提案した(図6に
その原理回路図を示す)。同図において5は互いに電流
密度の異なるトランジスタQ8 ,Q9 及びトランジ
スタQ10〜Q12,抵抗R11よりなる差動増幅回路
であり、その出力は制御用PNPトランジスタQ13の
ベースに供給され出力端子T6 ,T7 間の電圧一定
に制御している。 又抵抗R12の両端における電圧は上記差動増幅回路5
の2つの入力に夫々供給されている。
[0003] Also, the present applicant is
In the publication, we proposed a low voltage reference power supply circuit (the principle circuit diagram is shown in Fig. 6). In the figure, 5 is a differential amplifier circuit consisting of transistors Q8 and Q9, transistors Q10 to Q12, and a resistor R11, which have different current densities from each other, and its output is supplied to the base of a control PNP transistor Q13, and between output terminals T6 and T7. The voltage is controlled to be constant. Also, the voltage across the resistor R12 is the same as that of the differential amplifier circuit 5.
are supplied to the two inputs of .

【0004】図6の回路では端子T6 とT7 間の電
圧Vref をトランジスタQ14を構成するシリコン
のエネルギーバンドギャップに相当する電圧Vgoと等
しくすることによってVref が零温度係数を有する
温度特性とすることができ、温度が変動した場合にもV
ref を安定に保つことができる構成とされていた。
In the circuit of FIG. 6, by making the voltage Vref between the terminals T6 and T7 equal to the voltage Vgo corresponding to the energy bandgap of silicon constituting the transistor Q14, Vref can have a temperature characteristic having a zero temperature coefficient. and V even when the temperature fluctuates.
The structure was designed to keep ref stable.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の定電
圧回路では出力電圧Vref は温度の変動に対して安
定であり良好な定電圧電源となるが、Vref はシリ
コンのエネルギーバンドギャップに相当する約1.2 
Vに設定しなければならない。したがって近年増加しつ
つある1.2 V以下の低電圧で動作する種々の機器に
対して対応できず、また、1.2 V以下の低電圧で動
作させるためには回路が複雑なものとなってしまう等の
問題点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in conventional constant voltage circuits, the output voltage Vref is stable against temperature fluctuations and serves as a good constant voltage power supply, but Vref is approximately 1.2
Must be set to V. Therefore, it is not compatible with the variety of devices that operate at low voltages of 1.2 V or less, which have been increasing in recent years, and the circuits must be complicated to operate at low voltages of 1.2 V or less. There were problems such as the

【0006】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、比較的簡単な回路で零温度係数を有し、出力電
圧が自由に設定できる定電圧回路を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a constant voltage circuit that is a relatively simple circuit, has a zero temperature coefficient, and can freely set the output voltage. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は上記のような課
題を解決するために電源から流入する電流を制御するト
ランジスタと、前記トランジスタにバイアス電圧を印加
するバイアス回路と、前記トランジスタに直列に接続さ
れたPN接合素子とを具備し、前記PN接合素子と前記
トランジスタとの接続点を出力端子としてなる。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a transistor for controlling the current flowing from a power supply, a bias circuit for applying a bias voltage to the transistor, and a transistor connected in series with the transistor. A connected PN junction element is provided, and a connection point between the PN junction element and the transistor serves as an output terminal.

【0008】[0008]

【作用】出力電圧はPN接合素子とトランジスタとの接
続点より取り出される。したがって、出力電圧はPN接
合素子の接合間電圧とトランジスタの接合間電圧との差
に応じた電圧となる。PN接合素子とトランジスタとは
共に略同一の温度係数を有するとすれば、温度変化によ
りPN接合素子の接合間電圧とトランジスタの接合間電
圧との差電圧は変化しないことになる。したがって、温
度に対して安定した出力電圧を得ることができる。
[Operation] The output voltage is taken out from the connection point between the PN junction element and the transistor. Therefore, the output voltage corresponds to the difference between the junction voltage of the PN junction element and the junction voltage of the transistor. If both the PN junction element and the transistor have substantially the same temperature coefficient, the difference voltage between the junction voltage of the PN junction element and the junction voltage of the transistor will not change due to a temperature change. Therefore, it is possible to obtain an output voltage that is stable with respect to temperature.

【0009】また、バイアス回路のバイアス値を変える
ことによりトランジスタの接合間電圧を変化させること
により出力電圧を可変することができる。
Furthermore, the output voltage can be varied by changing the voltage across the transistor junction by changing the bias value of the bias circuit.

【0010】0010

【実施例】図1は本発明の第1実施例の回路図を示す。 同図中、1は定電流回路を示す。定電流回路1は図2に
示すようにPNPトランジスタQ3 ,抵抗R3 ,R
4 により得た定電圧を抵抗R5 が直列に接続された
PNPトランジスタQ4 のベースに印加し、定電流I
C を得ている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a circuit diagram of a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 indicates a constant current circuit. As shown in FIG. 2, the constant current circuit 1 includes a PNP transistor Q3, resistors R3, R
4 is applied to the base of a PNP transistor Q4 to which a resistor R5 is connected in series, and a constant current I
I got a C.

【0011】定電流回路1の一端は入力端子T1 に接
続され、他端は抵抗回路3及びPN接合素子となるNP
NトランジスタQ1 に接続される。抵抗回路3は抵抗
R1 ,R2 を直列に接続してなり定電流回路1と入
力端子T2 ,出力端子T4 との間に接続され、バイ
アス電圧を生成する。NPNトランジスタQ1 はベー
スとコレクタとが短絡され、ベース−エミッタ間でPN
接合を形成している。NPNトランジスタQ1 のコレ
クタ及びベースは定電流回路1に接続され、エミッタは
電流制御用トランジスタとなるNPNトランジスタQ2
のコレクタに接続される。
One end of the constant current circuit 1 is connected to the input terminal T1, and the other end is connected to the resistor circuit 3 and the NP junction element.
Connected to N transistor Q1. The resistor circuit 3 includes resistors R1 and R2 connected in series, and is connected between the constant current circuit 1 and the input terminal T2 and output terminal T4 to generate a bias voltage. The base and collector of the NPN transistor Q1 are short-circuited, and the PN transistor Q1 is connected between the base and emitter.
forming a junction. The collector and base of the NPN transistor Q1 are connected to the constant current circuit 1, and the emitter is connected to the NPN transistor Q2, which serves as a current control transistor.
connected to the collector of

【0012】NPNトランジスタQ2 のベースは抵抗
回路3を構成する抵抗R1 と抵抗R2 との接続点に
接続され、一定のバイアス電圧が印加され、エミッタは
入力端子T2 及び出力端子T4 に接続される。NP
NトランジスタQ1 とNPNトランジスタQ2 との
接続点は出力端子T3 と接続され、出力端子T3 ,
T4 間より出力定電圧VS を得る。また、入力端子
T1 ,T2 間には直流電源2が接続される。
The base of the NPN transistor Q2 is connected to the connection point between the resistor R1 and the resistor R2 constituting the resistor circuit 3, and a constant bias voltage is applied thereto, and the emitter is connected to the input terminal T2 and the output terminal T4. NP
The connection point between the N transistor Q1 and the NPN transistor Q2 is connected to the output terminal T3, and the output terminals T3,
Obtain constant output voltage VS from between T4. Further, a DC power supply 2 is connected between input terminals T1 and T2.

【0013】図1の回路において、NPNトランジスタ
Q1 ,Q2 のベース−エミッタ間電圧を夫々VBE
1 ,VBE2 とし、エミッタの接合面積比をn:1
とし、かつ、NPNトランジスタQ2 のベース電流i
B2と抵抗回路3に流れる電流I1 との関係をiB2
≪I1 とすると、
In the circuit of FIG. 1, the base-emitter voltages of NPN transistors Q1 and Q2 are set to VBE, respectively.
1, VBE2, and the emitter junction area ratio is n:1.
and the base current i of the NPN transistor Q2
The relationship between B2 and the current I1 flowing through the resistor circuit 3 is iB2
≪If I1, then

【0014】[0014]

【数1】[Math 1]

【0015】ここで、VBE2 −VBE1 =△VB
Eとすると、
[0015] Here, VBE2 - VBE1 = △VB
If E,

【0016】[0016]

【数2】[Math 2]

【0017】また、ここで△VBEは一般的に[0017] Also, here, △VBE is generally

【001
8】
001
8]

【数3】[Math 3]

【0019】で表わされる。さらに、VBE2 はIt is expressed as: Furthermore, VBE2 is

【0
020】
0
020]

【数4】[Math 4]

【0021】で表わされる。ここでVgoはトランジス
タQ1 を構成するシリコンのエネルギーバンドギャッ
プに相当する電圧(約1.2 V),Tは温度、T0 
は基準となる動作温度、VBE0 はT=T0 のとき
のトランジスタQ1 のベース・エミッタ間電圧である
It is expressed as: Here, Vgo is the voltage (approximately 1.2 V) corresponding to the energy bandgap of silicon constituting transistor Q1, T is temperature, and T0 is
is the reference operating temperature, and VBE0 is the base-emitter voltage of the transistor Q1 when T=T0.

【0022】次に式(3),(4) を式(2) に代
入すると、
Next, by substituting equations (3) and (4) into equation (2), we get

【0023】[0023]

【数5】[Math 5]

【0024】となる。ここで、VS の温度変化を零に
するには式(5) を温度Tで偏微分した値が零になれ
ばよい。したがって、式(5) を温度Tで偏微分する
と、
[0024] Here, in order to make the temperature change of VS zero, the value obtained by partially differentiating equation (5) with respect to the temperature T needs to become zero. Therefore, if we partially differentiate equation (5) with respect to temperature T, we get

【0025】[0025]

【数6】[Math 6]

【0026】となる。したがって、[0026] therefore,

【0027】[0027]

【数7】[Math 7]

【0028】となるように抵抗R1 ,R2 の値を設
定すればVS の温度変化を零にすることができる。
If the values of the resistors R1 and R2 are set so that the temperature change in VS can be made zero.

【0029】このような構成とすることによりVS の
温度変化を零にできると共に抵抗R1 ,R2 の値を
変え、よりNPNトランジスタQ2 のバイアス電圧を
変化させることにより、NPNトランジスタQ2 のベ
ース−エミッタ間電圧VBE2 を変化させて出力定電
圧VS を自由に設定することができる。
With such a configuration, the temperature change in VS can be made zero, and by changing the values of the resistors R1 and R2 and further changing the bias voltage of the NPN transistor Q2, the voltage between the base and emitter of the NPN transistor Q2 can be reduced to zero. The output constant voltage VS can be freely set by changing the voltage VBE2.

【0030】したがって、シリコンのエネルギーバンド
ギャップ電圧約1.1V以下の値でも温度変化による変
動のない安定した出力定電圧が得られることになる。ま
た、回路構成が非常に簡単なものとなる。
Therefore, even if the energy bandgap voltage of silicon is approximately 1.1 V or less, a stable output voltage that does not fluctuate due to temperature changes can be obtained. Furthermore, the circuit configuration becomes extremely simple.

【0031】図3は本発明の第2実施例の回路図を示す
。同図中、第1実施例と同一構成部分には同一符号を付
し、その説明は省略する。
FIG. 3 shows a circuit diagram of a second embodiment of the invention. In the figure, the same components as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.

【0032】本実施例は第1実施例の回路のPN接合素
子となるNPNトランジスタQ1 のベースに抵抗R6
 を接続した構成としてなる。抵抗R6 を適当な値に
設定することによりNPNトランジスタQ1 のhFE
のバラツキによるベース電流のバラツキを補正を補正す
ることができる。
In this embodiment, a resistor R6 is connected to the base of an NPN transistor Q1 which becomes a PN junction element in the circuit of the first embodiment.
The configuration consists of connecting the . hFE of NPN transistor Q1 by setting resistor R6 to an appropriate value.
It is possible to correct variations in the base current due to variations in the base current.

【0033】図4は本発明の第3実施例の回路図を示す
。同図中、第1,第2実施例と同一構成部分には同一符
号を付し、その説明は省略する。
FIG. 4 shows a circuit diagram of a third embodiment of the invention. In the figure, the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and their explanations will be omitted.

【0034】本実施例は第2実施例の回路において、P
N接合素子を構成するNPNトランジスタQ1 のエミ
ッタに抵抗R7 を接続した構成としてなる。抵抗R7
 により定電流回路1の出力定電流Iccのバラツキを
補正する。
In this embodiment, in the circuit of the second embodiment, P
A resistor R7 is connected to the emitter of an NPN transistor Q1 constituting an N-junction element. Resistor R7
This corrects variations in the output constant current Icc of the constant current circuit 1.

【0035】なお、第1,第2,第3実施例ではNPN
トランジスタQ1 ,Q2 を用いたが逆極性のPNP
トランジスタで回路を実現することも可能である。
[0035] In the first, second and third embodiments, NPN
Although transistors Q1 and Q2 are used, they are PNP with opposite polarity.
It is also possible to implement the circuit with transistors.

【0036】[0036]

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、PN接合
素子に直列にトランジスタを接続し、PN接合素子と電
流制御用トランジスタとの接続点より出力電圧を取り出
す構成とすることにより出力電圧はPN接合素子とトラ
ンジスタとの差電圧に応じた電圧となるため、PN接合
素子とトランジスタとが同じ温度係数を持てば温度変化
に対して安定した出力電圧が得られ、また、トランジス
タのバイアス電圧を変化させることによりPN接合素子
とトランジスタとの差電圧を変化させ出力電圧を自由に
設定することができる等の特長を有する。
As described above, according to the present invention, a transistor is connected in series to a PN junction element, and the output voltage is taken out from the connection point between the PN junction element and the current control transistor. is a voltage that corresponds to the voltage difference between the PN junction element and the transistor, so if the PN junction element and the transistor have the same temperature coefficient, a stable output voltage can be obtained against temperature changes, and the bias voltage of the transistor By changing the voltage difference between the PN junction element and the transistor, the output voltage can be freely set.

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

【図1】本発明の第1実施例の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例の要部の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of main parts of the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2実施例の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3実施例の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a third embodiment of the present invention.

【図5】従来の一例の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional example.

【図6】従来の他の一例の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  定電流源 2  直流電源 3  抵抗回路 1 Constant current source 2 DC power supply 3 Resistance circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  電源から流入する電流を制御するトラ
ンジスタと、前記トランジスタにバイアス電圧を印加す
るバイアス回路と、前記トランジスタに直列に接続され
たPN接合素子とを具備し、前記PN接合素子と前記ト
ランジスタとの接続点を出力端子としたことを特徴とす
る定電圧回路。
1. A transistor that controls current flowing from a power source, a bias circuit that applies a bias voltage to the transistor, and a PN junction element connected in series to the transistor, the PN junction element and the A constant voltage circuit characterized by using a connection point with a transistor as an output terminal.
JP3010141A 1991-01-30 1991-01-30 Constatn voltage cirucit Pending JPH04245313A (en)

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JP3010141A JPH04245313A (en) 1991-01-30 1991-01-30 Constatn voltage cirucit

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007242059A (en) * 2007-06-13 2007-09-20 Ricoh Co Ltd Reference voltage source circuit of low voltage operation
JP2008084342A (en) * 2007-12-06 2008-04-10 Ricoh Co Ltd Reference voltage source circuit of low voltage operation

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JP2007242059A (en) * 2007-06-13 2007-09-20 Ricoh Co Ltd Reference voltage source circuit of low voltage operation
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