JPH06230840A - バイアス回路 - Google Patents
バイアス回路Info
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- G05F3/02—Regulating voltage or current
- G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is DC
- G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics
- G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
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Abstract
した出力を得る。 【構成】 例えば、Vccが5Vから3Vに短時間で急
激に変化して出力端子16に3V程度の高い電圧が残留
し、PMOS12と14が非導通となろうとしても、電
流バイパス回路30に常時電流が流れているため、出力
端子16の電位は接地電位Vss側へ抜けて低下する。
そのため、PMOS12及び14は常に導通状態を維持
し、出力端子16がフローティング状態にならない。
Description
いられ、半導体装置をバイアスするバイアス回路に関す
るものである。
を示す回路図である。図2の回路では、第1の電源(例
えば、電源電位Vcc)と第2の電源(例えば、接地電
位Vss)との間に、カレントミラー型バイアス回路1
0と次段回路20とが接続されている。カレントミラー
型バイアス回路10は、電源電位Vccと接地電位Vs
sとの間に直列接続された抵抗11、PチャネルMOS
トランジスタ(以下、PMOSという)12、及びNチ
ャネルMOSトランジスタ(以下、NMOSという)1
3を有している。さらに、電源電位Vccと接地電位V
ssとの間に、直列接続されたPMOS14及びNMO
S15を有している。PMOS12のゲートは、NMO
S14のゲート及びドレインと、出力ノードである出力
端子16とNMOS15のドレインとに接続されてい
る。さらに、NMOS13のドレイン及びゲートが、N
MOS15のゲートに共通接続されている。出力端子1
6には、次段回路20が接続されている。次段回路20
は、定電流源として働くPMOS21を有している。P
MOS21は、ソースが電源電位Vccに、ゲートが出
力端子16にそれぞれ接続され、そのドレインに流す一
定電流を他の構成素子に供給するトランジスタである。
この種のカレントミラー型バイアス回路10では、PM
OS12,14及びNMOS13,15を弱反転領域で
動作させており、抵抗11の電圧降下をV11とすれ
ば、次式(1)で表わされる。
与えられる。
ス回路10は、電源電位Vccに対する依存性がない定
電流源として動作する。
成のカレントミラー型バイアス回路10では、電源電位
Vccの変動に対して、出力端子16がフローティング
状態となる場合があり、その時、出力端子16に接続さ
れる次段回路20のPMOS21を制御できないという
問題があった。例えば、電源電位Vccが5Vから3V
に急激に低下する場合を考える。この時、PMOS14
の閾値を1Vとすると、出力端子16の電位は、4Vか
ら2Vへ低下しようとする。ところが、次段回路20の
負荷容量が大きいと、時定数がが大きいので、電源電位
Vccの急激な変化に対し、出力端子16の電位が追随
できなくなって3V程度の高い電位が維持される。その
結果、PMOS14が非導通となり、同時に、出力端子
16の電位をゲート入力とするPMOS12が非導通と
なる。次に、NMOS13に電流が流れなくなり、共通
のゲート入力であるNMOS13,15が非導通とな
る。従って、出力端子16はフローティング状態とな
り、次段回路20のPMOS21を制御できなくなる。
この状態は、接合容量からのリーク電流等で、出力端子
16の電位がPMOS14の閾値分、電源電位Vccよ
り低下するまで維持される。本発明は、前記従来技術が
持っていた課題として、電源電位Vccの急激な変動に
対して出力が不安定になるいう点について解決したバイ
アス回路を提供するものである。
決するために、第1の電源に接続された抵抗素子と、前
記抵抗素子を介して前記第1の電源から流れ込む電流の
導通状態を出力ノードの電位に基づき制御する第1のM
OSトランジスタと、ドレイン及びゲートが前記第1の
MOSトランジスタの出力側電極に、ソースが第2の電
源にそれぞれ接続された第2のMOSトランジスタと、
前記第1の電源と前記出力ノードとの間に接続され該出
力ノードの電位により導通状態が制御される第3のMO
Sトランジスタと、ドレイン及びソースが前記出力ノー
ド及び前記第2の電源にそれぞれ接続されゲートが前記
第2のMOSトランジスタのゲートに接続された第4の
MOSトランジスタとを備えたバイアス回路において、
次のような手段を講じている。即ち、本発明では、前記
第1の電源から前記出力ノードへ電流を流す第1の電流
源回路と、前記出力ノードから前記第2の電源へ電流を
流す第2の電流源回路とを設け、前記第1及び第2の電
流源回路の電流値を等しくするようにしている。
構成したので、電源電位が短時間で急激に変化した場
合、第1と第2の電流源回路が第1及び第2のMOSト
ランジスタのゲートに対して常時電流を供給し続けるの
で、例えば、出力端子の電位が第2の電源側へ抜けて低
下する。これにより、第1及び第3のMOSトランジス
タが常に導通状態を維持し、出力端子がフローティング
状態にならないように動作する。従って、前記課題を解
決できるのである。
の回路図であり、従来の図2中の要素と共通の要素には
共通の符号が付されている。本実施例のバイアス回路で
は、従来のカレントミラー型バイアス回路10を用い、
その電源電位Vccと接地電位Vssとの間に、電流バ
イパス回路30と、該電流バイパス回路30に所定の電
位を供給するためのバイアス回路40とを、付加した構
成となっている。電流バイパス回路30は、電源電位V
ccと接地電位Vssとの間に直列接続されたPMOS
31及びNMOS32を有し、該PMOS31のドレイ
ンとNMOS32のドレインがカレントミラー型バイア
ス回路10の出力端子16に共通接続されている。バイ
アス回路40は、電源電位Vccと接地電位Vssとの
間に直列接続されたPMOS41、抵抗42、及びNM
OS43を有している。PMOS41のゲート及びドレ
インは、NMOS31のゲートに共通接続され、さらに
NMOS43のゲート及びドレインが、NMOS32の
ゲートに共通接続されている。図1のカレントミラー型
バイアス回路10及び次段回路20の動作は従来と同様
であるので、以下、本実施例の特徴である電流バイパス
回路30及びバイアス回路40の動作について説明す
る。PMOS41の電圧降下をV41、抵抗42の抵抗
値R42、及びNMOS43の電圧降下をV43とする
と、バイアス回路40内を流れる電流iB は、次式
(3)で与えられる。
に、NMOS32のゲートはNMOS43のゲートにそ
れぞれ接続されており、該PMOS31と41及びNM
OS32と43のゲート・ソース間電圧は等しいので、
該PMOS31及びNMOS32が電流源として働く。
PMOS31及びNMOS32を流れる電流をi31及
びi32とすると、次式(4),(5)で与えられる。
NMOS32のドレインは、共にカレントミラー型バイ
アス回路10の出力端子16に接続されているものの、
該カレントミラー型バイアス回路10の出力端子16と
の電気的干渉がほとんどなくなる。そのため、例えば、
前述したように電源電位Vccが5Vから3Vに短時間
で急激に変化して、出力端子16に3V程度の高い電位
が残留した場合、PMOS12と14が非導通になろう
とする。しかし、電流バイパス回路30に常時電流が流
れているため、出力端子16の電位は、接地電位Vss
側へ抜けて低下する。従って、PMOS12及び14は
常に導通状態を維持し、その結果、出力端子16がフロ
ーティング状態にならず、安定した出力が行える。
例えば、図1のPMOSをNMOSに、NMOSをPM
OSに代え、第1の電源をVssに、第2の電源をVc
cに代えても、上記実施例とほぼ同様の作用、効果が得
られる。また、抵抗11,42を負荷MOSで構成する
等、カレントミラー型バイアス回路10、電流バイパス
回路30、及びバイアス回路40を他の回構成に変更す
る等、種々の変形が可能である。
れば、カレントミラー型バイアス回路の出力端子に、第
1の電源から該出力端子へ電流を流す第1の電流源回路
と、該出力端子から第2の電源へ電流を流す第2の電流
源回路とを接続し、それらの第1と第2の電流源回路の
電流値を等しくしたので、出力端子の電位を、カレント
ミラー型バイアス回路を構成する素子のディメンジョン
により決定される電位に維持することができる。従っ
て、電源電位が短時間で急激に変化しても、出力端子が
フローティング状態にならず、安定した出力が得られ
る。
ある。
アス回路 11,42 抵抗 12,14,21,31,41 PMOS 13,15,32,43 NMOS 16 出力端子 20 次段回路 30 電流バイパス回路 40 バイアス回路 Vcc 電源電位 Vcc 接地電位
Claims (1)
- 【請求項1】 第1の電源に接続された抵抗素子と、 前記抵抗素子を介して前記第1の電源から流れ込む電流
の導通状態を出力ノードの電位に基づき制御する第1の
MOSトランジスタと、 ドレイン及びゲートが前記第1のMOSトランジスタの
出力側電極に、ソースが第2の電源にそれぞれ接続され
た第2のMOSトランジスタと、 前記第1の電源と前記出力ノードとの間に接続され該出
力ノードの電位により導通状態が制御される第3のMO
Sトランジスタと、 ドレイン及びソースが前記出力ノード及び前記第2の電
源にそれぞれ接続されゲートが前記第2のMOSトラン
ジスタのゲートに接続された第4のMOSトランジスタ
とを備えたバイアス回路において、 前記第1の電源から記第出力ノードへ電流を流す第1の
電流源回路と、前記出力ノードから記第2の電源へ電流
を流す第2の電流源回路とを設け、前記第1及び第2の
電流源回路の電流値を等しくする構成にしたことを特徴
とするバイアス回路。
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