JPH0690656B2 - 基準電圧の形成回路 - Google Patents

基準電圧の形成回路

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JPH0690656B2
JPH0690656B2 JP60011542A JP1154285A JPH0690656B2 JP H0690656 B2 JPH0690656 B2 JP H0690656B2 JP 60011542 A JP60011542 A JP 60011542A JP 1154285 A JP1154285 A JP 1154285A JP H0690656 B2 JPH0690656 B2 JP H0690656B2
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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
    • G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/30—Regulators using the difference between the base-emitter voltages of two bipolar transistors operating at different current densities

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、低レベルの基準電圧を形成する回路に関す
る。
〔従来の技術〕
ラジオ受信機の信号系をIC化した場合、そのIC内部のト
ランジスタのバイアス用として、あるいはレベル比較や
レベルシフト用などとして基準電圧源をIC内に設ける必
要がある。そして、例えば２本の単３電池で動作するラ
ジオ受信機を想定すると、その基準電圧は１〜1.5V程度
になる。
しかも、その基準電圧は温度に対して十分に安定でなけ
ればならない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
この発明は、このように低レベルで、しかも温度特性に
優れた基準電圧の形成回路を提供しようとするものであ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
出力端子T1と入力端子T2との間に、第１のトランジスタ
Q7のコレクタ・エミッタ間を直列接続し、この出力端子
T1と接地との間に、第１及び第２の抵抗器R1及びR2と第
２のトランジスタQ1のコレクタ・エミッタ間とを直列接
続し、この第２のトランジスタQ1のベースをこの第１及
び第２の抵抗器R1及びR2の接続中点に接続し、この第２
のトランジスタQ1のベース・エミッタ間に第３のトラン
ジスタQ5のベース・エミッタ間を並列接続してこの第２
及び第３のトランジスタQ1及びQ5によりカレントミラー
回路（１）を構成し、この第２のトランジスタQ1のコレ
クタ・エミッタ間に、この第２のトランジスタQ1のエミ
ッタ面積のｎ倍のエミッタ面積を有する第４のトランジ
スタQ2のベース・エミッタ間を並列接続し、この第３の
トランジスタQ5のコレクタ電流と、この第４のトランジ
スタQ2のコレクタ電流との差の電流を検出し、この検出
出力をこの第１のトランジスタQ7のベースに負帰還して
この出力端子T1に基準電圧を取り出すようにしたもので
ある。
〔作用〕
従って、基準電圧が温度特性をもたず、しかも、低レベ
ルの基準電圧が得られるように作用する。また、入力電
圧の変動に対しても安定で、電流も同時に取り出すこと
ができるように働く。
〔実施例〕
すなわち、第１図において、T1は基準電圧の取り出され
る出力端子、T2は電池などに接続されて入力電圧（電流
電圧）が供給される入力端子であり、これら端子T1とT2
との間に制御用のトランジスタQ7のコレクタ・エミッタ
間が接続される。
また、端子T1と接地との間に、抵抗器R1,R2と電流検出
用のトランジスタQ1のコレクタ・エミッタ間が直列接続
されると共に、抵抗器R1,R2の接続中点がトランジスタQ
1のベースに接続される。さらに、トランジスタQ1のベ
ース・エミッタ間に、トランジスタQ5のベース・エミッ
タ間が並列接続されて接地を基準電位点とするカレント
ミラー回路（１）が構成される。
また、トランジスタQ1のコレクタがトランジスタQ2のベ
ースに接続され、このトランジスタQ2のエミッタが接地
され、そのコレクタがトランジスタQ3のコレクタに接続
される。
このトランジスタQ3は、端子T1を基準電位点としてトラ
ンジスタQ4と共にカレントミラー回路（２）を構成して
いるものであり、このため、トランジスタQ3,Q4のベー
スは互いに接続されると共に、トランジスタQ3のコレク
タに接続され、それらのエミッタは端子T1に接続され
る。
さらに、反転アンプとしてエミッタ接地のトランジスタ
Q6が設けられ、そのベースがトランジスタQ4,Q5のコレ
クタに接続され、トランジスタQ6のコレクタがトランジ
スタQ7のベースに接続される。
なお、この回路は１つの半導体チップ内にIC化されると
共に、このとき、トランジスタQ2のエミッタ面積（接合
面積）はトランジスタQ1のエミッタ面積のｎ倍（ｎ＞
１）とされる。
このような構成において、 i1:トランジスタQ1のコレクタ電流 i2:トランジスタQ2のコレクタ電流 とすれば、トランジスタQ1,Q5はカレントミラー回路
（１）を構成しているので、トランジスタQ5のコレクタ
電流も電流i1となる。また、電流i2はトランジスタQ3の
コレクタ電流でもあると共に、トランジスタQ3,Q4はカ
レントミラー回路（２）を構成しているので、トランジ
スタQ4のコレクタ電流も電流i2となる。
従って、トランジスタQ6のベースには、電流i2とi1との
差の電流（i2−i1）が流れることになる。
そして、このとき、電流i1が大きくなろうとすると、あ
るいは電流i2が小さくなろうとすると、差電流（i2−
i1）が小さくなるので、トランジスタQ6のコレクタ電流
が小さくなり、トランジスタQ7のインピーダンスが大き
くなって端子T1の電圧は低下し、電流i1は小さくなろう
とすると共に、これにより電流i2は大きくなろうとす
る。従って、この負帰還作用により電流i1,i2は一定値
に安定化される。
すなわち、 VBE1:トランジスタQ1のベース・エミッタ間電圧 VBE2:トランジスタQ2のベース・エミッタ間電圧 とすれば、 VBE1＝R2i1＋VBE2 ……（ｉ） VBE1＝VTln（i1/iS1） ……（ii） VBE2＝VTln（i2/（niS2）） ……（iii） であるから（ｉ）〜（iii）式から VTln（i1/iS1）＝R2i1＋VTln（i2/（niS2）） となる。そして、例えばトランジスタQ1,Q2をICチップ
内で隣接して形成することにより iS1＝iS2 となるので、（iv）式は VTln（ni1/i2）＝R2i1 ……（ｖ） となる。
そして、この（ｖ）式を変形すると、 ln（ni1/i2）＝R2i1/VT ni1/i2＝exp（R2i1/VT） ∴i2＝ni1exp（−R2i1/VT）となり、これは第２図のよ
うに示される。従って、 電流i1,i2は、電流i2の負性領域上のＡ点において i1＝i2 ……（vi） で安定する。
そこで、 V:端子T1の出力電圧 とすると、 Ｖ＝R1i1＋VBE1 ……（vii） であり、（ｖ）式に（vi）式を代入して VTlnn＝R2i1 ……（viii） であるからこの（viii）式を（vii）式に代入して Ｖ＝（R1/R2）VTlnn＋VBE1 ……（ix） が得られる。
そして、電圧Ｖの温度係数dV/dTは、（ix）式を温度Ｔ
について微分して となるので、温度係数dV/dTが０となる条件は（ｘ）式
から となる。すなわち、（xi）式が成立していれば、 電圧Ｖは温度特性をもたない。
そして、一般に dVBE1/dT＝−1.8〜−2.0〔mV/℃〕 であるから（xi）式は となる。
そして、通常、ICにおいては、抵抗比R1/R2及び面積比
ｎは、比較的容易に必要な値にすることができ、かつ、
そのバラツキも十分に小さい。従って、（xii）式は十
分に達成することができるので、（xi）式を成立させる
ことができ、従って、出力電圧Ｖは温度特性をもたな
い。
なお、 VT＝0.026〔Ｖ〕 VBE1＝0.683〔Ｖ〕 とすれば、（ix），（xii）式から Ｖ＝0.026×20.86＋0.6831.225〔Ｖ〕 である。
こうして、この発明によれば、温度特性をもたず、温度
変化に対して安定な基準電圧Ｖを得ることができる。し
かも、この基準電圧Ｖは例えば1.225Vと低レベルであ
り、低電圧で動作するICに好適である。
また、トランジスタQ1〜Q5には安定な基準電圧Ｖが供給
されているので、端子T2の電圧が変化しても安定な動作
が行われる。さらに、端子T2の電圧がトランジスタQ7を
通じて端子T1に電圧Ｖとして取り出されているので、電
圧Ｖを取り出すとき、電流を取り出すこともできる。
第３図に示す例においては、トランジスタQ1のベース・
エミッタ間に、これと同特性のトランジスタQ8のベース
・エミッタ間が並列接続され、そのコレクタが抵抗器
R1,R2の接続中点に接続された場合である。
従って、トランジスタQ8のコレクタ電流も電流i2となる
ので、抵抗器R1には電流2i1が流れ、従って、第１図の
回路に比べて抵抗器R1の値を1/2にできるので、抵抗器R
1とR2との比が１に近くなり、その精度を高くすること
ができる。
〔発明の効果〕
この発明によれば、温度特性をもたず、温度変化に対し
て安定な基準電圧Ｖを得ることができる。しかも、この
基準電圧Ｖは例えば1.225Vと低レベルであり、低電圧で
動作するICに好適である。
また、トランジスタQ1〜Q5には安定な基準電圧Ｖが供給
されているので、端子T2の電圧が変化しても安定な動作
が行われる。さらに、端子T2の電圧がトランジスタQ7を
通じて端子T1に電圧Ｖとして取り出されているので、電
圧Ｖを取り出すとき、電流を取り出すこともできる。
【図面の簡単な説明】 第１図，第３図はこの発明の一例の接続図、第２図はそ
の説明のための図である。 T1は出力端子、T2は入力端子、（１），（２）はカレン
トミラー回路である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】出力端子と入力端子との間に、第１のトラ
    ンジスタのコレクタ・エミッタ間を直列接続し、上記出
    力端子と接地との間に、第１及び第２の抵抗器と第２の
    トランジスタのコレクタ・エミッタ間とを直列接続し、
    上記第２のトランジスタのベースを上記第１及び第２の
    抵抗器の接続中点に接続し、上記第２のトランジスタの
    ベース・エミッタ間に第３のトランジスタのベース・エ
    ミッタ間を並列接続して上記第２及び第３のトランジス
    タによりカレントミラー回路を構成し、上記第２のトラ
    ンジスタのコレクタ・エミッタ間に、この第２のトラン
    ジスタのエミッタ面積のｎ倍のエミッタ面積を有する第
    ４のトランジスタのベース・エミッタ間を並列接続し、
    上記第３のトランジスタのコレクタ電流と、上記第４の
    トランジスタのコレクタ電流との差の電流を検出し、こ
    の検出出力を上記第１のトランジスタのベースに負帰還
    して上記出力端子に基準電圧を得るようにしたことを特
    徴とする基準電圧の形成回路。
JP60011542A 1985-01-24 1985-01-24 基準電圧の形成回路 Expired - Fee Related JPH0690656B2 (ja)

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