JPH0642185B2 - 定電圧回路 - Google Patents
定電圧回路Info
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- JPH0642185B2 JPH0642185B2 JP639685A JP639685A JPH0642185B2 JP H0642185 B2 JPH0642185 B2 JP H0642185B2 JP 639685 A JP639685 A JP 639685A JP 639685 A JP639685 A JP 639685A JP H0642185 B2 JPH0642185 B2 JP H0642185B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- constant voltage
- transistor
- npn
- npn transistor
- output terminal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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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
- G05F3/26—Current mirrors
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、集積回路において一般に用いられる、定電圧
回路に関するものである。
回路に関するものである。
従来の技術 従来、電源電圧に依存しない定電圧素子に代わるものと
してツェナーダイオードが広く用いられてきたが、近
年、集積回路の低電圧化に伴ない、ツェナーダイオード
の使用が困難になってきた。これに代わるものとして第
２図に示すような、トランジスタのベース．エミッタ間
電圧を用いた定電圧回路がある。以下、トランジスタの
ベース．エミッタ間電圧を用いた定電圧回路について説
明する。
してツェナーダイオードが広く用いられてきたが、近
年、集積回路の低電圧化に伴ない、ツェナーダイオード
の使用が困難になってきた。これに代わるものとして第
２図に示すような、トランジスタのベース．エミッタ間
電圧を用いた定電圧回路がある。以下、トランジスタの
ベース．エミッタ間電圧を用いた定電圧回路について説
明する。
第２図において、１は電流源、２は定電圧出力端子、３
は接地端子、４はＮＰＮトランジスタ、５，６は抵抗で
ある。いま、抵抗５，６の抵抗値をそれぞれＲ1,Ｒ2、
トランジスタ４のベース．エミッタ間電圧をＶBEとする
と、定電圧出力端子２の出力電圧Ｖ0は Ｖ0＝｛（Ｒ1＋Ｒ2）／Ｒ2｝・ＶBE となる。一方、ＶBEは、電流源１の電流値に対する依存
性が小さいため、定電圧出力端子２の電圧Ｖ０もほぼ一
定電圧となり、この結果、第２図の回路は定電圧回路と
して動作する。
は接地端子、４はＮＰＮトランジスタ、５，６は抵抗で
ある。いま、抵抗５，６の抵抗値をそれぞれＲ1,Ｒ2、
トランジスタ４のベース．エミッタ間電圧をＶBEとする
と、定電圧出力端子２の出力電圧Ｖ0は Ｖ0＝｛（Ｒ1＋Ｒ2）／Ｒ2｝・ＶBE となる。一方、ＶBEは、電流源１の電流値に対する依存
性が小さいため、定電圧出力端子２の電圧Ｖ０もほぼ一
定電圧となり、この結果、第２図の回路は定電圧回路と
して動作する。
しかしながら、上記の回路では、ＶBEに温度依存性があ
るため、出力電圧の温度特性が悪いという問題点を有し
ていた。
るため、出力電圧の温度特性が悪いという問題点を有し
ていた。
この問題点を解決した、温度特性の良い定電圧回路とし
て、第３図の定電圧回路がある。以下、第３図の定電圧
回路について説明する。図において、１は電流源、２は
定電圧出力端子、３は接地端子、４はＮＰＮトランジス
タ、７，８はエミッタ面積の等しいＰＮＰトランジス
タ、１０はＮＰＮトランジスタ、１１はＮＰＮトランジ
スタ１０よりエミッタ面積の大きなＮＰＮトランジス
タ、９，１２は抵抗である。以下、第３図に基づいて、
その動作を説明する。
て、第３図の定電圧回路がある。以下、第３図の定電圧
回路について説明する。図において、１は電流源、２は
定電圧出力端子、３は接地端子、４はＮＰＮトランジス
タ、７，８はエミッタ面積の等しいＰＮＰトランジス
タ、１０はＮＰＮトランジスタ、１１はＮＰＮトランジ
スタ１０よりエミッタ面積の大きなＮＰＮトランジス
タ、９，１２は抵抗である。以下、第３図に基づいて、
その動作を説明する。
第３図において、トランジスタ１０と１１のエミッタ面
積の比をｎ、抵抗１２の抵抗値をＲ3とすると、トラン
ジスタ１１のコレクタ電流は下のように表わされる。
積の比をｎ、抵抗１２の抵抗値をＲ3とすると、トラン
ジスタ１１のコレクタ電流は下のように表わされる。
ＩC＝ｋＴ・ｌｎ(ｎ)／Ｒ3 （ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度） 一方、トランジスタ８のベース・エミッタ間電圧をＶ
BE1、抵抗９の抵抗値をＲ4、トランジスタ４のベース．
エミッタ間電圧をＶBEとすると、定電圧出力端子２の電
圧Ｖ0は下のようになる。
BE1、抵抗９の抵抗値をＲ4、トランジスタ４のベース．
エミッタ間電圧をＶBEとすると、定電圧出力端子２の電
圧Ｖ0は下のようになる。
Ｖ0＝ＶBE1＋ｋＴ・ｌｎ(ｎ)・Ｒ4／Ｒ3＋ＶBE ここで、上式の第１項，第３項は電流源の電流値にはほ
とんど依存せず、第２項も電流値に対する依存性が小さ
いため、第３図の回路は定電圧回路として動作する。
とんど依存せず、第２項も電流値に対する依存性が小さ
いため、第３図の回路は定電圧回路として動作する。
次に第３図の回路における出力電圧Ｖ０の温度特性につ
いて検討する。出力電圧Ｖ0の温度係数は ここで であり、一方ｋ・ｌｎ(ｎ)・Ｒ4／Ｒ3は正の数であるの
で、適当なＲ4/Ｒ3の値を選べば出力電圧Ｖ0の温度係数
をゼロにすることができる。この時、ｋ・ｌｎ(ｎ)・Ｒ4
/Ｒ3＝３．６mv/degとなるので、Ｔ＝３００゜Ｋ，Ｖ
BE1＝ＶBE＝７００mvとすれば出力電圧Ｖ0＝２．４ｖす
なわち、第３図の回路の出力電圧は約２．４ｖである。
いて検討する。出力電圧Ｖ0の温度係数は ここで であり、一方ｋ・ｌｎ(ｎ)・Ｒ4／Ｒ3は正の数であるの
で、適当なＲ4/Ｒ3の値を選べば出力電圧Ｖ0の温度係数
をゼロにすることができる。この時、ｋ・ｌｎ(ｎ)・Ｒ4
/Ｒ3＝３．６mv/degとなるので、Ｔ＝３００゜Ｋ，Ｖ
BE1＝ＶBE＝７００mvとすれば出力電圧Ｖ0＝２．４ｖす
なわち、第３図の回路の出力電圧は約２．４ｖである。
以上の説明から明らかなように、第３図の回路では、温
度特性の良い定電圧回路を構成することはできるが、温
度係数をゼロにしようとすると出力電圧値が固定されて
しまうという欠点を有していた。
度特性の良い定電圧回路を構成することはできるが、温
度係数をゼロにしようとすると出力電圧値が固定されて
しまうという欠点を有していた。
発明が解決しようとする問題点 従来の定電圧回路においては、出力電圧の温度依存性を
なくそうとすると、出力電圧値が固定され、自由度がな
くなる。本発明はこの点を解決したものであり、出力電
圧値が可変で、しかも温度依存性の小さい定電圧回路を
実現するものである。
なくそうとすると、出力電圧値が固定され、自由度がな
くなる。本発明はこの点を解決したものであり、出力電
圧値が可変で、しかも温度依存性の小さい定電圧回路を
実現するものである。
問題点を解決するための手段 電流源が接続された定電圧出力端子に、ベースを共通接
続した第１，第２のＰＮＰトランジスタのエミッタをそ
れぞれ接続し、且つ、ベースを共通接続した第１のＮＰ
Ｎトランジスタおよび、第１のＮＰＮトランジスタより
エミッタ面積の大きい第２のＮＰＮトランジスタのコレ
クタに、上記第１，第２のＰＮＰトランジスタのコレク
タをそれぞれ接続し、他方前記第１のＮＰＮトランジス
タのエミッタを直接に、前記第２のＮＰＮトランジスタ
のエミッタを、第１の抵抗を介して接続し、且つ前記第
２のＰＮＰトランジスタおよび前記第１のＮＰＮトラン
ジスタのベース・コレクタを共通接続とし、さらに、エ
ミッタを接地した第３,第４のＮＰＮトランジスタを設
け、第３のＮＰＮトランジスタのベースを前記第１のＮ
ＰＮトランジスタのベースに接続し、前記第３のＮＰＮ
トランジスタのコレクタを、第４のＮＰＮトランジスタ
のベース、およびアノード側を定電圧出力端子に接続し
たダイオードのカソード側に接続した第３の抵抗に接続
し、且つ第４のＮＰＮトランジスタのコレクタを定電圧
出力端子に接続し、さらに第３のＮＰＮトランジスタの
コレクタと定電圧出力端子の間に新たに第２の抵抗を設
けた構成の定電圧回路である。
続した第１，第２のＰＮＰトランジスタのエミッタをそ
れぞれ接続し、且つ、ベースを共通接続した第１のＮＰ
Ｎトランジスタおよび、第１のＮＰＮトランジスタより
エミッタ面積の大きい第２のＮＰＮトランジスタのコレ
クタに、上記第１，第２のＰＮＰトランジスタのコレク
タをそれぞれ接続し、他方前記第１のＮＰＮトランジス
タのエミッタを直接に、前記第２のＮＰＮトランジスタ
のエミッタを、第１の抵抗を介して接続し、且つ前記第
２のＰＮＰトランジスタおよび前記第１のＮＰＮトラン
ジスタのベース・コレクタを共通接続とし、さらに、エ
ミッタを接地した第３,第４のＮＰＮトランジスタを設
け、第３のＮＰＮトランジスタのベースを前記第１のＮ
ＰＮトランジスタのベースに接続し、前記第３のＮＰＮ
トランジスタのコレクタを、第４のＮＰＮトランジスタ
のベース、およびアノード側を定電圧出力端子に接続し
たダイオードのカソード側に接続した第３の抵抗に接続
し、且つ第４のＮＰＮトランジスタのコレクタを定電圧
出力端子に接続し、さらに第３のＮＰＮトランジスタの
コレクタと定電圧出力端子の間に新たに第２の抵抗を設
けた構成の定電圧回路である。
作用 上記構成の回路によると、第３のＮＰＮトランジスタの
コレクタと定電圧出力端子の間に、第２の抵抗と、直列
接続した第３の抵抗とダイオードとを、並列に接続する
ことにより、第３のＮＰＮトランジスタのコレクタ電流
を分流し、この分流比を変えることによって定電圧出力
値を調整することができる。
コレクタと定電圧出力端子の間に、第２の抵抗と、直列
接続した第３の抵抗とダイオードとを、並列に接続する
ことにより、第３のＮＰＮトランジスタのコレクタ電流
を分流し、この分流比を変えることによって定電圧出力
値を調整することができる。
実施例 第１図に、本発明による定電圧回路の回路例を示す。図
において、１は電流源、２は定電圧出力端子、３は接地
端子、４，１０，１３はＮＰＮトランジスタ、１１はＮ
ＰＮトランジスタ１０よりエミッタ面積の大きなＮＰＮ
トランジスタ、７，８はＰＮＰトランジスタ、１２，１
５，１６は抵抗、１４はダイオードである。
において、１は電流源、２は定電圧出力端子、３は接地
端子、４，１０，１３はＮＰＮトランジスタ、１１はＮ
ＰＮトランジスタ１０よりエミッタ面積の大きなＮＰＮ
トランジスタ、７，８はＰＮＰトランジスタ、１２，１
５，１６は抵抗、１４はダイオードである。
以上のように構成された本実施例の定電圧回路につい
て、以下第１図の回路図に基づいてその動作を説明す
る。
て、以下第１図の回路図に基づいてその動作を説明す
る。
第１図において、トランジスタ１０とトランジスタ１１
のエミッタ面積の比をｎ、抵抗１２の抵抗値をＲ3とす
ると、トランジスタ１３のコレクタ電流は、トランジス
タ１１のコレクタ電流と等しく、次式のように表わされ
る。
のエミッタ面積の比をｎ、抵抗１２の抵抗値をＲ3とす
ると、トランジスタ１３のコレクタ電流は、トランジス
タ１１のコレクタ電流と等しく、次式のように表わされ
る。
ＩC＝ｋＴ・ｌｎ(ｎ)／Ｒ3 ……(1) 一方、ダイオード１４の両端の電圧をＶD、抵抗１５と
１６の抵抗値をそれぞれＲ４，Ｒ５、抵抗１５，１６を
流れる電流をそれぞれＩ1,Ｉ2、トランジスタ４のベー
ス・エミッタ間電圧をＶBE1、出力電圧値をＶ0とすると Ｖ0＝ＶBE1＋Ｉ2Ｒ5 ……(2) Ｉ2Ｒ5＝Ｉ1Ｒ4＋ＶD ……(3) Ｉ1＋Ｉ2＝ＩC ……(4) (4)式よりＩ1＝ＩC−Ｉ2 (3)式に代入Ｉ2＝(ＶD+ＩCＲ4)／(Ｒ4＋Ｒ5) (2)式に代入 (1)式を代入して 次に本実施例における出力電圧の温度依存性について検
討する。
１６の抵抗値をそれぞれＲ４，Ｒ５、抵抗１５，１６を
流れる電流をそれぞれＩ1,Ｉ2、トランジスタ４のベー
ス・エミッタ間電圧をＶBE1、出力電圧値をＶ0とすると Ｖ0＝ＶBE1＋Ｉ2Ｒ5 ……(2) Ｉ2Ｒ5＝Ｉ1Ｒ4＋ＶD ……(3) Ｉ1＋Ｉ2＝ＩC ……(4) (4)式よりＩ1＝ＩC−Ｉ2 (3)式に代入Ｉ2＝(ＶD+ＩCＲ4)／(Ｒ4＋Ｒ5) (2)式に代入 (1)式を代入して 次に本実施例における出力電圧の温度依存性について検
討する。
ここで であるので出力電圧の温度係数を０にするには、 となる。
これを(5)式に代入して 上式からもわかるように、抵抗１５と１６の抵抗値Ｒ４
とＲ５の比を変えることによって出力電圧は、温度係数
ゼロのまま ＶBE1+１．８×T≦Ｖ0≦ＶBE1+ＶD+３．６×T の範囲で自由な値をとることができる。
とＲ５の比を変えることによって出力電圧は、温度係数
ゼロのまま ＶBE1+１．８×T≦Ｖ0≦ＶBE1+ＶD+３．６×T の範囲で自由な値をとることができる。
本実施例では、ダイオード１４は１個のダイオードとし
たが、必要に応じて、直列接続したｍ個のダイオードに
おきかえることができる。この場合、出力電圧の可変範
囲は VBE+1.8×T≦V0≦VBE1+m・VD+1.8(1+m)×T となる。
たが、必要に応じて、直列接続したｍ個のダイオードに
おきかえることができる。この場合、出力電圧の可変範
囲は VBE+1.8×T≦V0≦VBE1+m・VD+1.8(1+m)×T となる。
発明の効果 本発明は、バンドギャップ型の定電流回路と、トランジ
スタのベース．エミッタ間電圧を組み合わせた定電圧回
路に新たな抵抗を設けることにより、出力電圧値が可変
で、しかも温度依存性の小さい定電圧回路を実現するこ
とができる。
スタのベース．エミッタ間電圧を組み合わせた定電圧回
路に新たな抵抗を設けることにより、出力電圧値が可変
で、しかも温度依存性の小さい定電圧回路を実現するこ
とができる。
第１図は本発明の実施における定電圧回路図、第２図，
第３図は従来の技術による定電圧回路の回路図である。 １……電流源、２……定電圧出力端子、３……接地端
子、４，１０，１１，１３……ＮＰＮトランジスタ、
７，８……ＰＮＰトランジスタ、５，６，９，１２，１
５，１６……抵抗、１４……ダイオード。
第３図は従来の技術による定電圧回路の回路図である。 １……電流源、２……定電圧出力端子、３……接地端
子、４，１０，１１，１３……ＮＰＮトランジスタ、
７，８……ＰＮＰトランジスタ、５，６，９，１２，１
５，１６……抵抗、１４……ダイオード。
Claims (1)
- 【請求項１】電流源が接続された定電圧出力端子に、ベ
ースを共通接続した第１，第２のＰＮＰトランジスタの
エミッタをそれぞれ接続し、且つ、ベースを共通接続し
た第１のＮＰＮトランジスタおよび、前記第１のＮＰＮ
トランジスタよりエミッタ面積の大きい第２のＮＰＮト
ランジスタのコレクタに、前記第１，第２のＰＮＰトラ
ンジスタのコレクタをそれぞれ接続し、他方前記第１の
ＮＰＮトランジスタのエミッタを直接に前記第２のＮＰ
Ｎトランジスタのエミッタを第１の抵抗を介して接地
し、且つ前記第２のＰＮＰトランジスタおよび前記第１
のＮＰＮトランジスタはそれぞれのベースとコレクタを
共通接続とし、さらにエミッタを接地した第３，第４の
ＮＰＮトランジスタを設け、前記第３のＮＰＮトランジ
スタのベースを前記第１のＮＰＮトランジスタのベース
に接続し、前記第３のＮＰＮトランジスタのコレクタ
を、前記第４のＮＰＮトランジスタのベースと、他端を
前記定電圧出力端子に接続した第２の抵抗、及び他端を
１個または直列接続した複数個のダイオードのカソード
側に接続した第３の抵抗に接続し、前記ダイオードのア
ノード側を前記定電圧出力端子に接続し、且つ前記第４
のＮＰＮトランジスタのコレクタを前記定電圧出力端子
に接続したことを特徴とする定電圧回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP639685A JPH0642185B2 (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | 定電圧回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP639685A JPH0642185B2 (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | 定電圧回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61165115A JPS61165115A (ja) | 1986-07-25 |
| JPH0642185B2 true JPH0642185B2 (ja) | 1994-06-01 |
Family
ID=11637206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP639685A Expired - Lifetime JPH0642185B2 (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | 定電圧回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0642185B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0616539B2 (ja) * | 1988-05-19 | 1994-03-02 | 三洋電機株式会社 | 半導体集積回路 |
-
1985
- 1985-01-17 JP JP639685A patent/JPH0642185B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61165115A (ja) | 1986-07-25 |
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