JPH087636B2 - 半導体装置の電圧降下回路 - Google Patents
半導体装置の電圧降下回路Info
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- G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
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- 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
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- H03K17/041—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit
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- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
- H03K17/6871—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、集積回路等に用いられる半導体装置の電圧
降下回路に関する。
降下回路に関する。
（従来の技術） 従来の集積回路用の電圧降下回路を第２図に示す。
この電圧降下回路は、基準電圧発生回路１と誤差増幅
回路２と制御トランジスタT1とからなる。そして、外部
電源VCCは、この制御トランジスタT1を介して負荷３に
接続されている。
回路２と制御トランジスタT1とからなる。そして、外部
電源VCCは、この制御トランジスタT1を介して負荷３に
接続されている。
基準電圧発生回路１は、外部電源VCCを抵抗で分圧し
て、基準電圧を誤差増幅回路２に供給するようになって
いる。誤差増幅回路２は、この基準電圧と負荷３への出
力電圧とを比較する差動増幅回路であり、この比較結果
に基づいて上記制御トランジスタT1をドライブする。
て、基準電圧を誤差増幅回路２に供給するようになって
いる。誤差増幅回路２は、この基準電圧と負荷３への出
力電圧とを比較する差動増幅回路であり、この比較結果
に基づいて上記制御トランジスタT1をドライブする。
従って、集積回路の内部回路である負荷３は、負荷電
流の大幅な変動があった場合にも、安定した電圧の供給
を受けることができる。
流の大幅な変動があった場合にも、安定した電圧の供給
を受けることができる。
（発明が解決しようとする課題） ところが、上記従来の電圧降下回路の構成では、負荷
３が大電流の供給を必要としない場合であっても、誤差
増幅回路２と基準電圧発生回路１とに常に電流が流れる
ことになる。
３が大電流の供給を必要としない場合であっても、誤差
増幅回路２と基準電圧発生回路１とに常に電流が流れる
ことになる。
この結果、従来の電圧降下回路が携帯用機器等のよう
に電池で駆動される電子装置の集積回路に用いられた場
合、集積回路の本来の内部回路である負荷３が大きな電
力を必要としないときにも電流が流れ続けることになる
ので、電池の寿命が短くなるという問題点があった。
に電池で駆動される電子装置の集積回路に用いられた場
合、集積回路の本来の内部回路である負荷３が大きな電
力を必要としないときにも電流が流れ続けることになる
ので、電池の寿命が短くなるという問題点があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、無駄
な電力消費のない半導体装置の電圧降下回路を提供する
ことを目的としている。
な電力消費のない半導体装置の電圧降下回路を提供する
ことを目的としている。
（課題を解決するための手段） この発明に係る半導体装置の電圧降下回路は、外部電
源の電圧を降圧して負荷に出力する第１の降圧回路と、
ダイオード回路からなり、該外部電源の電圧をダイオー
ドの順方向電圧により降圧して該負荷に出力する第２の
降圧回路と、該第１及び第２の降圧回路を、該負荷の容
量変化に応じて選択するスイッチ回路とを備えている。
該第１の降圧回路は、該外部電源の電圧に基づいて基準
電圧を発生する基準電圧発生回路と、該基準電圧と該負
荷への出力電圧とを比較する誤差増幅回路と、該誤差増
幅回路の比較結果に基づいて該出力電圧を制御する能動
素子とから構成されている。該スイッチ回路は、該負荷
への大電流の供給が必要であるとき、該第１の降圧回路
を選択し、該負荷への大電流の供給が不要であるとき、
該第１の降圧回路の基準電圧発生回路及び誤差増幅回路
を外部電源から切り離し、該能動素子を非活性状態とす
るとともに、該ダイオード回路を外部電源に接続して該
第２の降圧回路を選択するよう構成したものである。そ
のことにより上記目的が達成される。
源の電圧を降圧して負荷に出力する第１の降圧回路と、
ダイオード回路からなり、該外部電源の電圧をダイオー
ドの順方向電圧により降圧して該負荷に出力する第２の
降圧回路と、該第１及び第２の降圧回路を、該負荷の容
量変化に応じて選択するスイッチ回路とを備えている。
該第１の降圧回路は、該外部電源の電圧に基づいて基準
電圧を発生する基準電圧発生回路と、該基準電圧と該負
荷への出力電圧とを比較する誤差増幅回路と、該誤差増
幅回路の比較結果に基づいて該出力電圧を制御する能動
素子とから構成されている。該スイッチ回路は、該負荷
への大電流の供給が必要であるとき、該第１の降圧回路
を選択し、該負荷への大電流の供給が不要であるとき、
該第１の降圧回路の基準電圧発生回路及び誤差増幅回路
を外部電源から切り離し、該能動素子を非活性状態とす
るとともに、該ダイオード回路を外部電源に接続して該
第２の降圧回路を選択するよう構成したものである。そ
のことにより上記目的が達成される。
（作用） この発明においては、負荷が大きな電流を必要とする
場合には、基準電圧発生回路、誤差増幅回路、及び能動
素子からなる第１の降圧回路が選択されるので、該基準
電圧発生回路が外部電圧に基づいて基準電圧を発生する
とともに、該誤差増幅回路が該基準電圧と負荷への出力
電圧との比較を行い、該比較結果に基づいて能動素子が
該出力電圧をフィードバック制御することとなる。これ
により、負荷電流の大幅な変動が生じても、負荷には安
定した電圧の供給を行うことができる。
場合には、基準電圧発生回路、誤差増幅回路、及び能動
素子からなる第１の降圧回路が選択されるので、該基準
電圧発生回路が外部電圧に基づいて基準電圧を発生する
とともに、該誤差増幅回路が該基準電圧と負荷への出力
電圧との比較を行い、該比較結果に基づいて能動素子が
該出力電圧をフィードバック制御することとなる。これ
により、負荷電流の大幅な変動が生じても、負荷には安
定した電圧の供給を行うことができる。
また、負荷が大きな電流を必要としない場合には、第
２の降圧回路のダイオード回路が外部電源に接続されて
第２の降圧回路が選択され、第１の降圧回路の基準電圧
発生回路及び誤差増幅回路が外部電源から切り離される
とともに、その能動素子が非活性状態となるので、第１
の降圧回路を構成する基準電圧発生回路や誤差増幅回路
に無駄な電流が流れることがなくなる。しかも、この場
合に選択される第２の降圧回路がダイオード回路からな
るため、外部電源の電圧がダイオードの順方向電圧によ
り降圧されることとなり、該第２の降圧回路では負荷に
供給する電流以外の、回路自体を動作させるための電流
が流れることがない。このため、負荷が大きな電流を必
要としない場合には、電圧降下回路にて消費される電力
を完全に排除することができ、これにより本電圧降下回
路が携帯用機器の集積回路等に用いられた際には、電池
の寿命を飛躍的に延ばすことができる。
２の降圧回路のダイオード回路が外部電源に接続されて
第２の降圧回路が選択され、第１の降圧回路の基準電圧
発生回路及び誤差増幅回路が外部電源から切り離される
とともに、その能動素子が非活性状態となるので、第１
の降圧回路を構成する基準電圧発生回路や誤差増幅回路
に無駄な電流が流れることがなくなる。しかも、この場
合に選択される第２の降圧回路がダイオード回路からな
るため、外部電源の電圧がダイオードの順方向電圧によ
り降圧されることとなり、該第２の降圧回路では負荷に
供給する電流以外の、回路自体を動作させるための電流
が流れることがない。このため、負荷が大きな電流を必
要としない場合には、電圧降下回路にて消費される電力
を完全に排除することができ、これにより本電圧降下回
路が携帯用機器の集積回路等に用いられた際には、電池
の寿命を飛躍的に延ばすことができる。
（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。
第１図は本発明の一実施例による半導体装置の電圧降
下回路の構成を示す回路図である。
下回路の構成を示す回路図である。
本実施例の電圧降下回路は、外部電源の電圧Vccを降
圧して負荷３に出力する降圧回路として、基準電圧発生
回路1,基準電圧と出力電圧を比較する誤差増幅回路2,及
びその比較結果に基づいて出力電圧を制御する制御トラ
ンジスタ（能動素子）T1からなり、出力電圧をフィード
バック制御する第１の降圧回路と、ダイオード回路４か
らなり、その順方向電圧により外部電源の電圧を降圧す
る第２の降圧回路と、該第１及び第２の降圧回路を、該
負荷の容量変化に応じて選択するスイッチ回路５とを備
えている。ここで該スイッチ回路５は、該負荷３への大
電流の供給が必要であるとき、該第１の降圧回路を選択
し、該負荷への大電流の供給が不要であるとき、該第１
の降圧回路の基準電圧発生回路１及び誤差増幅回路２を
外部電源から切り離し、該制御トランジスタT1を非活性
状態とするとともに、該ダイオード回路４を外部電源に
接続して該第２の降圧回路を選択するよう構成したもの
である。
圧して負荷３に出力する降圧回路として、基準電圧発生
回路1,基準電圧と出力電圧を比較する誤差増幅回路2,及
びその比較結果に基づいて出力電圧を制御する制御トラ
ンジスタ（能動素子）T1からなり、出力電圧をフィード
バック制御する第１の降圧回路と、ダイオード回路４か
らなり、その順方向電圧により外部電源の電圧を降圧す
る第２の降圧回路と、該第１及び第２の降圧回路を、該
負荷の容量変化に応じて選択するスイッチ回路５とを備
えている。ここで該スイッチ回路５は、該負荷３への大
電流の供給が必要であるとき、該第１の降圧回路を選択
し、該負荷への大電流の供給が不要であるとき、該第１
の降圧回路の基準電圧発生回路１及び誤差増幅回路２を
外部電源から切り離し、該制御トランジスタT1を非活性
状態とするとともに、該ダイオード回路４を外部電源に
接続して該第２の降圧回路を選択するよう構成したもの
である。
以下、本実施例について詳述する。
制御トランジスタT1は、Ｐ型MOSFETからなり、このFE
Tのソース・ドレイン間を介して外部電源VCCを負荷３に
接続している。基準電圧発生回路１は、外部電源VCCを
抵抗R1及びR2で分圧して、基準電圧を誤差増幅回路２に
供給する回路である。誤差増幅回路２は、Ｎ型MOSFETか
らなるトランジスタT2及びT3とＰ型MOSFETからなるトラ
ンジスタT4及びT5とによって構成された差動増幅回路で
ある。誤差増幅回路２は、上記基準電圧発生回路１の基
準電圧と負荷３への出力電圧との比較結果に基づいて制
御トランジスタT1をドライブするようになっている。
Tのソース・ドレイン間を介して外部電源VCCを負荷３に
接続している。基準電圧発生回路１は、外部電源VCCを
抵抗R1及びR2で分圧して、基準電圧を誤差増幅回路２に
供給する回路である。誤差増幅回路２は、Ｎ型MOSFETか
らなるトランジスタT2及びT3とＰ型MOSFETからなるトラ
ンジスタT4及びT5とによって構成された差動増幅回路で
ある。誤差増幅回路２は、上記基準電圧発生回路１の基
準電圧と負荷３への出力電圧との比較結果に基づいて制
御トランジスタT1をドライブするようになっている。
また、上記ダイオード回路４は、２個のダイオードD1
及びD2を直接接続して構成されており、その陰極側は制
御トランジスタT1のドレインに接続されている。
及びD2を直接接続して構成されており、その陰極側は制
御トランジスタT1のドレインに接続されている。
スイッチ回路５は、Ｎ型MOSFETからなるトランジスタ
T6及びT7と、Ｐ型MOSFETからなるトランジスタT8及びT9
とによって構成された回路であり、各トランジスタT6〜
T9のゲートにはCE信号が印加されるようになっている。
このCE信号は、負荷３が大電流を必要とする場合にHIGH
レベルとなり、大電流を必要としない場合にはLOWレベ
ルとなるチップイネーブル信号であって、周辺回路から
適宜生成することができる。そして、トランジスタT
6は、基準電圧発生回路１と接地電位との間に挿入さ
れ、トランジスタT7は、誤差増幅回路２と接地電位との
間に挿入されている。また、トランジスタT8は、上記制
御トランジスタT1のゲートと外部電源VCCとの間を接続
する回路上に挿入されている。トランジスタT9はダイオ
ード回路４の陽極側と外部電源VCCとの間に挿入されて
いる。
T6及びT7と、Ｐ型MOSFETからなるトランジスタT8及びT9
とによって構成された回路であり、各トランジスタT6〜
T9のゲートにはCE信号が印加されるようになっている。
このCE信号は、負荷３が大電流を必要とする場合にHIGH
レベルとなり、大電流を必要としない場合にはLOWレベ
ルとなるチップイネーブル信号であって、周辺回路から
適宜生成することができる。そして、トランジスタT
6は、基準電圧発生回路１と接地電位との間に挿入さ
れ、トランジスタT7は、誤差増幅回路２と接地電位との
間に挿入されている。また、トランジスタT8は、上記制
御トランジスタT1のゲートと外部電源VCCとの間を接続
する回路上に挿入されている。トランジスタT9はダイオ
ード回路４の陽極側と外部電源VCCとの間に挿入されて
いる。
上記構成の電圧降下回路は、負荷３が大きな電流を必
要とする場合には、CE信号がHIGHレベルとなるので、ス
イッチ回路５におけるトランジスタT6及びT7が導通し、
トランジスタT8及びT9が遮断される。このため、基準電
圧発生回路１と誤差増幅回路２と制御トランジスタT1と
が従来と同様に正常に働く。即ち、この基準電圧発生回
路１が外部電源VCCに基づいて基準となる電圧を発生す
ると共に、誤差増幅回路２がこの基準電圧と負荷３への
出力電圧との比較を行い、制御トランジスタT1がこの比
較結果に基づいて出力電圧を制御することができる。ま
た、このように制御トランジスタT1の導通時には、トラ
ンジスタT9がオフ状態となり、ダイオード回路４は遮断
され、トランジスタT1及び誤差増幅回路２の動作とは関
係なくなる。
要とする場合には、CE信号がHIGHレベルとなるので、ス
イッチ回路５におけるトランジスタT6及びT7が導通し、
トランジスタT8及びT9が遮断される。このため、基準電
圧発生回路１と誤差増幅回路２と制御トランジスタT1と
が従来と同様に正常に働く。即ち、この基準電圧発生回
路１が外部電源VCCに基づいて基準となる電圧を発生す
ると共に、誤差増幅回路２がこの基準電圧と負荷３への
出力電圧との比較を行い、制御トランジスタT1がこの比
較結果に基づいて出力電圧を制御することができる。ま
た、このように制御トランジスタT1の導通時には、トラ
ンジスタT9がオフ状態となり、ダイオード回路４は遮断
され、トランジスタT1及び誤差増幅回路２の動作とは関
係なくなる。
従って、負荷３が大きな電流を必要とする場合には、
負荷電流の大幅な変動に対しても、この負荷３に安定し
た電圧を供給することができる。
負荷電流の大幅な変動に対しても、この負荷３に安定し
た電圧を供給することができる。
また、負荷３が大きな電流を必要としない場合には、
CE信号がLOWレベルとなるので、スイッチ回路５におけ
るトランジスタT6及びT7が遮断され、トランジスタT8及
びT9が導通する。このため、基準電圧発生回路１と誤差
増幅回路２とが電源を絶たれて動作しなくなると共に、
制御トランジスタT1がゲートの外部電源VCCレベルによ
って遮断される。また、この制御トランジスタT1の遮断
及びトランジスタT9が導通状態となることにより、ダイ
オード回路４の２個のダイオードD1及びD2が導通する。
CE信号がLOWレベルとなるので、スイッチ回路５におけ
るトランジスタT6及びT7が遮断され、トランジスタT8及
びT9が導通する。このため、基準電圧発生回路１と誤差
増幅回路２とが電源を絶たれて動作しなくなると共に、
制御トランジスタT1がゲートの外部電源VCCレベルによ
って遮断される。また、この制御トランジスタT1の遮断
及びトランジスタT9が導通状態となることにより、ダイ
オード回路４の２個のダイオードD1及びD2が導通する。
従って、負荷３が大きな電流を必要としない場合に
は、外部電源VCCがこのダイオード回路４を介して負荷
３に供給されることになり、外部電源VCCからはこの負
荷３を通して接地電位に至る微弱な電流のみが流れるこ
とになる。なお、この際、負荷３に供給される電圧は、
ダイオード回路４の２個のダイオードD1及びD2における
順方向電圧降下Vthの和を外部電源VCCから差し引いた値
が印加される。
は、外部電源VCCがこのダイオード回路４を介して負荷
３に供給されることになり、外部電源VCCからはこの負
荷３を通して接地電位に至る微弱な電流のみが流れるこ
とになる。なお、この際、負荷３に供給される電圧は、
ダイオード回路４の２個のダイオードD1及びD2における
順方向電圧降下Vthの和を外部電源VCCから差し引いた値
が印加される。
この結果、本実施例の電圧降下回路によれば、負荷３
が大きな電流を必要としない場合に、無駄な電力消費が
なくなるので、携帯用機器の集積回路等に用いられた場
合に、電池寿命を長くすることができる。
が大きな電流を必要としない場合に、無駄な電力消費が
なくなるので、携帯用機器の集積回路等に用いられた場
合に、電池寿命を長くすることができる。
（発明の効果） 以上のように本発明に係る半導体装置の電圧降下回路
によれば、負荷が大きな電流を必要とする場合には、基
準電圧発生回路、誤差増幅回路、及び能動素子からなる
第１の降圧回路が選択されるようにしたので、該基準電
圧発生回路が外部電圧に基づいて基準電圧を発生すると
ともに、該誤差増幅回路が該基準電圧と負荷への出力電
圧との比較を行い、該比較結果に基づいて能動素子が該
出力電圧をフィードバック制御することとなり、これに
より、負荷電流の大幅な変動が生じても、負荷には安定
した電圧の供給を行うことができるという効果がある。
によれば、負荷が大きな電流を必要とする場合には、基
準電圧発生回路、誤差増幅回路、及び能動素子からなる
第１の降圧回路が選択されるようにしたので、該基準電
圧発生回路が外部電圧に基づいて基準電圧を発生すると
ともに、該誤差増幅回路が該基準電圧と負荷への出力電
圧との比較を行い、該比較結果に基づいて能動素子が該
出力電圧をフィードバック制御することとなり、これに
より、負荷電流の大幅な変動が生じても、負荷には安定
した電圧の供給を行うことができるという効果がある。
また、負荷が大きな電流を必要としない場合には、第
２の降圧回路が、そのダイオード回路の外部電源への接
続により選択され、第１の降圧回路の基準電圧発生回路
及び誤差増幅回路が外部電源から切り離されるととも
に、その能動素子が非活性状態となるようにしたので、
第１の降圧回路を構成する基準電圧発生回路や誤差増幅
回路に無駄な電流が流れることがなくなる。しかも、こ
の場合に選択される第２の降圧回路がダイオード回路か
らなるため、該第２の降圧回路では負荷に供給する電流
以外の、回路自体を動作させるための電流が流れること
がない。このため、負荷が大きな電流を必要としない場
合には、電源下降回路にて消費される電力を完全に排除
することができ、これにより本電圧下降回路が携帯用機
器の集積回路等に用いられた際には、電池の寿命を飛躍
的に延ばすことができるという効果がある。
２の降圧回路が、そのダイオード回路の外部電源への接
続により選択され、第１の降圧回路の基準電圧発生回路
及び誤差増幅回路が外部電源から切り離されるととも
に、その能動素子が非活性状態となるようにしたので、
第１の降圧回路を構成する基準電圧発生回路や誤差増幅
回路に無駄な電流が流れることがなくなる。しかも、こ
の場合に選択される第２の降圧回路がダイオード回路か
らなるため、該第２の降圧回路では負荷に供給する電流
以外の、回路自体を動作させるための電流が流れること
がない。このため、負荷が大きな電流を必要としない場
合には、電源下降回路にて消費される電力を完全に排除
することができ、これにより本電圧下降回路が携帯用機
器の集積回路等に用いられた際には、電池の寿命を飛躍
的に延ばすことができるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例に係る電圧降下回路の回路
図、第２図は従来の電圧降下回路の回路図である。 １…基準電圧発生回路、２…誤差増幅回路、３…負荷、
４…ダイオード回路、５…スイッチ回路、VCC…外部電
源。
図、第２図は従来の電圧降下回路の回路図である。 １…基準電圧発生回路、２…誤差増幅回路、３…負荷、
４…ダイオード回路、５…スイッチ回路、VCC…外部電
源。
Claims (1)
- 【請求項１】外部電源の電圧を降圧して負荷に出力する
第１の降圧回路と、 ダイオード回路からなり、該外部電源の電圧をダイオー
ドの順方向電圧により降圧して該負荷に出力する第２の
降圧回路と、 該第１及び第２の降圧回路を、該負荷の容量変化に応じ
て選択するスイッチ回路とを備え、 該第１の降圧回路は、 該外部電源の電圧に基づいて基準電圧を発生する基準電
圧発生回路と、該基準電圧と該負荷への出力電圧とを比
較する誤差増幅回路と、該誤差増幅回路の比較結果に基
づいて該出力電圧を制御する能動素子とから構成されて
おり、 該スイッチ回路は、 該負荷への大電流の供給が必要であるとき、該第１の降
圧回路を選択し、 該負荷への大電流の供給が不要であるとき、該第１の降
圧回路の基準電圧発生回路及び誤差増幅回路を外部電源
から切り離し、その能動素子を非活性状態とするととも
に、該ダイオード回路を外部電源に接続して該第２の降
圧回路を選択するよう構成したものである半導体装置の
電圧降下回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009527A JPH087636B2 (ja) | 1990-01-18 | 1990-01-18 | 半導体装置の電圧降下回路 |
| US07/642,898 US5083043A (en) | 1990-01-18 | 1991-01-18 | Voltage control circuit for a semiconductor apparatus capable of controlling an output voltage |
Applications Claiming Priority (1)
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