JP2008269233A

JP2008269233A - Regulator circuit

Info

Publication number: JP2008269233A
Application number: JP2007110593A
Authority: JP
Inventors: Soushi Tsurumaki; 巻早子弦
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2007-04-19
Publication date: 2008-11-06

Abstract

【課題】入力安定度を向上しつつ、消費電流を低減することが可能なレギュレータ回路を提供する。
【解決手段】レギュレータ回路１００は、直流電源１が接続される入力端子２と、出力電圧を出力するための出力端子３と、入力端子２に一端が接続された第１、第２のフィルタ回路６ａ、６ｂと、第１のフィルタ回路６ａの他端に一端が接続された第１の定電流源７と、第２のフィルタ回路６ｂの他端に一端が接続された第２の定電流源８と、第１の定電流源７から電流を供給され基準電圧を出力するバンドギャップ回路９と、出力電圧を分圧し、この分圧した分圧電圧を出力する帰還抵抗回路１０と、第２の定電流源８から電流が供給され、分圧電圧が反転入力端子に入力されるとともに基準電圧が非反転入力端子に入力され、分圧電圧および基準電圧に応じて出力電圧を出力端子３に出力するレギュレータアンプ１１と、を備える。
【選択図】図１A regulator circuit capable of reducing current consumption while improving input stability is provided.
A regulator circuit includes an input terminal to which a DC power supply is connected, an output terminal for outputting an output voltage, and first and second filter circuits having one end connected to the input terminal. 6a, 6b, a first constant current source 7 having one end connected to the other end of the first filter circuit 6a, and a second constant current source having one end connected to the other end of the second filter circuit 6b 8, a band gap circuit 9 that is supplied with a current from the first constant current source 7 and outputs a reference voltage, a feedback resistor circuit 10 that divides the output voltage and outputs the divided voltage, and a second Current is supplied from the constant current source 8 and the divided voltage is input to the inverting input terminal and the reference voltage is input to the non-inverting input terminal. The output voltage is applied to the output terminal 3 according to the divided voltage and the reference voltage. And a regulator amplifier 11 for outputting.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、出力電圧を一定に制御するレギュレータ回路に関する。 The present invention relates to a regulator circuit that controls an output voltage to be constant.

近年、例えば、車載用電源ICは、電装部品の増加に伴い、スタンバイ時の低消費電流化が強く求められるようになってきている。 In recent years, for example, in-vehicle power supply ICs have been strongly demanded to reduce current consumption during standby with the increase in electrical components.

この車載用電源ICに用いられるレギュレータ回路には、例えば、直流電源が接続される入力端子に一端が接続された第１、第２の定電流源と、該第１の定電流源から電流を供給され、基準電圧を出力するバンドギャップ回路と、出力電圧を分圧し、この分圧した分圧電圧を出力する帰還抵抗回路と、該第２の定電流源から電流を供給され、該分圧電圧および該基準電圧に応じて該出力電圧を出力するレギュレータアンプと、とを備えるものがある。 The regulator circuit used in this in-vehicle power supply IC includes, for example, first and second constant current sources whose one ends are connected to an input terminal to which a DC power source is connected, and current from the first constant current source. A band gap circuit that outputs a reference voltage, a feedback resistor circuit that divides the output voltage and outputs the divided voltage, and a current supplied from the second constant current source; And a regulator amplifier that outputs the output voltage in accordance with the voltage and the reference voltage.

しかし、上記従来のレギュレータ回路では、動作限界近くまで該第１、第２の定電流源の出力電流を小さくすると、入力電圧の変動に対する出力電圧の変動が大きくなる。これにより、該レギュレータ回路の入力安定度が、悪化し得るという問題がある。 However, in the conventional regulator circuit, when the output currents of the first and second constant current sources are reduced to near the operating limit, the fluctuation of the output voltage with respect to the fluctuation of the input voltage becomes large. Accordingly, there is a problem that the input stability of the regulator circuit can be deteriorated.

このような入力安定度の悪化に対し、他の従来のレギュレータ回路には、例えば、直流電源が接続される入力端子に一端が接続された第１の定電流源と、この第１の定電流源の他端にカソードが接続され、アノードが接地に接続されたツェナーダイオードと、該第１の定電流源の一端にコレクタが接続され、該第１の定電流源の他端にベースが接続されたＮＰＮ型バイポーラトランジスタと、このバイポーラトランジスタのエミッタに一端が接続された第２、第３の定電流源と、該第２の定電流源から電流を供給され、基準電圧を出力するバンドギャップ回路と、出力電圧を分圧し、この分圧した分圧電圧を出力する帰還抵抗回路と、該第３の定電流源から電流を供給され、該分圧電圧および該基準電圧に応じて該出力電圧を出力するレギュレータアンプと、を備えるものがある（例えば、非特許文献１参照。）。なお、該第１の定電流源、該定電流源、および該バイポーラトランジスタにより定電圧回路が構成される。 In response to such deterioration of input stability, other conventional regulator circuits include, for example, a first constant current source having one end connected to an input terminal to which a DC power supply is connected, and the first constant current. A Zener diode having a cathode connected to the other end of the source, an anode connected to the ground, a collector connected to one end of the first constant current source, and a base connected to the other end of the first constant current source NPN-type bipolar transistor, second and third constant current sources having one end connected to the emitter of the bipolar transistor, and a band gap that is supplied with current from the second constant current source and outputs a reference voltage A circuit, a feedback resistor circuit that divides the output voltage, and outputs the divided voltage, and a current supplied from the third constant current source, and the output according to the divided voltage and the reference voltage Regulating voltage output There is provided a Taanpu, (for example, see Non-Patent Document 1.). The first constant current source, the constant current source, and the bipolar transistor constitute a constant voltage circuit.

ここで、上記従来のレギュレータ回路では、ＶＩＮ＞Ｖｚ−ＶＦ＋Ｖ_ＣＥであれば、該第２、第３の定電流源に供給される電圧は、Ｖｚ−ＶＦで安定する。なお、入力電圧をＶＩＮ、ツェナー電圧をＶｚ、該バイポーラトランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧をＶ_ＣＥ、該バイポーラトランジスタのＶ_ＢＥをＶＦとする。 In this conventional regulator circuit, if VIN> Vz−VF + V _CE , the voltage supplied to the second and third constant current sources is stabilized at Vz−VF. The input voltage is VIN, the Zener voltage is Vz, the collector-emitter voltage of the bipolar transistor is V _CE , and the V _BE of the bipolar transistor is VF.

上記条件の下では、出力電圧ＶＯＵＴは、入力電圧ＶＩＮの変動の影響を直接受けないので、入力安定度が高くなる。 Under the above conditions, the output voltage VOUT is not directly affected by fluctuations in the input voltage VIN, so that the input stability is increased.

しかし、該レギュレータ回路では、該ツェナーダイオードのクランプ電圧が安定するのに必要な定電流を常時流す必要がある。したがって、第２、第３の定電流源から出力される電流を削減しても、ＩＣ全体としての低消費電流化を実現できない。 However, in the regulator circuit, it is necessary to constantly pass a constant current necessary for stabilizing the clamp voltage of the Zener diode. Therefore, even if the currents output from the second and third constant current sources are reduced, it is not possible to reduce the current consumption of the entire IC.

また、ＶＩＮ≦Ｖｚ−ＶＦ＋Ｖ_ＣＥの条件の下では、該定電圧回路から第２、第３の定電流源に出力される電圧の最小値が、該ツェナーダイオードの温度特性を含めた特性で制限されてしまう。 Further, under the condition of VIN ≦ Vz−VF + V _CE , the minimum value of the voltage output from the constant voltage circuit to the second and third constant current sources is limited by the characteristics including the temperature characteristics of the Zener diode. Will be.

ここで、さらに他の従来技術には、電力供給電源と、この電力供給電源とフィルタノードとの間に接続されたＣＲフィルタと、該フィルタノードと電力供給ノードとの間に接続されたバンドギャップ回路と、を備える電圧基準回路がある（例えば、特許文献１参照。）。 Here, in still another conventional technique, a power supply power source, a CR filter connected between the power supply power source and the filter node, and a band gap connected between the filter node and the power supply node. There is a voltage reference circuit including a circuit (see, for example, Patent Document 1).

この従来の電圧基準回路は、ＣＲフィルタを介してバンドギャップ回路に電力供給されるため、供給電圧上の雑音等の影響を低減し、より安定した基準電圧を出力することができる。 Since this conventional voltage reference circuit is supplied with power to the bandgap circuit via the CR filter, it is possible to reduce the influence of noise and the like on the supply voltage and output a more stable reference voltage.

しかし、上記従来技術は、上述のように、単に、バンドギャップ回路に安定した電力を供給することを意図するものであり、レギュレータ回路におけるレギュレータアンプの動作によるバイアス回路の動作に対する影響を考慮するものではない。
「ＴＡ８０４４Ｆ」、自動車・汎用バイポーラＩＣ、株式会社東芝セミコンダクター社、２００３年３月、第１巻、ｐ．１５７−１６４特開平１１−２３１９４８ However, as described above, the above prior art is intended only to supply stable power to the band gap circuit, and considers the influence of the operation of the regulator amplifier in the regulator circuit on the operation of the bias circuit. is not.
"TA8044F", Automotive / General Purpose Bipolar IC, Toshiba Semiconductor Company, March 2003, Volume 1, p. 157-164 JP-A-11-231948

本発明は、入力安定度を向上しつつ、消費電流を低減することが可能なレギュレータ回路を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a regulator circuit capable of reducing current consumption while improving input stability.

本発明の一態様に係るレギュレータ回路は、
直流電源が接続される入力端子と、
出力電圧を出力するための出力端子と、
前記入力端子に一端が接続された第１の抵抗、およびこの第１の抵抗の他端と接地との間に接続された第１の容量を有する第１のフィルタ回路と、
前記入力端子に一端が接続された第２の抵抗、およびこの第２の抵抗の他端と接地との間に接続された第２の容量を有する第２のフィルタ回路と、
前記第１の抵抗の他端に一端が接続された第１の定電流源と、
前記第２の抵抗の他端に一端が接続された第２の定電流源と、
前記第１の定電流源の他端と前記接地との間に接続され、前記第１の定電流源から電流を供給され基準電圧を出力するバンドギャップ回路と、
前記出力電圧を分圧し、この分圧した分圧電圧を出力する帰還抵抗回路と、
第２の定電流源の他端と接地との間に接続され、前記第２の定電流源から電流が供給され、前記分圧電圧が反転入力端子に入力されるとともに前記基準電圧が非反転入力端子に入力され、前記分圧電圧および前記基準電圧に応じて前記出力電圧を前記出力端子に出力するレギュレータアンプと、を備えることを特徴とする。 A regulator circuit according to one embodiment of the present invention includes:
An input terminal to which a DC power supply is connected;
An output terminal for outputting an output voltage;
A first resistor having one end connected to the input terminal, and a first capacitor connected between the other end of the first resistor and the ground;
A second filter circuit having one end connected to the input terminal and a second capacitor connected between the other end of the second resistor and the ground;
A first constant current source having one end connected to the other end of the first resistor;
A second constant current source having one end connected to the other end of the second resistor;
A bandgap circuit connected between the other end of the first constant current source and the ground, supplied with a current from the first constant current source and outputting a reference voltage;
A feedback resistor circuit that divides the output voltage and outputs the divided voltage;
Connected between the other end of the second constant current source and the ground, current is supplied from the second constant current source, the divided voltage is input to the inverting input terminal, and the reference voltage is not inverted. And a regulator amplifier that is input to an input terminal and outputs the output voltage to the output terminal in accordance with the divided voltage and the reference voltage.

本発明の他の態様に係るレギュレータ回路は、
直流電源が接続される入力端子と、
出力電圧を出力するための出力端子と、
前記入力端子に一端が接続された第１の抵抗、およびこの第１の抵抗の他端と接地との間に接続された第１の容量を有する第１のフィルタ回路と、
前記入力端子に一端が接続された第２の抵抗、およびこの第２の抵抗の他端と前記接地との間に接続された第２の容量を有する第２のフィルタ回路と、
前記第１の抵抗の他端に一端が接続された第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタの他端と前記接地との間に接続された第１の定電流源と、
前記第１のトランジスタの一端に一端が接続され、前記第１のトランジスタの信号入力端子に信号入力端子が接続され、前記第１のトランジスタに流れる第１の電流をミラーした第２の電流が流れる第２のトランジスタと、
前記第２のトランジスタの他端と前記接地との間に接続され、前記第２の電流を供給され基準電圧を出力するバンドギャップ回路と、
前記第２の抵抗の他端に一端が接続された第３のトランジスタと、
前記第３のトランジスタの他端と前記接地との間に接続された第２の定電流源と、
前記第３のトランジスタの一端に一端が接続され、前記第３のトランジスタの信号入力端子に信号入力端子が接続され、前記第３のトランジスタに流れる第３の電流をミラーした第４の電流が流れる第４のトランジスタと、
前記出力電圧を分圧し、この分圧した分圧電圧を出力する帰還抵抗回路と、
前記第４のトランジスタの他端と前記接地との間に接続され、前記第４の電流が供給され、前記分圧電圧が反転入力端子に入力されるとともに前記基準電圧が非反転入力端子に入力され、前記分圧電圧および前記基準電圧に応じて前記出力電圧を前記出力端子に出力するレギュレータアンプと、を備えることを特徴とする。 A regulator circuit according to another aspect of the present invention includes:
An input terminal to which a DC power supply is connected;
An output terminal for outputting an output voltage;
A first resistor having one end connected to the input terminal, and a first capacitor connected between the other end of the first resistor and the ground;
A second resistor circuit having one end connected to the input terminal and a second capacitor connected between the other end of the second resistor and the ground;
A first transistor having one end connected to the other end of the first resistor;
A first constant current source connected between the other end of the first transistor and the ground;
One end is connected to one end of the first transistor, a signal input terminal is connected to the signal input terminal of the first transistor, and a second current that mirrors the first current flowing through the first transistor flows. A second transistor;
A bandgap circuit connected between the other end of the second transistor and the ground, supplied with the second current and outputting a reference voltage;
A third transistor having one end connected to the other end of the second resistor;
A second constant current source connected between the other end of the third transistor and the ground;
One end is connected to one end of the third transistor, a signal input terminal is connected to the signal input terminal of the third transistor, and a fourth current that mirrors the third current flowing through the third transistor flows. A fourth transistor;
A feedback resistor circuit that divides the output voltage and outputs the divided voltage;
Connected between the other end of the fourth transistor and the ground, the fourth current is supplied, the divided voltage is input to the inverting input terminal, and the reference voltage is input to the non-inverting input terminal. And a regulator amplifier that outputs the output voltage to the output terminal in accordance with the divided voltage and the reference voltage.

本発明の一態様に係るレギュレータ回路によれば、入力安定度を向上しつつ、消費電流を低減することができる。 According to the regulator circuit of one embodiment of the present invention, current consumption can be reduced while improving input stability.

以下、本発明を適用した各実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.

本実施例では、直流電源と内部回路との間に、バンドギャップ回路とレギュレータアンプとに対応して、ＣＲフィルタを２つ挿入する構成の一例について述べる。 In the present embodiment, an example of a configuration in which two CR filters are inserted between a DC power supply and an internal circuit corresponding to a band gap circuit and a regulator amplifier will be described.

図１は、本発明の一態様である実施例１に係るレギュレータ回路の構成を示す回路図である。 FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration of a regulator circuit according to a first embodiment which is an aspect of the present invention.

図１に示すように、レギュレータ回路１００は、電圧Ｖｉｎを出力する直流電源１が接続される入力端子２と、出力電圧Ｖｏｕｔを出力するための出力端子３と、を備える。 As shown in FIG. 1, the regulator circuit 100 includes an input terminal 2 to which a DC power supply 1 that outputs a voltage Vin is connected, and an output terminal 3 that outputs an output voltage Vout.

また、レギュレータ回路１００は、入力端子２に一端が接続された第１の抵抗４ａ、およびこの第１の抵抗４ａの他端と接地との間に接続された第１の容量５ａを有する第１のフィルタ回路６ａと、入力端子２に一端が接続された第２の抵抗４ｂ、およびこの第２の抵抗４ｂの他端と接地との間に接続された第２の容量５ｂを有する第２のフィルタ回路６ｂと、を備える。 Further, the regulator circuit 100 includes a first resistor 4a having one end connected to the input terminal 2, and a first capacitor 5a connected between the other end of the first resistor 4a and the ground. A second resistor 4b having one end connected to the input terminal 2 and a second capacitor 5b connected between the other end of the second resistor 4b and the ground. And a filter circuit 6b.

第１、第２のフィルタ回路６ａ、６ｂは、ＣＲフィルタとして機能する。すなわち、直流電源１から第１、第２のフィルタ回路６ａ、６ｂを介して安定した電圧が出力されるようになっている。 The first and second filter circuits 6a and 6b function as CR filters. That is, a stable voltage is output from the DC power supply 1 via the first and second filter circuits 6a and 6b.

また、レギュレータ回路１００は、第１の定電流源７の他端と接地との間に接続されたバンドギャップ回路９を備える。このバンドギャップ回路９は、第１の定電流源７から電流Ｉ１を供給され基準電圧Ｖｒｅｆを出力するようになっている。 The regulator circuit 100 further includes a band gap circuit 9 connected between the other end of the first constant current source 7 and the ground. The band gap circuit 9 is supplied with a current I1 from the first constant current source 7 and outputs a reference voltage Vref.

また、レギュレータ回路１００は、出力電圧Ｖｏｕｔを分圧し、この分圧した分圧電圧Ｖｄを出力する帰還抵抗回路１０と、第２の定電流源８の他端と接地との間に接続され、分圧電圧Ｖｄが反転入力端子に入力されるとともに基準電圧Ｖｒｅｆが非反転入力端子に入力され、出力が出力端子３に接続されたレギュレータアンプ１１と、を備える。 The regulator circuit 100 is connected between the feedback resistor circuit 10 that divides the output voltage Vout and outputs the divided voltage Vd, and the other end of the second constant current source 8 and the ground. A regulator amplifier 11 having a divided voltage Vd input to the inverting input terminal, a reference voltage Vref input to the non-inverting input terminal, and an output connected to the output terminal 3;

帰還抵抗回路１０は、出力端子３と接地との間に直列に接続され、出力電圧Ｖｏｕｔを分圧する第１の分圧抵抗１０ａおよび第２の分圧抵抗１０ｂを有する。 The feedback resistor circuit 10 includes a first voltage dividing resistor 10a and a second voltage dividing resistor 10b that are connected in series between the output terminal 3 and the ground and divide the output voltage Vout.

レギュレータアンプ１１は、第２の定電流源８から電流Ｉ２が供給され、分圧電圧Ｖｄおよび基準電圧Ｖｒｅｆに応じて、すなわち分圧電圧Ｖｄと基準電圧Ｖｒｅｆとの電位差がゼロになるように、出力電圧Ｖｏｕｔを出力端子３に出力するようになっている。 The regulator amplifier 11 is supplied with the current I2 from the second constant current source 8, and according to the divided voltage Vd and the reference voltage Vref, that is, so that the potential difference between the divided voltage Vd and the reference voltage Vref becomes zero. The output voltage Vout is output to the output terminal 3.

以上のような構成を有するレギュレータ回路１００の動作について説明する。 The operation of the regulator circuit 100 having the above configuration will be described.

先ず、直流電源１から第１、第２のフィルタ回路６ａ、６ｂを介して電圧が第１、第２の定電流源７、８に供給され、第１、第２の電流Ｉ１、Ｉ２が出力される。バンドギャップ回路９およびレギュレータアンプ１１は、この第１、第２の電流Ｉ１、Ｉ２が供給され動作する。このとき、バンドギャップ回路９は、基準電圧Ｖｒｅｆを出力する。 First, a voltage is supplied from the DC power source 1 to the first and second constant current sources 7 and 8 via the first and second filter circuits 6a and 6b, and the first and second currents I1 and I2 are output. Is done. The band gap circuit 9 and the regulator amplifier 11 operate by being supplied with the first and second currents I1 and I2. At this time, the band gap circuit 9 outputs the reference voltage Vref.

例えば、出力端子３に接続された負荷回路の影響により出力電圧Ｖｏｕｔが変動すると、分圧電圧Ｖｄも変動する。そこで、レギュレータアンプ１１は、既述のように、この分圧電圧Ｖｄと基準電圧Ｖｒｅｆとの電位差がゼロになるように、出力電圧Ｖｏｕｔを出力端子３に出力する。これにより、出力電圧Ｖｏｕｔが一定に保たれることとなる。 For example, when the output voltage Vout varies due to the influence of the load circuit connected to the output terminal 3, the divided voltage Vd also varies. Therefore, as described above, the regulator amplifier 11 outputs the output voltage Vout to the output terminal 3 so that the potential difference between the divided voltage Vd and the reference voltage Vref becomes zero. As a result, the output voltage Vout is kept constant.

ここで、直流電源１から出力される入力電圧Ｖｉｎが変動しても、第１、第２のフィルタ回路６ａ、６ｂを介して出力される電圧は安定している。これにより、バンドギャップ回路９が出力する基準電圧Ｖｒｅｆが安定するとともに、レギュレータアンプ１１の動作も安定することとなる。すなわち、レギュレータアンプ１１は安定した出力電圧Ｖｏｕｔを出力することができる。 Here, even if the input voltage Vin output from the DC power source 1 fluctuates, the voltage output via the first and second filter circuits 6a and 6b is stable. As a result, the reference voltage Vref output from the band gap circuit 9 is stabilized, and the operation of the regulator amplifier 11 is also stabilized. That is, the regulator amplifier 11 can output a stable output voltage Vout.

このように、レギュレータ回路１００は、従来のレギュレータ回路と比較して入力電圧Ｖｉｎに対する出力電圧Ｖｏｕｔの変動割合が小さくなる。これにより、第１、第２の電流Ｉ１、Ｉ２を小さくすることができ低消費電流化を図ることができる。 Thus, the regulator circuit 100 has a smaller variation rate of the output voltage Vout with respect to the input voltage Vin than the conventional regulator circuit. As a result, the first and second currents I1 and I2 can be reduced, and a reduction in current consumption can be achieved.

なお、該従来のレギュレータ回路と比較して、第１、第２の容量５ａ、５ｂを追加することによりチップサイズが拡大し得る。しかし、電流Ｉ１、Ｉ２をより小さくできるので、第１、第２の抵抗４ａ、４ｂの抵抗値を大きくして第１、第２の容量５ａ、５ｂの容量値を小さくすることができる。すなわち、チップサイズに対する第１、第２の容量５ａ、５ｂの面積の割合を小さくすることができる。 Note that the chip size can be increased by adding the first and second capacitors 5a and 5b as compared with the conventional regulator circuit. However, since the currents I1 and I2 can be further reduced, the resistance values of the first and second resistors 4a and 4b can be increased and the capacitance values of the first and second capacitors 5a and 5b can be decreased. That is, the ratio of the area of the first and second capacitors 5a and 5b to the chip size can be reduced.

ここで、例えば、バンドギャップ回路９に供給される第１の電流Ｉ１よりも、レギュレータアンプ１１に供給される第２の電流Ｉ２の方が大きく設定される。これにより、例えば、バンドギャップ回路９とレギュレータアンプ１１に電流を供給する定電流源を構成するミラー回路のバイアスラインが共通である場合、レギュレータアンプ１１の動作の影響がバンドギャップ回路９の動作に影響し得る。 Here, for example, the second current I2 supplied to the regulator amplifier 11 is set larger than the first current I1 supplied to the band gap circuit 9. Thereby, for example, when the bias line of the mirror circuit constituting the constant current source that supplies current to the band gap circuit 9 and the regulator amplifier 11 is common, the operation of the regulator amplifier 11 affects the operation of the band gap circuit 9. Can be affected.

しかし、本実施例においては、バンドギャップ回路９に電流を供給する第１の定電流源７と、レギュレータアンプ１１に電流を供給する第２の定電流源８と別々に設けられ分離されている。これにより、バンドギャップ回路９の動作（基準電圧Ｖｒｅｆの出力値）に対するレギュレータアンプ１１の動作の影響を低減できる。すなわち、バンドギャップ電圧（基準電圧Ｖｒｅｆ）が安定するので出力電圧Ｖｏｕｔの変動をより低減することができる。 However, in the present embodiment, the first constant current source 7 that supplies current to the band gap circuit 9 and the second constant current source 8 that supplies current to the regulator amplifier 11 are separately provided and separated. . Thereby, the influence of the operation of the regulator amplifier 11 on the operation of the band gap circuit 9 (the output value of the reference voltage Vref) can be reduced. That is, since the band gap voltage (reference voltage Vref) is stabilized, fluctuations in the output voltage Vout can be further reduced.

以上のように、本実施例に係るレギュレータ回路によれば、入力安定度を向上しつつ、消費電流を低減することができる。 As described above, according to the regulator circuit according to the present embodiment, it is possible to reduce current consumption while improving input stability.

また、本実施例においては、該従来のレギュレータ回路におけるツェナーダイオードを用いる該定電圧回路の動作条件（ＶＩＮ＞Ｖｚ−ＶＦ＋Ｖ_ＣＥ）を考慮する必要がない。したがって、本実施例は、該従来のレギュレータ回路と比較して、直流電源の電圧を低く（レギュレータアンプが動作できる最低電圧まで）設定することができる。 Further, in this embodiment, it is not necessary to consider the operating condition (VIN> Vz−VF + V _CE ) of the constant voltage circuit using a Zener diode in the conventional regulator circuit. Therefore, in this embodiment, the voltage of the DC power supply can be set lower (up to the lowest voltage at which the regulator amplifier can operate) as compared with the conventional regulator circuit.

実施例１では、直流電源と内部回路との間に、バンドギャップ回路とレギュレータアンプとに対応して、ＣＲフィルタを２つ挿入する構成の一例について説明した。 In the first embodiment, an example of a configuration in which two CR filters are inserted between the DC power supply and the internal circuit corresponding to the band gap circuit and the regulator amplifier has been described.

本実施例では、直流電源と内部回路との間に、バンドギャップ回路とレギュレータアンプとに対応して、ＣＲフィルタを２つ挿入するより具体的な構成の一例について述べる。 In the present embodiment, an example of a more specific configuration in which two CR filters are inserted between a DC power source and an internal circuit corresponding to a band gap circuit and a regulator amplifier will be described.

図２は、本発明の一態様である実施例２に係るレギュレータ回路の構成を示す回路図である。なお、図２において図１の符号と同じ符号は実施例１と同様の構成を示す。 FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration of a regulator circuit according to a second embodiment which is an aspect of the present invention. 2, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same configurations as those in the first embodiment.

図２に示すように、レギュレータ回路２００は、電圧Ｖｉｎを出力する直流電源１が接続される入力端子２と、出力電圧Ｖｏｕｔを出力するための出力端子３と、を備える。 As shown in FIG. 2, the regulator circuit 200 includes an input terminal 2 to which a DC power supply 1 that outputs a voltage Vin is connected, and an output terminal 3 that outputs an output voltage Vout.

また、レギュレータ回路２００は、入力端子２に一端が接続された第１の抵抗４ａ、およびこの第１の抵抗４ａの他端と接地との間に接続された第１の容量５ａを有する第１のフィルタ回路６ａと、入力端子２に一端が接続された第２の抵抗４ｂ、およびこの第２の抵抗４ｂの他端と接地との間に接続された第２の容量５ｂを有する第２のフィルタ回路６ｂと、を備える。 The regulator circuit 200 includes a first resistor 4a having one end connected to the input terminal 2 and a first capacitor 5a connected between the other end of the first resistor 4a and the ground. A second resistor 4b having one end connected to the input terminal 2 and a second capacitor 5b connected between the other end of the second resistor 4b and the ground. And a filter circuit 6b.

第１、第２のフィルタ回路６ａ、６ｂは、実施例１と同様に、ＣＲフィルタとして機能する。すなわち、直流電源１から第１、第２のフィルタ回路６ａ、６ｂを介して安定した電圧が出力されるようになっている。 The first and second filter circuits 6a and 6b function as CR filters as in the first embodiment. That is, a stable voltage is output from the DC power supply 1 via the first and second filter circuits 6a and 6b.

また、レギュレータ回路２００は、第１の抵抗４ａの他端に一端（エミッタ）が接続されたＰＮＰ型バイポーラトランジスタである第１のトランジスタ１２と、この第１のトランジスタ１２の他端（コレクタ）と接地との間に接続された第１の定電流源１３と、第１のトランジスタ１２の一端（エミッタ）に一端（エミッタ）が接続され、第１のトランジスタ１２の信号入力端子（ベース）に信号入力端子（ベース）が接続されたＰＮＰ型バイポーラトランジスタである第２のトランジスタ１４と、第１のトランジスタ１２の信号入力端子（ベース）に一端（エミッタ）が接続され、第１のトランジスタ１２の他端（コレクタ）に信号入力端子（ベース）が接続され、接地に他端（コレクタ）が接続されたＰＮＰ型バイポーラトランジスタである第１の補償トランジスタ１５と、を備える。 The regulator circuit 200 includes a first transistor 12 that is a PNP bipolar transistor having one end (emitter) connected to the other end of the first resistor 4a, and the other end (collector) of the first transistor 12. One end (emitter) is connected to the first constant current source 13 connected between the ground and one end (emitter) of the first transistor 12, and a signal is input to the signal input terminal (base) of the first transistor 12. One end (emitter) is connected to the second transistor 14, which is a PNP bipolar transistor to which the input terminal (base) is connected, and the signal input terminal (base) of the first transistor 12. A PNP bipolar transistor with a signal input terminal (base) connected to one end (collector) and the other end (collector) connected to ground. That comprises a first compensation transistor 15, a.

このように、第１のトランジスタ１２と第２のトランジスタ１４とはミラー回路を構成する。すなわち、第２のトランジスタ１４には、第１のトランジスタ１２に流れる第１の電流Ｉ２０１をミラーした第２の電流Ｉ２０２が流れるようになっている。 As described above, the first transistor 12 and the second transistor 14 constitute a mirror circuit. That is, a second current I202 that mirrors the first current I201 flowing through the first transistor 12 flows through the second transistor.

なお、ミラー回路を構成するための第１の補償トランジスタ１５の接続に代えて、第１のトランジスタ１２をダイオード接続するようにしてもよい。 Note that the first transistor 12 may be diode-connected instead of the connection of the first compensation transistor 15 for configuring the mirror circuit.

また、レギュレータ回路２００は、第２のトランジスタ１４の他端（コレクタ）と接地との間に接続されたバンドギャップ回路９を備える。このバンドギャップ回路９は、第１の電流Ｉ２０２を供給され基準電圧Ｖｒｅｆを出力するようになっている。 The regulator circuit 200 includes a band gap circuit 9 connected between the other end (collector) of the second transistor 14 and the ground. The band gap circuit 9 is supplied with the first current I202 and outputs a reference voltage Vref.

また、レギュレータ回路２００は、第２の抵抗４ｂの他端に一端（エミッタ）が接続されたＰＮＰ型バイポーラトランジスタである第３のトランジスタ１６と、この第３のトランジスタ１６の他端（コレクタ）と接地との間に接続された第２の定電流源１７と、第３のトランジスタ１６の一端（エミッタ）に一端（エミッタ）が接続され、第３のトランジスタ１６の信号入力端子（ベース）に信号入力端子（ベース）が接続されたＰＮＰ型バイポーラトランジスタである第４のトランジスタ１８と、第３のトランジスタ１６の信号入力端子（ベース）に一端（エミッタ）が接続され、第３のトランジスタ１６の他端（コレクタ）に信号入力端子（ベース）が接続され、接地に他端（コレクタ）が接続されたＰＮＰ型バイポーラトランジスタである第２の補償トランジスタ１９と、を備える。 The regulator circuit 200 includes a third transistor 16 that is a PNP bipolar transistor having one end (emitter) connected to the other end of the second resistor 4b, and the other end (collector) of the third transistor 16. One end (emitter) is connected to the second constant current source 17 connected to the ground, one end (emitter) of the third transistor 16, and a signal is input to the signal input terminal (base) of the third transistor 16. One end (emitter) is connected to the fourth transistor 18, which is a PNP-type bipolar transistor to which the input terminal (base) is connected, and the signal input terminal (base) of the third transistor 16. A PNP bipolar transistor with a signal input terminal (base) connected to one end (collector) and the other end (collector) connected to ground. That includes a second compensation transistor 19, a.

このように、第３のトランジスタ１６と第４のトランジスタ１８とはミラー回路を構成する。すなわち、第４のトランジスタ１８には、第３のトランジスタ１６に流れる第３の電流Ｉ２０３をミラーした第４の電流Ｉ２０４が流れるようになっている。 As described above, the third transistor 16 and the fourth transistor 18 constitute a mirror circuit. That is, a fourth current I204 that mirrors the third current I203 flowing through the third transistor 16 flows through the fourth transistor 18.

なお、ミラー回路を構成するための第２の補償トランジスタ１９の接続に代えて、第３のトランジスタ１６をダイオード接続するようにしてもよい。 Note that the third transistor 16 may be diode-connected instead of the connection of the second compensation transistor 19 for constituting the mirror circuit.

ここで、第２の定電流源１７は、例えば、第１のトランジスタ１２の一端（エミッタ）に一端（エミッタ）が接続され、第１のトランジスタ１２の信号入力端子（ベース）に信号入力端子（ベース）が接続されたＰＮＰ型バイポーラトランジスタである第５のトランジスタ１７ａと、この第５のトランジスタ１７ａの他端（コレクタ）と接地との間に接続され、ダイオード接続されたＮＰＮ型バイポーラトランジスタである第６のトランジスタ１７ｂと、第３のトランジスタ１６の他端（コレクタ）と接地との間に接続され、第６のトランジスタ１７ｂの信号入力端子（ベース）に信号入力端子（ベース）が接続された第７のトランジスタ１７ｃと、を有する。 Here, the second constant current source 17 has, for example, one end (emitter) connected to one end (emitter) of the first transistor 12, and a signal input terminal (base) connected to the signal input terminal (base) of the first transistor 12. A fifth transistor 17a which is a PNP-type bipolar transistor to which the base is connected, and an NPN-type bipolar transistor which is connected between the other end (collector) of the fifth transistor 17a and the ground and is diode-connected. The sixth transistor 17b is connected between the other end (collector) of the third transistor 16 and the ground, and the signal input terminal (base) is connected to the signal input terminal (base) of the sixth transistor 17b. And a seventh transistor 17c.

このように、第１のトランジスタ１２と第５のトランジスタ１７ａとはミラー回路を構成する。すなわち、第５のトランジスタ１７ａは、第１のトランジスタ１２に流れる第１の電流Ｉ２０１をミラーした第５の電流Ｉ２０５が流れるようになっている。 Thus, the first transistor 12 and the fifth transistor 17a form a mirror circuit. In other words, the fifth transistor 17a is configured to flow a fifth current I205 that mirrors the first current I201 that flows through the first transistor 12.

また、第６のトランジスタ１７ｂと第７のトランジスタ１７ｃとはミラー回路を構成する。すなわち、第７のトランジスタ１７ｃは、第６のトランジスタ１７ｂに流れる電流をミラーした電流が流れるようになっている。 Further, the sixth transistor 17b and the seventh transistor 17c constitute a mirror circuit. That is, in the seventh transistor 17c, a current that mirrors the current flowing in the sixth transistor 17b flows.

また、レギュレータ回路２００は、出力電圧Ｖｏｕｔを分圧し、この分圧した分圧電圧Ｖｄを出力する帰還抵抗回路１０と、第４のトランジスタ１８の他端（コレクタ）と接地との間に接続され、分圧電圧Ｖｄが反転入力端子に入力されるとともに基準電圧Ｖｒｅｆが非反転入力端子に入力され、出力が出力端子３に接続されたレギュレータアンプ１１と、を備える。 The regulator circuit 200 is connected between the feedback resistor circuit 10 that divides the output voltage Vout and outputs the divided voltage Vd, and the other end (collector) of the fourth transistor 18 and the ground. A regulator amplifier 11 having a divided voltage Vd input to the inverting input terminal, a reference voltage Vref input to the non-inverting input terminal, and an output connected to the output terminal 3.

レギュレータアンプ１１は、第４の電流Ｉ２０４が供給され、分圧電圧Ｖｄおよび基準電圧Ｖｒｅｆに応じて、すなわち分圧電圧Ｖｄと基準電圧Ｖｒｅｆとの電位差がゼロになるように、出力電圧Ｖｏｕｔを出力端子３に出力するようになっている。 The regulator amplifier 11 is supplied with the fourth current I204 and outputs the output voltage Vout according to the divided voltage Vd and the reference voltage Vref, that is, so that the potential difference between the divided voltage Vd and the reference voltage Vref becomes zero. The signal is output to the terminal 3.

なお、バンドギャップ回路９の消費電流よりも、レギュレータアンプ１１の消費電流の方が大きい。すなわち、バンドギャップ回路９に供給される第２の電流Ｉ２０２よりも、レギュレータアンプ１１に供給される第４の電流Ｉ２０４の方が大きく設定されている。以上のような構成を有するレギュレータ回路２００の動作について説明する。 Note that the current consumption of the regulator amplifier 11 is larger than the current consumption of the band gap circuit 9. That is, the fourth current I204 supplied to the regulator amplifier 11 is set larger than the second current I202 supplied to the band gap circuit 9. The operation of the regulator circuit 200 having the above configuration will be described.

先ず、直流電源１から第１、第２のフィルタ回路６ａ、６ｂを介して電圧が第１、第３のトランジスタ１２、１６に供給され、結果として、第２、第４の電流Ｉ２０２、Ｉ２０４が出力される。バンドギャップ回路９およびレギュレータアンプ１１は、この第２、第４の電流Ｉ２０２、Ｉ２０４が供給され動作する。このとき、バンドギャップ回路９は、基準電圧Ｖｒｅｆを出力する。 First, a voltage is supplied from the DC power supply 1 to the first and third transistors 12 and 16 via the first and second filter circuits 6a and 6b. As a result, the second and fourth currents I202 and I204 are generated. Is output. The band gap circuit 9 and the regulator amplifier 11 operate by being supplied with the second and fourth currents I202 and I204. At this time, the band gap circuit 9 outputs the reference voltage Vref.

このように、レギュレータ回路２００は、従来のレギュレータ回路と比較して入力電圧Ｖｉｎに対する出力電圧Ｖｏｕｔの変動割合が小さくなる。これにより、第２、第４の電流Ｉ２０２、Ｉ２０４を小さくすることができ低消費電流化を図ることができる。 Thus, the regulator circuit 200 has a smaller variation rate of the output voltage Vout with respect to the input voltage Vin than the conventional regulator circuit. As a result, the second and fourth currents I202 and I204 can be reduced, and a reduction in current consumption can be achieved.

なお、該従来のレギュレータ回路と比較して、第１、第２の容量５ａ、５ｂを追加することによりチップサイズが拡大し得る。しかし、電流Ｉ２０２、Ｉ２０４をより小さくできるので、第１、第２の抵抗４ａ、４ｂの抵抗値を大きくして第１、第２の容量５ａ、５ｂの容量値を小さくすることができる。すなわち、チップサイズに対する第１、第２の容量５ａ、５ｂの面積の割合を小さくすることができる。 Note that the chip size can be increased by adding the first and second capacitors 5a and 5b as compared with the conventional regulator circuit. However, since the currents I202 and I204 can be further reduced, the resistance values of the first and second resistors 4a and 4b can be increased to decrease the capacitance values of the first and second capacitors 5a and 5b. That is, the ratio of the area of the first and second capacitors 5a and 5b to the chip size can be reduced.

ここで、既述のように、バンドギャップ回路９に供給される第２の電流Ｉ２０２よりも、レギュレータアンプ１１に供給される第４の電流Ｉ２０４の方が大きく設定されている。これにより、例えば、バンドギャップ回路９とレギュレータアンプ１１のミラー回路のバイアスラインが共通である場合、レギュレータアンプ１１の動作の影響がバンドギャップ回路９の動作に影響し得る。 Here, as described above, the fourth current I204 supplied to the regulator amplifier 11 is set larger than the second current I202 supplied to the band gap circuit 9. Thereby, for example, when the bias line of the mirror circuit of the band gap circuit 9 and the regulator amplifier 11 is common, the operation of the regulator amplifier 11 can affect the operation of the band gap circuit 9.

しかし、本実施例においては、バンドギャップ回路９に電流を供給するミラー回路のバイアスラインと、レギュレータアンプ１１に電流を供給するミラー回路のバイアスラインとが分離されている。これにより、バンドギャップ回路９の動作（基準電圧Ｖｒｅｆの出力値）に対するレギュレータアンプ１１の動作の影響を低減できる。すなわち、バンドギャップ電圧（基準電圧Ｖｒｅｆ）が安定するので出力電圧Ｖｏｕｔの変動をより低減することができる。 However, in this embodiment, the bias line of the mirror circuit that supplies current to the band gap circuit 9 and the bias line of the mirror circuit that supplies current to the regulator amplifier 11 are separated. Thereby, the influence of the operation of the regulator amplifier 11 on the operation of the band gap circuit 9 (the output value of the reference voltage Vref) can be reduced. That is, since the band gap voltage (reference voltage Vref) is stabilized, fluctuations in the output voltage Vout can be further reduced.

なお、バイアスラインの分離による消費電流の増加は、例えば、ミラー回路の折り返し電流（第３、第５の電流Ｉ２０３、Ｉ２０５）を小さくすることにより、低減することができる。 Note that an increase in current consumption due to the separation of the bias line can be reduced, for example, by reducing the folding current (third and fifth currents I203 and I205) of the mirror circuit.

また、本実施例においても、実施例１と同様に、該従来技術におけるツェナーダイオードを用いる該定電圧回路の動作条件（ＶＩＮ＞Ｖｚ−ＶＦ＋Ｖ_ＣＥ）を考慮する必要がない。したがって、本実施例は、該従来のレギュレータ回路と比較して、直流電源の電圧を低く（レギュレータアンプが動作できる最低電圧まで）設定することができる。 Also in this embodiment, as in the first embodiment, it is not necessary to consider the operating condition (VIN> Vz−VF + V _CE ) of the constant voltage circuit using the Zener diode in the prior art. Therefore, in this embodiment, the voltage of the DC power supply can be set lower (up to the lowest voltage at which the regulator amplifier can operate) as compared with the conventional regulator circuit.

また、本実施例においては、レギュレータ回路を構成するトランジスタにバイポーラトランジスタを用いた場合について説明した。しかし、レギュレータ回路を構成するトランジスタに、信号入力端子をゲートとしてＭＯＳトランジスタを用いて構成してもよい。また、本実施例のレギュレータ回路と同様の動作をするように、回路の極性を変更してもよい。 In this embodiment, the case where a bipolar transistor is used as the transistor constituting the regulator circuit has been described. However, the transistor constituting the regulator circuit may be configured using a MOS transistor with the signal input terminal as a gate. Further, the polarity of the circuit may be changed so as to operate in the same manner as the regulator circuit of this embodiment.

本発明の一態様である実施例１に係るレギュレータ回路の構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram illustrating a configuration of a regulator circuit according to a first embodiment which is an aspect of the present invention. FIG. 本発明の一態様である実施例２に係るレギュレータ回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the regulator circuit which concerns on Example 2 which is 1 aspect of this invention.

Explanation of symbols

１直流電源
２入力端子
３出力端子
４ａ第１の抵抗
４ｂ第２の抵抗
５ａ第１の容量
５ｂ第２の容量
６ａ第１のフィルタ回路
６ｂ第２のフィルタ回路
７第１の定電流源
８第２の定電流源
９バンドギャップ回路
１０帰還抵抗回路
１０ａ第１の分圧抵抗
１０ｂ第２の分圧抵抗
１１レギュレータアンプ
１２第１のトランジスタ
１３第１の定電流源
１４第２のトランジスタ
１５第１の補償トランジスタ
１６第３のトランジスタ
１７第２の定電流源
１７ａ第５のトランジスタ
１７ｂ第６のトランジスタ
１７ｃ第７のトランジスタ
１８第４のトランジスタ
１９第２の補償トランジスタ
１００、２００レギュレータ回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC power supply 2 Input terminal 3 Output terminal 4a 1st resistance 4b 2nd resistance 5a 1st capacity 5b 2nd capacity 6a 1st filter circuit 6b 2nd filter circuit 7 1st constant current source 8 1st 2 constant current source 9 band gap circuit 10 feedback resistor circuit 10a first voltage dividing resistor 10b second voltage dividing resistor 11 regulator amplifier 12 first transistor 13 first constant current source 14 second transistor 15 first Compensation transistor 16 third transistor 17 second constant current source 17a fifth transistor 17b sixth transistor 17c seventh transistor 18 fourth transistor 19 second compensation transistor 100, 200 regulator circuit

Claims

An input terminal to which a DC power supply is connected;
An output terminal for outputting an output voltage;
A first resistor having one end connected to the input terminal, and a first capacitor connected between the other end of the first resistor and the ground;
A second filter circuit having one end connected to the input terminal and a second capacitor connected between the other end of the second resistor and the ground;
A first constant current source having one end connected to the other end of the first resistor;
A second constant current source having one end connected to the other end of the second resistor;
A bandgap circuit connected between the other end of the first constant current source and the ground, supplied with a current from the first constant current source and outputting a reference voltage;
A feedback resistor circuit that divides the output voltage and outputs the divided voltage;
Connected between the other end of the second constant current source and the ground, current is supplied from the second constant current source, the divided voltage is input to the inverting input terminal, and the reference voltage is not inverted. And a regulator amplifier that is input to an input terminal and outputs the output voltage to the output terminal in accordance with the divided voltage and the reference voltage.

An input terminal to which a DC power supply is connected;
An output terminal for outputting an output voltage;
A first resistor having one end connected to the input terminal, and a first capacitor connected between the other end of the first resistor and the ground;
A second resistor circuit having one end connected to the input terminal and a second capacitor connected between the other end of the second resistor and the ground;
A first transistor having one end connected to the other end of the first resistor;
A first constant current source connected between the other end of the first transistor and the ground;
One end is connected to one end of the first transistor, a signal input terminal is connected to the signal input terminal of the first transistor, and a second current that mirrors the first current flowing through the first transistor flows. A second transistor;
A bandgap circuit connected between the other end of the second transistor and the ground, supplied with the second current and outputting a reference voltage;
A third transistor having one end connected to the other end of the second resistor;
A second constant current source connected between the other end of the third transistor and the ground;
One end is connected to one end of the third transistor, a signal input terminal is connected to the signal input terminal of the third transistor, and a fourth current that mirrors the third current flowing through the third transistor flows. A fourth transistor;
A feedback resistor circuit that divides the output voltage and outputs the divided voltage;
Connected between the other end of the fourth transistor and the ground, the fourth current is supplied, the divided voltage is input to the inverting input terminal, and the reference voltage is input to the non-inverting input terminal. A regulator amplifier that outputs the output voltage to the output terminal in accordance with the divided voltage and the reference voltage.

The second constant current source is
One end is connected to one end of the first transistor, a signal input terminal is connected to the signal input terminal of the first transistor, and a fifth current that mirrors the first current flowing in the first transistor flows. A fifth transistor;
A sixth transistor connected between the other end of the fifth transistor and the ground;
The seventh transistor connected between the other end of the third transistor and the ground, and a seventh transistor through which a current obtained by mirroring a current flowing through the sixth transistor flows. Regulator circuit.

The regulator circuit according to claim 2 or 3, wherein the first to seventh transistors are bipolar transistors or MOS transistors.