JPH08272468A - 基準電圧発生回路 - Google Patents

基準電圧発生回路

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JPH08272468A
JPH08272468A JP7071779A JP7177995A JPH08272468A JP H08272468 A JPH08272468 A JP H08272468A JP 7071779 A JP7071779 A JP 7071779A JP 7177995 A JP7177995 A JP 7177995A JP H08272468 A JPH08272468 A JP H08272468A
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JP
Japan
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transistor
current
voltage
reference voltage
emitter
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JP7071779A
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English (en)
Inventor
Yukihisa Yasuda
幸央 安田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • 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
    • G05F3/26—Current mirrors
    • G05F3/262—Current mirrors using field-effect transistors only

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度によりリニアに変化する所望の基準電圧
を発生させることである。 【構成】 一定の電圧を出力する定電圧電源1の出力端
子間に抵抗分圧回路R1,R2が接続される。定電流源2
が温度に対して抵抗分圧回路の分圧点に対して流入もし
くは流出させる電流量I1をリニアに変化させる。定電
流源2は、電流ミラー回路に接続された第1トランジス
タQ2および第2トランジスタQ3を備え、第2トランジ
スタQ3のエミッタとアースとの間に接続された抵抗R4
を備える。電流取込みトランジスタQ9は、ベースが第
1トランジスタQ2および第2トランジスタQ3の各ベー
スに接続されるとともにコレクタおよびエミッタがそれ
ぞれ分圧点およびアースとの間に接続されて分圧点から
電流を取り込む。これにより、分圧点から上記抵抗R4
の抵抗値に反比例し上記温度に比例する電流を取り込
む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、所望の出力電圧におい
て所望の温度特性を得ることができる基準電圧発生回路
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、蓄電池(以下、バッテリとい
う。)の充電を行う充電装置では、充電装置内部に基準
電圧発生回路を備え、該基準電圧発生回路が発生する基
準電圧とバッテリ電圧とを比較し、その大小に応じてバ
ッテリの充電量の制御を行うようにしている。しかし、
バッテリはその最適な充電電圧が温度により変化するた
め、周囲温度に関してバッテリと一定の相関関係を持た
せて充電装置が設置されるときには、上記基準電圧発生
回路にバッテリの特性に合った出力温度特性を持たせ
て、最適な制御を行うようにしている。
【0003】従来より一般に知られているかかる基準電
圧発生回路の一例を図6に示す。該基準電圧発生回路
は、温度による電圧の変化が小さい定電圧電源1とアー
スとの間に,抵抗R51,R52,n(整数)個のダイオー
ドD1ないしDnおよび抵抗R53をこの順に直列に接続
し、上記抵抗R51と抵抗R52との接続点に接続した出力
端子3とアースとの間から基準電圧V0を出力するよう
にしたものである。
【0004】上記基準電圧V0は、上記定電圧電源1の
電圧をVcc,上記各ダイオードD1ないしDnが有してい
る順方向電圧をVF,上記抵抗R51,R52,n(整数)
個のダイオードD1ないしDnおよび抵抗R53を流れる電
流をI50とすると、次の数1のように表される。
【0005】(数1) V0 = Vcc−I50×R51 = (R52+R53)Vcc/(R51+R52+R53) +nR51VF/(R51+R52+R53) [V]
【0006】上記基準電圧V0の絶対温度Tに対する温
度特性∂V0/∂Tは、上記定電圧電源1の電圧Vccが
温度依存性を有していないとすると、上記数1から次の
数2により表される。
【0007】(数2) ∂V0/∂T=nR51/(R51+R52+R53) ×∂VF/∂T [V/℃]
【0008】上記数2から、基準電圧V0の温度特性
(∂V0/∂T)は、ダイオードD1ないしDnの個数
n,抵抗R51,R52,R53および(∂VF/∂T)によ
り決定される。したがって、上記数2から、Vccを固定
した場合、基準電圧V0の値が決まれば、ダイオードD1
ないしDnの個数n,抵抗R51,R52,R53の種々の組
合せが求まり、これら組合せの数だけ温度特性(∂V0
/∂T)を実現することができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ダイオード
D1ないしDnの個数nは整数で離散的な値である。した
がって、上記のような構成を有する基準電圧発生回路で
は、任意の温度特性(∂V0/∂T)を設定することが
できないという問題があった。
【0010】本発明の目的は、温度に対してリニアに変
化する所望の温度特性を有する基準電圧を発生させる基
準電圧発生回路を得ることである。
【0011】本発明のいま一つの目的は、負の温度係数
を有する基準電圧を発生させる基準電圧発生回路を得る
ことである。
【0012】本発明のさらにいま一つの目的は、正の温
度係数を有する基準電圧を発生させる基準電圧発生回路
を得ることである。
【0013】本発明のさらにいま一つの目的は、各々が
温度に対してリニアに変化する所望の温度特性を有する
複数の基準電圧を発生する基準電圧発生回路を得ること
である。
【0014】本発明のさらにいま一つの目的は、温度に
対してリニアに変化する所望の温度特性を有する基準電
圧に加えて温度特性が零の参照電圧を発生する基準電圧
発生回路を得ることである。
【0015】本発明のさらにいま一つの目的は、演算増
幅器と組み合わせることにより温度に対してリニアに変
化する所望の温度特性を有する複数の基準電圧を発生す
ることができる基準電圧発生回路を得ることである。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明に係る基準電圧発
生回路においては、一定の電圧を出力する定電圧電源の
出力端子間に接続された抵抗分圧回路の分圧点に、該分
圧点に対して流入もしくは流出させる電流量が所望の温
度係数を有してリニアに変化する定電流源を接続し、分
圧点から基準電圧を出力するようにしたものである。
【0017】また、基準電圧が温度に対して負の温度係
数を有してリニアに変化するようにしたものである。
【0018】さらに、第1電流通路を流れる電流と第2
電流通路を流れる電流とが互いに等しくなるように制御
する電流ミラー回路を備え、該電流ミラー回路の第1電
流通路および第2電流通路にそれそれ第1トランジスタ
および第2トランジスタが接続され、該第2トランジス
タのエミッタに接続された抵抗の抵抗値に反比例し温度
に比例する電流を抵抗分圧回路の分圧点から流出させる
ようにしたものである。
【0019】さらにまた、基準電圧が温度に対して正の
温度係数を有してリニアに変化するようにしたものであ
る。
【0020】さらにまた、第1電流通路を流れる電流と
第2電流通路を流れる電流とが互いに等しくなるように
制御する電流ミラー回路を有し、該電流ミラー回路の第
1電流通路および第2電流通路にそれそれ第1トランジ
スタおよび第2トランジスタが接続され、該第2トラン
ジスタのエミッタに接続された抵抗の抵抗値に反比例し
温度に比例する電流を抵抗分圧回路の分圧点に流入させ
るようにしたものである。
【0021】さらにまた、複数組の抵抗分圧回路を備
え、第1電流通路を流れる電流と第2電流通路を流れる
電流とが互いに等しくなるように制御する電流ミラー回
路と、定電圧電源の出力端子の他方にエミッタが接続さ
れた第1トランジスタと、該第1トランジスタのベース
およびコレクタにベースが接続されてなる第2トランジ
スタと、該第2トランジスタのエミッタと定電圧電源の
出力端子の他方との間に接続された第1抵抗と、第3お
よび第4トランジスタ、該第4トランジスタのコレクタ
にベースが接続され、エミッタが第3トランジスタのベ
ースに接続されるとともにコレクタが定電圧電源の出力
端子の一方に接続されてなる第5トランジスタと、各ベ
ースが第5トランジスタのエミッタに接続され、各コレ
クタが各抵抗分圧回路の各分圧点にそれぞれ接続されて
なる電流取込みトランジスタとを備え、上記各分圧点か
ら第1抵抗の抵抗値に反比例し上記温度に比例する電流
を分圧点から取り込むようにしたものである。
【0022】さらにまた、第5トランジスタのエミッタ
から温度特性が零の参照電圧を取り出すようにしたもの
である。
【0023】さらにまた、定電流源および複数組の抵抗
分圧回路を演算増幅器の出力にそれぞれ接続し、定電流
源から出力する参照電源を演算増幅器に接続するように
したものである。
【0024】さらにまた、定電流源を集積回路により構
成したものである。
【0025】
【作用】上記のように構成された基準電圧発生回路にお
いては、定電流源は、抵抗分圧回路の分圧点に流入もし
くは流出する電流量を所望の温度係数を有してリニアに
変化させる。
【0026】また、定電流源は、抵抗分圧回路の分圧点
から取り出す電流を温度に対してリニアに変化させる。
【0027】さらに、抵抗分圧回路の分圧点から流出す
る電流は、第2トランジスタのエミッタに接続された抵
抗の抵抗値に反比例し温度に比例する。
【0028】さらにまた、定電流源は、抵抗分圧回路の
分圧点に流入する電流を温度に対してリニアに変化させ
る。
【0029】さらにまた、電流ミラー回路の第1電流通
路および第2電流通路のうち第2電流通路に接続した第
2トランジスタのエミッタに接続された抵抗の抵抗値に
反比例し温度に比例する電流を抵抗分圧回路の分圧点に
流入させるように働く。
【0030】さらにまた、電流取込みトランジスタは、
複数の抵抗分圧回路の各分圧点から、定電圧電源の出力
端子の他方にエミッタが接続された第1トランジスタの
ベースおよびコレクタにベースが接続されてなる第2ト
ランジスタのエミッタと定電圧電源の出力端子の他方と
の間に接続された第1抵抗の抵抗値に反比例し温度に比
例する電流を取り込むように働く。
【0031】さらにまた、第5トランジスタのエミッタ
から温度特性が零の参照電圧を出力する。
【0032】さらにまた、演算増幅器はその出力電圧を
参照電圧と比較してその差が常に一定となるように出力
電圧を制御するように働く。
【0033】さらにまた、集積回路化は定電流源を構成
する部品相互の熱結合を良好なものとし、かつ温度応答
性も高くなるように働く。
【0034】
【実施例】
実施例1.図1は、この発明の一実施例にかかる基準電
圧発生回路を示すものである。図1において、一定の電
圧Vccを出力する定電圧電源1とアースとの間には、抵
抗分圧回路を構成している抵抗R1,R2が直列に接続さ
れている。これら抵抗R1と抵抗R2との接続点である分
圧点とアースとの間には、定電流源2を接続している。
該定電流源2は、上記分圧点に対して流入もしくは流出
させる電流I1の大きさを所望の温度特性を有してリニ
アに変化させる。上記分圧点にはまた出力端子3が接続
され、該出力端子3とアースとの間から基準電圧V0が
出力される。
【0035】このように構成された基準電圧発生回路に
おいて、上記定電圧電源1の電圧をVcc,上記抵抗R1
を流れる電流をIR1,定電流源2が上記分圧点に対して
流入もしくは流出させる電流をI1,上記抵抗R2を流れ
る電流をIR2,出力端子3とアースから出力する基準電
圧をV0とすると、IR1=I1+IR2,Vcc=IR1R1+I
R2R2,V0=IR2R2となる。これら3つの式からIR1
およびIR2を消去すると、次の数3が得られる。
【0036】(数3) V0=R2Vcc/(R1+R2) − R1R2I1/(R1+R2)
【0037】上記数3から次の数4で表される温度特性
(∂V0/∂T)を得る。
【0038】(数4) ∂V0/∂T = −R1R2/(R2+R3) ×∂I1/∂T
【0039】定電流源2は、上記したように、上記分圧
点に対して流入もしくは流出する電流I1の温度特性
(∂I1/∂T)を所望の値を有してリニアに変化させ
るから、上記数4からもわかるように、出力端子3から
出力する基準電圧V0の温度係数も、所望の温度係数を
有してリニアに変化させることができる。
【0040】実施例2.本発明にかかる基準電圧発生回
路のいま一つの実施例を図2に示す。なお、図2におい
て、図1に対応する部分には対応する符号を付して示
し、重複した説明は省略する。図2の基準電圧発生回路
において、定電流源2は集積回路化されており、抵抗R
3ないしR8,バイポーラトランジスタ(以下、単にトラ
ンジスタと記す。)Q1ないしQ9からなる。上記抵抗R
7,R8,pnp型のトランジスタQ4ないしQ7は、pn
p型のトランジスタQ6のコレクタ(第1電流通路)に
流れる電流I2とpnp型のトランジスタQ7のコレクタ
(第2電流通路)に流れる電流I3とが定電圧電源1の
電圧Vccが変化しても常に等しくなる(I2=I3)よう
に構成された電流ミラー回路を構成している。
【0041】上記トランジスタQ4のエミッタと定電圧
電源1との間には上記抵抗R7が接続されている。上記
トランジスタQ4のコレクタとトランジスタQ6のエミッ
タとは互いに接続され、上記トランジスタQ6のコレク
タはトランジスタQ2のコレクタに接続されている。一
方、上記トランジスタQ5のエミッタと定電圧電源1と
の間には上記抵抗R8が接続されている。上記トランジ
スタQ5のコレクタとトランジスタQ7のエミッタとは互
いに接続され、上記トランジスタQ7のコレクタはトラ
ンジスタQ3のコレクタに接続されている。上記トラン
ジスタQ4はそのコレクタがまた上記トランジスタQ4の
ベースおよびトランジスタQ5のベースに接続され、上
記トランジスタQ7はそのコレクタがまた上記トランジ
スタQ6のベースおよびトランジスタQ7のベースに接続
されている。
【0042】上記トランジスタQ2はエミッタが直接、
アースに接続されている。一方、上記トランジスタQ3
は、そのエミッタとアースとの間に抵抗R4が接続され
ている。上記トランジスタQ2,Q3,Q9の各ベースは
いずれもトランジスタQ1のエミッタに接続されてい
る。上記トランジスタQ1のエミッタとアースとの間に
は、抵抗R5が接続されている。上記トランジスタQ1は
トランジスタQ2,Q3のベース電流を補償し、これらト
ランジスタQ2,Q3による定電流発生の精度を向上させ
ている。また、上記トランジスタQ3のコレクタにはト
ランジスタQ8のベースが接続されている。上記トラン
ジスタQ8は定電流源2を起動させるための回路を構成
しており、そのコレクタは定電圧源1に接続され、その
エミッタとアースとの間には抵抗R6が接続されてい
る。上記トランジスタQ9は、そのエミッタとアースと
の間に抵抗R3が接続されるとともに、そのコレクタは
抵抗R1と抵抗R2との接続点(分圧点)に接続されてい
る。上記トランジスタQ9,抵抗R3は、集積回路内で、
トランジスタQ3,抵抗R4と同一トランジスタサイズお
よび同一抵抗値を有する。
【0043】以上に説明した構成を有する図2の基準電
圧発生回路において、出力端子3とアースとの間から出
力する基準電圧V0は次のようにして求めることができ
る。いま、図2の基準電圧発生回路において、トランジ
スタQ2のベース・エミッタ間電圧をVBE2,トランジス
タQ3のベース・エミッタ間電圧をVBE3,抵抗R4の電
圧降下をVR4とすると、次の数5を得る。
【0044】(数5) VBE2=VBE3+VR4
【0045】上記トランジスタQ2とQ3とのエミッタサ
イズ比を1:N,上記トランジスタQ2の飽和電流を
IS,VT=kT/q(q:電子の電荷,k:ボルツマン
定数,T:絶対温度)とすると、シヨックレーの方程式
から、上記トランジスタQ2のベース・エミッタ間電圧
VBE2は、VBE2=VTln(I2/Is)で表され、上記
トランジスタQ3のベース・エミッタ間電圧VBE3は、V
BE3=VTln(I3/NIs)で表される。これらを上記
数5に代入すると、I2=I3の関係から次の数6を得
る。
【0046】(数6) VR4=VTln(N)
【0047】上記数6から、I2=I3は次の数7により
表される。
【0048】(数7) I2=I3=VR4/R4 =(VT/R4)ln(N)
【0049】ここで、上記VTは、上記したように、VT
=kT/qの関係を有しているので絶対温度Tに比例
し、したがって、上記数7により電流I2,I3も絶対温
度Tに比例する。すでに述べたように、上記トランジス
タQ9,抵抗R3は、集積回路上で、トランジスタQ3,
抵抗R4と同一トランジスタサイズおよび同一抵抗値を
有しているから、トランジスタQ9のコレクタ電流I
1は、I1=I2=I3であって絶対温度Tに比例し、次の
数8で表される。
【0050】(数8) I1=VR4/R4 =(VT/R4)ln(N) =(kT/qR4)ln(N)
【0051】上記数8から、図2の基準電圧発生回路の
出力端子3から出力する基準電圧V0は、次の数9によ
り表される。
【0052】(数9) V0=R2Vcc/(R1+R2)−R1R2I1/(R1+R2) =R2Vcc/(R1+R2) −(kT/qR4)ln(N)R1R2/(R1+R2)
【0053】したがって、上記出力端子3から出力する
基準電圧V0の温度特性(∂V0/∂T)は、次の数10
で表される。
【0054】(数10) ∂V0/∂T=−(k/qR4)ln(N)R1R2/(R1+R2)(=一定)
【0055】上記数10から、基準電圧V0の温度特性
(∂V0/∂T)は抵抗R4に反比例しており、基準電圧
V0は絶対温度Tに対して負の温度係数を有してリニア
に変化することがわかる。したがって、上記抵抗R4を
選択することにより、基準電圧V0を所望の負の温度係
数を有して温度に対してリニアに変化させることができ
る。
【0056】なお、上記実施例において、図2のトラン
ジスタQ9のエミッタとアースとの間に接続されている
抵抗R3を短絡し、トランジスタQ9をトランジスタQ2
と同一サイズのものとすることにより、上記と全く同じ
動作を有する基準電圧発生回路を得ることができる。
【0057】実施例3.本発明にかかる基準電圧発生回
路のいま一つの実施例を図3に示す。なお、図3におい
て、図1に対応する部分には対応する符号を付して示
し、重複した説明は省略する。図3の基準電圧発生回路
において、定電流源2は集積回路化されており、抵抗R
9,R10,npn型のトランジスタQ10,Q11,Q12,
pnp型のトランジスタQ13,Q14,Q15からなる。
【0058】上記トランジスタQ13,Q14,Q15は、ト
ランジスタQ10のコレクタに流入する電流I4とトラン
ジスタQ11のコレクタに流入する電流I5とが定電圧電
源1の電圧Vccが変化しても常に等しくなる(I4=
I5)ように構成された電流ミラー回路を構成してい
る。また、上記抵抗R10およびトランジスタQ12は上記
電流ミラー回路を起動させる起動回路を構成している。
【0059】上記トランジスタQ13は、そのエミッタが
定電圧電源1に接続され、またそのコレクタが上記トラ
ンジスタQ10のコレクタに接続されている。上記トラン
ジスタQ14は、そのエミッタが定電圧電源1に接続さ
れ、またそのコレクタが上記トランジスタQ11のコレク
タに接続されている。上記トランジスタQ13のベースと
上記トランジスタQ14のベースは互いに接続され、上記
トランジスタQ10はそのコレクタが上記トランジスタQ
10のベースおよび上記トランジスタQ11のベースに接続
されている。上記トランジスタQ15は、そのエミッタが
上記トランジスタQ13,Q14の各ベースに接続され、そ
のベースが上記トランジスタQ14のコレクタに接続さ
れ、そのコレクタがアースに接続されている。さらに、
上記トランジスタQ12は、そのエミッタとアースとの間
には抵抗R10が接続され、そのベースは上記トランジス
タQ15のエミッタに接続され、そのコレクタは定電圧電
源1に接続されている。
【0060】上記トランジスタQ10のエミッタは抵抗分
圧回路を構成する抵抗R1,R2の分圧点に接続される。
また、上記トランジスタQ11のエミッタと上記分圧点と
の間には抵抗R9が接続される。
【0061】以上に説明した構成を有する図3の基準電
圧発生回路において、出力端子3とアースとの間から出
力する基準電圧V0は次のようにして求めることができ
る。いま、図3の基準電圧発生回路において、トランジ
スタQ10のベース・エミッタ間電圧をVBE10,トランジ
スタQ11のベース・エミッタ間電圧をVBE11,抵抗R9
の電圧降下をVR9とすると、次の数11を得る。
【0062】(数11) VBE10=VBE11+VR9
【0063】上記トランジスタQ10とQ11とのエミッタ
サイズ比を1:N,上記トランジスタQ10の飽和電流を
IS,VT=kT/q(q:電子の電荷,k:ボルツマン
定数,T:絶対温度)とすると、シヨックレーの方程式
から、上記トランジスタQ10のベース・エミッタ間電圧
VBE10は、VBE10=VTln(I4/Is)で表され、上
記トランジスタQ11のベース・エミッタ間電圧V
BE11は、VBE11=VTln(I11/NIs)で表される。
これらを上記数11に代入すると、I4=I5の関係から
次の数12を得る。
【0064】(数12) VR9=VTln(N)
【0065】上記数12から、I4=I5は次の数13に
より表される。
【0066】(数13) I4=I5=VR9/R9 =(VT/R9)ln(N)
【0067】ところで、抵抗R1,R2の分圧点に流入す
る電流I1は、上記電流I4と電流I5との和となり、I1
=−(I4+I5)となることから、上記数13から上記
電流I1は次の数14のように表される。
【0068】(数14) I1=−2(VT/R9)ln(N)
【0069】上記数14から、図3の基準電圧発生回路
の出力端子3から出力する基準電圧V0は、次の数15
により表される。
【0070】(数15) V0=R2Vcc/(R1+R2)−R1R2I1/(R1+R2) =R2Vcc/(R1+R2) +2(kT/qR4)ln(N)R1R2/(R1+R2)
【0071】したがって、上記出力端子3から出力する
基準電圧V0の温度特性∂V0/∂Tは、次の数16で表
される。
【0072】(数16) ∂V0/∂T=2(k/qR4)ln(N)R1R2/(R1+R2)(=一定)
【0073】上記数16から、基準電圧V0の温度特性
(∂V0/∂T)は抵抗R4の抵抗値に反比例し、また、
基準電圧V0は絶対温度Tに対して正の温度特性を有し
てリニアに変化することがわかる。したがって、上記抵
抗R4を選択することにより、基準電圧V0を所望の正の
温度係数を有して温度に対してリニアに変化させること
ができる。
【0074】実施例4.本発明にかかる基準電圧発生回
路のさらにいま一つの実施例を図4および図5に示す。
この実施例は複数の基準電圧を発生するための回路であ
って、図4は定電流I41ないしI4mを発生する集積回路
化された定電流源回路6を示しており、図5は該定電流
回路6が組み込まれた基準電圧発生回路の具体的な回路
を示している。図4の定電流源回路6は、抵抗R20ない
しR26,抵抗R31ないしR3m,トランジスタQ20ないし
Q28,トランジスタQ31ないしQ3mからなる。トランジ
スタQ23,Q24,抵抗R21,R22は、トランジスタQ22
のコレクタ電流とトランジスタQ28のコレクタ電流とが
定電圧電源1の電圧Vccが変化しても常に等しくなるよ
うに構成された電流ミラー回路を構成している。また、
抵抗R24,R25は、トランジスタQ26,Q27のコレクタ
電流を一定比に保つためのものである。
【0075】上記トランジスタQ23のエミッタと定電圧
電源1との間には上記抵抗R21が接続されている。上記
トランジスタQ23のコレクタとトランジスタQ22のコレ
クタとは互いに接続され、上記トランジスタQ22のエミ
ッタとアースとの間には抵抗R23が接続されている。上
記トランジスタQ24のエミッタと定電圧電源1との間に
は上記抵抗R22が接続されている。上記トランジスタQ
24のコレクタとトランジスタQ28のコレクタとは互いに
接続され、上記トランジスタQ28のエミッタはアースに
接続されている。上記トランジスタQ22は、そのコレク
タが上記トランジスタQ23のベースおよび上記トランジ
スタQ24のベースに接続されている。
【0076】トランジスタQ25は、そのベースが上記ト
ランジスタQ24のコレクタに接続される一方、そのコレ
クタが定電圧電源1に接続されている。上記トランジス
タQ25のエミッタは、トランジスタQ22のベース,トラ
ンジスタQ31ないしQ3mの各ベースに接続されている。
トランジスタQ26はそのエミッタがアースに接続され、
そのコレクタと上記トランジスタQ25のエミッタとの間
には抵抗R24が接続されている。また、トランジスタQ
27はそのエミッタとアースとの間に抵抗R26が接続さ
れ、そのコレクタと上記トランジスタQ25のエミッタと
の間には抵抗R25が接続されている。上記トランジスタ
Q26はそのコレクタとエミッタとが互いに接続されてい
る。トランジスタQ20のベースとトランジスタQ21のベ
ースとは互いに接続されている。上記トランジスタQ20
はそのベースとコレクタとが互いに接続され、そのエミ
ッタがアースに接続されるとともに、そのコレクタと上
記定電圧電源1との間には抵抗R20が接続されている。
上記トランジスタQ21は、そのエミッタがトランジスタ
Q22のエミッタに接続され、そのコレクタが上記トラン
ジスタQ22のコレクタに接続されている。
【0077】上記トランジスタQ31ないしQ3mの各ベー
スは上記トランジスタQ25のエミッタに接続され、上記
トランジスタQ31ないしQ3mの各エミッタとアースとの
間には抵抗R31ないしR3mがそれぞれ接続されている。
また、上記トランジスタQ25のエミッタには基準電圧V
REFを出力する基準電圧出力端子7が接続されている。
【0078】以上に説明した構成を有する図4の基準電
圧発生回路において、上記トランジスタQ31ないしQ3m
の各コレクタに流れ込む電流I41ないしI4mは次のよう
にして求めることができる。すでに説明したように、ト
ランジスタQ26,Q27のコレクタ電流の比は抵抗R24,
R25により決定されるから、抵抗R24の抵抗値と抵抗R
25の抵抗値とが等しいとき、トランジスタQ28のベース
電流を無視すると、トランジスタQ26のコレクタ電流I
6とトランジスタQ27のコレクタ電流I7とが等しくな
る。
【0079】いま、図4の回路において、トランジスタ
Q26のベース・エミッタ間電圧をVBE26,トランジスタ
Q27のベース・エミッタ間電圧をVBE27,抵抗R26の電
圧降下をVR26とすると、次の数17を得る。
【0080】(数17) VBE26=VBE27+VR26
【0081】上記トランジスタQ26とQ27とのエミッタ
サイズ比を1:N,上記トランジスタQ26の飽和電流を
IS,VT=kT/q(q:電子の電荷,k:ボルツマン
定数,T:絶対温度)とすると、シヨックレーの方程式
から、上記トランジスタQ26のベース・エミッタ間電圧
VBE26は、VBE26=VTln(I6/Is)で表され、上
記トランジスタQ27のベース・エミッタ間電圧V
BE27は、VBE27=VTln(I7/NIs)で表される。
これらを上記数17に代入すると、I6=I7の関係から
次の数18を得る。
【0082】(数18) VR26=VTln(N)
【0083】上記数18から、I6=I7は次の数19に
より表される。
【0084】(数19) I6=I7=VR26/R26 =(VT/R26)ln(N)
【0085】ここで、上記VTは、上記したように、VT
=kT/qの関係を有しているので絶対温度Tに比例
し、上記数19により電流I6,I7も絶対温度Tに比例
することがわかる。ところで、トランジスタQ22,抵抗
R23をトランジスタQ26,抵抗R24と同じ素子により構
成すると、トランジスタQ22に流れる電流は上記電流I
6と等しくなる。同様に、トランジスタQ31ないし
Q3m,抵抗R31ないしR3mもトランジスタQ26,抵抗R
24と同じ素子により構成すると、I41=…=I4m=I6
となる。したがって、電流I41ないしI4mは上記絶対温
度Tに比例して変化することが分かる。
【0086】一方、基準電圧出力端子7から出力する基
準電圧VREF(VBGで表わす。)は、トランジスタQ28
のベース・エミッタ間順方向電圧降下VBE28と抵抗R25
の電圧降下との和になり、次の数20を得る。
【0087】(数20) VBG=VBE28+R25I7 =VBE28+(R25VT/R26)ln(N)
【0088】トランジスタQ28のベース・エミッタ間順
方向電圧降下VBE28の温度特性と(R25VT/R26)l
n(N)の温度特性とが相殺するように回路定数を設定
すると、上記VBGの温度特性は零となる。この場合、上
記基準電圧出力端子7からは温度特性が零の基準電圧V
REFを得ることができる。なお、上記図4の回路におい
て、VBGの温度特性が零となる場合、VBGはバンドギャ
ップ電圧と呼ばれ、一般に1.25ボルトとなる。
【0089】以上に説明した定電流源6は、図5に示す
ように、抵抗R31,R32とともに電源4の安定化されて
いない電源電圧を安定化して出力する定電圧源1を構成
する演算増幅器5の出力端子とアース間に接続される。
そして、上記定電流源6で発生される基準電源VREFは
上記演算増幅器5の非反転入力に供給され、また、演算
増幅器5の出力端子とアースとの間に直列に接続した分
圧抵抗R31,R23の分圧点に接続される。上記定電流源
6のトランジスタQ31,…,Q3mのコレクタ(図4参
照)は、上記演算増幅器5の出力端子とアースとの間に
直列に接続した分圧抵抗R1-1と分圧抵抗R2-1との分圧
点,…,分圧抵抗R1-mと分圧抵抗R2-mとの分圧点にそ
れぞれ接続される。これにより、図4の定電流回路6を
用いることにより、演算増幅器5と組み合わせるだけ
で、基準電源VREFを発生するツェナーダイオード等を
使用することなく、温度に対してリニアに変化する温度
特性を有する複数の基準電圧を発生させることができ
る。また、定電流源6における回路では、定電流値を決
定する抵抗R31ないしR3mに発生する電圧降下を大きく
することができ、npn型のトランジスタQ31ないしQ
3mとトランジスタQ22との相対性の悪化による定電流値
の誤差を小さくすることができるため、複数の定電流源
を構成するのに適している。
【0090】
【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、以下に示すような効果を奏することができる。
【0091】定電流源は、抵抗分圧回路の分圧点に流入
もしくは流出させる電流量を所望の温度係数を有してリ
ニアに変化させるので、抵抗分圧回路の分圧点からは所
望の温度係数を有してリニアに変化する基準電圧を得る
ことができる。
【0092】また、定電流源は、抵抗分圧回路の分圧点
から取り出す電流を温度に対して所望の温度係数を有し
てリニアに変化させるので、抵抗分圧回路の分圧点から
は所望の負の温度係数を有してリニアに変化する基準電
圧を得ることができる。
【0093】さらに、抵抗分圧回路の分圧点から流出す
る電流は、第2トランジスタのエミッタに接続された抵
抗の抵抗値に反比例し温度に比例するので、第2トラン
ジスタのエミッタに接続される抵抗の抵抗値を選択する
ことにより、抵抗分圧回路の分圧点からは所望の負の温
度係数を有してリニアに変化する基準電圧を得ることが
できる。
【0094】さらにまた、定電流源は、抵抗分圧回路の
分圧点に流入する電流を温度に対して所望の温度係数を
有してリニアに変化させるので、抵抗分圧回路の分圧点
からは所望の正の温度係数を有してリニアに変化する基
準電圧を得ることができる。
【0095】さらにまた、電流ミラー回路の第1電流通
路および第2電流通路のうち第2電流通路に接続した第
2トランジスタのエミッタに接続された抵抗の抵抗値に
反比例し温度に比例する電流が抵抗分圧回路の分圧点に
流入させるように働くので、第2トランジスタのエミッ
タに接続される抵抗の抵抗値を選択することにより、抵
抗分圧回路の分圧点からは所望の正の温度係数を有して
リニアに変化する基準電圧を得ることができる。
【0096】さらにまた、電流取込みトランジスタは、
複数の抵抗分圧回路の各分圧点から、定電圧電源の出力
端子の他方にエミッタが接続された第1トランジスタの
ベースおよびコレクタにベースが接続されてなる第2ト
ランジスタのエミッタと定電圧電源の出力端子の他方と
の間に接続された第1抵抗の抵抗値に反比例し温度に比
例する電流を取り込むように働くので、第1抵抗の抵抗
値を選択することにより、各抵抗分圧回路の分圧点から
は所望の負の温度係数を有してリニアにそれぞれ変化す
る複数の基準電圧を得ることができる。
【0097】さらにまた、第5トランジスタのエミッタ
から温度特性が零の参照電圧を出力するので、この参照
電圧を定電圧電源の参照電圧として使用することができ
る。
【0098】さらにまた、演算増幅器はその出力電圧を
参照電圧と比較してその差が常に一定となるように出力
電圧を制御するので、演算増幅器が定電流源を接続する
ための定電圧電源として機能し、基準電圧発生回路を簡
単に構成することができる。
【0099】さらにまた、集積回路化により定電流源を
構成する部品相互の熱結合が良好になり、かつ温度応答
性も高くなるので、バッテリの充電装置等に組み込むこ
とにより、バッテリの温度に応じた最適の充電を行なう
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1を示す基準電圧発生回路の
説明図である。
【図2】 本発明の実施例2を示す負の温度特性を有す
る基準電圧を発生する基準電圧発生回路の具体的な回路
図である。
【図3】 本発明の実施例3を示す正の温度特性を有す
る基準電圧を発生する基準電圧発生回路の具体的な回路
図である。
【図4】 本発明の実施例4の基準電圧発生回路に使用
される定電流源の具体的な回路図である。
【図5】 図4の定電流源を組み込んだ複数の基準電圧
を発生する本発明の実施例4の基準電圧発生回路の回路
図である。
【図6】 従来の基準電圧発生回路の回路図である。
【符号の説明】 1 定電圧電源、2 定電流源、3 出力端子、4 電
源、5 演算増幅器、R1,R2 分圧抵抗、Q1〜Q15
トランジスタ、Q20〜Q28 トランジスタ、Q31〜Q
3m トランジスタ、R1〜R9 抵抗、R20〜R26 抵
抗、R31〜R3m 抵抗、R1-1〜Rm-1 分圧抵抗、R
2-1〜R2-m 分圧抵抗

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 温度に対してリニアに変化する基準電圧
    を発生する基準電圧発生回路であって、 一定の電圧を出力する定電圧電源と、該定電圧電源の出
    力端子間に接続された抵抗分圧回路と、該抵抗分圧回路
    の分圧点に接続されて上記分圧点に流入もしくは流出さ
    せる電流量を所望の温度係数を有してリニアに変化させ
    る定電流源とを備え、上記分圧点から基準電圧を出力す
    るようにしたことを特徴とする基準電圧発生回路。
  2. 【請求項2】 上記基準電圧が温度に対して負の温度係
    数を有してい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. 【請求項3】 上記定電流源は、定電圧電源の上記出力
    端子の一方に接続されてなる第1電流通路と第2電流通
    路とを有して第1電流通路を流れる電流と第2電流通路
    を流れる電流とが互いに等しくなるように制御する電流
    ミラー回路と、該電流ミラー回路の上記第1電流通路と
    定電圧電源の上記出力端子の他方との間に接続された第
    1トランジスタと、上記第2電流通路にコレクタが接続
    された第2トランジスタと、該第2トランジスタのエミ
    ッタと上記出力端子の他方との間に接続された抵抗と、
    ベースが上記第1トランジスタおよび第2トランジスタ
    の各ベースに接続されるとともにコレクタが上記分圧点
    に接続されて上記分圧点から電流を取り込む電流取込み
    トランジスタとを備え、上記分圧点から上記抵抗の抵抗
    値に反比例し上記温度に比例する電流を上記分圧点から
    取り込むことを特徴とする請求項2記載の基準電圧発生
    回路。
  4. 【請求項4】 上記基準電圧が温度に対して正の温度係
    数を有していることを特徴とする請求項1記載の基準電
    圧発生回路。
  5. 【請求項5】 上記定電流源は、定電圧電源の上記出力
    端子の一方に接続されてなる第1電流通路と第2電流通
    路とを有して第1電流通路を流れる電流と第2電流通路
    を流れる電流とが互いに等しくなるように制御する電流
    ミラー回路と、該電流ミラー回路の上記第1電流通路と
    上記分圧点との間に接続された第1トランジスタと、上
    記第2電流通路にコレクタが接続された第2トランジス
    タと、該第2トランジスタのエミッタと上記分圧点との
    間に接続された抵抗とを備え、上記分圧点から上記抵抗
    の抵抗値に反比例し上記温度に比例する電流を上記分圧
    点に流入させることを特徴とする請求項4記載の基準電
    圧発生回路。
  6. 【請求項6】 複数組の抵抗分圧回路を備え、上記定電
    流源は、定電圧電源の上記出力端子の一方に接続されて
    なる第1電流通路と第2電流通路とを有して第1電流通
    路を流れる電流と第2電流通路を流れる電流とが互いに
    等しくなるように制御する電流ミラー回路と、上記定電
    圧電源の上記出力端子の他方にエミッタが接続された第
    1トランジスタと、該第1トランジスタのベースおよび
    コレクタにベースが接続されてなる第2トランジスタ
    と、該第2トランジスタのエミッタと上記出力端子の他
    方との間に接続された第1抵抗と、コレクタが上記第1
    電流通路に接続されるとともにエミッタと上記出力端子
    の他方との間に第2抵抗が接続されてなる第3トランジ
    スタと、コレクタが上記第2電流通路に接続されるとと
    もにエミッタが上記出力端子の他方に接続されてなる第
    4トランジスタと、該第4トランジスタのコレクタにベ
    ースが接続され、エミッタが上記第3トランジスタのベ
    ースに接続されるとともにコレクタが上記出力端子の一
    方に接続されてなる第5トランジスタと、該第5トラン
    ジスタのエミッタと上記第1トランジスタのコレクタと
    の間に接続された第3抵抗と、上記第5トランジスタの
    エミッタと第2トランジスタのコレクタとの間に接続さ
    れた第4抵抗と、各ベースが上記第5トランジスタのエ
    ミッタに接続されるとともに各エミッタが上記出力端子
    の他方に接続され、各コレクタが上記各抵抗分圧回路の
    各分圧点にそれぞれ接続されてなる電流取込みトランジ
    スタとを備え、上記各分圧点から上記第1抵抗の抵抗値
    に反比例し上記温度に比例する電流を上記分圧点から取
    り込むことを特徴とする請求項2記載の基準電圧発生回
    路。
  7. 【請求項7】 上記第5トランジスタのエミッタから温
    度特性が零の参照電圧を取り出すようにしたことを特徴
    とする請求項6記載の基準電圧発生回路。
  8. 【請求項8】 上記定電圧電源が演算増幅器と該演算増
    幅器の出力に接続されて該出力の変化を上記演算増幅器
    の入力側に帰還する帰還抵抗とを備え、上記定電流源お
    よび複数組の抵抗分圧回路が上記演算増幅器の出力に接
    続されるとともに、上記定電流源から出力する上記参照
    電圧を上記演算増幅器の入力に接続したことを特徴とす
    る請求項7記載の基準電圧発生回路。
  9. 【請求項9】 上記定電流源が集積回路により構成され
    ていることを特徴とする請求項1から8のいずれか一記
    載の基準電圧発生回路。
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