JPH0677224B2 - 定電圧回路 - Google Patents
定電圧回路Info
- Publication number
- JPH0677224B2 JPH0677224B2 JP59222090A JP22209084A JPH0677224B2 JP H0677224 B2 JPH0677224 B2 JP H0677224B2 JP 59222090 A JP59222090 A JP 59222090A JP 22209084 A JP22209084 A JP 22209084A JP H0677224 B2 JPH0677224 B2 JP H0677224B2
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- JP
- Japan
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- transistor
- current
- emitter
- collector
- circuit
- 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
- G05F3/30—Regulators using the difference between the base-emitter voltages of two bipolar transistors operating at different current densities
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Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、各種電子機器において、基準電圧を得る際に
用いられる定電圧回路に関する。
用いられる定電圧回路に関する。
定電圧回路には、各種回路構成のものがあるが、その一
つに当業者間においてバンドギャップリファレンス回路
と呼ばれているものがある。上記バンドギャップリファ
レンス回路については、「半導体ハンドブック」（昭和
52年11月30日第２版第１刷発行、株式会社オーム社、P5
08及びP509）に報告されているが、その回路構成等につ
いて述べる。
つに当業者間においてバンドギャップリファレンス回路
と呼ばれているものがある。上記バンドギャップリファ
レンス回路については、「半導体ハンドブック」（昭和
52年11月30日第２版第１刷発行、株式会社オーム社、P5
08及びP509）に報告されているが、その回路構成等につ
いて述べる。
すなわち、バンドギャップリファレンス回路は、コレク
タ・ベースが接続された第１のトランジスタと、第１の
抵抗とを出力端子とGNDとの間に直列接続し、第２のト
ランジスタのベースを上記第１のトランジスタのベース
に接続し、第２トランジスタのエミッタを第２の抵抗を
介して基準電位（接地電位）GNDに接続し、更に第２ト
ランジスタのコレクタを第３抵抗を介して出力端子に接
続するとともに、第３トランジスタのベースを上記第２
トランジスタのコレクタに、そのエミッタをGNDに、そ
のコレクタを出力端子に接続し、出力端子から極めて温
度依存性の小さな出力電圧を得るものである。
タ・ベースが接続された第１のトランジスタと、第１の
抵抗とを出力端子とGNDとの間に直列接続し、第２のト
ランジスタのベースを上記第１のトランジスタのベース
に接続し、第２トランジスタのエミッタを第２の抵抗を
介して基準電位（接地電位）GNDに接続し、更に第２ト
ランジスタのコレクタを第３抵抗を介して出力端子に接
続するとともに、第３トランジスタのベースを上記第２
トランジスタのコレクタに、そのエミッタをGNDに、そ
のコレクタを出力端子に接続し、出力端子から極めて温
度依存性の小さな出力電圧を得るものである。
上記回路構成によると、第１トランジスタのエミッタ電
流は、そのベース・エミッタ間電圧、第１抵抗R1の抵抗
値、更に出力電圧のレベルによって設定される。一方、
第２トランジスタのエミッタ電流は、第１トランジスタ
のエミッタ電流、第２抵抗の抵抗値、第１及び第２トラ
ンジスタのエミッタ面積によって設定される。
流は、そのベース・エミッタ間電圧、第１抵抗R1の抵抗
値、更に出力電圧のレベルによって設定される。一方、
第２トランジスタのエミッタ電流は、第１トランジスタ
のエミッタ電流、第２抵抗の抵抗値、第１及び第２トラ
ンジスタのエミッタ面積によって設定される。
そして、本発明者の検討によると、出力電圧の温度依存
性を低減するためには、上記第１及び第２トランジスタ
のエミッタ電流比が一定の比率でなければならないが、
第１トランジスタのエミッタ電流が増大した場合、第２
抵抗が存在するために第２トランジスタのエミッタ電流
が上記電流に比例せず、第１及び第２トランジスタのエ
ミッタ電流比が厳密な意味で上記一定の比率を保てなく
なることが判明した。このため、第１のトランジスタの
エミッタ電流が温度変化すると、出力電圧のレベルが厳
密には温度依存性を有してしまうことが明らかにされ
た。
性を低減するためには、上記第１及び第２トランジスタ
のエミッタ電流比が一定の比率でなければならないが、
第１トランジスタのエミッタ電流が増大した場合、第２
抵抗が存在するために第２トランジスタのエミッタ電流
が上記電流に比例せず、第１及び第２トランジスタのエ
ミッタ電流比が厳密な意味で上記一定の比率を保てなく
なることが判明した。このため、第１のトランジスタの
エミッタ電流が温度変化すると、出力電圧のレベルが厳
密には温度依存性を有してしまうことが明らかにされ
た。
本発明の目的は、温度依存性の極めて小さな改良された
定電圧回路を提供することにある。
定電圧回路を提供することにある。
本発明の上記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろ
う。
明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろ
う。
本願において開示される発明の概要を述べれば、下記の
とおりである。
とおりである。
すなわち、トランジスタQ3の電流回路（コレクタ）に電
流制御トランジスタQ4を設けるとともに、このトランジ
スタQ4とトランジスタQ1の電流密度を同一になし、温度
変化による電流I1の変化を抵抗の温度依存性にのみに追
従させるようになし、出力電圧ＶREFの温度依存性を低
減させるという、本発明の目的を達成するものである。
流制御トランジスタQ4を設けるとともに、このトランジ
スタQ4とトランジスタQ1の電流密度を同一になし、温度
変化による電流I1の変化を抵抗の温度依存性にのみに追
従させるようになし、出力電圧ＶREFの温度依存性を低
減させるという、本発明の目的を達成するものである。
〔実施例１〕 次に、本発明を適用した定電圧回路の第１実施例を第１
図を参照して説明する。
図を参照して説明する。
なお、本実施例における定電圧回路は、第１図に示す電
流I1の温度依存性を低減させ、これにより出力電圧Ｖ
REFのレベルの温度依存性をより一層低減化するもので
ある。
流I1の温度依存性を低減させ、これにより出力電圧Ｖ
REFのレベルの温度依存性をより一層低減化するもので
ある。
先ず、定電圧回路の基本的な回路動作について述べる。
出力電圧ＶREFは、 と表わされる。
ここでＩS1,IS2は暗電流を示す。ここで、トランジスタ
Q1,Q2のエミッタ面積を同一にすれば、上記(1)式は と変形することができる。出力電圧ＶREFを1.24Vに設定
する場合を例にとって以下説明する。電流I1＝600μA,I
2＝60μA,I3＝540μＡと設定する。I0＝I1＋I2＋I3であ
るからI0＝1200μＡとなる。電流密度差によるトランジ
スタQ1,Q2のベース・エミッタ間電圧の差△ＶBEを求め
ると、 を得る。
Q1,Q2のエミッタ面積を同一にすれば、上記(1)式は と変形することができる。出力電圧ＶREFを1.24Vに設定
する場合を例にとって以下説明する。電流I1＝600μA,I
2＝60μA,I3＝540μＡと設定する。I0＝I1＋I2＋I3であ
るからI0＝1200μＡとなる。電流密度差によるトランジ
スタQ1,Q2のベース・エミッタ間電圧の差△ＶBEを求め
ると、 を得る。
電流I2＝60μＡであるから、抵抗R2は を得る。すなわち、トランジスタQ1,Q2を同一エミッタ
面積とし、抵抗R1を1KΩに設定すれば、電流I1・I2の比
率を10:1とすることができる。
面積とし、抵抗R1を1KΩに設定すれば、電流I1・I2の比
率を10:1とすることができる。
ここで、上記(1)式を温度で微分すると、 を得る。
ところで、一般にPN接合の順方向電圧の温度依存性は負
の温度依存性を有し、この依存性は電流密度依存性を有
する。本発明者の研究によれば、上記(3)式における および については、電流比10:1として＋0.18mV/℃を得た。
の温度依存性を有し、この依存性は電流密度依存性を有
する。本発明者の研究によれば、上記(3)式における および については、電流比10:1として＋0.18mV/℃を得た。
そして、出力電圧ＶREFの温度依存性を防止するために
は、上記(3)式に上記数値を代入して、 とし、 を得る。従って、抵抗R3については、R3＝11.7R2であ
り、抵抗R2は上述したように1KΩであるから、R3＝11.7
KΩとなる。
は、上記(3)式に上記数値を代入して、 とし、 を得る。従って、抵抗R3については、R3＝11.7R2であ
り、抵抗R2は上述したように1KΩであるから、R3＝11.7
KΩとなる。
上記の如く、抵抗R1,R2,R3の抵抗値を設定したとき、出
力電圧ＶREFの変化分を とすることができる。以上バンドギャップリファレンス
回路の基本回路動作を説明した。
力電圧ＶREFの変化分を とすることができる。以上バンドギャップリファレンス
回路の基本回路動作を説明した。
次に、本実施例では電流流I1が周囲温度に依存して変化
するのを抑えることができる理由を説明する。
するのを抑えることができる理由を説明する。
すなわち電流I1は で設定される。上記(4)式を温度で微分すると、 を得る。
ここで、トランジスタQ1,Q4のエミッタ面積が同一であ
れとすれば、両者の電流密度も同になり、上式(5)にお
ける と見做すことができる。
れとすれば、両者の電流密度も同になり、上式(5)にお
ける と見做すことができる。
以上の如く、トランジスタQ4を設けることにより、電流
I1の温度依存性を極めて小にすることができ、上記(2)
式から明らかなようにトランジスタQ3のベース・エミッ
タ間電圧ＶBEQ3を第２項の温度係数で相殺するにあた
り、 が一定のため広い温度範囲にわたり、温度依存性の極め
て小さな出力電圧ＶREFを得ることができる。
I1の温度依存性を極めて小にすることができ、上記(2)
式から明らかなようにトランジスタQ3のベース・エミッ
タ間電圧ＶBEQ3を第２項の温度係数で相殺するにあた
り、 が一定のため広い温度範囲にわたり、温度依存性の極め
て小さな出力電圧ＶREFを得ることができる。
〔実施例２〕 次に、第２図を参照して本発明の第２実施例を述べる。
なお、１は起動回路であり、分圧抵抗R5,R6によってト
ランジスタQ6を駆動し、定電圧回路を動作せしめた後は
トランジスタQ5のベース電圧との差によってトランジス
タQ6が非動作状態になり、起動動作を終了するものであ
る。従って、定電圧回路の温度依存性の低減動作につい
ては、上記起動回路１は無視してよい。
なお、１は起動回路であり、分圧抵抗R5,R6によってト
ランジスタQ6を駆動し、定電圧回路を動作せしめた後は
トランジスタQ5のベース電圧との差によってトランジス
タQ6が非動作状態になり、起動動作を終了するものであ
る。従って、定電圧回路の温度依存性の低減動作につい
ては、上記起動回路１は無視してよい。
また、抵抗R1,R2,R3の抵抗値、電流I1,I2,I3の電流値に
ついては上記定数と同一であるとする。
ついては上記定数と同一であるとする。
電流I4の電流値を求めると、 で決定される。出力電圧ＶREFは温度依存性が極めて小
であるから電流I4も温度依存性について同様と見做し得
る。
であるから電流I4も温度依存性について同様と見做し得
る。
そして、トランジスタQ7,Q8はカレントミラー回路を構
成しているので、電流I4（トランジスタQ7を流れる）が
安定化されれば、I4≒I0で決定される電流I0も安定化さ
れる。故に電流I1,I2,I3,I4,I0についてはすべて安定化
され、出力電圧ＶREFの温度依存性が低減される。
成しているので、電流I4（トランジスタQ7を流れる）が
安定化されれば、I4≒I0で決定される電流I0も安定化さ
れる。故に電流I1,I2,I3,I4,I0についてはすべて安定化
され、出力電圧ＶREFの温度依存性が低減される。
なお、抵抗R4については であるから、 から とすればよい。
(1)、電流I1の温度依存性をトランジスタQ4により補正
することにより、出力電圧ＶREFの温度依存性を低減す
ることができる。
することにより、出力電圧ＶREFの温度依存性を低減す
ることができる。
以上の説明では、主として本発明者によってなされた発
明をその背景となった利用分野である定電圧回路に適用
した場合について説明したが、それに限定されるもので
はない。
明をその背景となった利用分野である定電圧回路に適用
した場合について説明したが、それに限定されるもので
はない。
例えば、TTL回路の基準電源回路として利用できるのみ
でなく、リニアIC,インターフェイスドライバICの基準
電源回路としても利用することができる。
でなく、リニアIC,インターフェイスドライバICの基準
電源回路としても利用することができる。
第１図は本発明の第１の実施例を示す定電圧回路の回路
図、 第２図は本発明の第２の実施例を示す定電圧回路の回路
図。 Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,E6,Q7,Q8……トランジスタ、R1,R2,R3,
R4,R5,R6…抵抗、I1,I2,I3,I4,I0……電流、ＶREF……
出力電圧。
図、 第２図は本発明の第２の実施例を示す定電圧回路の回路
図。 Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,E6,Q7,Q8……トランジスタ、R1,R2,R3,
R4,R5,R6…抵抗、I1,I2,I3,I4,I0……電流、ＶREF……
出力電圧。
Claims (1)
- 【請求項１】エミッタが基準電位に接続され、コレクタ
が第１の抵抗を直列に介して電流源に接続され、ベース
とコレクタが接続された第１のトランジスタと、エミッ
タが第２の抵抗を直列に介して基準電位に接続され、コ
レクタが第３の抵抗を直列に介して定電圧出力端子に接
続され、ベースが上記第１のトランジスタのベースに接
続された第２のトランジスタと、エミッタが基準電位に
接続され、コレクタが上記出力端子に接続され、ベース
が上記第２のトランジスタのコレクタに接続された第３
のトランジスタと、ベースとコレクタが接続され、コレ
クタとエミッタが上記電流源と上記出力端子の間に直列
に接続された第４のトランジスタとを有するとともに、
上記第１のトランジスタと上記第４のトランジスタのエ
ミッタ面積を同一にして、上記第１のトランジスタと上
記第４のトランジスタの電流密度を同じくすることによ
り、第１のトランジスタに流れる電流の温度依存性を補
正させたことを特徴とする定電圧回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59222090A JPH0677224B2 (ja) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | 定電圧回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59222090A JPH0677224B2 (ja) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | 定電圧回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61101821A JPS61101821A (ja) | 1986-05-20 |
| JPH0677224B2 true JPH0677224B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=16776964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59222090A Expired - Lifetime JPH0677224B2 (ja) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | 定電圧回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677224B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017187181A1 (en) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | The University Of Bristol | Voltage detector and voltage detector system |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55116114A (en) * | 1979-02-28 | 1980-09-06 | Nec Corp | Constant voltage circuit |
-
1984
- 1984-10-24 JP JP59222090A patent/JPH0677224B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61101821A (ja) | 1986-05-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |