JPS626313A - Reference voltage generator - Google Patents

Reference voltage generator

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JPS626313A
JPS626313A JP14552985A JP14552985A JPS626313A JP S626313 A JPS626313 A JP S626313A JP 14552985 A JP14552985 A JP 14552985A JP 14552985 A JP14552985 A JP 14552985A JP S626313 A JPS626313 A JP S626313A
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transistor
reference voltage
voltage
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base
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JP14552985A
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Yasuhiro Okada
康弘 岡田
Kumio Masuda
久光男 益田
Isao Yoshida
功 吉田
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain the stable output reference voltage with high accuracy by using the 1st transistor which has a negative temperature slope of the base- emitter voltage and setting a proper ratio between the 1st and 2nd resistances of the emitter. CONSTITUTION:A reference voltage generating circuit consists of the 1st and 2nd NPN transistors Tr 1 and 2 having different emitter areas, the 3rd-6th Tr 3-6, the 1st and 2nd resistances 7 and 8, a load resistance 9 and a resistance 10. Here the Tr 5 and 6 form a current mirror circuit, and the reference voltages Vout 11 and 12 having minute temperature coefficients are delivered from both ends of the resistances 9 and 10 respectively. Thus, it is possible to obtain the reference voltage having a minute temperature coefficient in the form of a reference potential equal to the sum of the voltage drop VR2 of the resistance 8 and the base-emitter voltage VBE1 of the Tr 1 by setting the resistance ratio R2/R1 of both resistances 7 and 8 at a proper level.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は集積回路装置に多用にされる基準電圧発生手段
に関するものであり、特に温度変化及び電流電圧変化に
対して一定の出力電圧を維持することのできる基準電圧
発生装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a reference voltage generating means often used in integrated circuit devices, and in particular to maintaining a constant output voltage against temperature changes and current/voltage changes. This invention relates to a reference voltage generating device that can perform

従来の技術 以下、従来の基準電圧発生回路について説明する。Conventional technology A conventional reference voltage generation circuit will be explained below.

第3図は従来のバンドギャップ型基準電圧発生回路であ
り、14,15.16はNPNトランジスタ、17.1
8はNPN トランジスタ、19゜20.21.22は
抵抗、13は上記トランジスタで構成されるバンドギャ
ップ基準電圧回路に電流を供給する定電流源、23は出
力基準電圧であり、NPNトランジスタ16には、NP
Nトランジスタ17.18及び抵抗22で構成される定
電流回路が接続される。
Figure 3 shows a conventional band gap type reference voltage generation circuit, in which 14, 15.16 are NPN transistors, 17.1
8 is an NPN transistor, 19°20.21.22 is a resistor, 13 is a constant current source that supplies current to the bandgap reference voltage circuit composed of the above transistors, 23 is an output reference voltage, and the NPN transistor 16 is ,NP
A constant current circuit composed of N transistors 17 and 18 and a resistor 22 is connected.

以上のように構成されたバンドギャップ型基準電圧回路
についてはく例えばrlEEE、JOURNAL  O
F  5OLID−8TATE  CIRCUITJ 
 VOL、5C−6,No、11971)に示めされて
おり、以下その動作について説明する。
Regarding the band gap type reference voltage circuit configured as above, for example, rlEEE, JOURNAL O
F 5OLID-8TATE CIRCUITJ
VOL, 5C-6, No. 11971), and its operation will be explained below.

まずNPNトランジスタ14と15は異なる電流密度で
動作しており、抵抗21及び抵抗20には正の温度傾斜
を有する電圧が発生する。さらにNPN)ランジスタ1
6は、抵抗20に発生する電圧と加えられて出力電圧2
3を発生させる。その結果、出力電圧’J o u t
はNPNトランジスタ160ベース・エミッタで電圧V
BEと抵抗20に発生ずる温度依存電圧が加算された電
圧として出力される。ここで出力電圧V Q u tを
シリコンのバンドギャップ電圧(約1.2v程度)に設
定すると、抵抗20に発生する電圧は、NPNトランジ
スタ16のベース・エミッタ電圧VBHの温度係数を補
正し温度変化に対して一定の出力基準電圧23を得るこ
とができる。
First, the NPN transistors 14 and 15 operate at different current densities, and a voltage having a positive temperature gradient is generated across the resistor 21 and the resistor 20. Furthermore, NPN) transistor 1
6 is added to the voltage generated across the resistor 20 to produce an output voltage 2
Generate 3. As a result, the output voltage 'J out
is the voltage V at the base-emitter of the NPN transistor 160
BE and the temperature-dependent voltage generated in the resistor 20 are added together and output as a voltage. If the output voltage V Q u t is set to the bandgap voltage of silicon (approximately 1.2 V), the voltage generated across the resistor 20 will compensate for the temperature coefficient of the base-emitter voltage VBH of the NPN transistor 16 and change due to temperature changes. A constant output reference voltage 23 can be obtained.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、基準電圧回路を構
成するために低電流源13を必要とするため回路構成が
複雑となるばかりでな(、その電流値が、前記基準電圧
回路の回路電流に一致しない場合には出力基準電圧23
に誤差を生じるという問題点を有していた。
Problems to be Solved by the Invention However, in the above configuration, the low current source 13 is required to configure the reference voltage circuit, which not only makes the circuit configuration complicated (and the current value is If it does not match the circuit current of the reference voltage circuit, the output reference voltage 23
This has the problem of causing errors in the results.

本発明は、上記問題点に艦み、定電流源を必要とせず、
簡易な構成で安定な微小温度系数の基準電圧を得ること
を可能にする集積回路装置に好適な基準電圧発生回路を
提供するものである。
The present invention solves the above problems, does not require a constant current source,
The present invention provides a reference voltage generation circuit suitable for an integrated circuit device that makes it possible to obtain a stable reference voltage with a small temperature coefficient with a simple configuration.

問題点を解決するための手段 そこで、本発明は、それぞれ異なるエミッタ面積を有す
る第1及び第2のトランジスタを具備し第1のトランジ
スタは、エミッタを第1の抵抗を介して第2のトランジ
スタのエミッタに接続するとともに第2の抵抗を介して
接地し、そのコレクタには第3のトランジスタをダイオ
ード接地し、第3のトランジスタのコレクタには第2の
トランジスタのコレクタ電流に比例した電流を第1及び
第3のトランジスタに供給する電流鏡像回路を接続し、
第3のトランジスタのベースとコレクタとそのベース共
通接続された第4のトランジスタを接続することにより
、第4のトランジスタのエミッタと接地端子間に接続さ
れる負荷に定電圧を発生させる如く構成したものである
Means for Solving the Problems Therefore, the present invention includes first and second transistors each having a different emitter area, and the first transistor connects the emitter of the second transistor to the second transistor through the first resistor. A third transistor is connected to the emitter and grounded via a second resistor, a third transistor is diode-grounded to its collector, and a current proportional to the collector current of the second transistor is connected to the collector of the third transistor. and a current mirror circuit that supplies the third transistor;
By connecting the base and collector of the third transistor to a fourth transistor whose bases are commonly connected, a constant voltage is generated in the load connected between the emitter of the fourth transistor and the ground terminal. It is.

作用 上記構成によれば、第1のトランジスタのベースエミッ
タ電圧は負の温度傾斜を有しており、第1、第2の抵抗
比を適当に設定することにより、第2の抵抗での電圧降
下とトランジスタのベース・エミッタ間電圧の加算され
た基準電位として微小温度係数の基準電圧を得ることが
できる。さらに第3のトランジスタと電流鏡像回路の接
続点から第4のトランジスタが接続され負荷抵抗の両端
に出力基準電圧を出力するので、出力基準電圧は第3の
トランジスタのベース・エミッタ間電圧と第4のトラン
ジスタのベース・エミッタ電圧が相殺し合い、出力電圧
は微小温度系数の基準電圧を得ることができる。
Effect According to the above configuration, the base-emitter voltage of the first transistor has a negative temperature gradient, and by appropriately setting the first and second resistance ratios, the voltage drop at the second resistor can be reduced. A reference voltage with a small temperature coefficient can be obtained as a reference potential obtained by adding the base-emitter voltage of the transistor. Further, a fourth transistor is connected to the connection point between the third transistor and the current mirror circuit, and outputs an output reference voltage across the load resistor, so the output reference voltage is the base-emitter voltage of the third transistor and the fourth transistor. The base-emitter voltages of the transistors cancel each other out, and the output voltage can be a reference voltage with a small temperature coefficient.

実施例 以下本発明の一実施例の基準電圧発生回路について、図
面を参照しながら説明する。
Embodiment Hereinafter, a reference voltage generation circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は発明の第1の実施例における基準電圧発生回路
を示すものであり、第1図において、1゜2は興なるエ
ミッタ面積を有するNPN トランジスタで、第1ON
PN トランジスタ1はそのコレクタとベースが接続さ
れ、第2のNPN)ランジスタ2とベースが共通接続さ
れている。3はNPNトランジスタ1とダイオード接続
されたNPNトランジスタ、4は基準電圧をそのエミッ
タ端子に出力する、出力NPNトランジスタで、第3の
NPNトランジスタ3とベースが共通接続されている。
FIG. 1 shows a reference voltage generating circuit according to a first embodiment of the invention. In FIG. 1, 1°2 is an NPN transistor having a different emitter area, and
The collector and base of the PN transistor 1 are connected, and the bases of the second NPN transistor 2 are commonly connected. 3 is an NPN transistor diode-connected to the NPN transistor 1; 4 is an output NPN transistor that outputs a reference voltage to its emitter terminal; its base is commonly connected to the third NPN transistor 3;

5,6はトランジスタ2のコレクタ電流に比例した電流
に比例した電流をトランジスタ3、及び1に供給する電
流鏡像回路を構成するPNPトランジスタ、7及び8は
その両端に正の温度傾斜を有する電圧を発生させるとこ
ろの抵抗であり、抵抗9,10の両端には、目的とする
微小温度係数を有する基準電圧Vout及びvoutが
出力される。
5 and 6 are PNP transistors forming a current mirror circuit that supplies a current proportional to the collector current of transistor 2 to transistors 3 and 1; 7 and 8 are PNP transistors having a voltage having a positive temperature gradient across them; Reference voltages Vout and vout having a desired small temperature coefficient are output across the resistors 9 and 10.

以上のように構成された実施例においてNPNトランジ
スタ1と2のエミツタ面積比を1対Nになるように構成
した場合、トランジスタ1に流れる電流をIEI、 ト
ランジスタ2に流れる電流をII2とすると、それぞれ
のトランジスタ1,2のベース・エミッタ間電圧VBE
I 、 VBE2は、で表される。(ここでKはボルツ
マン定数、Tは絶対温度、gは電子の電荷、■oはトラ
ンジスタ逆方向飽和電流、AEはエミッタ面積である。
In the embodiment configured as above, when the emitter area ratio of NPN transistors 1 and 2 is configured to be 1:N, if the current flowing through transistor 1 is IEI, and the current flowing through transistor 2 is II2, then Base-emitter voltage VBE of transistors 1 and 2
I, VBE2 are expressed as. (Here, K is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature, g is the electron charge, ■o is the transistor reverse saturation current, and AE is the emitter area.

)ところで上記IEIとII2はPNP トランジスタ
5.6で構成される電流鏡像回路によって■旧=IE2
が成立する。従って上記3,4式より抵抗7の両端に発
生する差電圧△VBEは となり、さらに抵抗7の抵抗値をR1として前記IEI
と■l112を求めると、 と表され、さらに抵抗8には前記エミッタ電流IEIと
II2が合成されて流れるため、抵抗8の抵抗値をRと
して、R2での電圧降下VR2を求めるとか求まる。
) By the way, the above IEI and II2 are connected to ■ Old = IE2 by a current mirror circuit composed of PNP transistors 5.6
holds true. Therefore, from equations 3 and 4 above, the differential voltage △VBE generated across the resistor 7 becomes
When and (1112) are determined, it is expressed as follows.Furthermore, since the emitter currents IEI and II2 are combined and flow through the resistor 8, the resistance value of the resistor 8 is set as R, and the voltage drop VR2 at R2 is determined.

ここで、■式を温度Tに関して微分すると、となり、N
〉1が成立する時、電圧VR2は正の温度係数を有する
電圧となる。
Here, if we differentiate the formula (■) with respect to the temperature T, we get N
When >1 is established, the voltage VR2 becomes a voltage having a positive temperature coefficient.

一方、前記(3)式においてトランジスターのベース・
エミッタ電圧VBEIは一3000PPM (−2m 
V / ℃)の負の温度傾斜を有しており、前記抵抗7
及び8の抵抗比R2/ Rtを適当に設定することより
、前記抵抗8での電圧降下VR2とトランジスタ1のV
BEIの加算された基準電位を得ることができる。
On the other hand, in equation (3) above, the base of the transistor
The emitter voltage VBEI is -3000PPM (-2m
V/℃), and the resistor 7
By appropriately setting the resistance ratio R2/Rt of resistor 8 and 8, the voltage drop VR2 at resistor 8 and V of transistor 1 are
A reference potential with BEI added can be obtained.

さらに本発明においては、ダイオード接続されたNPN
トランジスタ3がNPNトランジスタ1に縦続接続され
て電流鏡像回路のPNPトランジスタ5に接続されると
ともに、その接続点から出力NPNトランジスタ4が接
続され負荷抵抗9の両端に出力基準電圧V OII t
を出力する。ここで上記出力基準電圧vo u tは、
トランジスタ3のベース・エミッタ間電圧と出力NPN
トランジスタ4のベース・エミッタ電圧が相殺し合い、
V out = vrer             
  −(9)が成立し、出力電圧V o u tは微小
温度係数の基準電圧を得ることができる。
Furthermore, in the present invention, a diode-connected NPN
Transistor 3 is cascade-connected to NPN transistor 1 and connected to PNP transistor 5 of the current mirror circuit, and an output NPN transistor 4 is connected from the connection point to output reference voltage V OII t across load resistor 9.
Output. Here, the output reference voltage vo ut is
Base-emitter voltage of transistor 3 and output NPN
The base and emitter voltages of transistor 4 cancel each other out,
V out = vrer
-(9) is established, and the output voltage V out can obtain a reference voltage with a small temperature coefficient.

さらに、出力NPNトランジスタ4のコレクタを抵抗1
0を介して電源に接続することにより、抵抗10の両端
に微小温度係数の基準電圧Vo u t ’を得ること
ができる。
Furthermore, the collector of the output NPN transistor 4 is connected to the resistor 1.
By connecting the resistor 10 to the power supply via 0, a reference voltage Vout' having a small temperature coefficient can be obtained across the resistor 10.

また第2図は、本発明の第2の実施例であり、ベース電
流供給用のNPNトランジスタ24を設けて高精度で電
流容量の大きい出力回路を構成したものである。
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, in which an NPN transistor 24 for supplying base current is provided to configure an output circuit with high precision and large current capacity.

発明の効果 以上詳述した如(本発明によれば定電流源を必要とせず
、簡易な構成で集積化に好適な微小温度係数の基準電圧
回路を構成することができ、しがも本発明の基準電圧発
生の回路は従来例において、その出力基準電圧が定電流
源の電流値に依存して変化するのに対して、安定で精度
の高い基準電圧を得ることができる。
Effects of the Invention As detailed above (according to the present invention, a constant current source is not required, a reference voltage circuit with a small temperature coefficient suitable for integration can be constructed with a simple configuration, and the present invention has the following advantages) In contrast to the conventional reference voltage generation circuit whose output reference voltage changes depending on the current value of the constant current source, it is possible to obtain a stable and highly accurate reference voltage.

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

第1図は本発明の第1の実施例における基準電圧発生装
置の回路図、第2図は本発明の第2の実施例における基
準電圧発生装置の回路図、第3図は従来の基準電圧発生
装置の回路図である。 1・・・・・・第1のトランジスタ、2・・・・・・第
2のトランジスタ、3・・・・・・第3のトランジスタ
、4・・・・・・第4のトランジスタ、5,6・・・・
・・電流鏡像回路用トランジスタ、7・・・・・・第1
の抵抗、8・・・・・・第2の抵抗、9・・・・・・負
荷抵抗。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか1名/−−− 
111のトランジスタり 2−一一薯2のトランジスタ 3−−−1のトランジスタ 4−一一第4のFランシ゛入り 1;、6 −−− tt刀り濠lワ調譬用トランンスタ
9−一一叙葡\誌乳
FIG. 1 is a circuit diagram of a reference voltage generator according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a reference voltage generator according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram of a reference voltage generator according to a second embodiment of the present invention. It is a circuit diagram of a generator. 1...First transistor, 2...Second transistor, 3...Third transistor, 4...Fourth transistor, 5, 6...
...Transistor for current mirror circuit, 7...1st
resistance, 8... second resistance, 9... load resistance. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person/---
Transistor 111 2-11 Transistor 2 3 ---1 Transistor 4-11 4th F transistor 1;, 6 --- tt Transistor 9-11 Choudou \ magazine breasts

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)それぞれ異なるエミッタ面積を有する第1及び第
2のトランジスタを具備し、前記第1のトランジスタは
、そのコレクタとベースを接続するとともに前記第2の
トランジスタとベースをが共通接属し、かつ前記第1の
トランジスタは、エミッタを第1の抵抗を介して第2の
トランジスタのエミッタに接続するとともに第2の抵抗
を介して接地し、さらに前記第1のトランジスタのコレ
クタに、ダイオード接続された第3のトランジスタを直
列接続し、かつ、そのコレクタには、前記第2のトラン
ジスタのコレクタ電流に比例した電流を第1及び第3の
トランジスタに供給する電流回路を接続し、前記第3の
トランジスタは、そのベースとコレクタを接続するとと
もに第4のトランジスタとベースを供給し、この第4の
トランジスタの負荷に、定電圧を発生させてなる基準電
圧発生装置。
(1) first and second transistors each having a different emitter area; the first transistor has its collector and base connected, and the second transistor and the base are commonly connected; The first transistor has an emitter connected to the emitter of the second transistor through a first resistor and grounded through the second resistor, and further has a diode-connected second transistor connected to the collector of the first transistor. No. 3 transistors are connected in series, and a current circuit is connected to the collector of the transistor for supplying a current proportional to the collector current of the second transistor to the first and third transistors, and the third transistor is connected in series. , the base and collector of which are connected, a fourth transistor and the base are connected, and a constant voltage is generated in the load of the fourth transistor.
(2)第4のトランジスタのコレクタは負荷抵抗を介し
て電流端子に接続し、前記負荷抵抗の両端に定電圧を発
生させてなる特許請求の範囲第1項記載の基準電圧発生
装置。
(2) The reference voltage generating device according to claim 1, wherein the collector of the fourth transistor is connected to a current terminal via a load resistor, and a constant voltage is generated across the load resistor.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990006547A1 (en) * 1988-12-05 1990-06-14 Alcatel N.V. Voltage transducer

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WO1990006547A1 (en) * 1988-12-05 1990-06-14 Alcatel N.V. Voltage transducer

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