JPS6091425A - 定電圧電源回路 - Google Patents

定電圧電源回路

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JPS6091425A
JPS6091425A JP58200260A JP20026083A JPS6091425A JP S6091425 A JPS6091425 A JP S6091425A JP 58200260 A JP58200260 A JP 58200260A JP 20026083 A JP20026083 A JP 20026083A JP S6091425 A JPS6091425 A JP S6091425A
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JP
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voltage
circuit
power supply
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JP58200260A
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Yusuke Mizuguchi
裕介 水口
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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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
    • G05F3/265Current mirrors using bipolar transistors only

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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】 く技術分野〉 本発明ハいわゆるバンドギャップタイプの定電圧電源回
路に関するものである。
(1) 〈従来技術〉 第1図に示す従来回路Iでは、最低動作電圧を2.0v
以下に下げることができないし、また利得が低いため、
電源電圧変動による出力電圧の変動が大きい。
第2図に示す従来回路■では、出力電流が変化したとき
Q5のベース電流がそれに連動して変化し、そのためQ
l とQ2のコレクタ電流にアンバランスを生じ、結果
として出力電圧の変化を招く。
また両回路1.Hともに起動回路を別に必要とする。例
えば従来回路lでは、これだけでは起動できず、たとえ
ばQ3のベースとGNDとの間に高抵抗R11を挿入す
る必要がある。また定常状態における動作に悪影響をお
よぼさない様に、起動後は起動回路を切り離さなければ
ならない。第3図はその回路構成例である。
〈発明の目的〉 末完F3Aハ、いわゆるバンドギャップタイプにあって
、低い電源電圧(1,7V程度)まで動作し、且つ電源
電圧変動に対し出力電圧の変化が小さくまた起動専用の
回路を備えることなく簡単な回路構成で実現できる定電
圧電源回路を提供するものである。
〈実施例〉 第4図に本発明の一実施例における回路図を示す。
図において、Q、とQ2 、 Q3 とQ4はそれぞれ
ベースを共通に接続したトランジスタで、QlとQ3の
コレクタ同志、Q2とQ4のコレクタ同志を接続してい
る。また、Qsはそのベースとコレクタを結線してダイ
オード接続としている。
トランジスタQ3とQ4のパターンを同一とすると5ベ
ース・エミッタ間電圧が等しいから、11とI2に等し
い電流が流れる。従ってトランジスタQ1とQ2は同一
のコレクタ電流か流れる。ここで、Q、のエミッタ面積
はQ2のそれの10倍吉すると、Qlのベース・エミッ
タ接合における(300°K)において、バンドギヤ・
ツブΔV B E−26in I O−60(m V 
)(ただし26=旦、T=300°K) だけ低い値となる。
すると、Qlのコレクタ電流(はとんどエミッタ電流に
等しい)は下式て与えられる。
の電流が流れ、R2の両端の電圧は 0.12R2 1 となる。今、上記したR1とR2の抵抗値の比R2/R
1=5とすると、この電圧は0.6Vとなる。
上記のR1は(h とQ2のエミッタ間に接続された抵
抗、R2はQ2のエミッタ(上記R1とQ2との接続点
)とGND (接地レベル)間に接続された抵抗である
−4、Q2のベースーエミ・yり間型圧は通常のIC内
の電流レベルでは約0.6vで与えられる。
従って、出力電圧V。UTはR2の両端の電圧にQ2の
ベース−エミッタ間電圧を加えたものになるからこれま
での計算から約1.2vの定電圧で出力されることとな
る。
しかし、この定電圧出力は上記回路において。
1□と12が等しくなる様に回路全体が/〈ランスを保
つことか必要である。Q5〜Q9のトランジスタはこれ
を行なうもので、特にQ5.Q6により帰還ループを形
成している。
Q2とQ4のコレクタ接続点にQ5のベースを接続し、
Q5のコレクタをQ6のベースに、またQ6のコレクタ
をQl及びQ2のベースに接続している。トランジスタ
Qy −Qs 、 Q9− ダイオードDl* 02 
m抵抗R5,R6は周知の定電流回路を構成する。
11が先にめた様に0.06/Rtのみの値をとるとき
、11とI2に等しい電流が流れ5回路全体のバランス
が保たれる。
1□が0.06/R1の値より少ないときには、Qlの
コレクタ電流がQ2のコレクタ電流よりも多くなる。な
ぜなら、R1の両端の電圧か60mVよりも小さいから
である。すると、Q4のコレクタからはQ2が吸い込む
電流よりも多くの電流が流れ出してくるから、Q5のベ
ース電位は高くなり、Q5のコレクタ電流は減少する。
すると、Q6のベース電位が低くなり、Q6のコレクタ
電流は減少する。Q7からは一定の電流が流れ出してい
るので、Q6のコレクタ電位、言い換えればQl。
Q2のベース電位が上り、11が増加する。
11が0.06/R1の値より多いときは、Qlのコレ
クタ電流がQ2のコレクタ電流より少ない。
すると、Qaのコレクタ電流よりもQ2のコレクタ電流
の方が多くなり、Q5のベース電位は低くなりQ5のコ
レクタ電流が増加し、Q6のベース電位が高くなりQ6
のコレクタ電流は増加し、Ql、Q2のベース電位は下
り11は減少する。
以上の様な動作により、Ilは0.06/R1に保持さ
れ、出力電圧V OUTとして約1,2Vの定電圧を得
る。先に説明した様に、出力電圧を導く過程で電源電圧
の項がなく、この出力電圧は電源電圧Vccには無関係
である。
なお上記において、Ql とQ2のコレクタ電流の不揃
いをできるだけ少なく、また、これに流れるコレクタ電
流とのバランスを吉るため、Q5 uQ3あるいけQ4
のパターンの2個並列パターンとし、かつQ5とQ6の
コレクターベース接続点とQ6のエミッタ間に接続する
抵抗R2の値を。
Q5のコレクタ電流がQlあるいはQ2のコレクタ電流
の2倍となる様に設定するのが適当である。
第4図の回路例では1.7vの低い電源電圧Vccまで
動作可能である。トランジスタのベース・エミッタ間電
圧を0.6V、出力電圧votr’rを1.2vとする
。トランジスタが線形動作可能な範囲とはベースからコ
レクタへ流れる電流が無視できる様ナレベルにある範囲
と言える。これは一般のIC内のトランジスタにおいて
は、ベース電位がコレクタ電位よりも0.2v程度高い
ところが限界である。
余裕をみて、ベース電位がコレクタ電位より0.1v高
いところとすると、出力電圧が1.2vでQl、Q2の
ベース電位も1.2■であるので、Ql>512.Q2
のコレクタ電位は1.lVの電位分布となる。
1、・IA 、−1・、結局これに、Q3のベースeエミッタ電圧0
.6vあるいはQ5のベース・エミッタ電圧0.6Vを
加えた電圧1.7Vが、電源電圧Vccとしてトランジ
スタを線形動作させる限界となる。定電流側においても
、D、のアノードあるいuQ9のベースが1.2vで、
Q9のコレクタが1.1vの電位分布となり、Qaのベ
ース・エミッタ電圧0.6Vを加えて1.7vの電源電
圧Vccが算出される。
第1図の従来回路IでL/i、Q5のエミッタからQ4
のエミッタにいたる電圧経路(最も大きい値となる)が
動作電源電圧の下限を決める。出力電圧V OUTを同
じ1.2vとすると、Q5のベース・エミッタ電圧0.
6V、Q、はほとんど飽和状態となりその飽和電圧0.
2vを加えると、2.OVの下限動作電源電圧にしかな
らない。ちなみに、電源電圧Vccが2.07時の電位
分布は第1図に図示したとおりである。
ところで前述したように、出力電圧VOUTは論理的に
は電源電圧Vccに無関係である。しかしQ5 (帰還
ループ形成)はいわゆるエミッタホロワで、電圧利得は
lである。また従来回路Iの電源電圧変動については、
上記の利得が低い他に次のような問題点がある。
バンドギャップタイプの定電圧電源回路において、これ
まで述べてきた様に11と12が等しくなることを前提
としている。これをささえる回路がQ3とQ4からなる
いわゆるカレントミラー回路である。これは原理的には
同一の電流を流す回路であるか、現実の回路では誤差が
あり、この誤差の原因の一つがトランジスタの出力抵抗
である。
これはベース−エミッタ間電圧が一定であってもコレク
タ・エミッタ間電圧によってコレクタ電流が変わるとい
うことである。これは物性論的にはベース幅変調と呼ば
れるもので、実効的なベース幅が変化することによる。
第1図の従来回路riこおいて1通常の電源電圧vcc
においてけQ3のコレクタ・エミッタ間電圧よりもQ4
のコレクタ・エミッタ間電圧の方が高いので、Q3のコ
レクタ電流よりもQ4のコレクタ電流の方が多くなり、
この傾向は電源電圧Vccが高くなる程著しくなる。
これに対して、第4図の本発明における回路例では、Q
5.Q6よりなるエミッタ接地増幅回路があり、利得は
高い。またQ3とQ4のコレクターエミッタ間はQ5の
接続により、いずれもベース・エミッタ間電圧に等しく
、電源電圧Vccに影響されない。
なおQ6のエミッタに接続した抵抗R4は利得が上がり
過ぎて発振しないように挿入されたものである。
第2図の従来回路■は、利得が高く、かつ動作電源電圧
Vccを低く(たとえば本発明の実施例と同様1.7V
)することができる。しかし、この従来回路■では、出
力電流が変化したとき出力電圧V OUTも変動すると
いう欠点がある。この回路の場合、出力電流はQ5から
供給されるため、出力電流の変動に応じてQ5のベース
電流IBも変化すると、Q3のコレクタ電流111とQ
lのコレクタ電流11の配分が変化し、結果として出力
電圧V OUTが変化する。
第4図の本発明の回路例ではQ7のコレクタより出力電
流が供給されるため、上記したようなことはない。そし
てこのQ7を含む、出力電流を供給するQ7〜Qs 、
Rs −Re 、Ql、D2からなる定電流回路が同時
に起動回路としての機能を達成する。
すなわち、電源投入から出力が所定の電圧をこ上昇する
まで、Q6はオフしており、Q7のコレクタから供給さ
れる電流によりQlとQ2のベース電流をまかなうこと
かできる。もちろん、出力電圧V OUTが所定の電圧
まで上昇した後も、(hとQ2のベース電流はQ7のコ
レクタ電流でまかなわれ、起動板にこれを切り離す必要
はない。
第3図に示す様な従来回路では、起動専用の回路が必要
で、起動電流を流すトランジスタQllと起動回路を切
り離すトランジスタQ12を設けなければならない。
〈発明の効果〉 ρ で、低い電源電圧まで動作し、また電源電圧変動に対し
て出力電圧の変化が小さいものであって、非常に有用な
定電圧電源回路が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来回路lを示す回路図、第2図は従来回路■
を示す回路図、第3図は起動回路を含む従来回路lを示
す回路図、第4図は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。 Q1〜Q9・・・トランジスタ、R1−R6・・・抵抗
、D1sD2・・・ダイオード(Qs 、Qs・・・帰
還ループ形成、 Qy〜Qg+矧5 * R,6、DI
 * D2・・・定電流回路)。 ・ 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)α9 19

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、 同一のコレクタ電流を流すように働くトランジス
    タQ3とQ4、該Q3及びQ4とそれぞれコレクタ同志
    を接続し、各ベース・エミッタ間電圧にバンドギャップ
    ΔVEEを生じさせるトランジスタQl とQ2を有し
    てなり、トランジスタQs 、Qs よりなるエミッタ
    接地増幅回路より、前記コレクタ接続点とQl 、Q2
    のベース間に帰還ループを形成するとともに、Qaのコ
    レクタに定電流回路を接続し、起動時および通常動作時
    の01.Q2のベース電流を前記定電流回路より供給す
    る構成としたことを特徴とする定電圧電源回路。
JP58200260A 1983-10-25 1983-10-25 定電圧電源回路 Granted JPS6091425A (ja)

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JP58200260A JPS6091425A (ja) 1983-10-25 1983-10-25 定電圧電源回路
US06/912,167 US4675593A (en) 1983-10-25 1986-09-26 Voltage power source circuit with constant voltage output

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JPS6091425A true JPS6091425A (ja) 1985-05-22
JPH0522929B2 JPH0522929B2 (ja) 1993-03-31

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