JP2003029855A - 定電圧回路装置 - Google Patents

定電圧回路装置

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JP2003029855A
JP2003029855A JP2001214163A JP2001214163A JP2003029855A JP 2003029855 A JP2003029855 A JP 2003029855A JP 2001214163 A JP2001214163 A JP 2001214163A JP 2001214163 A JP2001214163 A JP 2001214163A JP 2003029855 A JP2003029855 A JP 2003029855A
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Etsushi Sato
悦士 佐藤
Toshinori Fukazawa
敏則 深澤
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 定電圧回路装置において、出力トランジスタ
に漏れ電流が発生した際にも安定な出力電圧の供給がで
き、安全なオフ状態を得るようにする。 【解決手段】 電源端子1(または接地端子)と出力端
子6との間に接続されたPch−MOSトランジスタ5
の出力インピーダンスを制御するオペレーションアンプ
3を備え、出力端子1と接地端子15(または電源端
子)との間に接続された抵抗8,9,10により出力電
圧値を設定する定電圧回路装置において、Pch−MO
Sトランジスタ5に対し直列接続された出力電圧異常防
止Nch−MOSトランジスタ12と、その出力インピ
ーダンスを制御する出力電圧検出オペレーションアンプ
11を設ける。これにより、前記Pch−MOSトラン
ジスタ5の漏れ電流による出力電圧異常を検出し出力電
圧異常を補償する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話等に用い
る定電圧回路装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の定電圧回路装置の一例を図3に示
す。この回路装置は、電源端子1と出力端子6との間に
Pチャネル型MOSトランジスタ(以降Pch−MOS
と略記する)5が接続され、このPch−MOS5の出
力インピーダンスを制御するオペレーションアンプ(以
降オペアンプと略記する)3が設けられている。このオ
ペアンプ3は非反転入力端子に基準電圧7が接続されて
おり、反転入力端子には出力端子6から接地端子15に
対して接続された抵抗8,9により負帰還接続されてい
る。オペアンプ3とPch−MOS5はスイッチ端子4
によりオン/オフの制御がなされ、回路オン時は、接地
端子15に対して出力端子6には((基準電圧7÷抵抗
9)×(抵抗8+抵抗9))なる電圧(=第1の出力電
圧とする)が出力される。
【0003】この従来の定電圧回路装置において、スイ
ッチ端子4がHレベル(電源端子1の電圧)である時、
Pch−MOS2はオン状態、オペアンプ3もオン状態
であるので、定電圧回路装置はオン状態となる。この定
電圧回路装置のオン状態において、Pch−MOS5に
漏れ電流が発生した場合、出力端子6は第1の出力電圧
を維持できず、電源端子1の電圧から第1の出力電圧ま
での間の電圧をとり得る。
【0004】また、スイッチ端子4がLレベル(接地端
子15の電圧)である時には、Pch−MOS2はオフ
状態、オペアンプ3もオフ状態であるので、定電圧回路
装置はオフ状態となる。この定電圧回路装置のオフ状態
において、Pch−MOS5に漏れ電流が発生した場
合、出力端子6は抵抗8,9のプルダウンによる接地端
子15の電圧レベルを維持できず、電源端子1の電圧か
ら接地端子15の電圧までの間の電圧をとり得る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一般に、定電圧回路装
置は、他回路装置への電源または他集積回路装置への電
源となることが多い。図4に、MOSトランジスタの漏
れ電流とMOSトランジスタのゲート長Lに関する参考
データを示す。MOSトランジスタのゲート長Lが1μ
m以下になると漏れ電流が急激に多くなることが分か
る。図5にこのプロセスの基準となるゲート幅W,ゲー
ト長Lを備えたMOSトランジスタの漏れ電流の大きさ
と温度依存性に関する参考データを示す。常温ではpA
〜fAオーダーの漏れ電流は周囲温度が約150℃にな
るとnA〜μAオーダーまで増加することが分かる。
【0006】定電圧回路装置は、出力負荷電流を大きく
取るため、または出力MOSトランジスタのオン時の抵
抗値を下げるために、出力MOSトランジスタのゲート
幅Wを最小MOSトランジスタサイズに比べて非常に大
きいものとすることが多い。ゲート幅Wが10000μ
mのMOSトランジスタを使用すると最小MOSトラン
ジスタの約数百倍のゲート幅Wを持つので漏れ電流も約
数百倍(周囲温度150℃にて約数十μA〜数百μA)
となる。
【0007】携帯電話に用いられる定電圧回路装置で
は、携帯電話機の待ち受け時間や通話時間延長の目的で
回路全体の消費電流を数μAで設計することが多く、バ
イアス電流も数nA〜数μAに設定されることが多い。
このような低消費電流型の定電圧回路装置において、出
力MOSトランジスタに数十μA〜数百μAオーダーの
漏れ電流が生じると、出力端子には設計値とは異なった
異常電圧が生じる。この異常電圧の発生は、他回路装置
や他集積回路装置に過電圧、または電源電圧として動作
できない異常電圧を与えて破壊や異常動作を引き起こす
可能性がある。また定電圧回路装置のオフ設定時におい
ても、出力MOSトランジスタに漏れ電流が発生する
と、出力端子にはオン状態と同等またはその他の異常電
圧が供給されることとなり、定電圧回路装置としての役
割を果たせない。
【0008】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
であり、トランジスタに漏れ電流が発生した際にも安定
な出力電圧供給と安全なオフ状態を得ることができる定
電圧回路装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、電源端子と出力端子との間に接続された
トランジスタ(MOS、BIP)と、前記トランジスタ
の出力インピーダンスを制御する出力電圧制御回路と、
前記出力端子と接地端子との間に接続され出力電圧値を
設定する抵抗とを備えた定電圧回路装置において、前記
トランジスタに対し直列接続された出力電圧異常防止ト
ランジスタ(MOS、BIP)と、前記出力電圧異常防
止トランジスタの出力インピーダンスを制御する制御回
路とを設けたことを特徴とする。
【0010】これにより、電源端子と出力端子との間に
接続されたトランジスタの漏れ電流による出力電圧異常
を検出し、出力電圧異常を補償する。
【0011】また、電源端子と出力端子との間に接続さ
れたトランジスタ(MOS、BIP)と、前記トランジ
スタの出力インピーダンスを制御する出力電圧制御回路
と、前記出力端子と接地端子との間に接続され出力電圧
値を設定する抵抗とを備えた定電圧回路装置において、
前記トランジスタに対し直列接続され、定電圧回路装置
のオフ時に動作する出力電圧異常防止トランジスタ(M
OS、BIP)を設けたことを特徴とする。その出力電
圧異常防止トランジスタはダイオード接続されている。
【0012】出力電圧異常防止トランジスタにより出力
端子と接地端子を短絡することで、前記電源端子と出力
端子との間に接続されたトランジスタの漏れ電流による
出力電圧異常を補償する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
【0014】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1におけるMOSトランジスタの漏れ電流による出
力電圧異常を補償する定電圧回路装置を示したものであ
る。なお、図1において、図3に示す構成部分と同じ構
成部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【0015】図1において、電源端子1と出力端子6と
の間にPch−MOS5が接続されており、このPch
−MOS5の出力インピーダンスを制御するオペアンプ
3を備えている。そのオペアンプ3の非反転入力端子に
は基準電圧7が接続され、反転入力端子には出力端子6
と接地端子15との間に接続された抵抗8,9,10に
より負帰還接続されている。
【0016】その定電圧回路装置は、スイッチ端子4の
信号によりオン/オフの制御が行われ、回路オン時は、
接地端子15の電圧に対して出力端子6には((基準電
圧7÷(抵抗9+抵抗10))×(抵抗8+抵抗9+抵
抗10))なる電圧(=第2の出力電圧とする)が出力
される。
【0017】本発明の構成では、従来の定電圧回路装置
の出力Pch−MOS5に対して直列接続された出力電
圧異常防止Nチャネル型MOSトランジスタ(以降Nc
h−MOSと略記する)12が設けられ、その出力イン
ピーダンスを制御する出力電圧検出オペアンプ11を備
えている。前記出力電圧検出オペアンプ11の非反転入
力端子には基準電圧7が接続され、反転入力端子には接
地端子15に対して接続された抵抗9により負帰還接続
される出力電圧検出回路装置を備えている。また、Pc
h−MOS5に対して直列接続され、スイッチ端子4に
よりオン/オフ制御される出力電圧異常防止Nch−M
OS14も備えている。
【0018】このように構成された本実施の形態1にお
いて、スイッチ端子4による回路装置オン時には、出力
Pch−MOS5に漏れ電流が発生すると、出力端子6
は第2の出力電圧を維持できずに電源端子1の電圧に近
づくように、すなわち出力電圧の上昇を引き起こす。出
力電圧が上昇し、抵抗9の出力端子6側の電圧が基準電
圧7と同等の電圧になると、出力電圧検出オペアンプ1
1が出力電圧上昇を検出し、出力電圧異常防止Nch−
MOS12をオンにして、出力Pch−MOS5の漏れ
電流を相殺し、出力端子6の電圧上昇を抑制する。
【0019】本発明の定電圧回路装置のオン時に、出力
Pch−MOS5の漏れ電流により出力端子6の電圧が
上昇し、出力電圧検出回路装置が動作している時に、出
力端子6には接地端子15に対して((基準電圧7÷抵
抗9)×(抵抗8+抵抗9+抵抗10))なる電圧(=
第3の出力電圧とする)が出力される。第2の出力電圧
と第3の出力電圧との差電圧は抵抗10により設定さ
れ、第3の出力電圧−第2の出力電圧=(((基準電圧
7÷(抵抗9+抵抗10))×抵抗10)である。ある
温度において、出力Pch−MOS5に漏れ電流が発生
し、出力電圧の上昇が起きても、出力端子6は第3の出
力電圧以上に上昇しないように出力電圧検出回路装置が
制御する。
【0020】また、スイッチ端子4による回路装置オフ
時に、出力Pch−MOS5に漏れ電流が発生すると、
出力端子6は抵抗8,9,10による接地端子15の電
圧を維持できずに電源端子1の電圧に近づくように、す
なわち出力電圧の上昇を引き起こす。この出力電圧の上
昇を防止するために、回路装置のオフ設定時には出力端
子6と接地端子15を出力電圧異常防止Nch−MOS
14により短絡することで出力Pch−MOS5の漏れ
電流を相殺し、出力端子6の電圧上昇を抑制する。
【0021】図1の本実施の形態1の構成において、抵
抗16,17は定電圧回路装置と出力電圧検出回路装置
が同時に動作した際に、電源端子1から接地端子15に
対して貫通電流が必要以上に流れないように制限するた
めの制限抵抗であり省略することもできる。
【0022】(実施の形態2)図2は、本発明の実施の
形態2における定電圧回路装置を示したものである。電
源端子1と出力端子6との間に接続されたPch−MO
S5の出力インピーダンスを制御するオペレーションア
ンプ3を備え、このオペレーションアンプ3の非反転入
力端子には基準電圧7が接続され、反転入力端子には出
力端子6と接地端子15との間に接続される抵抗により
負帰還接続されている。さらに、出力Pch−MOS5
に対して出力電圧異常防止Nch−MOS18が直列接
続され、これにより出力電圧の上昇を抑制する。出力電
圧異常防止Nch−MOS18はドレイン端子が出力端
子6に接続され、ゲート端子とソース端子,バルク端子
が接地端子15に接続されている。
【0023】この出力電圧異常防止Nch−MOS18
は、通常の定電圧回路動作時には動作しない。出力電圧
異常防止Nch−MOS18のトランジスタサイズを、
定電圧回路装置の出力Pch−MOS5のトランジスタ
と同等のトランジスタサイズに設定することで、あらゆ
る温度に対してそれぞれ同等の漏れ電流が生じ、発生し
た漏れ電流は電源端子1から接地端子15に対して流れ
るため、出力端子6の電圧上昇を抑制することができ
る。
【0024】なお、電源端子1と出力端子6との間に接
続される出力Pch−MOS5をNch−MOSまたは
NPNトランジスタ若しくはPNPトランジスタ等のバ
イポーラトランジスタとしても、同様の効果が得られ
る。また接地端子15と出力端子6との間に接続される
トランジスタも、Pch−MOSまたはNch−MOS
あるいはNPNトランジスタまたはPNPトランジスタ
としても同様の効果を得ることができる。
【0025】本発明に係る定電圧回路装置の構成におい
て、出力電圧異常防止Nch−MOS12、14をPc
h−MOSまたはNPNトランジスタ,PNPトランジ
スタを用いて構成しても同様の効果を得ることができ
る。なお出力電圧異常防止トランジスタは定電圧回路装
置の出力トランジスタの漏れ電流と同等の漏れ電流が期
待できるもので構成することが必要である。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
定電圧回路装置において出力トランジスタに漏れ電流が
生じた際の出力電圧異常を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1におけるMOSトランジ
スタの漏れ電流による出力電圧の上昇を抑制する定電圧
回路装置の回路図
【図2】本発明の実施の形態2におけるMOSトランジ
スタの漏れ電流による出力電圧の上昇を抑制する定電圧
回路装置の回路図
【図3】従来のMOSトランジスタ出力による定電圧回
路装置の回路図
【図4】MOSトランジスタのゲート長と漏れ電流との
関係を示す図
【図5】ゲート幅W,ゲート長Lを有するMOSトラン
ジスタの温度変化に対する漏れ電流の大きさを示す図
【符号の説明】
1 電源端子 2 Pチャネル型MOSトランジスタ(Pch−MO
S) 3 オペレーションアンプ 4 スイッチ端子 5 Pチャネル型MOSトランジスタ(Pch−MO
S) 6 出力端子 7 基準電圧 8 抵抗 9 抵抗 10 抵抗 11 出力電圧検出オペレーションアンプ 12 Nチャネル型MOSトランジスタ(Nch−MO
S) 13 インバータ 14 Nチャネル型MOSトランジスタ(Nch−MO
S) 15 接地端子 16 制限抵抗 17 制限抵抗 18 Nチャネル型MOSトランジスタ(Nch−MO
S)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H430 BB03 BB09 BB11 BB20 EE06 FF02 FF13 HH03 JJ07 LA02 LA12 LB06

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源端子と出力端子との間に接続された
    トランジスタと、前記トランジスタの出力インピーダン
    スを制御する出力電圧制御回路と、前記出力端子と接地
    端子との間に接続され出力電圧値を設定する抵抗とを備
    えた定電圧回路装置において、前記トランジスタに対し
    直列接続された出力電圧異常防止トランジスタと、前記
    出力電圧異常防止トランジスタの出力インピーダンスを
    制御する制御回路とを設けたことを特徴とする定電圧回
    路装置。
  2. 【請求項2】 電源端子と出力端子との間に接続された
    トランジスタと、前記トランジスタの出力インピーダン
    スを制御する出力電圧制御回路と、前記出力端子と接地
    端子との間に接続され出力電圧値を設定する抵抗とを備
    えた定電圧回路装置において、前記トランジスタに対し
    直列接続され、当該定電圧回路装置のオフ時に動作する
    出力電圧異常防止トランジスタを設けたことを特徴とす
    る定電圧回路装置。
  3. 【請求項3】 出力電圧異常防止トランジスタはダイオ
    ード接続されていることを特徴とする請求項2記載の定
    電圧回路装置。
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