JPH11134051A - 基準電圧回路 - Google Patents

基準電圧回路

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JPH11134051A
JPH11134051A JP30073397A JP30073397A JPH11134051A JP H11134051 A JPH11134051 A JP H11134051A JP 30073397 A JP30073397 A JP 30073397A JP 30073397 A JP30073397 A JP 30073397A JP H11134051 A JPH11134051 A JP H11134051A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基準電圧の温度依存性が大きく、高温度での
基準電圧が中、低温度での基準電圧と比較して低下して
しまうことのない基準電圧を得ること。 【解決手段】 温度補正回路を設け、基準電圧に温度補
正をかける構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体集積回路
の基準電圧回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の基準電圧回路としては、図5の回
路ブロック図に示されるような回路が知られている。す
なわちソースとゲートが接地されたnチャネル・デプレ
ション型MOSトランジスタ201による定電流回路
と、トランジスタ201より出力される電流をカレント
ミラーするためのpチャネル・エンハンスメント型MO
Sトランジスタ202、203で構成されるカレントミ
ラー回路205と、前記カレントミラー回路205の出
力電流から基準電圧Voutを発生させるためのダイオ
ード接続されたnチャネル・エンハンスメント型MOS
トランジスタ204より構成されている。
【0003】トランジスタ201と204のゲート幅と
ゲート長を調節することにより基準電圧Voutを得る
ことができる。図5の回路より得られる基準電圧の温度
特性は図6のように弓形になることが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の基準電
圧回路では図6のように基準電圧の温度依存性が大き
く、高温度での基準電圧Voutは中、低温度の基準電
圧Voutと比較して大きく低下してしまい、良好な基
準電圧の温度特性が得られないという問題点があった。
【0005】そこで、この発明の目的は従来のこのよう
な問題点を解決するために、温度補正回路を設けること
で基準電圧の温度特性を改善することを目的としてい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明においては温度補正回路を設け、基準電圧
に温度補正をかけるような構成とした。このような構成
にすることにより、基準電圧の温度特性を改善し、半導
体集積回路内に高精度な基準電圧発生器を構築すること
ができる。
【0007】
【発明の実施の形態】新たに追加した温度補正回路が半
導体集積回路の温度を検知し、半導体集積回路が高温度
になると前記温度補正回路から従来の基準電圧回路に電
流を注入するようにすることで、基準電圧の温度特性に
補正をかけ、温度特性の優れた基準電圧が得られるよう
にする。
【0008】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本発明の第一実施例の基準電圧回路であ
る。従来と同様な基準電圧回路101と基準電圧回路の
出力電圧Voutの温度依存性を補正するための温度補
正回路102より構成されている。基準電圧回路101
は、従来の基準電圧回路とまったく同様であり、ソース
とゲートが接地されたnチャネル・デプレション型MO
Sトランジスタ103による定電流回路と、トランジス
タ103より出力される電流をカレントミラーするため
のpチャネル・エンハンスメント型MOSトランジスタ
104、105で構成されるカレントミラー回路113
と、前記カレントミラー回路113の出力電流から基準
電圧Voutを発生させるためのダイオード接続された
nチャネル・エンハンスメント型MOSトランジスタ1
09より構成されている。
【0009】一方、温度補正回路102は、基準電圧回
路101内のカレントミラー113とおなじ出力電流を
出力するpチャネル・エンハンスメント型MOSトラン
ジスタ106と、ゲートとドレインがトランジスタ10
6のドレインに接続されソースが接地されたnチャネル
・エンハンスメント型MOSトランジスタ110と、ト
ランジスタ110のゲートおよびドレインにゲートが接
続されソースが抵抗112に接続されたnチャネル・エ
ンハンスメント型MOSトランジスタ111と、トラン
ジスタ111のソースと接地間に接続された抵抗112
と、トランジスタ111のドレイン電流をカレントミラ
ーするためのpチャネル・エンハンスメント型MOSト
ランジスタ107、108よりなるカレントミラー回路
114より構成されている。ただしnチャネル・エンハ
ンスメント型MOSトランジスタ111のバックゲート
は接地、またはトランジスタ111のソースに接続され
るものとする。
【0010】トランジスタ105と106が同じサイズ
で、トランジスタ109と110も同じサイズの場合、
トランジスタ106と110の接続点Aの電圧Vaは従来
の基準電圧Voutと等しくなるので、Vaは温度に対
してほぼ一定である。トランジスタ111のしきい値電
圧Vtの温度係数TCは通常(1)式のようになり TC=−1mV/℃ ・・・・・・・・・・・・・・(1) と負の温度特性を示すので、Vtは温度の上昇とともに
減少する。トランジスタ111はゲート・ソース間電圧
VgsがVtになると導通しはじめるので、トランジス
タ111を導通させるために必要なゲート・ソース間電
圧Vgsは温度が上昇するとともに減少する。トランジ
スタ111のゲート電圧、すなわちVaは温度に対して
ほぼ一定であり、トランジスタ111のゲート・ソース
間電圧Vgsは温度とともに減少するので、接続点Bの
電圧Vbは温度とともに上昇する。これよりVbは正の
温度特性を示すことがわかる。
【0011】抵抗112に高抵抗ポリ抵抗のような負の
温度特性を持っている抵抗を使用すると、抵抗112の
抵抗値R112は温度の上昇とともに減少する。抵抗1
12を流れる電流Iは(2)式で示される。 I=Vb/R112 ・・・・・・・・・・・・・・(2) したがって接続点Bの電圧Vbが温度とともに上昇し、
逆に抵抗値R112が温度とともに減少するので、
(2)式より抵抗112を流れる電流Iは温度とともに
増加することがわかる。
【0012】一方、抵抗112に拡散抵抗のような温度
とともに抵抗値が増大する正の温度特性を示す抵抗を使
用した場合でも、Vbの正の温度特性が前記抵抗112
の正の温度特性を上回るようにすれば、(2)式より抵
抗112を流れる電流Iは温度とともに増加することが
わかる。抵抗112を流れる電流がトランジスタ111
のドレイン電流となりカレントミラー114に流入する
ので、カレントミラー114の出力であるトランジスタ
108のドレインからは、抵抗112に流れる電流と同
じ量の電流が出力されるので、トランジスタ108の出
力電流は温度とともに増大する。
【0013】トランジスタ108より出力される温度と
ともに増大する電流が、基準電圧を発生させているトラ
ンジスタ109に注入されるので、温度補正回路102
のない場合に比べて高温度でのトランジスタ109のド
レイン電流は増大する。従って、トランジスタ109の
ドレイン電流が高温度で増大するので、トランジスタ1
09のゲート電圧、すなわち基準電圧Voutも高温度
で増大する。
【0014】高温度での基準電圧Voutを上昇させる
ことにより、中温度での基準電圧と高温度での基準電圧
の差が小さくなるので、基準電圧の温度特性が改善され
る。図2が本発明の回路での基準電圧の温度依存性を示
した図である。以上説明したように、本発明の回路によ
ると半導体集積回路内に温度特性の改善された高精度な
基準電圧を得ることができる。
【0015】図3は本発明の第二実施例の基準電圧回路
である。図1では基準電圧Voutがnチャネル・デプ
レション型トランジスタ103とnチャネル・エンハン
スメンと型トランジスタ109より構成されているが、
図2に示すようにpチャネル・デプレション型トランジ
スタ117とpチャネル・エンハンスメント型トランジ
スタ123およびカレントミラー回路127で基準電圧
回路115を構成した場合には、温度補正回路116を
図2のような構成とすれば同様な効果が得られることは
明白である。ただしpチャネル・エンハンスメント型ト
ランジスタ125のバックゲートは電源Vdd、または
トランジスタ125のソースに接続されるものとする。
【0016】図4は本発明の第三実施例の基準電圧回路
である。図1に示した従来の基準電圧回路101より出
力される基準電圧の温度特性が広い温度範囲で一定とな
るよう温度補正回路102によって補正した。しかし基
準電圧回路101のnチャネル・デプレション型MOS
トランジスタ103とnチャネル・エンハンスメント型
MOSトランジスタ109のサイズ比および、温度補正
回路102内の抵抗112、あるいはカレントミラー1
14を構成しているpチャネル・エンハンスメント型M
OSトランジスタ107、108のサイズ比を調節する
ことにより、図4のように任意でかつ広い温度範囲で一
定の温度係数を示す基準電圧Voutを得ることができ
るのは明白である。
【0017】第二実施例についても同様にpチャネル・
デプレション型MOSトランジスタ117とpチャネル
・エンハンスメント型MOSトランジスタ123のサイ
ズ比および、抵抗126あるいはnチャネル・エンハン
スメント型MOSトランジスタ121、122のサイズ
比を調節することにより、任意でかつ広い温度範囲で一
定の温度係数を示す基準電圧Voutを得ることができ
るのは明白である。
【0018】
【発明の効果】本発明の基準電圧回路は、半導体集積回
路内に温度特性の改善された高精度な基準電圧を発生さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例の基準電圧回路の回路図で
ある。
【図2】本発明の基準電圧回路の出力電圧Voutの温
度特性図である。
【図3】本発明の第二実施例の基準電圧回路の回路図で
ある。
【図4】本発明の第三実施例の出力電圧Voutの温度
特性図である。
【図5】従来の基準電圧回路の回路図である。
【図6】従来の基準電圧回路の出力電圧Voutの温度
特性を示す図である。
【符号の説明】
101、115 基準電圧回路 102、116 温度補正回路 103 nチャネル・デプレ
ション型MOSトランジスタ 104〜108、123〜125 pチャネル・エンハ
ンスメント型MOSトランジスタ 109〜111、118〜122 nチャネル・エンハ
ンスメント型MOSトランジスタ 112、126 抵抗素子 113、114、127、128 カレントミラー回路 117 pチャネル・デプレ
ション型MOSトランジスタ 201 nチャネル・デプレ
ション型MOSトランジスタ 202、203 pチャネル・エンハ
ンスメント型MOSトランジスタ 204 nチャネル・エンハ
ンスメント型MOSトランジスタ 205 カレントミラー回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一導電型のデプレション型MOSトラ
    ンジスタとエンハンスメント型MOSトランジスタより
    構成される基準電圧回路と、温度を感知して補正を行う
    温度補正回路から成り、前記基準電圧回路の出力電圧の
    温度特性を前記温度補正回路で補正することにより基準
    電圧の温度特性を改善することを特徴とする基準電圧回
    路。
  2. 【請求項2】 基準電圧回路の出力電圧の温度特性を温
    度補正回路で補正することにより、任意でかつ広い温度
    範囲で一定の温度係数を示す基準電圧を得る請求項1記
    載の基準電圧回路。
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