JPH09114534A - 基準電圧発生回路 - Google Patents

基準電圧発生回路

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JPH09114534A
JPH09114534A JP7265796A JP26579695A JPH09114534A JP H09114534 A JPH09114534 A JP H09114534A JP 7265796 A JP7265796 A JP 7265796A JP 26579695 A JP26579695 A JP 26579695A JP H09114534 A JPH09114534 A JP H09114534A
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JP
Japan
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circuit
field effect
insulated gate
gate field
effect transistor
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JP7265796A
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English (en)
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Yukitaka Ogawa
幸孝 小川
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Seiko Instruments Inc
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Seiko Instruments Inc
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • 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
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/30Regulators using the difference between the base-emitter voltages of two bipolar transistors operating at different current densities

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  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明の目的は、高い基準電圧(Vre
f)を発生する基準電圧発生回路の電源電圧起動時と電
源変動時のVrefの安定性を得るようにした基準電圧
発生回路を提供することである。 【解決手段】 電源投入時に電源起動回路からロウレベ
ルとハイレベルを出力する。その信号を被起動回路が受
け全てのトランジスタをON状態にして起動し、安定し
たVrefを出力する。 【効果】 従来の基準電圧発生回路に比べ起動特性が向
上し確実に起動が加えられるようになった。電源電圧が
急激に変動しても安定したVref電圧を出力すること
ができる。高いVrefを出す事と急激な電源変動時の
Vrefの安定性を両立することが可能になった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基準電圧発生回路に関
するものである。基準電圧発生回路は、電源起動回路と
被起動回路から構成されている。電源起動回路とは、被
起動回路を電源投入時に起動する為の回路である。ここ
に被起動回路とは、電源立ち上がり時に一定の起動を必
要とする種々の回路を総称したものである。たとえば基
準電圧回路がある。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来の電源起動回路及びその被
起動回路を示す図である。本図において10が電源起動
回路であり起動されるのが被起動回路20である。被起
動回路20は、一例として基準電圧発生回路を示す。そ
の基準電圧発生回路は、出力部4を有し定電圧出力(V
ref)を発生する。これより先、定電圧出力をVre
fとする。被起動回路は、この回路形式に限定されるも
のではない。
【0003】従来型の基準電圧発生回路は、電源投入時
に電源起動回路C11がGNDの電位なっている。そし
て徐々に電位が上がりP21のスレッショルド以下にな
るまでそのトランジスタに電流を流しカレントミラーか
らなるP22にも電流を流しその後N21・N22に電
流を流し被起動回路(基準電圧回路)を起動をかける方
法であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記従来例では、高い
Vrefを出す事と急激な電源変動時のVrefの安定
性を両立することが困難である。たとえば通常の場合、
VrefはNチャンネルMOSFETN22のスレッシ
ョルド電圧より若干高い電圧しか出せない。高いVre
fを出そうとすると被起動回路20の全トランジスタサ
イズのチャネル長Lを長くし電流を絞る方向に変更しな
ければならない。すると電源投入時に被起動回路が起動
しない場合がある。動作としては、上記従来の技術に書
いたように被起動回路C11がPチャンネルMOSFE
TP21のスレッショルド以上の電位の時間が短いと十
分な電流が流せなくなる。電流を絞った分、電流を流す
時間を増やさなければならない。被起動回路を起動させ
るには、電源起動回路10のC11を大きくして被起動
回路C11がPチャンネルMOSFETP21のスレッ
ショルド以上の電位の時間を長くする。すると起動特性
は、向上する。しかし、電源電圧が急激に下がるとC1
1にたまっている電荷がぬけない為、被起動回路20の
PチャンネルMOSFETP21・PチャンネルMOS
FETP22がOFF状態になりVrefが定電圧出力
状態から不安定状態になる。
【0005】この発明の目的は、従来の技術の問題点で
ある高いVrefを出す事と急激な電源変動時のVre
fの安定性を両立させる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、以下の手段を
用いた。 (1)基準電圧回路と電源投入時に基準電圧回路を起動
する為の電源起動回路とから成る基準電圧発生回路にお
いて、基準電圧回路は、少なくとも起動用入力端子を2
つ有する第1の相補型絶縁ゲート電界効果型トランジス
タ回路から形成されているとともに、電源起動回路は、
電源投入時に接地レベルに近い第1の起動用出力端子と
電源電圧に近い第2の起動用出力端子を含む第2の相補
型絶縁ゲート電界効果型トランジスタ回路で構成されて
いることを特徴とする基準電圧発生回路。
【0007】(2)第1の相補型絶縁ゲート電界効果型
トランジスタ回路は、第1導電型の第1の絶縁ゲート電
界効果型トランジスタのドレイン端子と第2導電型の第
2の絶縁ゲート電界効果型トランジスタのドレイン端子
を接続した回路と、第1導電型の第3の絶縁ゲート電界
効果型トランジスタのドレイン端子と第2導電型の第4
の絶縁ゲート電界効果型トランジスタのドレイン端子を
接続した回路とを電源電圧に対して各々並列に接続する
とともに、第1と第3の絶縁ゲート電界効果型トランジ
スタの各々のゲート電極と第1の絶縁ゲート電界効果型
トランジスタのドレイン端子とを接続して起動用入力端
子を構成し、さらに、第2と第4の絶縁ゲート電界効果
型トランジスタの各々のゲート電極と第4の絶縁ゲート
電界効果型トランジスタのドレイン端子とを接続して他
の起動用入力端子及び定電圧出力端子を形成することを
特徴とする第1項に記載の基準電圧発生回路。
【0008】(3)第2の相補型絶縁ゲート電界効果型
トランジスタ回路は、電源電圧の間に直列接続された容
量と抵抗機能素子と、容量と抵抗機能素子の接続点の電
位を入力とする第1のインバータ回路と、第1のインバ
ータ回路の出力電位を入力とする第2のインバータ回路
と、第1のインバータ回路の出力電位をによりゲート電
極が駆動されて接地電源端子と第1の起動用出力端子と
の間に設けられた第2導電型の第5の絶縁ゲート電界効
果型トランジスタと、第2のインバータ回路の出力電位
によりゲート電極が駆動されて電源端子と第2の起動用
出力端子との間に設けられた第1導電型の第6の絶縁ゲ
ート電界効果型トランジスタとから成ることを特徴とす
る第1項に記載の基準電圧発生回路。
【0009】
【実施例】図1は、この発明の一実施例の回路図が示さ
れている。同図の各回路素子は、公知のCMOS(相補
型MOS)集積回路の製造技術によって特に制限されな
いが単結晶シリコンのような半導体基板上において形成
される。
【0010】特に制限されないがこの実施例の集積回路
は、単結晶P型シリコンからなる半導体基板に形成され
る。PチャンネルMOSFETP41等は、半導体基板
にN型ウェル領域を形成し、その表面に形成されたソー
ス領域,ドレイン領域及びソース領域とドレイン領域の
間の半導体基板表面に薄い厚さのゲート絶縁膜を介して
形成されたポリシリコンからなるようなゲート電極から
構成される。
【0011】NチャンネルMOSFETN41等は、上
記半導体基板表面に形成される。これによって、N型ウ
ェル領域は、その上に形成されたPチャンネルMOSF
ETの基板ゲートを構成する。P型基板は、その上に形
成されたNチャンネルMOSFETの基体ゲートを構成
する。NチャンネルMOSFETの基体ゲート、すなわ
ち、P型基板は、電源端子VSSに結合される。また、
PチャンネルMOSFETの基体ゲート、すなわち、N
型ウェル領域は、VCC電位もしくはPチャンネルMO
SFETのソース領域に結合される。
【0012】被起動回路40の接続について説明する。
本実施例では、被起動回路40として基準電圧発生回路
の場合を説明する。PチャンネルMOSFETP43の
ドレインがPチャンネルMOSFETP1のソース及び
抵抗R41の片側に接続されている。R1のもう一方が
PチャンネルMOSFETP42のソースに接続されP
チャンネルMOSFETP41のゲートとドレイン及び
PチャンネルMOSFETP42のゲートさらにNチャ
ンネルMOSFETN41のドレインと電源起動回路3
0のNチャンネルMOSFETN33のドレインに接続
されている。PチャンネルMOSFETP42のドレイ
ンがNチャンネルMOSFETN42のゲートとドレイ
ン電源起動回路30のPチャンネルMOSFETP35
のドレインに接続されている。22・24のうちの片方
又は両方がVrefとして使用される。PチャンネルM
OSFETP43は、スイッチ・サンプリング・テスト
の時などに使用する。例えばある時間だけこの回路を動
作させてそれ以外は、動作させないで消費電流を抑え
る。PチャンネルMOSFETP43は、本発明には無
くても良い。抵抗R41は、消費電流を制御する為のも
のであると共に基準電圧を変える為のものでもある。
【0013】電源起動回路30の接続について説明す
る。上記PチャンネルMOSFETP34のゲートとド
レインが容量C31とCMOSインバータG31の入力
と接続されCMOSインバータG31の出力がCMOS
インバータG32の入力とNチャンネルMOSFETN
33のゲートに接続されNチャンネルMOSFETN3
3のドレインは、上記のように被起動回路40に接続さ
れている。CMOSインバータG32の出力がPチャン
ネルMOSFETP35のゲートに接続されPチャンネ
ルMOSFETP35のドレインは、上記のように被起
動回路40に接続されている。
【0014】上記電源起動回路30等の動作について説
明する。CMOSインバータG31の入力レベルは、電
源電圧VCCからPチャンネルMOSFETP34のス
レッショルド電圧分だけレベルが低く、電源投入時にお
けるCMOSインバータG31のロジックスレッショル
ド電圧より低いレベルになる。これによって、CMOS
インバータG31の出力信号がハイレベルになるのでN
チャンネルMOSFETN33はON状態にさせられる
と共にCMOSインバータG32の出力がロウレベルに
なるのでPチャンネルMOSFETP35がON状態に
させられる。上記のように電源投入時に、電源起動回路
30よりハイレベルとロウレベルの信号が出力される。
これにより、被起動回路40のPチャンネルMOSFE
TP41・P42とNチャンネルMOSFETN41・
N42の全てのMOSFETがほぼ同時にON状態にな
り被起動回路40の起動が加えられる。その後、電源が
上がりCMOSインバータ31の入力がロジックスレッ
ショルド電圧より高いレベルになったらCMOSインバ
ータの出力信号がロウレベルになるのでNチャンネルM
OSFETN33はOFF状態にさせられると共にCM
OSインバータG32の出力がハイレベルになるのでP
チャンネルMOSFETP35がOFF状態にさせられ
る。 PチャンネルMOSFETP35・ Nチャンネル
MOSFETN33の出力がフローティングになり電源
起動回路30の影響が被起動回路40に及ばなくなる。
これにより、被起動回路40が定電圧出力状態になる。
この回路にすれば、従来例のように急激な電源変動の時
PチャンネルMOSFETP41・ PチャンネルMO
SFETP42のゲートに起動用の容量を付けない為、
電荷がぬけずにOFF状態にならないので、Vrefが
不安定状態にならない。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば従来
の基準電圧発生回路に比べ起動特性が向上した。起動時
に被起動回路の全てのトランジスタをほぼ同時にON状
態にする事にした為、確実に起動が加えられるようにな
った。
【0016】被起動回路(基準電圧回路)の設計に自由
度が広がった。電源電圧が急激に変動しても安定したV
ref電圧を出力することができる。上記のように従来
問題であった高いVrefを出す事と急激な電源変動時
のVrefの安定性を両立することが可能になった。
【0017】この発明は、定電圧回路・電圧検出回路の
ように基準発生回路を必要とする回路を含む半導体集積
回路における基準発生回路として広く利用することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す回路図である。
【図2】この発明に先立って開発された基準電圧発生回
路の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
10,30 電源起動回路 20,40 被起動回路 P21,P22,P23,P34,P35,P41,P
42,P43 PチャンネルMOSFET N21,N22,N41,N42,N33 Nチャンネ
ルMOSFET R21,R41 抵抗 G31,G32 CMOSインバータ C11,C31 容量

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基準電圧回路と電源投入時に前記基準電
    圧回路を起動する為の電源起動回路とから成る基準電圧
    発生回路において、前記基準電圧回路は、少なくとも起
    動用入力端子を2つ有する第1の相補型絶縁ゲート電界
    効果型トランジスタ回路から形成されているとともに、
    前記電源起動回路は、電源投入時に接地レベルに近い第
    1の起動用出力端子と電源電圧に近い第2の起動用出力
    端子を含む第2の相補型絶縁ゲート電界効果型トランジ
    スタ回路で構成されていることを特徴とする基準電圧発
    生回路。
  2. 【請求項2】 前記第1の相補型絶縁ゲート電界効果型
    トランジスタ回路は、第1導電型の第1の絶縁ゲート電
    界効果型トランジスタのドレイン端子と第2導電型の第
    2の絶縁ゲート電界効果型トランジスタのドレイン端子
    を接続した回路と、第1導電型の第3の絶縁ゲート電界
    効果型トランジスタのドレイン端子と第2導電型の第4
    の絶縁ゲート電界効果型トランジスタのドレイン端子を
    接続した回路とを前記電源電圧に対して各々並列に接続
    するとともに、前記第1と第3の絶縁ゲート電界効果型
    トランジスタの各々のゲート電極と前記第1の絶縁ゲー
    ト電界効果型トランジスタのドレイン端子とを接続して
    前記起動用入力端子を構成し、さらに、前記第2と第4
    の絶縁ゲート電界効果型トランジスタの各々のゲート電
    極と前記第4の絶縁ゲート電界効果型トランジスタのド
    レイン端子とを接続して他の前記起動用入力端子及び定
    電圧出力端子を形成することを特徴とする請求項1に記
    載の基準電圧発生回路。
  3. 【請求項3】 前記第2の相補型絶縁ゲート電界効果型
    トランジスタ回路は、前記電源電圧の間に直列接続され
    た容量と抵抗機能素子と、前記容量と前記抵抗機能素子
    の接続点の電位を入力とする第1のインバータ回路と、
    前記第1のインバータ回路の出力電位を入力とする第2
    のインバータ回路と、前記第1のインバータ回路の出力
    電位によりゲート電極が駆動されて接地電源端子と前記
    第1の起動用出力端子との間に設けられた第2導電型の
    第5の絶縁ゲート電界効果型トランジスタと、前記第2
    のインバータ回路の出力電位によりゲート電極が駆動さ
    れて前記電源端子と前記第2の起動用出力端子との間に
    設けられた第1導電型の第6の絶縁ゲート電界効果型ト
    ランジスタとから成ることを特徴とする請求項1に記載
    の基準電圧発生回路。
JP7265796A 1995-10-13 1995-10-13 基準電圧発生回路 Pending JPH09114534A (ja)

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