JPH02238509A - 基準電圧回路 - Google Patents

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］ 本発明は基準電圧回路に関し、特に温度変動及び電源変
動に対して安定な基準電圧回路に関する。

「従来の技術」 温度変動及び電源変動に対して安定な基準電圧回路とし
て、従来より、第２図に示すようなバンドギャップリフ
ァレンス回路が知られている。以下、第２図に基きこの
回路の構成を説明する。

出力端子１１と第１の電源端子（低レベル）１２との間
には３つのトランジスタ１３，１４．１５が接続されて
おり、これらのトランジスタ１３〜１５には第２の電源
端子（高レベル）１６と出力端子１１との間に接続され
た電流源１７からの電流工。が供給されるようになって
いる。第１のトランジスタ１３のコレクタは第１の抵抗
器１８を介して出力端子１１に接続され、第２のトラン
ジスタ１４のコレクタは第２の抵抗器１９を介して出力
端子１１に接続され、第３のトランジスタ１５のコレク
タは直接出力端子１１に接続されている。第１のトラン
ジスタ１３のベースは同トランジスタ１３のコレクタに
接続されると共に、次段のトランジスタ１４のベースに
接続されている。

トランジスタ１４のコレクタは更に次の段のトランジス
タ１５のベースに接続されている。第２のトランジスタ
１４のエミッタは第３の抵抗器２０？介して第１の電源
端子１２に接続され、第１及び第３のトランジスタ１３
．１５のエミッタは直接第１の電源端子１２に接続され
ている。

以上の構成において、第１、第２、第３の抵抗器１８，
１９．２０の抵抗値を夫々Ｒ１１Ｒ２１Ｒ３、抵抗器１
８．１９に流れる電流を夫々Ｉｌ＋ＩＮ、第１、第２、
第３のトランジスタｌ３，１４．１５のベースΦエミッ
タ間電圧を夫々ＶＢ■１、ＶＢ■２、ＶＢＥ３とすると
、抵抗器２０（Ｒ３）に流れる電流Ｉｒ？３は下記（１
）式で与えられる。

Ｉ　ｎ３＝　（ＶＢＩＥＩ　　Ｖｎａ２）　／　Ｒ３　
　　−　（　１　）一方、トランジスタのベース●エミ
ッタ間電圧ＶＢ■は一般に下記（２）式により表される
。

ＶＢＨ＝ＶＴ　ａノｎ　（Ｉｃ　／　Ｉｓ　）　　　−
　（２）ここで、Ｖ．＝ｋＴ／ｑ　（ｋ　；ボルツマン
定数、Ｔ；絶対温度、ｑ；電子の電荷）の式が成立し、
Ｉｃはコレクタ電流、Ｌは飽和電流である。従って、（
１）式は下記（３）式により表すことができる。

■＋？３＝　｛ＶＴ　＋１１ｎ（Ｉ１　／Ｉ２）｝／Ｒ
３・・・　（３） ココテ、トランジスタ１４のエミソタ接地電流増幅率β
。がβ。》１であるとすると、抵抗器１９（Ｒ２）の電
圧降下■２は下記（４）式により与えられる。

Ｖ２岬Ｒ２●ＩＲ３ ＝　（Ｒ２　／Ｒ３　）−ｖＴ＠ノｎ（Ｌ／Ｉ２）・・
・（４） 出力電圧をＶ。とするとＶ。は下記（５）式により表さ
れる。

Ｖｏ　”　Ｖｎａ３＋　（Ｒ２　／　Ｒ３　）　　”　
ＶＴ●ノｎ（Ｉｓ／Ｉｚ）　　　　　　・・・（５）こ
のＶ。を温度Ｔで微分すると、下記（６）式が成立する
。

δＶｏ δＴ ここで、 するには、（６）式から下記（７）式が成立する必要が
ある。

゛１゛ 即ち、この（７）式を満足するＲ２１Ｒ３＋Ｉｔ＋工２
を選択すれば温度依存性を解消することができる。

このバンドギャップリファレンス回路では、（５）式か
ら明らかなように、飽和電流Ｉ８の温度による影響が排
除されると共に、上記（７）式を溝足するようにＲ．，
Ｒ３，Ｌ　，Ｉ２を選択することにより、ＶＢＨの温度
依存性が除去され、極めて安定した温度特性が得られる
。また、電源電圧の変動によって電流値Ｉ。が変化して
もＶＢ＋！３の変動が微小で無視できる場合は、出力電
圧■。

は一定である。

［発明が解決しようとする課題コ しかしながら、上述した従来の基準電圧回路では、第１
の電源を基準とした温度変動番電源変動に依存しない基
準電圧は得られるが、第２の電源を基準とした温度変動
●電源変動に依存しない基準電圧は得られない。また、
（７）式を満足するように、Ｒ２　ｒ　Ｒ３＋　　Ｉｔ
　＋　　Ｉ２を選択すると、第１の電源端子と出力端子
との間の電圧は、約１．２ｒＶＪ程度に決定されてしま
い、任意の基準電圧が得られないという欠点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
第２の電源を基準とした温度変動惨電源変動に依存しな
い任意の基準電圧が得られる基準電圧回路を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る基準電圧回路は、演算増幅器と、この演算
増幅器の正相入力端子と第１の電源端子との間に接続さ
れた基準電圧源と、前記演算増幅器の逆相入力端子と第
１の電源端子との間に接続された第１の抵抗器と、ベー
スが前記演算増幅器−６一 ？正相出力端子に接続されエミッタが前記演算増幅器の
逆相入力端子に接続されコレクタが基準電圧出力端子に
接続されたトランジスタと、このトランジスタのコレク
タと第２の電源端子との間に接続された第２の抵抗器と
を具備したことを特徴とする。

［作用コ 基準電圧源の電圧をＶ１、第１の抵抗器の抵抗値をＲ　
ｚ第２の抵抗器の抵抗値をＲ２とする。

演算増幅器、トランジスタ及び第１の抵抗器はボルテー
ジフォロワーを構成しており、基準電圧源の電圧Ｖ，と
第１の抵抗器の両端に生ずる電圧とは等しくなる。従っ
て、第１の抵抗器に流れる電流はＶｌ　／Ｒｌ　となり
、トランジスタのベース電流及び増幅器の入力電流は無
視できるとすると、１・ランジスタのコレクタ電流もＶ
■／Ｒ■となり、第２の抵抗器の両端の電圧はＲ２　Ｘ
　（Ｖｌ　／Ｒｌ　）となる。よって、第１の抵抗器と
第２の抵抗器の温度係数を等しくシ、電源変動働温度変
動に依存しない基準電圧源を用いることにより、第２の
電源を基準とした電源変動●温度変動に依存しない出力
電圧が得られる。また、出力電圧は、ＲＩとＲ２との比
を変えることにより、任意の値に設定することができる
。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。

第１図は本発明の実施例に係る基準電圧回路の構成を示
す回路図である。演算増幅回路１は、その正相出力端子
がトランジスタ２のベースに１１　続されてトランジス
タ２を駆動する。トランジスタ２のエミッタは演算増幅
器１の逆相入力端子に帰還入力されると共に、第１の抵
抗器３を介して第１の電源端子４に接続されている。そ
して、演算増幅器１の正相入力端子は基準電圧ｖ１を生
成する基準電圧源５を介して第１の電源端子４に接続さ
れている。つまり、演算増幅器１、トランジスタ２、第
１の抵抗器３及び基準電圧源５は、基準電圧■１を入力
とするボルテージフォロワーを構成する。また、１・ラ
ンジスタ２のコレクタは出力端子６に接続されると共に
、第２の抵抗器７を介して第２の電源端子８に接続され
ている。

以上のように構成された本実施例の回路において、いま
第１の抵抗器３及び第２の抵抗器７の抵抗値を夫々Ｒ，
，Ｒ２とする。ボルテージフォロワーの出力である第１
の抵抗器３の両端電圧は基桑電圧Ｖ，に等しいから、抵
抗器３に流れる電流値はＶ．／Ｒ，となる。ここで、ト
ランジスタ２のベース電流及び演算増幅器１の入力電流
は無視できるものとすると、トランジスタ２のコレクタ
電流もｖｉ　／Ｒｌとなり、第２の抵抗器７の両端電圧
は（Ｒ２　／Ｒ，）Ｖ．となる。

従って、Ｒ２　／Ｒｌが一定となるように、第１の抵抗
器３と第２の抵抗器７の温度係数を等しく設定し、基準
電圧源５として温度変動及び電源変動に対して安定した
ものを選定すれば、温度及び電源の変動に依存しない基
準出力で、しかも第２の電源を基準とした基準出力が得
られる。そして、この基準出力はＲ１とＲ２との比、又
は基準電圧ｖ１の値によって任意に設定可能である。

＝９ ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、基準出力が第１
の抵抗器と第２の抵抗器との比及び基準電圧源の山力に
よって決定されるので、第１の抵抗器と第２の抵抗器の
温度係数を等し＜シ、電源変動φ温度変動に依存しない
基準電圧源を使用することにより、第２の電源を基準と
した電源変動●温度変動に強い基準電圧が得られる。ま
た、第１の抵抗器の抵抗値と第２の抵抗器の抵抗値の比
を設定することにより、任意の基準電圧が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る基準電圧回路の回路図、
第２図は従来のバンドギャップリファレンス回路の回路
図である。 １；演算増幅器、２；トランジスタ、３；第１の抵抗゛
器、４；第１の電源端子、５；基準電圧源、６；出力端
子、７；第２の抵抗器、８；第２の電源端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）演算増幅器と、この演算増幅器の正相入力端子と
   第１の電源端子との間に接続された基準電圧源と、前記
   演算増幅器の逆相入力端子と第１の電源端子との間に接
   続された第１の抵抗器と、ベースが前記演算増幅器の正
   相出力端子に接続されエミッタが前記演算増幅器の逆相
   入力端子に接続されコレクタが基準電圧出力端子に接続
   されたトランジスタと、このトランジスタのコレクタと
   第２の電源端子との間に接続された第２の抵抗器とを具
   備したことを特徴とする基準電圧回路。