JPH1091256A - 定電圧発生装置 - Google Patents

定電圧発生装置

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JPH1091256A
JPH1091256A JP24534296A JP24534296A JPH1091256A JP H1091256 A JPH1091256 A JP H1091256A JP 24534296 A JP24534296 A JP 24534296A JP 24534296 A JP24534296 A JP 24534296A JP H1091256 A JPH1091256 A JP H1091256A
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JP
Japan
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voltage
output
constant
power supply
circuit
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JP24534296A
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Inventor
Takashi Kimura
隆 木村
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電源電圧が低下しても出力電圧が電圧降下をし
ない定電圧回路の提供。 【解決手段】電源電圧が低下してきたとき、電源電圧検
出回路の出力に基づいて定電圧回路が定電圧に代えて電
源電圧に近い電圧を出力する手段を有し、定電圧回路の
出力電圧の電圧降下を防ぐ。基準電圧発生回路104よ
り出力されるVREFを、差動増幅器105の反転入力
に接続し、該差動増幅器の出力をPch出力トランジス
タ106を介して該差動増幅器105の非反転入力へ帰
還させることで、定電圧出力端子103に定電圧を出力
する回路である。ここで電源電圧低下検知回路110は
電源電圧の低下を検知する回路であり、検知結果124
の信号はインバータ112で反転され、Nchトランジ
スタ113に入力される。Nchトランジスタ113の
ドレインは差動増幅器105の出力に接続されており、
VDDの値によりPch出力トランジスタ106のゲー
ト電圧123を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、定電圧を発生する
定電圧発生装置(以下、定電圧回路と呼ぶ)に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の定電圧回路は図6に示すように、
64の基準電圧発生回路の出力電圧(VREF)を、6
5の差動増幅器の反転入力に接続し、該差動増幅器の出
力を66の出力トランジスタを介し非反転入力へ帰還さ
せることで、63の定電圧出力端子に出力していた。一
般的に定電圧回路は、電源電圧(VDD)が変化しても
出力電圧(VO)が変化しないことが最大の特徴であ
る。しかしながら従来の定電圧回路は、図7に示すよう
に電源電圧(VDD)が定電圧(VREF)付近まで低
下すると、負荷回路の消費電流により出力電圧(VO)
が電圧降下する特性を持っている。その原因は、電源電
圧が定電圧に近づくと、負荷回路に電流を供給する出力
トランジスタ66がそのままの出力電圧(VREF)で
あると飽和領域で動作しきれなくなるためである。言い
換えれば負荷回路に必要な電流を供給できなくなるため
であり、そのため出力電圧が電圧降下をおこしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そのため、従来の定電
圧回路を図5に示すシステムに使用した場合、前記に述
べた定電圧回路の電圧降下の影響により、システムの最
低動作電圧が高くなってしまうという問題があった。す
なわち、図7に示すように、負荷回路を有する場合に
は、電源電圧(VDD)がVOP2の電圧まで低下する
と、定電圧回路の出力電圧(VO)がVOP1の電圧ま
で降下する(G点)。負荷回路の最低動作電圧をVOP
1とすると、定電圧回路の出力電圧(VO)で動作して
いる負荷回路は、電源電圧(VDD)がVOP2以下の
電圧では動作しなくなる。つまり本来VOP1の電圧ま
で動作する負荷回路が、定電圧回路を使用することによ
りVOP2の電圧までしか動作しなくなるという問題が
あった。
【0004】そこで本発明は、電源電圧が低下してきた
場合でも出力電圧が電圧降下しない定電圧回路を提供す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
定電圧回路は、基準電圧を発生する基準電圧発生手段
と、前記基準電圧発生手段の出力と定電圧出力とを入力
して差動増幅する差動増幅器と、前記差動増幅器の出力
が制御電極に入力され定電圧出力端子に前記定電圧を出
力する出力用トランジスタと、電源電圧の低下を検知す
る電源電圧低下検知手段と、該電源電圧低下検知手段の
出力に基づいて前記出力トランジスタの前記制御電極を
制御する制御手段とを有し、前記電源電圧の低下を検知
したときに前記制御手段は前記電源電源が前記定電圧出
力端子へ出力されるような電圧を前記制御電極へ供給し
てなることを特徴とする。
【0006】かかる構成によれば、本発明の定電圧回路
は、電源電圧が低下してきたときに定電圧回路の出力電
圧の降下を防ぐことができ、定電圧回路を使用したシス
テムの動作電圧を低くすることができる。
【0007】本発明の請求項2記載の定電圧回路は、基
準電圧を発生する基準電圧発生手段と、前記基準電圧発
生手段の出力と定電圧出力とを入力して差動増幅する差
動増幅器と、前記差動増幅器の出力が制御電極に入力さ
れ定電圧出力端子に前記定電圧を出力する出力用トラン
ジスタと、電源電圧の低下を検知する電源電圧低下検知
手段と、該電源電圧低下検知手段の出力が制御電極に入
力され前記定電圧出力端子に接続された第2のトランジ
スタとを有し、前記電源電圧の低下を検知したときに前
記第2のトランジスタは前記電源電圧を前記定電圧出力
端子へ出力してなることを特徴とする。
【0008】かかる構成によれば、本発明の定電圧回路
は、電源電圧が低下してきたときに定電圧回路の出力電
圧の降下を防ぐことができ、定電圧回路を使用したシス
テムの動作電圧を低くすることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の定電圧回路の実施
の形態を図1、図2、図3、図4および図5により説明
する。
【0010】図1は本発明の第一の実施の形態の回路図
である。第一の実施の形態の定電圧回路は、104の基
準電圧発生回路より出力される一定の電圧(VREF)
を、105の差動増幅器の反転入力に接続し、差動増幅
器105の出力を106のPチャンネル(以下、「Pc
h」という。)出力トランジスタを介して該差動増幅器
105の非反転入力へ帰還させることで、103の定電
圧出力端子に一定の電圧(以下、「定電圧」と呼ぶ。)
を出力する回路である。101の電源電圧(VDD)が
十分高い時は、出力電圧(VO)の電圧122は基準電
圧(VREF)の電圧121とほぼ同じ電圧になる。
【0011】107、108は定電流回路である。定電
流回路108は電源電圧の変化に対し基準電圧を一定の
電圧に安定させる役目をし、電源電圧が変化しても一定
の電流を流す回路である。定電流回路107も電源電圧
の変化に対し定電圧103を一定の電圧に安定させる役
目をするが、本発明においては必ずしも必須のものでは
ない。110は電源電圧低下検知回路で、電源電圧の低
下を検知する回路である。電源電圧(VDD)が基準電
圧(VREF)より十分高い時は、111のPchトラ
ンジスタはオンしているため、検知結果124にはハイ
レベルが出力される。電源電圧(VDD)が基準電圧
(VREF)と111のPchトランジスタのしきい値
の和の電圧(以下、「検出電圧」と呼ぶ)まで低下する
と、111のPchトランジスタがオフし、109の定
電流回路により検知結果124にはロウレベルが出力さ
れる。
【0012】検知結果124の信号は112のインバー
タで反転され、113のNチャンネル(以下、「Nc
h」という。)トランジスタに入力される。113のN
chトランジスタのドレインは105の差動増幅器の出
力に接続されており、電源電圧(VDD)の値により1
06のPch出力トランジスタのゲート電圧123を制
御する。つまり、電源電圧(VDD)が検出電圧(VD
ET)以上の時は113のNchトランジスタがオフし
ているため、123の電圧は105の差動増幅器の出力
電圧となり103の定電圧出力端子の出力電圧(VO)
には定電圧(VREF)が出力される。電源電圧(VD
D)が検出電圧(VDET)以下の時は113のNch
トランジスタがオンし、123の電圧を強制的にロウレ
ベル(102のGNDに近い電圧)にする。そのため1
06のPch出力トランジスタは出力電流能力が大きく
なり(ゲートの電位123とソースの電位VDDとの間
の電位差が大きくなるため)、103の定電圧出力端子
の出力電圧(VO)には電源電圧(VDD)に近い電圧
が出力される。
【0013】図3は図1の差動増幅器105の1実施例
としての回路図である。36と37はNチャンネルの差
動トランジスタで、36のゲート電位(VREF)と3
7のゲート電位(VO)に電位差が生じると、差動増幅
器の出力信号38の電位が変動し、出力トランジスタの
ゲート電位が変化する。
【0014】図5は定電圧回路を使用したシステムの構
成図である。54は電源、55は定電圧回路、56は負
荷回路である。負荷回路は定電圧回路の出力電圧(V
O)で駆動されているため、低消費電流のシステムとな
る。
【0015】図4は図5のシステムに本発明の定電圧回
路を使用した場合の電源電圧(VDD)と出力電圧(V
O)の相関図である。電源電圧(VDD)が検出電圧
(VDET)以上であれば、出力電圧(VO)には定電
圧(VREF)が出力される。
【0016】電源電圧(VDD)が検出電圧(VDE
T)以下になると(C点より左の部分)、出力電圧(V
O)には電源電圧(VDD)に近い電圧が出力される。
よって負荷回路の最低動作電圧をVOP1とすると、定
電圧回路の出力電圧(VO)で動作している負荷回路
は、電源電圧(VDD)がVOP3になるF点まで動作
する。従来の定電圧回路を使用したシステムでは、出力
電圧(VO)の電圧降下により電源電圧(VDD)がV
OP2以下の電圧では動作しなくなる。つまり本発明の
定電圧回路を使用したシステムは、従来の定電圧回路を
使用したシステムより最低動作電圧を大幅に下げること
ができ、その結果より低い電圧でも動作することができ
る。
【0017】図2は本発明の第二の実施の形態の回路図
である。第二の実施の形態の定電圧回路は、204の基
準電圧発生回路より出力される一定の電圧(VREF)
を、205の差動増幅器の反転入力に接続し、該差動増
幅器の出力を206のPch出力トランジスタを介して
非反転入力へ帰還させることで、203の定電圧出力端
子に一定の電圧(以下、「定電圧」と呼ぶ)を出力する
回路である。201の電源電圧(VDD)が十分高い時
は、出力電圧(VO)の電圧222は基準電圧(VRE
F)の電圧221とほぼ同じ電圧になる。
【0018】207および208の定電流回路は、図1
の定電流回路107、108と同様な動作をする。21
0は電源電圧低下検知回路で、電源電圧の低下を検知す
る回路である。電源電圧(VDD)が基準電圧(VRE
F)より十分高い時は、211のPchトランジスタは
オンしているため、検知結果223にはハイレベルが出
力される。電源電圧(VDD)が基準電圧(VREF)
と211のPchトランジスタのしきい値の和の電圧
(以下、検出電圧と呼ぶ)まで低下すると、211のP
chトランジスタがオフし、209の定電流回路により
検知結果223にはロウレベルが出力される。
【0019】検知結果223の信号は、212のPch
トランジスタに入力される。212のPchトランジス
タのドレインは203の定電圧出力端子に接続されてお
り、電源電圧(VDD)の値により212のPch出力
トランジスタのゲート電圧を制御する。つまり、電源電
圧(VDD)が検出電圧(VDET)以上の時は212
のPchトランジスタがオフしているため、203の定
電圧出力端子の出力電圧(VO)には定電圧(VRE
F)が出力される。電源電圧(VDD)が検出電圧(V
DET)以下の時は212のPchトランジスタがオン
し、222の電圧を強制的にハイレベルにする。そのた
め、203の定電圧出力端子の出力電圧(VO)には電
源電圧(VDD)に近い電圧が出力される。
【0020】このようにして、第二の実施の形態でも図
4に示す電源電圧(VDD)と出力電圧(VO)との関
係と同様な関係を有する。つまり第二の実施の形態の定
電圧回路を使用したシステムでも、従来の定電圧回路を
使用したシステムより最低動作電圧を大幅に下げること
ができる。
【0021】本発明の実施の形態を説明してきたが、本
実施の形態例では出力トランジスタ106および206
をPチャンネルトランジスタ、差動トランジスタ36お
よび37をNチャンネルトランジスタで構成している。
しかし、出力トランジスタをNチャンネルトランジス
タ、差動トランジスタをPチャンネルトランジスタで構
成することも容易に可能である。また、110および2
10の電源電圧低下検出回路で108および109の定
電流回路を使用しているが、定電流回路の代わりに抵抗
器を使用することも可能である。ただし抵抗器を使用し
た場合、電源電圧(VDD)によって電源電圧低下検出
回路の消費電流が変化する。この他にも多種の電源電圧
低下検出回路が考えられる。
【0022】なお、トランジスタとしては、たとえばM
OSFET等のMISFETを使用することができる。
【0023】
【発明の効果】以上に述べたように本発明の定電圧回路
を用いれば、電源電圧が低下してきた時の定電圧回路の
出力電圧の降下を防ぐことができ、定電圧回路を使用し
たシステムの動作電圧を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態である定電圧回路の
回路図。
【図2】本発明の第二の実施の形態である定電圧回路の
回路図。
【図3】本発明の実施の形態の差動増幅器の回路図。
【図4】本発明の実施の形態の電源電圧と出力電圧との
関係を示す図。
【図5】定電圧回路を使用したシステムの構成図。
【図6】従来の定電圧回路の回路図。
【図7】従来の定電圧回路の電源電圧と出力電圧との関
係を示す図。
【符号の説明】
101、201,31,51,61・・・電源電圧(V
DD) 102、202,32,52,62・・・グランド 121、221・・・基準電圧(VREF) 122、222・・・出力電圧(VO) 123・・・出力トランジスタのゲート電圧 103、203,53,63・・・定電圧出力端子 104、204,64・・・基準電圧発生回路 105、205,65・・・差動増幅器 38・・・差動増幅器出力 107,108,109,207,208,209,3
3,67,68・・・定電流回路 110,210・・・電源電圧低下検出回路 124,223・・・電源電圧低下検出回路の検知結果 106,206,66・・・出力トランジスタ 212、34,35・・・Pチャンネルトランジスタ 111,113,211・・・ Nチャンネルトランジ
スタ 36、37・・・差動トランジスタ 112・・・インバータ 54・・・電源 55・・・定電圧回路 56・・・負荷回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、
    前記基準電圧発生手段の出力と定電圧出力とを入力して
    差動増幅する差動増幅器と、前記差動増幅器の出力が制
    御電極に入力され定電圧出力端子に前記定電圧を出力す
    る出力用トランジスタと、電源電圧の低下を検知する電
    源電圧低下検知手段と、該電源電圧低下検知手段の出力
    に基づいて前記出力トランジスタの前記制御電極を制御
    する制御手段とを有し、前記電源電圧の低下を検知した
    ときに前記制御手段は前記電源電源が前記定電圧出力端
    子へ出力されるような電圧を前記制御電極へ供給してな
    ることを特徴とする定電圧発生装置。
  2. 【請求項2】基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、
    前記基準電圧発生手段の出力と定電圧出力とを入力して
    差動増幅する差動増幅器と、前記差動増幅器の出力が制
    御電極に入力され定電圧出力端子に前記定電圧を出力す
    る出力用トランジスタと、電源電圧の低下を検知する電
    源電圧低下検知手段と、該電源電圧低下検知手段の出力
    が制御電極に入力され前記定電圧出力端子に接続された
    第2のトランジスタとを有し、前記電源電圧の低下を検
    知したときに前記第2のトランジスタは前記電源電圧を
    前記定電圧出力端子へ出力してなることを特徴とする定
    電圧発生装置。
JP24534296A 1996-09-17 1996-09-17 定電圧発生装置 Withdrawn JPH1091256A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007258530A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Shindengen Electric Mfg Co Ltd 低電圧検出回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007258530A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Shindengen Electric Mfg Co Ltd 低電圧検出回路

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Effective date: 20031202