JPS63211414A - 基準電圧発生回路 - Google Patents

基準電圧発生回路

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JPS63211414A
JPS63211414A JP62044965A JP4496587A JPS63211414A JP S63211414 A JPS63211414 A JP S63211414A JP 62044965 A JP62044965 A JP 62044965A JP 4496587 A JP4496587 A JP 4496587A JP S63211414 A JPS63211414 A JP S63211414A
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信也 高橋
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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) 本発明は、半導体メモリ装置等において安定化した一定
の基準出力電圧を供給する基準電圧発生回路に関するも
のである。
〈従来の技術) 従来、このような分野の技術としては、例えば第2図及
び第3図のようなものがあった。以下、その構成を説明
する。
第2図は従来の基準電圧発生回路の構成例を示す回路図
である。この基準電圧発生回路は、電源電圧vCCの1
72の基準出力電圧を発生する回路であり、基準電圧V
rを出力する参照電圧発生部1と、その基準電圧Vrに
基づき1/2VCCの安定化した一定の基準出力電圧V
Oを出力する駆動部10とで構成されている。
参照電圧発生部1は、一端が電源電圧vCCに他端がノ
ート旧に接続された抵抗素子2を有し、そのノードN1
と大地との間にHOSトランジスタ3゜4及び抵抗素子
5が直列に接続されている。また駆動部10はトレイン
が電源電圧vCCに、ゲートがノードN1にそれぞれ接
続されたHOSトランジスタ11を有し、そのHOSト
ランジスタ11のソースには基準出力電圧Voを出力す
る出力端子12が接続され、さらにその出力端子12と
大地との間に負荷用のHO3)ランジスタ13が接続さ
れている。
以上の構成において、参照電圧発生部1では電源電圧v
CCを抵抗素子2で降圧し、電源電圧VCCの1/2値
にHO3)ランジスタ3,4の閾値電圧Vtを加算した
基準電圧Vr (=1/2VCC+Vt)をノードN1
から出力する。すると、基準電圧V「により、駆動部1
0内の803 )ランジスタ11のドレイン・ソース間
電流量が制御され、1/2VCCの基準出力電圧■0が
出力端子12から出力され、半導体メモリ等の負荷へ供
給される。
例えば、負荷の変動等によって基準出力電圧vOが1/
2VCCよりも電圧αだけ低下した場合、HOSトラン
ジスタ11のトレインがVCClそのゲートが(1/2
VCC+Vt) 、 ソノ’/−スが(1/2VCC−
a ) (7)電圧となってオン状態となる。このHO
3)ランジスタ11がオンすることにより、電源電圧V
CC側から出力端子12へ充電され、その出力端子12
の基準出力電圧Voが1/2VCCまで上昇する。また
、基準出力電圧Voが1/2VCCよりも電圧αだけ大
きくなった場合、HOSトランジスタ11のドレインが
VCC、そのゲートが(1/2VCC+Vt) 、ソノ
V−スカ< 1/2VCC+α)の電圧となってオフ状
態となる。
従ってHOSトランジスタ13により、出力端子12の
基準出力電圧Voが低下してその電圧Voが1/2VC
Cとなる。この第2図の基準電圧発生回路において、出
力端子12の最終電圧は)IO3)ランジスタ11の弱
いオン状態時のオン抵抗と、HOSトランジスタ13の
オン抵抗がつり合った点で決定される。
第3図は従来の他の基準電圧発生回路の回路図である。
この基準電圧発生回路は1/2VCCの基準電圧Vrを
発生ずる参照電圧発生部20と、その基準電圧Vrに基
づき1/2VCCの安定化した一定の基準出力電圧Vo
を出力する駆動部30とで構成されている。
参照電圧発生部20では、電源電圧vCCと接地電位の
間に直列に抵抗素子21.22が接続され、その抵抗素
子21と22の接続点であるノードN2から1/2VC
Cの基準電圧Vrが出力される駆動部30は差動増幅器
31を有し、その差動増幅器31の出力端子32が(−
)側入力端子に接続され、さらにその(+)側入力端子
がノードN2に接続されている。この差動増幅器31は
電圧フォロア構成をなし、そのオフセット電圧を無視す
ると、(+)側入力端子に入力された1/2VCCの基
準電圧Vrと等しい電圧の基準出力電圧Voが出力端子
32から出力される。このように駆動部30は電圧フォ
ロア出力を利用して基準出力電圧vOを出力し、それに
よって出力端子32の駆動能力を高めている。
(問題点を解決するための手段) しかしながら、上記構成の基準電圧発生回路では、次の
ような問題点があった。
第2図の回路では、参照電圧発生部1を抵抗素子2,5
とHOSトランジスタ3,4とで構成しているなめ、H
O3)−ランジスタ3,4のオン抵抗と抵抗素子2,5
の値とのバランス、HOSトランジスタ3,4の基板効
果係数等といったプロセス・パラメータの変動により、
ノードN1から出力される基準電圧Vrが変動し、それ
によって出力端子12の最終電圧も変動してしまう。ま
た、基準出力電圧Voの値が設定範囲内に位置する待機
時においても、駆動部10内の電源側から大地側へ待機
時電流が流れるため、消費電力が多くなる。消費電力を
少なくするなめには、803 )ランジスタ11.13
のディメンジョン(大きさ)を小さくして待機時電流を
少なくすればよいが、HO3)ランジスタ11゜13の
ディメンジョンを小さくすると、出力端子12の駆動能
力が小さくなり、それによって大容量負荷の場合の°ス
ピード遅延を招くという問題が生じる。
また第3図の回路では、参照電圧発生部20を抵抗素子
21.22のみで構成しているため、基準出力電圧vO
のプロセス・パラメータによる変動はないが、駆動部3
0に待機時電流が流れ、それを少なくしようとすると、
駆動能力が小さくなって第2図と同様に大容量負荷の場
合のスピード遅延を招くという問題点があった。このよ
うに、従来のいずれの回路においても、技術的に満足で
きるものは得られなかった。
本発明は前記従来技術が持っていた問題点として、プロ
セス・パラメータの変動による基準出力電圧の変動、待
機時電流、及び低駆動能力の点について解決した基準電
圧発生回路を提供するものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明は前記問題点を解決するために、安定した一定の
基準出力電圧を出力する基準電圧発生回路において、こ
の回路を少なくとも、参照電圧発生部、比較部、及び駆
動部で構成したものである。
ここで、参照電圧発生部は複数の分圧抵抗で構成され少
なくとも2つの基準電圧を出力する回路、比較部は少な
くとも2つの比較器をもち複数の基準電圧と駆動部から
出力される基準出力電圧とを比較してそれに応じた複数
の制御信号を出力する回路である。さらに駆動部は、電
源電圧と接地電位の間に接続され複数の制御信号でオン
、オフ制御され、かつ待機時にオフ状態に制御される複
数のトランジスタを有し、それらのトランジスタにより
一定な基準出力電圧を出力する回路である。
(作用) 本発明によれば、以上のように基準電圧発生回路を1′
14成したので、参照電圧発生部はプロセス・パラメー
タの変動に依存しない安定した基準電圧を出力するよう
に働く。比軸部は参照電圧発生部の基準電圧と駆動部の
基準出力電圧とを比較し、それに応じた制御信号で駆動
部内のトランジスタのオン、オフ制御を行う。駆動部は
、それを構成するトランジスタが待機時においてオフ状
態となって電源と大地間の貫通電流を遮断するように働
くと共に、そのトランジスタのディメンジョンの大型化
により、負荷駆動時における駆動能力の増大を可能にさ
せる。従って前記問題点を除去できるのである。
(実施例) 第1図は本発明の実施例を示す基準電圧発生回路の構成
ブロック図である。
この基準電圧発生回路は、少なくとも2つの基準電圧V
rl 、 Vr2を発生する参照電圧発生部40と、基
準電圧Vrl 、 Vr2と基準出力電圧Voを比較し
それに応じた少なくとも2つの制御信号31.32を出
力する比較部50と、制御信号31.32に基づき安定
した一定の基準出力電圧vOを出力する駆動部60とを
備え、その基準出力電圧Voを出力端子70へ出力する
構成になっている。
この基準電圧発生回路の一構成例を第4図に示す。第4
図の基準電圧発生回路において、参照電圧発生部40は
抵抗値R1の抵抗素子41、抵抗値rの抵抗索子42、
及び抵抗値R2の抵抗素子43を有し、それらの抵抗素
子41〜43が電源電圧vCCと大地との間に直列接続
されて分圧回路を構成している。
抵抗素子41と42はノードNIOで接続され、さらに
抵抗素子42と43はノードN11で接続され、そのノ
ードNIOから第1の基準電圧Vrlが、そのノードN
ilから第2の基準電圧Vr2がそれぞれ出力される。
比較部50は第1と第2の比較器51.52を有し、そ
の第1の比較器51の(−)個入力端子がノードNll
に、その第2の比較器52の(−)個入力端子がノード
NIOにそれぞれ接続されている。さらに、第1と第2
の比軸器51.52の各(十)個入力端子が出力端子6
1に共通接続され、その第1.第2の比較器51.52
の各出力端子から制御信号31.32がそれぞれ出力さ
れる構成になっている。
また、駆動部60は直列接続されたPチャネル803 
)ランジスタ(以下、PMO3という)61及びNチャ
ネルHOSトランジスタ(以下、NHO3という)62
を有し、そのPF(O361のソースが電源電圧VCC
に、そのゲートが比較器51の出力端子に、そのドレイ
ンが出力端子70にそれぞれ接続されている。
NHO362はそのドレインが出力端子70に、そのゲ
ートが比較器52の出力端子に、そのソースが大地にそ
れぞれ接続されている。
以上のように構成される基準電圧発生回路の動作を第5
図を参照しつつ説明する。なお、第5図は基準出力電圧
Voと回路の内部状態との関係を示す動作説明図である
第5図に示すように、基準出力電圧VOが第1の基準電
圧Vr1より高い状態にあるときを仮設状態Aとし、同
じく基準出力電圧Voが第1と第2の基準電圧Vrl 
、 Vr2の間にあるときを仮設状態B、基準出力電圧
vOが第2の基準電圧Vr2より低いときを仮設状態C
として、それぞれの動作を説明する。
仮設状態A (Vo>Vrl)ノ場合、第1の比較器5
1は出力端子61からフィードバックされた基準出力電
圧Voと第2の基準電圧Vr2とを比較し、VO>Vr
2であるため、高レベル(以下、IIH″′という)の
制御信号S1を出力し、PMO361のゲートに与える
第2の比較器52は、基準出力電圧Voと第1の基準電
圧vr1トを比較し、Vo>Vrl テあるため、u 
Hnの制御信号S2を出力し、N)lO862のゲート
に与える。
すると、駆動部60のPMO361はオフし、NHO3
62はオンするため、そのNHO362を通して出力端
子70上の基準出力電圧Voが降下する。
仮設状態B (Vrl >Vo>Vr2)の場合、第1
の比較器51から出力される制御信号S1が′H”、第
2の比較器52から出力される制御信号S2が“L”と
なるなめ、駆動部60のPMO361及びN)1036
2が共にオフし、出力端子70が高インピーダンス状態
となる。
そのため、駆動部60には一切電流が流れない。
仮設状態C(Vo<Vr2)の場合、第1の比較器51
から出力される制御信号S1がL′″、第2の比較器5
2から出力される制御信号S2がII L IIとなる
ため、駆動部60のPMO361がオン、N)IO36
2がオフし、そのP)lO361を通して電源側から出
力端子70側へ充電され、基準出力電圧Voが上昇する
このように、出力端子70上の基準出力電圧vOは参照
電圧発生部40から出力される第1と第2の基準電圧V
rl 、 Vr2により決定される。ここで第1゜第2
の基準電圧Vr1. Vr2は次式のように表わされる
・・・(1) ・・・(2) そして(1) 、 (2)式の各第1項は設定される基
準出力電圧vOであり、その各第2項がその基準出力電
圧vOの変動範囲を示している。仮にR1= R2とお
くと、(1) 、 (2)式は次式のようになる。
・・・(3) 従って(3) 、 (4)式から明らかなように、基準
出力電圧vOは1/2VCCの値となる。同様に、抵抗
値R1とR2の比を変えて前記(1) 、 (2)式の
□ ・VCC の値を変えれば、他の値の基準出力電圧Voを出力端子
61から出力させることができる。例えば、R1: R
2= 1 : 2<7)場合、Vo = 1/3VCC
トなる。
本実施例では、参照電圧発生部40を抵抗分圧回路で構
成したため、プロセス・パラメータの変動に依存しない
安定した基準電圧Vr1 、 Vr2を発生でき、それ
によって基準出力電圧vOの変動を防止できる。また、
参照電圧発生部40内の抵抗値の比を変えることにより
、基準出力電圧■0の値を自由に設定できる。さらに、
駆動部60内のPMO361及びNHO362が待機時
においてオフ状態となって電流が流れないため、待機時
電流は参照電圧発生部40と比較部50に流れる電流の
みで決定される。従ってこの基準電圧発生回路が駆動す
べき負荷にあわせて駆動部60のディメンジョンを大き
くすることが可能であり、それにより従来の回路に比べ
て同一消費電力でも数十倍の高速化かできることが確め
られている。
なお、本発明は図示の実施例に限定されず、例えば第4
図における参照電圧発生部40の回路を他の構成に変形
したり、比較部50内の比較器51.52の数を3個以
上にしたり、さらにそれに応じて駆動部60内のトラン
ジスタの数や接続構造を他のものに変形してもよい。ま
た、駆動部60はHOSトランジスタ以外のトランジス
タで構成してもよい。
〈発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、参照電圧
発生部を分圧抵抗で構成したので、プロセス・パラメー
タの変動による基準出力電圧の変動を防止できる。さら
に駆動部のトランジスタは待機時においてオフ状態とな
るので、そこには電流が流れない。そのため駆動部のデ
ィメンジョンを大きくすることが可能となり、それによ
って駆動能力の増大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す基準電圧発生回路の構成
ブロック図、第2図は従来の基準電圧発生回路の回路図
、第3図は従来の他の基準電圧発生回路の回路図、第4
図は第1図の構成例を示す回路図、第5図は第4図の動
作説明図である。 40・・・・・・参照電圧発生部、41.42.43・
・・・・・抵抗素子、50・・・・・・比較部、51.
52・・・・・・比軸器、60・・・・・・駆動部、6
1・・・・・・PMO3,63・・・・・・NHO3,
70・・・・・・出力端子、31.32・・・・・・制
御信号、vCC・・・・・・電源電圧、vO・・・・・
・基準出力電圧、Vrl 、 Vr2・・・・・・基準
電圧。 出願人代理人  柿  本  恭  酸第1図の尋I史
例] 第4図 第ら図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 複数の分圧抵抗で構成され少なくとも2つの基準電圧を
    発生する参照電圧発生部と、 少なくとも2つの比較器をもち前記複数の基準電圧と基
    準出力電圧を比較してそれに応じた複数の制御信号を出
    力する比較部と、 電源電圧と接地電位の間に接続され前記複数の制御信号
    でオン、オフ制御されかつ待機時にオフ状態に制御され
    る複数のトランジスタを有しそれらのトランジスタによ
    り一定な前記基準出力電圧を出力する駆動部とを、 備えたことを特徴とする基準電圧発生回路。
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