JPH04338812A - 基準電圧発生回路 - Google Patents
基準電圧発生回路Info
- Publication number
- JPH04338812A JPH04338812A JP11188091A JP11188091A JPH04338812A JP H04338812 A JPH04338812 A JP H04338812A JP 11188091 A JP11188091 A JP 11188091A JP 11188091 A JP11188091 A JP 11188091A JP H04338812 A JPH04338812 A JP H04338812A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistors
- emitter
- voltage
- power supply
- transistor
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はバンドギャップ基準電圧
発生回路に関する。
発生回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】基準電圧ＩＣでよく用いられるバンドギ
ャップ回路の一例が図４に示される。この回路の出力電
圧Ｖｏｕｔは、ＶＢＥＱ２＋ＶＲ１と表され（但し、Ｖ
ＢＥＱ２はトランジスタＱ２のベース・エミッタ間電圧
，ＶＲ１は抵抗Ｒ１の両端に発生する電圧である）、Ｖ
Ｒ１には正の温度特性が付与されており、これがＶＢＥ
Ｑ２が持つ負の温度特性（例えば、−２．１ｍｖ／℃）
を打ち消し、これにより温度補償がなされるようになっ
ている。
ャップ回路の一例が図４に示される。この回路の出力電
圧Ｖｏｕｔは、ＶＢＥＱ２＋ＶＲ１と表され（但し、Ｖ
ＢＥＱ２はトランジスタＱ２のベース・エミッタ間電圧
，ＶＲ１は抵抗Ｒ１の両端に発生する電圧である）、Ｖ
Ｒ１には正の温度特性が付与されており、これがＶＢＥ
Ｑ２が持つ負の温度特性（例えば、−２．１ｍｖ／℃）
を打ち消し、これにより温度補償がなされるようになっ
ている。
【０００３】ＶＲ１は、異なる電流密度Ｊ１，Ｊ２でバ
イアスされたトランジスタＱ１，Ｑ２のベース・エミッ
タ間電圧の温度特性の差を利用して、まず抵抗Ｒ２の両
端に正の温度係数を持つ電圧を発生させ、これをＲ１と
Ｒ２の抵抗値の比に応じて増幅してつくられる。バイア
ス電流密度の差は、トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ
面積比を調節する（例えば、１：Ｎとする）ことにより
実現される。
イアスされたトランジスタＱ１，Ｑ２のベース・エミッ
タ間電圧の温度特性の差を利用して、まず抵抗Ｒ２の両
端に正の温度係数を持つ電圧を発生させ、これをＲ１と
Ｒ２の抵抗値の比に応じて増幅してつくられる。バイア
ス電流密度の差は、トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ
面積比を調節する（例えば、１：Ｎとする）ことにより
実現される。
【０００４】なお、演算増幅器は、トランジスタＱ１，
Ｑ２のコレクタ電流比を１：１に安定に保つために設け
られており、トランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタと電流
／電圧変換用抵抗Ｒ０，Ｒ０との各接続点の電位を入力
とし、その出力端子はトランジスタＱ１，Ｑ２のベース
（および基準電圧Ｖｏｕｔの出力端子）に接続されてい
る。
Ｑ２のコレクタ電流比を１：１に安定に保つために設け
られており、トランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタと電流
／電圧変換用抵抗Ｒ０，Ｒ０との各接続点の電位を入力
とし、その出力端子はトランジスタＱ１，Ｑ２のベース
（および基準電圧Ｖｏｕｔの出力端子）に接続されてい
る。
【０００５】この従来例が記載されている文献としては
、「Ａ．Ｐａｕｌ Ｂｒｏｋａｗ，“Ａ ｓｉｍｐｌｅ
ｔｈｒｅｅ−ｔｅｒｍｉｎａｌ ＩＣ ｂａｎｄｇａ
ｐ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ”ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ ｓｏｌｉｄ−ｓｔａｔｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ，Ｖ
ｏｌ．ＳＣ−９，ＮＯ．６，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ １９７
４」がある。
、「Ａ．Ｐａｕｌ Ｂｒｏｋａｗ，“Ａ ｓｉｍｐｌｅ
ｔｈｒｅｅ−ｔｅｒｍｉｎａｌ ＩＣ ｂａｎｄｇａ
ｐ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ”ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ ｓｏｌｉｄ−ｓｔａｔｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ，Ｖ
ｏｌ．ＳＣ−９，ＮＯ．６，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ １９７
４」がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の基準電
圧発生回路は、電源電圧Ｖ＋が変動が変動すると、この
影響を受けてトランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ・エミ
ッタ間電圧が変動し、アーリー効果によりコレクタ電流
が変動する（トランジスタの動作点が変わる）ため、バ
イアス電流密度に誤差が生じ、出力電圧Ｖｏｕｔが変動
してしまうという問題点がある。
圧発生回路は、電源電圧Ｖ＋が変動が変動すると、この
影響を受けてトランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ・エミ
ッタ間電圧が変動し、アーリー効果によりコレクタ電流
が変動する（トランジスタの動作点が変わる）ため、バ
イアス電流密度に誤差が生じ、出力電圧Ｖｏｕｔが変動
してしまうという問題点がある。
【０００７】また、Ｖｏｕｔ端子から取り出す負荷電流
の変動に対して、出力電圧Ｖｏｕｔが変動しやすいとい
う問題点がある。
の変動に対して、出力電圧Ｖｏｕｔが変動しやすいとい
う問題点がある。
【０００８】本発明はこのような考察に基づいてなされ
たものであり、その目的は、電源電圧の変動および負荷
電流の変動の影響を抑制して、安定な出力電圧を供給す
ることができる基準電圧発生回路を提供することにある
。
たものであり、その目的は、電源電圧の変動および負荷
電流の変動の影響を抑制して、安定な出力電圧を供給す
ることができる基準電圧発生回路を提供することにある
。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、バンドギャッ
プ電圧発生部の電源電圧を第１のエミッタフォロワトラ
ンジスタを介して供給し、また、別の第２のエミッタフ
ォロワトランジスタをＶｏｕｔ端子に接続し、かつ、こ
の第１および第２のエミッタフォロワトランジスタのベ
ースを、演算増幅器の出力によりバイアスするようにし
たことを特徴とするものである。
プ電圧発生部の電源電圧を第１のエミッタフォロワトラ
ンジスタを介して供給し、また、別の第２のエミッタフ
ォロワトランジスタをＶｏｕｔ端子に接続し、かつ、こ
の第１および第２のエミッタフォロワトランジスタのベ
ースを、演算増幅器の出力によりバイアスするようにし
たことを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】高電位電源とバンドギャップ電圧発生部とを切
り離したため、電源変動の影響がバンドギャップ電圧発
生部に直接に伝わらず、Ｖｏｕｔの変化を極めて小さく
できる。
り離したため、電源変動の影響がバンドギャップ電圧発
生部に直接に伝わらず、Ｖｏｕｔの変化を極めて小さく
できる。
【００１１】また、電流駆動能力の高いエミッタフォロ
ワをＶｏｕｔ端子に接続しているため、負荷電流の変動
に対しても出力電圧Ｖｏｕｔは安定である。
ワをＶｏｕｔ端子に接続しているため、負荷電流の変動
に対しても出力電圧Ｖｏｕｔは安定である。
【００１２】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１３】（実施例１）図１は本発明の一実施例の回
路構成を示す図である。本実施例の特徴は、図４の従来
回路の抵抗Ｒ０の代わりに、エミッタフォロワトランジ
スタＱ３，Ｑ４を設けたこと、および、演算増幅器３０
の出力によりエミッタフォロワトランジスタＱ３，Ｑ４
のベースをバイアスするようにしたこと、Ｖｏｕｔをエ
ミッタフォロワトランジスタＱ４のエミッタより取り出
すようにしたことである。トランジスタＱ１とＱ２のエ
ミッタ面積比は１：Ｎであり、抵抗Ｒ３とＲ４の抵抗値
は等しい。
路構成を示す図である。本実施例の特徴は、図４の従来
回路の抵抗Ｒ０の代わりに、エミッタフォロワトランジ
スタＱ３，Ｑ４を設けたこと、および、演算増幅器３０
の出力によりエミッタフォロワトランジスタＱ３，Ｑ４
のベースをバイアスするようにしたこと、Ｖｏｕｔをエ
ミッタフォロワトランジスタＱ４のエミッタより取り出
すようにしたことである。トランジスタＱ１とＱ２のエ
ミッタ面積比は１：Ｎであり、抵抗Ｒ３とＲ４の抵抗値
は等しい。
【００１４】次に、動作を説明する。演算増幅器の非反
転端子と反転端子の電圧は等しくなるため、トランジス
タＱ１のコレクタ電流Ｉ１とトランジスタＱ２のコレク
タ電流Ｉ２は等しくなる（したがって、Ｑ１とＱ２のエ
ミッタ電流も等しくなる）。このため、エミッタ面積比
に応じて電流密度が異なり、トランジスタＱ１，Ｑ２の
ベースエミッタ間電圧ＶＢＥに差が生じる。この差の電
圧ΔＶＢＥは抵抗Ｒ２の両端の電位差となり、ΔＶＢＥ
は（１）式で与えられる。
転端子と反転端子の電圧は等しくなるため、トランジス
タＱ１のコレクタ電流Ｉ１とトランジスタＱ２のコレク
タ電流Ｉ２は等しくなる（したがって、Ｑ１とＱ２のエ
ミッタ電流も等しくなる）。このため、エミッタ面積比
に応じて電流密度が異なり、トランジスタＱ１，Ｑ２の
ベースエミッタ間電圧ＶＢＥに差が生じる。この差の電
圧ΔＶＢＥは抵抗Ｒ２の両端の電位差となり、ΔＶＢＥ
は（１）式で与えられる。
【００１５】ΔＶＢＥ＝（ＫＴ／ｑ）ｌｎ（Ｎ）
・・・・（１） ここで、Ｋはボルツマン定数，Ｔは絶対温度，ｑは電子
の電荷量である。
・・・・（１） ここで、Ｋはボルツマン定数，Ｔは絶対温度，ｑは電子
の電荷量である。
【００１６】トランジスタのＱ１，Ｑ２のｈｆｅが十分
に大きいとした場合、トランジスタＱ２ののコレクタ電
流Ｉ２は、Ｉ２＝ΔＶＢＥ／Ｒ２となる。Ｉ１＝Ｉ２を
考慮すると、Ｖｏｕｔ＝ＶＢＥ１＋｛（ＫＴ／ｑ）ｌｎ
（Ｎ）／Ｒ２｝・２・Ｒ１＝ＶＢＥ１＋（２Ｒ１／Ｒ２
）・（ＫＴ／ｑ）ｌｎ（Ｎ） ・・・・
（２）となり、温度補償された基準電圧が得られる。
に大きいとした場合、トランジスタＱ２ののコレクタ電
流Ｉ２は、Ｉ２＝ΔＶＢＥ／Ｒ２となる。Ｉ１＝Ｉ２を
考慮すると、Ｖｏｕｔ＝ＶＢＥ１＋｛（ＫＴ／ｑ）ｌｎ
（Ｎ）／Ｒ２｝・２・Ｒ１＝ＶＢＥ１＋（２Ｒ１／Ｒ２
）・（ＫＴ／ｑ）ｌｎ（Ｎ） ・・・・
（２）となり、温度補償された基準電圧が得られる。
【００１７】シミュレーションの結果、本実施例のバン
ドギャップ電圧発生部４０（図中、点線で囲んで示され
ている）を、トランジスタＱ３を介してＶｏｕｔとほぼ
等しい一定の電圧で動作させることにより、電源電圧Ｖ
ｃｃが変動してもトランジスタＱ１，Ｑ２の動作点がほ
とんど変化せず、Ｖｏｕｔの変化を極めて小さくできる
ことが確認された。また、負荷電流の変動に対してもＶ
ｏｕｔは安定であった。
ドギャップ電圧発生部４０（図中、点線で囲んで示され
ている）を、トランジスタＱ３を介してＶｏｕｔとほぼ
等しい一定の電圧で動作させることにより、電源電圧Ｖ
ｃｃが変動してもトランジスタＱ１，Ｑ２の動作点がほ
とんど変化せず、Ｖｏｕｔの変化を極めて小さくできる
ことが確認された。また、負荷電流の変動に対してもＶ
ｏｕｔは安定であった。
【００１８】なお、バンドギャップ電圧発生部４０に電
源電圧を供給するエミッタフォロワトランジスタＱ３と
は別に、エミッタフォロワトランジスタＱ４を設けてい
るため、Ｖｏｕｔから取り出す負荷電流の状態が、電源
電圧供給に悪影響を及ぼすことがない。
源電圧を供給するエミッタフォロワトランジスタＱ３と
は別に、エミッタフォロワトランジスタＱ４を設けてい
るため、Ｖｏｕｔから取り出す負荷電流の状態が、電源
電圧供給に悪影響を及ぼすことがない。
【００１９】図２は図１の回路のより具体的な構成の一
例（特に、演算増幅器３０の具体的構成例）を示す回路
図である。本発明は種々変形して応用可能である。例え
ば、図３の例では、トランジスタＱ２のベース電圧をＶ
ｂｇとすると、Ｖｂｇ＝ＶＢＥ１＋（２Ｒ１／Ｒ２）・
（ＫＴ／ｑ）ｌｎ（Ｎ）・・（３）となり、Ｖｏｕｔ＝
（１＋Ｒ５／Ｒ６）・Ｖｂｇ
・・・（４）となる。したがって、抵抗Ｒ５，Ｒ６の抵
抗値を変化させることにより、Ｖｏｕｔを種々、変化さ
せることができる。
例（特に、演算増幅器３０の具体的構成例）を示す回路
図である。本発明は種々変形して応用可能である。例え
ば、図３の例では、トランジスタＱ２のベース電圧をＶ
ｂｇとすると、Ｖｂｇ＝ＶＢＥ１＋（２Ｒ１／Ｒ２）・
（ＫＴ／ｑ）ｌｎ（Ｎ）・・（３）となり、Ｖｏｕｔ＝
（１＋Ｒ５／Ｒ６）・Ｖｂｇ
・・・（４）となる。したがって、抵抗Ｒ５，Ｒ６の抵
抗値を変化させることにより、Ｖｏｕｔを種々、変化さ
せることができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、バンドギ
ャップ電圧発生部への電源電圧の供給形態と、出力電圧
端子（Ｖｏｕｔ）のバイアス形態を変更することにより
、電源電圧の変化および負荷電流の変化に対して安定な
基準電圧発生回路を供給できる効果がある。
ャップ電圧発生部への電源電圧の供給形態と、出力電圧
端子（Ｖｏｕｔ）のバイアス形態を変更することにより
、電源電圧の変化および負荷電流の変化に対して安定な
基準電圧発生回路を供給できる効果がある。
【図１】本発明の一実施例の回路構成を示す図である。
【図２】図１の実施例のより具体的な回路構成を示す図
である。
である。
【図３】本発明の他の実施例の回路構成を示す図である
。
。
【図４】従来例の構成を示す図である。
３０ 演算増幅器
４０ バンドギャップ電圧発生回路
Claims (1)
- 【請求項１】互いのベースが接続され、ベース・エミッ
タ間が異なる電流密度でバイアスされる第１および第２
のトランジスタ（Ｑ１，Ｑ２）と、第１のトランジスタ
（Ｑ１）のエミッタと低電位電源（ＧＮＤ）との間に接
続された第１の抵抗（Ｒ１）と、第１のトランジスタ（
Ｑ１）のエミッタと第１の抵抗（Ｒ１）の接続点と、前
記第２のトランジスタ（Ｑ２）のエミッタとの間に接続
された抵抗（Ｒ２）と、前記第１および第２のトランジ
スタのそれぞれのコレクタ電流を電圧に変換するための
抵抗（Ｒ３，Ｒ４）と、これらの抵抗（Ｒ３，Ｒ４）の
それぞれの一端に入力端が接続された演算増幅器（３０
） と、この演算増幅器（３０） の出力電圧によりベ
ースがバイアスされ、コレクタが高電位電源（Ｖｃｃ）
に接続され、かつ前記第１および第２のトランジスタ（
Ｑ１，Ｑ２）に電源電圧を供給する、第１のエミッタフ
ォロワトランジスタ（Ｑ３）と、前記演算増幅器（３０
） の出力電圧によりベースがバイアスされ、コレクタ
が高電位電源（Ｖｃｃ）に接続され、かつ前記第１およ
び第２のトランジスタ（Ｑ１，Ｑ２）のベースをバイア
スする、第２のエミッタフォロワトランジスタ（Ｑ４）
とを有し、この第２のエミッタフォロワトランジスタ（
Ｑ４）と、前記第１および第２のトランジスタ（Ｑ１，
Ｑ２）のベースとを接続する経路より基準電圧Ｖｏｕｔ
を取り出すことを特徴とする基準電圧発生回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11188091A JPH04338812A (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | 基準電圧発生回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11188091A JPH04338812A (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | 基準電圧発生回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04338812A true JPH04338812A (ja) | 1992-11-26 |
Family
ID=14572469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11188091A Pending JPH04338812A (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | 基準電圧発生回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04338812A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002202824A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体集積回路 |
| JP2007102753A (ja) * | 2005-09-07 | 2007-04-19 | Renesas Technology Corp | 基準電圧発生回路および半導体集積回路並びに半導体集積回路装置 |
| JP2007514225A (ja) * | 2003-12-09 | 2007-05-31 | アナログ・デバイシズ・インコーポレーテッド | 改良型バンドギャップ基準電圧 |
-
1991
- 1991-05-16 JP JP11188091A patent/JPH04338812A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002202824A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体集積回路 |
| JP2007514225A (ja) * | 2003-12-09 | 2007-05-31 | アナログ・デバイシズ・インコーポレーテッド | 改良型バンドギャップ基準電圧 |
| JP2007102753A (ja) * | 2005-09-07 | 2007-04-19 | Renesas Technology Corp | 基準電圧発生回路および半導体集積回路並びに半導体集積回路装置 |
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