JPS62195167A - 定電圧発生回路 - Google Patents

定電圧発生回路

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JPS62195167A
JPS62195167A JP3511886A JP3511886A JPS62195167A JP S62195167 A JPS62195167 A JP S62195167A JP 3511886 A JP3511886 A JP 3511886A JP 3511886 A JP3511886 A JP 3511886A JP S62195167 A JPS62195167 A JP S62195167A
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JP
Japan
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voltage
constant
variable impedance
power supply
circuit
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Pending
Application number
JP3511886A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Ide
井手 昭
Kazuhiko Nakayama
仲山 和彦
Masahiro Yamamura
山村 雅宏
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
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62195167A publication Critical patent/JPS62195167A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body

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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、定電圧発生技術、さらには半導体集積回路
装置内において定電流回路の基準電圧などを生成する回
路に適用して有効な技術に関するもので、たとえば、バ
イポーラとC−MOSが基本論理回路内で複合化されて
いるB i −CMO8型半導型半導体集積回路装用し
て鳴動な技術に関するものである。
〔従来の技術〕
本発明者は、たとえば日経マグロウヒル社刊行「日経エ
レクトロニクス 1985年8月12日号」187〜2
08頁(論文:バイポーラとC−MO8k基本論理回路
内で抜合し、高速かつ低消費電力なLSI全実現する。
)に記載されているBi−CMO8型半導体集積回路装
置に適した定tm発生揮1路について検討した。
以下は、公知とされた技術ではないが、本発明者によっ
て検討された技術であり、その植装は次のとおりである
第7図は本発明者によって検討された定電圧発生回路の
第1構成例を示す。
同図に示す定電圧発生回路1は、pチャンネルMOSト
ランジスタMplとnチャンネルMOSトランジスタM
nl、Mn2によって構成される。
pチャンネルMO8トランジスタMplとnチャンネル
MO8トランジスタMnl、Mn2は互いに直列に接続
され、またMpl、Mnlの各ゲートには所定のゲート
バイアス電圧VBGが与えられる。これにより、MOS
トランジスタM p 1 jM nl、Mn2は一部の
分圧p1路を構成する。この分圧回路によって電源電圧
Vcc’に分圧することにより、所定の基準電圧Vou
ti得るというものである。
この場合、図示の例では、定電圧発生回路1から出力さ
れた基準電圧Voutが、E CL (エミッタ・カッ
プルド・ロジック)2の一部をなすnチャンネルMO8
トランジスタMn3のゲートに与えられる。このnチャ
ンネルMO8トランジスタMn3は、そのゲートに一定
の基準電圧Voutが与えられることにより、一定電流
1.を流す定電流回路として動作する。ECL2は、そ
れぞれにコレクタ負荷抵抗R11,R12が接続された
一対のバイポーラ・トランジスタQll、Q12のエミ
ッタが共通接続され、この共通エミッタが上記nチャン
ネルMO8トランジスタMn3による定電流回路を直列
に介して負側電位(接地電位)に接続されることによっ
て構成される。
着た、第8図は本発明者によって検討された定電圧発生
回路の第2構成例を示す。
同図に示す定電圧発生助1路1に、基本的には上述した
ものと同様であるが、ここでは、2つのpチャンネルM
O8トランジスタMpl、Mp2と順方向に袂数個接続
されたダイオードD1によって電源電圧Vcc’に分圧
している。そして、この分圧電圧は、バイポーラ・トラ
ンジスタQ1とnチャンネルMO8トランジスタMnl
によるエミッタフォロワで電流増幅された後、基準電圧
Voutとして出力されるようになっている。この場合
、MOSトランジスタMnlは、2つのダイオードD1
の両端に分圧される順方向電圧がゲートに与えられるこ
とにより、定電流回路として動作する。
また、バイポーラ・′トランジスタQ1によるエミッタ
フォロワの動作を安定化させるために、そのバイポーラ
・トランジスタQ1のエミッタ側には、MOSトランジ
スタM21.M22.M23によるプリーダ抵抗が並列
に接続されている。
〔発明が解決しようとする間組点〕
しかしながら、上述した技術には、次のような問題点の
あることが本発明者によってあきらかと4された。
すなわち、上述した定電流発生回路1は、基本的には、
電源電圧Vcce所定の分圧比で分圧して得られる電圧
を基準電圧Voutとして出力する構成なので、その基
準電圧Voutは電源電圧■ccの変動の影響を直接受
けてしまうようになっている。つまり、出力基準電圧V
outが電源電圧VCCに対して正方向の依存性をもっ
ている。このため、たとえば第7図の回路においては、
nチャンネルMO8トランジスタMn3による定電流回
路から流れる電流■Iが電源電圧Vccとともに変動し
、これによってE CT、 2の論理田カレベルなどが
不安定になってしまう、といったような問題が生じる。
上述した電源電圧VCCの依存性は、たとえば上述した
分圧回路の一部をツェナーダイオードなどの定電圧素子
に置き換えた場合にも生じる。さらに、その電源電圧V
CCの依存性は、温度特性に丁ぐれているといわれてい
るバンドギャップ型の定電圧発生回路においても避けら
れない、ということが本発明者によってあきらかとされ
た。
本発明の目的は、比較的簡単かつ再現性の良い構成でも
って、電源電圧に依存しない安定な基準電圧を得ること
、あるいは電源電圧に対して任意の依存性をもつ基準電
圧を得ることを可能にする、という技術を提供するもの
である。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかに碌るであ
ろう。
〔問題点を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、制御信号のレベルに対して負方向の特性を呈
する可変インピーダンス素子に定電流を流す一方、この
可変インピーダンス素子の直流インピーダンスを電源電
圧によって可変制御し、この可変インピーダンス素子の
両端から基準電圧全戦り出す、というものである。
〔作用〕
上記した手段によれば、たとえば電源電圧の増大に伴っ
て可変インピーダンス素子に通電される定電流値が増大
しても、これと同時に、その電源電圧の増大によって可
変インピーダンス素子の直流インピーダンスが減少させ
られる。従って、可変インピーダンス素子に制御信号と
して与えられる電源電圧の変化量を分圧などの手段によ
って調節することにより、その可変インピーダンス素子
の両端から取り出される基準電圧は、その可変インピー
ダンス素子に通電される定電流の増加による増加分と、
その可変インピーダンス素子の直流インピーダンスの減
少による減少分とが互いに相殺されて、電源電圧の変動
にかかわらず安定化されるようになる。つまり、電源電
圧に依存しない一定の基準電圧が得られるようになる。
以上のように、上記した手段によれば、比較的簡単かつ
再現性の良い構成でもって、電源電圧に依存しない安定
な基準電圧を得ること、あるいは電源電圧に対して任意
の依存特性をもつ基準電圧を得ることを可能する、とい
う目的が達成される。
〔実施例〕
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する
なお、各図中、同一符号は同一るるいは相当部分金示す
第一図はこの発明による定電圧発生回路の基本的な実施
例を示す。
同図に示す定電圧発生回路lは、非安定化電源電圧VC
Cから一定の基準電圧■out”e発生するための構成
手段として、制御信号のレベルに対して負方向の特性を
呈する可変インピーダンス素子Rxと、この可変インピ
ーダンス素子RXに定電流I’に通電する定電流回路1
1と、電源電圧VCCを検出して上記可変インピーダン
ス素子Rxに制御信号として与える電源電圧検出手段1
2とを有する。電源電圧検出手段12としては、抵抗R
1゜R2による分圧回路が設けられている。そして、上
記可変インピーダンス素子Rxの直流インピーダンスを
負方向に可変制御させるとともに、その可変インピーダ
ンス素子RXの両端から一定の基準電圧Vout?取り
出して出力させるようにしてbる。
次に、動作について説明する。
第1図において、たとえば電源電圧VCCの増大に伴っ
て可変インピーダンス素子Rxに通電される定電流工の
値が増大しても、これと同時に、その電源電圧VCCの
増大によって可変インピーダンス素子Rxの直流インピ
ーダンスが減少させられる。従って、可変インピーダン
ス素子Rxに制御信号として与えられる電源電圧VCC
の変化量△VCCを、R1,R2の抵抗比などを操作し
て調節することにより、その可変インピーダンス素子R
xの両端から取シ出される基準電圧Voutは、その可
変インピーダンス素子Rxに通電される定電流■の増加
などによる増加分(+ΔVout)と、その可変インピ
ーダンス素子Rxの直流インピーダンスの減少による減
少分(−△Vout)とが互いに相殺されて、電源電圧
VCCの震動にかかわらず安定化されるようになる。つ
まり、電源電圧VCCに依存しない一定の基準電圧Vo
utが得られるようになる。
以上のように、上記した構成によれば、比較的簡単かつ
再現性の良い構成でもって、電源電圧VCCに依存しな
い安定な基準電圧Voutを得ること、あるいは電源電
圧Voutに対して任意の依存特性をもつ基準電圧を得
ることが可能する、という効果が得られるようになる。
第2図はこの発明の第2実施例を示す。
上述した実施例との相違点だけを示すと、この実施例の
定電圧発生回路1では、上記可変インピーダンス素子R
xとしてnチャンネルMO8トランジスタMnx’i使
用している。このnチャンネルMO8トランジスタMn
xVi、非飽和領域で動作させられることにより、その
ゲート電圧によって直流インピーダンスが可変制御され
る可変インピーダンス素子として動作する。
第3図はこの発明の第3実施例を示す。
同図に示す定電圧発生回路1では、上記定電流回路11
が、nチャンネルMO8トランジスタMn4と、このM
OSトランジスタMn4に一定のゲートバイアス電圧(
2Vf!=:2X0.6V=約1.2V)を与える定電
圧素子によって構成されている。この場合、定電圧素子
には、通常の整流ダイオードDIを2つの直列したもの
が使用されている。
また、電源電圧検出手段12がnチャンネルMO8トラ
ンジスタMnl、Mn2に:よる分圧回路によって構成
されている。各MO8トランジスタMnl、Mn2はそ
れぞれ、所定のゲートバイアス電圧VBGが与えられる
ことにより、直流抵抗として機能する。
さらに、可変インピーダンス素子Rxとしてのnチャン
ネルMOSトランジスタM n xにはレベルシフト用
のダイオードD2が直列に挿入されている。D2は、こ
の他、トランジスタQlのVBICの温特補償作用も有
する。基準電圧Voutは、このダイオードD2の順方
向電圧(約0.6V)だけレベルシフトされて取り出さ
れ、バイポーラ・トランジスタQ1とnチャンネルMO
8トランジスタMn5によるエミッタフォロワで電流増
幅されて出力される。このnチャンネルMO8トランジ
スタMn5Fi、所定のゲートバイアス電圧V、Gが与
えられることにより、山流抵抗として機能する。
第4図はこの発明の第4実施例を示す。
同図に示す定電圧発生回路1では、定電流回路11がp
npバイポーラ・トランジスタQ2.Q3によって構成
されている。このpnpバイポーラ・トランジスタQ2
t/′iそれほど大きな電流増幅率を必要としない。従
って、npnバイポーラ・トランジスタQ1と一緒に形
成するのに適したラテラル構造型あるいは逆方向型のバ
イポーラ・トランジスタが使用される。
第5図は上述した定電圧発生回路1(第3図)の適用例
を示す。
同図に示すように、上述した定電圧発生回路1は、たと
えば、ECL2の定電流回路をなすnチャンネルMO8
トランジスタMn3の制御電圧として、あるいはバイポ
ーラ・トランジスタによる定電流(ロ)路外3の基準電
圧として利用するのに適している。
ここで、同図に示すECL2は、それぞれにコレクタ負
荷抵抗R11,R12が接続された一対のバイポーラ・
トランジスタQll、Q12のエミッタが共通接続され
、この共通工ばツタが上記nチャンネルMO8トランジ
スタMn3による定電流回路全直列に介して負側官位(
接地電位)に接続されることによって構成される。この
場合、MOSトランジスタMn3によって流される定電
流IEは電源電圧Vccに依存することなく安定化させ
られる。これによって、ECL2の出力レベルなどtf
tt源電電源電圧の変動にかかわらず安定化させること
ができる。
第6図は上述した定電圧発生回路1(第3図)の別の適
用例を示す。
同図に示すように、上述した定電圧発生回路lは、A−
D変換器の基準電圧源としても好適でめる。同図に示す
A−D変換器は、定電圧発生回路lの基準電圧Vout
から段階的に異なる多数の基準電圧を分圧する多数の抵
抗rと、アナログ入力電圧Vini各基準宿、圧ごとに
比較する電圧比較回路CP 1− CP nと、各電圧
比較回路CP1〜CPnの比較出力から2進のデジタル
符号列全編成するエンコーダ4とによって構成される。
この種のA−DK換器では、その変換精度が基準電圧源
の精度に大きく依存するが、上記定電圧発生回路1を使
用することにより、電源電圧依存性のない高精度かつ高
信頼度のデジタル変換出力Doutが得られるようにな
る。
以上、本発明者によってなされた発明全実施例にもとづ
き具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。たとえば、可変イン
ピーダンス素子RxkMO8以外のMIS(金属−絶縁
物一半導体)トランジスタによって構成してもよい。ま
た、定電流回路11は単なる抵抗などであってもよい。
以上の説明では主として本発明者によってなδれた発明
をその背景となった利用分野であるBi−CMO8型半
導型半導体集積回路装用した場合について説明したが、
それに限定されるものではなく、たとえば、MO8型半
導体集積回路装置あるいはバイポーラ型半導体集積回路
装置などにも適用できる。
〔発明の効果〕
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。
すなわち、 (1)比較的簡単かつ再現性の良い構成でもって、電源
電圧に依存しない安定な基準電圧を得ることができる。
(2)あるいは、電源電圧に対して任意の依存特性をも
つ基準電圧を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による定電圧発生回路の第1実施例を
示す回路図、 第2図はこの発明による定電圧発生回路の第。 実施例を示す回路図、 第3図はこの発明による定1h1圧発生回路の第3実施
例を示す回路図、 第4図はこの発明による定電圧発生回路の第4婁施例を
示す回路図、 第5図はこの発明による定電圧発生回路の第1適用例を
示す回路図、 第6図はこの発明による定電圧発生回路の第2適用例を
示す回路図、 第7図はこの発明に先立って検討された定電圧発生回路
の第1構成例を示す回路図、 第8図はこの発明に先立って検討された定電圧発生回路
の第2構成例を示す回路図である。 1・・・定電圧発生回路、11・・・定電流回路、12
・・・電源電圧検出回路、Rx・・・可変インピーダン
ス素子、Mnx・・・可変インピーダンス素子をなす八
40Sトランジスタ、Vcc・・・′vL源電圧電圧o
ut・・・出力基準電圧。 代理人 弁理士  小 川 勝 男( 第  1  図 第  3  図 第  4  図 第  5  図 第  7  図 第  6  図 づDaa 第  8  図 VcC /4p/  −l θノ         。 14、〜2 MP2   かt :   J/(117,?・

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、非安定化電源電圧から一定の基準電圧を発生する定
    電圧発生回路であって、制御信号のレベルに対して負方
    向の特性を呈する可変インピーダンス素子と、この可変
    インピーダンス素子に定電流を通電する定電流回路と、
    電源電圧を検出して上記可変インピーダンス素子に制御
    信号として与える電源電圧検出手段とを備え、上記電源
    電圧検出手段の出力によって上記可変インピーダンス素
    子の直流インピーダンスを負方向に可変制御させるとと
    もに、その可変インピーダンス素子の両端から一定の基
    準電圧を取り出して出力させるようにしたことを特徴と
    する定電圧発生回路。 2、上記電源電圧検出手段が抵抗よる分圧回路によって
    構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の定電圧発生回路。 3、上記電源電圧検出手段がMOSトランジスタによる
    分圧回路によって構成されていることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項または第2項記載の定電圧発生回路。 4、上記可変インピーダンス素子が、非飽和領域で動作
    させられるMOSトランジスタによって構成されている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項から第3項まで
    のいずれかに記載の定電圧発生回路 5、上記定電流回路は、MOSトランジスタと、このM
    OSトランジスタに一定のゲートバイアス電圧を与える
    定電圧素子とによって構成されていることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項から第4項までのいずれかに記載
    の定電圧発生回路。
JP3511886A 1986-02-21 1986-02-21 定電圧発生回路 Pending JPS62195167A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0548016A (ja) * 1991-06-04 1993-02-26 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路装置
JP2006351021A (ja) * 2005-06-17 2006-12-28 Magnachip Semiconductor Ltd レギュレータ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0548016A (ja) * 1991-06-04 1993-02-26 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路装置
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