JPH0664504B2 - レベルシフト回路 - Google Patents
レベルシフト回路Info
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- JPH0664504B2 JPH0664504B2 JP57500778A JP50077882A JPH0664504B2 JP H0664504 B2 JPH0664504 B2 JP H0664504B2 JP 57500778 A JP57500778 A JP 57500778A JP 50077882 A JP50077882 A JP 50077882A JP H0664504 B2 JPH0664504 B2 JP H0664504B2
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- current
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- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 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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- Logic Circuits (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は、一般的には電圧レベルシフタに関するもので
あり、更に具体的に言うと個々に別々に制御可能な温度
係数および振幅を有する電圧を発生させるための回路に
関する。
あり、更に具体的に言うと個々に別々に制御可能な温度
係数および振幅を有する電圧を発生させるための回路に
関する。
先行技術の説明 零温度係数を有する出力電流又は電圧を提供する必要が
しばしばあり、これを達成するための回路は周知であ
る。例えば“半導体調整電圧源”と題する米国特許第3,
887,863号“零温度係数電圧基準回路を含む電気調整器
装置”と題する米国特許第3,617,859号および“補償電
子電圧源”と題する米国特許第3,893,018号を参照され
たい。それらの回路は一般的に言って１つのトランジス
タのベース−エミッタ電圧（VBE）の負の温度係数を１
対のトランジスタ間のベース−エミッタ電圧差（Δ
VBE）から誘導される正の温度係数で補っている。この
先行技術に伴う問題の１つは、出力に導入される負の温
度係数の量が単一のVBEによって著しく制限されること
である。
しばしばあり、これを達成するための回路は周知であ
る。例えば“半導体調整電圧源”と題する米国特許第3,
887,863号“零温度係数電圧基準回路を含む電気調整器
装置”と題する米国特許第3,617,859号および“補償電
子電圧源”と題する米国特許第3,893,018号を参照され
たい。それらの回路は一般的に言って１つのトランジス
タのベース−エミッタ電圧（VBE）の負の温度係数を１
対のトランジスタ間のベース−エミッタ電圧差（Δ
VBE）から誘導される正の温度係数で補っている。この
先行技術に伴う問題の１つは、出力に導入される負の温
度係数の量が単一のVBEによって著しく制限されること
である。
発明の要約 本発明の目的は、制御可能な温度係数を有し、安定し
た、別個に制御可能なレベルシフティング電圧振幅を発
生させる電圧レベルシフト回路を提供することである。
た、別個に制御可能なレベルシフティング電圧振幅を発
生させる電圧レベルシフト回路を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、制御可能な温度係数を有
し、その出力に結合した、又はその出力に関連した回路
によって影響されない別個に制御可能なシフト振幅を有
する電圧レベルシフト回路を提供することである。
し、その出力に結合した、又はその出力に関連した回路
によって影響されない別個に制御可能なシフト振幅を有
する電圧レベルシフト回路を提供することである。
本発明の更にもう一つの目的は、制御可能な温度係数を
有し、乗算又は抵抗分圧器の使用を必要としない別個に
制御可能なシフト振幅を有する。電圧レベルシフト回路
を提供することである。
有し、乗算又は抵抗分圧器の使用を必要としない別個に
制御可能なシフト振幅を有する。電圧レベルシフト回路
を提供することである。
本発明によると、所望の温度係数および振幅を有する出
力電圧を導出するためのレベルシフト回路において、第
１供給電圧端子と、第２供給電圧端子と、前記第１供給
電圧端子に結合され、正の温度係数を有する第１電流を
発生させる第１電流源と、前記第１供給電圧端子に結合
され、前記第１電流とは独立した負の温度係数を有する
第２電流を発生させる第２電流源と、前記第１および第
２電流源と前記第２供給電圧端子との間に結合される第
３抵抗手段であって、前記第１および第２電流を結合し
て予め定める温度係数を有する第３電流を導出し、前記
予め定めるの温度係数を有するとともに前記予め定める
の温度係数とは無関係に制御できる振幅を有する電圧を
前記第３電流から発生させる第３抵抗手段とから構成さ
れるレベルシフト回路が提供される。
力電圧を導出するためのレベルシフト回路において、第
１供給電圧端子と、第２供給電圧端子と、前記第１供給
電圧端子に結合され、正の温度係数を有する第１電流を
発生させる第１電流源と、前記第１供給電圧端子に結合
され、前記第１電流とは独立した負の温度係数を有する
第２電流を発生させる第２電流源と、前記第１および第
２電流源と前記第２供給電圧端子との間に結合される第
３抵抗手段であって、前記第１および第２電流を結合し
て予め定める温度係数を有する第３電流を導出し、前記
予め定めるの温度係数を有するとともに前記予め定める
の温度係数とは無関係に制御できる振幅を有する電圧を
前記第３電流から発生させる第３抵抗手段とから構成さ
れるレベルシフト回路が提供される。
図面の簡単な説明 図１は、本発明を部分的にはブロック図で、一部を概略
図で示したものである。
図で示したものである。
図２は、図１に示す本願実施例をさらに具体的に示す回
路図である。
路図である。
好ましい実施例の説明 図１に示す本発明の構成は、大地およびノード4,6にそ
れぞれ結合されている第１抵抗RPおよび第２抵抗RNを備
える。第３抵抗RSは、供給電圧源（Ｖ＋）およびノード
２に供給され、このノード２から回路出力が取り出され
る。図示されているようにノード2,4,6に結合されてい
るブロック８は、第１電圧△VBEおよび第２電圧VBEを発
生させるための回路を含み、VBEはトランジスタのベー
ス−エミッタ電圧に対応し負の温度係数を有し、△VBE
は１対のトランジスタ間のベース−エミッタ電圧差であ
り正の温度係数を有する。これらの電圧を発生させるた
めの回路は周知であり、これ以上の説明はここでは必要
ないと思われる。しかし関心のある当業者は上記に引用
した米国特許第3,887,863号を参照されたい。抵抗RN,RP
およびRSは集積回路チップの内部にあってもよく、又
は、その外部にあってもよい。
れぞれ結合されている第１抵抗RPおよび第２抵抗RNを備
える。第３抵抗RSは、供給電圧源（Ｖ＋）およびノード
２に供給され、このノード２から回路出力が取り出され
る。図示されているようにノード2,4,6に結合されてい
るブロック８は、第１電圧△VBEおよび第２電圧VBEを発
生させるための回路を含み、VBEはトランジスタのベー
ス−エミッタ電圧に対応し負の温度係数を有し、△VBE
は１対のトランジスタ間のベース−エミッタ電圧差であ
り正の温度係数を有する。これらの電圧を発生させるた
めの回路は周知であり、これ以上の説明はここでは必要
ないと思われる。しかし関心のある当業者は上記に引用
した米国特許第3,887,863号を参照されたい。抵抗RN,RP
およびRSは集積回路チップの内部にあってもよく、又
は、その外部にあってもよい。
ノード４にVBEが現われると、抵抗RNを流れる電流は負
の温度係数と値VBE／RNを有する。同様な方法で、△VBE
がノード６に現われると、RPを流れる電流は、それに関
連した正の温度係数と値△VBE／RPを有する。従って、
抵抗RSを流れる総電流ICNTは値VBE／RN＋△VBERPに等し
い。この電流はそれに関連した温度係数を有し、この係
数は抵抗RNと抵抗RPを適当に選択することによって制御
される。例えば、抵抗RNが開放されていると（無限イン
ピーダンス）、電流ICNTの温度係数は完全に△VBE成分
によることになり従って正となる。他方、抵抗RPが開放
されていると、電流ICNTの温度係数はVBE項によること
になり従って負となる。従って抵抗RNおよび抵抗RPを適
当に設定することによって、電流ICNTの温度係数は約−
2000ppm／℃と＋3000ppm／℃との間で変えられる。
の温度係数と値VBE／RNを有する。同様な方法で、△VBE
がノード６に現われると、RPを流れる電流は、それに関
連した正の温度係数と値△VBE／RPを有する。従って、
抵抗RSを流れる総電流ICNTは値VBE／RN＋△VBERPに等し
い。この電流はそれに関連した温度係数を有し、この係
数は抵抗RNと抵抗RPを適当に選択することによって制御
される。例えば、抵抗RNが開放されていると（無限イン
ピーダンス）、電流ICNTの温度係数は完全に△VBE成分
によることになり従って正となる。他方、抵抗RPが開放
されていると、電流ICNTの温度係数はVBE項によること
になり従って負となる。従って抵抗RNおよび抵抗RPを適
当に設定することによって、電流ICNTの温度係数は約−
2000ppm／℃と＋3000ppm／℃との間で変えられる。
さて、温度係数が何らかの所望の値にセットされたとす
ると、ノード２に現われるシフトされた電圧の振幅値
（magnitude）は抵抗RSを適当に選択することによって
何らかの所望の振幅値にセットすることができる。抵抗
RS両端の電圧降下は今や制限電流ICNTにあたえられるの
と同じ関連温度係数を有したことになる。従って、制御
可能な温度係数および別個に制御される振幅を有する電
圧源が作られたことになる。即ち、抵抗RNおよび抵抗RP
を選択することによって温度係数が制御され、抵抗RSを
選択することによってシフトの振幅値が制御される。
ると、ノード２に現われるシフトされた電圧の振幅値
（magnitude）は抵抗RSを適当に選択することによって
何らかの所望の振幅値にセットすることができる。抵抗
RS両端の電圧降下は今や制限電流ICNTにあたえられるの
と同じ関連温度係数を有したことになる。従って、制御
可能な温度係数および別個に制御される振幅を有する電
圧源が作られたことになる。即ち、抵抗RNおよび抵抗RP
を選択することによって温度係数が制御され、抵抗RSを
選択することによってシフトの振幅値が制御される。
図１に示した構成のいくつかの利点に注目すべきであ
る。第１に、シフトされた電圧の振幅をセットするのは
抵抗の比のみであって、抵抗の絶対値ではない。この結
果、普通の抵抗プロセッシングを用いて抵抗が作られて
いる限りにおいては抵抗許容誤差要件を減少する。例え
ば、抵抗RNおよび抵抗RPの値が高ければ電流は低くな
る。しかし、抵抗RSの値もまた高くするので、その結果
生じるレベルシフトは同じになる。第２に、抵抗RS両端
のレベルシフト電圧は、供給電圧Ｖ＋の変動に関係なく
一定である。
る。第１に、シフトされた電圧の振幅をセットするのは
抵抗の比のみであって、抵抗の絶対値ではない。この結
果、普通の抵抗プロセッシングを用いて抵抗が作られて
いる限りにおいては抵抗許容誤差要件を減少する。例え
ば、抵抗RNおよび抵抗RPの値が高ければ電流は低くな
る。しかし、抵抗RSの値もまた高くするので、その結果
生じるレベルシフトは同じになる。第２に、抵抗RS両端
のレベルシフト電圧は、供給電圧Ｖ＋の変動に関係なく
一定である。
図２は、図１に示す本願実施例をさらに具体的に示す回
路図である。図２において、トランジスタQ1のコレクタ
は、トランジスタQ1,Q2のベースに接続されるととも
に、抵抗R1を介して供給電圧源Ｖ＋に接続される。トラ
ンジスタQ1のエミッタは、大地に接続される。トランジ
スタQ2のコレクタは、抵抗RSを介して供給電圧源Ｖ＋に
接続されるとともに、トランジスタQ3のコレクタにも接
続される。トランジスタQ2のエミッタは、抵抗RPを介し
て大地に接続される。トランジスタQ1,Q2および抵抗R1,
RPは、よく知られたウィドラ（Widlar）電流源とよばれ
る正の温度係数を有する第１電流源を構成する。
路図である。図２において、トランジスタQ1のコレクタ
は、トランジスタQ1,Q2のベースに接続されるととも
に、抵抗R1を介して供給電圧源Ｖ＋に接続される。トラ
ンジスタQ1のエミッタは、大地に接続される。トランジ
スタQ2のコレクタは、抵抗RSを介して供給電圧源Ｖ＋に
接続されるとともに、トランジスタQ3のコレクタにも接
続される。トランジスタQ2のエミッタは、抵抗RPを介し
て大地に接続される。トランジスタQ1,Q2および抵抗R1,
RPは、よく知られたウィドラ（Widlar）電流源とよばれ
る正の温度係数を有する第１電流源を構成する。
トランジスタQ3のベースはトランジスタQ4のコレクタに
接続されるとともに、抵抗R2を介して供給電圧源Ｖ＋に
接続される。トランジスタQ4のベースは、トランジスタ
Q3のエミッタに接続されるとともに、抵抗RNを介して大
地に接続される。トランジスタQ4のエミッタは、大地に
接続される。トランジスタQ3,Q4および抵抗R2,RNは、負
の温度係数を有する第２電流源を構成する。
接続されるとともに、抵抗R2を介して供給電圧源Ｖ＋に
接続される。トランジスタQ4のベースは、トランジスタ
Q3のエミッタに接続されるとともに、抵抗RNを介して大
地に接続される。トランジスタQ4のエミッタは、大地に
接続される。トランジスタQ3,Q4および抵抗R2,RNは、負
の温度係数を有する第２電流源を構成する。
トランジスタQ1,Q2のベース−エミッタ電圧をそれぞれV
BE1,VBE2とし、トランジスタQ2のコレクタ電流をIPとす
ると、式１が成り立つ。
BE1,VBE2とし、トランジスタQ2のコレクタ電流をIPとす
ると、式１が成り立つ。
VBE1−VBE2−IPRP＝０ （１） トランジスタQ1,Q2のベース−エミッタ電圧の差を△VBE
（＝VBE1−VBE2）とすると、式（１）は式（２）とな
る。
（＝VBE1−VBE2）とすると、式（１）は式（２）とな
る。
IPRP＝△VBE （２） 両辺をRPで除去すると、式（３）となる。
IP＝△VBE／RP （３） したがって、正の温度係数を有する電流IPは、抵抗RPを
調整することによって設定することができる。
調整することによって設定することができる。
次に、トランジスタQ3のコレクタ電流INとし、トランジ
スタQ4のベース−エミッタ電圧をVBE4とすると、式４が
成立する。
スタQ4のベース−エミッタ電圧をVBE4とすると、式４が
成立する。
VBE4−INRN＝０ （４） したがって、式４を整理すると、式５となる。
IN＝VBE4／RN （５） すなわち、電流INは、抵抗RNを調整することによって設
定することができる。電圧VBE4は、負の温度係数を有す
るので、電流INは負の温度係数を有することになる。
定することができる。電圧VBE4は、負の温度係数を有す
るので、電流INは負の温度係数を有することになる。
抵抗RS中を流れる電流ICNTは、電流IPと電流INの和であ
るので、電流ICNTの温度係数は、電流IPと電流INの各温
度係数を調整することによって、所望の温度係数を有す
る電流を得ることができる。
るので、電流ICNTの温度係数は、電流IPと電流INの各温
度係数を調整することによって、所望の温度係数を有す
る電流を得ることができる。
供給電圧Ｖ＋は、一定であるので、出力電圧VOUTは、供
給電圧Ｖ＋から抵抗RS中の降下電圧分を差し引いた電圧
となる。すなわち、出力電圧VOUTは、抵抗RP,RNを調整
することによって所望の温度係数に設定することがで
き、出力電圧値は、抵抗RSを調整することによって設定
することができる。
給電圧Ｖ＋から抵抗RS中の降下電圧分を差し引いた電圧
となる。すなわち、出力電圧VOUTは、抵抗RP,RNを調整
することによって所望の温度係数に設定することがで
き、出力電圧値は、抵抗RSを調整することによって設定
することができる。
上述の説明は例として挙げたに過ぎない。当業技術者は
本発明の範囲を逸脱することなく形式および詳細の変更
を行なうことができる。
本発明の範囲を逸脱することなく形式および詳細の変更
を行なうことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヤレツト・ロバ−ト・ビ− アメリカ合衆国アリゾナ州85283テンピ・ イ−・カ−メン・ストリ−ト1196番 (56)参考文献 特開 昭56−4817（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−74615（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】所望の温度係数および振幅を有する出力電
圧を導出するためのレベルシフト回路において： 第１供給電圧端子； 第２供給電圧端子； 前記第１供給電圧端子に結合され、正の温度係数を有す
る第１電流を発生させる第１電流源； 前記第１供給電圧端子に結合され、前記第１電流とは独
立した負の温度係数を有する第２電流を発生させる第２
電流源；および 前記第１および第２電流源と前記第２供給電圧端子との
間に結合される第３抵抗手段であって、前記第１および
第２電流を結合して予め定める温度係数を有する第３電
流を前記第３抵抗手段に導出し、前記予め定める温度係
数を有するとともに前記予め定める温度係数の設定とは
無関係に制御できる振幅を有する電圧を前記第３電流か
ら発生させる前記第３抵抗手段； から構成されることを特徴とするレベルシフト回路。 - 【請求項２】正の温度係数を有する第１電圧を発生させ
る第１電圧源および負の温度係数を有する第２電圧を発
生させる第２電圧源に結合され、所望の温度係数および
振幅を有する電圧を導出するレベルシフト回路におい
て： 第１供給電圧端子； 第２供給電圧端子； 前記第１供給電圧端子と第１電圧源との間に結合され、
正の温度係数を有する第１電流を発生させる第１抵抗手
段； 前記第１供給電圧端子と第２電圧源との間に結合され、
前記第１電流とは独立した負の温度係数を有する第２電
流を発生させる第２抵抗手段；および 前記第１および第２電流源と前記第２供給電圧端子との
間に結合される第３抵抗手段であって、前記第１および
第２電流を結合して予め定める温度係数を有する第３電
流を前記第３抵抗手段に導出し、所望の振幅と温度係数
とを有するとともに、前記振幅が前記予め定める温度係
数の設定とは無関係に制御できる電圧を発生させる前記
第３抵抗手段； から構成されることを特徴とするレベルシフト回路。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US23609181A | 1981-02-20 | 1981-02-20 | |
| US000000236091 | 1981-02-20 | ||
| US236091 | 1981-02-20 | ||
| PCT/US1982/000100 WO1982002964A1 (en) | 1981-02-20 | 1982-01-25 | Variable temperature coefficient level shifter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58500092A JPS58500092A (ja) | 1983-01-13 |
| JPH0664504B2 true JPH0664504B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=22888107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57500778A Expired - Lifetime JPH0664504B2 (ja) | 1981-02-20 | 1982-01-25 | レベルシフト回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0072842A4 (ja) |
| JP (1) | JPH0664504B2 (ja) |
| IT (1) | IT1147597B (ja) |
| WO (1) | WO1982002964A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4902959A (en) * | 1989-06-08 | 1990-02-20 | Analog Devices, Incorporated | Band-gap voltage reference with independently trimmable TC and output |
| GB2355552A (en) | 1999-10-20 | 2001-04-25 | Ericsson Telefon Ab L M | Electronic circuit for supplying a reference current |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US30586A (en) * | 1860-11-06 | Dooe-lock | ||
| US3781648A (en) * | 1973-01-10 | 1973-12-25 | Fairchild Camera Instr Co | Temperature compensated voltage regulator having beta compensating means |
| FR2339719A1 (fr) * | 1976-01-28 | 1977-08-26 | Strathclyde Precast Concrete L | Methode pour faire un revetement sur des blocs de construction |
| US4079308A (en) * | 1977-01-31 | 1978-03-14 | Advanced Micro Devices, Inc. | Resistor ratio circuit construction |
| JPS5574615A (en) * | 1978-11-30 | 1980-06-05 | Toshiba Corp | Constant voltage circuit |
| JPS564817A (en) * | 1979-06-25 | 1981-01-19 | Hitachi Ltd | Constant voltage generating circuit |
| US4263519A (en) * | 1979-06-28 | 1981-04-21 | Rca Corporation | Bandgap reference |
| US4317054A (en) * | 1980-02-07 | 1982-02-23 | Mostek Corporation | Bandgap voltage reference employing sub-surface current using a standard CMOS process |
| DE3006598C2 (de) * | 1980-02-22 | 1985-03-28 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Spannungsquelle |
-
1982
- 1982-01-25 JP JP57500778A patent/JPH0664504B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1982-01-25 WO PCT/US1982/000100 patent/WO1982002964A1/en not_active Ceased
- 1982-01-25 EP EP19820900756 patent/EP0072842A4/en not_active Withdrawn
- 1982-02-08 IT IT47745/82A patent/IT1147597B/it active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58500092A (ja) | 1983-01-13 |
| IT8247745A0 (it) | 1982-02-08 |
| IT1147597B (it) | 1986-11-19 |
| EP0072842A1 (en) | 1983-03-02 |
| WO1982002964A1 (en) | 1982-09-02 |
| EP0072842A4 (en) | 1984-04-06 |
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