JPH05216550A - 電圧発生装置 - Google Patents
電圧発生装置Info
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- JPH05216550A JPH05216550A JP4264549A JP26454992A JPH05216550A JP H05216550 A JPH05216550 A JP H05216550A JP 4264549 A JP4264549 A JP 4264549A JP 26454992 A JP26454992 A JP 26454992A JP H05216550 A JPH05216550 A JP H05216550A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 １．２５Ｖ以下の電源電圧のもとでも温度に
依存しない電圧を得ることができる。 【構成】 １は電圧発生装置の出力端子、１１、１５は
電流源、１３、１４は抵抗、１２はダイオード接続され
たトランジスタである。直列接続された抵抗１３、抵抗
１４に電流を電流源１５から流し込むことにより出力端
子１の電圧を得ている。電流源１１、１５はバンドギャ
ップ電流源。電流源１５をオープンにして考えと、ダイ
オード接続されたトランジスタ１２の部分を電圧源１２
１と抵抗１２２を用いた等価回路１２０で表され、等価
回路１２０と抵抗１３、１４を鳳・テブナンの定理を用
いて等価回路１３０で表している。
依存しない電圧を得ることができる。 【構成】 １は電圧発生装置の出力端子、１１、１５は
電流源、１３、１４は抵抗、１２はダイオード接続され
たトランジスタである。直列接続された抵抗１３、抵抗
１４に電流を電流源１５から流し込むことにより出力端
子１の電圧を得ている。電流源１１、１５はバンドギャ
ップ電流源。電流源１５をオープンにして考えと、ダイ
オード接続されたトランジスタ１２の部分を電圧源１２
１と抵抗１２２を用いた等価回路１２０で表され、等価
回路１２０と抵抗１３、１４を鳳・テブナンの定理を用
いて等価回路１３０で表している。
Description
【産業上の利用分野】本発明は温度に依存しない電圧を
得る電圧発生装置に関する。
得る電圧発生装置に関する。
【従来の技術】従来、この種の電圧発生装置は温度に対
して負の変化をする半導体のＰＮ接合の電圧と、温度に
対して正の変化をする熱電圧（ｋＴ／ｑ）とからなり、
それらを直列接続することによって温度に対する電圧の
変化が相殺できるように構成されている。図３は従来の
電圧発生装置の構成を示している。図３において、１は
電圧発生装置の出力端子、２１は電流源、２２は抵抗、
２３はダイオード接続されたトランジスタである。直列
接続された抵抗２２とトランジスタ２３に電流を電流源
２１から流し込むことにより出力端子１の電圧を得てい
る。電流源２１は特開昭６０−１９１５０８にあるよう
なバンドギャップ電流源で、その電流値Ｉｃｓは（式
１）で決定されている。 Ｉｃｓ＝（ｋ×Ｔ／ｑ）×ｌｎ（Ｎ）／Ｒｃｓ‥（式１） ただし、ｋ：ボルツマン定数、Ｔ：絶対温度、ｑ：電子
の電荷、Ｎ：定数、Ｒｃｓ：電流設定抵抗である。そし
て、出力端子１の電圧Ｖｏは（式２）で表せる。 Ｖｏ＝Ｖｆ２３＋Ｒ２２×Ｉｃｓ‥（式２） ただし、Ｖｆ２３：トランジスタ２３の順方向電圧、Ｒ
２２：抵抗２２の抵抗値である。（式２）の第１項はダ
イオード接続されたトランジスタの順方向電圧で、その
値は約６５０ｍＶで温度に対して−２ｍＶ／ｄｅｇで変
化することが一般によく知られている。したがって（式
２）の第２項の温度に対する変化を、第１項のそれと極
性が反対で大きさが等しくなるような値に設定すれば、
第１項、第２項の温度に対する電圧変化は相殺すること
ができる。つまり、最終的にＶｏを温度に依存しない電
圧にするには、第２項に（式２）を代入すると（式３）
になる。 Ｒ２２×Ｉｃｓ＝Ｒ２２×（ｋ×Ｔ／ｑ）×ｌｎ（Ｎ）
／Ｒｃｓ＝（ｋ×Ｔ／ｑ）×ｌｎ（Ｎ）×Ｒ２２／Ｒｃ
ｓ‥（式３） そして、（式３）絶対温度Ｔで微分して、温度に対する
電圧変化を求め、これを＋２ｍＶと置けば（式４）のよ
うになる。 ｄ（Ｒ２２×Ｉｃｓ）／ｄＴ＝（ｋ／ｑ）×ｌｎ（Ｎ）
×Ｒ２２／Ｒｃｓ＝＋２ｍＶ‥（式４） （式４）を（式３）に代入し、Ｒ２２とＲｃｓの温度係
数は等しく，Ｔ＝３００゜Ｋとすると、（式５）のよう
になる。 Ｒ２２×Ｉｃｓ＝ｄ（Ｒ２２×Ｉｃｓ）／ｄＴ×Ｔ＝＋
２ｍＶ×３００゜Ｋ＝６００ｍＶ‥（式５） したがって、Ｒ２２×Ｉｃｓ＝６００ｍＶになるように
Ｒ２２またはＩｃｓを設定すれば、Ｖｏは（式２）より
約１．２５Ｖになり温度に依存しない電圧にすることが
できる。 これらをひとつの半導体上に構成すると、Ｒ
２２とＲｃｓの温度係数を容易に等しくできるため多く
用いられている。このように上記従来の電圧発生装置で
も温度に依存しない電圧を得ることができる。
して負の変化をする半導体のＰＮ接合の電圧と、温度に
対して正の変化をする熱電圧（ｋＴ／ｑ）とからなり、
それらを直列接続することによって温度に対する電圧の
変化が相殺できるように構成されている。図３は従来の
電圧発生装置の構成を示している。図３において、１は
電圧発生装置の出力端子、２１は電流源、２２は抵抗、
２３はダイオード接続されたトランジスタである。直列
接続された抵抗２２とトランジスタ２３に電流を電流源
２１から流し込むことにより出力端子１の電圧を得てい
る。電流源２１は特開昭６０−１９１５０８にあるよう
なバンドギャップ電流源で、その電流値Ｉｃｓは（式
１）で決定されている。 Ｉｃｓ＝（ｋ×Ｔ／ｑ）×ｌｎ（Ｎ）／Ｒｃｓ‥（式１） ただし、ｋ：ボルツマン定数、Ｔ：絶対温度、ｑ：電子
の電荷、Ｎ：定数、Ｒｃｓ：電流設定抵抗である。そし
て、出力端子１の電圧Ｖｏは（式２）で表せる。 Ｖｏ＝Ｖｆ２３＋Ｒ２２×Ｉｃｓ‥（式２） ただし、Ｖｆ２３：トランジスタ２３の順方向電圧、Ｒ
２２：抵抗２２の抵抗値である。（式２）の第１項はダ
イオード接続されたトランジスタの順方向電圧で、その
値は約６５０ｍＶで温度に対して−２ｍＶ／ｄｅｇで変
化することが一般によく知られている。したがって（式
２）の第２項の温度に対する変化を、第１項のそれと極
性が反対で大きさが等しくなるような値に設定すれば、
第１項、第２項の温度に対する電圧変化は相殺すること
ができる。つまり、最終的にＶｏを温度に依存しない電
圧にするには、第２項に（式２）を代入すると（式３）
になる。 Ｒ２２×Ｉｃｓ＝Ｒ２２×（ｋ×Ｔ／ｑ）×ｌｎ（Ｎ）
／Ｒｃｓ＝（ｋ×Ｔ／ｑ）×ｌｎ（Ｎ）×Ｒ２２／Ｒｃ
ｓ‥（式３） そして、（式３）絶対温度Ｔで微分して、温度に対する
電圧変化を求め、これを＋２ｍＶと置けば（式４）のよ
うになる。 ｄ（Ｒ２２×Ｉｃｓ）／ｄＴ＝（ｋ／ｑ）×ｌｎ（Ｎ）
×Ｒ２２／Ｒｃｓ＝＋２ｍＶ‥（式４） （式４）を（式３）に代入し、Ｒ２２とＲｃｓの温度係
数は等しく，Ｔ＝３００゜Ｋとすると、（式５）のよう
になる。 Ｒ２２×Ｉｃｓ＝ｄ（Ｒ２２×Ｉｃｓ）／ｄＴ×Ｔ＝＋
２ｍＶ×３００゜Ｋ＝６００ｍＶ‥（式５） したがって、Ｒ２２×Ｉｃｓ＝６００ｍＶになるように
Ｒ２２またはＩｃｓを設定すれば、Ｖｏは（式２）より
約１．２５Ｖになり温度に依存しない電圧にすることが
できる。 これらをひとつの半導体上に構成すると、Ｒ
２２とＲｃｓの温度係数を容易に等しくできるため多く
用いられている。このように上記従来の電圧発生装置で
も温度に依存しない電圧を得ることができる。
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電圧発生装置では温度に依存しない電圧値が１．２
５Ｖと大きいため電源電圧がこの電圧より低い回路では
利用することができない。すなわち、（式２）の第１項
は６５０ｍＶと決まっているため第２項を６００ｍＶ以
下にせざるを得ず、結果としてＶｏは温度に依存してい
た。本発明はこのような従来の問題を解決するものであ
り、１．２５Ｖ以下の電源電圧のもとでも温度に依存し
ない電圧を得ることができる優れた電圧発生装置を提供
することを目的とするものである。
来の電圧発生装置では温度に依存しない電圧値が１．２
５Ｖと大きいため電源電圧がこの電圧より低い回路では
利用することができない。すなわち、（式２）の第１項
は６５０ｍＶと決まっているため第２項を６００ｍＶ以
下にせざるを得ず、結果としてＶｏは温度に依存してい
た。本発明はこのような従来の問題を解決するものであ
り、１．２５Ｖ以下の電源電圧のもとでも温度に依存し
ない電圧を得ることができる優れた電圧発生装置を提供
することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】第１の発明は上記目的を
達成するために、ダイオードと、このダイオードに順方
向電圧を発生させるバイアス手段と、このバイアス手段
から得られた順方向電圧を分圧する分圧手段と、この分
圧手段の分圧出力に電流を流す電流発生手段とを設け、
１．２５Ｖ以下の電源電圧のもとでも温度に依存しない
電圧が得られるようにしたものである。本第２の発明は
上記目的を達成するために、ダイオードと、このダイオ
ードの端子電圧を分圧する分圧手段と、この分圧手段の
分圧出力に電流を流す電流発生手段とを設け、１．２５
Ｖ以下の電源電圧のもとでも温度に依存しない電圧が得
られるようにしたものである。
達成するために、ダイオードと、このダイオードに順方
向電圧を発生させるバイアス手段と、このバイアス手段
から得られた順方向電圧を分圧する分圧手段と、この分
圧手段の分圧出力に電流を流す電流発生手段とを設け、
１．２５Ｖ以下の電源電圧のもとでも温度に依存しない
電圧が得られるようにしたものである。本第２の発明は
上記目的を達成するために、ダイオードと、このダイオ
ードの端子電圧を分圧する分圧手段と、この分圧手段の
分圧出力に電流を流す電流発生手段とを設け、１．２５
Ｖ以下の電源電圧のもとでも温度に依存しない電圧が得
られるようにしたものである。
【作用】したがって、第１の発明によればバイアス手段
よりダイオードに順方向電流を流されてえた温度に対し
て負の変化をする順方向電圧を、分圧手段により分圧
し、さらに電流発生手段と分圧手段により温度に対して
正の変化をする電圧を適切に重畳することにより、１．
２５Ｖ以下の電源電圧のもとでも、温度に依存しない電
圧が得られる効果を有する。さらに本発明によれば、出
力電圧Ｖｏを０．７Ｖ以下に設定して電流発生手段を特
開昭６０−１９１５０８にあるような低電圧動作型にす
れば、電源電圧を約０．９Ｖまで下げることができ、さ
らに半導体集積回路で容易に構成できるという効果を有
する。また、本第２の発明によれば、電流発生手段の電
流が分圧手段を経由してダイオードに順方向電流を流し
て得た温度に対して負の変化をする順方向電圧を、分圧
手段により分圧し、さらに電流発生手段と分圧手段によ
り温度に対して正の変化をする電圧を適切に重畳するこ
とにより、１．２５Ｖ以下の電源電圧のもとでも、温度
に依存しない電圧が得られる効果を有する。さらに本発
明によれば、電流発生手段を特開昭６０−１９１５０８
にあるような低電圧動作型にすれば、電源電圧を（出力
電圧Ｖｏ＋約０．２Ｖ）まで下げることができ、さらに
半導体集積回路で容易に構成できるという効果を有す
る。
よりダイオードに順方向電流を流されてえた温度に対し
て負の変化をする順方向電圧を、分圧手段により分圧
し、さらに電流発生手段と分圧手段により温度に対して
正の変化をする電圧を適切に重畳することにより、１．
２５Ｖ以下の電源電圧のもとでも、温度に依存しない電
圧が得られる効果を有する。さらに本発明によれば、出
力電圧Ｖｏを０．７Ｖ以下に設定して電流発生手段を特
開昭６０−１９１５０８にあるような低電圧動作型にす
れば、電源電圧を約０．９Ｖまで下げることができ、さ
らに半導体集積回路で容易に構成できるという効果を有
する。また、本第２の発明によれば、電流発生手段の電
流が分圧手段を経由してダイオードに順方向電流を流し
て得た温度に対して負の変化をする順方向電圧を、分圧
手段により分圧し、さらに電流発生手段と分圧手段によ
り温度に対して正の変化をする電圧を適切に重畳するこ
とにより、１．２５Ｖ以下の電源電圧のもとでも、温度
に依存しない電圧が得られる効果を有する。さらに本発
明によれば、電流発生手段を特開昭６０−１９１５０８
にあるような低電圧動作型にすれば、電源電圧を（出力
電圧Ｖｏ＋約０．２Ｖ）まで下げることができ、さらに
半導体集積回路で容易に構成できるという効果を有す
る。
【実施例】図１は第１の発明の実施例の構成を示すもの
である。図１（ａ）において、１は電圧発生装置の出力
端子、１１、１５は電流源、１３、１４は抵抗、１２は
ダイオード接続されたトランジスタである。直列接続さ
れた抵抗１３、抵抗１４に電流を電流源１５から流し込
むことにより出力端子１の電圧を得ている。電流源１
１、１５は特開昭６０−１９１５０８にあるようなバン
ドギャップ電流源をもとにカレントミラーなどにより導
かれている。次に図１（ａ）の実施例の動作について図
１（ｂ）、（ｃ）を使用して説明する。図１（ａ）の実
施例において、信号源が２つあるので、重ね合わせの理
を用いて説明する。まず電流源１５をオープンにして考
える。図１（ｂ）は図１（ａ）におけるダイオード接続
されたトランジスタ１２の部分を電圧源１２１と抵抗１
２２を用いた等価回路１２０で表している。電圧源１２
１の値Ｖ１２１と抵抗１２２の値Ｒ１２２はそれぞれ
（式６）、（式７）で表せる。 Ｖ１２１＝Ｖｆ１２‥（式６） Ｒ１２２＝（ｋ×Ｔ／ｑ）／Ｉ１２‥（式７） ただし、Ｖｆ１２：トランジスタ１２の順方向電圧、Ｉ
１２：トランジスタ１２のコレクタ電流である。さら
に、図１（ｃ）は等価回路１２０と抵抗１３、１４を鳳
・テブナンの定理を用いて等価回路１３０で表してい
る。電圧源１３１の値Ｖ１３１と抵抗１３２の値Ｒ１３
２はそれぞれ（式８）（式９）で表せる。 Ｖ１３１＝Ｖｆ１２×Ｒ１４／（Ｒ１３＋Ｒ１２２＋Ｒ
１４）‥（式８） Ｒ１３２＝（Ｒ１３＋Ｒ１２２）×Ｒ１４／（Ｒ１３＋
Ｒ１２２＋Ｒ１４）‥（式９） ただし、Ｒ１３：抵抗１３の抵抗値、Ｒ１４：抵抗１４
の抵抗値であり、ここで電流源１５を考慮する。この電
流源の電流値Ｉｃｓも（式１）で決定されている。電流
源１５のＩ１５は抵抗１３２を通じて電圧源１３１に流
れ込むため、出力端子１の出力電圧Ｖｏは（式１０）で
表せる。 Ｖｏ＝Ｖ１３１＋Ｒ１３２×Ｉ１５ ∴Ｖｏ＝Ｍ×｛Ｖｆ１２＋（ｋ×Ｔ／ｑ）×ｌｎ（Ｎ）
×（Ｒ１３＋Ｒ１２２）／Ｒｃｓ｝‥（式１０） ただし、Ｍ＝Ｒ１４／（Ｒ１３＋Ｒ１２２＋Ｒ１４） この（式１０）は従来例の（式２）とよく似ており、従
来例と同様のアプローチで温度に依存しない出力電圧Ｖ
ｏを創ることができる。すなわち、（式１０）の｛ ｝
内の第１項はダイオード接続されたトランジスタの順方
向電圧で、約６５０ｍＶであり、温度に対して−２ｍＶ
／ｄｅｇで変化するするので、｛ ｝内の第２項の温度
に対する変化を＋２ｍＶ／ｄｅｇになるようにＲ１３と
Ｒｃｓを設定すれば、第１項、第２項の温度に対する電
圧変化は相殺することができる。この値は（式５）と同
じになる。したがって、最終的にＶｏを温度に依存しな
い電圧にすることができ、さらにその大きさをＭにより
自由に設定できる。例えば、出力電圧Ｖｏを０．５Ｖに
設定する場合、Ｍ＝０．５Ｖ／１．２５Ｖと設定し、抵
抗１３、抵抗１４、電流源１１、電流源１５のそれぞれ
の値Ｒ１３，Ｒ１４，Ｉ１１，Ｉ１５を（式６）〜（式
１０）により決定することができる。なお、Ｒ１２２が
Ｒ１３より十分小さければＶｏは、Ｒ１３，１４および
電流源１５の電流を設定する抵抗Ｒｃｓの比の形になり
抵抗値の絶対値に依存しなくなり回路形成が容易にな
る。このように、上記第１の発明の実施例によれば、
（式１０）上でダイオード接続されたトランジスタ１２
と電流源１１により得た順方向電圧に、抵抗１３、１４
と電流源１５により得た絶対温度Ｔに抵抗比などの温度
に依存しない係数を乗じた大きさの電圧を重畳している
ので、従来と同様の方法により温度に対する変化分を打
ち消すように設定でき、さらにその大きさをＭなる係数
により容易に設定できる利点を有する。また、電流源１
１端子電圧はダイオードの順方向電圧以上にはならな
い。またＶｏもダイオードの順方向電圧以下に設定し、
電流源を特開昭６０−１９１５０８にあるような低電圧
動作型を利用すれば、約０．９Ｖ電源電圧まで下げて利
用することができる。さらに出力電圧に関係する抵抗１
３、１４の値が比の形になっているので絶対値の精度に
依存することなく半導体集積回路でも容易に構成できる
という効果を有する。また、（式１０）から温度に対す
る特性は（Ｒ１３＋Ｒ１２２）／Ｒｃｓで決定でき、Ｒ
１４に依存しないので、電圧Ｖｏ値の決定はＲ１４で自
由に制御できるという効果を有する。なお、上記第１の
発明の実施例では、電流源１１とダイオード接続したト
ランジスタ１２で得た順方向電圧をそのまま抵抗１３、
１４による分圧器に加えているが、これは緩衝増幅器な
どを経由して加えてもよい。この場合、Ｒ１２２が十分
小さくなるので設計が容易になる。また、上記第１の発
明の実施例では出力電圧Ｖｏを温度に依存しないように
設定しているが、これは意図した温度特性を持たせても
よい。図２は本第２の発明の実施例の構成を示すもので
ある。図２において、１は電圧発生装置の出力端子、１
５は電流源、１３、１４は抵抗、１２はダイオード接続
されたトランジスタである。直列接続された抵抗１３、
抵抗１４に電流を電流源１５から流し込むことにより出
力端子１の電圧を得ている。電流源１５は特開昭６０−
１９１５０８にあるようなバンドギャップ電流源をもと
にカレントミラーなどにより導かれている。第２の発明
の実施例は、第１の発明の実施例から電流源１１を除い
たものであり、出力端子の電圧Ｖｏがトランジスタ１２
の順方向電圧よりも大きい場合に有効である。この場合
抵抗１３に流れる電流Ｉ１３は極性が負になり、電流源
１１の電流Ｉ１１がなくてもトランジスタ１２にバイア
ス電流Ｉ１２を流すことができる。このように、上記第
２の発明の実施例によれば、出力端子の電圧Ｖｏがトラ
ンジスタ１２の順方向電圧よりも大きい場合には（式１
０）上でダイオード接続されたトランジスタ１２の順方
向電圧に、抵抗１３、１４と電流源１５により得た絶対
温度Ｔに抵抗比などの温度に依存しない係数を乗じた大
きさの電圧を重畳しているので、従来と同様の方法によ
り温度に対する変化分を打ち消すように設定でき、さら
にその大きさをＭなる係数により容易に設定できる利点
を有する。また、電流源１１端子電圧はダイオードの順
方向電圧以上にはならない。そして、電流源を特開昭６
０−１９１５０８にあるような低電圧動作型を利用すれ
ば、出力電圧Ｖｏ＋約０．２Ｖの電源電圧まで下げて利
用することができる。さらに出力電圧に関係する抵抗１
３、１４の値が比の形になっているので絶対値の精度に
依存することなく半導体集積回路でも容易に構成できる
という効果を有する。また、（式１０）から温度に対す
る特性は（Ｒ１３＋Ｒ１２２）／Ｒｃｓで決定でき、Ｒ
１４に依存しないので、電圧Ｖｏ値の決定はＲ１４で自
由に制御できるという効果を有する。また、上記第２の
発明の実施例では出力電圧Ｖｏを温度に依存しないよう
に設定しているが、これは意図した温度特性を持たせて
もよい。
である。図１（ａ）において、１は電圧発生装置の出力
端子、１１、１５は電流源、１３、１４は抵抗、１２は
ダイオード接続されたトランジスタである。直列接続さ
れた抵抗１３、抵抗１４に電流を電流源１５から流し込
むことにより出力端子１の電圧を得ている。電流源１
１、１５は特開昭６０−１９１５０８にあるようなバン
ドギャップ電流源をもとにカレントミラーなどにより導
かれている。次に図１（ａ）の実施例の動作について図
１（ｂ）、（ｃ）を使用して説明する。図１（ａ）の実
施例において、信号源が２つあるので、重ね合わせの理
を用いて説明する。まず電流源１５をオープンにして考
える。図１（ｂ）は図１（ａ）におけるダイオード接続
されたトランジスタ１２の部分を電圧源１２１と抵抗１
２２を用いた等価回路１２０で表している。電圧源１２
１の値Ｖ１２１と抵抗１２２の値Ｒ１２２はそれぞれ
（式６）、（式７）で表せる。 Ｖ１２１＝Ｖｆ１２‥（式６） Ｒ１２２＝（ｋ×Ｔ／ｑ）／Ｉ１２‥（式７） ただし、Ｖｆ１２：トランジスタ１２の順方向電圧、Ｉ
１２：トランジスタ１２のコレクタ電流である。さら
に、図１（ｃ）は等価回路１２０と抵抗１３、１４を鳳
・テブナンの定理を用いて等価回路１３０で表してい
る。電圧源１３１の値Ｖ１３１と抵抗１３２の値Ｒ１３
２はそれぞれ（式８）（式９）で表せる。 Ｖ１３１＝Ｖｆ１２×Ｒ１４／（Ｒ１３＋Ｒ１２２＋Ｒ
１４）‥（式８） Ｒ１３２＝（Ｒ１３＋Ｒ１２２）×Ｒ１４／（Ｒ１３＋
Ｒ１２２＋Ｒ１４）‥（式９） ただし、Ｒ１３：抵抗１３の抵抗値、Ｒ１４：抵抗１４
の抵抗値であり、ここで電流源１５を考慮する。この電
流源の電流値Ｉｃｓも（式１）で決定されている。電流
源１５のＩ１５は抵抗１３２を通じて電圧源１３１に流
れ込むため、出力端子１の出力電圧Ｖｏは（式１０）で
表せる。 Ｖｏ＝Ｖ１３１＋Ｒ１３２×Ｉ１５ ∴Ｖｏ＝Ｍ×｛Ｖｆ１２＋（ｋ×Ｔ／ｑ）×ｌｎ（Ｎ）
×（Ｒ１３＋Ｒ１２２）／Ｒｃｓ｝‥（式１０） ただし、Ｍ＝Ｒ１４／（Ｒ１３＋Ｒ１２２＋Ｒ１４） この（式１０）は従来例の（式２）とよく似ており、従
来例と同様のアプローチで温度に依存しない出力電圧Ｖ
ｏを創ることができる。すなわち、（式１０）の｛ ｝
内の第１項はダイオード接続されたトランジスタの順方
向電圧で、約６５０ｍＶであり、温度に対して−２ｍＶ
／ｄｅｇで変化するするので、｛ ｝内の第２項の温度
に対する変化を＋２ｍＶ／ｄｅｇになるようにＲ１３と
Ｒｃｓを設定すれば、第１項、第２項の温度に対する電
圧変化は相殺することができる。この値は（式５）と同
じになる。したがって、最終的にＶｏを温度に依存しな
い電圧にすることができ、さらにその大きさをＭにより
自由に設定できる。例えば、出力電圧Ｖｏを０．５Ｖに
設定する場合、Ｍ＝０．５Ｖ／１．２５Ｖと設定し、抵
抗１３、抵抗１４、電流源１１、電流源１５のそれぞれ
の値Ｒ１３，Ｒ１４，Ｉ１１，Ｉ１５を（式６）〜（式
１０）により決定することができる。なお、Ｒ１２２が
Ｒ１３より十分小さければＶｏは、Ｒ１３，１４および
電流源１５の電流を設定する抵抗Ｒｃｓの比の形になり
抵抗値の絶対値に依存しなくなり回路形成が容易にな
る。このように、上記第１の発明の実施例によれば、
（式１０）上でダイオード接続されたトランジスタ１２
と電流源１１により得た順方向電圧に、抵抗１３、１４
と電流源１５により得た絶対温度Ｔに抵抗比などの温度
に依存しない係数を乗じた大きさの電圧を重畳している
ので、従来と同様の方法により温度に対する変化分を打
ち消すように設定でき、さらにその大きさをＭなる係数
により容易に設定できる利点を有する。また、電流源１
１端子電圧はダイオードの順方向電圧以上にはならな
い。またＶｏもダイオードの順方向電圧以下に設定し、
電流源を特開昭６０−１９１５０８にあるような低電圧
動作型を利用すれば、約０．９Ｖ電源電圧まで下げて利
用することができる。さらに出力電圧に関係する抵抗１
３、１４の値が比の形になっているので絶対値の精度に
依存することなく半導体集積回路でも容易に構成できる
という効果を有する。また、（式１０）から温度に対す
る特性は（Ｒ１３＋Ｒ１２２）／Ｒｃｓで決定でき、Ｒ
１４に依存しないので、電圧Ｖｏ値の決定はＲ１４で自
由に制御できるという効果を有する。なお、上記第１の
発明の実施例では、電流源１１とダイオード接続したト
ランジスタ１２で得た順方向電圧をそのまま抵抗１３、
１４による分圧器に加えているが、これは緩衝増幅器な
どを経由して加えてもよい。この場合、Ｒ１２２が十分
小さくなるので設計が容易になる。また、上記第１の発
明の実施例では出力電圧Ｖｏを温度に依存しないように
設定しているが、これは意図した温度特性を持たせても
よい。図２は本第２の発明の実施例の構成を示すもので
ある。図２において、１は電圧発生装置の出力端子、１
５は電流源、１３、１４は抵抗、１２はダイオード接続
されたトランジスタである。直列接続された抵抗１３、
抵抗１４に電流を電流源１５から流し込むことにより出
力端子１の電圧を得ている。電流源１５は特開昭６０−
１９１５０８にあるようなバンドギャップ電流源をもと
にカレントミラーなどにより導かれている。第２の発明
の実施例は、第１の発明の実施例から電流源１１を除い
たものであり、出力端子の電圧Ｖｏがトランジスタ１２
の順方向電圧よりも大きい場合に有効である。この場合
抵抗１３に流れる電流Ｉ１３は極性が負になり、電流源
１１の電流Ｉ１１がなくてもトランジスタ１２にバイア
ス電流Ｉ１２を流すことができる。このように、上記第
２の発明の実施例によれば、出力端子の電圧Ｖｏがトラ
ンジスタ１２の順方向電圧よりも大きい場合には（式１
０）上でダイオード接続されたトランジスタ１２の順方
向電圧に、抵抗１３、１４と電流源１５により得た絶対
温度Ｔに抵抗比などの温度に依存しない係数を乗じた大
きさの電圧を重畳しているので、従来と同様の方法によ
り温度に対する変化分を打ち消すように設定でき、さら
にその大きさをＭなる係数により容易に設定できる利点
を有する。また、電流源１１端子電圧はダイオードの順
方向電圧以上にはならない。そして、電流源を特開昭６
０−１９１５０８にあるような低電圧動作型を利用すれ
ば、出力電圧Ｖｏ＋約０．２Ｖの電源電圧まで下げて利
用することができる。さらに出力電圧に関係する抵抗１
３、１４の値が比の形になっているので絶対値の精度に
依存することなく半導体集積回路でも容易に構成できる
という効果を有する。また、（式１０）から温度に対す
る特性は（Ｒ１３＋Ｒ１２２）／Ｒｃｓで決定でき、Ｒ
１４に依存しないので、電圧Ｖｏ値の決定はＲ１４で自
由に制御できるという効果を有する。また、上記第２の
発明の実施例では出力電圧Ｖｏを温度に依存しないよう
に設定しているが、これは意図した温度特性を持たせて
もよい。
【発明の効果】第１の発明は上記実施例より明らかなよ
うに、ダイオード接続されたトランジスタを順方向にバ
イアスすると電流源により得た順方向電圧に、複数の抵
抗を用いた分圧手段と電流源により得た絶対温度Ｔに比
例する大きさの電圧を重畳するように構成され、それが
温度に対する変化分を打ち消すように設定できるため、
結果として温度に依存しない電圧出力を得、さらにその
大きさを分圧手段の分圧比により容易に設定できるとい
う効果を有する。さらに、出力電圧Ｖｏをダイオードの
順方向電圧以下に設定した場合、電流源の端子電圧がダ
イオードの順方向電圧以上にはならないため、電源電圧
を約０．９Ｖ程度まで下げて利用することができるとい
う効果を有する。また、出力電圧に依存する抵抗は比の
形で表されるので絶対値の精度に依存せず半導体集積回
路でも容易に構成できるという効果を有する。本第２の
発明は上記実施例より明らかなように、出力端子の電圧
Ｖｏがトランジスタ１２の順方向電圧よりも大きい場
合、電流発生手段の電流が分圧手段を経由してダイオー
ドに順方向電流を流して得た温度に対して負の変化をす
る順方向電圧に、複数の抵抗を用いた分圧手段と電流源
により得た絶対温度Ｔに比例する大きさの電圧を重畳す
るように構成され、それが温度に対する変化分を打ち消
すように設定できるため、結果として温度に依存しない
電圧出力を得、さらにその大きさを分圧手段の分圧比に
より容易に設定できるという効果を有する。さらに、電
源電圧を出力電圧Ｖｏ＋約０．２Ｖ程度まで下げて利用
することができるという効果を有する。また、出力電圧
に依存する抵抗は比の形で表されるので絶対値の精度に
依存せず半導体集積回路でも容易に構成できるという効
果を有する。
うに、ダイオード接続されたトランジスタを順方向にバ
イアスすると電流源により得た順方向電圧に、複数の抵
抗を用いた分圧手段と電流源により得た絶対温度Ｔに比
例する大きさの電圧を重畳するように構成され、それが
温度に対する変化分を打ち消すように設定できるため、
結果として温度に依存しない電圧出力を得、さらにその
大きさを分圧手段の分圧比により容易に設定できるとい
う効果を有する。さらに、出力電圧Ｖｏをダイオードの
順方向電圧以下に設定した場合、電流源の端子電圧がダ
イオードの順方向電圧以上にはならないため、電源電圧
を約０．９Ｖ程度まで下げて利用することができるとい
う効果を有する。また、出力電圧に依存する抵抗は比の
形で表されるので絶対値の精度に依存せず半導体集積回
路でも容易に構成できるという効果を有する。本第２の
発明は上記実施例より明らかなように、出力端子の電圧
Ｖｏがトランジスタ１２の順方向電圧よりも大きい場
合、電流発生手段の電流が分圧手段を経由してダイオー
ドに順方向電流を流して得た温度に対して負の変化をす
る順方向電圧に、複数の抵抗を用いた分圧手段と電流源
により得た絶対温度Ｔに比例する大きさの電圧を重畳す
るように構成され、それが温度に対する変化分を打ち消
すように設定できるため、結果として温度に依存しない
電圧出力を得、さらにその大きさを分圧手段の分圧比に
より容易に設定できるという効果を有する。さらに、電
源電圧を出力電圧Ｖｏ＋約０．２Ｖ程度まで下げて利用
することができるという効果を有する。また、出力電圧
に依存する抵抗は比の形で表されるので絶対値の精度に
依存せず半導体集積回路でも容易に構成できるという効
果を有する。
【図１】（ａ）は第１の発明の実施例における電圧発生
装置の回路図 （ｂ）は同装置の電流源１１とトランジスタ１２の部分
の等価回路図 （ｃ）は同装置の電流源１１，トランジスタ１２，抵抗
１３、１４、電流源１５の部分の等価回路図
装置の回路図 （ｂ）は同装置の電流源１１とトランジスタ１２の部分
の等価回路図 （ｃ）は同装置の電流源１１，トランジスタ１２，抵抗
１３、１４、電流源１５の部分の等価回路図
【図２】本第２の発明の実施例における電圧発生装置の
回路図
回路図
【図３】従来の電圧発生装置の回路図
１ 電圧発生装置の出力端子 １１、１５ 電流源 １２ ダイオード接続したトランジスタ １３、１４ 抵抗 １２０ トランジスタ１２と電流源１１の部分の等価回
路 １２１ トランジスタ１２と電流源１１の部分の等価回
路内の等価電圧源 １２２ トランジスタ１２と電流源１１の部分の等価回
路内の等価抵抗 １３０ 電流源１５を除く部分の等価回路 １３１ 電流源１５を除く部分の等価回路内の等価電圧
源 １３２ 電流源１５を除く部分の等価回路内の等価抵抗
路 １２１ トランジスタ１２と電流源１１の部分の等価回
路内の等価電圧源 １２２ トランジスタ１２と電流源１１の部分の等価回
路内の等価抵抗 １３０ 電流源１５を除く部分の等価回路 １３１ 電流源１５を除く部分の等価回路内の等価電圧
源 １３２ 電流源１５を除く部分の等価回路内の等価抵抗
Claims (8)
- 【請求項１】 ダイオードと、このダイオードに順方向
電圧を発生させるバイアス手段と、このバイアス手段か
ら得られた順方向電圧を分圧する分圧手段と、この分圧
手段によって得られた分圧出力に電流を流す電流発生手
段とを備え、上記分圧手段の分圧出力を出力端とするこ
とを特徴とする電圧発生装置。 - 【請求項２】 電流発生手段によって流れる電流が絶対
温度に比例し、かつ電流設定抵抗に反比例した大きさに
制御されることを特徴とする請求項１記載の電圧発生装
置。 - 【請求項３】 分圧手段が複数の抵抗により分圧される
ことを特徴とする請求項１、請求項２記載の電圧発生装
置。 - 【請求項４】 電流発生手段によって流れる電流が絶対
温度に比例し、かつ電流設定抵抗に反比例した大きさに
制御され、分圧手段が複数の抵抗により分圧され、上記
電流設定抵抗と上記分圧抵抗との温度係数を等しくする
ことを特徴とする請求項１記載の電圧発生装置。 - 【請求項５】 ダイオードと、このダイオードの端子電
圧を分圧する分圧手段と、この分圧手段によって得られ
た分圧出力に電流を流す電流発生手段とを備え、上記分
圧手段の分圧出力を出力端とすることを特徴とする電圧
発生装置。 - 【請求項６】 電流発生手段に流れる電流が絶対温度に
比例し、かつ電流設定抵抗に反比例した大きさに制御さ
れることを特徴とする請求項５記載の電圧発生装置。 - 【請求項７】 分圧手段が複数の抵抗により分圧される
ことを特徴とする請求項５、請求項６記載の電圧発生装
置。 - 【請求項８】 電流発生手段によって流れる電流が絶対
温度に比例し、かつ電流設定抵抗に反比例した大きさに
制御され、分圧手段が複数の抵抗により分圧され、上記
電流設定抵抗と上記分圧抵抗との温度係数を等しくする
ことを特徴とする請求項５記載の電圧発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26454992A JP3309440B2 (ja) | 1991-10-21 | 1992-10-02 | 電圧発生装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27227491 | 1991-10-21 | ||
| JP3-272274 | 1991-10-21 | ||
| JP26454992A JP3309440B2 (ja) | 1991-10-21 | 1992-10-02 | 電圧発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05216550A true JPH05216550A (ja) | 1993-08-27 |
| JP3309440B2 JP3309440B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=26546561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26454992A Expired - Fee Related JP3309440B2 (ja) | 1991-10-21 | 1992-10-02 | 電圧発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3309440B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994011938A1 (en) * | 1992-11-17 | 1994-05-26 | Champlin Keith S | Method and apparatus for suppressing time-varying signals in batteries undergoing charging or discharging |
| US9851411B2 (en) | 2012-06-28 | 2017-12-26 | Keith S. Champlin | Suppressing HF cable oscillations during dynamic measurements of cells and batteries |
| US9923289B2 (en) | 2014-01-16 | 2018-03-20 | Midtronics, Inc. | Battery clamp with endoskeleton design |
| US9966676B2 (en) | 2015-09-28 | 2018-05-08 | Midtronics, Inc. | Kelvin connector adapter for storage battery |
| US10046649B2 (en) | 2012-06-28 | 2018-08-14 | Midtronics, Inc. | Hybrid and electric vehicle battery pack maintenance device |
| US10222397B2 (en) | 2014-09-26 | 2019-03-05 | Midtronics, Inc. | Cable connector for electronic battery tester |
| US10317468B2 (en) | 2015-01-26 | 2019-06-11 | Midtronics, Inc. | Alternator tester |
-
1992
- 1992-10-02 JP JP26454992A patent/JP3309440B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994011938A1 (en) * | 1992-11-17 | 1994-05-26 | Champlin Keith S | Method and apparatus for suppressing time-varying signals in batteries undergoing charging or discharging |
| US9851411B2 (en) | 2012-06-28 | 2017-12-26 | Keith S. Champlin | Suppressing HF cable oscillations during dynamic measurements of cells and batteries |
| US10046649B2 (en) | 2012-06-28 | 2018-08-14 | Midtronics, Inc. | Hybrid and electric vehicle battery pack maintenance device |
| US9923289B2 (en) | 2014-01-16 | 2018-03-20 | Midtronics, Inc. | Battery clamp with endoskeleton design |
| US10222397B2 (en) | 2014-09-26 | 2019-03-05 | Midtronics, Inc. | Cable connector for electronic battery tester |
| US10317468B2 (en) | 2015-01-26 | 2019-06-11 | Midtronics, Inc. | Alternator tester |
| US9966676B2 (en) | 2015-09-28 | 2018-05-08 | Midtronics, Inc. | Kelvin connector adapter for storage battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3309440B2 (ja) | 2002-07-29 |
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