JP2002026259A - Reference voltage generating circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、基準電圧発生回
路に関するもので、特に電流出力型のバンドギャップ基
準電圧源における動作電圧の低電圧化の技術に係る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reference voltage generating circuit, and more particularly to a technique for lowering an operating voltage in a current output type bandgap reference voltage source.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、半導体集積回路において、温度特
性を殆ど持たない正確な基準電圧が得られる基準電圧発
生回路の１つにバンドギャップ基準電圧源がある。バン
ドギャップ基準電圧源は、シリコンを用いて形成したバ
イポーラトランジスタの、ベース・エミッタ間電圧ＶＢ
Ｅと熱電圧Ｖtの温度特性の差を利用することにより、
一定の基準電圧が得られる回路である。このバンドギャ
ップ基準電圧源には、電圧出力型と電流出力型の基準電
圧発生回路とが考案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor integrated circuit, a bandgap reference voltage source is one of reference voltage generating circuits which can obtain an accurate reference voltage having almost no temperature characteristics. The bandgap reference voltage source is a base-emitter voltage VB of a bipolar transistor formed using silicon.
By utilizing the difference between the temperature characteristics of E and the thermal voltage Vt,
This is a circuit that can obtain a constant reference voltage. As the bandgap reference voltage source, a voltage output type and a current output type reference voltage generating circuit have been devised.
【０００３】従来の電圧出力型及び電流出力型の基準電
圧発生回路について図４、図５を用いて説明する。図
４、図５はそれぞれ電圧出力型及び電流出力型の基準電
圧発生回路の回路図である。A conventional voltage output type and current output type reference voltage generating circuit will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 and 5 are circuit diagrams of voltage output type and current output type reference voltage generating circuits, respectively.
【０００４】図４に示すように、電圧出力型の基準電圧
発生回路は、２つの電圧Ｖref１及びＶref２を出力する
電圧発生回路１００、電圧Ｖref１とＶref２とを比較す
る比較回路３００、比較回路３００の出力端子にゲート
の接続されたＭＯＳトランジスタ６００、ＭＯＳトラン
ジスタ６００のドレインに電流出力端子の一方が接続さ
れ、他方が電圧発生回路１００に接続されたカレントミ
ラー回路４００とを備えている。As shown in FIG. 4, a voltage output type reference voltage generating circuit includes a voltage generating circuit 100 for outputting two voltages Vref1 and Vref2, a comparing circuit 300 for comparing the voltages Vref1 and Vref2, and a comparing circuit 300. A MOS transistor 600 having a gate connected to the output terminal and a current mirror circuit 400 having one of the current output terminals connected to the drain of the MOS transistor 600 and the other connected to the voltage generation circuit 100 are provided.
【０００５】電圧発生回路１００は、ゲート及びコレク
タが接地電位ＶＳＳに接続され、エミッタが比較回路３
００の一方の入力端子に接続された電圧Ｖref１発生用
のシリコンバイポーラトランジスタ１１０と、ゲート及
びコレクタが接地電位ＶＳＳに接続され、エミッタが抵
抗素子１２０を介して比較回路３００の他方の入力端子
に接続され、トランジスタ１１０より小さなベース・エ
ミッタ間電圧ＶＢＥを有する電圧Ｖref２発生用のシリ
コンバイポーラトランジスタ１３０とを備えている。ま
た、バイポーラトランジスタ１１０、１３０と比較回路
のそれぞれ入力端子との接続ノードと、カレントミラー
回路４００の一方の電流出力端子との間にはそれぞれ抵
抗素子１４０、１５０が設けられている。The voltage generation circuit 100 has a gate and a collector connected to the ground potential VSS, and an emitter connected to the comparison circuit 3.
00, a silicon bipolar transistor 110 for generating a voltage Vref1 connected to one input terminal, a gate and a collector connected to the ground potential VSS, and an emitter connected to the other input terminal of the comparison circuit 300 via the resistance element 120. And a silicon bipolar transistor 130 for generating a voltage Vref2 having a base-emitter voltage VBE smaller than that of the transistor 110. Further, resistance elements 140 and 150 are provided between a connection node between the bipolar transistors 110 and 130 and the input terminals of the comparison circuit and one current output terminal of the current mirror circuit 400, respectively.
【０００６】比較回路３００は、ゲートが電圧発生回路
１００のバイポーラトランジスタ１１０のエミッタに接
続され、一端が電源電位ＶＤＤに接続された定電流源３
１０の他端にソースに接続されたエンハンスメント型Ｍ
ＯＳトランジスタ３２０、ゲートが電圧発生回路１００
の抵抗素子１２０と抵抗素子１５０との接続ノードに接
続され、ソースが定電流源３１０に接続されたエンハン
スメント型ＭＯＳトランジスタ３３０、ゲート及びドレ
インがＭＯＳトランジスタ３２０のドレインに接続さ
れ、ドレインが接地電位ＶＳＳに接続されたエンハンス
メント型ＭＯＳトランジスタ３４０、ゲートがＭＯＳト
ランジスタ３４０のゲートに接続され、ドレインがＭＯ
Ｓトランジスタ３３０のドレインに接続され、ソースが
接地されたエンハンスメント型ＭＯＳトランジスタ３５
０を備える差動増幅器である。そして、ＭＯＳトランジ
スタ３３０のドレインとＭＯＳトランジスタ３５０のド
レインとの接続ノードが比較回路３００の出力端子とな
っている。The comparison circuit 300 has a gate connected to the emitter of the bipolar transistor 110 of the voltage generation circuit 100 and one end connected to the power supply potential VDD.
Enhancement type M connected to the source at the other end of 10
OS transistor 320, gate is voltage generating circuit 100
Of the enhancement type MOS transistor 330 whose source is connected to the constant current source 310, its gate and drain are connected to the drain of the MOS transistor 320, and its drain is connected to the ground potential VSS. , The gate is connected to the gate of the MOS transistor 340, and the drain is MO.
Enhancement type MOS transistor 35 connected to the drain of S transistor 330 and having the source grounded
0 is a differential amplifier. The connection node between the drain of the MOS transistor 330 and the drain of the MOS transistor 350 is the output terminal of the comparison circuit 300.
【０００７】上記ＭＯＳトランジスタ３３０のドレイン
とＭＯＳトランジスタ３５０のドレインとの接続ノード
はＭＯＳトランジスタ６００のゲートに接続され、この
ＭＯＳトランジスタ６００のソースは接地電位ＶＳＳ
に、ドレインはカレントミラー回路４００の一方の電流
出力端子に接続されている。A connection node between the drain of the MOS transistor 330 and the drain of the MOS transistor 350 is connected to the gate of the MOS transistor 600, and the source of the MOS transistor 600 is connected to the ground potential VSS.
In addition, the drain is connected to one current output terminal of the current mirror circuit 400.
【０００８】カレントミラー回路４００は、ゲートを共
通にし、且つソースが電源電位ＶＤＤに接続され、ドレ
インがそれぞれ電流出力端子となるエンハンスメント型
ＭＯＳトランジスタ４１０、４２０を有している。ＭＯ
Ｓトランジスタ４１０のゲート及びドレインはＭＯＳト
ランジスタ６００のドレインに接続されており、一方、
ＭＯＳトランジスタ４２０のドレインは抵抗素子１４０
と抵抗素子１５０の接続ノードに接続されている。The current mirror circuit 400 has enhancement-type MOS transistors 410 and 420 having a common gate, a source connected to the power supply potential VDD, and a drain serving as a current output terminal. MO
The gate and drain of S transistor 410 are connected to the drain of MOS transistor 600, while
The drain of the MOS transistor 420 is connected to the resistance element 140
And the connection node of the resistance element 150.
【０００９】そして、電圧発生回路１００の抵抗素子１
４０とカレントミラー回路４００のＭＯＳトランジスタ
４２０のドレインとの接続ノードの電圧が、電圧発生型
の基準電圧発生回路の出力電圧として取り出される。The resistance element 1 of the voltage generation circuit 100
The voltage at the connection node between the node 40 and the drain of the MOS transistor 420 of the current mirror circuit 400 is extracted as the output voltage of the voltage generation type reference voltage generation circuit.
【００１０】上記構成の基準電圧発生回路は、トランジ
スタ１１０のＶＢＥ（Ｖref１）と、抵抗素子１５０と
抵抗素子１２０の接続ノードの電圧（Ｖref２）とを比
較回路３００により比較する。そして、その結果をカレ
ントミラー回路４００により電圧発生回路１００に返
す。そして、比較回路３００の結果に基づいて抵抗素子
１４０での電圧降下量が変動する。具体的には、抵抗素
子１４０とＭＯＳトランジスタ４２０のドレインとの接
続ノードの電圧、すなわち出力電圧はシリコンのバンド
ギャップ電圧にほぼ近い約１．２Ｖの一定電圧となる。The reference voltage generation circuit having the above configuration compares the VBE (Vref1) of the transistor 110 with the voltage (Vref2) at the connection node between the resistance elements 150 and 120 by the comparison circuit 300. Then, the result is returned to the voltage generation circuit 100 by the current mirror circuit 400. Then, the amount of voltage drop at the resistance element 140 varies based on the result of the comparison circuit 300. Specifically, the voltage at the connection node between the resistance element 140 and the drain of the MOS transistor 420, that is, the output voltage is a constant voltage of about 1.2 V, which is almost close to the bandgap voltage of silicon.
【００１１】しかしながら、上記電圧発生型の基準電圧
発生回路は、当然ながら出力は電圧として取り出され、
その電圧は比較的大きな１．２Ｖである。そのため、こ
の基準電圧発生回路を１．２Ｖより低い電圧で駆動する
回路に用いる場合には、電圧出力を降圧する必要があ
り、低電圧動作回路に用いるには不向きであった。However, the output of the voltage generation type reference voltage generation circuit is naturally taken out as a voltage,
Its voltage is relatively large, 1.2V. Therefore, when this reference voltage generation circuit is used in a circuit driven at a voltage lower than 1.2 V, it is necessary to step down the voltage output, which is not suitable for use in a low voltage operation circuit.
【００１２】そこで近年、電流出力型の基準電圧発生回
路が考案されている。電流出力型の基準電圧発生回路に
ついて図５の回路図を用いて説明する。Therefore, in recent years, a current output type reference voltage generating circuit has been devised. A current output type reference voltage generating circuit will be described with reference to the circuit diagram of FIG.
【００１３】図示するように、回路の基本的な構成は図
４の電圧出力型とほぼ同じであるが、電圧発生回路のバ
イポーラトランジスタ１１０、１３０のベースにはそれ
ぞれ分流用の抵抗素子１６０、１７０が接続されてお
り、比較回路３００は両者の出力電流を比較する構成と
なっている。またカレントミラー回路４００は、ゲート
を共通にするＭＯＳトランジスタ４３０、４４０、４５
０を更に備えており、ＭＯＳトランジスタ４３０、４４
０のドレインは、トランジスタ１１０のエミッタ、抵抗
素子１２０と抵抗素子１７０との接続ノードにそれぞれ
接続されている。そして、ＭＯＳトランジスタ４５０に
流れる電流が出力電流となり、このＭＯＳトランジスタ
４５０のソースと接地電位ＶＳＳ間に接続された抵抗素
子５００により電圧として出力される。As shown, the basic configuration of the circuit is substantially the same as that of the voltage output type shown in FIG. 4, but the bases of the bipolar transistors 110 and 130 of the voltage generating circuit are provided with shunt resistance elements 160 and 170, respectively. Are connected, and the comparison circuit 300 is configured to compare both output currents. The current mirror circuit 400 includes MOS transistors 430, 440, and 45 having a common gate.
0, and the MOS transistors 430 and 44
The drain of 0 is connected to the emitter of the transistor 110 and the connection node between the resistance elements 120 and 170, respectively. Then, the current flowing through the MOS transistor 450 becomes an output current, and is output as a voltage by the resistance element 500 connected between the source of the MOS transistor 450 and the ground potential VSS.
【００１４】上記構成の基準電圧発生回路は、トランジ
スタ１１０、１３０が流す電流を比較回路３００により
比較する。そしてこの比較結果が電流出力として取り出
される。そのため、抵抗素子５００の抵抗値を変えるこ
とにより所望の値の電圧を取り出せることから、非常に
有用な基準電圧源であると言うことが出来る。In the reference voltage generation circuit having the above configuration, the comparison circuit 300 compares the currents flowing through the transistors 110 and 130. Then, the comparison result is taken out as a current output. Therefore, a voltage of a desired value can be obtained by changing the resistance value of the resistance element 500, so that it can be said that this is a very useful reference voltage source.
【００１５】しかしながら上記基準電圧発生回路は、比
較回路３００の動作バイアスを確保するために電源電位
ＶＤＤと接地電位ＶＳＳ間の電圧を、少なくともトラン
ジスタ１１０のベース・エミッタ間電圧ＶＢＥとＭＯＳ
トランジスタ３２０のゲート・ソース間電圧ＶＧＳとを
加えた電圧以上にしなければならず、必要以上に高い電
源電圧を必要とする回路構成になるという問題があっ
た。However, the reference voltage generating circuit converts the voltage between the power supply potential VDD and the ground potential VSS to at least the base-emitter voltage VBE of the transistor 110 and the MOS transistor in order to secure the operation bias of the comparison circuit 300.
The voltage must be equal to or higher than the voltage obtained by adding the gate-source voltage VGS of the transistor 320, and there is a problem that the circuit configuration requires an unnecessarily high power supply voltage.
【００１６】[0016]
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のバ
ンドギャップ基準電圧源には、電圧出力型と電流出力型
の基準電圧発生回路がある。電圧出力型の基準電圧発生
回路は、２つの定電圧発生用トランジスタの出力電圧を
比較し、その電位差を基準電圧発生回路の出力電圧とし
て取り出すものである。しかしながら、その出力電圧は
シリコンバンドギャップにほぼ等しい約１．２Ｖと比較
的大きな値であり、低電圧駆動用の基準電圧発生回路と
しては不向きであるという問題があった。As described above, conventional bandgap reference voltage sources include voltage output type and current output type reference voltage generating circuits. The voltage output type reference voltage generation circuit compares the output voltages of two constant voltage generation transistors and takes out the potential difference as the output voltage of the reference voltage generation circuit. However, the output voltage is a relatively large value of about 1.2 V, which is almost equal to the silicon band gap, and there is a problem that it is not suitable as a low-voltage driving reference voltage generating circuit.
【００１７】一方、電流出力型の基準電圧発生回路は、
２つの定電圧発生用トランジスタの出力電流を比較し、
その差を所望の値の抵抗素子により電圧に変換して基準
電圧発生回路の出力電圧として取り出すものである。そ
のため電圧出力型と異なり、出力電圧を自在に設定でき
る。しかしながら従来の回路構成では、電流を比較する
ための比較回路を動作させるために大きな電源電圧が必
要となり、回路自体の低電圧動作が困難であるという問
題があった。On the other hand, a current output type reference voltage generating circuit
Compare the output currents of the two constant voltage generating transistors,
The difference is converted into a voltage by a resistance element having a desired value and taken out as an output voltage of a reference voltage generating circuit. Therefore, unlike the voltage output type, the output voltage can be set freely. However, the conventional circuit configuration has a problem in that a large power supply voltage is required to operate a comparison circuit for comparing currents, and it is difficult to operate the circuit itself at a low voltage.
【００１８】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、その目的は、回路内部に電圧源を設けることによ
り低電圧駆動を可能としつつ、出力電圧を任意に設定で
きる基準電圧発生回路を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a reference voltage generating circuit which can set an output voltage arbitrarily while providing a low voltage drive by providing a voltage source inside the circuit. To provide.
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】この発明の基準電圧発生
回路は、バイポーラトランジスタのベース・エミッタ間
電圧を利用して第１、第２の一定電圧を発生する電圧発
生回路と、前記第１、第２の電圧を比較する比較回路
と、前記比較回路による比較結果に基づく定電流を出力
し、該比較結果を前記電圧発生回路にフィードバックす
るカレントミラー回路と、前記電圧発生回路のバイポー
ラトランジスタのベース・コレクタ間に一定電圧を与え
ることにより、前記比較回路への入力電圧である前記第
１、第２の電圧の電位をシフトさせ、該比較回路を駆動
させるために必要なバイアス電圧を確保するための定電
圧源とを具備することを特徴としている。According to the present invention, there is provided a reference voltage generating circuit for generating first and second constant voltages using a base-emitter voltage of a bipolar transistor; A comparison circuit that compares a second voltage; a current mirror circuit that outputs a constant current based on a comparison result by the comparison circuit and feeds back the comparison result to the voltage generation circuit; and a base of a bipolar transistor of the voltage generation circuit. To shift the potentials of the first and second voltages, which are input voltages to the comparison circuit, by applying a constant voltage between the collectors, and to secure a bias voltage necessary for driving the comparison circuit And a constant voltage source.
【００２０】この発明によれば、電圧発生回路がバイポ
ーラトランジスタのベース・エミッタ間電圧を利用して
出力する第１、第２の電圧を比較し、当該比較結果をカ
レントミラー回路により電圧発生回路にフィードバック
して一定の基準電圧を発生する、例えばバンドギャップ
型電圧源等において、電圧発生回路のバイポーラトラン
ジスタのベース・コレクタ間に一定電圧を与える定電圧
源を更に設けている。そのため、比較回路の入力電圧の
電位をこの定電圧源の発生する一定電圧分だけ大きくで
きるため、比較回路が駆動するために必要な最小限のバ
イアス電圧を確保でき、基準電圧発生回路の低電圧動作
が可能となる。また、比較回路により比較結果をカレン
トミラー回路により電流で出力するため、出力電圧を抵
抗素子により任意に設定出来、基準電圧発生回路の汎用
性を拡大できる。According to the present invention, the voltage generation circuit compares the first and second voltages output using the base-emitter voltage of the bipolar transistor, and compares the comparison result to the voltage generation circuit by the current mirror circuit. For example, in a band gap type voltage source that generates a constant reference voltage by feedback, a constant voltage source for applying a constant voltage between the base and the collector of the bipolar transistor of the voltage generating circuit is further provided. Therefore, since the potential of the input voltage of the comparison circuit can be increased by the constant voltage generated by the constant voltage source, the minimum bias voltage necessary for driving the comparison circuit can be secured, and the low voltage of the reference voltage generation circuit can be secured. Operation becomes possible. Further, since the comparison result is output as a current by the current mirror circuit by the comparison circuit, the output voltage can be arbitrarily set by the resistance element, and the versatility of the reference voltage generation circuit can be expanded.
【００２１】またこの発明の他の基準電圧発生回路は、
前記電圧発生回路は、コレクタが接地された第１のバイ
ポーラトランジスタと、前記第１のバイポーラトランジ
スタのベース・エミッタ間に設けられた分流用の第１の
抵抗素子と、コレクタが接地され、ベースを前記第１の
バイポーラトランジスタと共通にし、前記第１のバイポ
ーラトランジスタより小さいベース・エミッタ間電圧を
有する第２のバイポーラトランジスタと、前記第２のバ
イポーラトランジスタのベース・コレクタ間に接続され
た分流用の第２の抵抗素子とを備え、前記比較回路は、
前記第１、第２のバイポーラトランジスタのエミッタ電
位に比例する電圧を比較し、前記定電圧源は、前記第
１、第２のバイポーラトランジスタのベースと接地電位
間に設けられていることを特徴としている。Another reference voltage generating circuit according to the present invention comprises:
The voltage generating circuit includes a first bipolar transistor having a collector grounded, a first shunt resistive element provided between a base and an emitter of the first bipolar transistor, a collector grounded, and a base connected to the base. A second bipolar transistor which is common to the first bipolar transistor and has a smaller base-emitter voltage than the first bipolar transistor, and a shunt current connected between the base and collector of the second bipolar transistor. A second resistance element, wherein the comparison circuit comprises:
A voltage proportional to an emitter potential of the first and second bipolar transistors is compared, and the constant voltage source is provided between a base of the first and second bipolar transistors and a ground potential. I have.
【００２２】また、この基準電圧発生回路において、前
記定電圧源は、前記第１、第２のバイポーラトランジス
タのベースと接地電位間に設けられた第３の抵抗素子で
あることを特徴としている。In the reference voltage generating circuit, the constant voltage source is a third resistance element provided between the bases of the first and second bipolar transistors and a ground potential.
【００２３】更に他の基準電圧発生回路において、前記
定電圧源は、ドレインが前記第１、第２のバイポーラト
ランジスタのベースに接続され、ゲートが前記第１のバ
イポーラトランジスタのエミッタに接続されたＭＯＳト
ランジスタと、前記ＭＯＳトランジスタのソースに一端
を接続され、他端を接地電位に接続された第４の抵抗素
子とを備えることを特徴としている。In still another reference voltage generating circuit, the constant voltage source has a drain connected to the bases of the first and second bipolar transistors and a gate connected to the emitter of the first bipolar transistor. It is characterized by comprising a transistor and a fourth resistance element having one end connected to the source of the MOS transistor and the other end connected to the ground potential.
【００２４】この構成により、定電圧源をドレインが前
記第１、第２のバイポーラトランジスタのベースに接続
され、ゲートが前記第１のバイポーラトランジスタのエ
ミッタに接続されたＭＯＳトランジスタと、ＭＯＳトラ
ンジスタのソースと接地電位間に設けた抵抗素子とによ
って形成しても良い。この構成によれば、比較回路への
入力電圧を、少なくともＭＯＳトランジスタのゲート・
ソース間電圧または第１のバイポーラトランジスタのベ
ース・エミッタ間電圧のいずれか高い方の電圧と、抵抗
素子における電圧降下とを加えた値にできるため、比較
回路をＭＯＳトランジスタにより構成した場合でも確実
に動作させることが可能である。According to this structure, the constant voltage source has a drain connected to the bases of the first and second bipolar transistors, a gate connected to the emitter of the first bipolar transistor, and a source connected to the MOS transistor. And a resistor provided between the ground potential and the ground potential. According to this configuration, the input voltage to the comparison circuit is reduced by at least the gate of the MOS transistor.
Since the value can be obtained by adding the higher voltage of the source-to-source voltage or the base-emitter voltage of the first bipolar transistor and the voltage drop in the resistance element, even if the comparison circuit is constituted by MOS transistors, it can be ensured. It is possible to operate.
【００２５】[0025]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
を参照して説明する。この説明に際し、全図にわたり、
共通する部分には共通する参照符号を付す。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. For this explanation,
Common parts are denoted by common reference symbols.
【００２６】この発明の一実施形態に係る基準電圧発生
回路について図１を用いて説明する。図１は本実施形態
に係る基準電圧発生回路の概略構成を示すブロック図で
ある。A reference voltage generating circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the reference voltage generation circuit according to the present embodiment.
【００２７】図示するように、基準電圧発生回路は一定
電圧Ｖref１及びＶref２を出力する電圧発生回路１０
と、電圧発生回路の出力する基準電圧Ｖref１及びＶref
２の電位をシフトさせるための定電圧源２０と、電圧Ｖ
ref１とＶref２とを比較する比較回路３０と、比較回路
３０による比較結果に基づく定電流を出力するカレント
ミラー回路４０とを備えている。As shown in the figure, the reference voltage generation circuit is a voltage generation circuit 10 that outputs constant voltages Vref1 and Vref2.
And reference voltages Vref1 and Vref output from the voltage generation circuit.
A constant voltage source 20 for shifting the potential of
A comparison circuit 30 that compares ref1 and Vref2 is provided, and a current mirror circuit 40 that outputs a constant current based on the comparison result by the comparison circuit 30.
【００２８】電圧発生回路１０はバイポーラトランジス
タを備えておりこのバイポーラトランジスタのベース・
エミッタ間電圧に基づいた一定電圧Ｖref１及びＶref２
を発生する。この電圧Ｖref１、Ｖref２を比較回路３０
により比較し、その比較結果に基づいてカレントミラー
回路４０が電流を出力する。また、カレントミラー回路
４０の電流は電圧発生回路１０へ折り返され、電圧Ｖre
f１とＶref２とが一定になるように制御され、カレント
ミラー回路４０の出力する電流も一定電流となる。そし
て、このカレントミラー回路４０の出力に抵抗素子を設
けることにより任意の一定電圧が出力される。また、電
圧発生回路１０内のバイポーラトランジスタのベースと
接地電位間に定電圧源２０が更に設けられており、この
定電圧源２０の発生する定電圧分だけ電圧Ｖref１、Ｖr
ef２はシフトされる。The voltage generating circuit 10 includes a bipolar transistor, and has a base
Constant voltages Vref1 and Vref2 based on the emitter-to-emitter voltage
Occurs. These voltages Vref1 and Vref2 are compared with the comparison circuit 30.
And the current mirror circuit 40 outputs a current based on the comparison result. Further, the current of the current mirror circuit 40 is turned back to the voltage generation circuit 10, and the voltage Vre
f1 and Vref2 are controlled to be constant, and the current output from the current mirror circuit 40 also becomes constant. By providing a resistance element to the output of the current mirror circuit 40, an arbitrary constant voltage is output. Further, a constant voltage source 20 is further provided between the base of the bipolar transistor in the voltage generating circuit 10 and the ground potential, and the voltages Vref1 and Vr correspond to the constant voltages generated by the constant voltage source 20.
ef2 is shifted.
【００２９】上記のような構成の基準電圧発生回路であ
ると、比較回路への入力電圧は、少なくとも電圧発生回
路内のバイポーラトランジスタのベース・エミッタ間電
圧に、定電圧源が発生する電圧を加えた電位に設定され
る。そのため、比較回路３０が駆動するために必要最小
限のバイアスを確保できるため、基準電圧発生回路の低
電圧動作が可能となる上記基準電圧発生回路の具体的な
回路の一例を図２に示す。図２は電流出力型の基準電圧
発生回路の回路図である。In the reference voltage generation circuit having the above configuration, the input voltage to the comparison circuit is obtained by adding at least the voltage generated by the constant voltage source to the base-emitter voltage of the bipolar transistor in the voltage generation circuit. Potential is set. Therefore, FIG. 2 shows an example of a specific circuit of the reference voltage generating circuit that enables the reference voltage generating circuit to operate at a low voltage because a minimum bias necessary for driving the comparison circuit 30 can be secured. FIG. 2 is a circuit diagram of a current output type reference voltage generating circuit.
【００３０】図示するように、電圧発生回路１０は、コ
レクタが接地電位ＶＥＥに接続され、エミッタが比較回
路３０の一方の入力端子に接続され、ベースが抵抗素子
１１（第１の抵抗素子）を介してエミッタに接続され、
このエミッタ電位を電圧Ｖref１（第１の電圧）として
発生するｐｎｐ型のシリコンバイポーラトランジスタ１
２（第１のバイポーラトランジスタ）と、コレクタが接
地電位ＶＥＥに接続され、エミッタが抵抗素子１３の一
端に接続され、ベースが抵抗素子１３の他端と抵抗素子
１４（第２の抵抗素子）を介して接続され且つトランジ
スタ１２のベースに接続され、抵抗素子１３と１４との
接続ノードの電位を基準電圧Ｖref２（第２の電圧）と
して発生するｐｎｐ型のシリコンバイポーラトランジス
タ１５（第２のバイポーラトランジスタ）とを備えてい
る。As shown, the voltage generating circuit 10 has a collector connected to the ground potential VEE, an emitter connected to one input terminal of the comparison circuit 30, and a base connected to the resistance element 11 (first resistance element). Connected to the emitter via
A pnp-type silicon bipolar transistor 1 that generates this emitter potential as a voltage Vref1 (first voltage)
2 (first bipolar transistor), a collector is connected to the ground potential VEE, an emitter is connected to one end of the resistance element 13, and a base is connected to the other end of the resistance element 13 and the resistance element 14 (second resistance element). Pnp type silicon bipolar transistor 15 (second bipolar transistor) which is connected to the base of transistor 12 and generates the potential of the connection node between resistance elements 13 and 14 as reference voltage Vref2 (second voltage). ).
【００３１】定電圧源２０は、上記トランジスタ１２、
１５のベースの接続ノードと接地電位ＶＥＥ間に接続さ
れた抵抗素子２１（第４の抵抗素子）である。The constant voltage source 20 is connected to the transistor 12,
The resistance element 21 (fourth resistance element) is connected between the connection node of the base No. 15 and the ground potential VEE.
【００３２】比較回路３０は、ベースが電圧発生回路１
０のバイポーラトランジスタ１２のエミッタ（Ｖref
１）に接続され、一端が接地電位ＶＥＥに接続された定
電流源３１の他端にエミッタに接続されたバイポーラト
ランジスタ３２と、ベースが電圧発生回路１０の抵抗素
子１３と抵抗素子１４との接続ノード（Ｖref２）に接
続され、エミッタが定電流源３１に接続されたバイポー
ラトランジスタ３３と、ベース及びコレクタがトランジ
スタ３２のコレクタに接続され、エミッタが電源電位Ｖ
ＣＣに接続されたバイポーラトランジスタ３４と、ベー
スがトランジスタ３４のベースに接続され、コレクタが
トランジスタ３２のコレクタに接続され、エミッタが電
源電位ＶＣＣに接続されたバイポーラトランジスタ３５
とを備えた差動増幅器である。そして、トランジスタ３
２のコレクタとトランジスタ３２のコレクタとの接続ノ
ードが比較回路３０の出力端子となっている。The comparison circuit 30 has a voltage generation circuit 1 as a base.
0 bipolar transistor 12 (Vref
1), a bipolar transistor 32 having one end connected to the emitter and the other end of a constant current source 31 connected to the ground potential VEE, and a base connected to the resistance elements 13 and 14 of the voltage generation circuit 10. A bipolar transistor 33 connected to the node (Vref2) and having an emitter connected to the constant current source 31; a base and a collector connected to the collector of the transistor 32;
A bipolar transistor 34 connected to CC, a bipolar transistor 35 having a base connected to the base of the transistor 34, a collector connected to the collector of the transistor 32, and an emitter connected to the power supply potential VCC.
And a differential amplifier comprising: And transistor 3
The connection node between the collector of the transistor 2 and the collector of the transistor 32 is the output terminal of the comparison circuit 30.
【００３３】カレントミラー回路４０は、ゲートが共通
に比較回路３０の出力端子に接続され、エミッタが電源
電位ＶＣＣに接続され、コレクタがそれぞれ電流出力端
子となるバイポーラトランジスタ４１、４２、４３を有
している。トランジスタ４２のコレクタはトランジスタ
１２のエミッタに接続されており、トランジスタ４３の
コレクタは抵抗素子１３と抵抗素子１４との接続ノード
に接続されている。The current mirror circuit 40 has bipolar transistors 41, 42, 43 whose gates are commonly connected to the output terminal of the comparison circuit 30, whose emitter is connected to the power supply potential VCC, and whose collectors are current output terminals. ing. The collector of the transistor 42 is connected to the emitter of the transistor 12, and the collector of the transistor 43 is connected to the connection node between the resistance elements 13 and 14.
【００３４】そして、トランジスタ４１のコレクタがこ
の基準電圧発生回路の一定電流Ｉconstを出力する電流
出力端子となり、ここに任意の抵抗値を有する抵抗素子
５０が接続されて、一定の基準電圧Ｖconstが出力され
る。The collector of the transistor 41 serves as a current output terminal for outputting a constant current Iconst of the reference voltage generating circuit, and a resistance element 50 having an arbitrary resistance value is connected to this terminal to output a constant reference voltage Vconst. Is done.
【００３５】上記構成の電流出力型の基準電圧発生回路
は、トランジスタ１２、１５が流す電流を比較回路３０
により比較している。そしてこの比較結果がカレントミ
ラー回路４０を構成するトランジスタのベース電流とな
る。このベース電流に応じた出力電流が、それぞれトラ
ンジスタ１２、１５に返されるために、基準電圧Ｖref
１とＶref２とが等しくなるように制御される。また、
基準電圧発生用トランジスタ１２、１５のベースには抵
抗素子２１が接続されている。この抵抗素子２１には定
電流Ｉが常時流れるため、この抵抗素子２１（抵抗値
Ｒ）での電圧降下はＩＲ一定である。そのためこの抵抗
素子２１は定電圧源と見なすことが出来る。基準電圧発
生用トランジスタ１２のベースにこの定電圧源２０が接
続されているため、比較回路３０のＶref１入力端子で
あるトランジスタ３２のベースには、トランジスタ１２
のベース・エミッタ間電圧ＶＢＥ＋ＩＲの電位が入力さ
れる。すなわち、トランジスタ１２とトランジスタ３２
を駆動させるのに必要なベース・エミッタ間電圧ＶＢＥ
はほぼ同様であり、またトランジスタ３２のベースには
ＶＢＥ＋ＩＲの電圧が印加されるため、確実にトランジ
スタ３２を駆動させることが出来る。また、トランジス
タ３２のベース電位は、抵抗素子２１の抵抗値により任
意に設定できるため、トランジスタ３２が駆動するため
のバイアス電圧を必要最小限且つ確実に確保できるた
め、基準電圧発生回路の低電圧動作が可能となる。The current output type reference voltage generation circuit having the above-described configuration is configured to compare the currents flowing through the transistors 12 and 15 with the comparison circuit 30.
Compared by Then, the result of this comparison becomes the base current of the transistor constituting the current mirror circuit 40. Since an output current corresponding to the base current is returned to the transistors 12 and 15, respectively, the reference voltage Vref
1 and Vref2 are controlled to be equal. Also,
A resistor 21 is connected to the bases of the reference voltage generating transistors 12 and 15. Since the constant current I always flows through the resistance element 21, the voltage drop at the resistance element 21 (resistance value R) is constant IR. Therefore, the resistance element 21 can be regarded as a constant voltage source. Since the constant voltage source 20 is connected to the base of the reference voltage generating transistor 12, the base of the transistor 32, which is the Vref1 input terminal of the comparison circuit 30, is connected to the transistor 12
Of the base-emitter voltage VBE + IR. That is, the transistors 12 and 32
And emitter voltage VBE required to drive
Are substantially the same, and since the voltage of VBE + IR is applied to the base of the transistor 32, the transistor 32 can be driven reliably. Further, since the base potential of the transistor 32 can be arbitrarily set according to the resistance value of the resistance element 21, the necessary minimum and reliable bias voltage for driving the transistor 32 can be ensured. Becomes possible.
【００３６】更に、電流出力型の基準電圧発生回路であ
るため、抵抗素子５０の抵抗値を変えることにより所望
の値の電圧を取り出せることができ、非常に汎用性の高
い基準電圧源を構成できる。Further, since the current output type reference voltage generating circuit is used, a voltage having a desired value can be taken out by changing the resistance value of the resistance element 50, and a very versatile reference voltage source can be constructed. .
【００３７】次に本実施形態の変形例に係る基準電圧発
生回路について図３を用いて説明する。図３は基準電圧
発生回路の回路図である。Next, a reference voltage generating circuit according to a modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a circuit diagram of the reference voltage generation circuit.
【００３８】本変形例に掛かる基準電圧発生回路は、図
１で説明した基準電圧発生回路において、定電圧源２０
を、トランジスタ１２、１５のベースにドレインを接続
され、ゲートが比較回路３０の基準電圧Ｖref１の入力
端子に接続されたエンハンスメント型ＭＯＳトランジス
タ２２と、このＭＯＳトランジスタ２２のソースと接地
電位ＶＳＳ間に接続された抵抗素子２１（第４の抵抗素
子）とにより構成している。The reference voltage generation circuit according to this modification is the same as the reference voltage generation circuit described with reference to FIG.
Is connected between the source of the MOS transistor 22 and the ground potential VSS, with the drain connected to the bases of the transistors 12 and 15 and the gate connected to the input terminal of the reference voltage Vref1 of the comparison circuit 30. And the resistance element 21 (fourth resistance element).
【００３９】また、比較回路３０は、上記実施形態にお
ける比較回路３０のバイポーラトランジスタ３２乃至３
５を、エンハンスメント型ＭＯＳトランジスタ３６乃至
３９に置き換えた差動増幅器である。The comparison circuit 30 includes the bipolar transistors 32 to 3 of the comparison circuit 30 in the above embodiment.
5 is a differential amplifier in which enhancement type MOS transistors 36 to 39 are replaced.
【００４０】カレントミラー回路４０も、上記実施形態
におけるカレントミラー回路のバイポーラトランジスタ
４１乃至４３を、エンハンスメント型ＭＯＳトランジス
タ４４乃至４６に置き換えたものである。In the current mirror circuit 40, the bipolar transistors 41 to 43 of the current mirror circuit in the above embodiment are replaced with enhancement type MOS transistors 44 to 46.
【００４１】そして、ＭＯＳトランジスタ４４のドレイ
ンが一定電流Ｉconstを出力する電流出力端子となり、
ここに任意の抵抗値を有する抵抗素子５０が接続され
て、一定の基準電圧Ｖconstが出力される。The drain of the MOS transistor 44 becomes a current output terminal for outputting a constant current Iconst,
Here, a resistance element 50 having an arbitrary resistance value is connected, and a constant reference voltage Vconst is output.
【００４２】上記構成の電流出力型の基準電圧発生回路
は、定電圧源を、ドレインがトランジスタ１２、１５の
ベースに接続され、ゲートが比較回路３０の基準電圧Ｖ
ref１の入力端子に接続されたＭＯＳトランジスタ２２
と、このＭＯＳトランジスタ２２のソースと接地電位Ｖ
ＳＳ間に接続された抵抗素子２１とにより構成してい
る。まず、抵抗素子２１では、第１の実施形態同様に定
電流が流れるためにＩＲ一定の電圧降下が生じる。その
ため比較回路３０の基準電圧Ｖref１入力端子に発生す
る電位を、トランジスタ１２のベース・エミッタ間電圧
ＶＢＥまたは、ＭＯＳトランジスタ２２のゲート・ソー
ス間電圧ＶＧＳのいずれか高い方にＩＲを加算した電位
となる。通常、バイポーラトランジスタのＶＢＥよりも
ＭＯＳトランジスタのＶＧＳの方が高いことが通常であ
るため、比較回路３０の基準電圧Ｖref１入力端子に発
生する電位は、ＶＧＳ＋ＩＲである。すなわち、比較回
路３０をバイポーラトランジスタではなくＭＯＳトラン
ジスタにより構成した場合においても、そのＭＯＳトラ
ンジスタを駆動させるためのバイアス電圧を必要最小限
且つ確実に確保できるため、基準電圧発生回路の低電圧
動作を可能とできる。In the current output type reference voltage generating circuit having the above configuration, a constant voltage source is connected, the drain is connected to the bases of the transistors 12 and 15, and the gate is connected to the reference voltage V of the comparison circuit 30.
MOS transistor 22 connected to the input terminal of ref1
And the source of the MOS transistor 22 and the ground potential V
It comprises a resistance element 21 connected between SS. First, a constant current flows in the resistance element 21 as in the first embodiment, so that a constant IR voltage drop occurs. Therefore, the potential generated at the reference voltage Vref1 input terminal of the comparison circuit 30 is a potential obtained by adding IR to the higher of the base-emitter voltage VBE of the transistor 12 or the gate-source voltage VGS of the MOS transistor 22. . Normally, the VGS of the MOS transistor is usually higher than the VBE of the bipolar transistor. Therefore, the potential generated at the reference voltage Vref1 input terminal of the comparison circuit 30 is VGS + IR. That is, even when the comparison circuit 30 is formed of a MOS transistor instead of a bipolar transistor, the bias voltage for driving the MOS transistor can be secured to a necessary minimum and surely, so that the reference voltage generation circuit can operate at a low voltage. And can be.
【００４３】また、上記実施形態及びその変形例で説明
した基準電圧発生回路及び基準電圧発生回路を構成する
各回路の構成は上記構成に限られるものではなく、例え
ば電圧発生回路をバイポーラトランジスタではなく、同
様の効果の得られるダイオード等により構成してもかま
わない。Further, the configuration of the reference voltage generation circuit described in the above embodiment and its modifications and the configuration of each circuit constituting the reference voltage generation circuit are not limited to the above configuration. For example, the voltage generation circuit is not a bipolar transistor. Alternatively, it may be constituted by a diode or the like which can obtain the same effect.
【００４４】なお、本願発明は上記実施形態に限定され
るものではなく、上記実施形態における実施段階ではそ
の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能で
ある。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含ま
れており、開示される複数の構成要件における適宜な組
み合わせにより種々の発明が抽出されうる。例えば、実
施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が
削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べ
た課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効
果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成
が発明として抽出されうる。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified without departing from the gist of the embodiment in the implementation stage. Furthermore, the embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some components are deleted from all the components shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved and the effects described in the column of the effect of the invention can be solved. Is obtained, a configuration from which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、回路内部に電圧源を設けることにより低電圧駆動を
可能としつつ、出力電圧を任意に設定できる基準電圧発
生回路を提供できる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a reference voltage generating circuit capable of arbitrarily setting an output voltage while enabling low voltage driving by providing a voltage source inside the circuit.
【図１】この発明の一実施形態に係る基準電圧発生回路
のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of a reference voltage generation circuit according to an embodiment of the present invention.
【図２】この発明の一実施形態に係る基準電圧発生回路
の回路図。FIG. 2 is a circuit diagram of a reference voltage generation circuit according to one embodiment of the present invention.
【図３】この発明の一実施形態の変形例に係る基準電圧
発生回路の回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of a reference voltage generation circuit according to a modification of the embodiment of the present invention.
【図４】従来の電圧出力型の基準電圧発生回路の回路
図。FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional voltage output type reference voltage generating circuit.
【図５】従来の電流出力型の基準電圧発生回路の回路
図。FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional current output type reference voltage generation circuit.
１０、１００…電圧発生回路 １１〜１４、２１、５０、１２０、１４０〜１７０、５
００…抵抗素子 １２、１５、３２〜３５、４１〜４３、１１０、１３０
…バイポーラトランジスタ ２０…電圧源 ２２、３６〜３９、４４〜４６、３２０〜３５０、４１
０〜４５０、６００…ＭＯＳトランジスタ ３０、３００…比較回路 ３１、３１０…定電流源 ４０、４００…カレントミラー回路10, 100 ... voltage generation circuits 11 to 14, 21, 50, 120, 140 to 170, 5
00: resistance element 12, 15, 32 to 35, 41 to 43, 110, 130
... Bipolar transistor 20 ... Voltage source 22,36-39,44-46,320-350,41
0 to 450, 600: MOS transistor 30, 300: comparison circuit 31, 310: constant current source 40, 400: current mirror circuit
Claims (4)
ッタ間電圧を利用して第１、第２の一定電圧を発生する
電圧発生回路と、 前記第１、第２の電圧を比較する比較回路と、 前記比較回路による比較結果に基づく定電流を出力し、
該比較結果を前記電圧発生回路にフィードバックするカ
レントミラー回路と、 前記電圧発生回路のバイポーラトランジスタのベース・
コレクタ間に一定電圧を与えることにより、前記比較回
路への入力電圧である前記第１、第２の電圧の電位をシ
フトさせ、該比較回路を駆動させるために必要なバイア
ス電圧を確保するための定電圧源とを具備することを特
徴とする基準電圧発生回路。A voltage generating circuit for generating first and second constant voltages using a base-emitter voltage of a bipolar transistor; a comparing circuit for comparing the first and second voltages; Output a constant current based on the comparison result by the circuit,
A current mirror circuit for feeding back the comparison result to the voltage generation circuit; and a base transistor of a bipolar transistor of the voltage generation circuit.
By applying a constant voltage between the collectors, the potentials of the first and second voltages, which are input voltages to the comparison circuit, are shifted, and a bias voltage required for driving the comparison circuit is secured. A reference voltage generation circuit, comprising: a constant voltage source.
れた第１のバイポーラトランジスタと、前記第１のバイ
ポーラトランジスタのベース・エミッタ間に設けられた
分流用の第１の抵抗素子と、コレクタが接地され、ベー
スを前記第１のバイポーラトランジスタと共通にし、前
記第１のバイポーラトランジスタより小さいベース・エ
ミッタ間電圧を有する第２のバイポーラトランジスタ
と、前記第２のバイポーラトランジスタのベース・コレ
クタ間に接続された分流用の第２の抵抗素子とを備え、 前記比較回路は、前記第１、第２のバイポーラトランジ
スタのエミッタ電位に比例する電圧を比較し、 前記定電圧源は、前記第１、第２のバイポーラトランジ
スタのベースと接地電位間に設けられていることを特徴
とする基準電圧発生回路。2. The voltage generating circuit according to claim 1, wherein the first bipolar transistor has a collector grounded, a first resistive element provided between a base and an emitter of the first bipolar transistor, and a collector. A second bipolar transistor that is grounded, has a base common to the first bipolar transistor, and has a smaller base-emitter voltage than the first bipolar transistor, and is connected between a base and a collector of the second bipolar transistor A second resistance element for shunting, wherein the comparison circuit compares a voltage proportional to an emitter potential of the first and second bipolar transistors, and wherein the constant voltage source includes the first and second bipolar transistors. 2. A reference voltage generating circuit provided between a base of two bipolar transistors and a ground potential.
ポーラトランジスタのベースと接地電位間に設けられた
第３の抵抗素子であることを特徴とする請求項２記載の
基準電圧発生回路。3. The reference voltage generator according to claim 2, wherein the constant voltage source is a third resistance element provided between the bases of the first and second bipolar transistors and a ground potential. circuit.
第２のバイポーラトランジスタのベースに接続され、ゲ
ートが前記第１のバイポーラトランジスタのエミッタに
接続されたＭＯＳトランジスタと、 前記ＭＯＳトランジスタのソースに一端を接続され、他
端を接地電位に接続された第４の抵抗素子とを備えるこ
とを特徴とする請求項２記載の基準電圧発生回路。4. The constant voltage source, wherein a drain of the constant voltage source is the first,
A MOS transistor having a gate connected to the base of the second bipolar transistor and a gate connected to the emitter of the first bipolar transistor; a MOS transistor having one end connected to the source of the MOS transistor and the other end connected to the ground potential; 3. The reference voltage generation circuit according to claim 2, further comprising: four resistance elements.
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