JPS581216A - 温度補償型基準電圧回路 - Google Patents

温度補償型基準電圧回路

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JPS581216A
JPS581216A JP57061201A JP6120182A JPS581216A JP S581216 A JPS581216 A JP S581216A JP 57061201 A JP57061201 A JP 57061201A JP 6120182 A JP6120182 A JP 6120182A JP S581216 A JPS581216 A JP S581216A
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JP
Japan
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transistor
reference voltage
output
circuit
voltage
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JP57061201A
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English (en)
Inventor
ジエ−ムズ・ア−ル・クオ
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Fairchild Semiconductor Corp
Original Assignee
Fairchild Camera and Instrument Corp
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Publication date
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    • 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
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、改良した温度補償型基準電圧回路に関するも
のｒ′ある。更に詳１には、本発明は、改良した温度補
償型基準電圧回路を有し負荷要素への供給電圧を制御す
る回路に関するものである。
所定の基準電圧を供給する為の種々の回路は従来公知で
ある。例えば、公知のダイオード電圧降下型基準電圧回
路に於いては、例えば、２つの直列接続したダイオード
を使用して所定の基準電圧を確立させているが、その基
準電圧は温度補償されたものではない。特に、負荷ヘバ
ワー人力を供給する様に構成された集積回路の場合に於
いては、該回路の操作温度は該回路が使用されると共に
変化する。この様な回路に於いては、クリティカルな基
準電圧が濃度補償されているということが特に重要であ
る。
温度補償された基準電圧回路が必要であるということの
認識に立って、ワイルダ−（Ｗｌｌｄａｒ　）の発明に
よるバンドギャップ基準電圧回路はシリコンのバンドギ
ャップ電圧である１、３１ボルトでもって濃度補償され
た基準電圧を提供するものである。ワイルダーのバンド
ギャップ基準電圧回路は、例えば、ワイルダーの寄稿に
よる“ＩＣ電圧肩ｗｉ器に於ける新しい開発（Ｎ　ｅｗ
　　Ｄ　ｅｖｅｌｏｐｇｔｅｎｔＳ　　　Ｉｎ　　Ｉ　
Ｃｖｏｌｔａｇｅ　　Ｒｅｇｕｌａｔｏｒｓ　　）″、
ＩＥＥＥジャーナル・オフ・ソリッド・ステイト・サー
キッツ、　１９７１年２月、　Ｖｏｌ、　５Ｃ−６，Ｎ
ｏ　。
１、ＤＤ、２−７に記載されている。しかしながら、ワ
イルダーのバンドギャップ基準電圧回路は周波数の影響
を受けるものである。その結果、回路を使用する場合に
遭遇する可能性のある興なった周波数に対して補正を行
なう為に、ワイルダーのバンドギャップ基準電圧回路に
於いてはかなり大型の金属−酸化物一半導体（ＭＯＳ）
コンデンサを設ける必要がある。
負荷要素へパワー信号を供給する集積回路を特に要求さ
れる適応場面としてはサーマルプリントヘッド要素を駆
動する場合がある。この様なサーマルプリントヘッド要
素に於いては、各要素が高速でしかも同一の方法で動作
し、許容可能な速度でもって一様な印字を与えるもので
なければならない。従って、この様な集積回路に於ける
パワートランジスタを動作させる為の制御回路は濃度や
その回路が使用される場合の信号周波数の変化の影響を
受けず一様な方法で制御信号を供給するものでなければ
ならない。この様なパワートランジスタアレイに対する
制御回路の設計は極めて洗練化された技術であるが、こ
の様な制御回路に於いて更に改良が行なわれることが望
まれている。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであって、周波数
の影響を受けず従って周波数補償要素を使用する必要性
のない温度補償型基準電圧回路を提供することを目的と
する。
本発明の１特徴によれば、それはＩｌｌ補償型基準電圧
回路を提供するものであって、該回路が、正の電流濃度
係数を有する第１トランジスタと、前記正の濃度係数ト
ランジスタ内に所定の電流を確立する手段と、ベース・
エミッタ電圧の負の濃度係数を有するトランジスタと、
前記トランジスタを直列接続し所定の抵抗値を有する第
１抵抗要素とを具備し、前記濃度補償された基準電圧が
前記トランジスタ間に確立されることを特徴とするもの
である。
以下、添付の図面を参考に本発明の具体的実施の態様に
付いて詳細に説明する。第１図は、本発明に基づいて構
成したサーマルプリントヘッド駆動用集積回路を示した
ブロック線図である。本発明に基づいて構成された十Ｖ
ｃｃ供給電圧センス増幅器回路１０は、その出力端を配
線１２．１４゜１６．１８によってマルチプレクサゲー
ト２０゜６−ビット貯蔵レジスタ２２．６−ビット直列
入力並列出力シフトレジスタ２４に接続している。
配線２６は、６−ピット貯蔵レジスタ２２をマルチプレ
クサゲート２０へ接続している。配線２８は、６−ピッ
ト貯蔵レジスタ２２を６−ビット直列入力並列出力シフ
トレジスタ２４へ接続している。配線３０は、マルチプ
レクサゲート２０を、ダーリントン対トランジスタ３２
への負荷として接続されているサーマルプリントヘッド
要素（不図示）用の開放コレクタダーリントン対駆動ト
ランジスタ３２へ接続している。デコーダ３４は配線３
６によってマルチプレクサゲート２０に接続されている
。デコーダ３４への入力は配線３８゜４０．４２を介し
て供給される。転送イネーブル入力は配線４４を介して
６−ビット１蔵レジスタ２２へ供給される。クロック及
びデータ入力は、夫々、配線４６及び４８を介して６−
ビット直列入力並列出力シフトレジスタ２４へ供給され
る。
直列入力並列出力シフトレジスタ２４からの配線２８を
介して並列出力が供給されると共に、配線５４を介して
本集積回路から送出す為に直列出力が配線５０を介して
バッファ５２に供給される。
動作に付いて説明すると、デコーダ３４及びマルチプレ
クサゲート２０の動作によって選定され、且つセンス増
幅器回路１０によって決定される如＜＋Ｖａｃ供給電圧
が所定レベルよりも高い場合にはダーリントン対出力ト
ランジスタ３２はサーマルプリントヘッド要素へ駆動信
号を供給する。
第２図には、第１図のセンス増幅器回路１０の回路図が
示されている。このセンス増幅器回路１０は、トランジ
スタＱＢｙのベース電極に於いて基準電圧ＶＲＥ　Ｆを
確立させる濃度補償型基準電圧回路を有している。基準
電圧ＶＲＥ　Ｆと比較されるべき電圧はトランジスタＱ
ｓｓのベース電極に供給される。そのベース電極電圧が
基準電圧ＶＲＥＦよりも低い場合には、トランジスタＱ
ｓｙはオンしトランジスタＱｓｓはオフである。第２図
に示した実施例はシリコンバンドギャップ電圧基準回路
であって、即ち基準電圧ＶＲＥＦは１．３１ボルトに等
しい。しかしながら、１掲したワイルダーのバンドギャ
ップ電圧基準回路と異なり、本実施例に於いては周波数
補償用のＭＯＳコンデンサを設ける必要がない。以下の
記載から理解される様に、基準電圧ＶＲＥ　Ｆは、基本
的には、供給電圧中Ｖｃｃよりも幾分低い任意の値に選
定することが可能なものであるが、シリコンバンドギャ
ップ電圧の１．３１ボルトに選定する場合には半導体物
理の見地から幾つかの利点を享受することが可能である
。
基準電圧ＶＲＥ　ｐは、トランジスタＱｓｐａ。
配線６０．抵抗Ｒｓ　ｓｅ　ｅ及びトランジスタＱｓｓ
を有する導通路を流れ配線６２を介して接地に流れる電
１１Ｒによって確立される。トランジスタＱｓｐ＊は正
の電流濃度係数を有している。トランジスタＱｓｓは、
負のベースφエミッタ電圧ＶＩＥ　１１度係数を有して
おり、トランジスタＱｓ＠を縦方向ＮＰＮトランジスタ
とすることによって得られる。トランジスタＱｓｐ＋及
びトランジスタＱｓ　Ｐ　２は横方向ＰＮＰトランジス
タであって、その各々はトランジスタＱｓ　ｐ　ｓと同
一の構成を有している。
トランジスタＱｓｓ＊及びＱｓｕの各々は正の電＊ｍ度
係数を有している。トランジスタＱｓｗを介して流れる
電流によってトランジスタＱｓ　ｐ　ｓを介してミラー
電流が流される。このミラー電流を抵抗Ｒ５５ｅを介し
て流すことによって、正の温度係数電圧降下を発生させ
る。この正の電圧降下はトランジスタＱｓｅのベース・
エミッタ電圧ＶＢＥの負の温度係数を補償する。
トランジスタＱｓ＊は増幅１１１０をスタートアップす
る為に使用される。供給電圧中■αがトランジスタＱｓ
錫のベース・エミッタ電圧Ｖ［の３倍のスレッシュホー
ルドレベルにＩｌｎすると、図示した特定の回路構成に
対しては、そのトランジスタは導通状態となる。従って
、トランジスタＱＳｔＳはトランジスタＱｓｎに対しス
タートアップ電流を供給し、従ってトランジスタＱｓｐ
＋＋配線６４．抵抗Ｒｓ認、配線６６、トランジスタＱ
Ｓｕ、配線６８及び配線６２を有し接地に到達する電流
路はその最終電流として０．１５　ｍ　Ａを通流させる
。その結果、抵抗Ｒｓｕを介して十分な電圧−降下が発
生され、トランジスタＱｓｕは遮断される。何故ならば
、トランジスタＱｓｕのベースはショットキーダイオー
ド６３．６５及びダイオードＱｏｓｔ及びＱＤＳ２によ
って２．２ボルトにクランプされるからである。
トランジスタＱｓｗのエミツタ幅はトランジスタＱｓｕ
のエミツタ幅の２倍である。トランジスタＱｓｐＩ及び
Ｑｓ　Ｐ　２は同一の形状を有しているので、それらの
コレクタ電流は等しく、トランジスタＱｓｍ及びＱｓｗ
のエミッタ電流は同様に等しい。従って、トランジスタ
Ｑｓｕの電流密度はトランジスタＱｓｗの電流密度の２
倍である。
トランジスタＱｓ　ｐ　ｚ　ｅ配線７０．トランジスタ
Ｑ　ｓ　ｎ　＊配線７２．トランジスタＱｓ論、配線７
４、抵抗Ｒｓ　ｎ　ｅ及び配線７６からなる導通路を介
して流れる電流は、トランジスタＱｓ　ｐ　ｓ及びＱｓ
ｓを有する電流路を介して流れる電流■「と等しい。こ
れら両方の電流はｋＴＩｌｎ２−ＱＲｓガに等しく、こ
こで楓はボルツマン常数であり、■は絶対濃度であり、
ｑはエレクトロンの電荷である。従プて、ＶＲＥｐ−Ｉ
ｒ　Ｒｓｎ＋＋Ｖａ　（トランジスタＱｓｓ　）−（Ｒ
ｓ＋ａ／Ｒｓｎ　）・（ｋＴ／Ｑ　）　・Ｉｌｎ　２＋
ＶＢＥ　（トランジスタＱｓｅ）である。従って、抵抗
Ｒｓｎを介して流れる電流は抵抗Ｒｓｕによって複製さ
れている。その結果、（Ｒｓｗ／Ｒｓｎ　）を適当に選
択することによって基準電圧ＶＲＥＦをバンドギャップ
電圧である１、３１ボルトに設定することが可能である
。
第３図は、第２図に示したセンス増幅器回路１０の動作
を示したタイミング線図であって、センス増幅器回路１
０の動作を理解するのに有用なものである。第３図の＋
Ｖｃｃ曲纏１０１に於いて点１００で示した４、２ボル
トに電圧中Ｖｃｃが到達する前に於いては、トランジス
タＱｓｃ、Ｑ５１゜Ｑｓ２＊　Ｑｓｓ　＃　Ｑ８４波形
１０３に於ける点１０２で示した如（飽和状態にある。
波形１０３は、第２図に於ける端子１０４，１０６，１
０８，１１０．１１２での電圧Ｖ　ｓ　ｃ　＃　Ｖ　ｓ
　１＃　Ｖ　Ｓ　２１Ｖｓｓ、Ｖｓａを夫々表わしてい
る。電圧＋Ｖｃｃが４．２ボルトに到達すると抵抗Ｒ５
ｌ５及びＲ９１６との閣の点１２１に於いて１．３１ボ
ルトの電圧レベルが確立される。トランジスタＱｓｇが
オンすると、抵抗Ｒｓｓ、配線１１４．トランジスタＱ
Ｓｓｓ配線１１６．トランジスタＱｓｓ、配線１１８を
有する１通路を通って接地への電流路を形成する。その
結果、トランジスタＱＳＰ４はオンされて、配線１２０
内に電流を流し、トランジスタＱｓｓをオンさせる。ト
ランジスタＱｓ　ｓ　＄１１和すると、トランジスタＱ
ｓｃｅＱｓ＋＋Ｑｓ２゜Ｑｓｓ、Ｑｓｓは遮断される。
尚、これらのトランジスタＱｓｃｅ　Ｑｓｓ　＃　ＱＳ
２　＊　Ｑｓｘ　、Ｑｓ４はオンの場合にプリンタのド
ライバーをディスエーブルさせる。抵抗Ｒｓ＋ｙ、Ｒｓ
諺、Ｒｓ＋ｓは上述した如き動作を行なう為に、トラン
ジスタＱｓｉ　、Ｑｓｃ、Ｑｓ＋　、Ｑｓｚ　、Ｑｓｓ
　、ＱＳ４のベースに適当な電圧レベルを確立させる。
波形１２２及び１２４は、本回路の動作に於いてトラン
ジスタＱｓｓ及びＱｓｙのベースに於ける電圧を夫々示
している。
第２図に示した供給電圧センス増幅器回路は、サーマル
プリントヘッドを駆動する為に使用されるダーリントン
対パワートランジスタ（第１図）のアレイ３２を駆動す
るのに用いられて有用であるのみならず、トランジスタ
ートランジ・スター論理（ＴＴＬ）回路をディスエーブ
ルさせる為に又は電源からのその他のドライバーをイネ
ーブルさせる為にＭＯＳ又は電荷結合素子（ＣＯＤ）メ
モリシステム内に旋いて使用することが可能であり、そ
うすることにより電力を節約すること”が可能である。
第４図は本発明の別の実施例を示すものであって、本発
明の温度補償型基準電圧回路がプログラマブルな基準電
圧回路２００内に於いて使用されている。この回路の左
側部分２０２に於ける要素は第２図に於ける回路の対応
する要素と同一のものであり、第４図に於いては同一要
素には同一符号を用いている。更に、第４図に於けるこ
れらの対応する要素は第２図に於ける対応する要素と同
一の方法で動作し、従ってその動作に付いてはここで再
度説明を行なわない。トランジスタＱｓｐ５及びＱｓｐ
ｓが、夫々、トランジスタＱＳ７及びＱｓａの上方に付
加されている。コンデンサＣ１はトランジスタＱｓｓの
コレクタとベースとを接続している。ダーリントン対ト
ランジスタＱｓ錘及びＱｓｓｓは、配線２０４，２０６
，２０７゜抵抗Ｒｓ　ａ　＊配線２１０．抵抗Ｒｓ　２
１　、配線２１２、可変抵抗Ｒ８２２，配線２１４によ
って十Ｖｃｃ供給電圧と接地との闇に接続されている。
動作に付き説明すると、第４図に示した回路は基準電圧
ｖＯを与えるものであり、該電圧は可変抵抗Ｒｓｎの抵
抗値を変化させることによって所望のレベルに設定する
ことが可能である。配線２１２に於ける電圧が基準電圧
ＶＲＥ　Ｆ　ｓ即ち本実施例に於いては１．３１ボルト
、よりも高い場合には、配線２１２に於ける電圧が基準
電圧ＶＲＥ　Ｆと等しくなるまではトランジスタＱｓｓ
はより多くの電流を導通させる。可変抵抗Ｒ８２２の抵
抗値を変化することによって配線２１２に於ける電圧が
基準電圧ＶＲＥＦと等しくなる本回路の動作点が変化す
るので、この様な変化を与えることにより回路２００の
出力基準電圧Ｖりを変化させる。従うて、第２図に示し
た実施例の場合と同様に、本回路２００の濃度補償され
た基準電圧ＶＲＥ　ｒ：とセンス増幅器部分との動作に
よって基準電圧Ｖｏは濃度補償されることとなる。
以上、詳説した如く、本発明によって前述した如き目的
を達成可能な温度補償された基準電圧及び供給電圧セン
ス増幅１ｓｏｏ路が提供されるものである。本発明に拠
れば濃度補償された基準電圧は周波数の影響を受けない
ので、周波数補償用のコンデンサを使用する必要がない
。本発明の濃度補償用基準電圧回路を有する供給電圧セ
ンス増幅器回路は負荷要素へ電圧制−信号を与え、供給
電圧のレベルに応じて少くとも２つの異なった負荷要素
へ出力を与える。本発明回路の別の形態に於いては、負
荷要素へプログラマブルな濃度補償された出力基準電圧
を供給する。
以上、本発明の具体的構成に付いて詳細に説明したが、
本発明はこれら具体例に限定されるべきものではなく、
本発明の技術的範囲を逸脱することなしに種々の変形が
可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に基づいて構成された集積回路のブロッ
ク線図、第２図は第１図の集積回路を具体化した場合の
本発明１実施例の回路図、第３図は第２図の回路の動作
を理解するのに有用な波形線図、第４図は本発明の別の
実施例を示した回路図、である。 （符号の説明） １０：　供給電圧センス増幅器回路 ２０：　マルチプレクサゲート ２２：　６−ピット貯蔵レジスタ ２４：　６−ピット直列入力並列出力 シフトレジスタ ３２：　開放コレクタダーリントン対 駆動トランジスタ ３４：　デコーダ ５２：　バッファ 特許出願人　　　フェアチアイルド　カメラアンド　イ
ンストルメント コーポレーション 手続補正書 昭和５７年　５月２８日 特許庁長官　　島　１）響　樹　　殿 １、事件の表示　　　昭和５７年　特許顧　第　６１２
０１　　号２、発明の名称　　　　　温度補償型基準電
圧回路３、補正をする者 事件との間係　　　特許出願人 コーポレーション ４、代理人 ５、補正命令の日付　　自　　発 ６、補正により増加する発明の数　　な　　し７、補正
の対象　　　　図　　面（追　完）８、補正の内容　　
　　別紙の通り

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １［度補償型基準電圧回路に於いて、正の電流濃度係数
    を有する第１トランジスタと、前記第１トランジスタ内
    に所定の電流を確立する手段と、負のベース・エミッタ
    電圧濃度係数を有する第２トランジスタと、前記第１ト
    ランジスタ及び第２トランジスタを直列接続させ所定の
    抵抗値を有する第１抵抗要素と、を具備し、濃度補償さ
    れた基準電圧が前記第１トランジスタと前記第２トラン
    ジスタとの闇に確立されることを特徴とする回路。 ２、上記第１項に於いて、前記確立する手段が、導通状
    態にある場合に夫々のベース・エミッタ電圧間（所定の
    差を生じる様に構成され且つ各々が正の電流濃度係数を
    有し並列接続された第１対のトランジスタと、前記第１
    対のトランジスタに電流を供給する為に前記第１トラン
    ジスタに並列接続された第２対のトランジスタと、前記
    第１抵抗要素を介して流れる電流が温度補償された基準
    電圧を確立すべく前記第１抵抗要素の抵抗値と相対的な
    抵抗値を有する第２抵抗要素と、を具備することを特徴
    とする回路。 ３、上記第１項又は第２項に於いて、前記圧の濃度係数
    を有するトランジスタはＰＮＰ横方向トランジスタであ
    ることを特徴とする回路。 ４、上記第１項乃至第３項の内の何れか１項に於いて、
    前記角の温度係数を有するトランジスタはＮＰＮ縦方向
    トランジスターであることを特徴とする回路。 ５、供給電圧センス増幅器として使用する温度補償型基
    準電圧回路に於いて、正の電流濃度係数を有する第１ト
    ランジスタと、前記第１トランジスタ内に所定の電流を
    確立する手段と、負のベース・エミッタ電圧濃度係数を
    有する第２トランジスタと、前記第１トランジスタ及び
    第２トランジスタを直列接続させ所定の抵抗値を有する
    第１抵抗要素と、を具備し、温度補償された基準電圧が
    前記第１トランジスタと第２トランジスタとの間に確立
    されると共に、前記基準電圧を供給電圧と比較する手段
    と、前記供給電圧を受けるために負荷に接続されるべく
    構成された出力端と、前記比較する手段からの入力を受
    けるべく接続されており前記供給電圧が前記基準電圧に
    対し所定の関係にある場合に前記出力端をイネーブルさ
    せる手段と、を具備することを特徴とする回路。 ６、上記第５項に於いて、前記比較する手段が第３トラ
    ンジスタ及び第４トランジスタを具備しており、これら
    各トランジスタは夫々の電流路をｗ４ｉｌシ、前記第３
    トランジスタは制御入力として前記基準電圧を受けるべ
    く接続されており、且つ前記第４トランジスタは制御入
    力として前記供給電圧を受けるべく接続されていること
    を特徴とする回路。 ７、上記第５項又は第６項に於いて、前記供給電圧、及
    び前記第４トランジスタに於ける前記供給電圧が前記第
    ３トランジスタに於ける前記基準電圧に少くとも等しい
    場合に前記第１出力トラジスタをオンさせる出力信号を
    受けるべく第１出力トランジスタが接続されていること
    を特徴とする回路。 ８、上記第７項に於いて、前記第１出力トランジスタが
    オフされた場合に出力電流を供給し且つ前記第１出力ト
    ランジスタがオンされた場合にオフされるべく第２出力
    トランジスタが接続されていることを特徴とする回路。 ９、上記第１璃又は第８項に於いて、前記第１出力トラ
    ンジスタと所定電位との間に可変抵抗要素が接続されて
    おり、前記第１出力トランジスタからの出力電圧が可変
    であると共に温度補償されていることを特徴とする回路
    。 １０、上記第９項に於いて、前記第１出力トランジスタ
    がダーリントントランジスタ対を有することを特徴とす
    る回路。
JP57061201A 1981-04-14 1982-04-14 温度補償型基準電圧回路 Pending JPS581216A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/254,338 US4368420A (en) 1981-04-14 1981-04-14 Supply voltage sense amplifier
US254338 1988-10-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS581216A true JPS581216A (ja) 1983-01-06

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