JPH04349513A - Constant-voltage generating circuit - Google Patents

Constant-voltage generating circuit

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JPH04349513A
JPH04349513A JP3121027A JP12102791A JPH04349513A JP H04349513 A JPH04349513 A JP H04349513A JP 3121027 A JP3121027 A JP 3121027A JP 12102791 A JP12102791 A JP 12102791A JP H04349513 A JPH04349513 A JP H04349513A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
transistor
impedance
constant
diode
Prior art date
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Pending
Application number
JP3121027A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideshi Tsumura
英志 津村
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.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication of JPH04349513A publication Critical patent/JPH04349513A/en
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  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the constant-voltage generating circuit which generates a prescribed voltage irrespective of a temperature variation, and also, is strong against a fluctuation of a power supply voltage. CONSTITUTION:The circuit is provided with a transistor T1 which becomes a constant-current source, an impedance X1. which is connected to this transistor and has a positive temperature coefficient, a clamp diode D1, and a first and a second resistances R2, R3 which divide a voltage clamped by this diode and apply it as a bias voltage to a control electrode of the transistor. This circuit constitutes a characteristic feature of a fact that an output is obtained from a connecting point of the impedance and the transistor. Said impedance can be constituted by cascading plural pieces of FETs in which the gate and the drain are coupled directly.

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、半導体集積回路等に適
用される定電圧発生回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a constant voltage generating circuit applied to semiconductor integrated circuits and the like.

【0002】0002

【従来の技術】例えば、GaAa  LSIがSiバイ
ポーラLSIの信号を受けるためには、Siバイポーラ
LSIの信号レベルの中心値に対応した極めて変動の少
ない基準電圧を得る必要がある。このように変動の少な
い基準電圧の発生回路としては、特開昭61−2029
1号に示されるように抵抗により電源電圧を分圧して基
準電圧を得るようにした回路と、特開昭60−2363
24に示されているようにダイオードを複数個縦続接続
した回路と電流源とにより基準電圧を得るようにした回
路とが知られている。
2. Description of the Related Art For example, in order for a GaAa LSI to receive a signal from a Si bipolar LSI, it is necessary to obtain a reference voltage with extremely small fluctuations corresponding to the center value of the signal level of the Si bipolar LSI. As a reference voltage generating circuit with such small fluctuations, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-2029
As shown in No. 1, a circuit in which a reference voltage is obtained by dividing the power supply voltage using resistors, and JP-A No. 60-2363.
24, a circuit in which a reference voltage is obtained using a circuit in which a plurality of diodes are connected in cascade and a current source is known.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうち前
者の回路では、電源電圧が変動してしまうと、この変動
分が抵抗により分圧されて基準電圧に伝わるため、基準
電圧が大きく変動するという問題点があった。これに対
し、後者の回路は電源電圧が変動しても基準電圧はほと
んど変動しないのであるが、ダイオードの順方向降下電
圧が温度変動し、これが原因となって基準電圧が大きく
変動するという問題点があった。
[Problem to be Solved by the Invention] In the former circuit of the above conventional techniques, when the power supply voltage fluctuates, this fluctuation is divided by resistors and transmitted to the reference voltage, so the reference voltage fluctuates greatly. There was a problem. In contrast, in the latter circuit, the reference voltage hardly changes even if the power supply voltage changes, but the problem is that the forward drop voltage of the diode changes with temperature, which causes the reference voltage to change significantly. was there.

【0004】そこで本発明では、温度変動に左右されず
所定の電圧を発生し、電源電圧変動によっても従来より
電圧値の変動を少なく抑えることのできる定電圧発生回
路を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a constant voltage generating circuit that can generate a predetermined voltage regardless of temperature fluctuations and can suppress fluctuations in voltage value to a lower level than before even when power supply voltage fluctuations occur. .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明に係る定電圧発生
回路は、定電流源となるトランジスタと、このトランジ
スタに接続され正の温度係数を持つインピーダンスと、
クランプ用のダイオードと、このダイオードによりクラ
ンプされた電圧を分圧してトランジスタの制御電極へバ
イアス電圧として与える第1、第2の抵抗とを備え、出
力をインピーダンスとトランジスタとの接続点から得る
ようにしたことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] A constant voltage generating circuit according to the present invention includes a transistor serving as a constant current source, an impedance connected to the transistor and having a positive temperature coefficient,
It includes a clamping diode, and first and second resistors that divide the voltage clamped by the diode and apply it to the control electrode of the transistor as a bias voltage, so that the output is obtained from the connection point between the impedance and the transistor. It is characterized by what it did.

【0006】[0006]

【作用】本発明に係る定電圧発生回路は、以上の通りに
構成されるので、温度が上昇してダイオードのクランプ
電圧が下がり、トランジスタのバイアス電圧が低下する
が、トランジスタを流れる定電流は温度に対し正の温度
係数を有し、定電流の低下分は極端には多くならない。 しかし、ダイオードのクランプ電圧の低下による影響が
大で、電流値は小さくなる。ところが、トランジスタに
接続されているインピーダンスは正の温度係数を持つた
め、インピーダンスが上昇し、電流は小さくなっても、
このインピーダンスにより生じる電圧は一定電圧となる
[Operation] Since the constant voltage generating circuit according to the present invention is constructed as described above, when the temperature rises, the clamp voltage of the diode decreases, and the bias voltage of the transistor decreases, but the constant current flowing through the transistor decreases as the temperature rises. It has a positive temperature coefficient with respect to the current, and the decrease in constant current is not extremely large. However, the influence of a drop in the clamp voltage of the diode is significant, and the current value becomes small. However, since the impedance connected to the transistor has a positive temperature coefficient, even if the impedance increases and the current decreases,
The voltage generated by this impedance is a constant voltage.

【0007】[0007]

【実施例】以下、添付図面の図1及び図2を参照して本
発明の一実施例に係る定電圧発生回路を説明する。図1
には本発明の一実施例に係る定電圧発生回路の原理図が
示されている。FET(電界効果トランジスタ)−T1
 は定電流源となるトランジスタであって、そのソース
には電圧VSSを与える電源が接続されている。クラン
プ用のダイオードD1 のアノードは抵抗R1 を介し
てアース電位に接続され、カソードにはVSSが与えら
れている。 ダイオードD1 によりクランプされた電圧VC は直
列に接続された抵抗R2 ,R3 によって分圧され、
電圧Vb が作られる。電圧Vb はFET−T1のゲ
ートに与えられてバイアス電圧とされる。FET−T1
 のドレインとアース電位との間にはインピーダンスX
1 が接続されている。FET−T1 とインピーダン
スX1 との接続点から、基準電圧Vref の出力端
子が引き出されている。上記インピーダンスX1 は正
の温度係数を持たされて構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A constant voltage generation circuit according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2 of the accompanying drawings. Figure 1
1 shows a principle diagram of a constant voltage generation circuit according to an embodiment of the present invention. FET (field effect transistor) - T1
is a transistor serving as a constant current source, and its source is connected to a power source that provides voltage VSS. The anode of the clamping diode D1 is connected to the ground potential via a resistor R1, and the cathode is supplied with VSS. The voltage VC clamped by the diode D1 is divided by the resistors R2 and R3 connected in series,
A voltage Vb is created. Voltage Vb is applied to the gate of FET-T1 and is used as a bias voltage. FET-T1
There is an impedance X between the drain of
1 is connected. An output terminal for the reference voltage Vref is drawn out from the connection point between the FET-T1 and the impedance X1. The impedance X1 is configured to have a positive temperature coefficient.

【0008】以上のように構成された定電圧発生回路で
は、ダイオードD1のクランプ電圧VC は温度上昇に
対応して低下し、FET−T1 のバイアス電圧Vb 
が低下する。一方、FET−T1のドレイン電流は正の
温度係数を持ち、温度上昇とともにドレイン電流を増加
させるから、上記ダイオードD1 のクランプ電圧VC
 の低下にもかかわらず、大きくはドレイン電流の低下
は生じない。しかし、一般的に、クランプ電圧の低下に
よるバイアス電圧の低下によって生じるドレイン電流の
変動(電流の減少)の方が、FET−T1 のドレイン
電流が正の温度係数を持つことによるドレイン電流の変
動(電流の増加)より大きい。
In the constant voltage generating circuit configured as described above, the clamp voltage VC of the diode D1 decreases in response to a rise in temperature, and the bias voltage Vb of the FET-T1 decreases.
decreases. On the other hand, the drain current of FET-T1 has a positive temperature coefficient and increases as the temperature rises, so the clamp voltage VC of the diode D1
Despite the decrease in , the drain current does not decrease significantly. However, in general, the fluctuation in drain current (decrease in current) caused by a decrease in bias voltage due to a decrease in clamp voltage is greater than the fluctuation in drain current (reduction in current) caused by the drain current of FET-T1 having a positive temperature coefficient. (increase in current) is greater.

【0009】ところが、本実施例ではインピーダンスX
1 が正の温度係数を持っており、温度上昇に伴ってイ
ンピーダンス値を上昇させ、前述のドレイン電流低下に
係らず、発生する基準電圧Vref は一定値を保つ。 また、電源電圧の変動に対しては、ダイオードD1 の
クランプ電圧VC がほぼ一定となって働くから、イン
ピーダンスX1 を流れる電流I1 の変動は小さく、
結局のところ発生される基準電圧Vref の変動も小
さくなる。
However, in this embodiment, the impedance
1 has a positive temperature coefficient, the impedance value increases as the temperature rises, and the generated reference voltage Vref maintains a constant value regardless of the aforementioned drain current drop. Furthermore, with respect to fluctuations in the power supply voltage, the clamp voltage VC of the diode D1 remains almost constant, so the fluctuations in the current I1 flowing through the impedance X1 are small.
As a result, fluctuations in the generated reference voltage Vref are also reduced.

【0010】図2には本発明の一実施例に係る定電圧発
生回路のより具体的な構成が示されている。この実施例
は、図1に示した実施例とほぼ同様の構成を有し、同一
の構成要素には図1と同じ符号を付し重複する説明を省
略する。この実施例では、インピーダンスX1 として
、ゲートとドレインとが直結された2つのFET−T2
 ,FET−T3 を直列接続したものを用いる。この
図2の回路は、例えばGaAs  ICに形成される。 図中のT1 、T2 、T3 はディプレッション型の
ショットキゲート型FET(MES−FET)である。 また、ダイオードD1 はショットキ接合型ダイオード
である。
FIG. 2 shows a more specific configuration of a constant voltage generating circuit according to an embodiment of the present invention. This embodiment has almost the same configuration as the embodiment shown in FIG. 1, and the same components are given the same reference numerals as in FIG. 1, and redundant explanation will be omitted. In this example, two FET-T2 whose gate and drain are directly connected are used as the impedance X1.
, FET-T3 connected in series is used. The circuit shown in FIG. 2 is formed, for example, in a GaAs IC. T1, T2, and T3 in the figure are depletion type Schottky gate FETs (MES-FETs). Further, the diode D1 is a Schottky junction diode.

【0011】このGaAs  ICをSi  ECL(
Emitter  Coupled  Logic)I
Cと同一システムにおいて使用する場合を考える。する
と、Si  ECLでは電源電圧が−5.2V、基準電
圧Vref が−1.3Vと規格されているから、図2
におけるFET−T2 ,T3の順方向降下電圧は1個
あたり0.65Vとなる。一方、前記のように、ダイオ
ードD1 のクランプ電圧VC の温度係数、FET−
T1 のドレイン電流の温度係数を考慮して、FET−
T2 ,T3 による抵抗が正の所要温度係数を持ち、
電流I1 の減少によっても基準電圧Vref が変動
せぬように設計を行う。つまり、FET−T1 ,T2
 ,T3 のゲート幅を上記に合せて選択し、かつ、抵
抗R2 ,R3 の比を適宜に選択する。FET−T2
 ,T3 による抵抗の抵抗値が正の温度係数を持つこ
とから、温度が上昇することによってトランジスタT2
 ,T3 を流れる電流I1 が減少(ダイオードD1
 のクランプ電圧VC の低下が、FET−T1 のド
レイン電流の増加による以上に、ドレイン電流を減少さ
せることによる。)しても、抵抗値が大きくなることに
より、基準電圧Vref はほぼ一定値を保つ。温度が
低下したときにも、同様にして基準電圧Vref が一
定に保たれる。
[0011] This GaAs IC is made of Si ECL (
Emitter Coupled Logic) I
Consider the case where it is used in the same system as C. Then, since the power supply voltage is specified as -5.2V and the reference voltage Vref as -1.3V in Si ECL, Figure 2
The forward voltage drop of each FET-T2 and T3 is 0.65V. On the other hand, as mentioned above, the temperature coefficient of the clamp voltage VC of the diode D1, the FET-
Considering the temperature coefficient of the drain current of T1, the FET-
The resistance due to T2 and T3 has a positive required temperature coefficient,
The design is performed so that the reference voltage Vref does not change even when the current I1 decreases. In other words, FET-T1, T2
, T3 are selected according to the above, and the ratio of the resistors R2 and R3 is selected appropriately. FET-T2
, T3 has a positive temperature coefficient, as the temperature rises, the resistance value of the resistor T2
, T3 decreases (diode D1
This is because the decrease in the clamp voltage VC of FET-T1 decreases the drain current more than due to the increase in the drain current of FET-T1. ), the reference voltage Vref maintains a substantially constant value because the resistance value increases. Even when the temperature drops, the reference voltage Vref is kept constant in the same way.

【0012】コンピュータによるシュミレーションによ
ると、−30℃から90℃の温度変化に対し、16mV
(0.13mV/℃)の変動であり、ほとんど変動がな
いことが判った。また、電源電圧VSSの変動△VSS
に対しても△Vref /△VSS=8.7%程度とな
り、電源電圧の変動にも強いことが判った。
According to a computer simulation, 16 mV for a temperature change from -30°C to 90°C.
(0.13 mV/°C), and it was found that there was almost no variation. Also, the fluctuation of power supply voltage VSS △VSS
ΔVref /ΔVSS=about 8.7%, and it was found that it is resistant to fluctuations in power supply voltage.

【0013】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、様々な変形が可能である。例えば、イン
ピーダンスX1 として、FETのゲートとドレインと
を直結したものを3個以上直列に接続してもよい。また
、定電流用のFETのドレインから直接に基準電圧を取
り出すのではなく、FETのドレインとアースとの間に
分圧抵抗を設けて、分圧した結果を基準電圧としてもよ
い。このようにすることによって、使用するFETやダ
イオード等の素子の温度特性に係りなく、所望の定電圧
を得ることができる。また、FETに代えてバイポーラ
トランジスタを用いてもよい。
[0013] The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, as the impedance X1, three or more FETs whose gates and drains are directly connected may be connected in series. Further, instead of taking out the reference voltage directly from the drain of the constant current FET, a voltage dividing resistor may be provided between the drain of the FET and the ground, and the voltage dividing result may be used as the reference voltage. By doing so, a desired constant voltage can be obtained regardless of the temperature characteristics of elements such as FETs and diodes used. Furthermore, a bipolar transistor may be used instead of the FET.

【0014】[0014]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、トランジスタに接続されるインピーダンスが正の
温度係数を持つことから、温度変化によりダイオードの
クランプ電圧が変化しバイアス電圧が変動すること、及
びトランジスタを流れる電流が上記バイアス電圧変動に
より減少する電流を補償できないにもかかわらず、イン
ピーダンスの値と電流値の積である出力電圧は、ほぼ一
定を保つ。また、電源電圧変動に対してはクランプ用の
ダイオードがバイアス電圧を一定にするように働き、出
力電圧の変動を抑制する。
[Effects of the Invention] As explained in detail above, according to the present invention, since the impedance connected to the transistor has a positive temperature coefficient, the clamp voltage of the diode changes due to temperature change, and the bias voltage fluctuates. Even though the current flowing through the transistor cannot compensate for the current decrease due to the bias voltage fluctuation, the output voltage, which is the product of the impedance value and the current value, remains approximately constant. Furthermore, in response to fluctuations in the power supply voltage, a clamping diode works to keep the bias voltage constant, thereby suppressing fluctuations in the output voltage.

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

【図1】本発明の一実施例の原理を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing the principle of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例に係る定電圧回路の回路図で
ある。
FIG. 2 is a circuit diagram of a constant voltage circuit according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

D1 …ダイオード R1 ,R2 ,R3 …抵抗 X1 …インピーダンス T1 ,T2 ,T3 …FET VC …クランプ電圧 VB …バイアス電圧 D1...Diode R1, R2, R3...Resistance X1...Impedance T1, T2, T3...FET VC...clamp voltage VB...bias voltage

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  定電流源となるトランジスタと、この
トランジスタに接続され正の温度係数を持つインピーダ
ンスと、クランプ用のダイオードと、このダイオードに
よりクランプされた電圧を分圧して前記トランジスタの
制御電極へバイアス電圧として与える第1、第2の抵抗
とを備え、出力を前記インピーダンスとトランジスタと
の接続点から得るようにしたことを特徴とする定電圧発
生回路。
1. A transistor serving as a constant current source, an impedance connected to the transistor and having a positive temperature coefficient, a clamping diode, and a voltage clamped by the diode being divided and applied to a control electrode of the transistor. 1. A constant voltage generating circuit comprising first and second resistors for applying a bias voltage, and an output is obtained from a connection point between the impedance and the transistor.
【請求項2】  前記インピーダンスは、ゲートとドレ
インとが直結されたFETが複数個縦続接続されて構成
され、当該FETのソースが前記定電流源となるトラン
ジスタに接続されていることを特徴とする請求項1記載
の定電圧発生回路。
2. The impedance is configured by cascading a plurality of FETs whose gates and drains are directly connected, and the source of the FET is connected to the transistor serving as the constant current source. A constant voltage generating circuit according to claim 1.
JP3121027A 1991-05-27 1991-05-27 Constant-voltage generating circuit Pending JPH04349513A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19961500B4 (en) * 1999-05-14 2004-08-05 Mitsubishi Denki K.K. Constant-voltage circuit
JP2012164084A (en) * 2011-02-04 2012-08-30 Toshiba Corp Constant voltage circuit and its semiconductor device

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