JPH10143264A - Constant voltage circuit - Google Patents
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- JPH10143264A JPH10143264A JP31693196A JP31693196A JPH10143264A JP H10143264 A JPH10143264 A JP H10143264A JP 31693196 A JP31693196 A JP 31693196A JP 31693196 A JP31693196 A JP 31693196A JP H10143264 A JPH10143264 A JP H10143264A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、同一基板上に形
成したCMOS構造に生成される寄生トランジスタを利
用した定電圧回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a constant voltage circuit using a parasitic transistor generated in a CMOS structure formed on the same substrate.
【0002】[0002]
【従来の技術】始めに、同一基板上に形成されたCMO
S構造に生じる寄生トランジスタに関し、P型基板を用
いた場合について図7に基づいて説明する。P型基板を
用いたCMOS構造では、PMOSトランジスタのドレ
イン/ソース領域のP+ 拡散層がエミッタに、PMOS
トランジスタのN−Well 層がベースに、P型基板がコ
レクタになる寄生PNPトランジスタが生じる。この寄
生PNPトランジスタは、コレクタが最低電位に固定さ
れているという制約をもっている。2. Description of the Related Art First, a CMO formed on the same substrate
A case where a P-type substrate is used for a parasitic transistor generated in the S structure will be described with reference to FIG. In a CMOS structure using a P-type substrate, a P + diffusion layer in a drain / source region of a PMOS transistor serves as an emitter and a PMOS transistor serves as a PMOS transistor.
A parasitic PNP transistor in which the N-Well layer of the transistor is the base and the P-type substrate is the collector is generated. This parasitic PNP transistor has a restriction that the collector is fixed to the lowest potential.
【0003】次に、寄生トランジスタを利用した従来の
定電圧回路の構成例として、特開平2−12509号に
開示されている定電圧回路を図8に示す。図8におい
て、1と2はカレントミラーを構成するPMOSトラン
ジスタ、3と4はゲートが共通に接続されているNMO
Sトランジスタ、5と13は抵抗、6と7はエミッタ面積
比がN:1(Nは任意の整数)の寄生PNPトランジス
タ、12はPMOSトランジスタ1及び2とカレントミラ
ーを構成しX倍の電流を出力するPMOSトランジス
タ、14は寄生PNPトランジスタ、15は電源、16は接地
電位、17は定電圧出力端子である。そして、1〜7で示
す各構成要素からなるブロックが基準電流IREF を発生
する定電流発生部21を、また12〜14で示す各構成要素か
らなるブロックが電圧を発生する電圧発生部22をそれぞ
れ構成している。Next, as a configuration example of a conventional constant voltage circuit using a parasitic transistor, FIG. 8 shows a constant voltage circuit disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-1509. In FIG. 8, reference numerals 1 and 2 denote PMOS transistors constituting a current mirror, and reference numerals 3 and 4 denote NMOs whose gates are connected in common.
S transistors, 5 and 13 are resistors, 6 and 7 are parasitic PNP transistors having an emitter area ratio of N: 1 (N is an arbitrary integer), and 12 constitutes a current mirror with the PMOS transistors 1 and 2 and generates an X-fold current. A PMOS transistor for outputting, 14 is a parasitic PNP transistor, 15 is a power supply, 16 is a ground potential, and 17 is a constant voltage output terminal. A block composed of components 1 to 7 includes a constant current generator 21 that generates a reference current I REF, and a block composed of components 12 to 14 includes a voltage generator 22 that generates a voltage. Each is composed.
【0004】次に、このように構成されている定電圧回
路の動作について説明する。NMOSトランジスタ3と
4のゲートが共通に接続されているので、下記(1)式
の関係が成り立つ。また、寄生PNPトランジスタ6及
び7のベース・エミッタ間電圧VBE(6) ,VBE(7) ,N
MOSトランジスタ3及び4のゲート・ソース間電圧V
GS(3) ,VGS(4) は、それぞれ次式(2),(3),
(4),(5)で表される。なお、PMOSトランジス
タ1〜NMOSトランジスタ3〜抵抗5〜寄生PNPト
ランジスタ6に流れる電流をIDS(1) ,PMOSトラン
ジスタ2〜NMOSトランジスタ4〜寄生PNPトラン
ジスタ7に流れる電流をIDS(2) とし、R1は抵抗5の
抵抗値、VT は熱起電力、Nは寄生PNPトランジスタ
6に対する寄生PNPトランジスタ7のエミッタ面積
比、λはMOSトランジスタのチャネル長変調効果を表
す定数(一般に0.03V-1〜 0.005V-1)、β/2は製造
方法とMOSのゲートサイズで決まる定数、VthはMO
Sトランジスタの閾値、IS は寄生PNPトランジスタ
の飽和電流をそれぞれ表すものとする。 VBE(6) +IDS(1) R1+VGS(3) =VBE(7) +VGS(4) ・・・・・(1) VBE(6) =VT ln(IDS(1) /NIS ) ・・・・・・・・・・・・・(2) VBE(7) =VT ln(IDS(2) /IS ) ・・・・・・・・・・・・・・(3)Next, the operation of the constant voltage circuit configured as described above will be described. Since the gates of the NMOS transistors 3 and 4 are commonly connected, the following equation (1) holds. Also, the base-emitter voltages V BE (6) , V BE (7) , N of the parasitic PNP transistors 6 and 7
Gate-source voltage V of MOS transistors 3 and 4
GS (3) and V GS (4) are given by the following equations (2), (3) and
(4), (5). The current flowing through the PMOS transistor 1 to the NMOS transistor 3 to the resistor 5 to the parasitic PNP transistor 6 is represented by I DS (1) , and the current flowing to the PMOS transistor 2 to the NMOS transistor 4 to the parasitic PNP transistor 7 is represented by I DS (2) . R1 is the resistance value of the resistor 5, V T is the thermal electromotive force, N represents the emitter area ratio of the parasitic PNP transistor 7 against parasitic PNP transistor 6, lambda is 0.03 V -1 ~ constant (typically representative of the channel length modulation effect of the MOS transistor 0.005 V -1 ), β / 2 is a constant determined by the manufacturing method and the gate size of the MOS, and V th is the MO
It is assumed that the threshold value of the S transistor, I S , represents the saturation current of the parasitic PNP transistor, respectively. V BE (6) + I DS (1) R1 + V GS (3) = V BE (7) + V GS (4) (1) V BE (6) = V T ln (I DS (1) / NI S) ············· (2) V BE (7) = V T ln (I DS (2) / I S) ············・ ・ (3)
【0005】[0005]
【数1】 (Equation 1)
【0006】[0006]
【数2】 (Equation 2)
【0007】上記(1)式に、上記(2),(3),
(4),(5)式を代入すると、次式(6)が得られ
る。In the above equation (1), the above equations (2), (3),
By substituting the equations (4) and (5), the following equation (6) is obtained.
【0008】[0008]
【数3】 (Equation 3)
【0009】ここで、PMOSトランジスタ1と2及び
NMOSトランジスタ3と4は、特性/サイズが等しい
トランジスタで、PMOSトランジスタ1と2のソース
・ドレイン間電圧VDS(1) ,VDS(2) 、及びNMOSト
ランジスタ3と4のソース・ドレイン間電圧VDS(3) ,
VDS(4) がほぼ等しいと仮定すると、PMOSトランジ
スタ1と2がカレントミラー接続されているので、PM
OSトランジスタ1と2のドレイン電流IDS(1) ,I
DS(2) は等しい値となる。したがってこれを基準電流I
REF とすると、次式(7)が成立する。 IREF =IDS(1) =IDS(2) ・・・・・・・・・・・(7) よって、上記(6)式は、次式(8)のように表され
る。 IREF =VT lnN/R1 ・・・・・・・・・・・・・(8) このとき、PMOSトランジスタ12には基準電流IREF
のX倍の電流が流れるため、出力電圧VOUT とVOUT の
温度依存性∂VOUT /∂Tは、それぞれ次式(9),
(10)で表される。 VOUT =(X×R2)/R1・VT lnN+VBE(14) ・・・・・・・・(9) ∂VOUT /∂T=(X×R2)/R1・lnN・∂VT /∂T+∂VBE(14)/∂T ・・・・・・・・(10) 但し、R2は抵抗13の抵抗値、VBE(14)は寄生PNPト
ランジスタ14のベース・エミッタ間電圧を示している。
ここで、上記(10)式の右辺第1項及び第2項の温度依
存性は、次式(11),(12)のように表される。 ∂VT /∂T=0.085 mV/deg. ・・・・・・・・・(11) ∂VBE(14)/∂T=−2mV/deg. ・・・・・・・・(12) したがって、次式(13)を満足するように、R1,R
2,Nを設定することにより、温度依存性のない出力電
圧VOUT が得られる。 (X×R2)/R1・lnN=(2mV/deg.)/(0.085 mV/deg.)≒23.53 ・・・・・・・・(13)Here, the PMOS transistors 1 and 2 and the NMOS transistors 3 and 4 are transistors having the same characteristics / size, and the source-drain voltages V DS (1) , V DS (2) , And the source-drain voltage V DS (3) of the NMOS transistors 3 and 4,
Assuming that V DS (4) is substantially equal, since the PMOS transistors 1 and 2 are current mirror connected, PM
The drain currents I DS (1) , I of the OS transistors 1 and 2
DS (2) has the same value. Therefore, this is referred to as reference current I
If REF , the following equation (7) holds. I REF = I DS (1) = I DS (2) (7) Therefore, the above equation (6) is expressed as the following equation (8). I REF = V T lnN / R1 (8) At this time, the reference current I REF is supplied to the PMOS transistor 12.
To flow X times the current of the temperature dependency ∂V OUT / ∂T the output voltage V OUT and V OUT are the following equations (9),
It is represented by (10). V OUT = (X × R2) / R1 · V T lnN + V BE (14) (9) ∂V OUT / ∂T = (X × R2) / R1 · lnN · ∂V T / ∂T + ∂V BE (14) / ∂T (10) where R2 is the resistance value of the resistor 13, and V BE (14) is the base-emitter voltage of the parasitic PNP transistor 14. ing.
Here, the temperature dependence of the first and second terms on the right side of the above equation (10) is expressed by the following equations (11) and (12). ∂V T /∂T=0.085 mV / deg. (11) ∂V BE (14) / ∂T = -2 mV / deg. (12) Therefore, R1 and R1 are set so as to satisfy the following expression (13).
By setting 2, N, an output voltage V OUT having no temperature dependency can be obtained. (X × R2) / R1 · lnN = (2 mV / deg.) / (0.085 mV / deg.) ≒ 23.53 (13)
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかし、図8に示した
定電圧回路では、カレントミラー接続されているPMO
Sトランジスタ2のソース・ドレイン間電圧VDS(2) が
電源15に依存するために、電源15が大きくなると、次式
(14)で表されるPMOSトランジスタ1のソース・ド
レイン間電圧VDS(1) と、次式(15)で表されるPMO
Sトランジスタ2のソース・ドレイン間電圧V
DS(2) の、次式(16)で表される差ΔVDS(PMOS)が大き
くなる。 VDS(1) =VGS(1) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(14) VDS(2) =VDD−(VBE(7) +VGS(4) ) ・・・・・・・・・・・・(15) ΔVDS(PMOS)=VDS(2) −VDS(1) =VDD−(VBE(7) +VGS(4) )−VGS(1) ・・・・・・・・(16)However, the constant voltage circuit shown in FIG.
Since the source-drain voltage V DS (2) of the S transistor 2 depends on the power supply 15, when the power supply 15 increases, the source-drain voltage V DS ( 1) and the PMO expressed by the following equation (15)
Source-drain voltage V of S transistor 2
The difference ΔV DS (PMOS) of DS (2) expressed by the following equation (16) increases. V DS (1) = V GS (1) (14) V DS (2) = V DD − (V BE (7 ) + VGS (4) ) (15) ΔVDS (PMOS) = VDS (2) −VDS (1) = VDD− ( VBE (7) + V GS (4) )-V GS (1)・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (16)
【0011】そうすると、チャネル長変調効果のため
に、PMOSトランジスタ1のドレイン電流IDS(1) よ
りPMOSトランジスタ2のドレイン電流IDS(2) が大
きくなる。このとき、次式(17)に示すようにIDS(1)
=IREF とすれば、IDS(2) は次式(18)となる。 IDS(1) =β/2・(VGS(1) −Vth)2 (1+λVDS(1) )=IREF ・・・・・・・・(17) IDS(2) =β/2・(VGS(1) −Vth)2[1+λ(VDS(1) +ΔVDS(PMOS))] =β/2・(VGS(1) −Vth)2 (1+λVDS(1) )+ β/2・(VGS(1) −Vth)2 (λΔVDS(PMOS))=IREF +α ・・・・・・・・(18) 但し、α=β/2(VGS(1) −Vth)2 (λΔV
DS(PMOS))とする。Then, the drain current I DS (2) of the PMOS transistor 2 becomes larger than the drain current I DS (1) of the PMOS transistor 1 due to the channel length modulation effect. At this time, as shown in the following equation (17), I DS (1)
Assuming that = I REF , I DS (2) becomes the following equation (18). I DS (1) = β / 2 · (V GS (1) −V th ) 2 (1 + λV DS (1) ) = I REF (17) I DS (2) = β / 2 · (V GS (1) −V th ) 2 [1 + λ (V DS (1) + ΔV DS (PMOS) )] = β / 2 · (V GS (1) −V th ) 2 (1 + λV DS (1) ) + Β / 2 · (V GS (1) −V th ) 2 (λΔV DS (PMOS) ) = I REF + α (18) where α = β / 2 (V GS ( 1) −V th ) 2 (λΔV
DS (PMOS) ).
【0012】また、PMOSトランジスタ1のドレイン
電流IREF はNMOSトランジスタ3に、PMOSトラ
ンジスタ2のドレイン電流(IREF +α)はNMOSト
ランジスタ4にそれぞれ流れるから、NMOSトランジ
スタ3のドレイン電流<NMOSトランジスタ4のドレ
イン電流となる。更に、NMOSトランジスタ3のドレ
イン・ソース間電圧VDS(3) が、次式(19)で示すよう
に電源依存性をもつため、電源15の電圧VDDが大きくな
ると、NMOSトランジスタ3のソース・ドレイン間電
圧VDS(3) と次式(20)で示すNMOSトランジスタ4
のソース・ドレイン間電圧VDS(4) の、次式(21)で表
される差ΔVDS(NMOS)が大きくなる。 VDS(3) =VDD−VGS(1) −(VBE(6) +R1IREF ) ・・・・・・(19) VDS(4) =VGS(4) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(20) ΔVDS(NMOS)=VDS(3) −VDS(4) =VDD−VGS(1) − (VBE(6) +R1IREF )−VGS(4) ・・・・・・・(21)Also, since the drain current I REF of the PMOS transistor 1 flows through the NMOS transistor 3 and the drain current (I REF + α) of the PMOS transistor 2 flows through the NMOS transistor 4, the drain current of the NMOS transistor 3 <the drain current of the NMOS transistor 4. It becomes the drain current. Further, since the drain-source voltage V DS (3) of the NMOS transistor 3 has a power supply dependency as shown in the following equation (19), when the voltage V DD of the power supply 15 increases, the source-source voltage of the NMOS transistor 3 increases. The drain voltage V DS (3) and the NMOS transistor 4 expressed by the following equation (20)
, The difference ΔV DS (NMOS) of the source-drain voltage V DS (4) expressed by the following equation (21) increases. V DS (3) = V DD -V GS (1) -(V BE (6) + R1I REF ) (19) V DS (4) = V GS (4) ... (20) ΔV DS (NMOS) = V DS (3) −V DS (4) = V DD −V GS (1) − (V BE ( 6) + R1I REF ) -V GS (4) (21)
【0013】ところで、上記(4)式及び(5)式よ
り、MOSトランジスタのゲート・ソース間電圧は、ド
レイン電流IDSが大きいほど及び1/VDSが大きいほど
(VDSが小さいほど)大きくなる。よって、電源15が大
きくなれば、上記(17)式及び(18)式よりIDS(1) <
IDS(2) 、及び上記(21)式よりVDS(3) >VDS(4) と
なるので、NMOSトランジスタ3のゲート・ソース間
電圧VGS(3) よりもNMOSトランジスタ4のゲート・
ソース間電圧VGS(4) が大きくなり、NMOSトランジ
スタ3と4のソース・ゲート間電圧の差ΔVGS(NMOS)は
次式(22)で表される。From the above equations (4) and (5), the gate-source voltage of the MOS transistor increases as the drain current I DS increases and as 1 / V DS increases (as V DS decreases). Become. Therefore, if the power supply 15 becomes large, I DS (1) <
Since I DS (2) and V DS (3) > V DS (4) from the above equation (21), the gate-source voltage of the NMOS transistor 4 is larger than the gate-source voltage V GS (3) of the NMOS transistor 3.
The source-to-source voltage V GS (4) increases, and the difference ΔV GS (NMOS) between the source-gate voltages of the NMOS transistors 3 and 4 is expressed by the following equation (22).
【0014】[0014]
【数4】 (Equation 4)
【0015】なお、VDS(3) >VDS(4) ,IREF +α>
IREF より、NMOSトランジスタ3と4のソース・ゲ
ート間電圧の差ΔVGS(NMOS)は正となる。よって、電源
15が上昇した場合を考慮すると、上記(1)式は次式
(23)のように整理できる。 IREF R1=VT ln{N(IREF +α)/IREF }+(VGS(4) −VGS(3) ) =VT ln{N(IREF +α)/IREF }+ΔVGS(NMOS) ・・・・・・・(23) ここで、αには電源依存性のあるΔVDS(PMOS)が含まれ
ているので、電源15が大きくなると、上記(23)式の右
辺第1項は増加する(上記(14)〜(18)式参照)。更
に、ΔVGS(NMOS)にはα及び電源依存性のあるΔV
DS(NMOS)が含まれているので、電源15が大きくなると、
上記(23)式の右辺第2項も増加する(上記(19)〜
(22)式参照)。したがって、定電流発生部21で発生さ
れる電流IREF は、電源15が大きくなると増加するとい
う電源電圧依存性をもち、出力電圧VOUTも電源15によ
って変動する。Note that V DS (3) > V DS (4) , I REF + α>
From I REF , the difference ΔV GS (NMOS) between the source-gate voltages of the NMOS transistors 3 and 4 is positive. Therefore, the power supply
In consideration of the case where 15 has increased, the above equation (1) can be arranged as the following equation (23). I REF R1 = V T ln {N (I REF + α) / I REF } + (V GS (4) −V GS (3) ) = V T ln {N (I REF + α) / I REF } + ΔV GS ( ( NMOS) (23) Here, α includes power supply-dependent ΔV DS (PMOS) . Therefore, when the power supply 15 increases, the first value on the right side of the above equation (23) becomes The term increases (see the above equations (14) to (18)). Furthermore, ΔV GS (NMOS) has α and ΔV
Since DS (NMOS) is included, if the power supply 15 becomes large,
The second term on the right side of the above equation (23) also increases (from the above (19) to
(See equation (22)). Therefore, the current I REF generated by the constant current generator 21 has a power supply voltage dependency that the power supply 15 increases as the power supply 15 increases, and the output voltage V OUT also varies depending on the power supply 15.
【0016】以上のように、従来提案されている定電圧
回路においては、電源の変動に対する出力電圧の影響が
考慮されていない。本発明は、この点に着目してなされ
たもので、電源電圧が変動しても出力電圧が変化しない
定電圧回路を提供することを目的とするものである。As described above, the conventionally proposed constant voltage circuit does not consider the effect of the output voltage on the fluctuation of the power supply. The present invention has been made in view of this point, and has as its object to provide a constant voltage circuit in which the output voltage does not change even when the power supply voltage changes.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項1記載の発明は、同一基板上に形成したCM
OS構造に生成される寄生トランジスタを利用して構成
した定電圧回路において、第1の電源にソースが接続さ
れゲートが共通に接続された第1及び第2の第1導電型
MOSトランジスタと、ドレインとゲートが前記第1の
第1導電型MOSトランジスタのドレインに接続された
第1の第2導電型MOSトランジスタと、ドレインが前
記第2の第1導電型MOSトランジスタのドレインにゲ
ートが前記第1の第2導電型MOSトランジスタのゲー
トに接続された第2の第2導電型MOSトランジスタ
と、一端が前記第1の第2導電型MOSトランジスタの
ソースに接続された第1の抵抗と、エミッタが前記第1
の抵抗の他端に接続されベースとコレクタが第2の電源
に接続されている第1の寄生トランジスタと、エミッタ
面積が前記第1の寄生トランジスタのエミッタ面積の1
/N(Nは任意の整数)でエミッタが前記第2の第2導
電型MOSトランジスタのソースに接続されベースとコ
レクタが第2の電源に接続されている第2の寄生トラン
ジスタと、ソースが第1の電源に接続されゲートとドレ
インが前記第1の第1導電型MOSトランジスタのゲー
トに接続されている第3の第1導電型MOSトランジス
タと、入力端子が前記第2の第1導電型MOSトランジ
スタのドレインに出力端子が前記第3の第1導電型MO
Sトランジスタのドレインにそれぞれ接続され、入力端
子と第2の電源の差電圧に応じた電流を出力する電圧電
流変換ブロックと、ソースが第1の電源に接続されゲー
トが前記第1の第1導電型MOSトランジスタのゲート
に接続された第4の第1導電型MOSトランジスタと、
一端が前記第4の第1導電型MOSトランジスタのドレ
インに接続された第2の抵抗と、エミッタが前記第2の
抵抗の他端に接続されベースとコクレタが第2の電源に
接続された第3の寄生トランジスタとを備え、前記第4
の第1導電型MOSトランジスタと第2の抵抗の接続点
より出力電圧を取り出すように構成するものである。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is directed to a CM formed on the same substrate.
In a constant voltage circuit configured using a parasitic transistor generated in an OS structure, a first and second first conductivity type MOS transistors having a source connected to a first power supply and a gate connected in common, and a drain. A first second conductivity type MOS transistor having a gate connected to the drain of the first first conductivity type MOS transistor; a drain connected to the drain of the second first conductivity type MOS transistor; A second second conductivity type MOS transistor connected to the gate of the second conductivity type MOS transistor, a first resistor connected at one end to the source of the first second conductivity type MOS transistor, and an emitter The first
A first parasitic transistor connected to the other end of the first resistor and having a base and a collector connected to a second power supply, and an emitter area of which is one of an emitter area of the first parasitic transistor.
/ N (N is an arbitrary integer), a second parasitic transistor whose emitter is connected to the source of the second MOS transistor of the second conductivity type and whose base and collector are connected to the second power supply, and whose source is the second. A third first-conductivity-type MOS transistor having a gate and a drain connected to the gate of the first first-conductivity-type MOS transistor, and an input terminal connected to the second first-conductivity-type MOS transistor. The output terminal of the transistor is connected to the third first conductivity type MO.
A voltage-current conversion block connected to the drain of the S transistor and outputting a current corresponding to a difference voltage between the input terminal and the second power supply; a source connected to the first power supply and a gate connected to the first first conductive layer A fourth first conductivity type MOS transistor connected to the gate of the type MOS transistor;
A second resistor having one end connected to the drain of the fourth first conductivity type MOS transistor, a second resistor having an emitter connected to the other end of the second resistor, and a base and a collector connected to a second power supply. And a third parasitic transistor.
The output voltage is extracted from the connection point between the first conductivity type MOS transistor and the second resistor.
【0018】このように構成された定電圧回路におい
て、ゲートが共通でそれぞれのドレインが第1及び第2
の第2導電型MOSトランジスタに接続された第1及び
第2の第1導電型MOSトランジスタのソース・ドレイ
ン間電圧に関し、該第1及び第2の第1導電型MOSト
ランジスタのドレイン電位が電源依存性をもたない構成
であるため、電源電圧が変動しても前記第1及び第2の
第1導電型MOSトランジスタのソース・ドレイン間電
圧に差が生じず、該第1及び第2の第1導電型MOSト
ランジスタに流れる電流が一定値となる。したがって、
第1の第1導電型MOSトランジスタに流れる電流のX
倍の電流を利用する出力電圧も電源電圧に依存せず一定
値となる。更に、本発明においては温度変動に対して
も、カレントミラー接続された第1及び第2の第1導電
型MOSトランジスタのソース・ドレイン間電圧の差は
ほとんど生じないため、広い温度範囲で安定な出力電圧
を得ることができる。In the constant voltage circuit thus configured, the gate is common and the drains are the first and second.
The source and drain voltages of the first and second first conductivity type MOS transistors connected to the second conductivity type MOS transistor, the drain potential of the first and second first conductivity type MOS transistors depends on the power supply. Since the configuration does not have the characteristic, even if the power supply voltage fluctuates, there is no difference between the source-drain voltages of the first and second first conductivity type MOS transistors, and the first and second first MOS transistors are not changed. The current flowing through the one conductivity type MOS transistor has a constant value. Therefore,
X of the current flowing through the first first conductivity type MOS transistor
The output voltage using the double current also becomes a constant value independent of the power supply voltage. Further, in the present invention, even when the temperature is changed, there is almost no difference between the source-drain voltages of the first and second first conductivity type MOS transistors connected in a current mirror, so that the voltage is stable over a wide temperature range. Output voltage can be obtained.
【0019】請求項2記載の発明は、請求項1記載の定
電圧回路において、前記電圧電流変換ブロックを第2導
電型MOSトランジスタで構成し、該第2導電型MOS
トランジスタのゲートとドレインをそれぞれ入力端子と
出力端子とし、ソースを第2の電源に接続するものであ
る。このように、電圧電流変換ブロックを第2導電型M
OSトランジスタのみで構成することにより、非常に単
純な回路となり、したがって回路規模を大きくしない
で、安定した出力電圧を得ることができる。According to a second aspect of the present invention, in the constant voltage circuit according to the first aspect, the voltage-current conversion block includes a second conductivity type MOS transistor.
The gate and drain of the transistor are used as an input terminal and an output terminal, respectively, and the source is connected to a second power supply. Thus, the voltage-current conversion block is connected to the second conductivity type M
By using only OS transistors, a very simple circuit can be obtained. Therefore, a stable output voltage can be obtained without increasing the circuit scale.
【0020】請求項3記載の発明は、請求項1記載の定
電圧回路において、前記電圧電流変換ブロックを第2導
電型MOSトランジスタと寄生トランジスタとで構成
し、前記第2導電型MOSトランジスタのゲートとドレ
インをそれぞれ入力端子と出力端子とし、ソースを寄生
トランジスタのエミッタに接続し、前記寄生トランジス
タのベースとコレクタを第2の電源に接続するものであ
る。このように、電圧電流変換ブロックを第2導電型M
OSトランジスタと寄生トランジスタとで構成すること
により、非常に単純な回路となり、また第1の第2導電
型MOSトランジスタのドレイン電位の温度依存性と第
2の第2導電型MOSトランジスタのドレイン電位の温
度依存性が等しくなり、したがって、回路規模を大きく
しないで、広い温度範囲で非常に安定な出力電圧を得る
ことができる。According to a third aspect of the present invention, in the constant voltage circuit according to the first aspect, the voltage-current conversion block includes a second conductivity type MOS transistor and a parasitic transistor, and a gate of the second conductivity type MOS transistor. And a drain, respectively, as an input terminal and an output terminal, a source is connected to an emitter of the parasitic transistor, and a base and a collector of the parasitic transistor are connected to a second power supply. Thus, the voltage-current conversion block is connected to the second conductivity type M
By using an OS transistor and a parasitic transistor, a very simple circuit can be obtained. In addition, the temperature dependence of the drain potential of the first second conductivity type MOS transistor and the drain potential of the second second conductivity type MOS transistor can be improved. Temperature dependence becomes equal, and therefore, a very stable output voltage can be obtained in a wide temperature range without increasing the circuit scale.
【0021】請求項4記載の発明は、請求項1記載の定
電圧回路において、前記電圧電流変換ブロックを第2導
電型MOSトランジスタと抵抗とで構成し、前記第2導
電型MOSトランジスタのゲートとドレインをそれぞれ
入力端子と出力端子とし、ソースを前記抵抗を介して第
2の電源に接続するものである。このように、電圧電流
変換ブロックを第2導電型MOSトランジスタと抵抗と
で構成することにより、非常に単純な回路となり、また
安定した出力電圧を得る、前記第2導電型MOSトラン
ジスタのゲート電位と第1の第2導電型MOSトランジ
スタのゲート電位とを等しくするという条件を、容易に
設定することができ、したがって回路規模を大きくしな
いで、安定した出力電圧を得る条件設定を容易に行うこ
とができる。According to a fourth aspect of the present invention, in the constant voltage circuit according to the first aspect, the voltage-current conversion block includes a second conductivity type MOS transistor and a resistor, and a gate of the second conductivity type MOS transistor is connected to the gate. The drain is an input terminal and an output terminal, respectively, and the source is connected to a second power supply via the resistor. In this way, by configuring the voltage-current conversion block with the second conductivity type MOS transistor and the resistor, a very simple circuit is obtained, and a gate potential of the second conductivity type MOS transistor which obtains a stable output voltage is obtained. The condition for equalizing the gate potential of the first second conductivity type MOS transistor can be easily set, so that the condition for obtaining a stable output voltage can be easily set without increasing the circuit scale. it can.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】次に、実施の形態について説明す
る。図1は、本発明に係る定電圧回路の第1の実施の形
態を示す回路構成図で、図8に示した従来例と対応する
構成要素には同一の符号を付して示している。図1にお
いて、1と2と8はカレントミラーを構成するPMOS
トランジスタ、3と4はゲートを共通に接続したNMO
Sトランジスタ、5と13は抵抗、6と7はエミッタ面積
比がN:1の寄生PNPトランジスタ、9は電圧電流変
換ブロック、10と11は電圧電流変換ブロックの入力端子
と出力端子、12はPMOSトランジスタ1,2及び8と
カレントミラーを構成しX倍の電流を出力するPMOS
トランジスタ、14は寄生PNPトランジスタ、15は電
源、16は接地電位、17は出力端子である。そして、1〜
9で示す各構成要素で、基準電流IREF を発生する定電
流発生部21を構成し、また12〜14で示す各構成要素で、
電圧を発生する電圧発生部を構成している。また、電圧
電流変換ブロック9は入力端子10と接地電位16の差電圧
に応じた電流を出力するもので、入力端子10と接地電位
16の差電圧が大きいほど多くの電流を引き込むようにな
っている。Next, an embodiment will be described. FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a first embodiment of a constant voltage circuit according to the present invention. Components corresponding to those of the conventional example shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 1, PMOS transistors 1, 2 and 8 constitute a current mirror.
Transistors 3 and 4 have NMOs whose gates are connected in common.
S transistors, 5 and 13 are resistors, 6 and 7 are parasitic PNP transistors having an emitter area ratio of N: 1, 9 is a voltage-current conversion block, 10 and 11 are input and output terminals of the voltage-current conversion block, and 12 is a PMOS. PMOS that forms a current mirror with transistors 1, 2 and 8 and outputs X times the current
A transistor, 14 is a parasitic PNP transistor, 15 is a power supply, 16 is a ground potential, and 17 is an output terminal. And 1 to
9 constitutes a constant current generating section 21 for generating a reference current I REF , and the components indicated by 12 to 14
It constitutes a voltage generator for generating a voltage. The voltage-current conversion block 9 outputs a current corresponding to the difference voltage between the input terminal 10 and the ground potential 16.
The larger the difference voltage of 16, the more current is drawn.
【0023】次に、このように構成されている第1の実
施の形態の動作について説明する。定電流発生部21は、
図8で示した従来例と同様に、下記に再掲する(1)
式、及びこれに(2)〜(5)式を代入して得られる
(6)式を満足する条件が安定点である。 VBE(6) +IDS(1) R1+VGS(3) =VBE(7) +VGS(4) ・・・・・(1)Next, the operation of the first embodiment configured as described above will be described. The constant current generator 21
As in the case of the conventional example shown in FIG.
The condition that satisfies the expression and the expression (6) obtained by substituting the expressions (2) to (5) into the expression is a stable point. V BE (6) + I DS (1) R1 + V GS (3) = V BE (7) + V GS (4) ... (1)
【0024】[0024]
【数5】 (Equation 5)
【0025】ここで、電圧電流変換ブロック9の入力端
子10の電位VG(10) を、NMOSトランジスタ3のゲー
ト電位VG(3)と等しくなるように設定すると、PMOS
トランジスタ1,2のソース・ドレイン間電圧
VDS(1) ,VDS(2) は等しくなるので、PMOSトラン
ジスタ1,2のドレイン電流IDS(1) ,IDS(2) は等し
く(I DS(1) =IDS(2) )なる。更に、NMOSトラン
ジスタ3,4のソース・ドレイン間電圧VDS(3) ,V
DS(4) も等しく(VDS(3) =VDS(4) )なる。したがっ
て、定電流発生部21で発生する基準電流IREF も、図8
に示した従来例と同様に下記に再掲する(8)式で表さ
れるものとなる。 IREF =VT lnN/R1 ・・・・・・・・・・・・・(8)Here, the input terminal of the voltage / current conversion block 9
Potential V of child 10G (10)Is the gate of the NMOS transistor 3.
Potential VG (3)Is set to be equal to
Source-drain voltage of transistors 1 and 2
VDS (1), VDS (2)Are equal, the PMOS transistor
Drain current I of transistors 1 and 2DS (1), IDS (2)Equal
K (I DS (1)= IDS (2))Become. In addition, NMOS transistors
Source-drain voltage V of transistors 3 and 4DS (3), V
DS (4)Is also equal (VDS (3)= VDS (4))Become. Accordingly
The reference current I generated by the constant current generator 21REFFIG. 8
Similarly to the conventional example shown in FIG.
It will be. IREF= VTlnN / R1 (8)
【0026】そして、定電流発生部21の電流が安定点の
電流IREF よりも多くなった場合は、次に示すように帰
還がかかり安定点に落ちつく。 PMOSトランジスタ1,2のドレイン電流
IDS(1) ,IDS(2) がIREF +ΔIに増加すると、 NMOSトランジスタ3のゲート電位VG(3)及びNM
OSトランジスタ4のゲート電位VG(4)が上昇し、 NMOSトランジスタ4のドレイン電流IDS(4) がI
REF +ΔI+γに増加する(NMOSトランジスタ4〜
寄生PNPトランジスタ7のラインの電流変化は、NM
OSトランジスタ3〜抵抗5〜寄生PNPトランジスタ
6のラインの電流変化より大きくなる)。 IDS(2) =IREF +ΔI<IDS(4) =IREF +ΔI+
γより、NMOSトランジスタ4のドレイン電位VD(4)
が低下する(したがって電圧電流変換ブロック9の入力
端子10の電位VG(10) も低下する)。 これにより、電圧電流変換ブロック9の出力電流I
D(9)が減少する。 したがって、PMOSトランジスタ1,2のドレイン
電流IDS(1) ,IDS(2)が減少する。When the current of the constant current generator 21 becomes larger than the stable point current I REF , feedback is performed as shown below, and the stable point is settled. When the drain currents I DS (1) and I DS (2) of the PMOS transistors 1 and 2 increase to I REF + ΔI, the gate potential VG (3) of the NMOS transistor 3 and NM
The gate potential VG (4) of the OS transistor 4 rises, and the drain current I DS (4) of the NMOS transistor 4 becomes I
REF + ΔI + γ (NMOS transistors 4 to
The current change in the line of the parasitic PNP transistor 7 is NM
It becomes larger than the current change in the line of the OS transistor 3 to the resistor 5 to the parasitic PNP transistor 6). I DS (2) = I REF + ΔI <I DS (4) = I REF + ΔI +
From γ, the drain potential V D (4) of the NMOS transistor 4
(Accordingly, the potential VG (10) of the input terminal 10 of the voltage-current conversion block 9 also decreases). Thereby, the output current I of the voltage / current conversion block 9
D (9) decreases. Therefore, the drain currents I DS (1) and I DS (2) of the PMOS transistors 1 and 2 decrease.
【0027】かりに、電源15が上昇した場合でも、PM
OSトランジスタ1,2のソース・ドレイン間電圧V
DS(1) ,VDS(2) は等しいので、PMOSトランジスタ
1,2のドレイン電流IDS(1) ,IDS(2) は等しく(I
DS(1) =IDS(2) )なる。更に、NMOSトランジスタ
3,4のソース・ドレイン間電圧VDS(3) ,VDS(4) は
電源電圧依存性をもたないので、電源15に無関係に一定
値となる。したがって、定電流発生部21で発生する基準
電流IREF は電源15が変化しても一定となる。Even if the power supply 15 rises, PM
Source-drain voltage V of OS transistors 1 and 2
Since DS (1) and V DS (2) are equal, the drain currents I DS (1) and I DS (2) of the PMOS transistors 1 and 2 are equal (I
DS (1) = I DS (2) . Further, since the source-drain voltages V DS (3) and V DS (4) of the NMOS transistors 3 and 4 have no power supply voltage dependency, they have a constant value regardless of the power supply 15. Therefore, the reference current I REF generated by the constant current generator 21 is constant even if the power supply 15 changes.
【0028】また、NMOSトランジスタ3のゲート電
位VG(3)の温度依存性と電圧電流変換ブロック9の入力
端子10の温度依存性を等しくすれば、温度変動があって
もPMOSトランジスタ1,2のソース・ドレイン間電
圧VDS(1) ,VDS(2) 、及びNMOSトランジスタ3,
4のソース・ドレイン間電圧VDS(3) ,VDS(4) に差電
圧は生じず、基準電流IREF の変化がなくなる。If the temperature dependence of the gate potential V G (3) of the NMOS transistor 3 is made equal to the temperature dependence of the input terminal 10 of the voltage-current conversion block 9, the PMOS transistors 1 and 2 will not be affected even if the temperature fluctuates. Source-drain voltages V DS (1) , V DS (2) , and NMOS transistors 3,
No difference voltage occurs between the source-drain voltages V DS (3) and V DS (4) of No. 4 and the reference current I REF does not change.
【0029】したがって、PMOSトランジスタ12には
基準電流IREF のX倍の電流が流れるため、出力電圧V
OUT とVOUT の温度依存性は、下記に再掲する(9)式
及び(10)式となる。 VOUT =(X×R2)/R1・VT lnN+VBE(14) ・・・・・・・・(9) ∂VOUT /∂T=(X×R2)/R1・lnN・∂VT /∂T+∂VBE(14)/∂T ・・・・・・・・(10) ここで、上記(10)式の右辺第1項及び第2項の温度依
存性は、下記に再掲する(11)式及び(12)式のように
表される。 ∂VT /∂T=0.085 mV/deg. ・・・・・・・・・(11) ∂VBE(14)/∂T=−2mV/deg. ・・・・・・・・(12) したがって、下記に再掲する(13)式を満足するよう
に、R1,R2,Nを設定することにより、温度依存性
のない出力電圧VOUT が得られる。 (X×R2)/R1・lnN=(2mV/deg.)/(0.085 mV/deg.)≒23.53 ・・・・・・・・(13)Therefore, a current X times the reference current I REF flows through the PMOS transistor 12, so that the output voltage V
The temperature dependence of OUT and V OUT is expressed by the following equations (9) and (10). V OUT = (X × R2) / R1 · V T lnN + V BE (14) (9) ∂V OUT / ∂T = (X × R2) / R1 · lnN · ∂V T / ∂T + ∂V BE (14) / ∂T (10) Here, the temperature dependence of the first and second terms on the right side of the above equation (10) is shown again below ( It is expressed as in equations (11) and (12). ∂V T /∂T=0.085 mV / deg. (11) ∂V BE (14) / ∂T = -2 mV / deg. (12) Therefore, by setting R1, R2, and N so as to satisfy the following expression (13), an output voltage VOUT having no temperature dependency can be obtained. (X × R2) / R1 · lnN = (2 mV / deg.) / (0.085 mV / deg.) ≒ 23.53 (13)
【0030】以上のように、本実施の形態によれば、電
源15の変動や温度変動に対して非常に安定な電圧を得る
ことができる。更に、CPUなどの処理部との一体化も
容易で、低コスト化にも有利であるという利点も備えて
いる。As described above, according to the present embodiment, it is possible to obtain a voltage that is very stable against fluctuations in the power supply 15 and fluctuations in temperature. Further, it has an advantage that it can be easily integrated with a processing unit such as a CPU, which is advantageous for cost reduction.
【0031】次に、第2の実施の形態を図2に基づいて
説明する。この実施の形態では、図1に示した第1の実
施の形態における電圧電流変換ブロック9を、NMOS
トランジスタ18で構成し、該NMOSトランジスタ18の
ゲートを入力端子にドレインを出力端子とし、ソースを
接地電位16に接続して構成したもので、その他の構成は
第1の実施の形態と同じであり、その動作も、第1の実
施の形態と同様である。Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the voltage-current conversion block 9 in the first embodiment shown in FIG.
The NMOS transistor 18 is configured by connecting the gate to the input terminal, the drain to the output terminal, and the source to the ground potential 16, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. The operation is the same as that of the first embodiment.
【0032】この第2の実施の形態では、NMOSトラ
ンジスタ3のゲート電位VG(3)の温度依存性とNMOS
トランジスタ18のゲート電位VG(18) の温度依存性が異
なり、温度変動によってPMOSトランジスタ1,2の
ソース・ドレイン間電圧VDS(1) ,VDS(2) 、及びNM
OSトランジスタ3,4のソース・ドレイン間電圧V
DS(3) ,VDS(4) に差が発生し、バランスが崩れる場合
がある。しかしながら、発生する差電圧は数百mV程度
であり、PMOSトランジスタ1,2のソース・ドレイ
ン間電圧VDS(1) ,VDS(2) 、及びNMOSトランジス
タ3,4のソース・ドレイン間電圧VDS(3) ,VDS(4)
に発生する差電圧ΔVDS(PMOS)及びΔVDS(NMOS)に伴う
基準電流IREF の変化は非常に小さい。したがって、本
実施の形態によれば、電圧電流変換ブロックをNMOS
トランジスタのみで構成しているため、回路規模を大き
くしないで、安定な出力電圧を得ることができる。In the second embodiment, the temperature dependence of the gate potential VG (3) of the NMOS transistor 3 and the NMOS
The temperature dependence of the gate potential VG (18) of the transistor 18 differs, and the source-drain voltages VDS (1) , VDS (2) , and NM of the PMOS transistors 1 and 2 vary depending on the temperature.
Source-drain voltage V of OS transistors 3 and 4
A difference may occur between DS (3) and VDS (4) , and the balance may be lost. However, the generated difference voltage is about several hundred mV, and the source-drain voltages V DS (1) and V DS (2) of the PMOS transistors 1 and 2 and the source-drain voltage V DS of the NMOS transistors 3 and 4 are different. DS (3) , V DS (4)
The change of the reference current I REF due to the difference voltage ΔV DS (PMOS) and ΔV DS (NMOS) generated at the time is very small. Therefore, according to the present embodiment, the voltage-current conversion block is
Since it is composed only of transistors, a stable output voltage can be obtained without increasing the circuit scale.
【0033】次に、第3の実施の形態を図3に基づいて
説明する。この実施の形態では、図1に示した第1の実
施の形態における電圧電流変換ブロック9を、NMOS
トランジスタ18と寄生PNPトランジスタ19とで構成
し、NMOSトランジスタ18のゲートを入力端子にドレ
インを出力端子とし、ソースをダイオード接続された寄
生PNPトランジスタ19を介して接地電位16に接続して
構成したもので、その他の構成は第1の実施の形態と同
じであり、その動作も、第1の実施の形態と同様であ
る。Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the voltage-current conversion block 9 in the first embodiment shown in FIG.
A transistor comprising a transistor 18 and a parasitic PNP transistor 19, wherein the gate of the NMOS transistor 18 is an input terminal, the drain is an output terminal, and the source is connected to the ground potential 16 via the diode-connected parasitic PNP transistor 19. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the operation is the same as that of the first embodiment.
【0034】この第3の実施の形態では、基準電流I
REF が電源15の影響を受けないのは勿論、温度が変動し
た場合でも、NMOSトランジスタ3のゲート電位V
G(3)の温度依存性と、NMOSトランジスタ18のゲート
電位VG(18) の温度依存性が同じで、PMOSトランジ
スタ1,2のソース・ドレイン間電圧VDS(1) ,V
DS(2)、及びNMOSトランジスタ3,4のソース・ド
レイン間電圧VDS(3) ,VDS(4 ) は等しくなるので、そ
れぞれの電圧間には差電圧ΔVDS(PMOS),ΔVDS(NMOS)
が生じず、本質的な温度依存性(抵抗5とVT の温度依
存性)以外の影響は受けない。In the third embodiment, the reference current I
REF is not affected by the power supply 15 and of course, even when the temperature fluctuates, the gate potential V
The temperature dependence of G (3) and the gate potential VG (18) of the NMOS transistor 18 are the same, and the source-drain voltages V DS (1) and V DS (1) of the PMOS transistors 1 and 2 are the same.
Since DS (2) and the source-drain voltages V DS (3) and V DS (4 ) of the NMOS transistors 3 and 4 become equal, the difference voltages ΔV DS (PMOS) and ΔV DS ( NMOS)
Does not occur, intrinsic temperature dependence (temperature dependence of the resistance 5 and V T) than the impact is not subjected.
【0035】したがって、本実施の形態によれば、電圧
電流変換ブロックをNMOSトランジスタと寄生PNP
トランジスタとで構成しているため、回路規模を大きく
することなく、電源の変動及び温度変動に対して非常に
安定な電圧を得ることができる。Therefore, according to the present embodiment, the voltage-current conversion block includes the NMOS transistor and the parasitic PNP.
Since it is composed of transistors, it is possible to obtain a voltage that is very stable against power supply fluctuations and temperature fluctuations without increasing the circuit scale.
【0036】次に、第4の実施の形態を図4に基づいて
説明する。この実施の形態では、図1に示した第1の実
施の形態における電圧電流変換ブロック9を、NMOS
トランジスタ18と抵抗20とで構成し、NMOSトランジ
スタ18のゲートを入力端子にドレインを出力端子とし、
ソースを抵抗20を介して接地電位16に接続して構成した
もので、その他の構成は第1の実施の形態と同じであ
り、その動作も、第1の実施の形態と同様である。Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the voltage-current conversion block 9 in the first embodiment shown in FIG.
It is composed of a transistor 18 and a resistor 20, with the gate of the NMOS transistor 18 as an input terminal and the drain as an output terminal,
The configuration is such that the source is connected to the ground potential 16 via the resistor 20, and the other configuration is the same as that of the first embodiment, and the operation is also the same as that of the first embodiment.
【0037】この第4の実施の形態では、抵抗20の値を
変化させることにより、安定な出力電圧を得る条件、す
なわちNMOSトランジスタ18のゲート電位とNMOS
トランジスタ3のゲート電位とを等しくする条件を容易
に設定することができる。したがって、本実施の形態に
よれば、電圧電流変換ブロックをNMOSトランジスタ
と抵抗で構成しているので、安定な出力電圧を得る条件
設定を容易に行うことができる。In the fourth embodiment, the condition for obtaining a stable output voltage by changing the value of the resistor 20, that is, the gate potential of the NMOS transistor 18 and the NMOS
The condition for making the gate potential of the transistor 3 equal can easily be set. Therefore, according to the present embodiment, since the voltage-current conversion block is composed of the NMOS transistor and the resistor, it is possible to easily set conditions for obtaining a stable output voltage.
【0038】なお、この実施の形態は、各種の変形、変
更が可能である。例えば、図4に示すように、NMOS
トランジスタ4のゲート・ドレイン間に回路動作安定用
の容量23を接続することができる。あるいは、PMOS
トランジスタ1,2,8,12によって構成されているカ
レントミラーを、カスコード形やウイルソン形で構成す
ることできる。This embodiment can be variously modified and changed. For example, as shown in FIG.
A capacitor 23 for stabilizing the circuit operation can be connected between the gate and the drain of the transistor 4. Or PMOS
The current mirror constituted by the transistors 1, 2, 8, and 12 can be constituted by a cascode type or a Wilson type.
【0039】次に、本発明に係る定電圧回路をN型基板
を用いて構成した場合の第5の実施の形態について説明
する。N型基板を用いたCMOS構造では、図5に示す
ように、NMOSトランジスタのドレイン/ソース領域
のN+ 拡散層がエミッタに、NMOSトランジスタのP
−Well 層がベースに、N型基板がコレクタになる寄生
NPNトランジスタが生じる。この寄生NPNトランジ
スタは、コレクタが電源に固定されているという制約を
もっている。Next, a description will be given of a fifth embodiment in which the constant voltage circuit according to the present invention is configured using an N-type substrate. In a CMOS structure using an N-type substrate, as shown in FIG. 5, an N + diffusion layer in a drain / source region of an NMOS transistor serves as an emitter and a P +
A parasitic NPN transistor having a Well layer as a base and an N-type substrate as a collector occurs. This parasitic NPN transistor has a restriction that the collector is fixed to the power supply.
【0040】次に、第5の実施の形態を図6に基づいて
概略説明する。31と32と38はカレントミラーを構成する
NMOSトランジスタ、33と34はゲートが共通に接続さ
れているPMOSトランジスタ、35と43は抵抗、36と37
はエミッタ面積比がN:1の寄生NPNトランジスタ、
39は電圧電流変換ブロック、40と41は電圧電流変換ブロ
ック39の入力端子と出力端子、42はNMOSトランジス
タ31,32及び38とカレントミラーを構成しX倍の電流を
出力するNMOSトランジスタ、44は寄生NPNトラン
ジスタ、45は電源、46は接地電位、47は出力端子であ
る。そして、31〜39で示す構成要素は、基準電流IREF
を発生する定電流発生部52を構成し、42〜44で示す構成
要素は、電圧を発生する電圧発生部を構成している。こ
こで、電圧電流変換ブロック39は入力端子40と電源45の
差電圧に応じた電流を出力するもので、入力端子40と電
源45の差電圧が大きいほど多くの電流を流し出すように
構成されている。そしてN型基板を用いて構成した定電
圧回路の場合には、電源45と出力端子47の間に定電圧が
発生するようになっている。Next, a fifth embodiment will be schematically described with reference to FIG. 31, 32 and 38 are NMOS transistors constituting a current mirror, 33 and 34 are PMOS transistors whose gates are connected in common, 35 and 43 are resistors, 36 and 37
Is a parasitic NPN transistor having an emitter area ratio of N: 1,
39 is a voltage-to-current conversion block, 40 and 41 are input and output terminals of the voltage-to-current conversion block 39, 42 is an NMOS transistor that forms a current mirror with the NMOS transistors 31, 32, and 38 and outputs X times the current, and 44 is A parasitic NPN transistor, 45 is a power supply, 46 is a ground potential, and 47 is an output terminal. The components indicated by 31 to 39 are the reference current I REF
, And the components indicated by reference numerals 42 to 44 constitute a voltage generator that generates a voltage. Here, the voltage-current conversion block 39 outputs a current corresponding to the difference voltage between the input terminal 40 and the power supply 45, and is configured to flow out more current as the difference voltage between the input terminal 40 and the power supply 45 increases. ing. In the case of a constant voltage circuit configured using an N-type substrate, a constant voltage is generated between the power supply 45 and the output terminal 47.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、請求項1記載の発明によれば、電源電圧に依存せず
且つ広い温度範囲に亘って安定した出力電圧が得られる
定電圧回路を実現することができる。また請求項2記載
の発明によれば、非常に単純な回路で安定した出力電圧
を得ることができ、また請求項3記載の発明によれば、
回路規模を大きくしないで、広い温度範囲に亘って安定
した出力電圧を得ることができ、また請求項4記載の発
明によれば、回路規模を大きくしないで、安定した出力
電圧を得る条件設定を容易に行うことができる。As described above with reference to the embodiments, according to the first aspect of the present invention, a constant voltage circuit which can obtain a stable output voltage over a wide temperature range without depending on a power supply voltage. Can be realized. According to the second aspect of the present invention, a stable output voltage can be obtained with a very simple circuit, and according to the third aspect of the present invention,
A stable output voltage can be obtained over a wide temperature range without increasing the circuit scale, and according to the invention as set forth in claim 4, conditions for obtaining a stable output voltage without increasing the circuit scale can be set. It can be done easily.
【図1】本発明に係る定電圧回路の第1の実施の形態を
示す回路構成図である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a first embodiment of a constant voltage circuit according to the present invention.
【図2】本発明の第2の実施の形態を示す回路構成図で
ある。FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第3の実施の形態を示す回路構成図で
ある。FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第4の実施の形態を示す回路構成図で
ある。FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
【図5】N型基板を用いたCMOS構造を示す概略断面
図である。FIG. 5 is a schematic sectional view showing a CMOS structure using an N-type substrate.
【図6】本発明の第5の実施の形態を示す回路構成図で
ある。FIG. 6 is a circuit configuration diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
【図7】P型基板を用いたCMOS構造を示す概略断面
図である。FIG. 7 is a schematic sectional view showing a CMOS structure using a P-type substrate.
【図8】従来の定電圧回路の構成例を示す回路構成図で
ある。FIG. 8 is a circuit configuration diagram showing a configuration example of a conventional constant voltage circuit.
1,2,8,12,33,34 PMOSトランジスタ 3,4,18,31,32,38,42 NMOSトランジスタ 5,13,35,43 抵抗 6,7,14 寄生PNPトランジスタ 9,39 電圧電流変換ブロック 10,40 入力端子 11,41 出力端子 15,45 電源 16,46 接地電位 17,47 出力端子 21,51 定電流発生部 22,52 電圧発生部 36,37,44 寄生NPNトランジスタ 1,2,8,12,33,34 PMOS transistor 3,4,18,31,32,38,42 NMOS transistor 5,13,35,43 Resistance 6,7,14 Parasitic PNP transistor 9,39 Voltage-current conversion Block 10, 40 Input terminal 11, 41 Output terminal 15, 45 Power supply 16, 46 Ground potential 17, 47 Output terminal 21, 51 Constant current generator 22, 52 Voltage generator 36, 37, 44 Parasitic NPN transistor
Claims (4)
成される寄生トランジスタを利用して構成した定電圧回
路において、第1の電源にソースが接続されゲートが共
通に接続された第1及び第2の第1導電型MOSトラン
ジスタと、ドレインとゲートが前記第1の第1導電型M
OSトランジスタのドレインに接続された第1の第2導
電型MOSトランジスタと、ドレインが前記第2の第1
導電型MOSトランジスタのドレインにゲートが前記第
1の第2導電型MOSトランジスタのゲートに接続され
た第2の第2導電型MOSトランジスタと、一端が前記
第1の第2導電型MOSトランジスタのソースに接続さ
れた第1の抵抗と、エミッタが前記第1の抵抗の他端に
接続されベースとコレクタが第2の電源に接続されてい
る第1の寄生トランジスタと、エミッタ面積が前記第1
の寄生トランジスタのエミッタ面積の1/N(Nは任意
の整数)でエミッタが前記第2の第2導電型MOSトラ
ンジスタのソースに接続されベースとコレクタが第2の
電源に接続されている第2の寄生トランジスタと、ソー
スが第1の電源に接続されゲートとドレインが前記第1
の第1導電型MOSトランジスタのゲートに接続されて
いる第3の第1導電型MOSトランジスタと、入力端子
が前記第2の第1導電型MOSトランジスタのドレイン
に出力端子が前記第3の第1導電型MOSトランジスタ
のドレインにそれぞれ接続され、入力端子と第2の電源
の差電圧に応じた電流を出力する電圧電流変換ブロック
と、ソースが第1の電源に接続されゲートが前記第1の
第1導電型MOSトランジスタのゲートに接続された第
4の第1導電型MOSトランジスタと、一端が前記第4
の第1導電型MOSトランジスタのドレインに接続され
た第2の抵抗と、エミッタが前記第2の抵抗の他端に接
続されベースとコクレタが第2の電源に接続された第3
の寄生トランジスタとを備え、前記第4の第1導電型M
OSトランジスタと第2の抵抗の接続点より出力電圧を
取り出すように構成されていることを特徴とする定電圧
回路。1. A constant voltage circuit using a parasitic transistor generated in a CMOS structure formed on the same substrate, wherein a first power source is connected to a first power supply and a gate is commonly connected. 2 of the first conductivity type MOS transistor, and the drain and the gate thereof are of the first first conductivity type M.
A first second conductivity type MOS transistor connected to the drain of the OS transistor; and a drain connected to the second first type MOS transistor.
A second second conductivity type MOS transistor having a gate connected to the drain of the first conductivity type MOS transistor and a source connected to one end of the first second conductivity type MOS transistor; , A first parasitic transistor having an emitter connected to the other end of the first resistor, a base and a collector connected to a second power supply, and an emitter having an area equal to the first resistor.
The emitter is connected to the source of the second second conductivity type MOS transistor and the base and the collector are connected to the second power supply at 1 / N (N is an arbitrary integer) of the emitter area of the parasitic transistor. And a source connected to the first power supply, and a gate and a drain connected to the first power supply.
A third first conductivity type MOS transistor connected to the gate of the first conductivity type MOS transistor, an input terminal connected to the drain of the second first conductivity type MOS transistor, and an output terminal connected to the third first MOS transistor. A voltage-current conversion block connected to the drain of the conductivity type MOS transistor and outputting a current corresponding to a difference voltage between the input terminal and the second power supply; a source connected to the first power supply and a gate connected to the first power supply; A fourth first conductivity type MOS transistor connected to the gate of the one conductivity type MOS transistor;
A second resistor connected to the drain of the first conductivity type MOS transistor, a third resistor having an emitter connected to the other end of the second resistor, and a base and a collector connected to a second power supply.
And the fourth first conductivity type M
A constant voltage circuit configured to extract an output voltage from a connection point between an OS transistor and a second resistor.
MOSトランジスタで構成され、該第2導電型MOSト
ランジスタのゲートとドレインをそれぞれ入力端子と出
力端子とし、ソースを第2の電源に接続していることを
特徴とする請求項1記載の定電圧回路。2. The voltage-current conversion block comprises a second conductivity type MOS transistor. The gate and the drain of the second conductivity type MOS transistor have an input terminal and an output terminal, respectively, and a source is connected to a second power supply. The constant voltage circuit according to claim 1, wherein
MOSトランジスタと寄生トランジスタとで構成され、
前記第2導電型MOSトランジスタのゲートとドレイン
をそれぞれ入力端子と出力端子とし、ソースを前記寄生
トランジスタのエミッタに接続し、前記寄生トランジス
タのベースとコレクタを第2の電源に接続していること
を特徴とする請求項1記載の定電圧回路。3. The voltage-current conversion block includes a second conductivity type MOS transistor and a parasitic transistor.
The second conductive type MOS transistor has a gate and a drain as input and output terminals, respectively, a source connected to the emitter of the parasitic transistor, and a base and a collector of the parasitic transistor connected to a second power supply. 2. The constant voltage circuit according to claim 1, wherein:
MOSトランジスタと抵抗とで構成され、前記第2導電
型MOSトランジスタのゲートとドレインをそれぞれ入
力端子と出力端子とし、ソースを前記抵抗を介して第2
の電源に接続していることを特徴とする請求項1記載の
定電圧回路。4. The voltage-current conversion block includes a second conductivity type MOS transistor and a resistor. The second conductivity type MOS transistor has a gate and a drain as input and output terminals, respectively, and a source via the resistor. Second
2. The constant voltage circuit according to claim 1, wherein the constant voltage circuit is connected to a power supply.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31693196A JPH10143264A (en) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | Constant voltage circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31693196A JPH10143264A (en) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | Constant voltage circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10143264A true JPH10143264A (en) | 1998-05-29 |
Family
ID=18082530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31693196A Withdrawn JPH10143264A (en) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | Constant voltage circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10143264A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005039335A1 (en) * | 2005-08-19 | 2007-02-22 | Texas Instruments Deutschland Gmbh | CMOS band gap reference circuit for supplying output reference voltage, has current mirror with feedback field effect transistors that form feedback path to provide potential in current paths |
| KR100967365B1 (en) | 2002-07-26 | 2010-07-05 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | Semiconductor integrated circuit device |
| US7994848B2 (en) * | 2006-03-07 | 2011-08-09 | Cypress Semiconductor Corporation | Low power voltage reference circuit |
| US8786360B2 (en) * | 2006-03-07 | 2014-07-22 | Stmicroelectronics Asia Pacific Pte, Ltd. | Circuit and method for fast switching of a current mirror with large MOSFET size |
-
1996
- 1996-11-14 JP JP31693196A patent/JPH10143264A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100967365B1 (en) | 2002-07-26 | 2010-07-05 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | Semiconductor integrated circuit device |
| DE102005039335A1 (en) * | 2005-08-19 | 2007-02-22 | Texas Instruments Deutschland Gmbh | CMOS band gap reference circuit for supplying output reference voltage, has current mirror with feedback field effect transistors that form feedback path to provide potential in current paths |
| US7994848B2 (en) * | 2006-03-07 | 2011-08-09 | Cypress Semiconductor Corporation | Low power voltage reference circuit |
| US8786360B2 (en) * | 2006-03-07 | 2014-07-22 | Stmicroelectronics Asia Pacific Pte, Ltd. | Circuit and method for fast switching of a current mirror with large MOSFET size |
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Legal Events
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