JPH03180915A - 基準電圧発生回路 - Google Patents

基準電圧発生回路

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JPH03180915A
JPH03180915A JP1320210A JP32021089A JPH03180915A JP H03180915 A JPH03180915 A JP H03180915A JP 1320210 A JP1320210 A JP 1320210A JP 32021089 A JP32021089 A JP 32021089A JP H03180915 A JPH03180915 A JP H03180915A
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JP
Japan
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voltage
reference voltage
circuit
transistor
transistors
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Application number
JP1320210A
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English (en)
Inventor
Akira Nakamura
晃 中村
Ikuo Kurihara
郁夫 栗原
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)

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、定電圧発生回路や電圧検出回路等で用いる基
準電圧発生回路に関し、特に安定した電源回路を実現す
ることが可能な基準電圧発生回路に関する。
〔従来の技術〕
従来、M OS (Metal 0xide Sem1
conductor)形半導体集積回路に用いる基準電
圧回路の構成は、同一導電型で、かつ異なるスレッショ
ルド電圧を有するMOS形F E T (Field 
Effect Transist、or)を2個以上直
列に接続し、その接続点に特性の良い基準電圧が発生す
ることを利用していた。
例えば、第2図に示す定電圧回路では、複数のMOS形
トランジスタ21〜24および定電流回路25から構成
された差動増幅回路2oによって、基準電圧発生回路2
9の出力を受け、電圧および電流を増幅させている。ま
た、第3図に示す電圧検出回路でも、基準電圧発生回路
39の出力を差動増幅回路30で受けることにより、電
圧検出を行っている。なお、第21夕1において、26
は出力M路、27.28は1代抗であり、第3図におい
て、31〜34はMOS形[・ランジスタ、35は定電
流回路、37.38は抵抗である。
この種の回路として関連するものには、例えば特開昭5
6−108258号公報か挙げられる。
〔発明が解決しようとする課題] 」二記従来技術では、基i′11i電圧発坐回路を用い
る場合、通常、出力インピーダンスか高いという問題が
発生ずるため、差動増幅回路にて受け、電圧および電流
増幅を行っている。
しかし、このような回路では、消費電流および素子数の
面から無駄が多く、効率的に問題がある。
本発明の目的は、このような問題点を改善し、無効電流
および素子数の少い安定した基準電圧を得ることが可能
であり、また、温度特性のよい基準電圧(オフセット電
圧)、あるいは、スレッショルド電圧のバラツキに影響
のない基準電圧を実現できる基準電圧発生回路を提供す
ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
Ir、記[]的を達Jjkするため、本弁明の基準電I
F発生回路は、MOS形トランジスタを用い、差動増幅
器と電圧検出抵抗とを備えた半導体装置において、差動
入力部のオフセラ[・電圧をMO8形トランジスタに帰
還させ、基711;電圧として人力する手段を備えたこ
とに特徴がある。
また、」二記差動人力部には、同一導電型でスレッショ
ルドレベルの異なるMnS形FETを4iiiえ、その
MOSO3形Tのスレッシヨレベル差によりオフセット
電11ミを発生させることに特徴がある。
また、」−記差動入力部には、同一導電型でトランジス
タサイズの異なるMO8形FETを備え、そのサイズ比
によりオフセット電圧を発生させることに特徴がある。
[作用〕 本発明においては、基準71! JT:発生回路と、基
準電圧発生回路が発生した基1′Pi電圧の電圧および
電流を増幅する目的で内在する差動増幅器とを、体化し
た構成とする。これにより、無効電流および素子数が少
く、安定した基1′I!電圧を発生させることができる
また、差動増幅器を構成する場合、スレッショルドレベ
ルの異なる2種類の同一導電型のMOSO3形Tを用い
ることにより、温度特性のよい基準電圧を実現できる。
さらに、スレッショルドレベルが同一で、サイズの異な
るMO8形FETを用いることにより、スレッショルド
電圧のバラツキに影響のない’J+”; i′1’電圧
を実現できる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面により説明する。
第1図は、本発明の第1の実施例における′)に電圧電
源回路の構成図である。
第1図において、11〜14はトランジスタ(MO8形
FET)、15は定電流回路、+6は出力回路、17〜
19は抵抗である。また、トランジスタ11とトランジ
スタスタ12、およびトランジスタ13とトランジスタ
1/lは、同一伝導型であり、それぞれ異なるスレッシ
ョルド電圧を有する。
このトランジスタ11〜14と定電流回路15により、
差動増幅器の差動入力段が形成される。
また、この差動入力段の出力を出力回路16で受けるこ
とにより、1個の差動増幅器を形成する。
さらに、抵抗17〜19によりトランジスタ11.1.
2に帰還をかけることにより、トランジスタ11のゲー
ト・ソース間電圧V。84.とトランジスタ12のゲー
ト・ソース間電圧Vc8t2との差(Vcsu  Va
sJであるオフセット電圧を、抵抗(R1?〜R,、)
1.7〜19によって増幅する。
これにより、OUT端子の電圧V。、JTは、Vour
−(Vcsu  Vcsu)(R,、+R,,+R,,
)/R,。
・・(1) となる。
ここで、トランジスタ11.12のスレッショルドレベ
ルと、流れるドレイン電流とを、それぞれVTH45,
VTl、+7、および’jl+’uとすると、MOSト
ランジスタの飽和の式より、次に示す(2)式および(
3)式が得られる。
I n−に++ (Vcs++  VTHJ ’ −(
2)I u−Ku (Vasj2%’ru*) ’ ・
・・(3)但し、K1.およびに12は導電係数である
ここで、トランジスタ11.12の導電係数に1.。
K、2を同じに設計し、さらにトランジスタ13゜14
の導電係数およびスレッショルド電圧も等しく設計する
と、K It =K 12、l1l−112となって、
(2)および(3)式より次に示す(4)式が得られる
vas、2VC811=VT)1.2VTHII”’ 
(4)ここで、V G31ffi  V c1181は
オフセット電圧であるが、この値はV THu  V 
THII、つまレバ トランジスタ11.12のスレッ
ショルド電圧の差となり、温度特性は、同一導電型のス
レッショルドレベルの温度特性は殆ど等しいため、極め
て温度特性の良い基準電圧V REF =V THlf
f  V THII・・・(5)を得る。
従って、(4)式および(5)式を(1)式に代入する
ことにより、(6)式に示す電源変動に無関係な極めて
温度特性の良い定電圧電源を実現することができる。
■。UT = V RやF(R,、+R,,十R,,)
/R,、・・・(6)なお、R5,およびR1,はそれ
ぞれOΩでもよい。
第4図は、本発明の第2の実施例における電圧検出回路
の構成図である。
第4図において、41〜44はトランジスタ(MO8形
FET)、45は定電流回路、46は出力回路、47〜
49は抵抗である。また、トランジスタ41とトランジ
スジスタ42、およびトランジスタ43とトランジスタ
44は、同−伝導型であり、それぞれ異なるスレッショ
ルド電圧を有する。
本実施例では、電源電圧V。T)の値と基準電圧VRE
Fを比較して、出力端子OUTに信号を出力する。この
場合、基準電圧vRいは、トランジスタ41.42のス
レッショルド電圧の差(v 7H4゜vTH4,)であ
り、第1の実施例と同様に、極めて温度特性の良い基準
電圧を得ることができる。
第5図は、本発明の第3の実施例におけるシャントタイ
プの定電圧電源回路の構成図である。
第5図において、51〜54はトランジスタ(MO8形
FET)、55は定電流回路、56は出力回路、57〜
59は抵抗である。また、トランジスタ51とトランジ
スジスタ52、およびトランジスタ53とトランジスタ
54は、同−伝導型であり、それぞれ異なるスレッショ
ルド電圧を有する。
なお、第1〜第3の実施例では、差動増幅器として、N
MO8入力の回路を示したが、P−N反伝したPMOS
入カタイカタイプでもよい。
また、オフセット電圧の出し方としては、入力のNMO
Sにスレッショルド電圧の異なるものを用いる方法の他
に、例えば、第1図に示したPMOSトランジスタ13
,14、第4図のトランジスタ43,44、第5図のト
ランジスタ53.54のスレッショルド電圧を変える等
、スレッショルドレベルを変える方法も可能である。さ
らに、第1図のトランジスタ11とトランジスタ12(
あるいはトランジスタ13とトランジスタ14)、第4
図のトランジスタ41とトランジスタ42(あるいはト
ランジスタ43とトランジスタ44)、第5図のトラン
ジスタ51とトランジスタ52(あるいはトランジスタ
53とトランジスタ54)を、トランジスタサイズの異
なる同一導電型で構成する方法も可能である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、定電圧発生回路および電圧検出回路で
は、差動増幅器のオフセット電圧を基準電圧としている
ので、基準電圧を作るための素子および消費電流が不要
であり、素子数が少く、かつ無効電流の少い回路を実現
することができる。
また、2種類の同一導電型のMO8形FETのスレッシ
ョルド電圧の差でオフセット電圧を作ることにより、温
度変動の少い基準電圧として利用することが可能である
また、スレッショルド電圧の等しい同一導電型のMOS
形FETを用い、トランジスタサイズ比で作成すること
により、スレッショルド電圧のバラツキによる影響の少
い基準電圧として利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例における定電圧電源回路
の構成図、第2図は従来の定?扛厘電源回路の構成図、
第3図は従来の電圧検出回路の構成図、第4図は本発明
の第2の実施例における電圧検出回路の構成図、第5図
は本究明の第3の実施例におけるシャントタイプの定電
圧電源口路の構成図である。 11〜14.21〜2/1.31〜34.4I〜44.
51〜54:トランジスタ (MOS形FET)、15
,25,35,45,55:定電流回路、16,26,
36,46,56:出力回路。 17〜19,27,28,37,38.47〜49゜5
7〜59:抵抗、20,30:差動増幅回路。 第 3 図 0 第 図 第 図 一一一一一一一よ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)MOS形トランジスタを用い、差動増幅器と電圧
    検出抵抗とを備えた半導体装置において、該差動増幅器
    の差動入力部のオフセット電圧を、基準電圧として該差
    動増幅器に入力する手段を備えたことを特徴とする基準
    電圧発生回路。
  2. (2)上記差動入力部には、同一導電型でスレッショル
    ドレベルの異なるMOS形FETを備え、該MOS形F
    ETによりオフセット電圧を発生させることを特徴とす
    る請求項1記載の基準電圧発生回路。
  3. (3)上記差動入力部には、同一導電型でトランジスタ
    サイズの異なるMOS形FETを備え、該MOS形FE
    Tによりオフセット電圧を発生させることを特徴とする
    請求項1記載の基準電圧発生回路。
JP1320210A 1989-12-08 1989-12-08 基準電圧発生回路 Pending JPH03180915A (ja)

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JP1320210A JPH03180915A (ja) 1989-12-08 1989-12-08 基準電圧発生回路

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5892390A (en) * 1995-07-11 1999-04-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Internal power supply circuit with low power consumption
US5945821A (en) * 1997-04-04 1999-08-31 Citizen Watch Co., Ltd. Reference voltage generating circuit
US11500408B2 (en) 2020-02-07 2022-11-15 Ablic Inc. Reference voltage circuit

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5945821A (en) * 1997-04-04 1999-08-31 Citizen Watch Co., Ltd. Reference voltage generating circuit
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