JPH0376406A - バイアス電圧設定回路 - 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】 本発明はバイアス設定回路に関し、特に半導体集積回路
に用いられ、外部から調整可能なバイアス電圧設定回路
に関する。

〔従来の技術〕

従来この種のバイアス電圧設定回路としては第２図に示
されているような回路がある。Ｑｌ〜Ｑ６はトランジス
タ、Ｒ１０およびＲ１１は抵抗。

ＲＡＤＪＩは可変抵抗、Ｖヤアは基準電圧源、Ａ５は差
動増幅回路、Ｖｃｃは電源、■。、Ｊ７．およびＶ。Ｔ
ＪＴ□は出力電圧、ＴＩは可変抵抗ＲＡＤｊＩ（以下、
可変抵抗は略す）接続用端子であり、ＲＡＤＪＩ以外は
半導体集積回路内部に形成される。

次にこの回路の動作を説明する。基準電圧源■Ｒ□、（
以下ＶＲ１１Ｆと略す）は差動増幅回路Ａ５（以下Ａ５
等と呼び差動増幅回路は略す）の非反転入力に接続され
ており、トランジスタＱ６　（以下Ｑ６等と呼びトラン
ジスタは略す）はエミッタホロワ接続になっており、Ｑ
６のエミッタからＡ５の反転入力に全帰還がかけられて
いるので端子Ｔ２にはほぼＶ　ＲＩＰに等しい電位が発
生する。

したがって、Ｑ６のエミッタ電流はＶ　ＲｌＦ　／　Ｒ
ＡＤＪで表され、したがってＱ６のベース接地電流増幅
率がほぼ１であるから、Ｑ４．Ｑ５からなるカレントミ
ラー回路の入力電流もほぼＶ　Ｒ１！Ｆ　／　ＲＡＤＺ
で決定される。よって抵抗ＲＩＯおよびＲ１１を流れる
電流もほぼＶ　ＲＩＩＦ／　ＲＡＤＪとなりさらに抵抗
Ｒ１０（以下抵抗は略す）とＲ１１の接続点にはＶＲｇ
アが接続されているのでＲＩＯおよびＲ１１の抵抗値が
等しくＲｏとすれば、出力電圧■。ＵＴ。

及びＶ。ｔ、？２の様な外部から調整可能で基準電圧Ｖ
ＲＩＩＰについて対称な２つの電圧は、ＶＲｌＩＰを基
準として動作する集積回路のウィンドウコンパレータ用
のしきい値電圧等として多く用いられる。

次に、第３図にはこの種のバイアス電圧設定回路の別の
従来例が示しである。ＩＡＤＪＩおよびＩＡＤＪＩは電
流源、　ＲＡＤ、、およびＲＡＤＪ２は可変抵抗、■。

ＵＴＩおよび■。ｔｌＴ２は出力電圧、　Ｖｎｚｙは基
準電圧、Ｖｃｃは電源、Ｔ３〜Ｔ５はＲＡＤＪ　ｌおよ
び’ＲＡＤ、２接続用端子でＲＡＤＪｌおよびＲＡＤＪ
２以外は半導体集積回路内部で形成される。

次にこの回路の動作を説明する。電流源ＩＡＤＪ＋およ
びＩＡＤＪ２の電流値が等しくＩｏ、抵抗ＲＡＤＪＩお
よびＲＡＤＪＩの抵抗値が等しくＲｏ、基準電圧端子Ｔ
４に基準電圧ＶＲ，，を与えれば出力電圧■。υ丁。

および■。ｔｌＴ□はそれぞれＶ□ｙ＋　Ｒｏ　Ｉ　ｏ
、ｖｉｔｚアーＲ，Ｉ。のバイアス電圧が設定される。

そしてこれらの２つのＶ□２について対称な２つの電圧
は従来例１同様ウインドウフンパレータ用のしきい値電
圧等に多用される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のバイアス電圧設定回路は第２図の回路に
おいては、ＲＩＯおよびＲ１１は半導体集積回路内部に
形成された内部抵抗であり、可変抵抗ＲＡＤＪＩは外付
抵抗である。したがって半導体集積回路では内部抵抗の
バラツキが生じるために、上述したように、出力電圧が
■Ｒ８Ｆ　（１，＋−）、ＲＡＤ１ Ｒ１１の抵抗値Ｒ０が影響するため、ＶＲｌＩＰおよび
ＲＡＤＪの値が既知であっても内部抵抗Ｒ０の値がバラ
ツキにより、正確々電圧値が得られないという欠点があ
る。

またＱ４．Ｑ５で構成されるカレントミラー回路におい
て、入力電流に対し出力電流はＱ４とＱ５のベース電流
分、即ち２１．たけ損失する。したがって、ＲＩＯおよ
びＲ１１を流れる電流には２Ｉｂだけ差が生じゆえにＲ
ＩＯおよびＲ１１の抵抗値が等しくとも、出力電圧Ｖ。

ＩＪＴＩおよびＶ。。ア。

はｖ、２を基準とした場合対称なバイアス電圧を得られ
なくなるという欠点があり、さらにＱ４およびＱ５のエ
ミッタ接地電流増幅率が低いほど２Ｉｂは大きくなるの
でこの欠点はより著しいものになる。

また出力電圧■。Ｍｌおよび■。、ｊ？２に接続される
回路のバイアス電流によってＲＩＯおよびＲ１１を流れ
る電流値が変動し、ゆえに出力電圧Ｖ。ｔｌＴｌ　ｒ■
。υ１１が変動するという欠点をもつ。さらにＶＲＥＦ
るがこの値を小さく設定するためには可変抵抗であるＲ
ＡＤＪＩを極めて大きな値に設定するしかなくゆえにこ
の場合の調整が困難になるという欠点をもつ。

次に第３図の回路においてはＲＡＤＪＩおよびＲＡＤ。

接続用端子がＴ３〜Ｔ５と３端子必要となり半導体集積
回路を構成する上で端子数増加はコスト面等で不利にな
るという欠点がある。さらに出力電圧調整に必要である
ところの可変抵抗はＲＡＤＪＩ及びＲＡｎｚｚと２つ必
要であり、ゆえに外付部品数増加によるコスト面の不利
を生じるという欠点をもつ。また第２図の回路の場合と
同様に出力電圧■。ＩＪＴＩおよびＶ。ＩＪＴＩに接続
される回路のバイアス電流によってＲＡＩ）Ｊ１％　Ｒ
ＡＤＪ２を流れる電流が変動し、ゆえにバイアス電圧が
変動するという欠点をもつ。

本発明の目的は、バイアス電圧を正確に設定でき、しか
も出力端子に接続される回路のバイアス電流による影響
が受けにくく、更に端子数および外付は部品を最小限に
することができるバイアス電圧設定回路を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のバイアス電圧設定回路は差入力電圧を接地電位
に対する絶対電位に変換する様に構成された第１及び第
２の差動増幅回路と、前記第１の差動増幅回路の出力が
反転入力に接続され前記第１の差動増幅回路の非反転入
力が出力に接続された第３０差動増幅回路と、前記第２
の差動増幅回路の出力が非反転入力に接続され前記第２
の差動増幅回路の反転入力が出力に接続された第４の差
動増幅回路と、前記第１の差動増幅回路の反転入力及び
前記第２の差動増幅回路の非反転入力が共通接続された
基準電圧源と、前記第３の差動増幅回路の非反転入力及
び前記第４の差動増幅回路の反転入力に所定の電圧を印
加する手段とを備えたことを特徴とする。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を説明するための回路図であ
る。Ａｌ乃至Ａ４は差動増幅回路、Ｒ１乃至Ｒ８は抵抗
、■。、は基準電圧源、ＩＡＤＪＩは定電流源＋　ＲＡ
ＤＪＩは可変抵抗、ＴＩはＲＡＤＪＩ接続用端子、ＶＯ
ｔ＋Ｙ＋およびＶ。、Ｊ７２は出力電圧であり、ＲＡＤ
ＪＩ以外は半導体集積回路内部に構成される。

■Ａｏｚ１をＴ　Ｉ　、　ＲＡｏｘｌを介して接地し、
ＴＩをＡ２の非反転入力およびＡ４の反転入力に接続し
、ＡＩの出力およびＡ３の出力をそれぞれＡ２の反転入
力およびＡ４の非反転入力へ接続する。またＡ１の非反
転入力はＲ１を介して接地すると同時にＲ２を介してＡ
２の出力へ接続し、Ａ３の反転入力はＲ８を介してＡ３
の出力へ接続すると同時にＲ７を介してＡ４の出力へ接
続する。さらにＡＩの反転入力はＲ３を介してＶ工、に
接続するとともにＲ４を介してＲ１の出力に接続し、Ｒ
３の非反転入力はＲ５を介してＶＲＥＦに接続するとと
もにＲ６を介して接地する。これによってＡｌＡ２及び
Ａ３Ａ４から成る２つの負帰還ループが構成される。

次に本回路図の動作を説明する。Ｔ１には工ゎ、１およ
びＲＡＤＩＩにより電圧■□＝ＩＡＤＪｌ・ＲＡＤＪＩ
が発生する。したがってＡ２の非反転入力（以下プラス
入力と略す）およびＡ４の反転入力（以下マイナス入力
と略す）の電位はＶｌとなりＡ２およびＡ４の開放電圧
利得が十分大きければＡ２のマイナス入力、Ａ４のプラ
ス入力の電位負帰還動作により■１がＡＩおよびＡ３の
出力から与えられるこのときＡ１のマイナス入力の電位
■１−はＶ□。

■Ｒ８□Ｒ３およびＲ４で決定され次式で与えられる。

したがってＡ２の出力電圧、すなわち■。ｔｌＴｌは■
Ｉ＋、Ｒ１，Ｒ２で決定され、また（１）式より・・・
・・・　（３） となり、Ａ４の出力電圧、すなわちＶ。。Ｔ２は■、−
１Ｖ□、Ｒ７、Ｒ８で決定され、また（２）式よりＲ１ Ｖｏｕｙｚ＝　（Ｖｓ−−Ｖｙａ）　・＋ＶＴＩＩＲ。

またＡ３のプラス入力の電位Ｖ３＋ｌ！Ｖ＊ｇｙ、　Ｒ
５。

およびＲ６で決定され次式で与えられる。

Ｒ。

ここでＡ２、Ａ４同様ＡＩおよびＡ３の開放電圧利得も
十分大きいとすれば負帰還動作によりＡ１のプラス入力
電位ｖ１＋およびＡ３のマイナス入力電位■、−はそれ
ぞれｖｌ−および■、＋に等しくなる。

・・・・・　（４） となる。このときＲ１〜Ｒ８の抵抗値をすべて等しくす
れば（３）式および（４）式は次のようになる。

Ｖ　ｏｔ＋ｔ＋　＝　Ｖ　ＲＩＦ　＋　Ｖ　ＴＨ・”　
−（５）Ｖｏｔ＋ｔｚ＝Ｖｎｚｙ　　ＶＴＨ°旧°（６
）（５）式および（６）式かられかるように出力電圧Ｖ
。ｔｌＴｌおよびＶ。ＵＴ’ｌには基準電圧ＶＲＩＩＰ
に対してＲゎ、ｌで設定した電圧Ｖ□だけ対称なバイア
ス電圧が発生する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は半導体集積回路の外部の可
変抵抗ＲＡＤ、、に発生する電圧が出力電圧端の基準電
圧に対するバイアス電圧と等しくなるのでｓ　ＲＡＤＪ
Ｉの両端の電圧を調整することによりバイアス電圧を正
確に設定できるという効果がある。また電圧出力端の出
力インピーダンスは負帰還効果により低くなっているの
で、出力端に接続される回路のバイアス電流による影響
を受けにくいという効果がある。

また可変抵抗ＲＡ、、、およびＲＡＤＪＩ接続端子が１
つのみで出力電圧を調整できるので半導体集積回路の端
子数および外付は部品を最小限にすることができること
により低コストを実現できるという効果がある。さらに
本発明において基準電圧に対するバイアス電圧の絶対値
はＲＡＤＪ、・Ｉ、４ＤＪｌで表わされるのでＲＡＤＪ
Ｉの値−を直線的に変化させることで出力電圧を調整で
きるため、バイアス電圧を広い範囲で設定することがよ
り容易になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のバイアス電圧設定回路を説明するため
の回路図、第２図、および第３図は従来のバイアス電圧
設定回路を説明するための回路図である。 ＡＩ乃至Ａ５・・・・・・差動増幅回路、Ｑｌ乃至Ｑ６
・・・・・・トランジスタ、Ｒ１へＲ１１・・・・・・
抵抗％　ＲＡＤＪｌ＋ＲＡＤＪ２・・・・・・可変抵抗
、Ｖや、・・・・・・基準電圧源、Ｉ　ＡＤＪ　＋　＊
工ＡＤ、１・・・・・電流源、Ｖｃｃ・・・・・・電源
、Ｔ１乃至Ｔ５・・・・・・半導体集積回路の端子、ｖ
ｏｕｔ＋　ｌ　ＶＯＩ；７２・・・・・・電圧出力端。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 差入力電圧を接地電位に対する絶対電位に変換する様に
   構成された第１及び第２の差動増幅回路と、前記第１の
   差動増幅回路の出力が反転入力に接続され前記第１の差
   動増幅回路の非反転入力が出力に接続された第３の差動
   増幅回路と、前記第２の差動増幅回路の出力が非反転入
   力に接続され前記第２の差動増幅回路の反転入力が出力
   に接続された第４の差動増幅回路と、前記第１の差動増
   幅回路の反転入力及び前記第２の差動増幅回路の非反転
   入力が共通接続された基準電圧源と、前記第３の差動増
   幅回路の非反転入力及び前記第４の差動増幅回路の反転
   入力に所定の電圧を印加する手段とを備えたことを特徴
   とするバイアス電圧設定回路。