JPH0643953A - 基準電圧発生回路 - Google Patents

基準電圧発生回路

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JPH0643953A
JPH0643953A JP4123538A JP12353892A JPH0643953A JP H0643953 A JPH0643953 A JP H0643953A JP 4123538 A JP4123538 A JP 4123538A JP 12353892 A JP12353892 A JP 12353892A JP H0643953 A JPH0643953 A JP H0643953A
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transistor
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Jae-Hyong Lee
ジェヘン リー
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-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
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は基準電圧発生回路を提供する。 【構成】 本回路は一定電流を入力し基準電圧を発生
し、前記基準電圧と接地電圧の間に抵抗手段を連結し、
前記基準電圧が前記基準電流と前記抵抗手段の倍に出力
されるようにする基準電圧発生手段を備え、前記抵抗手
段をMOSダイオードと前記基準電圧により制御される
MOSトランジスターを直列に連結し構成している。 【効果】 温度及び工程変化に鈍感で、電源電圧の変動
に無関係である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関するもの
で、特に半導体装置の基準電圧発生回路に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】基準電圧発生回路はディジタル及びアナ
ログ半導体装置に幅広く用いられている。一方、MOS
集積回路で温度及び工程変化に無関係な基準電圧発生回
路の必要性が徐々に増加しつつある。そこで、バイポー
ラトランジスターを利用した定電圧回路や増加形MOS
トランジスターや空乏形MOSトランジスターのスレシ
ョルド電圧の差を利用した回路が設計された。これらの
回路は、温度及び工程変化による基準電圧の変動を減ら
すことができるが追加工程が必要となり、基準電圧発生
回路での電力消費が大きくなる欠点を持っていた。
【0003】図1は従来の技術による基準電圧発生回路
の一例を示すものである。
【0004】図1において、電源電圧VCCと基準電圧V
ref の間に連結された抵抗Rと、前記基準電圧Vref
接地電圧VSSの間に多数のPMOSトランジスターから
構成されたダイオードを連結し、基準電圧Vref がMO
Sトランジスターのスレショルド電圧Vt に比例するの
で、MOSトランジスターのスレショルド電圧Vt が温
度及び工程変化により変化することにより基準電圧V
ref が変化する欠点があった。
【0005】図2は従来の技術による基準電圧発生回路
の他の例を示すものである。図2において、電源電圧V
CCと基準電圧Vref の間に連結された抵抗Rと、前記基
準電圧Vref に連結されたソース電極と、ドレーン電極
に連結されたゲート電極を持つPMOSトランジスター
から構成されたMOSダイオードと、該MOSダイオー
ドのドレーン電極に連結されたソース電極と、基準電圧
ref に連結されたゲート電極と、接地電圧VSSに連結
されたドレーン電極を持つPMOSトランジスターから
構成されている。したがって、NMOSトランジスター
によるフィードバックループを利用して基準電圧Vref
を出力させる回路に基準電圧Vref はPMOSトランジ
スターのスレショルド電圧Vt とNMOSトランジスタ
ーによる電圧降下の和として現れる。もし、温度が上昇
し基準電圧Vref が落ちると、相対的にNMOSトラン
ジスターの抵抗が増加し基準電圧Vref を上昇させるこ
とになる。しかし、電源電圧の変動により基準電圧V
ref の値が敏感に変わる欠点があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は温度及
び工程変化に鈍感な半導体装置の基準電圧発生回路を提
供するところにある。
【0007】本発明の他の目的は電源電圧の変動に鈍感
な半導体装置の基準電圧発生回路を提供するところにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明による基準電圧発生回路は基準電流発生
手段と、前記基準電圧発生回路の基準電圧と接地電圧の
間に抵抗手段を連結し前記基準電圧が前記基準電流と前
記抵抗手段の倍に出力されるようにする基準電圧発生手
段と、前記基準電流発生手段で発生する基準電流に比例
する電流を基準電圧発生手段に入力させるための電流ミ
ラー回路と、前記抵抗手段をMOSダイオードと前記基
準電圧により制御されるMOSトランジスターを直列に
連結し基準電圧が温度及び工程変化に鈍感に変動するよ
うにすることを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明による基準電圧発生回路によると、温度
及び工程変化に鈍感に変化する。
【0010】
【実施例】以下、本発明に係る実施例を添付図面に従っ
て説明する。
【0011】図3は本発明による基準電圧発生回路の回
路図を示すものである。
【0012】図3において、温度及び工程変化に鈍感な
基準電流を発生する前記基準電流発生回路10は、電源
電圧VCCに連結されたソース電極と接地電圧に連結され
たゲート電極を持つPMOSトランジスターMP4と、
前記PMOSトランジスターMP4のドレーン電極に連
結されたドレーン電極と、接地電圧に連結されたソース
電極を持つNMOSトランジスターMN3と、前記電流
ミラー回路20のPMOSトランジスターMP1のドレ
ーン電極に連結されたドレーン電極と、前記NMOSト
ランジスターMN3のドレーン電極に連結されたゲート
電極と、前記NMOSトランジスターMN3のゲート電
極に連結されたソース電極を持つNMOSトランジスタ
ーMN2と、前記NMOSトランジスターMN2のソー
ス電極に連結された抵抗R1と、前記抵抗R1に連結さ
れたドレーン電極と、接地電圧に連結されたゲート電極
と、ソース電極を持つNMOSトランジスターMN4か
ら構成されている。基準電流発生回路10と、前記基準
電流をミラー(mirror)するために電源電圧に連結された
ドレーン電極と、前記基準電流発生回路10に連結され
たゲート電極と、ソース電極を持つPMOSトランジス
ターMP1と、電源電圧に連結されたドレーン電極と、
前記PMOSトランジスターMP1のゲート電極に連結
されたゲート電極を持つPMOSトランジスターMP2
からなる電流ミラー20と、前記PMOSトランジスタ
ーMP2のドレーン電極と、基板と基準電圧出力端子に
連結されたソース電極と、ゲート電極とソース電極が共
通に連結されたPMOSトランジスターMP3と、前記
PMOSトランジスターMP3のドレーン電極に連結さ
れたドレーン電極と、出力端子に連結されたゲート電極
と、接地電圧に連結されたソース電極を持つNMOSト
ランジスターMN1からなる基準電圧発生回路30から
構成されている。
【0013】図3の回路において、基準電流Iref は次
のように現す。
【0014】Iref =(VtMN3−VtMN4)/R1 ここで、VtMN3、VtMN4はそれぞれNMOSトランジス
ターMN3,MN4のスレショルド電圧を示す。
【0015】前記の式から、基準電流Iref はNMOS
トランジスターMN3,MN4のスレショルド電圧の差
に比例する。したがって、基準電流Iref は温度及び工
程変化に鈍感で、電源電圧に独立的である。
【0016】前記基準電流Iref が電流ミラー回路20
に流れると、基準電圧Vref は電源電圧へ独立的に基準
電流Iref により決定される。そして、基準電圧Vref
はPMOSトランジスターMP3とNMOSトランジス
ターMN1のスレショルド電圧の和として決定される。
【0017】図4は基準電流発生回路の電源電圧による
基準電流を示すもので、2Vまでは電流が線形的に増加
するが、それ以後は常に一定の電流を発生することが分
かる。
【0018】また、本発明による基準電圧発生回路の温
度による基準電圧の変化を見てみると次の通りである。
【0019】
【表1】
【0020】
【発明の効果】したがって、本発明による基準電圧発生
回路は温度及び工程変化に鈍感で電源電圧の変動に無関
係である。
【0021】また、特別なマスクや追加される工程が不
必要になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の技術による半導体装置の基準電圧発生
回路の一例を示すものである。
【図2】 従来の技術による半導体装置の基準電圧発生
回路の他の例を示すものである。
【図3】 本発明による半導体装置の基準電圧発生回路
の回路図を示すものである。
【図4】 本発明による基準電圧発生回路の電源電圧V
CCによる基準電流の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
10:基準電流発生回路 20:電流ミラー回路 30:基準電圧発生回路 R1,R:抵抗 MP1〜4:PMOSトランジスター MN1〜4:NMOSトランジスター Iref :基準電流 Vref :基準電圧

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基準電流を発生するための基準電流発生
    手段と、その出力端子と接地の間に抵抗手段を連結する
    ことによりその基準電圧が前記基準電流と前記抵抗手段
    の倍に出力されるようにする基準電圧発生手段と、基準
    電流発生手段で発生する基準電流に比例する電流を前記
    基準電圧発生手段に入力させるための電流ミラー回路と
    を備えて、 前記抵抗手段をMOSダイオードと前記基準電圧により
    制御されるMOSトランジスターを直列に連結し構成し
    たことを特徴とする基準電圧発生回路。
  2. 【請求項2】 前記MOSダイオードは前記基準電圧と
    基板にソース電極が連結され、ゲート電極とドレーン電
    極が互いに連結された第1PMOSトランジスターであ
    ることを特徴とする請求項1記載の基準電圧発生回路。
  3. 【請求項3】 前記MOSトランジスターは前記基準電
    圧に連結されたゲート電極と前記PMOSトランジスタ
    ーのドレーン電極に連結されたドレーン電極と接地電圧
    に連結されたソース電極を持つNMOSトランジスター
    であることを特徴とする請求項1記載の電圧発生回路。
  4. 【請求項4】 前記電流ミラー回路は前記電流ミラー回
    路を構成するトランジスターの大きさにより基準電流発
    生回路の基準電流より小さい量の電流を基準電圧発生回
    路に流れるようにすることを特徴とする請求項1記載の
    基準電圧発生回路。
  5. 【請求項5】 前記電流ミラー回路は電源電圧に連結さ
    れたソース電極とゲート電極と共通に接続されたドレー
    ン電極を持つ第2PMOSトランジスターと、電源電圧
    に連結されたソース電極と前記第2PMOSトランジス
    ターのゲート電極に連結されたゲート電極と、前記第1
    PMOSトランジスターのソース電極に連結されたドレ
    ーン電極を持つ第3PMOSトランジスターから構成さ
    れたことを特徴とする請求項2又は4記載の基準電圧発
    生回路。
  6. 【請求項6】 前記基準電流発生回路は電源電圧に連結
    されたソース電極と接地電圧に連結されたゲート電極を
    持つ第4PMOSトランジスターと、前記第4PMOS
    トランジスターのドレーン電極に連結されたドレーン電
    極と接地電圧に連結されたソース電極持つ第2NMOS
    トランジスターと、前記電流ミラー回路の第2PMOS
    トランジスターのドレーン電極に連結されたドレーン電
    極と、前記第2NMOSトランジスターのドレーン電極
    に連結されたゲート電極と、前記第2NMOSトランジ
    スターのゲート電極に連結されたソース電極を持つ第3
    NMOSトランジスターと、前記第3NMOSトランジ
    スターのソース電極に連結された抵抗と、前記抵抗に連
    結されたドレーン電極と、ソース電極とゲート電極が接
    地電圧に連結された第4NMOSトランジスターから構
    成されたことを特徴とする請求項5記載の基準電圧発生
    回路。
  7. 【請求項7】 一定の基準電流を入力し基準電圧を発生
    し、その出力端と接地の間に抵抗手段を連結することに
    より前記基準電圧が前記基準電流と前記抵抗手段の抵抗
    の倍に出力されるようにする基準電圧発生手段を備え
    て、前記抵抗手段をMOSダイオードと前記基準電圧に
    より制御されるMOSトランジスターを直列に連結し構
    成したことを特徴とする基準電圧発生回路。
  8. 【請求項8】 前記MOSダイオードは前記基準電圧と
    基板に連結されたソース電極と、ゲート電極とドレーン
    電極が共通接続されたPMOSトランジスターであるこ
    とを特徴とする請求項7記載の基準電圧発生回路。
  9. 【請求項9】 前記MOSトランジスターは前記基準電
    圧に連結されたゲート電極と、前記PMOSトランジス
    ターのドレーン電極に連結されたドレーン電極と接地電
    圧に連結されたソース電極を持つNMOSトランジスタ
    ーであることを特徴とする請求項7記載の基準電圧発生
    回路。
JP4123538A 1992-03-18 1992-05-15 基準電圧発生回路 Pending JPH0643953A (ja)

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