JPH05100757A - 基準電圧発生回路 - Google Patents
基準電圧発生回路Info
- Publication number
- JPH05100757A JPH05100757A JP3257366A JP25736691A JPH05100757A JP H05100757 A JPH05100757 A JP H05100757A JP 3257366 A JP3257366 A JP 3257366A JP 25736691 A JP25736691 A JP 25736691A JP H05100757 A JPH05100757 A JP H05100757A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistor
- zener diode
- voltage
- output
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ツェナーダイオードを用いた基準電圧発生回路
において、ツェナーダイオードの電圧よりも低い電圧を
出力することができ、しかも、この出力電圧が温度に依
存しないような基準電圧発生回路を得る。 【構成】ツェナーダイオードＺD のカソード・アノード
間に抵抗Ｒ6 とＲ7 の直列回路を接続する。抵抗Ｒ6 と
Ｒ7 の接続点に正の温度係数を有する定電流源回路１を
接続し、この接続点を基準電圧の出力端子３とする。
において、ツェナーダイオードの電圧よりも低い電圧を
出力することができ、しかも、この出力電圧が温度に依
存しないような基準電圧発生回路を得る。 【構成】ツェナーダイオードＺD のカソード・アノード
間に抵抗Ｒ6 とＲ7 の直列回路を接続する。抵抗Ｒ6 と
Ｒ7 の接続点に正の温度係数を有する定電流源回路１を
接続し、この接続点を基準電圧の出力端子３とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は基準電圧発生回路に関
し、特に、ツェナーダイオードを用いた基準電圧発生回
路に関する。
し、特に、ツェナーダイオードを用いた基準電圧発生回
路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の基準電圧発生回路は、図３に示す
ように、抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 およびＲ3 、ツェナーダイオー
ドＺD 並びに演算増幅器２からなっている。図３に示す
回路において、演算増幅器２の２つの入力端子は同一電
位となっているので、ツェナーダイオードＺD の電圧を
ＶZ 、演算増幅器２の出力電圧をＥ、抵抗Ｒ1 の抵抗値
をＲ1 、抵抗Ｒ2 の抵抗値をＲ2 、抵抗Ｒ3 の抵抗値を
Ｒ3 とすると次の関係が成り立つ。
ように、抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 およびＲ3 、ツェナーダイオー
ドＺD 並びに演算増幅器２からなっている。図３に示す
回路において、演算増幅器２の２つの入力端子は同一電
位となっているので、ツェナーダイオードＺD の電圧を
ＶZ 、演算増幅器２の出力電圧をＥ、抵抗Ｒ1 の抵抗値
をＲ1 、抵抗Ｒ2 の抵抗値をＲ2 、抵抗Ｒ3 の抵抗値を
Ｒ3 とすると次の関係が成り立つ。
【０００３】Ｒ1 ：Ｒ2 ＝（Ｅ−ＶZ ）：ＶZ 従って、次の関係が得られる。
【０００４】Ｅ＝｛１＋（Ｒ1 ／Ｒ2 ）｝ＶZ すなわち、出力端子３には、抵抗Ｒ1 およびＲ2 ，ツェ
ナーダイオードＺD の電圧ＶZ によって決まる値の出力
電圧を得ることができる。
ナーダイオードＺD の電圧ＶZ によって決まる値の出力
電圧を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の基準電
圧発生回路では、ツェナーダイオードＺD の電圧ＶZ よ
りも大きな出力電圧しか得ることができない。更に、ツ
ェナーダイオードＺD は２〜３ｍＶ／℃程度の温度依存
性をもつので、出力電圧も２〜３ｍＶ／℃の｛１＋（Ｒ
1 ／Ｒ2 ）｝倍程度の温度依存性をもってしまうという
問題点があった。
圧発生回路では、ツェナーダイオードＺD の電圧ＶZ よ
りも大きな出力電圧しか得ることができない。更に、ツ
ェナーダイオードＺD は２〜３ｍＶ／℃程度の温度依存
性をもつので、出力電圧も２〜３ｍＶ／℃の｛１＋（Ｒ
1 ／Ｒ2 ）｝倍程度の温度依存性をもってしまうという
問題点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の基準電圧発生回
路は、ツェナーダイオードのカソード側に第１の抵抗の
一端が接続され、前記第１の抵抗の他端が第２の抵抗の
一端に接続され、前記第２の抵抗の他端が前記ツェナー
ダイオードのアノード側に接続され、前記第１の抵抗と
前記第２の抵抗との接続点が正の温度係数をもつ電流源
に接続され、この接続点から出力電圧が取り出されるよ
うに構成されたことを特徴としている。
路は、ツェナーダイオードのカソード側に第１の抵抗の
一端が接続され、前記第１の抵抗の他端が第２の抵抗の
一端に接続され、前記第２の抵抗の他端が前記ツェナー
ダイオードのアノード側に接続され、前記第１の抵抗と
前記第２の抵抗との接続点が正の温度係数をもつ電流源
に接続され、この接続点から出力電圧が取り出されるよ
うに構成されたことを特徴としている。
【０００７】
【実施例】次に、本発明の最適な実施例について図面を
参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施例の基
準電圧発生回路の回路図である。図１を参照すると、本
実施例では、電流源４がツェナーダイオードＺD のカソ
ード側に接続され、ツェナーダイオードＺD の両端には
５〜７Ｖ程度の電圧が発生している。トランジスタＱ1
からＱ5 並びに抵抗Ｒ4 およびＲ5 は、正の温度係数を
もつ定電流源回路１を構成している。この定電流源回路
１の出力端であるトランジスタＱ5 のコレクタは、出力
端子３に接続されている。抵抗Ｒ5 は、トランジスタＱ
1 からＱ5 を起動させるためのスタートアップ抵抗であ
り、通常、数ＭΩ程度の高抵抗が使用される。又、ツェ
ナーダイオードＺD のカソード側と出力端子３との間に
は、抵抗Ｒ6 が接続されている。更に、出力端子３とツ
ェナーダイオードＺD のアノード側の間には抵抗Ｒ7 が
接続されている。
参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施例の基
準電圧発生回路の回路図である。図１を参照すると、本
実施例では、電流源４がツェナーダイオードＺD のカソ
ード側に接続され、ツェナーダイオードＺD の両端には
５〜７Ｖ程度の電圧が発生している。トランジスタＱ1
からＱ5 並びに抵抗Ｒ4 およびＲ5 は、正の温度係数を
もつ定電流源回路１を構成している。この定電流源回路
１の出力端であるトランジスタＱ5 のコレクタは、出力
端子３に接続されている。抵抗Ｒ5 は、トランジスタＱ
1 からＱ5 を起動させるためのスタートアップ抵抗であ
り、通常、数ＭΩ程度の高抵抗が使用される。又、ツェ
ナーダイオードＺD のカソード側と出力端子３との間に
は、抵抗Ｒ6 が接続されている。更に、出力端子３とツ
ェナーダイオードＺD のアノード側の間には抵抗Ｒ7 が
接続されている。
【０００８】以下に、本実施例の動作について説明す
る。図１において、トランジスタＱ3 のコレクタ電流を
Ｉ3 、トランジスタＱ4のコレクタ電流をＩ4 、トラン
ジスタＱ4 のエミッタ面積をトランジスタＱ3 のエミッ
タ面積のＮ倍、抵抗Ｒ4 の抵抗値をＲ4 とする。ここで
トランジスタＱ3 のベース・エミッタ間電圧とトランジ
スタＱ4 のベース・エミッタ間電圧が等しいので次の
式が成立つ。
る。図１において、トランジスタＱ3 のコレクタ電流を
Ｉ3 、トランジスタＱ4のコレクタ電流をＩ4 、トラン
ジスタＱ4 のエミッタ面積をトランジスタＱ3 のエミッ
タ面積のＮ倍、抵抗Ｒ4 の抵抗値をＲ4 とする。ここで
トランジスタＱ3 のベース・エミッタ間電圧とトランジ
スタＱ4 のベース・エミッタ間電圧が等しいので次の
式が成立つ。
【０００９】
【００１０】但し、ｋはボルツマン定数、ｑは電子の電
荷、ＩS は飽和電流、Ｔは絶対温度である。式より、
荷、ＩS は飽和電流、Ｔは絶対温度である。式より、
【００１１】
【００１２】となる。ここで、トランジスタＱ1 および
Ｑ2 がカレントミラー回路を構成しており、又、抵抗Ｒ
5 はスタートアップ抵抗として用いられるため通常数Ｍ
Ωと十分高く、抵抗Ｒ5 を流れる電流はほとんど無視で
きることを考慮すると、Ｉ3 ＝Ｉ4 の関係が成立する。
これを式に代入すると、
Ｑ2 がカレントミラー回路を構成しており、又、抵抗Ｒ
5 はスタートアップ抵抗として用いられるため通常数Ｍ
Ωと十分高く、抵抗Ｒ5 を流れる電流はほとんど無視で
きることを考慮すると、Ｉ3 ＝Ｉ4 の関係が成立する。
これを式に代入すると、
【００１３】
【００１４】が得られる。
【００１５】又、トランジスタＱ3 のベース・エミッタ
間電圧とトランジスタＱ5 のベース・エミッタ間電圧と
が等しいので、それぞれのコレクタ電流も等しい。つま
り、トランジスタＱ5 のコレクタ電流をＩ5 とすると、
次の式が成立する。
間電圧とトランジスタＱ5 のベース・エミッタ間電圧と
が等しいので、それぞれのコレクタ電流も等しい。つま
り、トランジスタＱ5 のコレクタ電流をＩ5 とすると、
次の式が成立する。
【００１６】
【００１７】次に、出力端子３の電圧Ｖout を考える。
ツェナーダイオードＺD の両端の電圧をＶZ 、抵抗Ｒ6
およびＲ7 の抵抗値をそれぞれＲ6 およびＲ7 、出力端
子３の電圧をＶout とすると、次の式が成立する。
ツェナーダイオードＺD の両端の電圧をＶZ 、抵抗Ｒ6
およびＲ7 の抵抗値をそれぞれＲ6 およびＲ7 、出力端
子３の電圧をＶout とすると、次の式が成立する。
【００１８】
【００１９】ここで式に式を代入すると、次の式
を得る。
を得る。
【００２０】
【００２１】次に、出力電圧Ｖout の温度依存性につい
て考える。式を温度Ｔで微分して、次の式を得る。
て考える。式を温度Ｔで微分して、次の式を得る。
【００２２】
【００２３】式において、
【００２４】
【００２５】であるので、
【００２６】
【００２７】となる。出力電圧Ｖout が温度に対して依
存しないようにするためには、
存しないようにするためには、
【００２８】
【００２９】とすればよいから、式より、
【００３０】
【００３１】の関係式を満たすようにＲ4 ，Ｒ6 および
Ｎの値を選べばよい。
Ｎの値を選べばよい。
【００３２】例えば、Ｎ＝２，Ｒ4 ＝１８０Ω，Ｒ6 ＝
７．５ｋΩであるとすると、（８）式より、
７．５ｋΩであるとすると、（８）式より、
【００３３】
【００３４】となり、出力端子電圧Ｖout はほとんど温
度に依存しなくなる。
度に依存しなくなる。
【００３５】又、出力電圧Ｖout を、例えば、３．０Ｖ
に設定するものとすると、ＶZ ＝６．５Ｖ，Ｔ＝３００
°Ｋとして、式よりＲ7 ＝８．１７ｋΩと求まり、温
度にほとんど依存しない３．０Ｖの出力基準電圧が得ら
れる。
に設定するものとすると、ＶZ ＝６．５Ｖ，Ｔ＝３００
°Ｋとして、式よりＲ7 ＝８．１７ｋΩと求まり、温
度にほとんど依存しない３．０Ｖの出力基準電圧が得ら
れる。
【００３６】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図２は、本発明の第２の実施例の回路図である。
図２を参照すると、本実施例は、トランジスタＱ1 から
Ｑ5 並びに抵抗Ｒ4 およびＲ5 で構成される正の温度係
数を有する定電流源回路１５の構成が図１に示す第１の
実施例と異っている。すなわち、本実施例では、トラン
ジスタＱ1 およびＱ4 をダイオード接続とし、スタート
アップ抵抗Ｒ5 をトランジスタＱ1 のコレクタに接続し
ている。本実施例も第１の実施例と同様の動作を行い、
同様の効果をもたらす。
する。図２は、本発明の第２の実施例の回路図である。
図２を参照すると、本実施例は、トランジスタＱ1 から
Ｑ5 並びに抵抗Ｒ4 およびＲ5 で構成される正の温度係
数を有する定電流源回路１５の構成が図１に示す第１の
実施例と異っている。すなわち、本実施例では、トラン
ジスタＱ1 およびＱ4 をダイオード接続とし、スタート
アップ抵抗Ｒ5 をトランジスタＱ1 のコレクタに接続し
ている。本実施例も第１の実施例と同様の動作を行い、
同様の効果をもたらす。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の基準電圧
発生回路は、ツェナーダイオードのカソード側に第１の
抵抗の一端が接続され、この第１の抵抗の他端が第２の
抵抗の一端に接続され、第２の抵抗の他端がツェナーダ
イオードのアノード側に接続され、第１の抵抗と第２の
抵抗との接続点が正の温度係数をもつ電流源に接続この
接続点から出力の基準電圧が取り出されるように構成さ
れている。
発生回路は、ツェナーダイオードのカソード側に第１の
抵抗の一端が接続され、この第１の抵抗の他端が第２の
抵抗の一端に接続され、第２の抵抗の他端がツェナーダ
イオードのアノード側に接続され、第１の抵抗と第２の
抵抗との接続点が正の温度係数をもつ電流源に接続この
接続点から出力の基準電圧が取り出されるように構成さ
れている。
【００３８】このことにより、本発明によれば、ツェナ
ーダイオードの電圧よりも低い電圧を出力することがで
き、しかも、この出力電圧が温度に対してほとんど依存
しないような基準電圧発生回路を得ることができる。
ーダイオードの電圧よりも低い電圧を出力することがで
き、しかも、この出力電圧が温度に対してほとんど依存
しないような基準電圧発生回路を得ることができる。
【図１】本発明の第１の実施例による出力回路の回路図
である。
である。
【図２】本発明の第２の実施例による出力回路の回路図
である。
である。
【図３】従来の出力回路の一例の回路図である。
１ 定電流源回路 ２ 演算増幅器 ３ 出力端子 ４ 電流源
Claims (1)
- 【請求項１】 ツェナーダイオードのカソード側に第１
の抵抗の一端が接続され、前記第１の抵抗の他端が第２
の抵抗の一端に接続され、前記第２の抵抗の他端が前記
ツェナーダイオードのアノード側に接続され、前記第１
の抵抗と前記第２の抵抗との接続点が正の温度係数をも
つ電流源に接続され、この接続点から出力電圧が取り出
されるように構成された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 |
|---|---|---|---|
| JP3257366A JPH05100757A (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 基準電圧発生回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3257366A JPH05100757A (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 基準電圧発生回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05100757A true JPH05100757A (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=17305390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3257366A Pending JPH05100757A (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 基準電圧発生回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05100757A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10788851B2 (en) | 2019-01-09 | 2020-09-29 | Nxp Usa, Inc. | Self-biased temperature-compensated Zener reference |
| CN111722667A (zh) * | 2019-03-22 | 2020-09-29 | 恩智浦美国有限公司 | 电压参考电路 |
| US10955868B2 (en) | 2018-04-13 | 2021-03-23 | Nxp Usa, Inc. | Zener diode voltage reference circuit |
| CN114063696A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-18 | 格威半导体(厦门)有限公司 | 基于齐纳二级管的电压基准源与电子设备 |
| US11774999B2 (en) | 2019-10-24 | 2023-10-03 | Nxp Usa, Inc. | Voltage reference generation with compensation for temperature variation |
-
1991
- 1991-10-04 JP JP3257366A patent/JPH05100757A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10955868B2 (en) | 2018-04-13 | 2021-03-23 | Nxp Usa, Inc. | Zener diode voltage reference circuit |
| US10788851B2 (en) | 2019-01-09 | 2020-09-29 | Nxp Usa, Inc. | Self-biased temperature-compensated Zener reference |
| CN111722667A (zh) * | 2019-03-22 | 2020-09-29 | 恩智浦美国有限公司 | 电压参考电路 |
| US11262781B2 (en) | 2019-03-22 | 2022-03-01 | Nxp Usa, Inc. | Voltage reference circuit for countering a temperature dependent voltage bias |
| CN111722667B (zh) * | 2019-03-22 | 2023-12-26 | 恩智浦美国有限公司 | 电压参考电路 |
| US11774999B2 (en) | 2019-10-24 | 2023-10-03 | Nxp Usa, Inc. | Voltage reference generation with compensation for temperature variation |
| CN114063696A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-18 | 格威半导体(厦门)有限公司 | 基于齐纳二级管的电压基准源与电子设备 |
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