JPH02275510A - 基準電圧発生回路 - 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、温度依存性を持たない基準電圧を低電源電圧
で発生できるようにした基準電圧発生回路に関する。

〔従来の技術〕

基準電圧発生回路としては従来からツエナーダイオード
を使用したものが多用されてきたが、最近ではバンドギ
ャップ電圧（絶対０度における物質固有の電圧で、シリ
コンの場合は１．２０５　ｖ、常温では約０．７シ）を
利用した第２図に示す回路が使用されている。

この回路はトランジスタＱ３のベース・エミッタ間に生
じるバンドギャップ電圧＝■、、を利用するものである
が、この電圧Ｖ　１１！：ｌは−２，５ｍν／℃の温度
係数を有するので、これを補償するために＋２．５ｍＶ
／’Ｃの温度係数の電圧（以下、正温度係数電圧と言う
。）ＶＲ□を抵抗Ｒ２に発生させ、両電圧を加算して温
度依存性を無くした電圧を出力端子１に基準電圧ｖＲＥ
Ｆとして出力するようにしたものである。

正温度係数電圧Ｖｌ１２は次のようにして発生する。

すなわち、カレントミラー接続のトランジスタＱ１、Ｑ
２のベース・エミッタ間電圧を各々Ｖｌｌｔｌ、ＶＢＥ
Ｚ　、トランジスタＱ１のコレクタ電流をＩｏ、トラン
ジスタＱ２のコレクタ電流をＩ２とすると、抵抗Ｒ３に
電圧ΔＶＩＩＥが生じる。　　　　。

ΔＶＢＥ＝Ｒ３・　Ｉ２ ”ＶＢＥＩ　　　ＶＢＥＩ ＝Ｖｔ　　＜ｌ　ｎ　Ｉｔ　　／　Ｉｔ　　）＝に、−
Ｖ、　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１）但し
、Ｋ、　　”１　ｎ　１．　／　Ｉｔここで、■アはサ
ーマル電圧でｋＴ／ｑで与えられる。ｋはボルツマン定
数、Ｔは絶対温度、ｑは電子の電荷である。よって、抵
抗Ｒ２に生じる正温度係数電圧ＶＲ１は、 ｖＲ２＝Δ■。・Ｒ２／Ｒ３ ＝に、　　・Ｒ２・■、　　　　　　　　　・・・（２
）但し、Ｋ、＝Ｒ２／Ｒ３ となる。

上記サーマル電圧Ｖアの温度係数は、＋　０．０８５１
１１ｖ／℃テあるので、’に＋　　・Ｋ＝　２９．４　
Ｊに設定すれば、正温度係数■。の温度係数が＋２．５
ｍＶ／’ｃとなって、バンドギャップ電圧Ｖ　１ｌＥ３
の負温度係数をキャンセルし、はぼ完全゛な温度補償を
達成することができる。

このときの基準電圧Ｖ　ＲＥＦは、 ＶＲＥＦ＝Ｋｌ　　・　Ｒ２・　ＶＴ　＋ＶｌｌＥ３＝
　　１．２０５　　（ν）　　　　　　　　　　　　　
　　　・・・（３）とバンドギャップ電圧と同一となる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、この回路では定電流源２が必要であり、また
トランジスタＱ４も必要となっているので、そのトラン
ジスタＱ４のコレクタ・エミッタ間電圧（＝−０，２ｖ
）をＶ　ＣＨ２とすると、必要な電源電圧Ｖｃｃが、 Ｖｃｃ≧ＶＲＥＦ　＋ＶＣＥ４　＃　１．４０５　ｖ　
　　　　−（４１と高くなる。

従って、１シ程度の低電圧動作用のｒｃ装置内には組み
込むことができないという問題があった。

本発明は以上のような点に鑑みてなされたものであり、
その目的は、１シ程度の低い電源電圧においても基準電
圧を発生し、またその基準電圧が温度に対しても高い安
定性を有するようにした基準電圧源回路を提供すること
である。

〔課題を解決するための手段〕

このために本発明は、電源の一方の側に接続した第１の
カレントミラー回路と、基準側を該第１のカレントミラ
ー回路の出力側に接続し、出力側を上記第１のカレント
ミラー回路の基準側に接続し、且つ該出力側のトランジ
スタのエミッタに抵抗を接続すると共に該出力側のトラ
ンジスタのエミッタ面積を基準側のＮ倍に設定し、上記
電源の他方の側に接続した第２のカレントミラー回路と
、上記第２のカレントミラー回路の出力側トランジスタ
のコレクタ電流に対応する電流が流れて正温度係数電圧
が発生する抵抗と、バンドギャップ電圧発生トランジス
タと、該バンドギャップ電圧発生トランジスタで発生し
たバンドギャップ電圧と上記正温度係数電圧を加算する
手段とを具備し、該加算手段の出力を基準電圧としたも
のである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。第１図はその
一実施例の基準電圧源の回路を示す図である。電源電圧
Ｖｃｃ側に接続したトランジスタＱ５、Ｑ６は第１のカ
レントミラー回路を、また接地側に接続したトランジス
タＱ７、Ｑ８は第２のカレントミラー回路を各々構成し
、基準側トランジスタＱ６は出力側トランジスタＱ８に
より基準電流を得、基準側トランジスタＱ７は出力側ト
ランジスタＱ５により基準電流を得ている。トランジス
タＱ９はトランジスタＱ７との組み合わせで第３のカレ
ントミラー回路を構成し、トランジスタＱ５に流れる電
流の取出用として働く。Ｒ４は両トランジスタＱ７、Ｑ
８のベース・エミッタ間電圧の差分を取り出すための抵
抗で、ここに発生する電圧Δ■、は、トランジスタＱ７
のコレクタ電流をＩｌ、トランジスタＱ８のコレクタ電
流をＩ、とすると、 ΔＶＩＩＥ＝Ｒ４・Ｉ。

”　　ｖ　ｓｉｔ　　　　ｖ　１ｔｓ ＝Ｖ？　（βｎＩ、／Ｉヮ）　　　　　・・・（５）と
なる。

ここで、トランジスタＱ８はトランジスタＱ７、Ｑ９の
エミッタ面積のＮ倍のエミッタ面積を有するように設計
され、従ってＩｓ／Ｉｔ＝Ｎとなり、（５）式は、 ΔＶ、、＝　Ｖ、　　−１ｎ　Ｎ　　　　　　　　　　
　　　　　＝１６）となる。

従って、トランジスタＱ９のコレクタ電流Ｉ。

は、 ｌ９＝１８ ＝ΔＶａｔ／Ｒ４ −Ｖｔ　　・ｌ　ｎ　Ｎ／　Ｒ４−（７）として与えら
れる。この電流は第４のカレントミラー回路を構成する
トランジスタＱＩＯ１Ｑｌｌを介して抵抗Ｒ５に流れ、
その抵抗Ｒ５に発生する正温度係数電圧Ｖ、は、 Ｖ、＝１．・Ｒ５ ＝Ｒ５／Ｒ４・Ｖｔ　　−ＡｎＮ　　　　　・”（８）
となる。

一方、定電流源３、トランジスタＱ１２、及び抵抗Ｒ６
、Ｒ７はハンドギヤ・ノブ電圧発生回路を構成し、トラ
ンジスタＱ１２のベース・エミッタ間電圧（バンドギャ
ップ電圧’）　ＶＩＩＥ１２が抵抗Ｒ６、Ｒ７で分割さ
れる。

演算増幅器４は、その非反転入力端子（＋）に上記抵抗
Ｒ６、Ｒ７で電圧ＶＩＩＥＩ□を分割した電圧が印加し
、反転入力端子（−）は出力端子に接続されている。よ
って、この出力端子に生じる負温度係数電圧■２は、 Ｖｚ　−Ｖｓｔ＋ｚ　・Ｒ７／　（Ｒ６＋Ｒ７）　　　
−（９）となる。

従って、出力端子２に得られる基準電圧ＶＲＥＦは、 ＶＲＥＦ　　＝Ｖｌ　　＋Ｖ２ ＝Ｒ５／Ｒ４・　Ｖ、　　・　１ｌｎＮ＋Ｖ！ＩＥ＋２
・Ｒ７／　　（Ｒ６＋Ｒ７）・”　Ｋ　３　　・　Ｖ、
＋に、　　・　ｖａｔ＋ｚ　　　　　・・・α１但し、
Ｋｙ　＝Ｒ５／　Ｒ４・１　ｎＮＫ、＝Ｒ７／　　（Ｒ
６＋Ｒ７） となる。

以上から、正温度係数電圧Ｖ、の温度係数と、負温度係
数電圧■２の温度係数が一致するように、定数に１、Ｒ
４を設定すれば、出力端子５には完全な温度補償が行わ
れた基準電圧Ｖ□、が得られる。

ここで、この回路は電源Ｖ　ｃｃラインと接地間には能
動素子としては２個のトランジスタが介在すするが、一
方のトランジスタではベース・エミッタ間電圧ＶＢ！　
（＃０．７　ｖ　）が現れ、他方のトランジスタではコ
レクタ・エミッタ間電圧Ｖｃａ　（＃０．２Ｖ）が現れ
るので、電源電圧Ｖｃｃは、ＶＣＣ＝　ＶＢＥ＋　ＶＣ
！＃０．９　ｖ　　　　　　　　・・・Ｑｌ）で済む。

つまり１ｖ未満の電源電圧のｒｃ回路に組み込むことが
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の基準電圧源回路は１ｖ程度
の低い電源電圧で動作させることができ、また温度依存
性も無くすることができるという特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の基準電圧源回路の回路図、
第２０は従来の同回路図である。 代理人　弁理士　長　尾　常　明

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、電源の一方の側に接続した第１のカレントミラ
   ー回路と、 基準側を該第１のカレントミラー回路の出力側に接続し
   、出力側を上記第１のカレントミラー回路の基準側に接
   続し、且つ該出力側のトランジスタのエミッタに抵抗を
   接続すると共に該出力側のトランジスタのエミッタ面積
   を基準側のＮ倍に設定し、上記電源の他方の側に接続し
   た第２のカレントミラー回路と、 上記第２のカレントミラー回路の出力側トランジスタの
   コレクタ電流に対応する電流が流れて正温度係数電圧が
   発生する抵抗と、 バンドギャップ電圧発生トランジスタと、 該バンドギャップ電圧発生トランジスタで発生したバン
   ドギャップ電圧と上記正温度係数電圧を加算する手段と
   を具備し、 該加算手段の出力を基準電圧としたことを特徴とする基
   準電圧発生回路。
2. （２）、上記バンドギャップ電圧を分割する手段を具備
   し、該分割手段から得られる分割バンドギャップ電圧が
   上記加算手段により上記正温度係数電圧と加算されるよ
   うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   基準電圧発生回路。
3. （３）、上記第２のカレントミラー回路の出力電流と同
   一電流を流す第３のカレントミラー回路と、該第３のカ
   レントミラー回路の出力電流を上記抵抗に流す第４のカ
   レントミラー回路とを具備することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の基準電圧発生回路。