JP2002287834A - 基準電圧源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スタートアップ用コンデンサを用いるなど電
源投入時の即座の安定動作を成し遂げようとすると、定
常動作時の電源変動に対し不安定になったり、また緩や
かに電源電圧が高くなるような電源投入に対しては即座
の動作に到らない場合もある。逆に定常動作時の電源変
動に対し安定化用コンデンサ等を用いて安定に動作させ
ようとすると、電源投入時の動作が不確実になったり安
定動状態に達するまでの時間が非常に長くなったりしシ
ステムの起動性が悪化してしまう。 【解決手段】 基準電圧を発生する基準電圧発生回路１
０の動作状態を検出する動作検出回路１１と、動作検出
回路１１の検出出力信号に基づき基準電圧発生回路１０
を安定起動動作せしめる起動発生回路１２を備えた構成
とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、定電流源や定電圧
源に利用される基準電圧または基準電流を発生させる基
準電圧源回路の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在の回路システムにおいて、特性の安
定化、動作の安定化、および低電力化等を達成するため
にほとんどのシステムに定電圧回路や定電流回路が使用
されている。これらは例えば電源電圧や駆動電圧の変動
に対し、所望の特性を安定に出力するために不可欠の回
路となっている。この定電流回路や定電圧回路は、電流
または電圧を安定に出力するためにその基準となる基準
電流源または基準電圧源を備えており、これらの回路特
性は定電流回路や定電圧回路の諸特性を決定する重要な
役目を果たしている。

【０００３】基準電圧源の回路構成においては多種多様
であるが、本発明ではその電圧特性が非常に良好な典型
的な例であるバンドギャップリファレンス型の基準電圧
源回路に関するもので、その動作の安定性に関する。バ
ンドギャップリファレンス型基準電圧源は、構成および
動作から基準電流源でもある。

【０００４】バンドギャップリファレンス型の基準電圧
源および基準電流源に関しＣＭＯＳ集積回路構成の従来
例を、図６の回路図を用いて説明する。電源６４は高電
位側が電源系のグランド（図ではＧｎｄと記す）に接続
され、低電圧側が電源系のマイナス側Ｖｓｓに接続され
ている。

【０００５】基準電圧発生回路６０は、拡散抵抗または
多結晶シリコン抵抗などで構成される基準抵抗６１と、
Ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタ６２ａ、６２ｂと、
Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタ６３ａ、６３ｂより
なるカレントミラーを利用したバンドギャップリファレ
ンス型基準電圧源であり、安定した基準電圧Ｖｒｅｆ
１、Ｖｒｅｆ２を出力する。この基準電圧発生回路６０
は、電源６４の巾広い電圧領域において電源電圧にほと
んど依存しない一定電圧を出力するため、一般の定電圧
電源の安定な基準電圧源として、ボルテージフォロア型
のアンプと組み合わせて良く用いられる。

【０００６】同時に、各ＭＯＳトランジスタ６２ａ，６
２ｂ，６３ａ，６３ｂを流れる電流も電源電圧にほとん
ど依存しない安定した一定電流となるために、例えばＰ
チャネル型のＭＯＳトランジスタ６２ｂのゲート電圧を
同型のＭＯＳトランジスタ６５のゲートに接続すること
より、ＭＯＳトランジスタ６５のソース−ドレイン間電
流は両ＭＯＳトランジスタ６２ｂ，６５のカレントミラ
ー比で決まる一定電流となり、電圧依存性の少ない良好
な定電流回路６７を構成できる。

【０００７】しかしながら、上記基準電圧源の特性はい
くつかの問題を抱えている。第１の問題点は電源投入時
の安定動作に関するものである。

【０００８】基準電圧発生回路６０は電源投入時に電流
が流れ始めると、各ＭＯＳトランジスタ６２ａ，６２
ｂ，６３ａ，６３ｂがフィードバック的に動作を開始
し、平衡状態では基準電圧出力Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２
はＭＯＳトランジスタ６３ａ，６２ｂのしきい値電圧近
傍となる。その結果、定電流回路６７も電源電圧にほと
んど依存しない安定した定電流を出力する。

【０００９】しかし、もし各電流が流れ始めないとこの
回路は遮断されたままの状態となるため、未動作時には
漏れ電流が流れるように例えばＭＯＳトランジスタ６２
ａのチャネル巾を大きく設計することもあるが、低温時
では漏れ電流も少ないことから安定平衡状態に達するま
でに非常に長い時間を要す。通常は１秒以内には安定動
作に入ることが要求される。

【００１０】それに対して、安定平衡状態に到達するま
での時間を早くするためにＭＯＳトランジスタ６３ａの
ドレインとグランド間にスタートアップ用コンデンサ６
８を挿入し、電源投入時に必ずＭＯＳトランジスタ６３
ａのソース・ゲート−ドレイン間にトリガ要素的電圧を
発生させ起動性を高める手法を導入することもある。

【００１１】またパワーオンリセット回路を別途設け、
電源投入時はトリガ的に基準電圧発生回路６０に外部ス
タートをかける手段もある。しかしこれらは電源電圧が
非常に緩やかに投入される場合には、大電流トリガとな
らず確実性に欠ける。

【００１２】従来の基準電圧源の第２の問題点は、定常
動作時の電源変動に対する出力電圧または出力電流の安
定性に関してである。前述の起動性を高めるスタートア
ップ用コンデンサ６８を挿入した場合では、平衡状態の
安定動作中において電源変動が発生するとＭＯＳトラン
ジスタ６３ａのドレイン−グランド間電圧は、スタート
アップ用コンデンサ６８により変動に対し安定となるた
め、基準電圧出力Ｖｒｅｆ１は電源電圧の変動の影響を
直接受け、その結果ＭＯＳトランジスタ６３ｂの電流は
変動して、基準電圧Ｖｒｅｆ２も変動し、したがって電
源変動に弱い基準電圧発生回路となってしまう。

【００１３】図７は従来例を示す図６の基準電圧発生回
路６０の基準電圧出力Ｖｒｅｆ２、および基準電流Ｉｒ
ｅｆ２の電源投入後と安定動作中の特性を、横軸を経過
時間にして図示したグラフである。

【００１４】電源電圧７０はある所定の電源電圧Ｖｓｓ
を投入した時の電源電圧の時間的変化と安定動作時の電
源変動を模式的に図示したものである。破線で示した基
準電圧出力７１は、スタートアップ用コンデンサ６８を
挿入した時の電源電圧７０で示されるような電圧印加の
際の基準電圧Ｖｒｅｆ２の出力電圧を示している。

【００１５】電源投入時を示す領域Ａではスタートアッ
プ用コンデンサ６８により直ちに平衡状態に達するが、
定常動作時を示す領域Ｂでは急激な電源電圧７０の変動
が発生すると基準電圧出力Ｖｒｅｆ２が電源変動の影響
を受けている様子がわかる。

【００１６】一方、定常時の電源変動特性を改善するた
めに、たとえばＭＯＳトランジスタ６３ａのソース−ゲ
ート間電圧を一定に保つために、図６におけるスタート
アップ用コンデンサ６８の代わりに安定化用コンデンサ
６９をＭＯＳトランジスタ６３ａのソース−ゲート間
（Ｖｓｓ−ゲート間）に挿入すると、電源変動はＭＯＳ
トランジスタ６２ａのソース−ドレイン間で吸収される
ために非常に安定な特性が得られる。

【００１７】通常はＭＯＳトランジスタ６２ａ、６２
ｂ、６３ａ、６３ｂのゲート容量が、基準電圧発生回路
６０の素子間を接続する配線等の浮遊容量よりも充分大
きいため安定化用コンデンサ６９の役目を多少果たす
が、確実に安定化させるには別途の新たな安定化用コン
デンサ６９が必要となる。

【００１８】この基準電圧の挙動の様子を図７の実線の
基準電圧出力７２に示す。しかしこの場合は、電源投入
時に安定化用コンデンサ６９は直ちに充電されないため
に、ＭＯＳトランジスタ６３ａのゲート−ソース間には
電圧がすぐ発生しないため電流が流れず、カレントミラ
ーで動作するＭＯＳトランジスタ６３ｂも電流が流れず
動作しない。よってＭＯＳトランジスタ６２ｂ、６２ａ
も動作せず、結局漏れ電流やノイズによるトリガを待つ
ことになり起動性に欠け、安定動作に達するまでの時間
を示す安定動作到達時間が非常に長くなるという問題が
残る。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】以上説明してきたよう
に従来技術の基準電圧源は、スタートアップ用コンデン
サ６８を用いて電源投入時の即座の安定動作を成し遂げ
ようとすると、定常動作時の電源変動に対し不安定にな
る。また緩やかな電源投入に対しては、即座の動作に到
らない。

【００２０】また逆に定常動作時の電源変動に対し安定
化用コンデンサ６９を用いて安定に動作させようとする
と、電源投入時の動作が不確実になったり安定動作状態
に達するまでの時間が非常に長くなったりし、システム
の安定動作への起動性が悪化してしまう。

【００２１】前述の現象は電池等で動作する携帯機器、
とくに電池容量の小さいコイン型の電池等で動作する電
子時計などでは、回路電流が数十ｎＡ程度と低いため
に、基準電圧源自身の低消費電力化も必須となることか
ら、基準電圧源の消費電流は数ｎＡ程度と低く、よって
スタート時の漏れ電流も極端に少なく、かつ定常動作時
の電源変動に対する追従性も低下することから、安定化
用コンデンサ６９の必要性も重要となり、その結果電源
投入時の起動性が悪化してしまう。

【００２２】〔発明の目的〕本発明の目的は、上述した
問題点を解決して、電源投入時の起動性を確保し、さら
に定常動作時の電源変動に対し安定して動作する基準電
圧源回路を提供することである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の基準電圧源回路は、下記記載の手段を採用
する。

【００２４】本発明の基準電圧源回路は、基準抵抗と複
数のＭＯＳトランジスタより構成されるバンドギャップ
リファレンス型の基準電圧発生回路を有する基準電圧源
回路であって、基準電圧を発生する前記基準電圧発生回
路の動作状態を検出する動作検出回路と、該動作検出回
路の検出出力信号に基づき前記基準電圧発生回路を安定
起動動作せしめる起動発生回路とを備えたことを特徴と
する。

【００２５】本発明の基準電圧源回路における前記起動
発生回路は、前記動作検出回路の出力により制御される
ＭＯＳトランジスタで構成されていることを特徴とす
る。

【００２６】本発明の基準電圧源回路における前記動作
検出回路は、抵抗と、前記基準電圧発生回路の出力で制
御されるＭＯＳトランジスタと有することを特徴とす
る。

【００２７】本発明の基準電圧源回路における前記動作
検出回路は、抵抗と、前記基準電圧発生回路の出力で制
御されるＮチャネル型のＭＯＳトランジスタとＰチャネ
ル型のＭＯＳトランジスタとを有することを特徴とす
る。

【００２８】〔作用〕本発明の基準電圧源回路は、基準
電圧発生回路の動作状態を動作検出回路が常に監視し、
基準電圧発生回路の未動作を検出すると起動発生回路に
よって基準電圧発生回路を起動させるように動作するた
めに電源投入時では速やかに定常動作に達し、また定常
時においては外乱等により基準電圧発生回路が停止しか
けても即座に定常動作に復帰するので非常に安定性や信
頼性が高い。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の基準電圧源回路に
おける最適な実施形態を図１〜図５および図８を参照し
て説明する。図１は本発明の基準電圧源回路の基本構成
を示す回路図である。

【００３０】図１に示すように、基準電圧発生回路１０
は、基準抵抗と複数のＭＯＳトランジスタで構成される
バンドギャップリファレンス型基準電圧発生回路で、従
来例で説明した図６における基準電圧発生回路６０と同
様の動作をする。

【００３１】自起動回路１３は、動作検出回路１１と起
動発生回路１２とから構成され、本発明において新たに
設けられた回路である。動作検出回路１１は基準電圧発
生回路１０の第１の電圧出力Ｖｒｅｆ１を入力とし、常
に第１の電圧出力Ｖｒｅｆ１を監視しており、その第１
の電圧出力Ｖｒｅｆ１の電圧に応じた検出電圧１１ａを
起動発生回路１２に出力する。

【００３２】起動発生回路１２は、動作検出回路１１の
検出電圧１１ａを入力として制御され基準電圧発生回路
１０の第２の電圧出力Ｖｒｅｆ２に起動用の信号を発す
る。

【００３３】図１をシーケンス的に説明すると、動作検
出回路１１は基準電圧発生回路１０の第１の電圧出力Ｖ
ｒｅｆ１の出力電圧を監視しながら動作状態を監視し、
もし基準電圧発生回路１０が動作状態に到っていない時
は、起動発生回路１２を動作させその結果基準電圧発生
回路１０を動作状態に起動させる。基準電圧発生回路１
０の動作を動作検出回路１１が検出すると起動性回路１
２を遮断し定常状態に移行する。

【００３４】このシーケンス動作により、従来のごとく
電源投入時の基準電圧発生回路の動作不良や起動性の低
下を解消でき安定動作を保証する。従って基準電圧発生
回路１０は、従来例で説明した安定化用コンデンサ６９
の挿入による電源変動対策を施しておくことも可能とな
り、電源投入時および定常動作時ともに非常に安定した
動作を本発明は提供するものである。

【００３５】図２に図１に示した本発明実施形態の回路
構成例を示す。基準電圧発生回路１０は従来例の図６に
おける基準電圧発生回路６０と同じ構成である。基準電
圧発生回路１０は拡散抵抗または多結晶シリコン抵抗な
どで構成される基準抵抗６１と、Ｐチャネル型のＭＯＳ
トランジスタ６２ａ、６２ｂと、Ｎチャネル型のＭＯＳ
トランジスタ６３ａ、６３ｂよりなるカレントミラーを
利用したバンドギャップリファレンス型基準電圧源であ
り基準電圧Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２を出力する。

【００３６】動作検出回路１１はＮチャネル型のＭＯＳ
トランジスタ２３と抵抗２４とで構成され、抵抗２４は
ＭＯＳトランジスタ２３のドレインに接続されている。
抵抗２４は僅かな電流を流すための数ＭΩの高抵抗素子
で、例えば集積回路内であれば拡散抵抗または多結晶シ
リコン抵抗などが使用される。ＭＯＳトランジスタ２３
のゲートは、基準電圧発生回路１０の第１の電圧出力Ｖ
ｒｅｆ１に接続されている。

【００３７】動作検出回路１１の出力はＭＯＳトランジ
スタ２３のドレインであり、起動発生回路１２の入力に
接続される。起動発生回路１２は、動作検出回路１１の
Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタ２３と同型のＭＯＳ
トランジスタ２５で構成され、ゲートが入力でドレイン
が出力である。起動発生回路１２の出力は、基準電圧発
生回路１０の第２の電圧出力Ｖｒｅｆ２に接続されてい
る。

【００３８】電源６４は高電位側がグランドの接続され
ており、各回路を動作させるための電圧Ｖｓｓを供給
し、安定化用コンデンサ６９は本発明の実施形態では第
１の電圧出力Ｖｒｅｆ１に挿入されている。従来技術で
説明したごとく安定化コンデンサ６９は定常時の急激な
電源変動対策用であるが、基準電圧発生回路１０の各Ｍ
ＯＳトランジスタ６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂのゲ
ート容量で特性的に満足できる場合は敢えて挿入しなく
ても構わない。

【００３９】図２を用いて動作の説明をする。基準電圧
発生回路１０は従来例の基準電圧発生回路６０と同様の
動作であり、電源投入時に電流が流れ始めると各ＭＯＳ
トランジスタ６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂがフィー
ドバック的に動作を開始し、平衡状態である定常動作時
では基準電圧出力Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２はＭＯＳトラ
ンジスタ６３ａ，６２ｂのしきい値電圧近傍の電圧を安
定出力する。

【００４０】従って動作検出回路１１のＭＯＳトランジ
スタ２３は僅かに導通となっていることより抵抗２４に
電流が流れ、動作検出回路１１の出力であるＭＯＳトラ
ンジスタ２３のドレインは殆ど電圧Ｖｓｓに近いローレ
ベルとなり、そのローレベルを入力とする起動発生回路
１２のＭＯＳトランジスタ２５は遮断状態となってい
る。よって起動発生回路１２の出力は何ら基準電圧発生
回路１０には影響を与えない。また動作検出回路１１の
抵抗２４を数ＧΩの高抵抗にすることより、電流はほと
んど消費されない。

【００４１】電源投入時や外乱により基準電圧発生回路
１０が未動作状態に陥った場合は、第１および第２の電
圧出力Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２は正常電圧を出力せず、
それぞれＶｓｓレベル、グランドレベルとなり、動作検
出回路１１のＭＯＳトランジスタ２３は遮断状態とな
る。よってＭＯＳトランジスタ２３のドレイン電圧つま
り動作検出回路１１の出力電圧は、抵抗２４によりグラ
ンド電位つまりハイレベルになるため、起動発生回路１
２のＭＯＳトランジスタ２５は充分な導通状態となる。

【００４２】これにより基準電圧発生回路１０の第２の
電圧出力Ｖｒｅｆ２はＶｓｓ側に引っ張られ、基準電圧
発生回路１０の各ＭＯＳトランジスタ６２ａ，６２ｂ，
６３ａ，６３ｂが動作を開始し、急速に安定平衡状態に
達する。

【００４３】その結果、電圧出力Ｖｒｅｆ１は通常の基
準電圧を出力するようになり、動作検出回路１１のＭＯ
Ｓトランジスタ２３が導通となり動作検出回路１１の出
力はローレベルに達し、よって起動発生回路１２のＭＯ
Ｓトランジスタ２５は遮断となり定常状態に落ちつく。

【００４４】動作検出回路１１の動作速度は、ほぼ抵抗
２４とＭＯＳトランジスタ２５のゲート容量の時定数で
決まるために、集積回路内でのゲート容量は通常１ｐＦ
以下であるので抵抗２４は１ＧΩ以上でも充分速く、従
って動作検出回路１１の定常電流も１ｎＡ以下に抑える
ことが可能となり、低消費電力を要求される集積回路に
も充分対応可能である。

【００４５】次に図３を用いて図２に示す実施形態の動
作特性例について説明する。図３は従来例の説明に用い
た図７と同様のグラフで、図２の基準電圧発生回路１０
の第２の電圧出力Ｖｒｅｆ２および基準電流Ｉｒｅｆ２
の電源投入時と定常動作中の特性を横軸を経過時間に図
示したグラフである。電圧３０は電源電圧Ｖｓｓの、基
準電圧３１は基準電圧発生回路１０の第２の電圧出力Ｖ
ｒｅｆ２の時間的変化を示している。

【００４６】従来例の図７と比較してわかるように、本
発明の構成により電圧出力Ｖｒｅｆ２は、領域Ａに示す
ごとく電源電圧投入時は迅速に立ち上がり１００ミリ秒
に近い安定動作到達時間となり、領域Ｂに示すごとく定
常動作時の電源電圧の変動に対してはその影響が非常に
小さく安定に動作している。基準電圧発生回路１０の第
１の電圧出力Ｖｒｅｆ１も、第２の電圧出力Ｖｒｅｆ２
と同等の特性を示す。

【００４７】また基準電圧発生回路１０の各ＭＯＳトラ
ンジスタ６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂを流れるＩｒ
ｅｆ１，Ｉｒｅｆ２も縦軸を電流に置き換えると同様の
特性を示す。

【００４８】以上本発明の実施形態に関し図１〜図３を
基に説明してきたが、図８に図２における動作検出回路
１１および起動発生回路１２の別の実施形態の例を示
す。基準電圧発生回路１０は本発明の実施形態の図２に
おける基準電圧発生回路１０と同じ構成である。

【００４９】図８に示すように、基準電圧発生回路１０
は、拡散抵抗または多結晶シリコン抵抗などで構成され
る基準抵抗６１と、Ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタ
６２ａ、６２ｂと、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタ
６３ａ、６３ｂよりなるカレントミラーを利用したバン
ドギャップリファレンス型基準電圧源であり基準電圧Ｖ
ｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２を出力する。

【００５０】動作検出回路１１はＰチャネル型のＭＯＳ
トランジスタ８３と抵抗２４とで構成され、抵抗２４は
ＭＯＳトランジスタ８３のドレインに接続されている。
抵抗２４は図２で説明したのと同様に僅かな電流を流す
ための数ＭΩの高抵抗素子で、例えば集積回路内であれ
ば拡散抵抗または多結晶シリコン抵抗などが使用され
る。ＭＯＳトランジスタ８３のゲートは、基準電圧発生
回路１０の第２の電圧出力Ｖｒｅｆ２に接続されてい
る。

【００５１】動作検出回路１１の出力はＭＯＳトランジ
スタ８３のドレインであり、起動発生回路１２の入力に
接続される。

【００５２】起動発生回路１２は、動作検出回路１１の
Ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタ８３と同型のＭＯＳ
トランジスタ８５で構成され、ゲートが入力でドレイン
が出力である。起動発生回路１２の出力は基準電圧発生
回路１０の第１の電圧出力Ｖｒｅｆ１に接続されてい
る。

【００５３】電源６４は高電位側がグランドの接続され
ており、各回路を動作させるための電圧Ｖｓｓを供給
し、安定化用コンデンサ６９は本発明の実施形態例では
第１の電圧出力Ｖｒｅｆ１に挿入されている。従来例で
説明したごとく安定化コンデンサ６９は定常時の急激な
電源変動対策用であるが、基準電圧発生回路１０の各Ｍ
ＯＳトランジスタ６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂのゲ
ート容量で特性的に満足できる場合は敢えて挿入しなく
ても構わない。

【００５４】図８を用いて動作の説明をする。基準電圧
発生回路１０は、本発明の実施形態の図２における基準
電圧発生回路１０と同様の動作であり、電源投入時に電
流が流れ始めると各ＭＯＳトランジスタ６２ａ，６２
ｂ，６３ａ，６３ｂがフィードバック的に動作を開始
し、平衡状態である定常動作時では基準電圧出力Ｖｒｅ
ｆ１、Ｖｒｅｆ２はＭＯＳトランジスタ６３ａ，６２ｂ
のしきい値電圧近傍の電圧を安定出力する。

【００５５】従って動作検出回路１１のＭＯＳトランジ
スタ８３は僅かに導通となっていることより抵抗２４に
電流が流れ、動作検出回路１１の出力であるＭＯＳトラ
ンジスタ８３のドレインは殆どグランドレベルに近いハ
イレベルとなり、そのハイレベルを入力とする起動発生
回路１２のＭＯＳトランジスタ８５は遮断状態となって
いる。よって起動発生回路１２の出力は何ら基準電圧発
生回路１０には影響を与えない。また動作検出回路１１
の抵抗２４を数ＧΩの高抵抗にすることより、電流はほ
とんど消費されない。

【００５６】電源投入時や外乱により基準電圧発生回路
１０が未動作状態に陥った場合は、第１および第２の電
圧出力Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２は正常電圧を出力せず、
それぞれＶｓｓレベル、グランドレベルとなり、動作検
出回路１１のＭＯＳトランジスタ８３は遮断状態とな
る。よってＭＯＳトランジスタ８３のドレイン電圧つま
り動作検出回路１１の出力電圧は、抵抗２４によりＶｓ
ｓ電位つまりローレベルになるため、起動発生回路１２
のＭＯＳトランジスタ８５は充分な導通状態となる。

【００５７】これにより、基準電圧発生回路１０の第２
の電圧出力Ｖｒｅｆ１はグランド側に引っ張られ、基準
電圧発生回路１０の各ＭＯＳトランジスタ６２ａ，６２
ｂ，６３ａ，６３ｂが動作を開始し、急速に安定平衡状
態に達する。

【００５８】その結果、第２の電圧出力Ｖｒｅｆ２は、
通常の基準電圧を出力するようになり、動作検出回路１
１のＭＯＳトランジスタ８３が導通となり動作検出回路
１１の出力はハイレベルに達し、よって起動発生回路１
２のＭＯＳトランジスタ８５は遮断となり定常状態に落
ちつく。以上説明したシーケンス動作により図８に示し
た実施形態の回路例は、図２で示した本発明の実施形態
の回路例と同様な動作をしその出力特性も図３と同じ特
性を示す。

【００５９】次に図２における動作検出回路１１の別の
実施形態を図４に示す。図４に示したＮチャネル型のＭ
ＯＳトランジスタ２３は、図２の動作検出回路２１のＭ
ＯＳトランジスタ２３と同じ構成で動作も同様である。

【００６０】そのＭＯＳトランジスタ２３のドレインと
直列に接続された抵抗４０と、抵抗４０に接続されたＰ
チャネル型のＭＯＳトランジスタ４１とは、図２におけ
る動作検出回路１１の抵抗２４に換わる回路であり、Ｍ
ＯＳトランジスタ４１のゲートはドレインと接続され、
且つ抵抗４０に接続されている。

【００６１】図２における動作検出回路１１の抵抗２４
は高抵抗となるため集積回路内に構成する場合には大き
な占有面積を必要とするが、ＭＯＳトランジスタ４１の
ソース−ドレイン間電圧がほぼしきい値電圧近傍に保た
れるため、その分抵抗４０の両端電圧が低下することよ
り、同じ電流を流す場合には抵抗４０の値をおよそ半減
可能である。つまり図４に示す動作検出回路は図２の動
作検出回路１１に比べほぼ同じ動作にもかかわらず、抵
抗４０は図２における抵抗２４に比較して抵抗値を小さ
くできることから半導体集積回路上で小面積化できる。

【００６２】また使用する電源電圧が高いときは、ＭＯ
Ｓトランジスタ４１と同等な構造のＭＯＳトランジスタ
を多段化して使用することも有効である。

【００６３】また、特性のバラツキが多少許されるな
ら、図２の抵抗２４や図４における抵抗４０とＭＯＳト
ランジスタ４１の換わりにＭＯＳトランジスタの遮断状
態の僅かなリーク特性を高抵抗として用いたりデプレッ
ション型トランジスタを利用することも可能であり更に
小面積化できる。

【００６４】次に本発明の実施形態の応用例を図５に示
す。図５は本発明の自起動回路１３を除くと通常良く使
用されるバンドギャップリファレンス型の基準電圧源を
用いた定電圧源である。

【００６５】基準電圧発生回路１０が、ボルテージフォ
ロア型の差動アンプ５０のプラス（＋）入力に接続され
ている。抵抗５１、５２は定電圧源の出力Ｖｒｅｇを所
望の電圧に調整または設定するための分圧用抵抗であ
り、その分圧電圧が差動アンプ５０のマイナス（−）入
力にフィードバック接続されることより、出力Ｖｒｅｇ
は基準電圧発生回路６０の電圧出力Ｖｒｅｆ２と抵抗５
１，５２の分圧比で決まる電圧を出力する。また抵抗５
１，５２と並列に容量５３を接続している。この定電圧
源において、本発明の動作検出回路１１および起動発生
回路１２からなる自起動回路１３を基準電圧発生回路６
０に図２で説明したごとく付加することより、電源電圧
の投入時や定常時の電圧変動に対し前述したように非常
に安定した起動性と定常動作を達成できる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したごとく本発明によれば、基
準電圧発生回路に自起動回路を付加することより電源投
入時の起動性を高めるのみならず、定常動作中において
も何らかの外乱により動作が停止しようとしても即座に
動作方向へ復帰させるので、信頼性の非常に高い基準電
圧源回路を提供することができる。

【００６７】また本発明では、安定動作が保証されるた
め定常時の電源変動対策のための安定化回路を付加して
も電源投入時の起動性を何ら悪化させることもなく信頼
性の高い動作を達成できる。さらに本発明の基準電圧源
回路における自起動回路は、非常に少ない電流で動作可
能なため、全体回路の消費電力増加もなく達成できるこ
とから、低消費電力化システムにも十分対応でき効果大
である。

【００６８】また、本発明の自起動回路は電流電圧発生
回路のみならずフィードバックを利用して動作するシス
テムにおいてのロックアウトを防止するのにも非常に有
効な手段を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における基準電圧源回路を示
すブロック図である。

【図２】本発明の実施形態における基準電圧源回路を示
す回路図である。

【図３】本発明の実施形態の基準電圧源回路における出
力特性を示すグラフである。

【図４】本発明の実施形態の基準電圧源回路おける別の
動作検出回路を示す回路図である。

【図５】本発明の実施形態の基準電圧源回路の応用例を
示す回路図である。

【図６】従来技術における基準電圧源を示す回路図であ
る。

【図７】従来技術における基準電圧源による出力特性を
示すグラフである。

【図８】本発明の別の実施形態における基準電圧源回路
を示す回路図である。

【符号の説明】

１０：基準電圧発生回路 １１：動作検出回路 １２：起動発生回路 １３：自起動回路 ２３：ＭＯＳトランジスタ ２４：抵抗 ２５：ＭＯＳトランジスタ ４０：抵抗 ４１：ＭＯＳトランジスタ ５０：差動アンプ ６１：基準抵抗 ６２ａ、６２ｂ：ＭＯＳトランジスタ ６３ａ、６３ｂ：ＭＯＳトランジスタ ６４：電源 ６９：安定化用コンデンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小峰 伸一 東京都西東京市田無町六丁目１番12号 シ チズン時計株式会社内 (72)発明者 矢野 敬和 東京都西東京市田無町六丁目１番12号 シ チズン時計株式会社内 Ｆターム(参考） 5H420 NA16 NA17 NA35 NB02 NB25 NB31 NC38 NE03 5J092 AA03 AA44 AA51 AA58 AA59 CA04 CA47 CA48 CA83 CA85 FA05 FA20 FR02 FR07 HA17 HA25 HA29 KA10 KA12 KA27 KA28 KA47 KA49 MA19 MA21 TA01 TA02 TA06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準抵抗と複数のＭＯＳトランジスタよ
   り構成されるバンドギャップリファレンス型の基準電圧
   発生回路を有する基準電圧源回路であって、 基準電圧を発生する前記基準電圧発生回路の動作状態を
   検出する動作検出回路と、該動作検出回路の検出出力信
   号に基づき前記基準電圧発生回路を安定起動動作せしめ
   る起動発生回路とを備えたことを特徴とする基準電圧源
   回路。
2. 【請求項２】 前記起動発生回路は、 前記動作検出回路の出力により制御されるＭＯＳトラン
   ジスタで構成されていることを特徴とする請求項１に記
   載の基準電圧源回路。
3. 【請求項３】 前記動作検出回路は、 抵抗と、前記基準電圧発生回路の出力で制御されるＭＯ
   Ｓトランジスタと有することを特徴とする請求項１に記
   載の基準電圧源回路。
4. 【請求項４】 前記動作検出回路は、 抵抗と、前記基準電圧発生回路の出力で制御されるＮチ
   ャネル型のＭＯＳトランジスタとＰチャネル型のＭＯＳ
   トランジスタとを有することを特徴とする請求項１に記
   載の基準電圧源回路。