JPH0535448B2 - - Google Patents
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- JPH0535448B2 JPH0535448B2 JP59246857A JP24685784A JPH0535448B2 JP H0535448 B2 JPH0535448 B2 JP H0535448B2 JP 59246857 A JP59246857 A JP 59246857A JP 24685784 A JP24685784 A JP 24685784A JP H0535448 B2 JPH0535448 B2 JP H0535448B2
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- JP
- Japan
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- resistor
- current
- output voltage
- collector
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 235000013599 spices Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
- G05F3/02—Regulating voltage or current
- G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
- G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
- G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
- G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
- G05F3/30—Regulators using the difference between the base-emitter voltages of two bipolar transistors operating at different current densities
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、定電圧発生回路に関し、特に温度特
性を有する定電圧発生回路に関する。
性を有する定電圧発生回路に関する。
従来の技術
温度特性を有する定電圧発生回路は、回路設計
において、しばしば使用される回路であり、従
来、この種の定電圧発生回路は所要の温度特性と
出力電圧に応じて個有の回路を設計していた。
において、しばしば使用される回路であり、従
来、この種の定電圧発生回路は所要の温度特性と
出力電圧に応じて個有の回路を設計していた。
発明が解決しようとする問題点
従つて、従来においては定電圧発生回路の回路
設計に要する時間が増大し、又設計終了後に温度
特性を変更することは極めて困難という欠点があ
つた。
設計に要する時間が増大し、又設計終了後に温度
特性を変更することは極めて困難という欠点があ
つた。
本発明は従来の技術に内在する上記欠点を解消
する為になされたものであり、従つて本発明の目
的は、回路構成を変更せずに抵抗の定数のみを選
択することにより、種々の温度特性と出力電圧を
得ることができる様にした新規な定電圧発生回路
を提供することにある。
する為になされたものであり、従つて本発明の目
的は、回路構成を変更せずに抵抗の定数のみを選
択することにより、種々の温度特性と出力電圧を
得ることができる様にした新規な定電圧発生回路
を提供することにある。
問題点を解決するための手段
本発明によれば、ベースとコレクタとを第１の
抵抗を介して接続した第１のトランジスタと、ベ
ース、エミツタが前記第１のトランジスタのそれ
ぞれコレクタ、エミツタに接続された第２のトラ
ンジスタからなり、前記第１のトランジスタのベ
ースを電流入力端子とし、前記第２のトランジス
タのコレクタを電流出力端子とした回路をｎ（≧
１）回路縦続接続された第１から第ｎの定電流発
生回路を有し、前記第１の定電流発生回路の電流
入力端子に接続された第２の抵抗と、ベースとエ
ミツタを第３の抵抗を介して接続しベースとコレ
クタが第４の抵抗を介して接続した第３のトラン
ジスタと、前記第ｎの定電流発生回路の電流出力
端子と前記第３のトランジスタのコレクタとの間
に接続された第５の抵抗とを有し、前記第ｎの定
電流発生回路の電流出力端子と前記第３のトラン
ジスタのエミツタとの間の電圧を出力電圧とする
ことを特徴とする定電圧発生回路が得られる。
抵抗を介して接続した第１のトランジスタと、ベ
ース、エミツタが前記第１のトランジスタのそれ
ぞれコレクタ、エミツタに接続された第２のトラ
ンジスタからなり、前記第１のトランジスタのベ
ースを電流入力端子とし、前記第２のトランジス
タのコレクタを電流出力端子とした回路をｎ（≧
１）回路縦続接続された第１から第ｎの定電流発
生回路を有し、前記第１の定電流発生回路の電流
入力端子に接続された第２の抵抗と、ベースとエ
ミツタを第３の抵抗を介して接続しベースとコレ
クタが第４の抵抗を介して接続した第３のトラン
ジスタと、前記第ｎの定電流発生回路の電流出力
端子と前記第３のトランジスタのコレクタとの間
に接続された第５の抵抗とを有し、前記第ｎの定
電流発生回路の電流出力端子と前記第３のトラン
ジスタのエミツタとの間の電圧を出力電圧とする
ことを特徴とする定電圧発生回路が得られる。
発明の実施例
次に本発明をその好ましい一実施例について図
面を参照して具体的に説明する。
面を参照して具体的に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す回路構成図で
ある。
ある。
第１図を参照すると、本発明の一実施例はトラ
ンジスタＱ１〜Ｑ３，Ｑ１２，Ｑ２２、抵抗R1
〜R5，R12を含む。本実施例はｎ（≧１）が２の
場合についての例である。
ンジスタＱ１〜Ｑ３，Ｑ１２，Ｑ２２、抵抗R1
〜R5，R12を含む。本実施例はｎ（≧１）が２の
場合についての例である。
なお、トランジスタＱ１〜Ｑ３，Ｑ１２，Ｑ２
２の特性は同一とし、hFB（ベース接地電流増幅
率）は１とする。又抵抗R1〜R5，R12の特性も同
一とする。トランジスタＱ１，Ｑ２及び抵抗R1
は第１定電流発生回路を、トランジスタＱ１２，
Ｑ２２及び抵抗R12は第２の定電流発生回路をそ
れぞれ形成している。
２の特性は同一とし、hFB（ベース接地電流増幅
率）は１とする。又抵抗R1〜R5，R12の特性も同
一とする。トランジスタＱ１，Ｑ２及び抵抗R1
は第１定電流発生回路を、トランジスタＱ１２，
Ｑ２２及び抵抗R12は第２の定電流発生回路をそ
れぞれ形成している。
第１図において、電流I1，I2，I22の関係は従来
から知られている如く以下に示す様になる。
から知られている如く以下に示す様になる。
すなわち、
VBE1−VBE2−I1R1＝０
VTloI1／IS1−VTlNI2／IS2＝I1R1
∴VTloI1／I2IS2／IS1 ……(1)
ここに、VBE1＝トランジスタＱ１の順方向ベー
ス、エミツタ間電圧 VBE2＝トランジスタＱ２の順方向ベース、エミツ
タ間電圧 IS1＝トランジスタＱ１のカツト・オフ電流 IS2＝トランジスタＱ２のカツト・オフ電流 VT＝KT／ｑ Ｋ＝ボルツマン定数 Ｔ＝絶対温度 ｑ＝電子の電荷 I1＝トランジスタＱ１のコレクタ電流 I2＝トランジスタＱ２のコレクタ電流 ここで、トランジスタＱ１とトランジスタＱ２
の特性は同一であるからIS1＝IS2であり、従つて、 式(1)より電流I2は次の様に示される。
ス、エミツタ間電圧 VBE2＝トランジスタＱ２の順方向ベース、エミツ
タ間電圧 IS1＝トランジスタＱ１のカツト・オフ電流 IS2＝トランジスタＱ２のカツト・オフ電流 VT＝KT／ｑ Ｋ＝ボルツマン定数 Ｔ＝絶対温度 ｑ＝電子の電荷 I1＝トランジスタＱ１のコレクタ電流 I2＝トランジスタＱ２のコレクタ電流 ここで、トランジスタＱ１とトランジスタＱ２
の特性は同一であるからIS1＝IS2であり、従つて、 式(1)より電流I2は次の様に示される。
I2＝I1／expI1R1／VT ……(2)
又、電流I2とI22との関係も、前述の電流I1とI2
の関係と同様に、次式の様になる。ここに、I22
はトランジスタＱ２２のコレクタ電流である。
の関係と同様に、次式の様になる。ここに、I22
はトランジスタＱ２２のコレクタ電流である。
I22＝I2／expI2R12／VT ……(3)
(2)、(3)式に示した関係は第２図に示す様に抵抗
R1，R12の適正な選択により電流I1の大幅な変化
に対してもI22の変化は微少となる。
R1，R12の適正な選択により電流I1の大幅な変化
に対してもI22の変化は微少となる。
ここで電流I22の温度特性を求めると、
１／I22 ∂I22／∂T＝１／I2 ∂I2／∂T−（I2R12／VT
）（１／I2 ∂I2／∂T＋１／R12 ∂R12／∂T−１／VT
∂VT／∂T）……(4) となる。ここで、R12＝VT／I2となる様に選んであ れば、 １／I22 ∂I22／∂T＝１／VT ∂VT／∂T−１／R12 ∂R1
2／∂T……(5) となる。
）（１／I2 ∂I2／∂T＋１／R12 ∂R12／∂T−１／VT
∂VT／∂T）……(4) となる。ここで、R12＝VT／I2となる様に選んであ れば、 １／I22 ∂I22／∂T＝１／VT ∂VT／∂T−１／R12 ∂R1
2／∂T……(5) となる。
次に出力電圧Voは、
Vo＝V1＋V2＋V3
＝VBE3（R3＋R4／R3）＋I22・R5 ……(6)
ここに、VBE3＝トランジスタＱ３の順方向ベー
ス、エミツタ間電圧、又、出力電圧Voの温度特
性は、 ∂Vo／∂T＝∂VBE3／∂T（R3＋R4／R3）＋I22R5・（１
／I22 ∂I22／∂T＋１／R5 ∂R5／∂T）……(7) さらに式(5)を式(7)に代入し、各抵抗の特性は同
一で、１／R5 ∂R5／∂T＝１／R12 ∂R12／∂Tであるか
ら、電圧 Voの温度特性は、 ∂Vo／∂T＝∂VBE3／∂T（R3＋R4／R3）＋I22・R5・１
／VT ∂VT／∂T ……(8) ここで、式(6)と式(8)において所要の出力電圧
Voと所要の温度特性∂Vo／∂Tを設定すると、VBE3、 ∂VBE3／∂T、VT、∂VT／∂Tはそれぞれ既知であるから
、 下記の連立方程式によりR3＋R4／R3及びI22・R5が 求められる。
ス、エミツタ間電圧、又、出力電圧Voの温度特
性は、 ∂Vo／∂T＝∂VBE3／∂T（R3＋R4／R3）＋I22R5・（１
／I22 ∂I22／∂T＋１／R5 ∂R5／∂T）……(7) さらに式(5)を式(7)に代入し、各抵抗の特性は同
一で、１／R5 ∂R5／∂T＝１／R12 ∂R12／∂Tであるか
ら、電圧 Voの温度特性は、 ∂Vo／∂T＝∂VBE3／∂T（R3＋R4／R3）＋I22・R5・１
／VT ∂VT／∂T ……(8) ここで、式(6)と式(8)において所要の出力電圧
Voと所要の温度特性∂Vo／∂Tを設定すると、VBE3、 ∂VBE3／∂T、VT、∂VT／∂Tはそれぞれ既知であるから
、 下記の連立方程式によりR3＋R4／R3及びI22・R5が 求められる。
Vo＝VBE3（R3＋R4／R3）＋（I22・R5） ……(9)
∂Vo／∂T＝∂VBE3／∂T（R3＋R4／R3）＋（I22・R5）
１／VT ∂VT／∂T ……(10) 又、電流I3、I22は通常あらかじめ設定されてお
り、さらに、R3＝VBE3／I22−I3であるから、式(9)、(1
0) の結果より、抵抗R4，R5が求められる。すなわ
ち、抵抗R3，R4，R5の定数の選択により所要の
出力電圧と所要の温度特性が得られる。
１／VT ∂VT／∂T ……(10) 又、電流I3、I22は通常あらかじめ設定されてお
り、さらに、R3＝VBE3／I22−I3であるから、式(9)、(1
0) の結果より、抵抗R4，R5が求められる。すなわ
ち、抵抗R3，R4，R5の定数の選択により所要の
出力電圧と所要の温度特性が得られる。
次に、所要の出力電圧Voが設定してある場合
の出力電圧の温度特性∂Vo／∂Tの選択可能範囲を考 察する。
の出力電圧の温度特性∂Vo／∂Tの選択可能範囲を考 察する。
(9)、(10)式より出力電圧の温度特性∂Vo／∂TをR4／
R3 及びVoで示すと、 ∂Vo／∂T＝（１＋R4／R3）VBE3（１／VBE3 ∂VBE3／∂
T−１／∂T ∂VT／∂T）＋Vo１／VT ∂VT／∂T……(11)
となり、さらに、R4／R3の選択可能範囲はVBE3≦ VBE3（１＋R4／R3）≦Voであるから、 ０≦R4／R3≦Vo−VBE3／VBE3 ……(12) となる。
R3 及びVoで示すと、 ∂Vo／∂T＝（１＋R4／R3）VBE3（１／VBE3 ∂VBE3／∂
T−１／∂T ∂VT／∂T）＋Vo１／VT ∂VT／∂T……(11)
となり、さらに、R4／R3の選択可能範囲はVBE3≦ VBE3（１＋R4／R3）≦Voであるから、 ０≦R4／R3≦Vo−VBE3／VBE3 ……(12) となる。
又(11)式において、１／VBE3 ∂VBE3／∂T＝−
3300ppm／℃、１／VT ∂VT／∂T＝＋3300ppm／℃、
∂VBE3／∂T−２ｍｖ／℃とし、以下具体的に考察を
続ける。
・Vo＝VBE3の時、R4／R3＝０であるから、(11)式に
代入すると、∂Vo／∂T＝∂VBE3／∂T＝−2mv／℃
・Vo＝2VBE3の時、０≦R4／R3≦１であり、R4／R3
＝０とR4／R3＝１の値を(11)式に代入すると、
∂Vo／∂T（atR4／R3＝０）
＝VBE3（１／VBE3 ∂VBE3／∂T＋１／VT ∂VT／∂T）
＝０ ∂Vo／∂T（atR4／R3＝１）＝２・∂VBE3／∂T＝−４ｍ
ｖ／℃ ・Vo＝3VBE3の時、０≦R4／R3≦２であり、R4／R3 ＝０とR4／R3＝２の値の(11)式に代入すると、 ∂Vo／∂T（atR4／R3＝０）＝VBE3（１／VBE3 ∂VBE3／
∂T ＋２・１／VT ∂VT／∂T）＝＋２ｍｖ／℃ ∂Vo／∂T（atR4／R3＝２）＝３・∂VBE3／∂T＝−６ｍ
ｖ／℃ 以上算出した結果に基き、出力電圧の温度特性
∂Vo／∂Tの選択可能範囲を第３図に示す。
＝０ ∂Vo／∂T（atR4／R3＝１）＝２・∂VBE3／∂T＝−４ｍ
ｖ／℃ ・Vo＝3VBE3の時、０≦R4／R3≦２であり、R4／R3 ＝０とR4／R3＝２の値の(11)式に代入すると、 ∂Vo／∂T（atR4／R3＝０）＝VBE3（１／VBE3 ∂VBE3／
∂T ＋２・１／VT ∂VT／∂T）＝＋２ｍｖ／℃ ∂Vo／∂T（atR4／R3＝２）＝３・∂VBE3／∂T＝−６ｍ
ｖ／℃ 以上算出した結果に基き、出力電圧の温度特性
∂Vo／∂Tの選択可能範囲を第３図に示す。
又、各出力電圧ごとの温度特性∂Vo／∂TとR4／R3の
関係を第４図に示す。
次に具体的な数値を用いた場合の出力電圧特性
を第５図に示す。
を第５図に示す。
本実施例に示した回路図において各素子の定数
及び基本特性は以下の様に設定し、出力電圧の温
度特性と電源変動特性をSPICEによるシミユレ
ーシヨンにて求めた。
及び基本特性は以下の様に設定し、出力電圧の温
度特性と電源変動特性をSPICEによるシミユレ
ーシヨンにて求めた。
なお出力電圧は2.5V、出力電圧の温度特性は
０となる様に設定した。
０となる様に設定した。
R1＝70Ω、R12＝191Ω、R2＝11.6KΩ、
R3＝70KΩ、R4＝81.1KΩ、R5＝19.7KΩ
各トランジスタのエミツタ接地電流増幅率＝
100 各トランジスタのカツト・オフ電流＝１×
10-16A 各抵抗の温度特性（１／Ｒ ∂R／∂T）＝＋2000ppm／ ℃ 第５図によると、電源電圧４〜6Vにおいて出
力電圧の変動量は1.2ｍｖで約0.05％の変動率で
あり、又周囲温度−20〜＋70℃においては出力電
圧の変動量は1.7ｍｖで約0.07％の変動率という
極めて良好な特性が得られる。
100 各トランジスタのカツト・オフ電流＝１×
10-16A 各抵抗の温度特性（１／Ｒ ∂R／∂T）＝＋2000ppm／ ℃ 第５図によると、電源電圧４〜6Vにおいて出
力電圧の変動量は1.2ｍｖで約0.05％の変動率で
あり、又周囲温度−20〜＋70℃においては出力電
圧の変動量は1.7ｍｖで約0.07％の変動率という
極めて良好な特性が得られる。
以上説明した実施例はｎが２の場合、即ち、定
電流発生回路が２個の場合であるが、本発明は、
ｎが３以上の場合も当然含むことは勿論であり、
ｎが大きくなる程その特性が良好となる。
電流発生回路が２個の場合であるが、本発明は、
ｎが３以上の場合も当然含むことは勿論であり、
ｎが大きくなる程その特性が良好となる。
発明の効果
本発明は、以上説明した様に、回路構成を変更
せずに抵抗の定数のみを選択することにより、
種々の出力電圧と種々の出力電圧の温度特性を容
易に実現する効果がある。
せずに抵抗の定数のみを選択することにより、
種々の出力電圧と種々の出力電圧の温度特性を容
易に実現する効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す回路構成図、
第２図は第１図に示した実施例において電流I1の
変動量と電流I22の変動量との関係を示す図、第
３図は出力電圧Voの選択可能な出力電圧の温度
特性∂Vo／∂Tとの関係を示す図、第４図は各出力電 圧Voごとに抵抗比R4／R3と出力電圧の温度特性 ∂Vo／∂Tとの関係を示す図、第５図はシミユレーシ ヨンによつて得られた具体的な特性の一例を示す
図である。 Ｑ１，Ｑ２，R1……第１の定電流発生回路、
Ｑ１２，Ｑ２２，R12……第２の定電流発生回
路、∂Vo／∂T……出力電圧の温度特性。
第２図は第１図に示した実施例において電流I1の
変動量と電流I22の変動量との関係を示す図、第
３図は出力電圧Voの選択可能な出力電圧の温度
特性∂Vo／∂Tとの関係を示す図、第４図は各出力電 圧Voごとに抵抗比R4／R3と出力電圧の温度特性 ∂Vo／∂Tとの関係を示す図、第５図はシミユレーシ ヨンによつて得られた具体的な特性の一例を示す
図である。 Ｑ１，Ｑ２，R1……第１の定電流発生回路、
Ｑ１２，Ｑ２２，R12……第２の定電流発生回
路、∂Vo／∂T……出力電圧の温度特性。
Claims (1)
- １ ベースとコレクタが第１の抵抗を介して接続
された第１のトランジスタと、ベース、エミツタ
が前記第１のトランジスタのそれぞれコレクタ、
エミツタに接続された第２のトランジスタからな
り、前記第１のトランジスタのベースを電流入力
端子とし、前記第２のトランジスタのコレクタを
電流出力端子とした回路がｎ（≧１）回路縦続接
続された第１から第ｎの定電流発生回路を有し、
前記第１の定電流発生回路の電流入力端子に接続
された第２の抵抗と、ベースとエミツタが第３の
抵抗を介して接続されベースとコレクタが第４の
抵抗を介して接続された第３のトランジスタと、
前記第ｎの定電流発生回路の電流出力端子と前記
第３のトランジスタのコレクタとの間に接続され
た第５の抵抗とを有し、前記第ｎの定電流発生回
路の電流出力端子と前記第３のトランジスタのエ
ミツタとの間の電圧を出力電圧とすることを特徴
とした定電圧発生回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59246857A JPS61125622A (ja) | 1984-11-21 | 1984-11-21 | 定電圧発生回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59246857A JPS61125622A (ja) | 1984-11-21 | 1984-11-21 | 定電圧発生回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61125622A JPS61125622A (ja) | 1986-06-13 |
| JPH0535448B2 true JPH0535448B2 (ja) | 1993-05-26 |
Family
ID=17154750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59246857A Granted JPS61125622A (ja) | 1984-11-21 | 1984-11-21 | 定電圧発生回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61125622A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5206581A (en) * | 1989-11-02 | 1993-04-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Constant voltage circuit |
| JPH03179514A (ja) * | 1989-11-02 | 1991-08-05 | Toshiba Corp | 定電圧回路 |
-
1984
- 1984-11-21 JP JP59246857A patent/JPS61125622A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61125622A (ja) | 1986-06-13 |
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