JPS60123918A - Reference voltage generating device - Google Patents

Reference voltage generating device

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Publication number
JPS60123918A
JPS60123918A JP58231410A JP23141083A JPS60123918A JP S60123918 A JPS60123918 A JP S60123918A JP 58231410 A JP58231410 A JP 58231410A JP 23141083 A JP23141083 A JP 23141083A JP S60123918 A JPS60123918 A JP S60123918A
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JP
Japan
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gate
transistor
voltage
channel
source
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Pending
Application number
JP58231410A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoichi Ozeki
正一 大関
Toshio Uruno
宇留野 利夫
Nobuaki Miyagawa
宣明 宮川
Takahide Ikeda
池田 隆英
Tatsuya Kamei
亀井 達弥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Power Semiconductor Device Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Haramachi Electronics Ltd
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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
    • G05F3/24Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the field-effect type only

Abstract

PURPOSE:To obtain an optical output voltage, by optionally setting the drain current and gate length of an MOS transistor by utilizing the voltage difference between the gate and source of the transistor. CONSTITUTION:An optional output voltage is obtained by optionally setting the value of a constant-current source I0 by utilizing the voltage difference between the gate and source of a P-channel N<+> gate MOS transistor and P-channel N<-> gate MOS transistor. This output voltage is obtained by setting the gate length or drain current to an optional value.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体装置に係り、特に、基準電圧発生装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a semiconductor device, and particularly to a reference voltage generating device.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来、基準電源として、PN接合ダイオードの逆方向電
圧(ツェナ電圧)Vz並びに絶縁ゲート型電界効果ト2
ンジスタのしきい電圧V r it等が利用されている
。さらに、絶縁ゲート型也界効果トランジスタの構造で
、シキい電圧が構成上バンドギャップに等しくiる方式
のものが必る。しかし、これらの方式の出力電圧は各々
決まった値でるり、任意の出力電圧を得ることはできな
い。
Conventionally, as a reference power source, a reverse voltage (Zener voltage) Vz of a PN junction diode and an insulated gate field effect transistor 2 are used as a reference power source.
For example, the threshold voltage V r it of a transistor is used. Furthermore, there is a need for an insulated gate field effect transistor structure in which a high voltage is equal to the bandgap. However, the output voltages of these systems are each fixed values, and it is not possible to obtain an arbitrary output voltage.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、任意の出力電圧を設定できる基準電圧
発生装置を提供するにるる。
An object of the present invention is to provide a reference voltage generator that can set an arbitrary output voltage.

本発明の曲の目的は、汎用プロセスを用いて、回路部分
の性能ケ損うことなく、MOSトランジスタのしきいは
正金利用した高性能基準電圧発生装置を提供するにある
An object of the present invention is to provide a high-performance reference voltage generator using a general-purpose process, using positive metal as the threshold of a MOS transistor, without degrading the performance of the circuit part.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の要点は、MOSトランジスタにおいてN+ゲー
トあるいはP+ゲートMOsト之/ジスタと低不純′吻
濃度ゲートMOSトランジスタのゲートソース間d圧差
金利用し、そのドレイン電流とゲート長を圧点に設定す
ることによシ、任意の出力tJ!、圧を得る基4螺圧発
生装置を構成することにある。
The key point of the present invention is to utilize the difference in voltage between the gate and source of an N+ gate or P+ gate MOS transistor and a low impurity concentration gate MOS transistor in a MOS transistor, and set the drain current and gate length to a pressure point. Especially, any output tJ! The object of the present invention is to construct a four-screw pressure generating device that obtains pressure.

〔発明の実施例〕 本発明の実施例を以下に説明する。[Embodiments of the invention] Examples of the present invention will be described below.

第1図(a)にPチャネルMO8)ランジスタの平面溝
−mを示す。401のMOS)ランジスタは、101の
ゲートノーにN型不純物燐を低温度にドーグしたN−領
域とN−領域を凹むように、ゲート層102に、ドレイ
ン104及びソース105と同型のP型不純物ボロンを
高dKにドープされたゲート層から成るMOSトランジ
スタ(以下N−MOS トランジスタと略記する−であ
る。
FIG. 1(a) shows a planar groove-m of a P-channel MO8) transistor. The MOS transistor 401 has an N- region doped with phosphorus as an N-type impurity at a low temperature in the gate layer 101, and a P-type impurity boron of the same type as the drain 104 and source 105 in the gate layer 102 so as to recess the N- region. is a MOS transistor (hereinafter abbreviated as N-MOS transistor) consisting of a gate layer doped to a high dK.

402のMOS)ランジスタは、103のゲート層にN
型不純物燐を高濃度にドープしたN“ゲー)MOS)ラ
ンジスタである。なお、106はソース及びドレイ/の
コンタクトホール、202はソース及びドレインの引出
しkt電極、201はゲートル引出しAt′g極である
402 MOS) transistor has N in the gate layer 103.
This is an N (Ga) MOS) transistor heavily doped with phosphorous type impurity. Note that 106 is a source and drain/contact hole, 202 is a source and drain extraction kt electrode, and 201 is a gaiter extraction At'g electrode. be.

ここでN−ゲートMO8)ランジスタ401のゲート層
101の不純物譲度とN1ゲートMOSトランジスタ4
02のゲート層103の不純vIJm度の差は10’ 
cm−”以上でるる。
Here, the impurity tolerance of the gate layer 101 of the N-gate MO8) transistor 401 and the N1-gate MOS transistor 4
The difference in impurity vIJm degree of gate layer 103 of 02 is 10'
cm-” or more.

第1図(b)は、(a)の断面構造を模式的に表わした
もので必る。Nm基板301上にN−ゲートMOSトラ
ンジスタ401及びN+ゲートMOSトランジスタ40
2が形成されている。107はゲート酸化膜である。
FIG. 1(b) is a schematic representation of the cross-sectional structure of FIG. 1(a). An N-gate MOS transistor 401 and an N+-gate MOS transistor 40 are disposed on an Nm substrate 301.
2 is formed. 107 is a gate oxide film.

N−ゲートMO8)う7ジスタのゲートに電圧をかける
と、P+領域を経てN−領域に電圧が印加される7ヒめ
、P+領域からN−領域に空乏層が広がる。空乏層の広
がりXは、階段接合の場合、と表わされる。
N-Gate MO8) When a voltage is applied to the gate of the transistor, a voltage is applied to the N- region via the P+ region, and a depletion layer spreads from the P+ region to the N- region. The extent of the depletion layer, X, in the case of a step junction, is expressed as:

ココア、ε。:真2(’)u’fJL率(8,85X1
0−”F/z)68区、シリコンの比誘114 (12
)q 、1子の遮荷盪(1,6X10”C)■ :ゲー
ト印加電圧(V) ND :ドナー不磨1勿濃度(cm −” )NA 、
アクセグタ不純物濃度Ccm−”)φ 二拡故磁位 に:ボルツマン定数 111:A性半纏体のキャリP譲度 である。
Cocoa, ε. :True 2(')u'fJL rate (8,85X1
0-”F/z) 68th section, silicon relative capacity 114 (12
)q, 1 child's load blocking (1,6X10"C) ■: Gate applied voltage (V) ND: Donor unpolished concentration (cm -") NA,
Accessor impurity concentration Ccm-'')φ Two spreading magnetic potentials: Boltzmann's constant 111: Carry P yield of A-type semi-integrated body.

第2図は、No =10” cm−” r NA =1
020ty;r”の時のゲート印加電圧とゲート層の空
乏層の広がシを示したもので、ゲート印カロ電圧分大き
くしていくと空乏層の広がシも大きくなっていく。空乏
層が広がるにつれてチャネル長L1は、空乏層の広がシ
の分ΔL、(ΔL5はゲート印加電圧v1の関数、ΔL
 t = f (Vas ) )だけ実効チャネル長が
小さくなる。チャネル長としきい電圧Vry+の関係は
第3図のように表わされ、チャネル長L1が小さくなる
としきい4圧VTHも小さくなる傾向がある。
In Figure 2, No = 10"cm-" r NA = 1
This shows the gate applied voltage and the spread of the depletion layer in the gate layer when the gate voltage is 020ty;r''.As the gate applied voltage increases, the depletion layer spread also increases. As the depletion layer expands, the channel length L1 increases by an amount ΔL, (ΔL5 is a function of the gate applied voltage v1, ΔL
The effective channel length is reduced by t = f (Vas). The relationship between the channel length and the threshold voltage Vry+ is expressed as shown in FIG. 3, and as the channel length L1 becomes smaller, the threshold voltage VTH also tends to become smaller.

第4図はMOS)、;ンジスタのVas−In特性を示
す。TN+はN+ダグ−MOSトランジスタ(第1図4
02 ) TN−はゲート層に接合を持たないMOS)
ランジスタ、TNt−はゲート層に接合を持つMOS)
ランジスタ(第1図401)のそれぞれ等しい。MOS
)ランジスタTN+とMOSトランジスタTNI−はい
ずれもゲート層に空乏層の広がシがないためMOS)ラ
ンジスタの電圧と電流の関係式はそれぞれ ここで、βはラーヤネルコンダクタンス定数へ408)
ランジスタl1lN4とMO8?ランジスタ両省とも等
しい。従って同じドレイン電流でMO8トランジスタT
N”とTNI−のしきい電圧差(VTRNl−VTHI
4”)は一定となる。しかし、l1lN、−の場合の4
圧−da式は (3)′式のようになシ実効チャネル長は空乏層の広が
シの分ΔL9だけ小さくなる。つまシ、第2図のように
Vasが大きくなればΔL、も犬きくなり (L、−Δ
bt)が手込くなるので第3図のようにしきい螺圧が小
さくなっていく。このため、TN2−のMOS特性はト
ランジスタTNI−に対して破線のように変動する。従
ってMOS):7ンジスタ゛1゛N+とl’Niのゲー
ト・ソース間電圧差を利用すれば、第4図のように任意
にドレインα流を設定することで任意の出力電圧が得ら
れる。
FIG. 4 shows the Vas-In characteristics of a MOS transistor. TN+ is an N+ Doug-MOS transistor (Fig.
02) TN- is a MOS without a junction in the gate layer)
transistor, TNt- is a MOS with a junction in the gate layer)
Each of the transistors (FIG. 1 401) is equal. M.O.S.
) Both the transistor TN+ and the MOS transistor TNI- are MOS transistors because there is no spread of depletion layer in the gate layer.) The relational expressions between the voltage and current of the transistor are as follows, and β is the Rayaner conductance constant.408)
Ransistor l1lN4 and MO8? Both Ranjista provinces are equal. Therefore, with the same drain current, MO8 transistor T
Threshold voltage difference between N'' and TNI- (VTRNl-VTHI
4") is constant. However, 4 in the case of l1lN, -
The pressure-da equation is as shown in equation (3)', and the effective channel length becomes smaller by ΔL9 due to the expansion of the depletion layer. As shown in Figure 2, as Vas increases, ΔL also becomes sharper (L, -Δ
bt) becomes more elaborate, the threshold screw pressure becomes smaller as shown in Figure 3. Therefore, the MOS characteristics of TN2- vary as shown by the broken line with respect to transistor TNI-. Therefore, by using the voltage difference between the gate and source of the MOS):7 transistors 1'N+ and 1'Ni, any desired output voltage can be obtained by arbitrarily setting the drain α current as shown in FIG.

第5図は第1図のPチャネルMO8)ランジスタ構成に
おける二つの1VIO8)ジンジスタのゲートソース間
醒圧差を利用し、その差電圧を取り出すす回路でめる。
FIG. 5 shows a circuit that utilizes the voltage difference between the gate and source of two 1VIO8) transistors in the P-channel MO8) transistor configuration of FIG. 1 and extracts the differential voltage.

■、は定電流源、TN◆、 TN2−は異なるしきい電
圧7丁IN+、VτHN2−及びチャネルコンダクタン
スβNや、β町−を持つMOSFETであシ、各々のゲ
ート・ソース間′電圧をVN” 、 V)J2− とす
ると、で必るから、 VN2−= VTIIN2−+m (7)となシ両者の
MOS)ランジスタのゲートーノース間電圧を取り出す
ことができる。
■, is a constant current source, TN◆, TN2- are MOSFETs with different threshold voltages IN+, VτHN2- and channel conductances βN and β-, and each gate-source voltage is VN” , V)J2-, then VN2-=VTIIN2-+m (7) The gate-to-north voltage of both MOS) transistors can be extracted.

定′1流源には、十分大きな抵抗を匝ってもよく、特性
のそろったものであれば、拡散抵抗、多結晶Si抵抗、
イオン打込みによって作られた抵抗、MOS)ランジス
タによる抵抗を使用することができる。
A sufficiently large resistance may be applied to the constant current source, and as long as the characteristics are the same, diffused resistance, polycrystalline Si resistance,
Resistors made by ion implantation, MOS) transistors can be used.

第6図は、第5図の回路構成におけるPチャネルN+ゲ
ーrMOsト5ンジスタとPチャネルN−ゲートMOS
トランジスタのゲート・ソース間4Hi、aのゲート長
し、およびドレイン電流Inの測定・レリケ示ず。ゲー
ト・ソース間電圧差は、ドレイン電流が犬さくなると小
さくなる。これはN−ゲートMO8)ランジスタの空乏
層の広が9による影響で、第4図のMOS特性を反映す
るものでるる。等しいドレイン−流でみた場合のゲート
・ソース間藏圧差のゲート長り、依存性は、L、(40
μmでは影響が大きく、L、)40μmではほとんど一
定となる。これは、ゲート長が小さい部分ではN−ゲー
トMOSトランジスタのゲート長に対する空乏層の広が
りの割合が犬きく、シたがって、大きなゲート長依存性
を持つ。
FIG. 6 shows a P-channel N+gate MOS transistor and a P-channel N-gate MOS transistor in the circuit configuration of FIG.
Measurements and measurements of transistor gate-source distance 4Hi, gate length a, and drain current In are not shown. The gate-source voltage difference becomes smaller as the drain current becomes smaller. This is due to the spread 9 of the depletion layer of the N-gate MO transistor 8) and reflects the MOS characteristics shown in FIG. The dependence of the gate-source voltage difference on the gate length when viewed from the same drain-current is L, (40
The effect is large at μm, and becomes almost constant at L, )40 μm. This is because the ratio of the spread of the depletion layer to the gate length of the N-gate MOS transistor is large in a portion where the gate length is small, and therefore there is a large dependence on the gate length.

ところが、ゲート長が大きくなるとゲート長に対する窒
乏j−の広がりの影響が小さくなるので、める一定の望
乏層の広がり以上の影響を受けないためと考えられる。
However, as the gate length increases, the effect of the spread of nitrogen depletion j- on the gate length becomes smaller, and this is thought to be because the effect is no greater than the spread of the depletion layer to a certain extent.

以上よシ、PチャネルMOSトランジスタのN+ゲート
MO8)ランジスタとN−ゲー)MOSトランジスタの
ゲート・ソース間電圧差を利用し、そのゲート・ソース
間電圧差を利用し、ゲート長およびドレイン直流を任意
の呟にすることで目的の出力電圧が得られる。
Based on the above, using the voltage difference between the gate and source of the N+ gate MO8) transistor and the N-gate MOS transistor of the P channel MOS transistor, the gate length and drain DC can be set arbitrarily by using the voltage difference between the gate and source. The desired output voltage can be obtained by adjusting the output voltage.

本発明の第一の実施例では、第5図に示す回路構成で、
PチャネルN1ゲートMO8)ランジスタとPチャネル
N−ゲートMOSトランジスタのゲート・ソース間電圧
差を利用し、定電流源I。
In the first embodiment of the present invention, the circuit configuration shown in FIG.
P-channel N1-gate MO8) Constant current source I using the gate-source voltage difference between the transistor and the P-channel N-gate MOS transistor.

の電流を任意の値に設定することで任意の出力電圧を得
る。
An arbitrary output voltage can be obtained by setting the current to an arbitrary value.

本発明の第二の実施例では、第5図に示す回路構成で、
PチャネルNゝゲートMO8)ンンジスタとPチャンネ
ルN−ゲートMO8)ランジスタのゲート−ソース間電
圧差を利用し、そのゲート長を任意の値に設定し、定電
流源工。の電流を任意の値に設定することで任意の出力
電圧を得る。
In the second embodiment of the present invention, the circuit configuration shown in FIG.
Using the voltage difference between the gate and source of the P-channel N-gate MO8) transistor and the P-channel N-gate MO8) transistor, set the gate length to an arbitrary value to create a constant current source. An arbitrary output voltage can be obtained by setting the current to an arbitrary value.

以上、PチャネルのN−ゲートMO8と97ジスタとN
1グー)N08)ランジスタのゲート、ンースl&01
圧差を利用した基準電圧発生装置は、ゲート長及びドレ
イ/−流を任意に設定することで任意の出力電圧が得ら
れる。しかし、出力電圧が小さいので、N″ゲートMo
Sト9ンジスタN+ゲー1−N08)ランジスタの一段
幽シのゲート、ソース間(社)圧着以上を利用する場合
は、出力電圧を0倍する。
Above, P channel N-gate MO8, 97 resistor and N
1 goo) N08) Gate of transistor, Nose l & 01
A reference voltage generator using a pressure difference can obtain any output voltage by arbitrarily setting the gate length and drain/-flow. However, since the output voltage is small, the N″ gate Mo
ST9 transistor N + gate 1-N08) When using one-stage closed gate and source crimping or more, the output voltage is multiplied by 0.

第7図は本発明の第三の実施例でめシ、n倍化の基本的
な考え方を二層の場合を例に示している。
FIG. 7 is a third embodiment of the present invention, and shows the basic concept of n-fold multiplication using a two-layer case as an example.

1は基準電圧発生回路の電源陽極端、10はソース端’
1ttt源陽極端1に接続す/)Pチャネルへ40Sト
ランジスタ、11はソースiPチャネルMO8)ランジ
スタlOのドレイン端と接続し、ゲートとドレインyt
Mτ接続し、基板をソース端に接続するPチャネルN+
グー)MO8)ランジスタ、12はソースをPチャネル
MO8)ジンジスタ11のドレイン端とゴ妾続し、ゲー
トとドレイン端を電#隙極端に接続し、基板金ソース端
に接続するPチャネ/I/N+グー)MO8)ランジス
タ、20はソース端を電源陽極端1に接続し、ゲート端
をPチャネルMosト?ンジスタ10のゲートに接続す
るPチャネルMO8)ランジスタ、21はソースをPチ
ャネ、uMO8)ランジスタ10のドレイン端と接続し
、ゲートドレイン端を接続し、基板をソース端に接続す
るPチャネルN−ゲートMO8トランジスタ、22はソ
ースをPチャネルMOSトランジスタ21のドレイン端
と接続し、ゲートとドレイン4を゛電源陽極端に接続し
、基板金ソース端に接続するPチャネルN−ゲートMO
8)う/ジスタである。
1 is the power supply anode end of the reference voltage generation circuit, 10 is the source end.
1ttt source connected to anode end 1/) 40S transistor to P channel, 11 connected to source iP channel MO8) drain end of transistor lO, gate and drain yt
P channel N+ connected to Mτ and connecting the substrate to the source end
12 is a P-channel MO8) transistor whose source is connected to the drain end of the transistor 11, the gate and the drain end are connected to the electric gap extreme, and the P-channel MO8) transistor is connected to the substrate gold source end. N+Goo) MO8) transistor, 20 has its source end connected to the power supply anode end 1, and its gate end connected to the P channel Most? P-channel MO8) transistor whose source is connected to the gate of the transistor 10; 21 is a P-channel N-gate whose source is connected to the drain end of the uMO8) transistor 10, whose gate drain end is connected and whose substrate is connected to the source end. The MO8 transistor 22 is a P-channel N-gate MO whose source is connected to the drain end of the P-channel MOS transistor 21, whose gate and drain 4 are connected to the power source anode and to the substrate gold source end.
8) U/I'm a jista.

io、ii、tzの構成でPチャネ/1/MO8)シン
ジスタ10のドレイン端とPチャネA/N+ゲートMO
8ト97ジスタ11のドレイ/端の交点と電源陽極端間
の電圧をvlとするとPチャネルN“ゲートMO8)シ
ンジスタ12を流れる電流■、は ここで、 β。P:PチャネルMOSトランジスタのチャネルコン
ダクタンス定数 β1.:Pチャイ、ルN+ゲートMOSト9/ジスタの
寸法比(チャネル幅/ チャネル長) VrnN” : P チャネk N+ゲートMO8)2
ンジスタのしきい1圧 V、:PチャネルN1ゲート 電圧 となる。一方、PチャネルN−ゲートMO8トランジス
タ22e流れる藏流工,は 1z=−βaP’ β22 ( ( Vl −V丁■N
− J −VtnN− 〕”一λβ。P−At (Vl
 2VtI%m− )”ここで、 β,2;PチャネルMO8)ランジスタの寸法比 〔チャネル幅/チャネル長 (Lg−ΔL,)〕 Vrmw− : P f’r ネkN− MO S )
 7 7ジスタのしきい電圧 Vl : P チャネ”N− MO S ) 7 yシ
xり22のゲート・ソース間直圧 となる。Pチャネ/I/MO8)ランジスタ10,20
20のゲート電圧は同じでめるため工,と■2は等しい
電流となる。
In the configuration of io, ii, tz, P channel/1/MO8) drain end of synristor 10 and P channel A/N+gate MO
If the voltage between the intersection of the drain/end of the transistor 11 and the power source anode is vl, then the current flowing through the P-channel N"gate MO8) synristor 12 is β. P: Channel of the P-channel MOS transistor Conductance constant β1: P channel, N + gate MOS transistor 9/resistor size ratio (channel width/channel length) VrnN”: P channel k N + gate MO8) 2
The threshold 1 voltage of the transistor is V, which is the P channel N1 gate voltage. On the other hand, the P-channel N-gate MO8 transistor 22e flows as follows: 1z=-βaP' β22 ((Vl -Vd■N
− J −VtnN− ]”−λβ.P−At (Vl
2VtI%m-)" Here, β, 2; P channel MO8) Dimensional ratio of transistor [Channel width/Channel length (Lg-ΔL,)] Vrmw-: P f'r NekN- MO S )
7 7 transistor threshold voltage Vl: P channel "N-MOS) 7 Y series 22 gate-source direct voltage. P channel/I/MO8) transistors 10, 20
Since the gate voltages of 20 and 2 are the same, the currents of 2 and 2 are the same.

(s)、 (9)からv,、V.をめるととなシ、N0
ゲ一トMO8トラ/ジスタ11。
(s), (9) to v,,V. N0
Geito MO8 Tora/Jista 11.

12とN−ゲートMO8)う7ジスタ21.22のグー
トンース間−圧差Vt Vsは、(6)、 (7)で得
られた1倍化構成の二倍の出力電圧を取シ出すことがで
きる。
12 and N-gate MO8) U7 The voltage difference Vt Vs between the gate and the gate of resistor 21.22 can produce an output voltage twice that of the single configuration obtained in (6) and (7). .

第8図は本発明の第四の実施例でめム第7図と同様の方
法で、すなわちPチャネルN4ゲートMOSトランジス
タ11と12の間にダイオード桜続されたPチャネルN
+ゲートMOSトランジスタをnヶ接続し、Pチャネル
N−ゲートMOSトランジスタ21と22の間にダイオ
ード接続されたPチャネルN−ゲートMO8)、i’ン
ジスタをnヶ徽読させるとPチャネルN”ゲートMOS
トランジスタ12とPチャネルN−ゲートMO8)う/
ラスタ22のゲート・ソース間電圧V1−*■!の差は
、 V7−V、’ =n (−倍化構成ゲート・ソース間或
圧差) と表ろされ N +ゲートMOSトランジスタとN−ゲ
ートMO8)う/ジスタのゲート・ソース間電圧差(i
−n倍にすることができる。
FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention in which a diode is connected between P-channel N4 gate MOS transistors 11 and 12 in the same manner as in FIG.
When n + gate MOS transistors are connected and a P channel N-gate MO8) is diode-connected between P channel N-gate MOS transistors 21 and 22, and n i' transistors are read, a P channel N'' gate is formed. M.O.S.
Transistor 12 and P channel N-gate MO8) U/
Raster 22 gate-source voltage V1-*■! The difference in voltage between the gate and source of the N+ gate MOS transistor and the N- gate MO8) is expressed as V7-V,' = n (-doubling configuration gate-source voltage difference).
−n times.

従って、基準電圧t−N+ゲートMO8)ランジスタと
N−ゲートMO8)ランジスタのゲートやソース+dj
シ圧差の藍数倍のときには、第8図の方法を用いること
ができる。
Therefore, the reference voltage t-N+gate MO8) transistor and N-gate MO8) gate or source of transistor +dj
The method shown in FIG. 8 can be used when the pressure difference is multiplied by the indigo number.

これらの実ha例は、PチャネルMO8)?ンジスタの
N+ゲートMOSトラ/ジスタとN−グー)MOB)ラ
ノジスタに関するものであるが、この方法はP1ゲー)
MOB)ランジスタとN−ゲ−1M08)ランジスタに
も同様に適用できる。
These real examples are P-channel MO8)? This method is related to the N+ gate MOS controller/distor and N-goo MOB) Lanozista, but this method is applicable to P1 game)
The same applies to MOB) transistors and N-Ge-1M08) transistors.

また、上記の方法は、Pチャネルばかシでなくnチャネ
ルMO8)ランジスタのP−ゲートMOSトランジスタ
とN+ゲートMO8)ランジスタ及び、P−ゲートMO
SトランジスタとP+ゲゲーMO8)ランジスタにも適
用できるのは勿論でるる。
In addition, the above method can be applied to a P-gate MOS transistor of an n-channel MO8) transistor, an N+ gate MO8) transistor, and a P-gate MOS transistor, instead of a P-channel transistor.
Of course, it can also be applied to S transistors and P+GEGA MO8) transistors.

上記の方法は、ゲート層のPN接合についてであるが、
ゲート層の)(ifh −LOW Junctionの
場合も濃度の低い方への空乏層の広がシがめシ、PN接
合による方法よシ効来は小さいが同様に適用できる。
The above method is for the PN junction of the gate layer, but
In the case of (ifh -LOW Junction of the gate layer), the depletion layer spreads toward the lower concentration side, and the effect is smaller than that of the method using a PN junction, but the method can be similarly applied.

本発明の実施例によればMOB)ランジスタのゲート長
及びドレイン電流を任意に設定することで、任意の出力
直圧及びゲート・ソース間鴫圧差の整数倍出力が得られ
、設計自由度が高く、IC内の基準心任応用を拡大でき
る。
According to the embodiment of the present invention, by arbitrarily setting the gate length and drain current of the transistor (MOB), it is possible to obtain an arbitrary output direct voltage and an output that is an integral multiple of the gate-source pressure difference, providing a high degree of design freedom. , it is possible to expand the reference appointment application within the IC.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、通常のプロセスで任意の基準−圧を設
定できる。
According to the present invention, any reference pressure can be set in a normal process.

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

第1図はN+ゲゲーMOSトランジスタと低すン譲匿の
N−ゲートMOSトランジスタの平面図(a)及び所面
図(b)、第2図はN−ゲートMOSトランジスタのゲ
ート印加電圧とゲート層の空乏層の関係を示す図、第3
図は、MOSトランジスタのチャネル長としきい4圧の
関係を示す図、第4図は、D、10 S )ランジスタ
TN ”1 +lIN、−とMOB)ランジスタIll
 、、□−〇Mis In特注図、第5図は第チャ坏ル
N+ゲートMOSトランジスタとN−ゲートMOSトラ
ンジスタのゲート・ソース間電圧差を取シ出す7ヒめの
本発明の第一の実施例の回路図、第6図はPチャネルN
+グー)MOB)ランジスタとN−ゲートMO8)ラン
ジスタのゲート・ソース間電圧差とゲート長及びドレイ
ン電流の関係を示す本発明の第二の実施例の図、第7図
は本発明の第三の実施例のn倍化の基本的な考え方の二
倍の場合を示す図、第8図は本発明の第四の実施例の第
7図と同様の方法でn倍イヒする回路図でるる。 10・・・PチャネルMO8)ランジスタ、11・・・
P81図 (a) (b) 某2 凶 6 0.5 t、0 14 20 ケ°−ト トTl 710 1λFF−<Vノθ +マ
ネル長14 C1”’) 第42 茅5囚 茅 6 目 りパ− ト 長 リ (PQv() $q 図 o30 手町3′ 手回3 07−
Figure 1 shows a plan view (a) and a top view (b) of an N+ gate MOS transistor and a low voltage N-gate MOS transistor, and Figure 2 shows the gate applied voltage and gate layer of the N-gate MOS transistor. Figure 3 showing the relationship between the depletion layers of
The figure shows the relationship between the channel length of a MOS transistor and the threshold 4 voltage.
,, □-〇Mis In custom-made diagram, Figure 5 shows the first implementation of the present invention in the 7th stage to extract the voltage difference between the gate and source of the N+ gate MOS transistor and the N- gate MOS transistor. Example circuit diagram, Figure 6 shows P channel N
+ Goo) MOB) Transistor and N-gate MOB) A diagram of the second embodiment of the present invention showing the relationship between the gate-source voltage difference, gate length, and drain current of a transistor. Figure 7 is the third embodiment of the present invention. FIG. 8 is a circuit diagram showing the basic concept of n-fold multiplication in the embodiment of the present invention, and is a circuit diagram for n-fold multiplication in the same manner as in FIG. 7 of the fourth embodiment of the present invention. . 10...P channel MO8) transistor, 11...
P81 diagram (a) (b) Certain 2 6 0.5 t, 0 14 20 Ke°-to Tl 710 1λFF-<V no θ + Manel length 14 C1”') No. 42 Moray 5 Prisoner 6 Eye Part length (PQv() $q Figure o30 Temachi 3' Temai 3 07-

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、二つのMOSのトランジスタのゲート、ソース間電
圧差金利用する基準電圧発生装置において、任意の出カ
シ圧が得られることを特徴とする基41醒圧発生装置。 2、特許請求の範囲第1項において、前記MOSトラン
ジスタのドレイン電流でゲート層の空乏層の広がりを制
御することで、前記MO8)ランジスタの実効チャンネ
ル長を任意に変え、出力電圧を任意に設足することを特
徴とする基準電圧発生装置。 ま 特許請求の範囲第1項において、 ゲート長を任意に設定することで任意の出力電圧金得る
ことを特徴とする基準電圧発生装置。 4、特許請求の範囲第2項または第3項において、前M
Q屈正圧全増幅る手段を具備することを特徴とする基準
電圧発生装置t。 5、特許請求の範囲第4項において、 前記電圧を増幅する手段は、前記電圧を整数倍する手段
であることを特徴とする基準電圧発生装置。 6、特許請求の範囲ig1項において、前記二つのMO
S)ランジスタのゲート層不純物濃度が10’crr&
−”以上の猿をもつことを特徴とする基準電圧発生装置
[Scope of Claims] 1. A reference voltage generating device that utilizes a voltage difference between the gate and source of two MOS transistors, and is characterized in that an arbitrary output pressure can be obtained. 2. In claim 1, by controlling the spread of a depletion layer in the gate layer with the drain current of the MOS transistor, the effective channel length of the MO8) transistor can be arbitrarily changed, and the output voltage can be arbitrarily set. A reference voltage generator characterized by adding. The reference voltage generator according to claim 1, characterized in that an arbitrary output voltage can be obtained by arbitrarily setting a gate length. 4. In claim 2 or 3, the former M
A reference voltage generator t characterized by comprising means for fully amplifying Q-voltage positive pressure. 5. The reference voltage generating device according to claim 4, wherein the means for amplifying the voltage is means for multiplying the voltage by an integral number. 6. In claim ig1, the two MOs
S) The gate layer impurity concentration of the transistor is 10'crr&
- A reference voltage generator characterized in that it has a voltage equal to or greater than 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62188255A (en) * 1986-02-13 1987-08-17 Toshiba Corp Reference voltage generating circuit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62188255A (en) * 1986-02-13 1987-08-17 Toshiba Corp Reference voltage generating circuit

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