JPH06303117A - スタートアップ回路 - Google Patents

スタートアップ回路

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JPH06303117A
JPH06303117A JP10603893A JP10603893A JPH06303117A JP H06303117 A JPH06303117 A JP H06303117A JP 10603893 A JP10603893 A JP 10603893A JP 10603893 A JP10603893 A JP 10603893A JP H06303117 A JPH06303117 A JP H06303117A
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JP
Japan
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circuit
current
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switching
switching circuit
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JP10603893A
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English (en)
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Isamu Misawa
勇 三澤
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 消費電力が少なく、且つ動作が安定で小規模
な構成で実現できるスタートアップ回路を提供する。 【構成】 半導体集積回路2に電源電圧VCCが印加され
た直後に、該半導体集積回路2のバイアスラインLBIAS
の電流を供給する電流源を構成するバイポーラトランジ
スタQ0を備えたスタートアップ回路1において、前記
バイアスラインLBIASに電流を供給するバイポーラトラ
ンジスタQ0の電流を制御するためのスイッチング回路
3と、該スイッチング回路3を制御するための遅延特性
をもつ制御回路4とを設け、電源電圧を印加して所定時
間経過後にスイッチング回路3を非導通状態として、消
費電流を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体集積回路に電
源電圧が印加された直後に、該半導体集積回路のバイア
スラインの電流を供給する電流源を備えたスタートアッ
プ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】スタートアップ回路は、半導体集積回路
に電源電圧が印加された直後に、該半導体集積回路のバ
イアスラインの電流を供給するために設けられている。
従来、かかるスタートアップ回路として、図11に示す構
成のものが知られている。このスタートアップ回路101
は、図11に示すように、NPN型バイポーラトランジス
タQ100 と、コレクタとベースを短絡した構成のNPN
型バイポーラトランジスタQ101 ,Q102 、及び抵抗R
100 とで構成されている。すなわち、トランジスタQ10
0 のコレクタは高電位電源VCCに、ベースは後段の半導
体集積回路102 のバイアスラインLBIASに接続されてい
る。トランジスタQ100 のエミッタはトランジスタQ10
1 のコレクタ・ベースに接続され、トランジスタQ101
のエミッタはトランジスタQ102 のコレクタ・ベースに
接続されている。そしてトランジスタQ102 のエミッタ
は、抵抗R100 を介して接地電位GNDに接続されてい
る。この抵抗R100 は、トランジスタQ100 が導通状態
となった時に流れるエミッタ電流を制限するために、数
十KΩ〜数百KΩの値に選定されている。
【0003】このように構成したスタートアップ回路
は、スタートアップ回路を含む半導体集積回路に所定の
電源電圧が印加された直後に、前記半導体集積回路のバ
イアスラインLBIASの電流を供給するように動作する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、スタートア
ップ回路は、半導体集積回路のバイアスラインが安定動
作領域に達した後は、実質的に必要のない回路へと変わ
ってしまう。このため、回路規模が小さく、且つ前記バ
イアスラインが安定動作領域に達した後の回路消費電力
の少ないスタートアップ回路が要望されている。
【0005】バイアスラインが安定動作領域に達したと
きに、スタートアップ回路で消費される電力は、回路動
作として必要な回路電力とは全く関係のないもので、近
年の小型電子機器に対する低消費電力化の中で、少なか
らず問題となっている。
【0006】したがって、半導体集積回路のバイアスラ
インが安定動作領域に達した後は、スタートアップ回路
の消費電力は零であることが望ましい。しかしながら、
従来のスタートアップ回路における消費電力は、前記バ
イアスラインが安定動作領域に達した後も、回路電流I
0 として流れ続ける。この回路電流I0 は、バイアスラ
インLBIASの電圧をVBIAS、トランジスタQ100 ,Q10
1 ,Q102 のベース・エミッタ間電圧をVBE100 ,V
BE101 ,VBE102 とし、抵抗R100 の抵抗値をRとすれ
ば、次式(1)で表される。 I0 ={VBIAS−(VBE100 +VBE101 +VBE102 )}/R ・・・・・(1)
【0007】この回路電流I0 を、できるだけ小さく抑
えるには、例えば抵抗R100 の抵抗値Rを大きくすれば
可能となるが、半導体集積回路中に高抵抗を設けるため
には、大幅な面積の増大を余儀なくされる。また別の方
法として、コレクタとベースを短絡接続したトランジス
タQ101 ,Q102 の段数を増やすことにより、抵抗R10
0 の抵抗値Rを大きくしなくても、回路電流I0 を小さ
く抑えることが可能であるが、かなりの段数のトランジ
スタを増やさないと、その効果は薄く、結果的に回路面
積の増加につながってしまう。
【0008】しかも、上記の方法によっても、スタート
アップ回路の回路電流I0 をバイアスラインが安定動作
領域に達した後に零とすることはできない。
【0009】本発明は、従来のスタートアップ回路にお
ける上記問題点を解消するためになされたもので、消費
電力が少なく且つ動作が安定で小規模な構成で実現でき
るスタートアップ回路を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明は、図1の概念図に示すように、半導体集積
回路2に電源電圧VCCが印加された直後に、該半導体集
積回路2のバイアスラインLBIASの電流を供給する電流
源を構成するバイポーラトランジスタQ0を備えたスタ
ートアップ回路1において、前記バイアスラインLBIAS
に電流を供給するバイポーラトランジスタQ0の電流を
制御するためのスイッチング回路3と、該スイッチング
回路3を制御するための遅延特性をもつ制御回路4とを
設けて構成するものである。
【0011】
【作用】上記のように構成されたスタートアップ回路1
においては、制御回路4によって、電源電圧VCCが印加
されてから所定の時間経過後、すなわちバイアスライン
BIASが安定動作領域に達した後に、スイッチング回路
3を非導通状態にすることができる。これにより、スタ
ートアップ回路1の回路電流は、スイッチング回路3に
おけるリーク電流が支配的となり、従来のスタートアッ
プ回路に比べて、消費電流を低減し、且つ安定した動作
を確保しながら回路規模の低減化を図ることができる。
【0012】
【実施例】次に実施例について説明する。図2は、本発
明に係るスタートアップ回路の第1実施例を示す回路構
成図である。この実施例におけるスタートアップ回路1
は、NPN型バイポーラトランジスタQ0,Pチャネル
型MOSトランジスタM1,抵抗R0,R1及びコンデ
ンサC1で構成されている。すなわち、トランジスタQ
0のコレクタは高電位電源VCCに接続され、ベースは後
段の半導体集積回路2のバイアスラインLBIASに接続さ
れている。トランジスタQ0のエミッタはMOSトラン
ジスタM1のソース端子に接続されると共に、抵抗R1
を介してMOSトランジスタM1のゲート端子に接続さ
れている。またMOSトランジスタM1のゲート端子は
コンデンサC1を介して接地電位GNDに接続され、M
OSトランジスタM1のドレイン端子は抵抗R0を介し
て接地電位GNDに接続されている。そしてMOSトラ
ンジスタM1はスイッチング回路3を構成しており、ま
た抵抗R1とコンデンサC1とで時定数回路5を形成し
て、MOSトランジスタM1のゲート端子の制御を行う
制御回路を構成している。
【0013】次に、このように構成したスタートアップ
回路1の動作について説明する。高電位電源端子VCC
接地電位端子GND間に所定の電圧が印加された時、ト
ランジスタQ0のコレクタは電源電圧となり、ベースは
接続されている後段の半導体集積回路2のバイアスライ
ンLBIASの電圧VBIASとなる。この電圧VBIASは安定し
た値を示さない。すなわち、この時の状態は、図3に示
す動作波形図における時間t1 の状態で、MOSトラン
ジスタM1のゲート電圧VG はローレベルであるため、
MOSトランジスタM1は動作状態となり、上記トラン
ジスタQ0のエミッタ電流I0 は抵抗R0を介してGN
Dへ流れる。これはトランジスタQ0のエミッタは抵抗
R0を介してGNDへ接続されているのと等しい状態で
ある。このようにトランジスタQ0が動作状態に入るこ
とにより、トランジスタQ0のベース電位、すなわち前
記バイアスラインLBIASの電位VBIASが安定動作領域へ
と引き込まれる。
【0014】一方、抵抗R1とコンデンサC1とで構成
される時定数回路5にも電流が流れ、この時定数回路5
により、ある時間(t)が経過したときのMOSトラン
ジスタM1のゲート電圧VG は、次式(2)で与えられ
る。 VG =VCC・(1−e-t/C1R1 ) ・・・・・(2)
【0015】ゲート端子電圧VG がローレベルで、MO
SトランジスタM1の閾値電圧Vthより低い場合、すな
わち図3において、t1 〜t2 の期間、MOSトランジ
スタM1は動作状態となり、トランジスタQ0のベース
・エミッタ間電圧VBE(Q0)とすると、前記バイアスライ
ンLBIASの電圧VBIASは、次式(3)で決まる値に収束
するように作用する。 VBIAS=(I0 ×R0)+VBE(Q0) ・・・・・(3)
【0016】次に、ゲート端子電圧VG がハイレベル
で、閾値電圧Vthより高い時、すなわち図3においてt
2 以降の期間は、MOSトランジスタM1は非動作状態
となり、前述のエミッタ電流I0 を遮断する。この結
果、スタートアップ回路の回路電流は、MOSトランジ
スタM1のドレインリーク電流が支配的となり、通常数
pA程度の低電流値となる。
【0017】このように、本実施例によれば、MOSト
ランジスタM1を時定数回路5からなる制御回路で制御
することにより、スタートアップ動作完了後に、スター
トアップ回路において不要とされる消費電流を、殆ど零
レベルに抑えることが可能となり、理想的なスタートア
ップ回路を実現することができる。
【0018】次に、本発明の第2実施例を図4に基づい
て説明する。図4は、第2実施例のスタートアップ回路
におけるスイッチング回路及びその制御回路部分を示す
回路構成図である。この実施例は、図2に示した第1実
施例のMOSトランジスタM1の代わりにPNP型バイ
ポーラトランジスタQ1を用いてスイッチング回路3を
構成したもので、第1実施例と同様の作用効果を得るこ
とができる。
【0019】次に、第3実施例を図5に基づいて説明す
る。図5は同様に、第3実施例のスタートアップ回路に
おけるスイッチング回路とその制御回路部分を示す回路
構成図である。この実施例は、図2に示した第1実施例
のMOSトランジスタM1の代わりに、MOSトランジ
スタからなる双方向スイッチ素子SWで、スイッチング
回路3を構成したもので、上記第1及び第2実施例と同
様な作用効果を得ることができる。
【0020】上記図2〜図5に示した各実施例では、M
OSトランジスタ,バイポーラトランジスタ、あるいは
MOSトランジスタからなる双方向スイッチ素子でスイ
ッチング回路3を構成したものを示したが、上記スイッ
チング回路は、少なくとも1つ以上のMOSトランジス
タと、少なくとも1つ以上のバイポーラトランジスタの
組み合わせによっても実現できることは言うまでもな
い。
【0021】また、上記各実施例では、スイッチング回
路の制御回路として時定数回路を用いたものを示した
が、本発明は、これに限られるものではなく、例えば、
図2に示した第1実施例におけるMOSトランジスタM
1のゲート端子電位を制御するCR時定数回路の代わり
に、論理回路で構成した遅延回路を用いることもでき
る。
【0022】またバイアスライン電流のセットアップ時
間の制御は、上記各実施例における抵抗R1及びコンデ
ンサC1からなる時定数回路の回路定数を選択すること
により実現できるのは勿論であるが、その他に例えば、
時定数回路の回路定数は固定のままで、スイッチング回
路を構成するMOSトランジスタのゲート長及びゲート
幅をデバイスレベルで制御することによっても、セット
アップ時間の制御を行うこともできる。
【0023】上記各実施例は、正の電源電圧を用いた場
合におけるスタートアップ回路を示したが、図6に、負
の電源電圧を用いた場合におけるスタートアップ回路の
第4実施例の概略構成を示す。この実施例は、PNPト
ランジスタQ0′,抵抗R0,スイッチング回路3及び
時定数回路5により構成されている。この実施例におい
て、スイッチング回路3としては、例えばNチャネル型
MOSトランジスタを用いることができ、図2に示した
実施例と同様な作用効果が得られる。
【0024】次に、本発明の第5実施例を図7に基づい
て説明する。この実施例は、上記図2〜図6に示した各
実施例のスタートアップ回路1の中、時定数回路5を除
いたスイッチング回路3を含む各回路構成部6を半導体
集積回路2と同一半導体基板上に設け、時定数回路5は
前記半導体基板とは別体に外部回路として設けて構成し
たものである。
【0025】図8は、第6実施例を示す図で、この実施
例は、上記図2〜図6に示した各実施例のスタートアッ
プ回路1の中、スイッチング回路3及び時定数回路5を
除いた回路構成部6を、半導体集積回路2と同一半導体
基板上に設け、スイッチング回路3及び時定数回路5
を、前記半導体基板とは別体に外部回路として設けて構
成したものである。
【0026】上記第5及び第6実施例のように、スター
トアップ回路を構成する時定数回路及びスイッチング回
路の一方あるいは双方を、外部回路として構成すること
が可能であり、図2〜図6に示した実施例と同様な作用
効果が得られる。
【0027】次に、本発明に係るスタートアップ回路の
使用例を図9に基づいて説明する。この使用例は、本発
明に係るスタートアップ回路11,12,13を電源端子VCC
とGND間に配置し、1つあるいは複数個の半導体集積
回路のバイアスラインに電流を供給するように構成した
ものであり、時定数回路等よりなるスイッチング回路の
制御回路の調整により、半導体集積回路を同時にあるい
は別々にセットアップすることが可能である。図10に
は、セットアップ時間を異ならせ、別々にセットアップ
するようにした動作態様を示している。
【0028】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、消費電流を低減し且つ回路規模が小さ
く所望の動作を安定して行うスタートアップ回路を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスタートアップ回路を説明するた
めの概念図である。
【図2】本発明の第1実施例を示す回路構成図である。
【図3】図2に示した第1実施例の動作を説明するため
のMOSトランジスタのゲート端子電圧波形を示す図で
ある。
【図4】第2実施例の要部を示す回路構成図である。
【図5】第3実施例の要部を示す回路構成図である。
【図6】第4実施例を示す概略構成図である。
【図7】第5実施例を示す概略構成図である。
【図8】第6実施例を示す概略構成図である。
【図9】本発明に係るスタートアップ回路の使用例を示
す図である。
【図10】図9に示した使用例の動作態様を示す図であ
る。
【図11】従来のスタートアップ回路の構成例を示す回路
構成図である。
【符号の説明】
1 スタートアップ回路 2 半導体集積回路 3 スイッチング回路 4 制御回路 5 時定数回路

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体集積回路に電源電圧が印加された
    直後に、該半導体集積回路のバイアスラインの電流を供
    給する電流源を備えたスタートアップ回路において、前
    記バイアスラインの電流源の電流を制御するためのスイ
    ッチング回路と、該スイッチング回路を制御するための
    遅延特性をもつ制御回路とを備えていることを特徴とす
    るスタートアップ回路。
  2. 【請求項2】 前記制御回路は、CR時定数回路で構成
    されていることを特徴とする請求項1記載のスタートア
    ップ回路。
  3. 【請求項3】 前記制御回路は、論理回路からなる遅延
    回路で構成されていることを特徴とする請求項1記載の
    スタートアップ回路。
  4. 【請求項4】 前記スイッチング回路は、少なくとも1
    つ以上の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1〜3のいずれか1項に記載のスタート
    アップ回路。
  5. 【請求項5】 前記スイッチング回路は、少なくとも1
    つ以上のバイポーラ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1〜3のいずれか1項に記載のスタ
    ートアップ回路。
  6. 【請求項6】 前記スイッチング回路は、少なくとも1
    つ以上のMOSトランジスタと1つ以上のバイポーラト
    ランジスタの組み合わせで構成されていることを特徴と
    する請求項1〜3のいずれか1項に記載のスタートアッ
    プ回路。
  7. 【請求項7】 前記スイッチング回路と制御回路は、半
    導体集積回路と同一の半導体基板上に設けられているこ
    とを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のス
    タートアップ回路。
  8. 【請求項8】 前記スイッチング回路は半導体集積回路
    と同一の半導体基板上に設けられ、前記制御回路は前記
    半導体基板の外部に別体に構成されていることを特徴と
    する請求項1〜6のいずれか1項に記載のスタートアッ
    プ回路。
  9. 【請求項9】 前記スイッチング回路及び制御回路は、
    半導体集積回路を形成した半導体基板の外部に別体に構
    成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか
    1項に記載のスタートアップ回路。
  10. 【請求項10】 前記制御回路の遅延特性を固定とし、前
    記スイッチング回路を構成するMOSトランジスタのゲ
    ート長及びゲート幅の制御によりバイアスラインの電流
    のセットアップ時間の制御を行うようにしたことを特徴
    とする請求項4記載のスタートアップ回路。
  11. 【請求項11】 前記請求項1〜10のいずれか1項に記載
    のスタートアップ回路を複数個備え、1つ又は複数個の
    半導体集積回路のバイアスラインに電流を供給するよう
    に構成すると共に各スタートアップ回路のスイッチング
    回路は同時に、あるいは個別に遅延時間を異ならせて制
    御されるように構成されていることを特徴とするスター
    トアップ回路装置。
JP10603893A 1993-04-09 1993-04-09 スタートアップ回路 Withdrawn JPH06303117A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020046292A (ko) * 2000-12-12 2002-06-21 곽정소 전류소모를 최소하기 위한 스타트업회로
WO2003073616A1 (fr) * 2002-02-28 2003-09-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Circuit integre semi-conducteur et son procede de reinitialisation
KR100454215B1 (ko) * 2001-10-10 2004-10-26 브이케이 주식회사 밴드갭 기준전압 발생회로의 스타트업 회로
KR100485142B1 (ko) * 1997-11-18 2005-08-17 매그나칩 반도체 유한회사 스타트-업회로

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