JPH10301642A - ボルテージレギュレータ - Google Patents

ボルテージレギュレータ

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JPH10301642A
JPH10301642A JP9109703A JP10970397A JPH10301642A JP H10301642 A JPH10301642 A JP H10301642A JP 9109703 A JP9109703 A JP 9109703A JP 10970397 A JP10970397 A JP 10970397A JP H10301642 A JPH10301642 A JP H10301642A
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transistor
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output transistor
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 出力電流が少なくなっても一定の出力電圧を
出力するボルテージレギュレータを得る。 【解決手段】 ボルテージレギュレータにおいて出力ト
ランジスタのオフリークと同等の電流を流す回路を付加
することによりボルテージレギュレータの出力トランジ
スタのVthを高めず、かつオフリークによる出力電圧の
上昇を抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はCMOSモノリシック
IC化されたボルテージレギュレータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の正の出力電圧を持つボルテージレ
ギュレータの回路図を図2に示す。基準電圧回路1の出
力電圧と出力端子4の電圧を抵抗R1とR2で分割され
た電圧は誤差増幅回路2で比較され、出力トランジスタ
3を制御する。出力端子4の電圧を抵抗R1とR2で分
割した電圧が、基準電圧回路1の出力電圧より小さけれ
ば、誤差増幅回路2の出力は小さくなり出力トランジス
タ3を強くバイアスし、出力端子4の電圧は大きくな
る。逆に出力端子4の電圧を抵抗R1とR2が分割した
電圧が基準電圧回路1の出力電圧より大きくなると、出
力トランジスタ3を弱くバイアスして、出力端子電圧は
小さくなる。このようにして出力端子4の電圧は一定に
保たれる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の正の出力電圧を
持つボルテージレギュレータは、出力電流が小さくなる
と出力トランジスタ3は出力電流を絞るようになる。さ
らに出力電流が小さくなると、出力トランジスタ3はほ
とんどoffするが、出力トランジスタのW長が大きいた
め出力トランジスタ3がoffしても出力端子4には出力
トランジスタ3のオフリーク電流が抵抗を流れ、出力端
子4の電圧は上昇する。仮に出力トランジスタ3のオフ
リーク電流をIleak、負荷電流をIloadとすると、出力電
流が小さい時は Iload≪Ileakであるため出力電圧は(R
1+R2)×Ileakとなり、出力端子4の電圧は抵抗R1とR
2の比とで設定した電圧よりも高くなってしまう。図5
の出力電圧と出力電流のグラフの実線で示すように出力
電流が小さくなるほど出力トランジスタ3のリーク電流
の影響が大きくなり、出力端子4の電圧は高くなる。
【0004】一般にはこの出力電圧の上昇を抑えるには
出力トランジスタのしきい値電圧Vthを上げオフリーク
電流を抑える。しかしVthを上げると出力トランジスタ
3の駆動能力が小さくなってしまう。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は出力トランジスタ3のオフリーク電流と
同程度の大きさの電流を流す回路を付加し、出力トラン
ジスタ3のVthを高めることに依る出力トランジスタ
3の駆動能力の低下無しに、オフリーク電流に依る出力
端子4の電圧が上昇する事を防ぐことができる。
【0006】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図に基づ
いて説明する。本発明による正の出力電圧を持つボルテ
ージレギュレータの回路図を図1に示す。基準電圧回路
1の出力電圧と出力端子4の電圧を抵抗R1とR2で分
割された電圧は誤差増幅回路2で比較され、出力トラン
ジスタ3を制御する。出力トランジスタ3に流れる電流
をIoutとする。無負荷時は、Ioutは出力トランジスタ3
のオフリーク電流とブリーダ抵抗R1とR2に流れる電流と
なる。高温時には出力トランジスタのオフリーク電流が
増大する。この時オフリーク電流補正回路5は、出力ト
ランジスタ3に流れるオフリーク電流と同程度の大きさ
の電流を引き込む。これにより、抵抗R1とR2を流れ
る出力トランジスタ3のオフリーク電流を減少させ、出
力電圧の上昇を抑えることが可能となる。
【0007】本発明による正の出力電圧を持つボルテー
ジレギュレータの別の実施例を図3に示す。トランジス
タ6に流れる電流をIとする。トランジスタ6には出力
トランジスタ3とトランジスタ6のサイズ比に応じてIo
ut(出力トランジスタ3のオフリーク電流)に比例した
オフリーク電流Iが流れる。出力トランジスタ3のゲー
ト長をL1、ゲート幅をW1、トランジスタ6のゲート
長をL2、ゲート幅をW2とするとIとIoutの比はI/I
out=(W2/L2)/(W1/L1)となる。
【0008】この比の電流がトランジスタ6に流れる。
そしてトランジスタ6と同一の電流がトランジスタ7に
流れ、トランジスタ7と8のトランジスタサイズの比に
応じてトランジスタ7と8には比例した電流が流れる。
出力トランジスタ3のオフリーク分の電流値と同等の電
流値をトランジスタ8により引き込むため、図5の出力
電流と出力電圧のグラフの点線で示すように、出力トラ
ンジスタ3のオフリークによる出力電圧の上昇を抑える
事ができる。
【0009】例えば、出力トランジスタ3のサイズ比が
W/L=10000/10、無負荷時の出力トランジ
スタ3のリーク電流が Iout=1μAであるとする。こ
の時、トランジスタ6のサイズ比が W/L=10/1
0 であれば、トランジスタ6に流れるオフリーク電流
は、 I=((10/10)/(10000/10))×1=
0.001μA となる。この時トランジスタ7とトランジスタ8のサイ
ズ比を例えば、 トランジスタ7が W/L=5/100 トランジスタ8が W/L=250/5 にすればトランジスタ8には1μAの電流が流れること
になり、出力トランジスタ3のリーク電流と同等の電流
を引き込むことになる。
【0010】図4に本発明の請求項1の正の出力電圧を
持つボルテージレギュレータの別の実施例を示す。負荷
が軽い場合、誤差増幅回路2は出力トランジスタ3を制
御し、offさせる傾向にある。この時同じ誤差増幅回路
2によってトランジスタ9がoffする。これによりイン
バータ回路11の入力は定電流回路12によって低レベ
ルに引かれているため、低レベルとなる。このためイン
バータ回路11はトランジスタ10をonし、出力トラン
ジスタ3のオフリーク電流を補正する回路は動作する。
【0011】負荷が重くなると、トランジスタ9はon
し、インバータ回路11の入力は高レベルとなり、トラ
ンジスタ10をoffする。トランジスタ10がoffされる
ためトランジスタ6のオフリーク電流は流れず、出力ト
ランジスタ3のオフリーク電流を補正する回路は停止す
る。このため負荷が重いとき、出力トランジスタ3のオ
フリーク電流を補正する回路による、消費電流を減らす
ことが可能になる。
【0012】
【発明の効果】本発明は、ボルテージレギュレータにお
いて出力トランジスタのオフリークと同程度の大きさの
電流を流す回路を付加することにより、ボルテージレギ
ュレータの出力トランジスタのVthを高める(出力トラ
ンジスタの駆動能力を落とす)ことなく、出力電流が少
なくなってもオフリークの影響による出力電圧の上昇が
抑えられるボルテージレギュレータを供給出来る効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるボルテージレギュレータの説明図
である。
【図2】従来のボルテージレギュレータの説明図であ
る。
【図3】本発明によるボルテージレギュレータの他の説
明図である。
【図4】本発明によるボルテージレギュレータの他の説
明図である。
【図5】ボルテージレギュレータの出力電圧と入力電圧
のグラフの例である。
【符号の説明】
1 基準電圧回路 2 誤差増幅回路 3 出力トランジスタ 4 出力電圧端子 5 オフリーク電流補正回路 6〜10 MOSトランジスタ 11 インバータ回路 12 定電流回路 R1,R2 抵抗

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基準電圧源と、該基準電圧源の出力をそ
    の一方の入力に受ける誤差増幅回路と、該誤差増幅回路
    の出力によって制御される出力トランジスタと、該出力
    トランジスタと直列に接続され、分圧電圧を前記誤差増
    幅器の他方の入力に接続する分圧抵抗と、該分圧抵抗と
    並列に接続され、前記出力トランジスタのオフリーク電
    流と同程度の電流を流すオフリーク電流補正回路とから
    構成されることを特徴とするボルテージレギュレータ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のボルテージレギュレー
    タに、負荷が重い時には前記オフリーク電流補正回路の
    動作を停止させる制御回路をさらに付加したことを特徴
    とするボルテージレギュレータ。
  3. 【請求項3】 前記制御回路は、前記誤差増幅器の出力
    を用いて、負荷が重い時に前記オフリーク電流補正回路
    への電流供給を停止するように構成された請求項2に記
    載のボルテージレギュレータ。
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