JPS58501341A - 電圧基準回路 - Google Patents

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】 ２次１度補償されたバンドギャップ電圧基準発明の背景 １、発明の分野 この発明はバンドギャップ電圧基準回路に関し、より特定的には、２１１１ｆｆ ｉ補償されたバンドギャップ電圧基準回路に関する。

２、先行技術の説明 電圧基準回路は、トランジスタのベース・エミッタ電圧（Ｖａａンに基づいて設 計されてきており、そのＶＢ＋！は以下のよう、に展開される。

ｋはボルツマン定数 王は絶対５ｒｓｉ Ｖｉａは半導体バンドギャップ電圧の絶対温度０度に対する外挿値、Ｖａａはシ リコンでは１゜２４０Ｖと等しい、 Ｖａｇ。は任意に選択された基準１度丁０でのおよび対応する基準コレクタ電流 （Ｃｏでのベース・エミッタ電圧、 ｎはトランジスタのタイプおよびトランジスタのｌ１ｌＩ′１１１過程に依存す るパラメータである。

上のようにｍＲされかつ濃度依存の構成項にまとめられたこの電圧は、半導体バ ンドギャップ電圧の絶対温度０度での外挿値である濃度に依存しない項Ｖｅｏと 、１次濃度依存性（Ｔ　）を有する鷹、および２次濃度依存性（Ｔｉｎ丁）を有 する項とを備える。１次濃度依存性の項は、２送導度依存性の項よりも非常に大 きい墳であり、異なった電８ＩｉＷ！！度で動作する２つのトランジスタのベー ス・エミッタ電圧におけるｐ！（ΔＶａＥ）を用いて消去される。

ここで、Ｊｌは第１のトランジスタのベース・エミッタ接合を流れるｌＩ流の電 流密度であり、またＪ２は第２のトランジスタのベース・エミッタ接合を流れる 電流の電流密度である。

上の式を調べると、Δｖａ＋！は、電流密度の比Ｊ１／Ｊ２が湿度に依存しない ようにされるとき、１次の１度依存性を持つということが理解される。

異なった電流密度で動作する２つのトランジスタのベース・エミッタ電圧におけ る差とベース・エミッタ電圧とを結合することによって、温度に依存しない項と ２次の項とを持つ電圧基準が実現される。従来、このような電圧基準の２次依存 性は無視されてきたが、ごく最近になって、温度依存性のない電圧基準を達成す るために、このような２次の湿度依存性を消去する試みが行なわれてきた。

そのような試みの１つが、Ｒｏｂｅｒｔ　Ｊ　、　Ｗ　１ｌｄｌａｒによる、Ｆ ＩＡｒｘ補償されたバンドギャップＩＣ電圧基準という名称の、１９８１年２月 ３日に発行された米国特許第４．２４９．１２２号に示されている。この特許に おける電圧基　（準回路は、トランジスタのベース・エミッタ電圧の第１の電圧 と、異なった電流密度で動作する２つのトランジスタのベース・エミッタ電圧の 差に基づ＜＠２の電圧とを持つ。

この第１および第２の電圧は、結合されて、１次のｍ度補償された電圧を結果と して得る。２次の補償を得るために、濃度に依存する付加的な回路が、ベース・ エミッタ電圧における差を発生する２つのトランジスタの電流密度を修正するた めに用いられる。

Ａｄｒｉａｎ　Ｐ、　３ｒｏｋａｗによる、曲率が修正されたバンドギャップ基 準という名称の、１９８１年２月１０日に発行された米国特許第４．２５０．４ ４５号は、１次を越える濃度補償を有する他の電圧基準回路を説明している。こ の回路は、ベース・エミッタの差の電圧を形成するために、異なった電２１１！ ！度で動作する２つのトランジスタを用いる。

この電圧は、トランジスタのベース・エミッタ電圧と結合されて、上述したよう な１次の温度補償された基準を達成する。改良点は、成る濃度依存特性を有する 抵抗に存在し、その抵抗は１次の温度補償された回路と直列に接続されて、２送 湯度依存電圧構成部分が補償され、その結果として得られる電圧基準は１次の８ １度補償よりも良好なものである。

これらは、２次の１度補償された電圧基準を達成するためのごく最近の試みの一 例である。

発明の概要 この発明は、バンドギャップ電圧基準による１１ｍ補償された電圧基準の二の問 題を解決し、そこにおいては、２次の４度依存性が、上述の最近の試みを越えて 新規かつ確実な方法で十分に補償される。

このことを達成−するために、この発明は、１次の温度補償されたバンドギャッ プ基準を発生する手段と、２次の温度依存性を持つ構成電圧の電圧基準と、構成 電圧のような２次の′ａｒ！依存性を持つ電流を発生する手段と、その電流に＋ ８答して、２次の温度依存性を持つ修正電圧を発生する手段と、１次の濃度補償 されたバンドギャップ電圧基準と修正電圧とを結合しＣＩＩ成電圧電圧殺する手 段とを備え、それによって、結合された電圧基準と修正電圧とが、第２次の１噴 浦償されたバンドギャップ電圧基準を与える。

零圧発生手段は、Ｉ實に依存しない相互コンダクタンスを持つ差助増ＩＩ器へ・ 存する５増暢器に対する差入力信号は、第１および第２のダイオード接合された トランジスタのベース・エミッタ電圧における差によって形成される。第１のダ イオード接合されたトランジスタは、１次１度依存する第１の電流で動作し、ま た第２のダイオード接合された（ヘランジスタは、濃度に依存しない第２の電流 で動作して、でれによって、増幅器の出力電流は２次の関係（丁ＱｎＴ）で濃度 （依存するようにされる。

増幅器の出力電流は抵抗素子を流れて修正電圧を発生し、その修正電圧は出力電 流と閂じ２次の温度依存性を有する。

修正電圧が１次の濃度補償された電圧基準と結合されると、２次の１ｍ依存性の 構成電圧が相殺され、２次の温度補償された電圧が結果として得られる。

ここにおける電圧基準は、集積回路において最良に実現され、また集積回路技術 の特別の′＃ｆＷ１の利慮を十分に得て設計される。

図面の簡単な説明 この発明は、以下の図面を参照して発明の詳細な説明を読むこと戦より、さらに 理解されよう。

第１図は、２次補償された濃度依存性を有するこの発明の一実施例の回路図であ る。

第２図は、第１図に示された回踏の一部に用いられる、新規な２！度依存性のな い電流の発生器の回路図である。

第３図は、第１図に示された回路に用いられる、ａ度依存電流を発生する回路を 示す回路図である。

詳細な説明 以下の説明において、トランジスタのベース電流は大部分無視する。このことは 、大ぎなβを有するトランジスタと矛盾旭ず、そのようなトランジスタは集積回 路において容易にかつ共通に製造される。また臨界の回路領域において、詳報な 解析は、トランジスタベース電流が、無視され得る小さな剰余電流エラーを作り 出して、互いにはとんと相殺されるということを示す。したがって、動作中のト ランジスタのほとんどの電流はそのエミッタ・コレクタ電流経路を流れ、そのベ ース電流からの寄与はほとんどない。

回路における抵抗の１度変数は、すべての電圧が抵抗値の比率に依存し、抵抗値 はａ度に依存しないので、無視される。

第１図は、この発明の一実施例の回路図である。トランジスタＱＩＯおよびＱｌ ｌは、１次のｍｒｘ補償された電圧基準を作り出す３２つのトランジスタＱＩＯ ，Ｑ１１のコレクタは電Ｗｔ源３０と接続され、電流！１３０は、電圧■。

。に保たれた電圧源端子と接続され、ＶｃＣはここではプラス５ボルトとして示 される。電流１１３０は、等しい抵抗素子２０および２１を通じて、２つのトラ ンジスタの各々に等しい電流を供給する。２つのトランジスタＱ１０およびＱｌ ｌのベースは互いに接続されており、それらのベース・エミッタ電圧における差 ΔＶＢＥは、抵抗素子２４の両端に現われる。この関係は以下のとおりである。

ΔＶａａ−ＶｓＩ：１Ｏ−ＶＩＬＥ　Ｉ　Ｉ　−ＩＩ　＋　Ｒ２４ここで、■Ｂ グ１ｏはトランジスタＱ１０のベース・エミッタ電圧、 Ｖｌｌｌｌ１１はトランジスタＱ１１のベース・エミッタ電圧、 Ｉ＋＋はトランジスタＱ１１のコレクタＩｌｌ。

Ｒ２４は素子２４の抵抗値である。

ベース・エミッタ電圧における差は、２つのトランジスタＱ１０．Ｑｌｌが動作 する電流ＷＩ度を設定することによって決定される。この実施例においては、こ のことは、トランジスタＱ１１の寸法をトランジスタＱ１０の寸法よりも１０倍 大きくすることによって行なわれる。トランジスタＱ１１は１０倍大きい領域を 持っているので、そのトランジスタ電２１１ＷＩ度Ｊ＋＋は、トランジスタＱ１ ０の電流密度Ｊ＋ｏよりも１０倍小さくなる。したがって、上の式は次のように 変形される。

トランジスタＱ１１を流れる電５１１．．は、トランジスタＱＩＯを流れる電流 ！＋ｏと等しいので、抵抗素子２５にかかる電圧は、２■１．掛ける索子２５の 抵抗値である。

びＲ２１は、それぞれ素子２４および２５の抵抗値である。

トランジスタＱＩＯのベース電極の電圧は、トランジスタＱ１０のベース・エミ ッタ電圧、および、抵抗素子２５の両端に発生されるトランジスタＱＩＯおよび Ｑｌｌのベース・エミッタにおける差である。この電圧和ＶＯ）は、次のとおり である。

Ｖｌｌｌｌを代入し、次式を得る。

であるので、Ｖ＜、）は、濃度依存のゼロ、１次および２次の項に分けられ得る 。

するように選択され、また定数Ｃ７は、構成過程係数ｎお２つの素子２４および ２５の比は、１次の温度の項が互いに相殺されるように設定される。この発明の 一実施例において、抵抗比はメタルリンクヒユーズによって短絡された抵抗によ り抵抗２５を形成することによって設定され、メタルリンクヒユーズは溶けて素 子２５の抵抗値を整え、それによって抵抗比が所望の値に設定される。

電圧基準回路が特定の処理ステップを経る集積回路の形式に実現されるとき、Ｃ ７の値は経験的に容易に決定される。値の闇のばらつきは一群の処理された集積 回路に対して１０パーセントよりも小さく、Ｃ１のｍ返した決定は必要とされな い。

したがってＶ（ｔ）は１次補償され、次のようになる。

この電圧は節点４６で現われ、２欠場度依存修正電圧にの墳を相殺するように決 定され、それによって節点４６の電圧を濃度に依存しないようにする。

修正電圧は、節点４６に接続されたライン４２を流れる電流によって供給される 。２次の関係（Ｔａｎ　Ｔ）による電流が、濃度に依存して、節点４６に与えら れ、または接点４６から導出される。

この電流は、長方形の点棒で囲まれた差動増幅器４１によって発生される。接動 増幅器４１に対する入力信号は、トランジスタＱ１２．Ｑ１３のベース電極によ って受けられ、それら、のトランジスタはダイオード接続されたトランジスタＱ １６．Ｑ１７とそれぞれ接続され、トランジスタＱ１６．Ｑ１７のエミッタは接 地ライン４３と接続されている。等しい寸法のトランジスタＱ１６．Ｑ１７のペ ース１Ｉ極間の電圧の差は、差動増幅器４１に対する入力信号である。この差の 入力電圧ΔＶ’ｓは、トランジスタＱ１６のベース・エミッタ電圧とトランジス タＱ１７のベース・エミッタ電圧との差である。

Ｖ　Ｉ　Ｎ　＝　Ｖａ　Ｅ　Ｉ　８　Ｖ［ｉ　ｅ　Ｉ　７しかしトランジスタＱ １６のベース・エミッタ電圧は、トランジスタが動作している電流、すなわち電 流１１３２によって発生されるコレクタ電流１６２に関連する。同様に、トラン ジスタＱ１７のベース・エミッタ電圧は、電流１１３３からのコレクタ電流■。

、に関連する。したがって、トランジスタに対する上述のベース・エミッタ電圧 の式によリ、およびトランジスタ０１６．Ｑ１７に対する定数Ｉｃ″ＩＲ流源３ ２は、その出力電圧１８２が１次の！１度依存性を持つように設計される。

これに対して、電流１１３３は、その出力電流１．。が温度に依存しないように 設計される。

１、、−Ｖ、ピＦ　／　Ｒｚ　ｓ ここで、Ｖｌ　ｇ　ｒは定数であ−リ、回路の予め定められたこれらの２つの電 ｔｉＩの設計は、後にＩ２明する。Ｉｉ要なことは、差動増幅器４１に対する人 力信号が、２次の濃度依存性の項ぐあるＴｌ１ｎ’ｒの形態のものであるという ことである。

差動増幅器４１において、トランジスタＱ１２のエミッタ電極はトランジスタＱ １３のエミッタ電極と接続され、トランジスタＱ１３のベース電極はトランジス タＱ１７のベース電極と接続される。２つのトランジスタＱ１２８よびＱ１３の エミッタ電機は、　’１ｌｆｌｉ　Ｉ　−、を発生する電流源３１と接続される 。この’ｌ流原は、Ｖｔ）Ｏで櫂持される電圧＃端子とさらに接続される。この 實施例においては、Ｖ、０はマイ太ス５ボルトである。２１流！［３１によって 供給される電流は、２つのトランジスタＱ１２．Ｑ１３の闇で共用される。

１−ランジス９Ｑ１３およびＱ１７のベース電極は互いにＮ統されているので、 トランジスタＱ１３は電ＩＩｓ　、に応答して１流ｆ　、３で動作する。トラン ジスタ０１３のコレクタ１流極は２つのＰＮＰトランジスタＱ１４Ｊ３よびＱ１ ５によって形成されるカレントミラーの入力端子に接続され、１−ランジスタＱ 　１．４およびＱ１５のベース電極は接続されている、。２つのトランジスタの エミッタ電極は回路の出力ライン４４に接続され、ダイオード接続されたトラン ジスタＱ１５のコレクタ電極はトランジスタＱ１３のコレクタ１！！極と接続さ れる。動作に３３いて、トランジスタＱ１４のコレクタ電極を通って導出される 電流は、トランジスタＱ１５のコレクタ電流に追随する。したがって、カレント ミラーの出力電流、すなわちトランジスタＱ１４のコレクタｉｌｆ［を流れるＩ Ｉ流は、■・、に等しい。

一方、トランジスタＱ１２は、ｓｉｒ、、、で動作するｉ−ランジスタＱ１６に 応答し、１次の温度依存性である。差動増幅器４１の出力、節点４７でトランジ スタＱ１４およびＱ１２のコレクタ電極と接続される出力ライン４２の電流ｌ０ ＬＪＴは、トランジスタＱ１２およびＱ１３のベース電極の電圧における差ΔＶ ＩＨに依存する。最初に、回路が３００℃の室温であり、両電流１ｅ２およびＩ 、。は等しいと仮定する。両電流が等しいので、同一の電圧がトランジスタＱ１ ６およびＱ１７によって発生され、したがってΔＶＩＮはＯに等しくなる。トラ ンジスタＱ１２みよびＱ１３は、１１２１１１．、を等しく共用する。ここで、 回路の周囲温度が、ΔＶＩＮがＯと等しくないように変化すると仮定する。トラ ンジスタＱ１２は差の対の一部であるので、その入力電圧におけるこの変化は、 ΔＶ＋　Ｍ　／２であるとスタＱ、２．Ｑ５．に対して、 ぼ同一である。

トランジスタＱ１２に対する入力電圧における変化シよ、コレクタ１流にＪ５け う変化を引出す。

ここで、入力信７号の他の部分は、１−ランジス９Ｑ１３のベースｍ橿に鴫づり 、トランジスタＱ１２に対するのと同様の解析によって、トランジスタＱ１３の 一］レクタｙＪ流におけう変化は、次のように表わされる。

しかし、トランジスタＱ　１、−１およびＱ１５にＬ−）て形成されうカレント ミラ・−にＬつで、同じ強さの電流がトランジスタＱ１５のコレクタ電橋上と同 様に、トランジスタＱ１４のコレクタ電極に川われる。、：ノＩ”二がって、ｊ −ン；ノジスタＱ１２およびＱ１３に対するコレクタｍ衝における２つの変化の 和は、出力ライン４２上に環われなければならない付加的な電流であわ、差動増 幅器の入力・出力関係は全体とｌｙで次のとおりである。

Ｉｃｕｒ−２ΔＩｃ”’（”　ΔＶ・Ｎ性をもって、増幅器４１の相互コンダク タンスを湿度に依存しなどなるようにする辷うに設計される。このことは、前に 説明したように１．興なｍ；たで流密度で動作する２つのトランジスタの間のベ ース・エミッタ電圧における差を用いることによって達成される。

ｌ０１ＪＴに対する式に、Ｔ　８１＋　Ｔ、ｚ＋　Ｔａｓに対する項を代入して 、次式を得る。

ここで、（Ｒｚ　ｓ　、”Ｒ＝　−）は、括弧内のパラメータが・電流が、トラ ンジスタのベース・エミッタ電圧における２次の項のものと似た２次の濃度依存 性、ＴｆＬｎＴＩＩ度依存性を持つ、ということに注意されるべきである。出力 ライン４２は、総和節点４６に接続される。したがって、この電８１　Ｉ　ｏ　 Ｌｌ　丁は、２つのトランジスタＱＩＯおよびＱｌｌのベース電極によって供給 される原電圧を、抵抗２２゜２３を通じる小さな付加的な電流を駆動することに よって修正し、小さな修正電圧を発生する。

小信号解析によって、修正電圧は簡単に以下のようになる。

抵抗値である。

節点４６での真の電圧は、次式で与えられる。

Ｃ＋　−Ｃｚ　Ｒｘ　／Ｒ７４と設定することによって、節点４６での電圧はｖ Ｇｏであり、温度に依存しない定数となる。ｆｏｕｒの強さを決定するパラメー タは、２つのトランジスタＱ１０およびＱｌｌによって発生される２次の温度依 存の項に対するのと同じであるように設定される。

この方法において、節点４６での電圧は、十分に濃度補償される。

ＩＲ密な意味において、修正Ｉ！圧は、回路に対する反復したフィードバック針 幹を必要として、トランジスタＱ１０゜Ｑ″！１のべ一；―電机の！圧ぞ修■− でる。しかし、修正電圧は、トランジスタＱＩＯ，Ｑ１１からの１水温度補償さ れた電圧と比較して非常に小さい。たとえば、差動増＠１４１（対する最大出力 ［流は、あよそ２４０μＡである。このことは、トランジスタＱ１０．Ｑｌｌか らの１．２ｖの電圧に比較して、７５！ＭＶの最大修正電圧を意味する。修正電 圧および１次の補償電圧は、互いに依存しないと考えることができ、（の２つの 電圧は加法的に結合される。

この実施例に対して、電圧基準は、（シリコントランジスタに対し１．２４０Ｖ と等しい）外挿されたバンドギャップ電圧Ｖ３０ではセットされず、ＶＧｏのお よそ２倍でセットされるのが望ましい。このことは、フィードバック！！！勅増 帽１４０とともに抵抗素子２２．２３を用いることによって行なわれ、フィード バック差動増幅器４０の入力端子ば、トランジスタＱ１０およびＱｌｌのコレク タ電極とそれぞれ接続されるつ増ＩｉＩ器４０は、２つのフンフタ電流Ｔ、Ｑお よびＩｌｌを、上述の説舅において仮定したように等しくする、２つの抵抗素子 ２２．２３は、道４！圧分割回路、電圧乗算回路を形成する。節点４６での電圧 １゜２４０Ｖは、（６３０＋６２０）、／６２０と！＃欅され、ここで６３０オ ームおよび６２０オームは、そ性ぞれ索ｆ２３および２２に対する抵抗値である 。この乗算された電圧は、増幅！１４０の出力電圧である。

この方法において、回路の出力端子４５は、２次の補償されたおよそ＋２．５ボ ルトの電圧基準Ｖｔ　ｔｔ　Ｆを達成する。

第２図は、１度に依存しない電流の発生器３３の詳細な回路図である。トランジ スタＱ５０のエミッタ電極は接地ライン４３と接続され、またそのコレクタ電極 は抵抗素子２６を介して出力ライン４４と接続される。第２のトランジスタ′Ｑ ５１は第２の抵抗２７を介して接地ライン４３とまた接続され、さらにトランジ スタＱ５０のベース電極と接続される。トランジスタＱ５１のベース電極はトラ ンジスタＱ５０のコレクタ電極と接続され、トランジスタＱ５０は抵抗索子２６ を流れる電流を決定する。この電流は（Ｖｚ　ｅ　Ｆ　−２Ｖ［ｌ　Ｉ！　）／ Ｒｚ　ｓ　テあり、Ｚ　コ１’　Ｒ２ａは素子２６の抵抗値である。さらに、抵 抗素子２７を流れる第２の１１．、が存在し、抵抗素子２７の抵抗値は素子２６ の抵抗値の正確に２分の１である。

Ｉｓ　、−Ｖａ　ｔ：　／Ｒ２７＝２Ｖａ　Ｅ　／Ｒｚ　ｓここでＲｚ７＝Ｒｚ ｓ／２ トランジスタＱ５２のエミッタ電極は接地ライン４３と接続され、またそのベー ス電極はトランジスタＱ５０のベースＩＩ極と接続され−Ｃ１それによって、ト ランジスタＱ５２のベース・エミッタ電圧がトランジスタＱ５０のベース・エミ ッタ電圧と等しくなるようにする。したがってトランジスタＱ５２はトランジス タＱ５０に追随して、それによってトランジスタＱ５２のフレフタ電流はトラン ジスタＱ５０ｅｌｌれる電流■、Ｇと等しい。このことは、１１２図において、 矢印によって示されている。トランジスタＱ５１のコレクタ電極は、トランシタ Ｑ５２のコレクタ電極とまた接続される。

２つの電流■、ｏおよびＩｓ＋が、２つのＰＮＰトランジスタＱ５３．Ｑ５４に よフて形成されるカレントミラーの入力端子を通うて流れるウカレントミラーの 入力端子け、トランジスタＱ５４のコレクタ電極によって形成され、トランジス タＱ５４はダイオード接続されたモードにあり、そのベース電極とコレクタ電極 とは接＠されている。トランジスタＱ５４のエミッタは、出力ライン５５と接続 される。トランジスタＱ５４のベース電極は、トランジスタＱ５３のベース電極 と！！映され、トランジスタＱ５４のエミッタ電極は出力ライン４４と接＠され 、またそのコレクタ電極は電ｌｌｌ１１３３の出力端子５５と接続される。出力 電流Ｔ６．は、カレントミラーの入力端子を流れ８２つの電流の和である。した がりて、電＄１１１３３の出力電流ｕ、Ｖ寓ｔｒ／Ｒｔｈであり、ここでＲｚｓ は、素子２６の抵抗値である。出力電Ｉ１．．は、１１度に依存しない。

電流１１３１．３２の特定の回路実珊例が、禦３図に示されている。これらの１ 法部度依存性の電８１１１！＃、　２つのトランジスタのベース・エミッタ電圧 における差に藻づく。

２つのＩ）　Ｎ　Ｐ　トランジスタＱ６０．Ｑ６１は、そのベース電極が互いに 接続された２つのＮＰＮＩ−ランジスタＱ６２、Ｑ６３のコレクタ電極に’Ｊｊ Ｌい′Ｒ？＆を供給する。トランジスタＱ６２は、トランジスタＱ６３よりも１ ０倍大きく、ダイオード接続されたモードにある。第１図におけるトランジスタ Ｑ１０．Ｑ１’ｌの動作に関して前述したように、トランジスタＱ６２のエミッ タ電極に直接に接続された抵抗素子７４を流れるｆＩ！流１’＋４は、２つのト ランジスタＱ６２．Ｑ６３のベース・エミッタ電圧における差に比二二で、Ｒ７ ４は素子７４の抵抗値であり、Ｉ７．がおよそ２００μ八であるよう４．：設定 される。

トランジスタ０６３はトランジスタＱ６２と並列に接続されているので、トラン ジスタＱ６３にもまた、およそ２００μＡの電流が流咋る。２つのトランジスタ Ｑ６２．Ｑ６３から２つのトランジスタＱ６４．Ｑ６５’＼の全電流は、したが って２Ｉ？、である。

２つのＰ　Ｎ　Ｐ　ｉ”ランジスタＱ６４．０６５の並列接続されたエミッタ電 極は、（索子７４を介して）トランジスタＱ６２のエミッタ′Ｒａｉ！およびト ランジスタＱ６３と接続される。トランジスタＱ６４．Ｑ６５のベースｌｉ１極 は互いに接続されて、バイアス電圧Ｖ６１＊ｓと接続され、それによって２つの トランジスタのベース・エミッタ電圧μ等しくなる。’ｓ適動作幀対し、ＶＩ！ ｉＡｓは、νζ、から３つのダイオードの電圧降下したもの、すなわち÷２．９ ボルトである。）電流２ｒ−４は、トランジスタＱ６４．Ｑ６５の閣で等しく共 用される。トランジスタＱ６５のコレクタ電極け、ＰＮＰトランジスタ０７８の エミッタ１１極と接続されるＣ電択の他の岸分１？４は、トランジスタＱ６４の コレクタＷｔを流れる。

ダイオードｍ＊ａｔしたトランジスタＱ６６のコレクタ電極は、トランジスタＱ ６４のコレクタ電極と＃Ｉ＠される。

しかし、ＰＮＰＩ−ランジスタはｈＰｌ−ランジスタよりもかなり低いβを持っ ており、またＰＮＰエミッタ覧入の重要な関数ばトランジスタのベース１ｃ翫内 に転ｌＩＩきれる。ＰＮＰｔ−ランジスタＱ６４のベースＩＣ極ｔ−籠れる電流 の損失を補償するために、ＰＮＰトランジスタ０７Ｂ鑓、ダイオードｍｓされた トランジスタが全電１１　Ｉ　？−を真に受けるように、トランジスタＱ６６の コレクタ電−にそのベース電流を注入する。トランジスタＱ６６のエミッタｔａ は、抵抗索子７５を介して、Ｖｏρでの第２の電圧源と！Ｉ統される。

３つのトランジスタＱ８７．Ｑ６８．Ｑ６９は、Ｉ！ＯｍにトランジスタＱ６６ とＮ較される。それらの各ベース電極はトランジスタＱ８６のベース電極と接続 され、またそれらの各エミッタ電極は抵抗素子を介してＷ４２の電圧源と接続さ れる。これらの抵抗を介して発生される電流は、したがって、トランジスタＱ６ ６の動作電’Ｉｔ　Ｉ　ｔ　４に依存する。

２つのトランジスタＱ６７、Ｑ６８のエミッタ電極は、抵抗素子７３を共用する 。素子７３の抵抗値は、素子７５の抵抗値の２分′の１である。このことは、両 トランジスタＱ６７、Ｑ６８を流れる電流の総和が、トランジスタ０６６を流れ る電流の２倍であることを意味する。しかし、トランジスタＱ６７．０６８は、 互いに関して寸法における大きさが決定される（トランジスタＱ６７は回路の標 準的トランジスタ寸法の６倍であるが、トランジ及りＱ６８は標準寸法の４倍で ある）。２つのトランジスタが、それらのベース・エミッタ電圧、したがって動 作電流密度が等しいように結合されるので、トランシタＱ６７．０６８は、それ ぞれ全電流総和の６／１０および４／１０を持つ。トランジスタＱ６８のコレク タ電極は、接地ライン４３と接続され、トランジスタＱ６７のコレクタ電極は、 電流１１３１の出力鳩子７６に接続される。

これは、上述の説明における１６１に対し用いられる値を確立する。

素子７２の抵抗値は素子７５の抵抗値の２分の１であるので、トランジスタＱ６ ９は、トランジスタＱ６６を流れ乙！ＩＩｙＩＩの２４Ｆ４の電流１８．で動作 する。２つのＰＮＰトランジスタＱ７０．Ｑ７１によりて形成されるカレントミ ラーは、電２ｍ！源の強さの電流が、トランジスタＱ６９のコレクタ電極を通っ て流れているものとして、電［１１３２の出力端子を通じて発生されるというこ とを＃１夾にする。上述したように、この電流ｆｅｚは、次式で表わされる。

この発明のこの実ｍｓは、ＰＮＰトランジスタによって形成されるカレントミラ ーを除外して、ＮＰＮトランジスタに′関して説明されてきたが、トランジスタ の極性を逆転しかつ特定の電圧を修正することによって、この発明を再設計する ことは当業者の能力の範囲内に含まれるということが認識されるべきである。

したがって、この発明は好ましい実施例に関して特定的に示されかつ説明されて きたが、形式および詳報な点における夜更はこの発明の精神から逸脱することな くなされ得るということが当業者によって理解される。したがって、この発明の 権利範囲は添付の請求範囲の内容によってのみ限定されることを意図する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．　１次の１１１補償されたバンドギャップ電圧基準を発生する手段を備え、 前記電圧基準は、２次のｍ度依存性を有する１１７１！電圧を有し、 前記構成電圧のような２次の温度依存性を有する電流を発生する手段と、 前記電流に応答して、前記２次の１度依存性を有する修正電圧を発生する手段と 、 前記１次の温度補償されたバンドギャップ電圧基準と前記修正電圧、とを結合し て、前記構成電圧を相殺する手段とをさらに備え、 それによって、前記結合された電圧基準と前記修正電圧とは、２次のＳ度補償さ れたバンドギャップ電圧基準を与える、電圧基準回路。 ２、　前記１次の濃度補償された電圧基準発生手段は、トランジスタのベース・ エミッタ電圧によつ【形成される第１の電圧と、異なった電流密度で動作する２ つのトランジスタのベース・エミッタ電圧における差によって形成される第２の 電圧とを加禅する手段をさらに含む、請求の範囲第ｉｉ記載の回路。 ３、　前記電流発生手段は、 １度に依存しない相互コンダクタンスを有し、かつｊｌｌｌのダ・ｒオード手段 と第２のダイオード手段とのＰＮ接合電圧における差によって形成される差の入 力ｕ１＠を有する差動増幅器をさらに含む、請求の範囲１１項記載の回路。 ４、　前記第１のダイオード手段は、１次の濃度依存性のある第１の電流で動作 し、前記第２のダイオード手段は、濃度に依存しない第２の電流で動作する、請 求の範囲一３項記載の回路。 ５、　前記第１および前記第２のダイオード手段の各々は、ダイオード接続され たトランジスタを含む、請求の範囲第４項記載の回路。 ６、トランジスタのベース・エミッタ電圧によって形成される１ｌｌｉｌの電圧 と、異なった電流ＷＩ度で動作する２つのトランジスタのベース・エミッタ電圧 における差によって形成される第２の電圧とを発生する手段と、第１の７４流で 動作する第１のダイオード接続されたトランジスタと、第２のｍ流で動作する１ ２のダイオード接続されたトランジスタとの、ベース・エミッタ電圧における差 に応答し、かつ、濃度に依存しない相互コンダクタンスを有する、差動増幅器と を備え、前記差動増幅器は、ＩＩｉ記第１および前記第２のダイオード接続され たトランジスタのベース・エミッタ電圧における前記差に比例する出力電流を発 生し、 前記出力電流に応答して、修正電圧を発生する手段と、前記第１および前記第２ の電圧と前記修正電圧とを結合する手段とをさらに備え、前記結合された電圧は 、２次の濃度補償されたバンドギャップ電圧基準を与える、電圧蟇準ａｍ。 ７．　前記１１の回路は、興なうた電Ｉｌ！腹で動作する２つのトランジスタの ベース・エミッタ電圧の差に比例し、それによって、前記第１の電ｍは１１慣に １次依存し、また前記置２の電流は一定であり、それによって前記第２の電流は ｍ痩に依存しない、請求の範囲第６項記載の回路。 ８、　前記差動増幅ＩＩ＆ｔ、第１および第２のトランジスタをさらに含み、前 記第１および第２のトランジスタのエミッタ端子は互いに第３の電流源に接続さ れ、［１記１１１Ｂよび第２のトランジスタのベース端子は前記差動増幅器に対 する第１および第２の入力端子をそれぞれ形成し、前記第１の入力端子は前記第 １のダイオード接続されたトランジスタのベース端子に接続され、前記第２の入 力端子は前記第２のダイオード接続されたトランジスタのベース端子に接続され 、 前記第２のトランジスタのコレクタ端子に接続される入力端子と、前記第２のト ランジスタのコレクタ端子に接−される出力端子と、前記第１のトランジスタの コレクタ端子（接１１される出力端子とを有する手段をさらに含み、前記手段は 、前記第２のトランジスタのコレクタ電ＩＮ一応答して、前記出力端子を通じて ミラー電流を発生し、前記第１のトランジスタの前記コレクタ端子にＩＭ統され る増幅ＩＩ比力端子をさらに含み、前記増幅−出力電流は、前記第１のトランジ スタコレクタ電流と前記ミラーｔＩｉ！との間の笹によって決定され小、請求の ′ａ［！１ｍ７１１記載の回路。 ９、　前記第３の１１１流は、異なった電ｉ１１！密度で動作する２つのＶラン ジスタのベース・エミッタ１１−ｆ　Ｉ／）斧ｉこ比例し、それによって、前記 差動増幅器の相互コンダクタンスは温度に依存しない、請求の範囲第８項記載の 回路。 １０、　前記カレントミラ一手段は、１３および＄４のトランジスタをさらに含 み、前記第３および第４のトランジスタのエミッタ端子は電圧源と接続され、剪 ＆！第４のにランジスタのベース端子は前記第４のトランジスタのコレクタ端子 と接続され、前記第４のトランジスタのコレクタ端子はｍ記カレントミラ一手段 の入力端子を形成し、前記第３のトランジスタのベース端子は前記第４のトラン ジスタのベース端子と接続さ礼、前＆！第３のトランジスタのコレクタ端子は前 記カレントミラ一手段の出力端子を特徴する請求のＩＩ！１ｆｆｌＩＭ項記載の 回路。 ！’１．＋Ｉ記第２の電流は、温度に依存しない発生器によって発生され、前記 発生器は、 第１のトランジスタを甘み、前記第１のトランジスタのエミッタ電極は固定され た電圧ａＩ４Ｉｌ子に接続され、前記第１の１フンシスタのコレクタ電極ｌ極は 、ｖｌｌｌの抵抗手段により−（、前記電圧基準回路の出力端子と接続され、第 ２のトランジスタをざらに含み、前記）１！２のトランジスタのエミッタ電極は 、第２の抵抗手段によって前記固定された電圧源端子と！ＩＩｋされ、前記第２ のトランジスタの前記エミッタ電極は前記ｍｉのトランジスタのベース電極とさ らに接続され、前記第２のトランジスタのベース電極は前記第１のトランジスタ のコレクタ電極と１ｍされ、それによって、第１の発生器電流が前記第１の抵抗 手段から善用され、第２の発生器電流が前記第２の抵抗手段を通じて導出され、 結合された前記第１および前記ｊ１２の発生器電流に応答して、前記第２の電流 を発生する手段をさらに含む、請求の範囲第８項記載のａｍ。 １２、　前記第２の電流発生手段は、 第３のトランジスタをさらに含み、前記第３のトランジスタのエミッタ電極は前 記＠定された電圧源端子に接続され、前記第３のトランジスタのベース端子は前 記第１のトランジスタのベース端子と接続され、それによって、前記第１の発生 器電流と等しい電流が前記１３のトランジスタのコレクタ電極を通じて導出され 、 前記第２のトランジスタのコレクタ電−と前記第３のトランジスタのコレクタ電 極とにＩＭされる入力端子を有し、前記等しい第１の発生器電流および前記１１ １２の発生器電流に対し出力端子を通じてカレントミラーを発生する手段をさら に含み、それによって前記出力端子電流は前記第２の電流を特徴する請求のＩｌ ａ第１１項記載の回路。 ９　日