DE4018457A1 - CIRCUIT TO STABILIZE A REFERENCE VOLTAGE IN STORAGE DEVICES - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Speichervorrichtungen, und insbesondere eine Schaltung zur Stabilisierung einer Bezugsspannung, die die Bezugsspannung unabhängig von Änderungen der zugeführten Speisespannung und Temperatur konstanthalten kann.The invention relates to memory devices, and in particular a circuit for stabilizing a Reference voltage, which is the reference voltage regardless of Changes in the supply voltage and temperature can keep constant.

Im allgemeinen benötigen Speichervorrichtungen eine Schaltung zur Stabilisierung einer Bezugsspannung, um die Spannung unabhängig von der Größe der zugeführten Speisespannung konstantzuhalten. Um die Bezugsspannung konstantzuhalten, sind zwei Dioden, von denen eine Schwellenwertspannungssumme die Bezugsspannung wird, in Reihe geschaltet, wodurch sie die Bezugsspannung konstanthalten. Steigt jedoch die Temperatur um 1°C an, so verringert sich die Schwellenwertspannung der Dioden um 2 mV. Somit können die Dioden die Bezugsspannung nicht konstanthalten, da sich die Schwellenwertspannung der Dioden entsprechend der Temperaturänderung ändert.In general, storage devices need one Circuit for stabilizing a reference voltage to the Voltage regardless of the size of the supplied Keep supply voltage constant. To the reference voltage to keep constant are two diodes, one of which Threshold voltage sum the reference voltage becomes, in Series connected, giving them the reference voltage keep constant. However, if the temperature rises by 1 ° C, then the threshold voltage of the diodes decreases by 2 mV. Thus the diodes cannot handle the reference voltage keep constant because the threshold voltage of the Diodes changes according to the temperature change.

Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung ist es, eine Schaltung zur Stabilisierung einer Bezugsspannung in Speichervorrichtungen zu schaffen, um die Bezugsspannung unabhängig von einer Temperaturänderung konstantzuhalten. One of the problems underlying the invention is es, a circuit for stabilizing a reference voltage in memory devices to create the reference voltage to be kept constant regardless of a change in temperature.  

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Stabilisierung einer Bezugsspannung zu schaffen, die in einem weiten Bereich in allen Speichervorrichtungen verwendet werden kann, indem eine einfache Schaltung zu einer üblichen Schaltung hinzugefugt wird.Furthermore, the invention is based on the object Circuit for stabilizing a reference voltage create that in a wide range in all Storage devices can be used by one simple circuit added to a common circuit becomes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltung zur Stabilisierung einer Bezugsspannung gelöst, die einen Widerstand und in Reihe mit einer Speisespannungsklemme geschaltete Dioden aufweist, und die gekennzeichnet ist durch:
einen Gegenkopplungsteil zur Durchführung einer Ruckkopplung einer durch den Widerstand gelieferten Bezugsspannung, und einen Steuerteil, der zwischen Masse und einer Ausgangsklemme der Dioden liegt, um die Bezugsspannung durch Änderung einer Vorwärtssteilheit eines MOS-Transistors unter Verwendung der Ausgangsspannung des Gegenkopplungsteils als Eingangsspannung zu steuern.This object is achieved according to the invention by a circuit for stabilizing a reference voltage, which has a resistor and diodes connected in series with a supply voltage terminal, and which is characterized by:
a negative feedback part for performing feedback of a reference voltage supplied by the resistor, and a control portion connected between the ground and an output terminal of the diodes to control the reference voltage by changing a forward slope of a MOS transistor using the output voltage of the negative feedback part as an input voltage.

Diese und weitere Aufgabenstellungen, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich im einzelnen aus der nachfolgenden Beschreibung für bevorzugte Ausführungsformen in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen. Es zeigen:These and other tasks, features and advantages the invention emerge in detail from the following description for preferred embodiments in connection with the attached drawings. Show it:

Fig. 1 eine bekannte Schaltung zur Stabilisierung einer Bezugsspannung, um die Bezugsspannung unabhängig von einer Speisespannung konstantzuhalten, und Fig. 1 shows a known circuit for stabilizing a reference voltage in order to keep the reference voltage constant regardless of a supply voltage, and

Fig. 2 eine ausführliche Schaltung zur erfindungsgemäßen Stabilisierung einer Bezugspannung, um die Bezugsspannung unabhängig von Änderungen der Temperatur, wie auch der Speisespannung, konstantzuhalten. Fig. 2 shows a detailed circuit for stabilizing a reference voltage according to the invention in order to keep the reference voltage constant regardless of changes in temperature, as well as the supply voltage.

Die Erfindung wird nunmehr im einzelnen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.The invention will now be described in detail with reference described on the accompanying drawings.

Fig. 1 ist eine bekannte Schaltung zur Konstanthaltung einer Bezugsspannung, unabhängig von der Größe einer Speisespannung der Speichervorrichtungen. Fig. 1 is a known circuit for keeping a reference voltage constant, regardless of the size of a supply voltage of the memory devices.

Ein Widerstand R1 und zwei Durchlaßdioden D1 und D2 liegen in Reihe zwischen einer Speisespannungsklemme VCC und Masse VSS. Die Speichervorrichtungen sind mit einer Ausgangsklemme AUS des Widerstands R1 verbunden. Das heißt, eine Summe der Schwellenwertspannungen der Dioden D1 und D2 wird durch die Ausgangsklemme AUS unabhängig von der Speisespannung VCC geliefert, so daß die Konstantspannung entsprechend der Schwellenwertspannungssumme der Dioden D1 und D2 für die Speichervorrichtungen zur Verfügung gestellt wird. Jedoch verringert sich die Schwellenwertspannung der Dioden um 2 mV fur einen Temperaturanstieg von 1°C. Somit verringert sich die über die Ausgangsklemme AUS gelieferte Bezugsspannung als Folge eines Temperaturanstiegs, so daß bei Temperaturänderungen die Ausgangsbezugsspannung nicht konstant ist.A resistor R 1 and two pass diodes D 1 and D 2 are connected in series between a supply voltage terminal VCC and ground VSS. The memory devices are connected to an output terminal OUT of the resistor R 1 . That is, a sum of the threshold voltages of the diodes D 1 and D 2 is supplied through the output terminal OUT regardless of the supply voltage VCC, so that there is provided the constant voltage corresponding to the threshold value voltage sum of the diodes D 1 and D 2 for the memory devices available. However, the diode threshold voltage decreases by 2 mV for a temperature rise of 1 ° C. The reference voltage supplied via the output terminal AUS thus decreases as a result of a temperature rise, so that the output reference voltage is not constant when the temperature changes.

Fig. 2 ist eine ausführliche Schaltung, um die den Speichervorrichtungen zugeführte Bezugsspannung, unabhängig von einer Änderung der Temperatur oder der Speisespannung, konstantzuhalten. Figure 2 is a detailed circuit to keep the reference voltage supplied to the memory devices constant regardless of a change in temperature or supply voltage.

Ein Gegenkopplungsteil 1 zur Durchführung einer Ruckkopplung einer vom Widerstand R2 gelieferten Bezugsspannung und ein Steuerteil 2 zur Steuerung der Bezugsspannung durch Änderung der Vorwärtssteilheit des MOS-Transistors entsprechend dem Ausgangssignal aus dem Gegenkopplungsteil 1 werden der bekannten Schaltung zur Stabilisierung einer Bezugsspannung hinzugefügt, die den in Fig. 1 gezeigten Widerstand R1 und die Dioden D1 und D2 aufweist. Im Gegenkopplungsteil 1 sind Gate und Drain eines MOS-Transistors M1 mit der Ausgangsklemme AUS des Widerstands R1 verbunden, und Gate und Drain eines MOS- Transistors M2 sind mit Source des MOS-Transistors M1 verbunden. Ferner ist Source des MOS-Transistors M2 mit der Masse VSS verbunden. Gate und Drain eines vorspannungssteuernden MOS-Transistors M3 im Steuerteil 2 sind jeweils mit Source des MOS-Transistors M1 und der Ausgangsklemme der Diode D2 verbunden, während dessen Source mit der Masse VSS verbunden ist.A negative feedback part 1 for performing a feedback of a reference voltage supplied by the resistor R 2 and a control part 2 for controlling the reference voltage by changing the forward steepness of the MOS transistor in accordance with the output signal from the negative feedback part 1 are added to the known circuit for stabilizing a reference voltage, which the in Fig. 1 shown resistor R 1 and the diodes D 1 and D 2 . In the negative feedback part 1 , the gate and drain of a MOS transistor M 1 are connected to the output terminal OUT of the resistor R 1 , and the gate and drain of a MOS transistor M 2 are connected to the source of the MOS transistor M 1 . Furthermore, the source of the MOS transistor M 2 is connected to the ground VSS. The gate and drain of a bias-controlling MOS transistor M 3 in the control part 2 are each connected to the source of the MOS transistor M 1 and the output terminal of the diode D 2 , while its source is connected to the ground VSS.

Steigt die Temperatur an, so verringert sich die Schwellenwertspannung der Dioden D1 und D2, wodurch die Bezugsspannung verringert wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Vorwärtssteilheit des MOS-Transistors M3 zu einer Vorspannungseinstellung im Steuerteil 2 verringert, d. h. die uber die Ausgangsklemme AUS ausgegebene Bezugsspannung steigt an. Anders ausgedrückt, falls die Bezugsspannung durch die Verringerung der Schwellenwertspannung der Dioden D1 und D2 als Folge einer Temperaturerhöhung verringert wird, so wird die durch die MOS-Transistoren M1 und M2 unterteilte Spannung im Gegenkopplungsteil 1 ebenfalls verringert und die verringerte Spannung wird dem Gate des MOS-Transistors M3 für die Vorspannungseinstellung im Steuerteil 2 zugeführt. Gemäß der dem Gate des MOS- Transistors M3 zugeführten Spannung ändert sich die Vorwärtssteilheit des MOS-Transistors M3, d. h. die Vorwärtssteilheit erhöht sich, wenn die Gate-Spannung des MOS-Transistors ansteigt, und die Vorwärtssteilheit verringert sich, wenn sich die Gate-Spannung des MOS- Transistors verringert. Somit wird der Widerstand des MOS- Transistors M3 durch die verringerte Gate-Spannung erhöht und die MOS-Transistoren M1 und M2 im Gegenkopplungsteil 1 unterteilt, so daß der Spannungsunterschied zwischen Drain und Source des MOS-Transistors M3 ansteigt und desgleichen die ausgegebene Bezugsspannung für die Speichervorrichtungen.If the temperature rises, the threshold voltage of the diodes D 1 and D 2 decreases, as a result of which the reference voltage is reduced. At this time, the forward steepness of the MOS transistor M 3 is reduced to a bias setting in the control part 2 , ie the reference voltage output via the output terminal OUT increases. In other words, if the reference voltage is reduced by lowering the threshold voltage of the diodes D 1 and D 2 as a result of an increase in temperature, the voltage divided by the MOS transistors M 1 and M 2 in the negative feedback part 1 is also reduced and the reduced voltage becomes supplied to the gate of the MOS transistor M 3 for the bias setting in the control part 2 . According to the the gate of the MOS transistor M 3 supplied voltage changes the transconductance of the MOS transistor M 3, that is, the transconductance increases as the gate voltage of the MOS transistor increases and the transconductance decreases as the gate Voltage of the MOS transistor reduced. Thus, the resistance of the MOS transistor M 3 is increased by the reduced gate voltage and the MOS transistors M 1 and M 2 are divided into the negative feedback part 1 , so that the voltage difference between the drain and source of the MOS transistor M 3 increases and so does the output reference voltage for the memory devices.

Verringert sich dagegen die Temperatur, so steigt die Schwellenwertspannung der Dioden D1 und D2 an, so daß sich die durch die MOS-Transistoren M1 und M2 geteilte Spannung erhöht. Zu diesem Zeitpunkt wird die erhöhte Spannung dem Gate des MOS-Transistors M3 im Steuerteil 2 zugeführt, um die Vorwärtssteilheit des MOS-Transistors M3 zu erhöhen, so daß sich der Widerstand des MOS-Transistors M3 verringert. Das heißt, die ausgegebene Bezugsspannung verringert sich, da der Spannungsunterschied zwischen Drain und Source des MOS-Transistors M3 sich verringert.In contrast, if the temperature decreases, the threshold voltage of the diodes D 1 and D 2 increases , so that the voltage divided by the MOS transistors M 1 and M 2 increases. At this time, the increased voltage is supplied to the gate of the MOS transistor M 3 in the control part 2 to increase the forward steepness of the MOS transistor M 3 , so that the resistance of the MOS transistor M 3 decreases. That is, the output reference voltage decreases because the voltage difference between drain and source of the MOS transistor M 3 decreases.

Wie bereits erwähnt wurde, kann die Erfindung die den Speichervorrichtungen uber die Ausgangsklemme zugeführte Bezugsspannung konstanthalten, indem die Bezugsspannung in solcher Weise gesteuert wird, daß sie ansteigt, indem die verringerte Spannung, die durch die MOS-Transistoren in einem Gegenkopplungsteil unterteilt ist, einem Steuerteil zugeführt wird, wenn die Temperatur ansteigt, und sich die Bezugsspannung verringert, indem die erhöhte Spannung, die durch die MOS-Transistoren im Gegenkopplungsteil unterteilt wird, dem Steuerteil zugeführt wird, wenn sich die Temperatur verringert.As already mentioned, the invention can Storage devices fed through the output terminal Keep the reference voltage constant by changing the reference voltage in is controlled in such a way that it increases by the reduced voltage caused by the MOS transistors in is divided into a negative feedback part, a control part is supplied when the temperature rises and the Reference voltage decreased by the increased voltage that divided by the MOS transistors in the negative feedback part is supplied to the control section when the Temperature decreased.

Andererseits hat der Gegenkopplungsteil 1 nur zwei MOS- Transistoren M1 und M2, und der Steuerteil 2 hat einen MOS- Transistor M3, so daß der Entwurf ausreichend einfach ist, um bei jeder bekannten Schaltung zur Stabilisierung einer Bezugsspannung anwendbar zu sein.On the other hand, the negative feedback part 1 has only two MOS transistors M 1 and M 2 , and the control part 2 has a MOS transistor M 3 , so that the design is sufficiently simple to be applicable to any known circuit for stabilizing a reference voltage.

Die Erfindung ist in keiner Weise auf die vorausgehend beschriebene Ausführungsform beschränkt. Verschiedene Abänderungen der offenbarten Ausführungsform sowie weitere Ausführungsformen der Erfindung sind für den Fachmann bei Bezugnahme auf die Beschreibung der Erfindung offensichtlich. Jegliche derartige Abänderungen oder Ausführungsformen werden daher von der Erfindung im Rahmen der anliegenden Ansprüche mit umfaßt.The invention is in no way preceded by that described embodiment limited. Various  Modifications to the disclosed embodiment and others Embodiments of the invention are known to those skilled in the art Reference to the description of the invention obviously. Any such changes or Embodiments are therefore within the scope of the invention of the appended claims.

Claims (3)

1. Schaltung zur Stabilisierung einer Bezugsspannung, die einen Widerstand (R1) und in Reihe mit einer Speisespannungsklemme (VCC) geschaltete Dioden (D1, D2) aufweist, gekennzeichnet durch:
einen Gegenkopplungsteil (1) zur Durchführung einer Rückkopplung einer durch den Widerstand (R1) gelieferten Bezugsspannung, und
einen Steuerteil (2), der zwischen Masse (VSS) und einer Ausgangsklemme der Dioden (D1, D2) liegt, um die Bezugsspannung durch Änderung einer Vorwärtssteilheit eines MGS-Transistors (M3) unter Verwendung der Ausgangsspannung des Gegenkopplungsteils als Eingangsspannung zu steuern.1. Circuit for stabilizing a reference voltage, which has a resistor (R 1 ) and diodes (D 1 , D 2 ) connected in series with a supply voltage terminal (VCC), characterized by :
a negative feedback part ( 1 ) for performing a feedback of a reference voltage supplied by the resistor (R 1 ), and
a control section ( 2 ) connected between ground (VSS) and an output terminal of the diodes (D 1 , D 2 ) to the reference voltage by changing a forward steepness of an MGS transistor (M 3 ) using the output voltage of the negative feedback part as an input voltage Taxes. 2. Schaltung zur Stabilisierung einer Bezugsspannung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkopplungsteil (1) eine Anzahl MOS-Transistoren (M1, M2) aufweist, die als Widerstände zur Unterteilung der Bezugsspannung verwendet werden.2. Circuit for stabilizing a reference voltage according to claim 1, characterized in that the negative feedback part ( 1 ) has a number of MOS transistors (M 1 , M 2 ) which are used as resistors for dividing the reference voltage. 3. Schaltung zur Stabilisierung einer Bezugsspannung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerteil (2) den vorspannungssteuernden MOS-Transistor (M3) enthält, dessen Vorwärtssteilheit durch die unterteilte Spannung im Gegenkopplungsteil (1) geändert wird.3. A circuit for stabilizing a reference voltage according to claim 1, characterized in that the control part ( 2 ) contains the bias voltage controlling MOS transistor (M 3 ), the forward steepness of which is changed by the divided voltage in the negative feedback part ( 1 ).