JP2005063231A - レギュレータ回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 入力電圧から所定の出力電圧を生成するレギュレータ回路100は、出力電圧(Vout)を出力する出力トランジスタ25と、出力電圧を検出して帰還する出力電圧検出回路30と、出力電圧検出回路30の帰還出力電圧と基準とする基準電圧とを比較して、出力電圧の制御を行う差動増幅器20と、差動増幅器20の制御を決めるためのバイアス電流41を流す電流源40と、バイアス電流41を制御するために入力される制御信号60とその制御信号ライン61と、を備え、制御信号ライン61にエッジ検出手段70を設けて、このエッジ検出手段70で検出された信号によってバイアス電流41を制御するレギュレータ回路とした。
【選択図】 図1
Description
ここでのレギュレータ回路10は、演算増幅器2、基準電圧V1を発生する基準電圧発生回路1、出力電圧検出回路3、とを備える。ここでの出力電圧検出回路3は、分圧抵抗R1とR2とにより出力電圧Vout を電圧VRに分割する。また、演算増幅器2は、トランジスタQ1とQ2とからなる出力制御部と、トランジスタQ3、Q4、Q5、Q6、バイアス電流の電流源2aからなる差動増幅部とを、備える。
また、従来のレギュレータ回路の回路構成を大きく変更できない場合においては、出力トランジスタのデメンジョンを下げてゲート容量を下げるか、もしくは、演算増幅器2のオープン利得Gを考慮して、電流源2aのバイアス電流値Ibiasを増加させてgm値(相互コンダクタンス)を上げる、などの対策が講じられていた。
前記出力電圧を出力する出力トランジスタと、
前記出力電圧を検出して帰還させる出力電圧検出回路と、
前記出力電圧検出回路の帰還出力電圧と基準とする基準電圧とを比較して、前記出力電圧の制御を行う差動増幅器と、
前記差動増幅器の制御を決めるためのバイアス電流を流す電流源と
前記バイアス電流を制御するために入力される制御信号とその制御信号ラインと、
を備え、
前記制御信号ラインにエッジ検出手段を設けて、前記エッジ検出手段で検出された信号によって前記バイアス電流を制御するレギュレータ回路とした。
前記エッジ検出手段にて検出された信号によって、前記レギュレータ回路の立ち上がりの瞬間だけ前記差動増幅器のバイアス電流を増加させてもよい。
前記エッジ検出手段は、前記制御信号ライン上のエッジ検出器および電流増加用トランジスタにより構成してもよい。
具体的な販売製品としては、例えば、普段はオフにしておいて使いたいときだけ立ち上げるバッテリーセービング(BS)機能が付いたレギュレータとして用いることができ、この場合では、BS解除時の回路立ち上がり動作の高速化、出力電圧立ち上がり時間の短縮化を容易になしうるため、高速立ち上がりの省エネ型の定電圧レギュレータとすることができる。
図1は、本発明によるレギュレータ回路の一例を示す図である。このレギュレータ回路100は、入力電圧から所定の出力電圧(Vout)を生成する回路であり、出力回路である出力トランジスタ25は、差動増幅器20によって制御されて、出力部50から出力電圧(Vout)を出力する。
出力電圧検出回路30は、直列接続された2つの抵抗(R1とR2)からなり、出力電圧(Vout)を分圧してこれを差動増幅器20に帰還する回路であって、差動増幅器20のトランジスタ21に帰還出力電圧(VR)を出力する。
そして、出力電圧(Vout)を出力する出力トランジスタ25は、PMOSトランジスタから構成され、ノード26の電圧に応じてその出力を行う。出力電圧検出回路30は、出力トランジスタ25の出力電圧(Vout)を検出してこれを帰還し、ここで検出された帰還出力電圧(VR)は、トランジスタ21のゲートに入力される。
これにより、本発明では、制御信号であるBS信号60を、エッジ検出器71にて検出した信号を元にしてコントロールすることができる。また、このトランジスタ(M1)は、NMOSトランジスタであって、エッジ検出器71によって動作制御が行なわれるが、エッジ検出器71が備えるエッジ検出回路71Aの構成については図3にその一例を示す。
その結果、本発明によるレギュレータ回路100では、立ち上がりの瞬時だけ差動回路のgmが上がり、出力の上昇にかかる時間が短縮される。また、この回路の消費電流についても、電流値の増加は回路の立ち上がり時のみであり、その後は定常の電流値に戻るため、通常の動作時には消費電流が増加することはない。
図2においては、本発明によるBS信号ラインのエッジ検出回路は、BS解除の信号のパルスエッジが、時間軸1.00μsecの位置において検出されている。その後、本発明の回路では、時間軸1.08μsecの位置において出力波形が立ち上がってすぐ安定しているので、その立ち上がり時間T1は0.08μsecとなる。また、従来の回路では、徐々に出力波形が立ち上がっていき、時間軸2.40μsecの位置においてようやく出力波形が安定するので、その立ち上がり時間T2は1.40μsecとなる。このように本発明によるレギュレータ回路では、出力立ち上がり時間の短縮に関して極めて優れていることは、この図2より明らかである。
制御信号であるBS信号は入力部72から入力され、AND回路76の一方端にはそのままBS信号が入力されるが、AND回路76の他方端では3つのインバータ(73、74、75)により信号が反転されながら入力される。そして、AND回路76からは、インバータ77によってさらに反転され、出力部78からトランジスタ(M1)のゲートに出力される。
上図のエッジ検出回路出力の図では、横軸は時間(sec)で縦軸は出力電圧(V)であり、エッジ検出されるパルス波は、1.00μsecから1.07μsecまでの時間における時間幅約70nsecにおいて約3.25(V)の電圧出力波形が得られた。
下図のトランジスタM1のドレイン電流値の図では、横軸は時間(sec)で縦軸は電流値(A)であり、ドレイン電流値は上図と同様なパルス波形をなし、1.00μsecから1.07μsecまでの時間における時間幅約70nsecにおいて、約560μAの電流波形が得られた。
20 差動増幅回路
21、22、23、24 トランジスタ
25 出力トランジスタ
30 出力電圧検出回路
R1、R2 抵抗
40 電流源
41 バイアス電流
60 制御信号(BS信号)
60’ 制御信号(BS信号)入力部
61、62 制御信号ライン(BS信号ライン)
SW1、SW2 スイッチ開閉部
70 エッジ検出手段
71 エッジ検出器
71A エッジ検出回路
M1 電流制御用トランジスタ
Claims (3)
- 入力電圧から所定の出力電圧を生成するレギュレータ回路であって、
前記出力電圧を出力する出力トランジスタと、
前記出力電圧を検出して帰還させる出力電圧検出回路と、
前記出力電圧検出回路の帰還出力電圧と基準とする基準電圧とを比較して、前記出力電圧の制御を行う差動増幅器と、
前記差動増幅器の制御を決めるためのバイアス電流を流す電流源と
前記バイアス電流を制御するために入力される制御信号とその制御信号ラインと、
を備え、
前記制御信号ラインにエッジ検出手段を設けて、前記エッジ検出手段で検出された信号によって前記バイアス電流を制御する、ことを特徴とするレギュレータ回路。 - 請求項1に記載のレギュレータ回路において、
前記エッジ検出手段にて検出された信号によって、前記レギュレータ回路の立ち上がりの瞬間だけ前記差動増幅器のバイアス電流を増加する、ことを特徴とするレギュレータ回路。 - 請求項1または2に記載のレギュレータ回路において、
前記エッジ検出手段は、前記制御信号ライン上のエッジ検出器および電流増加用トランジスタにより構成する、ことを特徴とするレギュレータ回路。
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JP2003293819A JP2005063231A (ja) | 2003-08-15 | 2003-08-15 | レギュレータ回路 |
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Publication Number | Publication Date |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2003
- 2003-08-15 JP JP2003293819A patent/JP2005063231A/ja active Pending
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