JPWO2006090474A1 - シャントレギュレータおよび電子機器 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、シャントレギュレータの概要を示した図である。図に示すようにシャントレギュレータは、バイパス制御回路1、抵抗R1、PMOSのバイパストランジスタM1を有している。
図2は、第1の実施の形態に係るシャントレギュレータの概略構成を示した図である。図に示すようにシャントレギュレータは、制御回路10およびバイパス回路20から構成されている。シャントレギュレータは、例えば、ICカードに搭載される半導体チップ上に形成される。ICカードは、リーダライタから電力が供給され、供給された電力を整流器によって整流している。シャントレギュレータは、整流器によって整流された電力(電圧Vdd)を、所望の範囲に収めるように制御し、他の回路に供給している。
次に、図2の制御回路10およびバイパス回路20の詳細について説明する。
バイアス電流生成回路11は、トランジスタM11,M12にバイアス電流を流し、抵抗R11,R12に電流を流す。抵抗R11,R12に流れる電流は、差動回路が安定してトランジスタM11,M12のゲートの電圧が等しくなったとき、等しくなる。ただし、抵抗R11,R12の抵抗値は等しいとする。例えば、バイアス電流生成回路11が流す電流を2Iとすると、抵抗R11,R12のそれぞれには、Iの電流が流れる。
図4は、バイアス電流生成回路の回路構成を示した図である。なお、図4において、図3と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。図に示すようにバイアス電流生成回路11は、電流源回路11aおよびしきい値キャンセル回路11bを有している。
図6は、第2の実施の形態に係るシャントレギュレータの概略構成を示した図である。図6において、図5と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
以下、しきい値キャンセル回路11bが、電流源回路11aに流れる電流を制御し、抵抗R12に印加される電圧を、トランジスタM13のしきい値電圧Vthpとなるように制御することについて説明する。なお、図6に示すように、しきい値キャンセル回路11bの抵抗R22およびトランジスタM23,24を流れる電流を電流I1、トランジスタM25に流れる電流を電流I2とする。電流源回路11aのトランジスタM21に流れる電流を電流I3、トランジスタM22に流れる電流を電流I4とする。差動回路を構成している抵抗R12に流れる電流を電流I5とする。バイパス回路30のトランジスタM13のドレインを流れる電流をI6、トランジスタM31のドレインに流れる電流をI7、電流I6と電流I7を合計した電流をバイパス電流Ibpとする。また、トランジスタM21,M22,M24,M25は同じ特性を有し、しきい値電圧をしきい値電圧Vthnとする。トランジスタM23とトランジスタM13は同じ特性を有し、しきい値電圧をVthpとする。抵抗R11,R12,R21,R22は同じ特性を有し、同じ抵抗値を有しているとする。また、トランジスタM13のソースの電圧を電圧mon1、トランジスタM12のゲートの電圧を電圧mon2、トランジスタM13のゲートの電圧を電圧mon3とする。
図9は、ICカードのブロック図である。図に示すようにICカードは、アンテナ41、変調器42、整流器43、シャントレギュレータ44、復調器45、およびデジタル信号処理部46を有している。
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
M1 バイパストランジスタ
R1 抵抗
Vdd 電圧
Va 定電圧
a,b 電源端子
Claims (9)
- 電源電圧を所定の範囲に収めるように制御するシャントレギュレータにおいて、
電源端子間に接続され、前記電源電圧が上昇したときに流れる過剰電流をバイパスするバイパストランジスタと、
前記バイパストランジスタのソースに定電圧を印加するとともに、前記ソース側の前記電源端子のノードとゲートとの間に前記バイパストランジスタのしきい値電圧を印加するようにするバイパス制御回路と、
を有することを特徴とするシャントレギュレータ。 - 前記定電圧は、バンドギャップリファレンスの電圧に基づいて生成されることを特徴とする請求の範囲第1項記載のシャントレギュレータ。
- 前記電源電圧の立ち上り時、前記バイパストランジスタをオンする保護回路を有することを特徴とする請求の範囲第1項記載のシャントレギュレータ。
- 前記保護回路は、前記ソース側の前記電源端子のノードと前記ゲートとの間に接続される抵抗と、ドレイン側の前記電源端子のノードと前記ゲートとの間に接続されるコンデンサとを有することを特徴とする請求の範囲第3項記載のシャントレギュレータ。
- 前記電源端子間に接続され、前記バイパス制御回路の前記しきい値電圧が前記ゲートに出力される並列バイパストランジスタを有することを特徴とする請求の範囲第1項記載のシャントレギュレータ。
- 前記バイパス制御回路は、
基準電圧が入力され、前記基準電圧に基づいて前記定電圧を生成する差動回路と、
前記差動回路の出力電圧が前記しきい値電圧となるように前記差動回路のバイアス電流を生成する電流生成回路と、
を有することを特徴とする請求の範囲第1項記載のシャントレギュレータ。 - 前記電流生成回路は、
定電流源と、
前記定電流源の電流から所定の電流を減算して前記バイアス電流を生成するキャンセル回路と、
を有することを特徴とする請求の範囲第6項記載のシャントレギュレータ。 - 前記キャンセル回路は、前記バイパストランジスタと同じ特性を有するトランジスタと、前記差動回路の前記バイアス電流が流れる抵抗と同じ特性を有する抵抗とに流れる電流をカレントミラーして減算することを特徴とする請求の範囲第7項記載のシャントレギュレータ。
- 無線によって電力が供給され動作する電子機器において、
電源端子間に接続され、電源電圧が上昇したときに流れる過剰電流をバイパスするバイパストランジスタと、
前記バイパストランジスタのソースに定電圧を印加するとともに、前記ソース側の前記電源端子のノードとゲートとの間に前記バイパストランジスタのしきい値電圧を印加するようにするバイパス制御回路と、
を有することを特徴とする電子機器。
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