JPH0519914A - 半導体装置の内部降圧回路 - Google Patents

半導体装置の内部降圧回路

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JPH0519914A
JPH0519914A JP3177030A JP17703091A JPH0519914A JP H0519914 A JPH0519914 A JP H0519914A JP 3177030 A JP3177030 A JP 3177030A JP 17703091 A JP17703091 A JP 17703091A JP H0519914 A JPH0519914 A JP H0519914A
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JP
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semiconductor device
transistor
standby
voltage drop
circuit
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JP3177030A
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Makoto Ihara
誠 伊原
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/462Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc as a function of the requirements of the load, e.g. delay, temperature, specific voltage/current characteristic
    • G05F1/465Internal voltage generators for integrated circuits, e.g. step down generators

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Abstract

(57)【要約】 【構成】内部降圧回路21に、動作/待機スイッチ信号
41に従って内部降圧回路21を流れる電流をオン及び
オフするトランジスタ28を設け、さらに、半導体装置
が待機状態にある間、所定のデューティ比を有するパル
ス状の制御信号をトランジスタ27に与えるようにす
る。 【効果】半導体装置の待機時には内部降圧回路は所定の
デューティ比で間欠的にしか動作しないため、消費電力
がそのデューティ比に応じて低減される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の内部降圧回
路に関し、特に、待機時の消費電流を低減し得る内部降
圧回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図5に従来の集積回路用内部降圧回路の
一例を示す。この回路はカレントミラー型差動増幅器を
用いたものである。カレントミラー型差動増幅器22は
2本の電流パスにそれぞれ対称的に配置された2個のP
型MOSFET42、43及び2個のN型MOSFET
44、45から成り、一方のN型MOSFET44のゲ
ートには基準電位端子24が、他方のN型MOSFET
45のゲートには出力端子25が接続されている。出力
端子25にはP型MOSFETである出力トランジスタ
26を介して電源が接続され、出力トランジスタ26の
ゲートには差動増幅器22の出力側パスの両トランジス
タ43、45の接続点の電位が印加されている。差動増
幅器22と低電位側電源(図5の例では接地)の間には
2つのパスが設けられ、一方のパスには少量の電流しか
流すことができないトランジスタ27が、そして、他方
のパスには比較的大電流を流すことのできるトランジス
タ28が接続されている。
【0003】この内部降圧回路は次のように動作する。
出力側25の電位が基準側24の電位よりも低い場合に
は、差動増幅器22により出力トランジスタ26のゲー
ト電位が低くなり、出力トランジスタ26がONし出力
側25の電位が基準電位側24と同じ電圧になるまで出
力側端子25に電流を供給する。トランジスタ27及び
28は差動増幅器22に流れる電流を節約するためのも
のであり、出力側25に接続されるCPU等の負荷が待
機状態にある時には、図示しない制御装置から供給され
る動作/待機スイッチ信号41がローとなるので、トラ
ンジスタ28がOFFとなり、トランジスタ27を通じ
て小電流のみが流れるようになる。一方、負荷が動作状
態となった時は動作/待機スイッチ信号41がハイとな
るので、トランジスタ28がONし、差動増幅器22に
は十分な電流が流れるようになり、差動増幅器22の動
作が速くなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の内部降圧回路では半導体装置が待機状態にある場
合でもトランジスタ27を介して小電流が常時流れるた
め、なお無駄な電力を消費するという問題がある。
【0005】本発明はこのような現状に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、待機時に於ける
消費電力の少ない半導体装置用内部降圧回路を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の内
部降圧回路は、所定デューティ比のパルス信号を発生す
るパルス信号発生手段、及び該パルス信号を受け、該半
導体装置の待機時に、該パルス信号に応じて該内部降圧
回路を周期的に活性化させるスイッチ手段を備えてお
り、そのことにより上記目的が達成される。
【0007】
【作用】半導体装置が待機状態にある間、パルス信号発
生手段はスイッチ手段にパルス状の制御信号を与え、そ
れに従いスイッチ手段は内部降圧回路に流れる電流を所
定のデューティ比でオン及びオフする。従って、内部降
圧回路の消費電力は常時電流を流す場合に比べ、デュー
ティ比に応じて減少する。
【0008】
【実施例】本発明を実施例について以下に説明する。
【0009】図1に本発明の半導体装置の内部降圧回路
の一実施例の概略ブロック構成を示す。本実施例の内部
降圧回路は、一定時間毎に一定の長さのパルス信号31
を出力するパルス信号発生部10と、パルス信号31が
入力する間のみ降圧動作を行う降圧部21とを備えてい
る。端子24及び端子25は、基準電位端子及び出力端
子である。
【0010】図2に本実施例の内部降圧回路のより詳細
なブロック構成を示す。パルス信号発生部10はリング
オッシレータ11とカウンタ12とを備えている。カウ
ンタ12は、直列に接続された4個のトグル型フリップ
フロップ13と、各段のフリップフロップ13の出力
(ノード16〜19)を入力とする4入力NAND回路
14とで構成される。フリップフロップ13の構成を図
3に示す。初段のフリップフロップ13にはリングオッ
シレータ11の出力(ノード15)が入力されている。
【0011】降圧部21は、前述の図5のものと同様の
構造を有するカレントミラー型差動増幅器22を備えて
いる。カレントミラー型差動増幅器22の低電圧電源
(接地)側の小電流用トランジスタ(N型MOSFE
T)27のゲートにはNAND回路14の出力(ノード
31)がインバータ20を介して反転して入力される
(ノード32)。また、出力トランジスタ26のゲート
には更にP型MOSFET36を介して高電圧側電源が
接続されている。前述の従来例と同様に、トランジスタ
28のゲートには動作/待機スイッチ信号41が加えら
れている。本実施例では、NOR回路29とインバータ
30の直列回路が設けられており、NOR回路29には
ノード32の信号と動作/待機スイッチ信号41とが入
力されている。インバータ30の出力は、P型MOSF
ET36のゲートに入力されている。
【0012】次に、図4を参照してパルス発生部10の
動作を説明する。リングオッシレータ11により生成さ
れる周期t0の原パルス信号(図4(a))は、各トグ
ル型フリップフロップ13を通過する毎にその周波数が
1/2に、即ち周期が2倍となる(図4(b)〜
(e))。各段のフリップフロップ13出力のNAND
であるノード31の信号は図4(f)のように、原パル
ス信号の周期t0の16倍の周期を持ち、その中で期間
0のみロー、他の期間15t0でハイとなるパルス信号
となる。従って、これをインバータ20で反転したノー
ド32の信号(即ち、トランジスタ27のゲート信号)
は、図4(g)に示すように周期16t0のうち期間t0
のみハイとなるパルス信号となる。
【0013】本実施例の内部降圧回路が設けられている
半導体装置が待機状態にある時には、前述の従来例と同
様に、動作/待機スイッチ信号41のレベルはローとさ
れ、動作状態にある時にはハイとされる。先ず、待機状
態における動作から説明する。動作/待機スイッチ信号
41がローになると、トランジスタ28はオフとなり、
差動増幅器22の低電圧側電源へのパスはトランジスタ
27を介したパスのみとなる。このトランジスタ27の
ゲートには前述の図4(g)に示すノード32のパルス
信号が入力されているので、ノード32の信号がハイの
間だけトランジスタ27はオンとなり、このトランジス
タ27のオン時のみ差動増幅器22は動作する。従っ
て、パルス発生部10で適当なデューティ比のパルス信
号を生成することにより、トランジスタ27を一定時間
毎にオン及びオフとすることができ、差動増幅器22を
流れる電流を制御することができる。なお、ノード32
の信号がローとなりトランジスタ27がオフとなった時
は、動作/待機スイッチ信号41もローであるため、ト
ランジスタ36がオンとなる。従って、出力トランジス
タ26がオフし、内部降圧回路の動作が停止する。
【0014】このように、本実施例の内部降圧回路で
は、待機時にはその消費電力が従来の1/16に低減さ
れる。
【0015】半導体装置の動作時には動作/待機スイッ
チ信号41がハイとなり、大電流トランジスタ28がオ
ンとなるため、差動増幅器22は高速動作を行う。
【0016】本実施例ではパルス発生部10の原パルス
発生器としてリングオッシレータ11を使用している
が、これは他の構成のものであっても構わない。また、
トグル型フリップフロップ13は図3に示す回路に代え
て他の回路により構成することが可能である。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、半導体装置の待機時に
は内部降圧回路は所定のデューティ比で間欠的にしか動
作しないため、消費電力がそのデューティ比に応じて低
減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例である半導体装置の内部降圧回
路の概略の構成を示すブロック図である。
【図2】その実施例の内部降圧回路の詳細な構成を示す
ブロック図である。
【図3】その実施例で用いられるトグル型フリップフロ
ップの具体的構成例を示すブロック図。
【図4】その実施例の内部降圧回路の各ノードにおける
パルスの波形図である。
【図5】従来の内部降圧回路の構成を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
10 パルス発生部 11 リングオッシレータ 12 カウンタ 13 トグル型フリップフロップ 21 内部降圧回路 22 カレントミラー型差動増幅器 41 動作/待機スイッチ信号

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】半導体装置の内部降圧回路であって、 所定デューティ比のパルス信号を発生するパルス信号発
    生手段、及び 該パルス信号を受け、該半導体装置の待機時に、該パル
    ス信号に応じて該内部降圧回路を周期的に活性化させる
    スイッチ手段を備えている、半導体装置の内部降圧回
    路。
JP3177030A 1991-07-17 1991-07-17 半導体装置の内部降圧回路 Withdrawn JPH0519914A (ja)

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