JPH06274234A - モノリシック集積電圧調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、調節されていない供給電圧上の妨
害信号に感応しないモノリシック集積電圧調節装置を提
供することを目的とする。 【構成】 基準ネットワ−クｑを有する制御ル−プと、
第１の利得を有する差動装置ｄと、第２の利得を有する
制御素子ｒとを具備し、制御素子ｒは第１の端子ｋ1 と
第２の端子ｋ2 との間に接続され、第１の端子ｋ1 は調
節されていない供給電圧ｕｂに接続され、第２の端子ｋ
2 は調節された供給電圧ｕｃを与え、第３の端子ｋ3 は
電圧調節装置を固定した基準電位Ｍに接続されている直
列の調整器形態の電圧調節装置において、基準ネットワ
−クｑと差動装置ｄの電源端子が第２の端子ｋ2 に結合
され、制御素子ｒのための電源端子が第１の端子ｋ1 に
結合され、始動位相期間中、始動装置ｓｔが補助回路ｈ
により制御ル−プを正規の動作範囲に引込むことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は調節された供給電圧を生
成する制御ル−プを有する電圧調節装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電圧調節装置は、調節されていない供給
電圧が与えられる第１の端子と、調節された供給電圧を
供給する第２の端子との間にその制御素子が位置されて
いる直列の調節装置として動作する。第３の端子は電圧
調節装置を一般的に接地電位として固定した基準電位に
接続する。ル−プは信号流の方向でセット点と実際の値
の比較のための信号を提供する基準ネットワ−クと、偏
差に依存する信号を生成する第１の利得を有する差動装
置と、第２の利得を有する制御素子を含む。

【０００３】このような電圧調節装置は例えば欧州特許
第EP-A 0 491 980号明細書に記載されている。それは調
節された出力電圧が半導体表面でモノリシックに集積さ
れる信号処理回路を供給するＣＭＯＳ電圧調節装置であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この欧州特許第EP-A 0
491 980号明細書に記載されている電圧調節装置の欠点
は限定された範囲でのみ供給電圧に無関係であるル−プ
の個々の段が調節されていない供給電圧に接続されるこ
とである。例えば自動車の車上のシステム中で生じる電
圧スパイクまたは高周波数妨害信号のような電源ライン
上の妨害信号は従って調節された出力電圧に影響する。
この影響は出力電圧が外部の大型フィルタ手段ではなく
比較的小型の集積キャパシタによりバッファされる場合
にはさらに増加する。

【０００５】それ故、本発明の目的は、調節されていな
い供給電圧上の妨害信号に感応しないモノリシック集積
電圧調節装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的は、できるだけ
多くの制御ル−プ段を調節された供給電圧に接続し、毎
回の起動において始動装置により全ての段が安全に動作
領域に引込まれることを確保することによって達成され
る。

【０００７】本発明は、基準ネットワ−クを有する制御
ル−プと、第１の利得を有する差動装置と、第２の利得
を有する制御素子とを具備し、制御素子は第１の端子と
第２の端子との間に接続され、第１の端子は調節されて
いない供給電圧に接続され、第２の端子は調節された供
給電圧を与え、第３の端子は電圧調節装置を固定した基
準電位に接続されている調節された供給電圧を生成する
ための直列調整器形態の電圧調節装置において、基準ネ
ットワ−クと差動装置の電源端子が第２の端子に結合さ
れ、制御素子の電源端子が第１の端子に結合され、始動
位相期間中、始動装置が補助回路により制御ル−プを正
規の動作範囲に引込むことを特徴とする。

【０００８】

【実施例】本発明はさらに添付図面を参照してより詳細
に説明される。図１のブロック図に示されている電圧調
節装置の制御システムは第１の端子ｋ１と第２の端子ｋ
２との間に位置する。第１の端子はそれに供給される調
節されていない供給電圧ｕｂを有し、第２の端子ｋ２は
調節された供給電圧ｕｃを提供する。反転入力が付勢信
号ｓ１（図３参照）を供給される第２の増幅器ｖ２は第
１、第２の端子との間の制御素子ｒとしての役目をす
る。単一のトランジスタにまさる第２の増幅器ｖ２の使
用の利点は、調節されていない供給電圧が第２の供給端
子ｋ２に到達することがより困難であることである。第
２の増幅器ｖ２がプシュプル出力を有するならば、電圧
調節装置の内部抵抗は両者の出力電流方向に対してほぼ
等しい低い値である。より高い出力パワ−では電圧調節
装置は例えばインピ−ダンス変成器が設けられているパ
ワ−段ｖ３が後続して設けられる。

【０００９】通常接地電位である基準電位Ｍは電圧調節
装置の第３の端子ｋ３に接続される。インピ−ダンス変
成器出力または第２の端子ｋ２と第３の端子ｋ３との間
に回路ブロックｓｐが接続され、それは内部供給ライン
ｆを介して調節された供給電圧ｕｃを与えられる複数の
アナログおよび／またはデジタル信号処理装置を表して
いる。特に有効なことは電圧調節装置と信号処理装置ｓ
ｐは同一の半導体表面に集積される。信号処理装置ｓｐ
は例えば回路ライブラリ−により簡単な方法で標準的な
ＣＭＯＳ技術で製造されることができ、回路設計と製造
処理は調節された供給電圧ｕｃの値に対して最適化され
る。調節されていない高い供給電圧ｕｂは幾つかの点で
電圧調節装置の設計において考慮される必要がある。

【００１０】図１の電圧調節装置の制御ル−プは基準ネ
ットワ−クｑ、差動装置ｄを含み、これは差動段ｃと第
１の増幅器ｖ１、第２の増幅器ｖ２を含む。差動段ｃは
基準ネットワ−クｑにより与えられた第１の電圧ｕ１と
第２の電圧ｕ２から偏差の尺度として差動信号ｄｓを形
成する。電圧ｕ１は例えばダイオ−ド部分、ブレ−クダ
ウン部分またはバンドギャップ回路により得られる。第
２の電圧ｕ２は最も簡単な場合には抵抗電圧分割器によ
り調節された供給電圧ｕｃから得られる。図２の実施例
ではバンドギャップ回路は調節された供給電圧ｕｃに依
存し、異なった特性を有する第１、第２の電圧ｕ１、ｕ
２を出力する。２つの特性の交差は制御ル−プに対する
セット点に直接依存している。図１の第１の増幅器ｖ１
は入力で差動段ｃから差動信号ｄｓを供給され、出力で
付勢信号ｓ１を提供する。第２の増幅器の周波数依存負
性フィ−ドバックは制御ル−プを安定する。個々の段の
構成は回路技術においても製造処理においても実施例に
限定されない。

【００１１】図１ではバイアス源ｂｑは簡単な形態で示
されている。制御入力は調節された供給電圧ｕｃに接続
され、その出力は第１、第２のバイアス電圧ｕｑ、ｕｑ
´を提供する。バイアス電圧ｕｑにより例えば一定で限
定された電流を伝送するｐチャンネル電流バンク（図２
参照）のバイアスを設定することが可能である。バイア
ス電圧ｕｑ´は調節されない供給電圧ｕｂと結合され、
図３に示されるように、第２の増幅器中の電流源を付勢
する。

【００１２】調節された供給電圧ｕｃへの個々の段の接
続により、妨害特性が改良されることが明白である。定
状の状態ではこの接続は問題を表さない。しかしなが
ら、電圧調節装置が休止状態から動作起動するとき状況
は異なる。この始動期間では調節された供給電圧ｕｃが
最初に基準電位Ｍにあり、可能な限り急速に増加し、通
常の動作範囲に達することを確実にしなければならな
い。始動期間では制御の正確な方向は確実にされていな
い。制御ル−プの個々の段はまだ完全に遮断されたまま
か、またはまだ正確に動作されない。始動期間で制御方
向が反転されるならば電圧調節装置が正規の動作範囲に
達しないので状況は一層悪化する。

【００１３】本発明によるとこの問題は第１と第３の端
子ｋ１とｋ３の間に接続され、調節されていない供給電
圧ｕｂの供給で分流が始動装置を通過して流れ、制御ル
−プを正規の動作範囲に引き込む補助回路ｈを付勢する
ように設計されている始動装置ｓｔにより克服される。
始動装置ｓｔは例えば“パワ−オンリセット回路”の名
称でマイクロプロセッサと関連して知られており、これ
は供給電圧の印加で論理スイッチング段用の特定のレジ
スタを定められた状態にする。始動装置ｓｔの構成は広
く異なっており、内部タイミング素子または電圧または
電流が始動期間で監視されるスイッチングしきい値によ
り制御される。

【００１４】変化する負荷状態に関連して電圧調節装置
では電圧または電流の監視はタイミング方式であること
が好ましい。この監視は、基準ネットワ−ク中の電流を
監視し、この電流が低い限り始動装置を付勢し、従って
基準ネットワ−クが正規の動作範囲にないことを示す第
１のセンサｆ１により図１で達成される。

【００１５】制御ル−プの始動特性は制御ル−プの別の
サブ回路が第２のセンサｆ２を介して監視されるならば
改良されることができる。図１ではこれは差動装置ｄで
あり、例えば図２に示されるように電流源ｑ１からの電
流ｉｑを供給される。差動装置が正規の動作範囲にない
限り、少なくともこの電流ｉｑの一部または結合される
電流ｉ６が第２のセンサｆ２に供給される。この電流ｉ
６により第２のセンサｆ２は差動装置ｄが供給電流ｉｑ
を取ることができない限り始動装置ｓｔを付勢する。

【００１６】第１、第２のセンサｆ１、ｆ２はそれぞれ
第１の始動位相ｐ１と第２の始動位相ｐ２を限定し、こ
れらは第１、第２のスイッチングしきい値ｗ１、ｗ２が
それぞれ超過されるとき終了される。第１、第２の始動
位相ｐ１、ｐ２は図５、６に示されるように調節された
供給電圧ｕｃの全始動期間を含む。

【００１７】始動位相期間中、始動装置ｓｔは補助回路
ｈを付勢し、これは制御ル−プを通常の動作範囲に引込
むために第１、第２の補助信号をｘ１、ｘ２を生成す
る。第１の補助信号ｘ１は第２の増幅器ｖ２の反転制御
入力を接地電位Ｍに引き込み、従って増幅器の出力電位
を上昇させる。第２の増幅器が活性動作範囲にあること
が仮定される。図３の実施例では、これは電流源ｔ11が
同時に第２の補助信号ｘ２により付勢される状態であ
る。補助回路ｈは補助信号または制御ル−プの他の段で
も使用されるバイアス電圧を生成する。

【００１８】図２はより詳細な図による基準ネットワ−
クｑ、差動段ｃ、第１の増幅器ｖ１、第１、第２のセン
サｆ１、ｆ２、始動装置ｓｔ、補助回路ｈの特に有効な
実施例を示している。基準ネットワ−クｑは４倍のバン
ドギャップ回路ｂｇとして設計され、これは偏差を決定
するための第１、第２の電圧ｕ１、ｕ２も提供する。差
動段ｃと第１の増幅器ｖ１は共に差動装置ｄを構成して
いる。可能な限り対称的なバンドギャップ回路ｂｇの設
計、即ち２つの非常に類似したサブ回路の形態で高い妨
害排除が与えられる。

【００１９】バンドギャップ回路ｂｇの第１の部分は基
体ｐｎｐトランジスタｐｔの４つの直列接続されたベ−
スエミッタ部分を含み、この各エミッタ領域は回路設計
によりプリセットされた値ｅ１により決定される。バン
ドギャップ回路ｂｇの第２の部分も各エミッタ領域が第
２の値ｅ２により決定される付加的な基体ｐｎｐトラン
ジスタｐｔの４つの直列接続したベ−スエミッタ部分に
より形成される。ここで仮定する例ではｅ２はｅ１の値
の12倍である。全ての基体ｐｎｐトランジスタが（例え
ば20マイクロアンペアの）同一のエミッタ電流を供給さ
れるならば、所定の電圧は最高の電圧レベルに接続され
る各基体ｐｎｐトランジスタのエミッタに現れる。エミ
ッタ領域を有するバンドギャップ部分ｅ１、ｅ２では、
これらはそれぞれ４番目のノ−ドｋ４と６番目のノ−ド
ｋ６のタップからの第１の電圧レベルｕ１と第３の電圧
レベルｕ３である。各電圧レベルは異なったエミッタ領
域ｅ１、ｅ２から続き、４つの基体のｐｎｐトランジス
タｐｔの直列接続は以下の既知の関係による。

【００２０】 ｕ１−ｕ３＝４＊ｋ＊Ｔ＊１／ｅ＊Ｌｎ（ｅ２／ｅ１） ここでｋ＝ボルツマン定数、Ｔ＝絶対温度、ｅ＝基本電
荷である。

【００２１】図２の実施例では室温で第３の電圧レベル
ｕ３が第１の電圧レベルｕ１よりもほぼ256 ミリボルト
低い。

【００２２】よく知られているように、バンドギャップ
回路の動作はエミッタ領域依存の差動電圧ｕ１−ｕ３に
比例する電圧の正の温度係数によりベ−スエミッタ部分
の負の温度係数が補償されることによって行われる。よ
り厳密には負の温度係数（絶対値）を有する電圧に温度
係数（絶対値）が反対であるが大きさが等しい所定の電
圧値が付加される。この電圧値は通常エミッタ領域依存
の差動電圧を電圧電流コンバ−タに供給することにより
形成され、このコンバ−タは抵抗を通る電流を変化する
ことによって実現される。抵抗を横切る電圧降下は従っ
てエミッタ領域依存の差動電圧と同一の温度係数を有す
る。抵抗値は非常に大きいため補償に必要な絶対値電圧
が正確に一致する。図２の実施例ではこれは抵抗ｒ１を
横切る電圧低下または抵抗ｒ２、ｒ３の直列の組合わせ
を横切る電圧低下により達成される。調節された供給電
圧ｕｃは従って温度安定の適切なバンドギャップ電圧で
ある。前述した実施例ではｉ１＝ｉ２＝20マイクロアン
ペアで、抵抗ｒ１、ｒ２はそれぞれ115 キロオ−ムの値
を有し、抵抗ｒ３は12.8キロオ−ムの値を有する。

【００２３】所望の状態で２つのバンドギャップ電流ｉ
１、ｉ２が大きさにおいて等しいので２つのノ−ドｋ
４、ｋ５における電圧ｕ１、ｕ２も等しく、その結果制
御ル−プでの電圧比較は簡単な差測定ｕ１〜ｕ２のみを
必要とする。電圧ｕｃの関数としての２つの電圧ｕ１、
ｕ２の特性の勾配は異なるが、第４図に示されるように
２つの特性は約2.7 ボルトの値で交差し、その結果電圧
ｕｃは約５ボルトの値を有する。ル−プ手段によりバン
ドギャップ回路ｂｇの出力電圧ｕｃは電圧差ｕ１〜ｕ２
がゼロになるまで再調節される。調節された供給電圧ｕ
ｃはほぼ５ボルトの所望値を有する。

【００２４】図２の差動装置ｄには能動負荷である差動
増幅器ｃ、ｖ１によって構成されている。差動入力はゲ
−ト電極がそれぞれ第４、第５のノ−ドｋ４、ｋ５に接
続され、共通のソ−ス端子がｐチャンネル電流源ｑ１か
らの動作電流ｉｑを供給されるｐチャンネルトランジス
タ対により形成される。差動増幅器の出力は能動負荷の
出力とカスコ−ド構造で使用されるｐチャンネルトラン
ジスタとの間の第７のノ−ドｋ７により形成される。第
７のノ−ドｋ７は付勢信号ｓ１を供給し、これは第２の
増幅器ｖ２の反転入力に供給される。電流源ｑ１のゲ−
ト端子はバンドギャップ回路ｂｇを供給するｐチャンネ
ルトランジスタと同一のバイアス電圧ｕｑに接続され
る。

【００２５】図２の始動装置ｓｔはｐチャンネルトラン
ジスタｔ３からの電流ｉ３を供給される電流セパレ−タ
から基本的に構成されている。各電流路は電流ｉ４とし
て大部分の電流ｉ３を第１の始動位相ｐ１期間に第１の
負荷Ｌ１に供給し、電流ｉ５として電流ｉ３全体を始動
位相外の第２の負荷Ｌ２に供給するｐチャンネルトラン
ジスタ対ｔ１、ｔ２により制御される。第１の負荷Ｌ１
はダイオ−ド接続のｎチャンネルトランジスタｔ４であ
り、第２の負荷Ｌ２は２つのダイオ−ド部分の直列の組
合せである。第１のダイオ−ド部分はｎチャンネルトラ
ンジスタｔ５により形成され、第２のダイオ−ド部分は
基準電位Ｍに接続されたベ−スとコレクタ端子を有する
基体ｐｎｐトランジスタｔ５´により形成される。

【００２６】ダイオ−ド接続ｎチャンネルトランジスタ
ｔ４は補助回路ｈの入力も形成し、これはｎチャンネル
電流バンクであり、第１、第２の補助信号ｘ１、ｘ２を
出力する。第１の補助信号ｘ１は第７のノ−ドｋ７、し
たがって第２の増幅器ｖ２の反転入力を基準電位Ｍに引
込む。第２の補助信号ｘ２は増幅器ｖ２のバイアス電圧
入力に供給され、図３に示されるように後者を同様に基
準電位Ｍに引込む。従って全ての必要な分流路がオンに
される。始動位相において第１の補助信号ｘ１は第１の
増幅器ｖ１の出力信号ｓ１を置換する。

【００２７】ゲ−ト電極が第２、第４のノ−ドｋ２、ｋ
４に接続されている図２のトランジスタ対ｔ１、ｔ２は
図１の第１のセンサｆ１に対応する。初期の始動位相で
は両ゲ−ト端子はほぼ基準電位Ｍにあり、その結果電流
分布は第１、第２の負荷Ｌ１、Ｌ２の抵抗比のみにより
決定される。第１の負荷の単一のダイオ−ド部分が第２
の負荷の２つのダイオ−ド部分の直列の組合せよりも低
いインピ−ダンスを有するので、供給電流ｉ３はトラン
ジスタｔ４を主として流れ、補助回路ｈを付勢する。調
節された供給電流ｕｃの上昇期間中、電圧差は電流がバ
ンドギャップ回路で流れるまで第２、第４のノ−ドｋ
２、ｋ４の間で生じない。最終的にスイッチングしきい
値ｗ１に到達し、トランジスタｔ１はオフに切替えられ
る。電流ｉ３全体は第２の負荷Ｌ２を通過する。これは
第１の始動位相ｐ１を完了する。

【００２８】別の動作電流を監視する図１の第２のセン
サｆ２に対応する図２の部分は２つのｐチャンネルトラ
ンジスタｔ６、ｔ７の直列の組合せである。電流源ｑ１
のトランジスタｔ６は動作電流ｉｑを提供し、これは差
動増幅器ｃ、ｖ１内の電流ｉｖ１として流れる。始動位
相ではトランジスタｔ６のソ−スドレイン部分は飽和さ
れていない状態にあり、それは差動増幅器がまだ動作電
流ｉｑを取ることができないからである。従ってトラン
ジスタｔ６のゲ−ト電位はノ−ドｋｖのドレイン電位ｕ
ｖよりも実質上低い。この状態はｐチャンネルトランジ
スタｔ７により感知され、そのゲ−トとソ−ス電極はそ
れぞれ第６のトランジスタｔ６のゲ−トとドレイン電極
に接続されている。また第７のトランジスタｔ７のｎ型
のタブは第６のトランジスタｔ６のドレイン電極に接続
されている。

【００２９】ｐチャンネルトランジスタｔ６の飽和限度
は第２のスイッチングしきい値ｗ２を表し、これは第２
の感知装置に割り当てられる。トランジスタｔ６が飽和
でない限り、少なくとも動作電流ｉｑの一部が第７のト
ランジスタｔ７を通る電流ｉ６として補助回路ｈに流
れ、それを付勢する。トランジスタｔ６が飽和状態にな
るとき、トランジスタｔ７はオフにされ、全動作電流ｉ
ｑは差動増幅器ｃ、ｖ１に流れる。従って補助回路ｈに
は付勢電流ｉ６は存在せず、その結果、後者は不活性に
なり、第２の始動位相ｐ２を終了する。

【００３０】図３は第２の増幅器ｖ２の好ましい実施例
を示している。これはＣＭＯＳ技術のクラスＡ／Ｂプッ
シュプル出力段を有するトランスコンダクタンス増幅器
である。ほぼ同一の回路が欧州特許第EP-A-0 460 263号
明細書に詳細に記載されている。図３の増幅器ｖ２はト
ランスコンダクタンスが適切な回路設計により等しい値
に設定される２つの相補型の分岐回路を有する。駆動回
路は２つの分岐回路が等しい大きさの電圧により駆動さ
れることを確実にする。これはｎチャンネル出力トラン
ジスタｔ９のゲ−ト端子と第１の増幅器ｖ１からのｐチ
ャンネルトランジスタｔ10のゲ−ト端子との両者を駆動
することにより達成される。トランジスタｔ10のソ−ス
端子は固定電位ｕ５を有するノ−ドｋ９に接続され、ト
ランジスタｔ９のソ−ス端子は基準電位Ｍにある。ｎチ
ャンネル電流ミラ−ｍ１により出力トランジスタがクラ
スＡ／Ｂプッシュプル出力段の出力トランジスタｔ８で
あるｐチャンネル電流ミラ−にトランジスタｔ10の出力
電流が反射され、供給される。第８、第９のトランジス
タｔ８、ｔ９のドレイン電極はともに接続され、第２の
ノ−ドｋ２を形成する。動作点ｕｃで等しい２つの補助
分岐回路のトランスコンダクタンスではトランジスタｔ
９、ｔ10は２つの電流ミラ−ｍ１、ｍ２は１以外の変換
比を有することを考慮して同一のトランスコンダクタン
スを有しなければならない。

【００３１】第２、第７のノ−ドｋ２、ｋ７間でル−プ
ダンピングのための約２ピコファラドのキャパシタＣが
存在し、これは容易に同一の半導体表面に集積されるこ
とができる。このことは外部部品および関連するパッケ
−ジリ−ドの必要性を減少する。

【００３２】図３で第１の増幅器ｖ１は例えば図２の第
４、第５のノ−ドｋ４、ｋ５との間の差電圧に対応する
差電圧ｕ４により供給される。

【００３３】バイアス源ｂｑのバイアス電圧ｕｑ´はｐ
チャンネルトランジスタｔ11を制御し、このｐチャンネ
ルトランジスタｔ11は電流源としての第８のノ−ドｋ８
により２つの直列接続のダイオ−ド部分に電流を供給
し、従ってノ−ドｋ９の固定した電位のための基準電圧
ｕ５を生成する。基準電圧ｕ５が負荷可能でないのでノ
−ドｋ８とｋ９との間を流れる等化電流ｉａは２つの電
流ミラ−ｍ１、ｍ２が設けられている１−２−１の正の
フィ−ドバック回路の等しい大きさの出力電流ｉａによ
り補償される。関連する電流変換比は数字により図３で
示されている。トランジスタｔ９のトランスコンダクタ
ンスはトランジスタｔ10のトランスコンダクタンスの６
倍でなければならない。

【００３４】図３の第２の増幅器ｖ２の適切な始動特性
は第２の補助信号ｘ２なしでは確実にされない。この信
号がない状態では基準電圧ｕ５の直流路は例えば遮断さ
れる。

【００３５】図４は図２の概略図の実施例の幾つかの電
圧曲線を示している。約2.0 ボルトの縦座標の値までバ
ンドギャップ回路ｂｇの電圧ｕ１、ｕ２、ｕ３はほぼ横
座標電圧ｕｃと同一の値を有する。これは電流ｉ１とｉ
２がこの値まで抵抗ｒ１、ｒ２、ｒ３を流れないことを
意味し、バンドギャップ回路は不活性である。より高い
横座標値ｕｃで前述の公式によりエミッタのｅ１／ｅ２
の面積比により決定されるほぼ一定の差電圧が曲線ｕ１
とｕ３の間で生じる。

【００３６】図４はノ−ドｋ５の電圧曲線ｕ２を示して
いる。バンドギャップ回路ｂｇの活性領域では電圧ｕ
１、ｕ２の横座標値が2.5 ボルトを超えるとき電圧曲線
ｕ１は電圧曲線ｕ２ほど急勾配ではない。２つの電圧は
ほぼ2.7 ボルトの縦座標で交差し、そこにほぼ５ボルト
の横座標値ｕｃが割当てられ、これは適切なバンドギャ
ップ出力電圧であり、調節された供給電圧ｕｃの所望の
値である。

【００３７】図４はさらにノ−ドｋｖで電圧曲線ｕｖを
含む。3.5 ボルトまで電圧ｕｖは縦座標値ｕｃと同一で
あり、このことは電圧のこの範囲でトランジスタｔ６が
飽和されていない状態にあり、差動増幅器ｃ、ｖ１中を
流れる電流がないことを意味する。このことは図５でよ
り明白に示されている。

【００３８】図５は図２の実施例の幾つかの電流曲線を
概略的に示している。バンドギャップ回路の電流ｉ１、
ｉ２は小さい電圧ｕｃで値がゼロであり、約2.3 ボルト
の電圧ｕｃより上で線形に増加し、これは４つのベ−ス
エミッタ接合の直列の組合わせに対応する。この電圧範
囲ｕｃでは差動増幅器ｃ、ｖ１はまだ遮断された状態に
ある。これは約3.5 ボルトの電圧ｕｃより上でのみ活性
し、その結果電流ｉｖ１として電流源ｑ１からの電流ｉ
ｑに加わる。電流は急激に取り出されるのではなく、約
４ボルトの縦座標値ｕｃで終了する転換領域にある。こ
の電圧値から電源からの全電流ｉｑは差動増幅器により
取り出される。

【００３９】第１のスイッチングしきい値ｗ１はバンド
ギャップ回路ｂｇの分流電流ｉ１、ｉ２の１つを監視
し、第１の始動位相ｐ１を限定し、差動増幅器ｃ、ｖ１
が通常の動作範囲にあることを確実にする手段はない。
図５は最悪の場合に第１のスイッチングしきい値ｗ１が
2.3 Ｖの縦座標値ｕｃに落ちることを示しており、そこ
では差動増幅器は電流を全く取らない。

【００４０】図６の概略図では図２の実施例の差電流ｉ
６はｉ６＝ｉｑ−ｉｖ１で電圧ｕｃの関数として示され
ている。差電流ｉ６は始動装置ｓｔに供給され第２のス
イッチングしきい値ｗ２により約3.8 ボルトの縦座標で
終了する第２の始動位相ｐ２を限定する。差動電流ｉ６
は低い電圧ｕｃでスイッチングしきい値ｗ２より下に低
下するので、第１、第２の始動位相ｐ１、ｐ２の組合わ
せと重複が必要とされる。このことは電流ｉ４、ｉ６が
補助回路ｈの入力に付加されることにより図２の始動装
置ｓｔで達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電圧調節装置の１実施例のブロッ
ク図。

【図２】複数段の電圧調節装置の好ましい実施例の回路
図。

【図３】制御素子の好ましい実施例としてのＣＭＯＳト
ランスコンダクタンス増幅器の回路図。

【図４】調節された出力電圧の関数としての複数の電圧
の概略図。

【図５】調節された出力電圧の関数としての複数の電流
の概略図。

【図６】調節された出力電圧の関数としての複数の電流
の概略図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウルリッヒ・トイス ドイツ連邦共和国、デー − 79194 グ ンデルフィンゲン、シェーンベルクシュト ラーセ ５ベー (72)発明者 ユルゲン・ケッセル ドイツ連邦共和国、デー − 79102 フ ライブルク、ネーゲレゼーシュトラーセ 34

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準ネットワ−クを有する制御ル−プ
   と、第１の利得を有する差動装置と、第２の利得を有す
   る制御素子とを具備し、制御素子は第１の端子と第２の
   端子との間に接続され、第１の端子は調節されていない
   供給電圧に接続され、第２の端子は調節された供給電圧
   を与え、第３の端子は電圧調節装置を固定した基準電位
   に接続されている調節された供給電圧を生成するための
   直列調整器形態の電圧調節装置において、 基準ネットワ−クと差動装置のための電源が第２の端子
   に結合され、 制御素子のための電源が第１の端子に結合され、 始動位相期間中、始動装置が補助回路により制御ル−プ
   を正規の動作範囲に引込むことを特徴とする電圧調節装
   置。
2. 【請求項２】 始動装置が基準ネットワ−クの調節され
   ていない動作範囲を認識するための第１のセンサに結合
   され、 調節されていない動作範囲の基準が電流および／または
   電圧値によって与えられ、 第１のセンサが第１の始動位相を限定する第１のスイッ
   チングしきい値で始動装置を付勢することを特徴とする
   請求項１記載の電圧調節装置。
3. 【請求項３】 始動装置が差動装置の調節されていない
   動作範囲を認識するための第２のセンサに接続され、 調節されていない動作範囲の基準は電流および／または
   電圧値によって与えられ、 第２のセンサは第２の始動位相を限定する第２のスイッ
   チングしきい値で始動装置を付勢することを特徴とする
   請求項１または２記載の電圧調節装置。
4. 【請求項４】 第１、第２のスイッチングしきい値は、
   第１、第２の始動位相が制御ル−プの調節されていない
   動作範囲を完全に含むように予め設定されていることを
   特徴とする請求項２および３記載の電圧調節装置。
5. 【請求項５】 第２の始動位相期間中、第２のセンサが
   全体的にまたは部分的に付勢電流として差動装置への動
   作電流を始動装置に供給し、 動作電流の差動装置への転送が差動装置の電流源の飽和
   電圧に依存していることを特徴とする請求項３記載の電
   圧制御装置。
6. 【請求項６】 基準ネットワ−クがバンドギャップ回路
   を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項
   記載の電圧調節装置。
7. 【請求項７】 制御素子がトランスコンダクタンス増幅
   器であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１
   項記載の電圧調節装置。
8. 【請求項８】 ＣＭＯＳ技術を使用して構成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の
   電圧制御装置。
9. 【請求項９】 ＣＭＯＳ電圧調節装置が同一の半導体表
   面に集積されている基体トランジスタを含むことを特徴
   とする請求項１記載の電圧制御装置。
10. 【請求項１０】 電圧調節装置と共に信号処理装置が特
    に標準的なＣＭＯＳ技術で半導体表面に集積され、前記
    信号処理装置の設計と製造処理は調節された供給電圧の
    値のために基本的に最適にされることを特徴とする請求
    項１乃至９のいずれか１項記載の電圧調節装置。