JPH08339232A - Reference voltage circuit - Google Patents
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- JPH08339232A JPH08339232A JP16494196A JP16494196A JPH08339232A JP H08339232 A JPH08339232 A JP H08339232A JP 16494196 A JP16494196 A JP 16494196A JP 16494196 A JP16494196 A JP 16494196A JP H08339232 A JPH08339232 A JP H08339232A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、基準電圧回路に係
り、特に、温度係数を持たない基準電圧の発生に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reference voltage circuit, and more particularly to generation of a reference voltage having no temperature coefficient.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図４は、この種の基準電圧回路として用
いられているバンドギャップ基本回路を示している。こ
の回路は、トランジスタ２、４、６、抵抗８、１０、１
２および定電流源１４から構成され、電源端子１６に電
圧Ｖccの電源を接続し、出力端子１８から温度係数を持
たない基準電圧Ｖref を取り出すことができる。2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a bandgap basic circuit used as a reference voltage circuit of this type. This circuit consists of transistors 2, 4, 6, resistors 8, 10, 1.
2 and a constant current source 14, and a power source of a voltage Vcc is connected to a power source terminal 16 so that a reference voltage Vref having no temperature coefficient can be taken out from an output terminal 18.
【０００３】すなわち、定電流源１４から電流ＩO を抵
抗８を介してトランジスタ２に流し込み、トランジスタ
２、４、６に流れる動作電流をＩ1 、Ｉ2 、Ｉ3 とす
る。トランジスタ２はコレクタ・ベース間を接続してダ
イオードとして構成されている。そこで、ダイオードの
温度係数は−２ｍＶ／℃、トランジスタ４に流れる動作
電流Ｉ2 および抵抗８は正の温度係数を持っている。That is, a current I O is made to flow from the constant current source 14 to the transistor 2 via the resistor 8, and the operating currents flowing in the transistors 2, 4, 6 are I 1 , I 2 , I 3 . The transistor 2 is formed as a diode by connecting the collector and the base. Therefore, the temperature coefficient of the diode is −2 mV / ° C., the operating current I 2 flowing through the transistor 4 and the resistor 8 have a positive temperature coefficient.
【０００４】したがって、出力端子１８には、これらの
温度係数が加算され、温度係数を相殺して温度係数を持
たない基準電圧Ｖref が発生する。この基準電圧Ｖref
の値は約１．２Ｖである。Therefore, these temperature coefficients are added to the output terminal 18, and the temperature coefficients are canceled to generate the reference voltage Vref having no temperature coefficient. This reference voltage Vref
Has a value of about 1.2V.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】このような基準電圧回
路では、(1)定電流源１４を構成する定電流回路を別途
設ける必要があること、(2)温度特性は良好であるが、
電源電圧Ｖccの変動が定電流源１４の出力電流ＩO に影
響を与え、動作電流Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3 が変化するため、
基準電圧Ｖrefが変動し、電源電圧特性が低いことなど
の欠点がある。このため、定電流源１４は電源変動を受
け難いものとする必要がある。In such a reference voltage circuit, (1) it is necessary to separately provide a constant current circuit constituting the constant current source 14, and (2) the temperature characteristic is good,
Since the fluctuation of the power supply voltage Vcc affects the output current I O of the constant current source 14, and the operating currents I 1 , I 2 , and I 3 change,
There are drawbacks such as the reference voltage Vref fluctuating and the power supply voltage characteristic being low. Therefore, the constant current source 14 needs to be resistant to power fluctuations.
【０００６】そこで、この発明は、回路構成の簡略化と
ともに、電源電圧特性を改善した基準電圧回路を提供す
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a reference voltage circuit having a simplified circuit configuration and improved power supply voltage characteristics.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明の基準電圧回路
は、図１及び図２に例示するように、電源側に第１及び
第２のトランジスタ（２０、２２）のエミッタを接続
し、前記第２のトランジスタのベース・コレクタに前記
第１のトランジスタのベースを接続してなる第１のカレ
ントミラー回路が設置されるとともに、前記第２のトラ
ンジスタのベース・コレクタ側に第３のトランジスタ
（２８）のコレクタを接続し、前記第１のトランジスタ
のコレクタに第４のトランジスタ（２６）のベース・コ
レクタを接続し、前記第３のトランジスタのベースと前
記第４のトランジスタのベース・コレクタを共通に接続
し、前記第３のトランジスタのエミッタ面積を前記第４
のトランジスタのエミッタ面積より大きく設定した第２
のカレントミラー回路が設置され、前記第３のトランジ
スタのエミッタと接地点との間に抵抗（３０）を接続し
て電流を発生する電流源と、この電流源の前記第１のト
ランジスタのベースにベースを共通に接続するととも
に、前記電源側にエミッタを接続し、前記第１及び第２
のカレントミラー回路に流れる電流を取り出す第５のト
ランジスタ（２４）と、この第５のトランジスタのコレ
クタと前記接地点との間に抵抗（３２）及びダイオード
（３４）からなる回路を直列に接続して前記電流を流す
ことにより、前記第５のトランジスタのコレクタ側から
温度係数を持たない基準電圧を取り出す出力回路とを備
えたことを特徴とする。In the reference voltage circuit of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, the emitters of the first and second transistors (20, 22) are connected to the power source side, and A first current mirror circuit in which the base of the first transistor is connected to the base-collector of the second transistor is installed, and the third transistor (28) is provided on the base-collector side of the second transistor. ) Is connected, the base and collector of a fourth transistor (26) are connected to the collector of the first transistor, and the base of the third transistor and the base and collector of the fourth transistor are connected in common. And connecting the emitter area of the third transistor to the fourth
Second larger than the emitter area of the transistor
Current mirror circuit is installed, a resistor (30) is connected between the emitter of the third transistor and the ground point to generate a current, and a current source is connected to the base of the first transistor. The bases are commonly connected, and the emitter is connected to the power source side, and the first and second
A circuit including a fifth transistor (24) for taking out a current flowing in the current mirror circuit and a circuit composed of a resistor (32) and a diode (34) is connected in series between the collector of the fifth transistor and the ground point. An output circuit for extracting a reference voltage having no temperature coefficient from the collector side of the fifth transistor by causing the current to flow.
【０００８】このように構成したので、正の温度係数を
持つかあるいは温度特性を持たない抵抗、負の温度係数
を持つダイオードに正の温度係数を持つ電流が流れる結
果、正負の温度係数が相殺され、温度係数を持たない基
準電圧が得られる。With this configuration, a current having a positive temperature coefficient flows through a resistor having a positive temperature coefficient or no temperature characteristic, and a diode having a negative temperature coefficient. As a result, the positive and negative temperature coefficients cancel each other out. Thus, a reference voltage having no temperature coefficient is obtained.
【０００９】また、この発明の基準電圧回路は、前記第
１及び第２のトランジスタに起動電流を流す起動回路を
備えたことを特徴とする。即ち、起動回路を付加して第
１及び第２のトランジスタに起動電流を流すことによ
り、起動が良好となって適正な動作が得られる。Further, the reference voltage circuit of the present invention is characterized by including a starting circuit for supplying a starting current to the first and second transistors. That is, by adding a start-up circuit and supplying a start-up current to the first and second transistors, the start-up becomes good and proper operation can be obtained.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、この発明を図面に示した実
施形態を参照して詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will now be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings.
【００１１】図１は、この発明の基準電圧回路の第１の
実施形態を示している。図１において、第１のトランジ
スタ２０は、ベース・コレクタ間が共通に接続され、ダ
イオードを構成する。このトランジスタ２０のベース・
コレクタには第２のトランジスタ２２及び第５のトラン
ジスタ２４のベースが共通に接続され、第１及び第２の
トランジスタ２０、２２は第１のカレントミラー回路を
構成するとともに、第１のトランジスタ２０と第５のト
ランジスタ２４とは、トランジスタ２０のベース・コレ
クタにトランジスタ２４のベースが接続されてカレント
ミラー回路を構成し、定電流回路が構成されている。FIG. 1 shows a first embodiment of the reference voltage circuit according to the present invention. In FIG. 1, the first transistor 20 has a base and a collector commonly connected to each other to form a diode. The base of this transistor 20
The collectors are commonly connected to the bases of the second transistor 22 and the fifth transistor 24, and the first and second transistors 20 and 22 form a first current mirror circuit. With the fifth transistor 24, the base and collector of the transistor 20 are connected to the base of the transistor 24 to form a current mirror circuit, and a constant current circuit is formed.
【００１２】トランジスタ２０、２２に対応して設置さ
れた第３のトランジスタ２８及び第４のトランジスタ２
６は第２のカレントミラー回路を構成しており、トラン
ジスタ２６のエミッタ面積を１とし、このトランジスタ
２６のエミッタ面積に対してトランジスタ２８のエミッ
タ面積はｎ倍に設定され、エミッタ面積の大きいトラン
ジスタ２８のエミッタと接地点（ＧＮＤ）との間には抵
抗３０が接続されている。A third transistor 28 and a fourth transistor 2 installed corresponding to the transistors 20 and 22.
6 constitutes a second current mirror circuit, the emitter area of the transistor 26 is set to 1, the emitter area of the transistor 28 is set to n times the emitter area of the transistor 26, and the transistor 28 having a large emitter area is formed. A resistor 30 is connected between the emitter of the and the ground point (GND).
【００１３】また、トランジスタ２４のコレクタと接地
点との間には、抵抗３２およびダイオード３４からなる
直列回路が接続され、トランジスタ２４のコレクタに
は、これら素子の直列回路によって形成される基準電圧
Ｖref を取り出すための出力端子３６が形成されてい
る。A series circuit composed of a resistor 32 and a diode 34 is connected between the collector of the transistor 24 and the ground point, and the collector of the transistor 24 has a reference voltage Vref formed by the series circuit of these elements. An output terminal 36 for taking out is formed.
【００１４】そして、電源端子３８と接地点（ＧＮＤ）
との間には、図示していない電源が接続され、Ｖccはそ
の印加電圧である。Then, the power supply terminal 38 and the ground point (GND)
A power source (not shown) is connected between and, and Vcc is the applied voltage.
【００１５】以上の構成に基づき、その動作を説明す
る。The operation will be described based on the above configuration.
【００１６】定電流回路を構成しているトランジスタ２
０、２２、２４に流れる電流をＩ1、Ｉ2 、Ｉ3 とす
る。この場合、トランジスタ２０、２２が等しいもので
あるとすると、電流Ｉ1 、Ｉ2 は等しく、その値を電流
ＩO とする。Transistor 2 forming a constant current circuit
The currents flowing through 0, 22, and 24 are I 1 , I 2 , and I 3 . In this case, if it is assumed transistors 20 and 22 are equal, the current I 1, I 2 are equal to the value and current I O.
【００１７】この電流ＩO は、トランジスタ２６、２８
のエミッタ面積比１／ｎおよび抵抗３０の値Ｒ1 により
決定され、すなわち、This current I O is applied to the transistors 26 and 28.
Is determined by the emitter area ratio 1 / n and the value R 1 of the resistor 30,
【００１８】 ＩO ＝ＶT ・１n ｎ／Ｒ1 ・・・(1) となる。そして、トランジスタ２０に流れる電流Ｉ
O は、カレントミラー効果によってトランジスタ２４に
電流Ｉ3 として流れる。この電流は、正の温度係数を持
っており、出力端子３６に発生する基準電圧Ｖref は、
抵抗３２の抵抗値Ｒ2 と電流Ｉ3 との積によって発生す
る電圧降下とダイオード３４の順方向降下電圧との合成
値で与えられる。すなわち、I O = V T · 1n n / R 1 (1) Then, the current I flowing through the transistor 20
O flows as a current I 3 in the transistor 24 due to the current mirror effect. This current has a positive temperature coefficient, and the reference voltage Vref generated at the output terminal 36 is
It is given by the combined value of the voltage drop generated by the product of the resistance value R 2 of the resistor 32 and the current I 3 and the forward voltage drop of the diode 34. That is,
【００１９】 Ｖref ＝ＩO ・Ｒ2 ＋ＶF （ＩO ） ＝（Ｒ2 ／Ｒ1 ）１n ｎ・ＶT ＋ＶT ・１n （ＩO ／ＩS ） ・・・(2) Vref = I O · R 2 + V F (I O ) = (R 2 / R 1 ) 1n n · V T + V T · 1n (I O / I S ) (2)
【００２０】となる。ただし、ＶT ＝ｋ・Ｔ／ｑで与え
られ、ｋはボルツマン定数、ｑは電子の電荷、Ｔは絶対
温度、ＩS はトランジスタ２８の単位エミッタ当りの電
流であり、電流ＩO は式(1) で与えられる。[0020] Where V T = k · T / q, k is the Boltzmann constant, q is the electron charge, T is the absolute temperature, I S is the current per unit emitter of the transistor 28, and the current I O is Given in 1).
【００２１】式(2) において、温度係数を相殺するため
には、第１項および第２項の温度係数の絶対値が等しく
なれば良い。すなわち、第１項の温度係数を２ｍＶ／℃
に設定する。ただし、Ｒ1 、Ｒ2 が同じ特性を持つ抵抗
器で構成されれば、（Ｒ2 ／Ｒ1 ）１n ｎは温度によら
ず一定値となり、ＶT の温度係数は、ｄＶT ／ｄＴ＝ｋ
／ｑ＝0.086 ｍＶ／℃であるから、ｎ、Ｒ1 およびＲ2
の値を適当に選ぶことによって、第１項の温度係数を＋
２ｍＶ／℃に設定することができる。In order to cancel the temperature coefficient in the equation (2), the absolute values of the temperature coefficients of the first term and the second term should be equal. That is, the temperature coefficient of the first term is 2 mV / ° C.
Set to. However, if R 1 and R 2 are composed of resistors having the same characteristics, (R 2 / R 1 ) 1n n has a constant value regardless of temperature, and the temperature coefficient of V T is dV T / dT = k
/Q=0.086 mV / ° C., therefore n, R 1 and R 2
The temperature coefficient of the first term is +
It can be set to 2 mV / ° C.
【００２２】一方、第２項の温度係数は、−２ｍＶ／℃
になり、この項は電流ＩO の変化に影響されるが、これ
に伴う順方向降下電圧ＶF の変化は微小であり、その温
度変化分を第１項に持たせることも可能である。たとえ
ば、−25℃から＋75℃の電流変化分は、Ｉ（＋75℃）／
Ｉ（−25℃）＝７／５＝2.9 ｄＢとなるが、これに伴う
ＶF の変化は９ｍＶであり、これに対し、電流が一定で
ある場合のＶF の温度変化は、200 ｍＶであるから、殆
ど無視できる程度の値である。On the other hand, the temperature coefficient of the second term is -2 mV / ° C.
Although this term is affected by the change in the current I O , the change in the forward drop voltage V F accompanying this change is minute, and it is possible to have the temperature change in the first term. For example, the current change from -25 ° C to + 75 ° C is I (+ 75 ° C) /
I (−25 ° C.) = 7/5 = 2.9 dB, but the change in V F accompanying this is 9 mV, whereas the change in V F with temperature is 200 mV when the current is constant. Therefore, the value is almost negligible.
【００２３】この結果、抵抗３２に発生する正の温度係
数（２ｍＶ／℃）を持つ電圧降下と、ダイオード３４に
発生する負の温度係数（−２ｍＶ／℃）を持つ順方向降
下電圧ＶF との合成値、たとえば、1.2 Ｖが基準電圧と
して出力端子３６から取出すことができる。すなわち、
発生する基準電圧は、バンドギャップ電圧1.2 Ｖとな
る。As a result, a voltage drop having a positive temperature coefficient (2 mV / ° C.) generated in the resistor 32 and a forward voltage drop V F having a negative temperature coefficient (-2 mV / ° C.) generated in the diode 34 are generated. A combined value of, for example, 1.2 V can be taken out from the output terminal 36 as a reference voltage. That is,
The generated reference voltage is a bandgap voltage of 1.2V.
【００２４】また、式(2) から明らかなように、電源電
圧Ｖccが関係していないことから、その値が変化して
も、トランジスタ２０、２２、２４で構成される定電流
回路は、カレントミラー比や抵抗３０、３２の抵抗値が
変化しない限り、一定電流が得られる。Further, as is apparent from the equation (2), since the power supply voltage Vcc is not related, the constant current circuit composed of the transistors 20, 22, and 24 is not affected by the current even if the value changes. A constant current can be obtained as long as the mirror ratio and the resistance values of the resistors 30 and 32 do not change.
【００２５】このため、電源電圧が変動しても安定した
定電圧特性が得られ、内部回路として定電流回路を設置
しているので、従来のバンドギャップ回路のように定電
流回路を別途設置する必要がなく、半導体集積回路によ
って一体的に構成できるので、回路構成も比較的簡略化
できる利点がある。Therefore, a stable constant voltage characteristic can be obtained even if the power supply voltage fluctuates, and a constant current circuit is installed as an internal circuit. Therefore, a constant current circuit is separately installed like a conventional bandgap circuit. Since it is not necessary and can be integrally configured by a semiconductor integrated circuit, there is an advantage that the circuit configuration can be relatively simplified.
【００２６】そして、第１の実施形態では、第１のトラ
ンジスタ２０、第３のトランジスタ２８をそれぞれダイ
オード構成としたが、図２に示す第２の実施形態のよう
に、トランジスタ２０、２８を通常のトランジスタと
し、第２のトランジスタ２２、第４のトランジスタ２６
をダイオード構成としてもよく、同様の効果が得られ
る。In the first embodiment, the first transistor 20 and the third transistor 28 each have a diode structure. However, as in the second embodiment shown in FIG. 2, the transistors 20 and 28 are normally formed. Second transistor 22 and fourth transistor 26
May have a diode configuration, and the same effect can be obtained.
【００２７】また、図１および図２に示す実施形態で
は、起動回路についての説明を省略しているが、図３に
示すように、トランジスタ３９および抵抗４０からなる
起動回路を付加することにより、トランジスタ２０、２
２から起動電流としてベース電流をトランジスタ３９側
に引き込んで起動を行なうことにより適正な動作を得る
ことができる。Although the description of the starting circuit is omitted in the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, by adding a starting circuit composed of the transistor 39 and the resistor 40 as shown in FIG. Transistors 20, 2
An appropriate operation can be obtained by drawing the base current from 2 as a starting current to the transistor 39 side to perform the starting.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、温度係数を持たない基準電圧を形成できるととも
に、電源電圧の変動による影響を回避することができ、
従来回路のような定電流回路を別途設置する必要がな
く、回路構成の簡略化をも図ることができる。As described above, according to the present invention, the reference voltage having no temperature coefficient can be formed, and the influence of the fluctuation of the power supply voltage can be avoided.
It is not necessary to separately install a constant current circuit like a conventional circuit, and the circuit configuration can be simplified.
【００２９】また、起動回路を備えて起動電流を流すこ
とにより、起動がより良好になって適正な動作を実現す
ることができる。Further, by providing a start-up circuit and supplying a start-up current, the start-up becomes better and proper operation can be realized.
【図１】この発明の基準電圧回路の第１の実施形態を示
す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a reference voltage circuit of the present invention.
【図２】この発明の基準電圧回路の第２の実施形態を示
す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of a reference voltage circuit of the present invention.
【図３】起動回路を付加した基準電圧回路を示す回路図
である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a reference voltage circuit to which a starting circuit is added.
【図４】従来の基準電圧回路を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional reference voltage circuit.
２０ 第１のトランジスタ ２２ 第２のトランジスタ ２４ 第５のトランジスタ ２６ 第４のトランジスタ ２８ 第３のトランジスタ ３０、３２ 抵抗 ３４ ダイオード 20 First Transistor 22 Second Transistor 24 Fifth Transistor 26 Fourth Transistor 28 Third Transistor 30, 32 Resistor 34 Diode
Claims (2)
エミッタを接続し、前記第２のトランジスタのベース・
コレクタに前記第１のトランジスタのベースを接続して
なる第１のカレントミラー回路が設置されるとともに、
前記第２のトランジスタのベース・コレクタ側に第３の
トランジスタのコレクタを接続し、前記第１のトランジ
スタのコレクタに第４のトランジスタのベース・コレク
タを接続し、前記第３のトランジスタのベースと前記第
４のトランジスタのベース・コレクタを共通に接続し、
前記第３のトランジスタのエミッタ面積を前記第４のト
ランジスタのエミッタ面積より大きく設定した第２のカ
レントミラー回路が設置され、前記第３のトランジスタ
のエミッタと接地点との間に抵抗を接続して電流を発生
する電流源と、 この電流源の前記第１のトランジスタのベースにベース
を共通に接続するとともに、前記電源側にエミッタを接
続し、前記第１及び第２のカレントミラー回路に流れる
電流を取り出す第５のトランジスタと、 この第５のトランジスタのコレクタと前記接地点との間
に抵抗及びダイオードからなる回路を直列に接続して前
記電流を流すことにより、前記第５のトランジスタのコ
レクタ側から温度係数を持たない基準電圧を取り出す出
力回路と、 を備えたことを特徴とする基準電圧回路。1. The power supply side is connected to the emitters of the first and second transistors, and the base of the second transistor is connected.
A first current mirror circuit in which the base of the first transistor is connected to the collector is installed, and
The collector of the third transistor is connected to the base / collector side of the second transistor, the base / collector of the fourth transistor is connected to the collector of the first transistor, and the base of the third transistor and the base of the third transistor are connected to each other. Connect the base and collector of the fourth transistor in common,
A second current mirror circuit in which the emitter area of the third transistor is set larger than the emitter area of the fourth transistor is installed, and a resistor is connected between the emitter of the third transistor and a ground point. A current source that generates a current, and a base that is commonly connected to the base of the first transistor of the current source and an emitter that is connected to the power supply side, and that flows through the first and second current mirror circuits. Is connected to the collector of the fifth transistor in series between the collector of the fifth transistor and the ground point to allow the current to flow, whereby the collector side of the fifth transistor is connected. An output circuit for extracting a reference voltage having no temperature coefficient from the reference voltage circuit.
電流を流す起動回路を備えたことを特徴とする請求項１
記載の基準電圧回路。2. A starting circuit for supplying a starting current to the first and second transistors is provided.
Reference voltage circuit described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16494196A JPH08339232A (en) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | Reference voltage circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16494196A JPH08339232A (en) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | Reference voltage circuit |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59105793A Division JPH0789304B2 (en) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | Reference voltage circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08339232A true JPH08339232A (en) | 1996-12-24 |
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ID=15802767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16494196A Pending JPH08339232A (en) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | Reference voltage circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08339232A (en) |
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