JPH06242848A - 基準電圧発生回路 - Google Patents

基準電圧発生回路

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JPH06242848A
JPH06242848A JP5027774A JP2777493A JPH06242848A JP H06242848 A JPH06242848 A JP H06242848A JP 5027774 A JP5027774 A JP 5027774A JP 2777493 A JP2777493 A JP 2777493A JP H06242848 A JPH06242848 A JP H06242848A
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JP
Japan
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electrode
potential
transistor
voltage
reference voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP5027774A
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English (en)
Inventor
Yasushi Tamura
裕史 田村
Tsutomu Miki
務 三木
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.)
Kanebo Ltd
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Kanebo Ltd
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Kanebo Ltd, Mitsubishi Electric Corp filed Critical Kanebo Ltd
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Publication of JPH06242848A publication Critical patent/JPH06242848A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 基準電圧発生回路の基準電圧の安定性を向上
させる。 【構成】 電源電位VDDと接地電位GNDとの間に直
列に接続された抵抗1とNチャネルMOSトランジスタ
2の接続点のノード9の電位によってNチャネルMOS
トランジスタ3のドレイン・ソース間電圧を定める。P
チャネルMOSトランジスタ4,5の関係からトランジ
スタ3のドレイン・ソース間電流によってトランジスタ
5のドレイン・ソース間電流が定まる。トランジスタ5
のドレイン・ソース間電流によって基準電圧であるNチ
ャネルMOSトランジスタ6のゲート・ソース間電圧が
定まる。 【効果】 NチャネルMOSトランジスタ2によって電
源電位VDDの変動に対するノード9の電位の変動を小
さくでき、基準電圧の安定化を図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、トランジスタや抵抗
等により構成され所定の定電圧を基準電圧として発生す
る基準電圧発生回路に関し、特に基準電圧を安定化する
技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の基準電圧発生回路について図5及
び図6を用いて説明する。図5は従来の基準電圧発生回
路の構成を示す回路図である。従来このような構成の基
準電圧発生回路を用いて例えば、5V程度の基準電圧を
発生している。図において、VDDは電源電位、GND
は接地電位を示している。また、1はノード7で電源電
位VDDに一方端を接続した抵抗、13はノード8で接
地電位GNDに一方端を接続し、ノード9で抵抗1の他
方端に他方端を接続した抵抗、3はノード9で抵抗13
の他方端にゲート電極を接続しノード8で接地電位GN
Dにソース電極を接続したNチャネルMOSトランジス
タ、4はノード7で電源電位VDDにソース電極を接続
しノード10でトランジスタ3のドレイン電極にドレイ
ン電極及びゲート電極を接続したPチャネルMOSトラ
ンジスタ、5はノード7で電源電位VDDにソース電極
を接続しトランジスタ4のゲート電極にゲート電極を接
続し出力端子20にドレイン電極を接続しトランジスタ
4とともにカレントミラー回路を構成しているPチャネ
ルMOSトランジスタ、6はノード8で接地電位GND
にソース電極を接続しトランジスタ5のドレイン電極に
ドレイン電極及びゲート電極を接続したPチャネルMO
Sトランジスタである。
【0003】以上のように構成された基準電圧発生回路
の動作について説明する。ノード9の電位は電源電位V
DDと接地電位GND間の電圧を抵抗1と抵抗3とによ
って抵抗分割され、抵抗1の抵抗値と抵抗3の抵抗値と
によって定まる電位である。NチャネルMOSトランジ
スタ3は、ノード9と接地電位GND間の電圧をゲート
・ソース間電圧としてドレイン電極とソース電極間にこ
の電圧に応じて定まる一定のドレイン・ソース間電流を
駆動する。PチャネルMOSトランジスタ4は、そのソ
ース電極からドレイン電極へトランジスタ3が駆動する
トランジスタ3のドレイン・ソース間電流と同じ電流を
流す。従って、トランジスタ3とトランジスタ4のドレ
イン・ソース間電流は同じ値になる。
【0004】そして、PチャネルMOSトランジスタ4
は、このドレイン・ソース間電流に応じたゲート・ソー
ス電圧を発生し、ノード7の電源電位VDDからトラン
ジスタ4のゲート・ソース間電圧を差し引いてノード1
0の電位が定まる。PチャネルMOSトランジスタ5
は、ノード10の電位をゲート電極の電位とし電源電位
VDDをソース電極の電位としているので、トランジス
タ4が発生するゲート・ソース間電圧と同じ値の電圧を
ゲート・ソース間電圧としている。トランジスタ5は、
このゲート・ソース間電圧で定まる一定電流をドレイン
電極からソース電極へ駆動する。そして、トランジスタ
5の駆動するドレイン・ソース間電流がドレイン電極か
らソース電極へと流れ、NチャネルMOSトランジスタ
6は、このドレイン・ソース間電流に応じた一定のゲー
ト・ソース間電圧を発生する。トランジスタ6のゲート
・ソース間電圧は接地電位GNDと出力端子20の電位
差として取り出して基準電圧としている。
【0005】次に、図6はこの基準電圧発生回路の電源
電位VDDとノード9の電位V9との関係を示す図であ
る。図6において、縦軸はノード9の電位V9と接地電
位GNDとの電位差を示し、横軸は電源電位VDDと接
地電位GNDとの電位差を示している。また、図におい
て、ΔVDDは電源電位VDDの変化量、ΔV9はノー
ド9の電位V9の変化量を示している。この図より、ノ
ード9の電位V9と接地電位GND間の電位差は、電源
電位VDDと接地電位GND間の電位差に対して比例関
係にあることがわかる。そして、図に示された直線の傾
きは、抵抗1と抵抗3の値によって決まる。またそのた
め、ノード9の電位V9の変化量ΔV9と電源電位VD
Dの変化量ΔVDDとの間にも比例関係が成立する。
【0006】なお、抵抗1,3の抵抗値及びトランジス
タ3〜5のサイズは全てのトランジスタが飽和領域で動
作するように最適化されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の基準電圧発生回
路は以上のように構成されているので、電源電位VDD
が変動し接地電位GNDと電源電位VDD間の電圧が変
化すると、ノード9の電位V9がこの変化に比例して変
動する。ノード9の電位V9が変動するとトランジスタ
3のゲート・ソース間電圧が変動してトランジスタ3の
ドレイン・ソース間電流が変化する。トランジスタ3の
ドレイン・ソース間電流が変化するとトランジスタ4の
ドレイン・ソース間電流も変化しトランジスタ4のゲー
ト・ソース間電圧が変動する。トランジスタ4のゲート
・ソース間電圧が変動するとトランジスタ5のゲート・
ソース間電圧が変動してトランジスタ5のドレイン・ソ
ース間電流が変化する。トランジスタ5のドレイン・ソ
ース間電流が変化するとトランジスタ6のドレイン・ソ
ース間電流が変化するためトランジスタ6のゲート・ソ
ース間電圧が変動し、そのため出力端子20と接地電位
GND間の基準電圧が変動する。
【0008】このようにノード9の電位の変動によって
基準電圧が変動するという問題点があった。
【0009】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、電源電位が変動したときの基準
電圧の変動幅を小さく抑制することができる基準電圧発
生回路を得ることを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係る基準電
圧発生回路は、一方端を第1の電位に接続した抵抗素子
と、前記抵抗素子の他方端に一方端を接続し、第2の電
位に他方端を接続し、所定の領域において前記第1及び
前記第2の電位間の電圧変化に対する電圧変化の割合が
前記抵抗素子より小さい能動素子で構成された電圧降下
手段と、前記電圧降下手段の前記一方端に制御電極を接
続し、前記第2の電位に一方電極を接続し、前記一方端
の電位に応じた所定の電流を自己の前記一方電極と他方
電極との間に流すトランジスタを含む電流制御手段と、
前記第1の電位に一方電極を接続し、前記電流制御手段
の前記他方電極に他方電極及び制御電極を接続した第1
のトランジスタと、前記第1の電位に一方電極を接続
し、前記第1のトランジスタの前記制御電極に制御電極
を接続し、出力端子に他方電極を接続した第2のトラン
ジスタと、前記第2のトランジスタの前記他方電極に一
方端を接続し、前記第2の電位に他方端を接続し、前記
第2のトランジスタを通して供給される電流に応じて自
己の前記一方端と前記他方端との間に電圧を発生する電
流−電圧変換手段とを備えて構成されている。
【0011】第2の発明に係る基準電圧発生回路は、第
1の発明における能動素子に、前記抵抗素子の前記他方
端に制御電極及び一方電極を接続し、前記第2の電位に
他方電極を接続した電界効果型トランジスタを含むこと
を特徴とする。
【0012】第3の発明に係る基準電圧発生回路は、第
1の発明における能動素子に、前記抵抗素子の前記他方
端に制御電極及び一方電極を接続し、前記第2の電位に
他方電極を接続したバイポーラトランジスタを含むこと
を特徴とする。
【0013】第4の発明に係る基準電圧発生回路は、第
1の発明における能動素子に、前記抵抗素子の他方端に
一方電極を接続し、前記第2の電位に他方電極を接続し
たダイオードを含むことを特徴とする。
【0014】第5の発明に係る基準電圧発生回路は、第
1の発明における能動素子として、前記抵抗素子の他方
端と前記第2の電位との間に直列に接続された複数の能
動素子を含むことを特徴とする。
【0015】
【作用】第1乃至第5の発明における電圧降下手段は、
所定の領域において第1及び前記第2の電位間の電圧変
化に対する電圧変化の割合が抵抗素子より小さく、この
領域で動作するように第1及び第2の電位を設定すれ
ば、第1の電位と第2の電位間の電位差が変動しても、
電圧降下手段の一方端と他方端の両端に発生する電圧の
変動を小さく抑制することができ、それによって電流制
御手段におけるトランジスタに流れる電流の変化を小さ
くして、第1及び第2のトランジスタの制御電極と一方
電極間の電圧変動を小さくし、第2のトランジスタの一
方電極と他方電極との間に流れる電流の変化を抑制して
基準電圧の変動を抑えることができる。
【0016】さらに、第5の発明における能動素子は、
接続する能動素子の数を調整することによって、接続さ
れたそれらの能動素子の全体の電圧降下を調整すること
ができる。
【0017】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の一実施例による基準電圧発生回
路の構成を示す図である。例えば、発生する電圧として
5V程度の電圧を想定している。図において、抵抗1、
NチャネルMOSトランジスタ3,6、PチャネルMO
Sトランジスタ4,5及び出力端子20は図5に示した
同一符号のものと同一の内容を示しており、それぞれの
接続及びノード7〜10の位置も図5と同じである。ま
た、図において、2はNチャネルMOSトランジスタで
あり、ノード9で抵抗1の他方端にゲート電極及びドレ
イン電極を接続し、ノード8で接地電位GNDにソース
電極を接続している。
【0018】またこのとき、全てのMOSトランジスタ
2〜6が飽和領域で動作するように抵抗1の抵抗値及び
MOSトランジスタ2〜6のそれぞれのサイズを最適化
している。
【0019】次に図1に示した動作について説明する。
ノード9の電位V9は抵抗1とNチャネルMOSトラン
ジスタ2とによって定まる。ここでノード9の電位V9
を数式を用いて示す。いま、抵抗1及びNチャネルMO
Sトランジスタ2に流れる電流をI1、抵抗1の抵抗値
をR1とすると抵抗1について数1が成立する。
【0020】また、NチャネルMOSトランジスタ2の
しきい値電圧VT としてトランジスタの飽和領域におけ
る特性式として数2が成立する。
【0021】
【数1】
【0022】
【数2】
【0023】なお、数2におけるβ及びVT は半導体製
造プロセスによって決まる定数である。
【0024】そして、数1と数2よりノード9の電位V
9と電源電位VDDとの関係が求まる。
【0025】
【数3】
【0026】この数3よりノード9の電位V9が、電源
電位VDDの平方根に比例して変動することがわかる。
この電源電位VDDとノード9の電位との関係を図2に
示す。
【0027】図に示すように電源電位VDDの変化量Δ
VDDに対してノード9の電位V9の変化量ΔV9が従
来に比較して小さくなっていることがわかる。
【0028】また、抵抗1とNチャネルMOSトランジ
スタ2の素子サイズを最適化することにより電源電位V
DDの変動に伴うノード9の電位V9の変動をさらに小
さくすることができる。
【0029】なお、上記実施例では電圧降下手段として
NチャネルMOSトランジスタ2を用いたが、第2実施
例として図3に示す様に、ベースとコレクタをノード9
で抵抗1の他方端に接続したNPNトランジスタ11と
ダイオード12を直列に接続した電圧降下手段を用いて
もよい。この場合も図4に示すように、使用される付近
の電源電圧VDDの変動ΔVDDに対してノード9の電
圧の変動ΔV9を小さくすることができ、上記実施例と
同様の効果を奏する。なお、抵抗1及びトランジスタ3
〜6は上記実施例と同様に接続され、最適化されてい
る。
【0030】また、第1実施例においてNチャネルMO
SトランジスタをPチャネルMOSトランジスタに、P
チャネルMOSトランジスタをNチャネルMOSトラン
ジスタに、電源電位VDDを接地電位GNDに、接地電
位GNDを電源電位VDDに各々変更し、電源電位VD
Dと出力端子の間の電位を基準電圧としても同様の効果
を奏する。
【0031】また、電圧降下手段として用いたMOSト
ランジスタ、バイポーラトランジスタ及びダイオードを
複数個直列に接続して用いても良い。この場合には接続
するトランジスタ等の数及び種類を変えることにより、
その発生する電圧を調整することができる。
【0032】また、電圧降下手段としてツェナーダイオ
ードのような一定の電圧を発生する定電圧ダイオードを
用いてもよいが、この場合には発生する電圧が高く、ま
た温度等による変動も大きいので上記各素子を用いるほ
うがより安定した基準電圧を得ることができる。
【0033】
【発明の効果】以上のように、請求項1乃至請求項5記
載の発明の基準電圧発生回路によれば、抵抗素子の他方
端に一方端を接続し、第2の電位に他方端を接続し、所
定の領域において第1及び第2の電位間の電圧変化に対
する電圧変化の割合が抵抗素子より小さい能動素子で構
成された電圧降下手段を備えて構成されているので、第
1あるいは第2の電位が変動しても電流制御手段の制御
電極の電圧の変動を小さく抑制することができ、基準電
圧を安定にすることができるという効果がある。
【0034】さらに、請求項5記載の発明の基準電圧発
生回路によれば、抵抗素子の他方端と第2の電位との間
に直列に接続された複数の能動素子を備えて構成されて
いるので、電圧降下手段の発生する電圧を調整すること
ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例による基準電圧発生回路
の構成を示す回路図である。
【図2】この発明の第1実施例による基準電圧発生回路
の内部電位の特性図である。
【図3】この発明の第2実施例による基準電圧発生回路
の構成を示す回路図である。
【図4】この発明の第2実施例による基準電圧発生回路
の内部電位の特性図である。
【図5】従来の基準電圧発生回路の構成を示す回路図で
ある。
【図6】従来の基準電圧発生回路の内部電位の特性図で
ある。
【符号の説明】
VDD 電源電位 GND 接地電位 1,13 抵抗 2,3,6 NチャネルMOSトランジスタ 4,5 PチャネルMOSトランジスタ 7〜10 ノード 11 NPNトランジスタ 12 ダイオード 20 出力端子

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方端を第1の電位に接続した抵抗素子
    と、 前記抵抗素子の他方端に一方端を接続し、第2の電位に
    他方端を接続し、所定の領域において前記第1及び前記
    第2の電位間の電圧変化に対する電圧変化の割合が前記
    抵抗素子より小さい能動素子で構成された電圧降下手段
    と、 前記電圧降下手段の前記一方端に制御電極を接続し、前
    記第2の電位に一方電極を接続し、前記一方端の電位に
    応じた所定の電流を自己の前記一方電極と他方電極との
    間に流すトランジスタを含む電流制御手段と、 前記第1の電位に一方電極を接続し、前記電流制御手段
    の前記他方電極に他方電極及び制御電極を接続した第1
    のトランジスタと、 前記第1の電位に一方電極を接続し、前記第1のトラン
    ジスタの前記制御電極に制御電極を接続し、出力端子に
    他方電極を接続した第2のトランジスタと、 前記第2のトランジスタの前記他方電極に一方端を接続
    し、前記第2の電位に他方端を接続し、前記第2のトラ
    ンジスタを通して供給される電流に応じて自己の前記一
    方端と前記他方端との間に電圧を発生する電流−電圧変
    換手段と、を備える、基準電圧発生回路。
  2. 【請求項2】 前記能動素子は、 前記抵抗素子の前記他方端に制御電極及び一方電極を接
    続し、前記第2の電位に他方電極を接続した電界効果型
    トランジスタを含む、請求項1記載の基準電圧発生回
    路。
  3. 【請求項3】 前記能動素子は、 前記抵抗素子の前記他方端に制御電極及び一方電極を接
    続し、前記第2の電位に他方電極を接続したバイポーラ
    トランジスタを含む、請求項1記載の基準電圧発生回
    路。
  4. 【請求項4】 前記能動素子は、 前記抵抗素子の他方端に一方電極を接続し、前記第2の
    電位に他方電極を接続したダイオードを含む、請求項1
    記載の基準電発生回路。
  5. 【請求項5】 前記能動素子は、 前記抵抗素子の他方端と前記第2の電位との間に直列に
    接続された複数の能動素子を含む、請求項1記載の基準
    電圧発生回路。
JP5027774A 1993-02-17 1993-02-17 基準電圧発生回路 Pending JPH06242848A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011008514A (ja) * 2009-06-25 2011-01-13 Renesas Electronics Corp 半導体装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01275821A (ja) * 1988-04-25 1989-11-06 Jon Wu Chuan 建築物の免振構造体
JPH0454347U (ja) * 1990-09-14 1992-05-11

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