KR102353399B1 - 기준 전압 회로 및 전자 기기 - Google Patents

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Abstract

(과제) 전자 기기의 다양한 모드에 최적인 회로를 구성할 수 있는 기준 전압 회로를 제공한다.
(해결 수단) 기준 전압 회로를 구성하는 각 트랜지스터 사이나 트랜지스터와 전원 단자 사이에, 기준 전압 회로의 회로 구성을 전환하는 스위치 소자를 구비한 기준 전압 회로.

Description

기준 전압 회로 및 전자 기기{REFERENCE VOLTAGE CIRCUIT AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은, 일정한 기준 전압을 출력하는 반도체 장치에 관한 것이다.
전원 전압 변동이나 온도 변동에 대해, 안정적인 출력 전압이 얻어지는 기준 전압 회로로서, 종래에는, 예를 들어, 도 3 에 나타내는 회로가 사용되고 있다 (특허문헌 1 참조).
종래의 기준 전압 회로 (503) 는, N 형 디프레션 MOS 트랜지스터 (51) 와, N 형 디프레션 MOS 트랜지스터 (56) 와, N 형 인핸스먼트 MOS 트랜지스터 (52) 와, 저항군 (58) 을 구비하고 있다.
일본 공개특허공보 2007-266715호
그러나, 종래의 기술에서는, 기준 전압 회로의 소비 전류를 억제하고자 하는 동작 모드와 기준 전압에 정밀도나 안정성이 필요한 동작 모드 등이 혼재하는 전자 기기에 있어서, 기준 전압 회로의 소비 전류를 저감시킬 수 없다는 과제가 있었다.
본 발명은, 이상과 같은 과제를 해결하기 위해서 고안된 것으로, 통상 동작 모드와 저소비 전류 동작 동작 모드 등에 따라 회로 구성으로 전환할 수 있는 기준 전압 회로를 제공한다.
종래의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 기준 전압 회로는 이하와 같은 구성으로 하였다.
기준 전압 회로를 구성하는 각 트랜지스터 사이나 트랜지스터와 전원 단자 사이에, 기준 전압 회로의 회로 구성을 전환하는 스위치 소자를 구비한 기준 전압 회로.
본 발명의 기준 전압 회로에 의하면, 기준 전압 회로의 소비 전류를 억제하고자 하는 동작 모드와 기준 전압에 정밀도나 안정성이 필요한 동작 모드 등이 혼재하는 전자 기기에 있어서, 각 모드에 최적인 기준 전압 회로를 구성할 수 있다.
도 1 은, 본 실시형태의 기준 전압 회로를 나타내는 회로도이다.
도 2 는, 본 실시형태의 저소비 전류 동작 모드의 기준 전압 회로를 나타내는 회로도이다.
도 3 은, 종래의 기준 전압 회로의 구성의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 1 은, 본 실시형태의 기준 전압 회로를 나타내는 회로도이다.
본 실시형태의 기준 전압 회로는, 제 1 전원선 (101), 제 2 전원선 (100), 기준 전압 출력 단자 (10), 기준 전압 출력 단자 (11), N 형 디프레션 MOS 트랜지스터 (1), N 형 디프레션 MOS 트랜지스터 (3), N 형 인핸스먼트 MOS 트랜지스터 (2), 저항 (4), 저항 (5), 스위치 소자 (6), 스위치 소자 (7), 스위치 소자 (8), 스위치 소자 (9) 를 구비하고 있다.
제 1 전원선 (101) 은, 스위치 소자 (6) 의 제 1 단자와 스위치 소자 (7) 의 제 1 단자에 접속된다. N 형 디프레션 MOS 트랜지스터 (1) 의 드레인은 스위치 소자 (6) 의 제 2 단자에 접속되고, 게이트와 소스와 백게이트와 스위치 소자 (8) 의 제 1 단자가 접속된다. N 형 인핸스먼트 MOS 트랜지스터 (2) 의 드레인은 스위치 소자 (8) 의 제 1 단자에 접속되고, 게이트는 스위치 소자 (8) 의 제 2 단자와 스위치 소자 (9) 의 제 2 단자와 기준 전압 출력 단자 (10) 에 접속되며, 소스와 백게이트는 제 2 전원선 (100) 에 접속된다. N 형 디프레션 MOS 트랜지스터 (3) 의 드레인은 스위치 소자 (7) 의 제 2 단자에 접속되고, 게이트는 스위치 소자 (8) 의 제 1 단자에 접속되며, 소스와 백게이트는 스위치 소자 (9) 의 제 1 단자와 저항 (4) 의 제 1 단자에 접속된다. 저항 (4) 의 제 2 단자는 기준 전압 출력 단자 (11) 와 저항 (5) 의 제 1 단자에 접속된다. 저항 (5) 의 제 2 단자는 제 2 전원선 (100) 에 접속된다.
본 실시형태의 기준 전압 회로의 동작에 대해 설명한다. 저항 (4) 과 저항 (5) 은, 그것들의 비에 의해 분압된 전압을 출력하는 저항 회로를 구성한다.
도 1 은, 통상 동작 모드의 기준 전압 회로를 나타내는 회로이다.
통상 동작 모드에서는, 스위치 소자 (6) 를 쇼트, 스위치 소자 (7) 를 쇼트, 스위치 소자 (8) 를 오픈, 스위치 소자 (9) 를 쇼트시킨다. 통상 동작 모드에서는, 기준 전압에 정밀도나 안정성이 요구되고, 소비 전류가 낮은 것은 요구되지 않는다.
여기서, 기준 전압 출력 단자 (10) 의 기준 전압 VREF1 은, N 형 디프레션 MOS 트랜지스터 (1) 의 임계치 전압을 VTH1, K 치를 K1 로 하고, N 형 인핸스먼트 MOS 트랜지스터 (2) 의 임계치 전압을 VTH2, K 치를 K2 로 하면, N 형 디프레션 MOS 트랜지스터 (1) 에 흐르는 전류와 동일한 전류가 N 형 인핸스먼트 MOS 트랜지스터 (2) 에 흐르므로, 하기의 식 1 로 나타낸다.
VREF1 = √(K1/K2) × ｜VTH1｜ ＋ VTH2 (1)
또, 기준 전압 출력 단자 (11) 는, 기준 전압 VREF1 이 저항 (4) 과 저항 (5) 에 의해 분압된 전압이 출력된다. 기준 전압 출력 단자 (11) 에 출력되는 전압은, 저항 (4) 과 저항 (5) 의 비율을 변화시킬 수도 있으므로, 기준 전압 VREF1 의 값과 제 2 전원선 (100) 의 전압 사이의 전압이면, 임의로 설정하는 것이 가능하다.
또, K1 과 K2 가 동일해지도록 N 형 디프레션 MOS 트랜지스터 (1) 와 N 형 인핸스먼트 MOS 트랜지스터 (2) 의 사이즈를 조정함으로써 기준 전압 회로의 온도 특성이 양호해져, 보다 고정밀한 기준 전압 회로가 실현될 수 있다.
도 2 는, 저소비 전류 동작 모드의 기준 전압 회로를 나타내는 회로도이다.
저소비 전류 동작 모드에서는, 스위치 소자 (6) 를 쇼트, 스위치 소자 (7) 를 오픈, 스위치 소자 (8) 를 쇼트, 스위치 소자 (9) 를 오픈한다. 스위치 소자를 이와 같이 제어하면, 단순한 ED 형의 기준 전압 회로를 구성할 수 있다. 저소비 전류 동작 모드에서는, 기준 전압 회로는 소비 전류가 낮은 것이 요구된다.
기준 전압 출력 단자 (10) 에 출력되는 전압은, N 형 디프레션 MOS 트랜지스터 (1) 에 흐르는 전류와 동일한 전류가 N 형 인핸스먼트 MOS 트랜지스터 (2) 에 흐르므로, 제 1 실시예에 기재한 값과 동일한 출력 전압이 된다.
기준 전압 출력 단자 (11) 는, 스위치 소자 (7) 가 오픈으로 되어 있으므로 제 2 전원선 (100) 과 동일한 전위가 된다. 또, 스위치 소자 (7) 가 오픈으로 되어 있으므로, N 형 디프레션 MOS 트랜지스터 (2) 와 저항 (4) 과 저항 (5) 에 흐르는 전류를 차단할 수 있으므로, 도 1 의 기준 전압 회로보다 소비 전류를 저감시키는 것이 가능해진다.
기준 전압 출력 단자 (11) 의 접속처의 회로를 사용하지 않아도 되는 상태에서, 기준 전압 회로의 소비 전류를 저감시키고자 하는 경우에 사용함으로써, 기준 전압 회로 전체의 소비 전류를 저감시키는 것이 가능해진다.
또한, 도시는 하지 않지만, 각 스위치 소자의 오픈과 쇼트의 조합에 의해, 이하에 서술하는 것과 같은 모드를 실현할 수 있다.
예를 들어, 스위치 소자 (6) 를 오픈으로 하고, 스위치 소자 (7) 를 오픈으로 한 경우, 기준 전압 회로는, 회로를 흐르는 전류를 완전하게 차단하는, 슬립 모드나 파워다운 모드로 할 수 있다.
상기 서술한 바와 같이 기준 전압 회로를 구성함으로써, 각 스위치 소자를 전환하는 것에 의해, 기준 전압에 정밀도나 안정성이 요구되는 통상 동작 모드나 낮은 소비 전류가 요구되는 저소비 전류 동작 모드 등의 기준 전압 회로를 구성하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 실시형태는, N 형 디프레션 MOS 트랜지스터 (1) 와 N 형 인핸스먼트 MOS 트랜지스터 (2) 의 게이트를 이극 (異極) 게이트로 함으로써 온도 특성이 더욱 양호해지고, 고정밀한 기준 전압 회로를 제공하는 것이 가능해진다.
1, 3, 51, 56 : 디프레션 MOS 트랜지스터
2 : 인핸스먼트 MOS 트랜지스터
4, 5, 58 : 저항
6, 7, 8, 9 : 스위치 소자

Claims (7)

  1. 제 1 전원선과 제 2 전원선 사이에 접속되는 기준 전압 회로로서,
    상기 기준 전압 회로는,
    일단이 상기 제 1 전원선에 접속된 제 1 스위치 소자와,
    게이트와 소스를 접속하고, 드레인이 상기 제 1 스위치 소자의 타단과 접속된 제 1 의 N 형 디프레션 MOS 트랜지스터와,
    게이트가 상기 기준 전압 회로의 출력 단자와 접속하고, 드레인이 상기 제 1 의 N 형 디프레션 MOS 트랜지스터의 소스와 접속하며, 소스가 상기 제 2 전원선에 접속된 제 1 의 N 형 인핸스먼트 MOS 트랜지스터와,
    상기 제 1 의 N 형 디프레션 MOS 트랜지스터의 게이트와 상기 제 1 의 N 형 인핸스먼트 MOS 트랜지스터의 게이트 사이에 접속된 제 2 스위치 소자와,
    일단이 상기 제 1 전원선에 접속된 제 3 스위치 소자와,
    게이트가 상기 제 1 의 N 형 디프레션 MOS 트랜지스터의 게이트와 접속하고, 드레인이 상기 제 3 스위치 소자의 타단과 접속된 제 2 의 N 형 디프레션 MOS 트랜지스터와,
    상기 제 2 의 N 형 디프레션 MOS 트랜지스터의 소스와 상기 제 2 전원선 사이에 접속된 저항 회로와,
    상기 제 2 의 N 형 디프레션 MOS 트랜지스터의 소스와 상기 제 1 의 N 형 인핸스먼트 MOS 트랜지스터의 게이트 사이에 접속된 제 4 스위치 소자를 구비한 것을 특징으로 하는 기준 전압 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 전압 회로는, 제 1 동작 상태로서,
    상기 제 1 스위치 소자를 쇼트로 하고, 상기 제 2 스위치 소자를 오픈으로 하고, 상기 제 3 스위치 소자를 쇼트로 하며, 상기 제 4 스위치 소자를 쇼트로 하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 기준 전압 회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 전압 회로는, 제 2 동작 상태로서,
    상기 제 1 스위치 소자를 쇼트로 하고, 상기 제 2 스위치 소자를 쇼트로 하고, 상기 제 3 스위치 소자를 오픈으로 하며, 상기 제 4 스위치 소자를 오픈으로 하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 기준 전압 회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 전압 회로는, 제 3 동작 상태로서,
    상기 제 1 스위치 소자를 오픈으로 하고, 상기 제 3 스위치 소자를 오픈으로 하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 기준 전압 회로.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 의 N 형 디프레션 MOS 트랜지스터와 상기 제 1 의 N 형 인핸스먼트 MOS 트랜지스터는 이극 게이트로 구성되는 것을 특징으로 한 기준 전압 회로.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 기준 전압 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  7. 제 5 항에 기재된 기준 전압 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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