JPS59133618A - Bias generating circuit - Google Patents

Bias generating circuit

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Publication number
JPS59133618A
JPS59133618A JP723483A JP723483A JPS59133618A JP S59133618 A JPS59133618 A JP S59133618A JP 723483 A JP723483 A JP 723483A JP 723483 A JP723483 A JP 723483A JP S59133618 A JPS59133618 A JP S59133618A
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Japan
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circuit
node
bias
voltage
current
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Application number
JP723483A
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Japanese (ja)
Inventor
Jiro Sakaguchi
治朗 坂口
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS59133618A publication Critical patent/JPS59133618A/en
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G05F3/26Current mirrors

Abstract

PURPOSE:To eliminate operation defects at a start time, by providing a starting circuit, which consists of a diode-connected N-channel MISFET, for the purpose of securing the operation at the power-on time of a bias circuit. CONSTITUTION:For the purpose of securing the operation at the power-on time of the bias circuit consisting of MISFETs T1-T5, the starting circuit consisting of a diode-connected N-channel MISFETT6 is provided. If the potential of a node N2 does not rise to enough value to make the FETT1 conductive though the power source is turned on, the voltage detecting means T6 is made conductive in accordance with this potential to raise the potential of the node N2. Thus, if enough capacity divided voltage to make the FETT1 conductive appears in the node N2 though the capacity divided voltage appearing between gates and sources of FETs T4 and T5 is lower than a threshold voltage, a bias current is given to the FETT4 by the FETT1 which is made conductive. Consequently, the circuit consisting of FETs T1-T5 enters into the operating state.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はM工SI’BTを用いたバイアス発生回路に関
し、特にその起動時の回路動作の改善に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a bias generation circuit using a mechanical SI'BT, and particularly to improvement of circuit operation at startup.

0M08回路から構成され、かつ温度特性の艮好な基辿
電圧発生回路について判、許出願がされている。(%願
昭56−119072号)本発明者は、かかる回路を検
討し九所、電源が投入されているにもかかわらず、しば
しは、かかる回路が動作開始しないことを見出し穴。第
1図はその具体的回路図である。
A patent application has been filed regarding a reference voltage generating circuit which is composed of a 0M08 circuit and has excellent temperature characteristics. (%Application No. 56-119072) The inventor of the present invention has studied such circuits and found that, even though the power is turned on, the circuits often do not start operating. FIG. 1 is a specific circuit diagram thereof.

従って本発明の1つの目的は起動時の動作不良を除去し
たバイアス発生回路を提供することにある。
Therefore, one object of the present invention is to provide a bias generation circuit which eliminates malfunctions at startup.

本発明の1つの目的は起動回路を有し、広い電源範囲に
適用可能なバイアス発生回路を提供することにある。
One object of the present invention is to provide a bias generation circuit that has a startup circuit and is applicable to a wide power supply range.

本発明の1つの目的はP 8 RR(pnwer 8u
p −p17 Rejeclon Rat;io ) 
’すなわち、電源り・・・プル除去比が良好で良好でか
つ、確実に起動するバイアス発生回路を提供することに
ある。
One object of the present invention is to obtain P 8 RR (pnwer 8u
p-p17 Rejeclon Rat;io)
That is, the object of the present invention is to provide a bias generation circuit that has a good power supply pull rejection ratio, and that starts up reliably.

本発明の1つの目的はバイアス出力電圧の湯度依存性が
小さく、かつ、確実に起動するバイアス発生回路を提供
することにある。
One object of the present invention is to provide a bias generation circuit whose bias output voltage has little dependence on hot water temperature and which can be activated reliably.

第1図に従って、かかるバイアス発生回路での起動不良
の発生原因を説明する。同図においてT2けP+型ポリ
シリコン層からなるゲート電極を持つt(チセンネルM
工5FET(以下P′−ゲートNチャネルM工OFF!
Tと称する)で、その他は通常のN+型ポリシリコン層
からなるゲート電極を持つHチャンネルM工spg’r
(N下N ケートNチャネルM工8FBTと称する)及
びP+型ポリシリコン層からなるゲー)1!fief持
つPチャネルM工8FETでおる。同回路は、T4+T
5で構成スるカレントミラーによシ、互いに比例するt
流をT、、T、に供給し5、T1及びT、のvth(シ
きい値電圧)゛差すなわち、バンドギャップにほぼ相当
するバイアス電圧を得ようとするものである。本発明者
が解析したところによると、プロセスばらつきによるV
 thのばらつきや変動などによシ、ソース)4件では
、かかる回路が起動しないモードがあることが明らかと
なりか。すなわち、図示の回路では、電源電圧が印加さ
ね友とき、vDD−N1間及び接地−N、間の図示しな
い寄生容量によって決壕る分圧電圧がノードN、 と電
源端子■DDとの間に現わわることになる。同様にVD
’D  ’y間及び接地−N2間の図示し、ない寄生容
量によって汐まる電圧がノードN2と接地点との間に現
われることになる。しかしながら、ソースト条件では、
TI及びT4は、それぞれのソース・ゲート間に加えら
れる電圧がそれぞれのV t hに達L5ないことによ
ってオフのままとなシ、全く同様にT、、TIIもオフ
のままとなる。その結果回路は永久に起動しない。
The cause of startup failure in such a bias generation circuit will be explained with reference to FIG. In the same figure, the gate electrode is made of T2 P+ type polysilicon layer (T2).
5FET (hereinafter P'-gate N-channel M OFF!
(referred to as T), and the others are H-channel M spg'r with gate electrodes made of normal N+ type polysilicon layers.
(referred to as N-bottom N-channel M-8FBT) and a gate consisting of a P+ type polysilicon layer) 1! It is a P channel M type 8FET with fief. The circuit is T4+T
According to the current mirror composed of 5, t is proportional to each other.
The purpose is to supply a current to T, , T, and obtain a bias voltage approximately corresponding to the vth (threshold voltage) difference between T1 and T, that is, the band gap. According to the analysis by the present inventor, V due to process variations
In 4 cases, it is clear that there is a mode in which such a circuit does not start up due to variations or fluctuations in th, etc. That is, in the illustrated circuit, when the power supply voltage is not applied, the divided voltage created by the unillustrated parasitic capacitance between vDD and N1 and between the ground and N is applied between the node N and the power supply terminal ■DD. will appear. Similarly, VD
A voltage that fluctuates due to the parasitic capacitance not shown between 'D' and y and between the ground and N2 will appear between the node N2 and the ground point. However, in the source condition,
TI and T4 remain off because the voltages applied between their respective sources and gates do not reach their respective V th , and in exactly the same way T, , TII remain off. As a result, the circuit will not start up forever.

第2図は、回路起動を保証するための起動回路が設けら
れ穴バイアス発生回路の回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of a hole bias generation circuit provided with a start-up circuit to ensure circuit start-up.

同図においてT、はP ゲー)−NチャネルM18′g
BITその他は通常のN ゲー)NチセネルM工S 7
1!!T及びP ゲートPチャネルMIEIFETであ
る。通常の0MO8集積回路のプロセスによれば、Pチ
ャ木ルのFFtTT*  、T8はN型S1基板上に作
られる。N ゲートNチャ木ルのF’KT ’r、  
、T、 、’I’6はN短日1基板上につくられたP型
つェル領域上に作られ、そのゲートは511えばN型に
ドープされた多結晶81よりなっている。
In the same figure, T is P (ge) - N channel M18'g
BIT and others are normal N game) N Chisenel M Engineering S 7
1! ! T and P gate P channel MIEIFET. According to the normal 0MO8 integrated circuit process, the P channel FFtTT*, T8 is fabricated on an N-type S1 substrate. N gate Ncha wood F'KT 'r,
, T, ,'I'6 are formed on a P-type well region formed on an N short-day substrate, and their gates are made of polycrystalline 81 doped to N-type, such as 511.

一方、P+ゲートNチャネルのFFl!T T2(図中
ゲート電極を太線で示す。)はP型ウェル領域に作らね
、そのゲートの大部分はP型にドープされた多結晶S1
よυなっている。かかる回路に電源電圧が印加されると
、ワースト条件では、先に第1図について示した如<、
Nt −vl)D間の電圧。
On the other hand, P+ gate N channel FFl! T T2 (the gate electrode is indicated by a bold line in the figure) is formed in the P-type well region, and most of the gate is made of P-type doped polycrystalline S1.
It's getting better. When a power supply voltage is applied to such a circuit, under the worst condition, as shown in FIG.
Voltage between Nt -vl)D.

N!−接地間の電圧が七ねぞれvth(5)、vth(
1)に達ゼす、(以下では、FEIT T、のvth’
evth(N)で示す。)その結果、TI  + T5
がオンしない場合がちシうる。
N! - The voltage between ground is 7Vth(5), Vth(
1) (hereinafter, vth' of FEIT T)
It is indicated by evth(N). ) As a result, TI + T5
If the switch does not turn on, it tends to get wet.

第2図において、電源が印加さネ穴時の動作を説明する
。最初に起動用スイッチFET ’r6が41作するこ
となく回路が起動する場合を説明する。
Referring to FIG. 2, an explanation will be given of the operation when the power is applied to the hole. First, a case will be described in which the circuit starts up without the starting switch FET 'r6 being activated.

ノードN、と端子vDD間及びノードN、  と接地端
子との間に寄生容量が存在するので、電源投入によυ電
源電圧が立上ると、そわに応じてノードN1とvDD端
子間すなわち、M工5F1nT T4. l1ll+の
ゲート、ソース間に容量分圧電圧が現わわるようになる
。同様にノード1とvDD端子間の寄生容量と、ノード
N1と接地端子間の寄生容量とによってノードN2と接
地端子間に容量分圧電圧が現わわるようになる。MI日
FF!T ’r4. ’r、のゲート、ソース間に現わ
れる容量分圧電圧がこれらのMI日FF!T ’r4.
 T8のしきい値電圧よりも太きければ、これによって
M工5FBT T、、’r8が導通し2始める。T2は
導通状態にされたM工5FFiTT5によってバイアス
電流が与えられることになるので、バイアス電圧を発生
するようになる゛。
Parasitic capacitance exists between the node N and the terminal vDD and between the node N and the ground terminal. Engineering 5F1nT T4. A capacitive divided voltage appears between the gate and source of l1ll+. Similarly, a capacitance-divided voltage appears between the node N2 and the ground terminal due to the parasitic capacitance between the node 1 and the vDD terminal and the parasitic capacitance between the node N1 and the ground terminal. MI day FF! T'r4. 'r, the capacitive divided voltage appearing between the gate and source of these MI days FF! T'r4.
If it is larger than the threshold voltage of T8, this causes the M5FBT T,,'r8 to start conducting. A bias current is applied to T2 by the electrically connected transistor 5FFiTT5, so that a bias voltage is generated.

M工EIFI!iT ’r、けM工5FKTT、から供
給されるバイアス電圧によっ°C導通する。その結果M
工5FETT、にバイアス電流が与えられる。このよう
にして、MI日FETT+ないしT5からなる7547
7回路は動作状態にされる。
M Engineering EIFI! It is conductive by the bias voltage supplied from the iT'r and the 5FKTT. As a result M
A bias current is applied to the 5FET. In this way, 7547 consisting of MI day FET T+ or T5
7 circuits are activated.

同様に例えばM工8FKT T、  、 ’r、のゲー
ト、ソース間に現われる容量分圧電圧が、これらのM工
EI711’、T T4 、 ’r、のしきい値電圧よ
υも小さくても、M工sF]llT T+ ′fc導通
さゼるに充分な容量分圧電圧がノードN2に現われれば
10M工8F1nTT、には導通状態にされたMI日F
IT ’r、によってバイアス電1流が与えられること
になる。従って、この場合もM工5FFfTTtないし
T、かもなる回路は動作状態となる。
Similarly, even if the capacitance-divided voltage appearing between the gate and source of, for example, M-8FKT T, 'r, is smaller than the threshold voltage of these M-8FKT 711', T T4, 'r, by υ, If a capacitance-divided voltage sufficient to make fc conductive appears at node N2, 10Mf8F1nTT becomes conductive.
One bias current is given by IT'r. Therefore, in this case as well, the circuits M5FFfTTt and T are in the operating state.

しかし7ながら、ノードN、、N、に与えられる容量分
圧電圧は、電源電圧の変化や寄生容量のばらつきによっ
て変化する。マタ、各M工EINETのしきい値電圧は
程々のプロセスばらつきに応じて変動する。その為、ノ
ードN1に与えられる容量分圧電圧がM工5FFIT 
’r4. ’r、を導通させるに充り)な値にならない
とともに、ノードN、に与えられる容量分圧電圧がM工
EIFコTT1を導通さぜるに充分な値に力らないとき
がある。従って、ノードN、及びN2に与えられる電圧
値が容量分圧電圧のみによってしか決定されないときは
M工8F1!IT T4 、’r、、’r、は非導通の
ままとされる。
However, the capacitance-divided voltage applied to the nodes N, , N changes due to changes in the power supply voltage and variations in parasitic capacitance. The threshold voltage of each M-process EINET fluctuates according to moderate process variations. Therefore, the capacitance divided voltage given to node N1 is
'r4. There are times when the capacitor-divided voltage applied to the node N does not reach a sufficient value to make the MEC EIF TT1 conductive. Therefore, when the voltage values applied to nodes N and N2 are determined only by the capacitor-divided voltage, M8F1! IT T4 ,'r,,'r, are left non-conducting.

言い換えるとM工5FFiT T、ないしT、からなる
バイアス回路は電源が投入されても動作状態にならない
In other words, the bias circuit consisting of M5FFiT T or T does not become operational even when the power is turned on.

第2図の回路においては、M工8FET ’r、ないL
−Tsから力るバイアス回路の電源投入時における動作
を保証するために、ダイオード接続されたNチャネルM
工5FKTT、からなる起動回路が設けられている。
In the circuit shown in Figure 2, M 8FET 'r, no L
- A diode-connected N-channel M
A starting circuit consisting of 5FKTT is provided.

次に起動回路が動作する場合、すなわち、本来のバイア
ス回路だけでは第2図の回路が起動しない場合を説明す
る。
Next, a case in which the starting circuit operates, that is, a case in which the circuit shown in FIG. 2 does not start up with only the original bias circuit will be explained.

電源が投入され九にもかかわらず、ノードN。Node N despite being powered on.

の電位がM工5FETT、を導通させるのに充分な飴ま
で上昇していないときは、これに応じて、電圧検出設定
手段T6が導通し、てノードN、の電位を引上げる。こ
のように、M工EIII’ET ’r、  、 ’r8
のゲート、ソース間に現われる容量分圧重圧が、これら
のMT日F]nT ’r4. ’r、の【1.きい値電
圧よりも小さくても、M工8FKTT、を導通させるに
充分力容量分圧電、圧がノー)’ N 2に現わf′1
ねば、M工SFI!IT ’r4には導通状態にさtB
tM工8F’BITTlによってバイアス電流が力えら
れることになる。従って、この場合もM工8FETT+
ないしTsからなる回路は動作状態となる。
When the potential of the node N has not risen to a level sufficient to make the M5FET conductive, the voltage detection and setting means T6 becomes conductive and raises the potential of the node N. In this way, M-EIII'ET 'r, , 'r8
The capacitance partial pressure that appears between the gate and source of these MT days F]nT'r4. 'r,'s [1. Even if it is smaller than the threshold voltage, the force and capacitance divided voltage and voltage are sufficient to make M 8FKTT conductive.
Necessary, M Engineering SFI! IT 'r4 is in conductive state tB
The bias current is increased by tM 8F'BITTl. Therefore, in this case as well, M-engineer 8FETT+
The circuit consisting of Ts to Ts becomes operational.

第3図は本発明の実施例にかかわる基準電圧発生回路の
具体的回路図である。本回路は上記第2図の回路を次の
ように改良したものである。
FIG. 3 is a specific circuit diagram of a reference voltage generation circuit according to an embodiment of the present invention. This circuit is an improvement of the circuit shown in FIG. 2 above as follows.

す力わち、第2図の回路において、出力電圧V。That is, in the circuit of FIG. 2, the output voltage V.

をM望の値に維持させるためには、MISFF!TTI
 とT?に流わる電流の比乏M定の値に維持させること
がかなシ重要である。
In order to maintain MISFF! at the desired value, MISFF! TTI
and T? It is important to maintain the current flowing through the capacitor at a constant value.

第2図の回路においては、M工SF’BTT、とT!の
電流比が用足の値に維持されていると、出力電。
In the circuit of FIG. 2, M engineering SF'BTT, and T! If the current ratio is maintained at the desired value, the output voltage.

圧voは、実質的にM工SFI!!T ’r、とT、の
V t h差に等しくなる。IC技術によって形成され
るM工EIFET ’r、とT2の基体ノー1− (す
なわちP型ウェル領域)が互いに同じ特性にされ、まπ
ゲート絶縁膜が互いに同じ材贋にされるとともに互いに
同じ厚さにづねるので、上記vth差はMI日yFiT
T、  とT、のゲートを極を構成するHpポリシリコ
ン層とP+型ポリシリコン層とのフヱルミレベル差に実
質的に等しく力る。それぞれのポリシリコン層における
導電型決定不純物が充分に高儂度にされることによって
、上記vth差は、実質的にシリコンのバンドギセ・ツ
ブに等し5くなる。
Pressure vo is practically M engineering SFI! ! It is equal to the V th difference between T'r and T. The M-type EIFET 'r, formed by IC technology, and the substrate No. 1- (i.e., P-type well region) of T2 are made to have the same characteristics as each other, and
Since the gate insulating films are made of the same material and have the same thickness, the above vth difference is
The gates of T and T are applied with a force substantially equal to the film level difference between the Hp polysilicon layer and the P+ type polysilicon layer constituting the pole. By making the conductivity type determining impurities in each polysilicon layer sufficiently high, the vth difference becomes 5, which is substantially equal to the band width of silicon.

その結果として出力電圧V。は、実質的にシリコンのバ
ンドギャップに等しくなυ、M工5FETT、とTzの
それぞれのvt)1の変動に影響婆ねなくなる。
As a result, the output voltage V. υ, which is substantially equal to the bandgap of silicon, is no longer affected by the variations in the respective vt)1 of the M5FET and Tz.

第2図の回路においては、また、M工E]FFtTT1
とTIの寸法比を考慮してMI日FETT。
In the circuit of FIG. 2, also, M E]FFtTT1
MI day FETT considering the size ratio of and TI.

とT、に流れる電流比を適当な仙に設定すると、シリコ
ンのバンドギャップの温度依存性にかかわらず、温度依
存性の充分に小さい出力電圧Vo を得ることができる
By setting the ratio of currents flowing through T and T to an appropriate value, it is possible to obtain an output voltage Vo with sufficiently small temperature dependence, regardless of the temperature dependence of the band gap of silicon.

第2図の回路において、電源電圧vDDが比較的低い範
囲であわば、起動回路を構成するM’I EIF’コT
T6け、回路の動作中オフ状態に紳持享わる。
In the circuit shown in Fig. 2, when the power supply voltage vDD is in a relatively low range, the M'I EIF'
At T6, the circuit stays in the OFF state during operation.

その結果、M工SFI!!T T、とT2の電流比は、
カレントミラーを構成するM工SFF!T T4とT、
の寸法比によって決まるような一定の値に維持される。
As a result, M Engineering SFI! ! The current ratio of T T and T2 is
M engineering SFF that makes up the current mirror! T T4 and T,
is maintained at a constant value as determined by the dimensional ratio of

しかしながら、電源電圧VDわが比較的大きい場合、す
なわち電源電圧vDI、がM工5FETT、  のvt
hとMISFEiT ’r6のV t hとの和よりも
大きいような値にさi″I尺場合、MI日FB’l’T
、は、回路の動作中においても導通することになる。な
お、M工EIFI!iT T、 、 ’r6を同時に作
る通常の0M0Sプロセスに従うと、これらMI日FI
T T冨、T6のV t hけ比較的小さい。従って、
電源電圧の上昇とともに回路が動作状態にはいっても起
動用FETT、は導通状態のままである可能性が高くな
る。このように、カレントミラー回路の出力側に不所望
の1!流が流れ次状態では、当然所望の基準電圧出力を
得ることは困難である。
However, if the power supply voltage VD is relatively large, that is, the power supply voltage vDI is
If the value is greater than the sum of V t h and MISFEiT 'r6, then MI day FB'l'T
, will be conductive even during operation of the circuit. In addition, M Engineering EIFI! If we follow the normal 0M0S process of creating iT T, , 'r6 at the same time, these MI days FI
T T and V th of T6 are relatively small. Therefore,
As the power supply voltage increases, the possibility that the startup FET remains in a conductive state increases even if the circuit enters an operating state. In this way, there is an undesired 1! on the output side of the current mirror circuit. Naturally, it is difficult to obtain the desired reference voltage output in the current state.

第2図の回路において、電源電圧の上限を高めるために
、MI日FETT、のvt、h を太きくすることを考
えることができるが、この場合は、回路の起動を確実さ
せるために、電源電圧の下限を上昇させなければならな
くなってくるっ 許容電源電圧範囲を広くし、しかも上記のような不所望
の雷、淀が流りることを防止する為には、TI!とT、
の間に適当な抵抗又は抵抗とし7て作用する素子又は回
路を挿入することが有効であることが本発明者によシ明
らかにさねfC8第3図に従って本発明の詳細な説明す
る。同図においては、FF!TT、が導通L7ている状
態では抵抗R1の両端に電圧降下が現われる。この電圧
降下値を正常動作時にT6の両端電圧がvth(6)よ
りも小感くなるように設定する。このような構成にして
おくと。
In the circuit shown in Fig. 2, in order to increase the upper limit of the power supply voltage, it is possible to consider increasing the vt, h of the MIFET, but in this case, in order to ensure startup of the circuit, the power supply In order to widen the allowable power supply voltage range and prevent undesired lightning and stagnation as mentioned above, it is necessary to raise the lower limit of the voltage.TI! and T,
It has become clear to the inventor that it is advantageous to insert a suitable resistor or an element or circuit acting as a resistor 7 between the resistors. In the same figure, FF! When TT is conductive L7, a voltage drop appears across the resistor R1. This voltage drop value is set so that the voltage across T6 is smaller than vth(6) during normal operation. If you configure it like this.

Fil!T ’rs、 ’r1!がオフの時は、ノード
N!−の電位はR,の値に無関係に決定される。よって
、回路が起動しない時は、T6が導通してバイアス回路
全体を動作状態にすることができる。又、バイアス回路
が正常動作にはいると抵抗R,に生ずる電圧降下により
T6の両端電圧はV□信6)Ja下となり、その結−J
uM工SFI!iTT、にカレントミラー回路以外から
不所望な電流が流さhてしまうことが防止される。よっ
て、本発明によりば、広い電源電圧範囲に適用できる高
精度のバイアス発生回路を提供することができる。上記
説明で¥′i抵抗手段として岸なる抵抗素子を示したが
、抵抗として作用する他の回路等からも構成できる。次
に抵抗手段とL7て他の機能回路を利用した例を示す。
Fill! T'rs,'r1! is off, node N! The potential of - is determined regardless of the value of R. Therefore, when the circuit is not activated, T6 becomes conductive and the entire bias circuit can be brought into operation. Furthermore, when the bias circuit enters normal operation, the voltage across T6 becomes below V□ (6) Ja due to the voltage drop that occurs across the resistor R, and as a result -J
uM engineering SFI! This prevents undesired current from flowing into the iTT from sources other than the current mirror circuit. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a highly accurate bias generation circuit that can be applied to a wide power supply voltage range. In the above explanation, a resistive element was shown as the resistance means, but it can also be constructed from other circuits that act as a resistor. Next, an example will be shown in which other functional circuits are used as the resistor means and L7.

第4図は本発明の他の実施例の具体的回路図である。同
図において、比較器A1は、カレン)ミラーの入出力点
N、、N、の電位を比較シ11、その差に対応する出力
電圧を可変抵抗手段T7のゲートに供給し1.7.のソ
ースドレイン間の電圧降下によシ上記ノードNl 、N
!Iの電位の差を小さくり、ている。このことによって
、T4 、T11よりなるカレントミラー回路は、電源
電圧の変化にはとんど依存ゼす、所定の比高の電1t−
iすことができる。すなわち、M工5FETのドレイン
NRは、いわゆるチャンネル長変調効果によって、ドレ
イン、ソース間電圧が変化するとそれに応じて変化され
る。第4図の実施例の回路に対して、第1図に示したよ
う々回路の場合、M工5FET T4のドレイン・ソー
ス間電圧が実質的にそわにおけるvthと等し、い一定
の値に維持されるのに対し、MI811’l!!T ’
rsのドレイン・ソース電圧は、ノードN!の電位がダ
イオード接続のMIEIFIIIITT、によって決ま
る値に維持されるので、電、源電圧■DDが変動すると
、それに応じて変化される。そのため、第1図の回路の
場合、カレントミラー回路の甫4流増幅宅は、電源電圧
が変動するとそれに応じて変動する。
FIG. 4 is a specific circuit diagram of another embodiment of the present invention. In the figure, a comparator A1 compares the potentials of the input and output points N, , N, of the Karen mirror 11, and supplies an output voltage corresponding to the difference to the gate of the variable resistance means T7.1.7. Due to the voltage drop between the source and drain of the above nodes Nl, N
! The potential difference between I and I is reduced. As a result, the current mirror circuit consisting of T4 and T11 is able to maintain a current of a predetermined specific height 1t-
I can do it. That is, the drain NR of the M5FET changes in response to changes in the voltage between the drain and source due to the so-called channel length modulation effect. In contrast to the circuit of the embodiment shown in FIG. 4, in the case of the circuit shown in FIG. maintained whereas MI811'l! ! T'
The drain-source voltage of rs is at node N! Since the potential of DD is maintained at a value determined by the diode-connected MIEIFIIITT, if the power source voltage DD changes, it changes accordingly. Therefore, in the case of the circuit shown in FIG. 1, the current amplification circuit of the current mirror circuit changes in response to changes in the power supply voltage.

第4図の実施例の場合、Ml:EIFFiTT4とT5
のドレイン・ソース間電圧は、上記のように電源電圧の
変動にかかわらずに、実雀的に互いに等しい値に維持さ
れる。その結果、電流増幅出は、を源電圧の変動にかか
わらずに、M工5FIliTT、とT、の寸法比のみに
よって決められるような一定の値に維持される。
In the case of the embodiment shown in FIG. 4, Ml: EIFFiTT4 and T5
As mentioned above, the drain-source voltages of the two transistors are practically maintained at the same value regardless of fluctuations in the power supply voltage. As a result, the current amplification output is maintained at a constant value, determined only by the dimensional ratio of M, T, and T, regardless of variations in the source voltage.

その結果、良好なPEIRR%性を得ることができる。As a result, good PEIRR% properties can be obtained.

このように、電流ミラー回路の電流増幅鹿の都源電圧依
存性を小きくする為の回路を抵抗素子として使用するこ
とによって、余分の素子を便用することなく起動回路を
有したバイアス発生回路の動作電源電圧を広くとること
ができる。
In this way, by using the circuit for reducing the dependence of current amplification on the power source voltage of the current mirror circuit as a resistor element, a bias generation circuit with a starting circuit can be created without using extra elements. The operating power supply voltage can be widened.

同図において、T8は起動用FIT Tgが動作した時
点でT7がオフである場合を考慮し、ノードN?に’r
6 、’rPを介して■DDを供給するための抵抗素子
である。言い換えればT7とT、は1つの可変抵抗素子
を形成している。すなわち、図示の回路にシいては、電
源投入時におけるノードN1とNllにおける電位上昇
特性が適当でなかったシ、また比較器A、が不所望カオ
フセット金持ったシすると、電源投入時にMIflFK
TT、がオフのままにされる可能性が生ずる。抵抗素子
としてのM工SFI!ITTIlが設けられていないと
きでありて、M工SFmTT7が不所望にもオフのま\
にはハでいると1図示の回路は、電源が投入されたにも
かかわらずに起動しない。M18F111TTsは、ノ
ードに3とN!との間に!流通路を形成し、ノードN、
に回路起動で必要ときれるバイアス電圧ヲ与よる。なお
、M工8711!’1”rsけ、動作中の比較器A、と
制御MlSF’FITT7によりノードN。
In the same figure, T8 is the node N? considering the case where T7 is off when the startup FIT Tg operates. ni'r
6. A resistive element for supplying ■DD via 'rP. In other words, T7 and T form one variable resistance element. That is, in the illustrated circuit, if the potential rise characteristics at nodes N1 and Nll are not appropriate when the power is turned on, and if the comparator A has an undesired offset value, then when the power is turned on, the MIflFK
The possibility arises that TT is left off. M engineering SFI as a resistance element! When ITTIl is not provided, MSFmTT7 may be undesirably turned off.
The circuit shown in Figure 1 does not start up even though the power is turned on. M18F111TTs have 3 and N! on the nodes! Between! forming a flow path, node N,
The bias voltage required for starting the circuit is applied to the circuit. In addition, M Engineering 8711! '1'rs, comparator A is active and node N is controlled by MlSF'FITT7.

の電位の制御を可能とする友めに、充分にtJ−iいコ
ンダクタンスを持つような構成にされる。
In order to make it possible to control the potential of , the conductance is designed to have a sufficiently high conductance tJ-i.

以上説明した如く、本発明によれば回路が不所望な状態
におちいった時のみ動作する起動ヌイ・ソチを付加する
ことによって、出力電圧の変動の栖めて小さく、かつ、
起動不良を完全に除去した基憩電圧発生回路を提供する
ことができる。又、本発明を通常の相補型半導体集積回
路に適用した場合、付加回路が少ない為、高集積の半導
体回路とすることができる。上記説明では、起動時の動
作不良の確高が比較的痛いと暗に仮定してきたが、この
発生率の大小は何ら本発明の効呆に影響するものではな
い。すなわち、不良の発生率が非常に小さいとしても1
例えばデジタル式電話交換器の如く同一の半導体集積回
路を多量に使用し、ているシステムでは、かかる不良の
発生はシステム全体として重大な問題となる。又、常に
発生するとはかぎらないとしても、電源自体を外部信号
で常にオン−オフしているような使いか九ヲする場合な
ど、非常に重要である。又、却−の回路として使用した
場合も、基珈電圧は各種の機能回路の動作を良好に行な
わせる上で重要であシ、半導体回路等の全体の動作の信
頼性を確保する上でも重要となる。
As explained above, according to the present invention, by adding a start-up switch that operates only when the circuit falls into an undesired state, fluctuations in the output voltage can be reduced and
It is possible to provide a base voltage generation circuit that completely eliminates startup failures. Further, when the present invention is applied to an ordinary complementary semiconductor integrated circuit, it can be a highly integrated semiconductor circuit because there are few additional circuits. In the above description, it has been implicitly assumed that the probability of malfunction at startup is relatively high, but the magnitude of this occurrence rate does not affect the effectiveness of the present invention in any way. In other words, even if the incidence of defects is very small, 1
For example, in a system such as a digital telephone exchange that uses a large number of the same semiconductor integrated circuits, the occurrence of such defects poses a serious problem to the system as a whole. Although this may not always occur, it is very important when the power supply itself is constantly turned on and off by external signals. Furthermore, even when used as a circuit, the base voltage is important for the good operation of various functional circuits, and is also important for ensuring the reliability of the overall operation of semiconductor circuits, etc. becomes.

匂上の説明では、都合上基量電圧発生回路について説明
したが、本発明はそれに限定されることなく、起動時に
電流ミラー回路に電流が流れない状愈になシうる全ての
回路に適用できる。又、本発明の説明では、P ゲート
NチャネルMよりPPTとN型ゲートNチャふルM工8
F鶏Tのvth差にほぼ等しい電圧を出力する場合をと
り上げたが、本発明はとわらに限定されるものでないこ
とはいうまでもない。
In the above description, the basic voltage generation circuit was explained for convenience, but the present invention is not limited to this, but can be applied to any circuit that can perform a state in which no current flows through the current mirror circuit at startup. . In addition, in the description of the present invention, PPT and N-type gate N-chaffle M are used from P gate N channel M.
Although the case where a voltage approximately equal to the vth difference of F chicken T is outputted has been described, it goes without saying that the present invention is not limited to straw.

第3図、第4図のM工5FInT T2のドレインから
出力電圧を得ても艮い。この場合、M工SPEτT茸の
ドレイン電圧は、図示しないNチャンネル定[1Ml8
7IllTのゲートバイアス電圧として最適となる。す
なわち、図示しない定電流M工SFFITのvthがば
らついた場合、そのばらつきと同じばらつきがM工5F
KTTzのvthにも生ずる。その結果、図示しない定
電、流M工5FETは、vt□のばらつきにかかわらず
に定電流を生ずるようになる。同様に、M工OFF!T
T4のドレイン・ソース間電圧は、図示し外いPチ侍ン
ふル定電、流M工5FFtTのバイアス電圧として利用
されて良い。
It does not matter if the output voltage is obtained from the drain of the M5FInT T2 in FIGS. 3 and 4. In this case, the drain voltage of the M-SPEτT mushroom is an N-channel constant [1Ml8
This is the optimum gate bias voltage for 7IllT. In other words, if vth of the constant current M-factor SFFIT (not shown) varies, the same variation will occur in the M-factor 5F.
This also occurs in the vth of KTTz. As a result, the constant current flow M5FET (not shown) generates a constant current regardless of variations in vt□. Similarly, M-works OFF! T
The drain-source voltage of T4 may be used as a bias voltage for a full constant current P transistor (not shown).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、従来例の基単電圧発生回路の具体的回路図、 第2図は、本発明の第1の実施例の具体的回路図、 第3図は、本発明の他の実施例の具体的回路図、第4図
は、本発明のその他の実施例の具体的回路図である。 第  1  図 第  2 図 第  3 図 第  4 図
FIG. 1 is a specific circuit diagram of a conventional basic single voltage generation circuit, FIG. 2 is a specific circuit diagram of a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a specific circuit diagram of another embodiment of the present invention. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.(a)  第1及び第2の電源端子と(b)第1及
び第2のノードと (0)  上記第1.第2のノードと上記第1t源端子
との間に配置はれ、上記第1のノードに流ねる電流を入
力とすることによシ上記第2のノードに上記第1のノー
ドの電流と比例した値の電流を出力するカレントミラー
回路と (d)そのゲートとドレインが共通接続ζワタ状態をも
って上記第2のノードと上記第2電、鍛端子との間に接
続され、上記第2の7−ドを介L2て供給婆れるバイア
ス電流に応答してバイアス電圧を発生する第1のM工S
F]l[fTと、(θ)そのドレインが上記第1のノー
ドに供給されるとともに、そのソーヌ端子が抵抗手段を
介して上記第2の電源端子に結合されてなり、そのゲー
トに上記第1のM工5FIliTによって発生−またバ
イアス電圧が供給されることによって上記第1のノード
に流すべきバイアス電流を発生する第2(DMISFI
’!:Tと (f)  上記第1のノード及び第2のノードの少なく
とも一方に結合された起動回路と を備え、少なくとも電源投入時における上記第1及び第
2のノードの少なくとも一方の電位が回路起動で必要と
される雷1位になることが上記起動回路によって保証す
るが如く上記第2のノードと上記第1のM工EIFET
のドレインとの間に第2の抵抗手段を接続し7たことを
特徴とするバイアス発生回路。 2、特許請求の範囲第1項に記載のバイアス回路におい
て、上記起動回路は、所定以上の端子間電圧によって導
通状態となる軍1位検出設定手段よシなることを特徴と
するバイアス発生回路。 3、特許請求の範囲第2項に記載のバイアス回路におい
て、上記電位検出設定手段はダイオード接続されたM工
8FETよりなることを特徴とするバイアス発生回路。 4、  %許請求の範囲第1項記載のバイアス発生回路
において、上記第2の抵抗手段は、上記第1のノードと
上記カレントミラー回路の出力点の電位を等しくする如
く変化する可変抵抗手段よりなることを特依とする起動
回路を有するバイアス発生回路。
1. (a) first and second power supply terminals; (b) first and second nodes; and (0) the first. is arranged between a second node and the first t source terminal, and by inputting the current flowing through the first node, the current flowing through the second node is proportional to the current at the first node. (d) a current mirror circuit that outputs a current having a value of - a first motor S that generates a bias voltage in response to a bias current supplied through the L2 node;
F]l[fT and (θ) have their drains supplied to the first node, their Saone terminals coupled to the second power supply terminals via resistance means, and their gates connected to the first nodes. The second (DMISFI) which generates the bias current to be passed through the first node by being supplied with a bias voltage;
'! :T and (f) a startup circuit coupled to at least one of the first node and the second node, wherein the potential of at least one of the first and second nodes at least when the power is turned on is a circuit startup circuit. The start-up circuit ensures that the second node and the first MEC EIFET
7. A bias generating circuit characterized in that a second resistance means is connected between the drain of the bias generating circuit and the drain of the bias generating circuit. 2. The bias circuit according to claim 1, wherein the starting circuit is a first rank detection setting means that becomes conductive when the voltage between the terminals exceeds a predetermined value. 3. The bias circuit according to claim 2, wherein the potential detection and setting means comprises a diode-connected 8FET. 4.% Allowance In the bias generation circuit according to claim 1, the second resistance means is a variable resistance means that changes so as to equalize the potentials of the first node and the output point of the current mirror circuit. A bias generation circuit that has a startup circuit that is specially designed to
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH027866A (en) * 1988-06-21 1990-01-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Source voltage converter circuit
JPH07121255A (en) * 1993-10-27 1995-05-12 Nec Corp Constant current source circuit

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