JP4838573B2 - Stabilized power circuit - Google Patents
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Description
本発明は、安定化電源回路に係り、特に、低飽和動作が可能な安定化電源回路における出力特性の安定化等を図ったものに関する。 The present invention relates to a stabilized power supply circuit, and more particularly, to a stabilized power supply circuit that can stabilize output characteristics and the like in a stabilized power supply circuit capable of low saturation operation.
従来、この種の電源回路としては、例えば、図7に示されたような回路構成を有し、低飽和動作(LDO)を可能として安定化電圧を出力するよう構成されたものが公知・周知となっている。
以下、図7を参照しつつ、かかる従来の安定化電源回路(以下「LDOレギュレータ回路」と称す)について説明する。
このLDOレギュレータ回路は、基準電圧VREFを出力する基準電圧源1Aを内部に有し、2つの帰還抵抗器(図7においては、それぞれ「R2」、「R3」と表記)22A,23Aによって出力端子58Aの電圧が分圧されて得られた帰還信号電圧と前述の基準電圧VREFとの差が誤差増幅器(図7においては「OP」と表記)2Aにより増幅されて、第2のトランジスタ(図7においては「Tr2」と表記)12Aで増幅された後、出力用の第1のトランジスタ(図7においては「Tr1」と表記)11Aのゲートへ印加されることで、出力電圧が所定値となるように構成されたものとなっている。
Conventionally, as this type of power supply circuit, for example, a circuit having a circuit configuration as shown in FIG. 7 and configured to output a stabilized voltage enabling low saturation operation (LDO) is known and well known. It has become.
Hereinafter, such a conventional stabilized power supply circuit (hereinafter referred to as “LDO regulator circuit”) will be described with reference to FIG.
This LDO regulator circuit includes a
このような従来のLDOレギュレータ回路においては、出力端子58Aとグランドとの間に、出力電圧の安定化用コンデンサ(図7においては「CL」と表記)5Aを設け、それにより出力端子58Aにおいて発生する極を利用して出力電圧の安定化と共に、急激な負荷変動に対する出力電圧の平滑化が図られるようにしてある。なお、図7において、符号25Aは、安定化用コンデンサCLの等価直列抵抗である。
In such a conventional LDO regulator circuit, an output voltage stabilizing capacitor (indicated as “CL” in FIG. 7) 5A is provided between the
図8には、図7において点線で囲まれた部分の小信号等価回路図が示されており、以下、同図を参照しつつ、この従来のLDOレギュレータ回路の小信号動作における回路特性について説明する。
図8において、図7に示された第1及び第2のトランジスタ11A,12Aは、小信号におけるトランスコンダクタを表す電流源41A,42Aに置き換えられている。ここで、第2のトランジスタ12Aは、第1のトランジスタ11Aに比較してその素子面積が非常に小さいものであるため、そのドレイン・ソース間の寄生容量は無視されたものとなっている。帰還抵抗器22A,23Aは、便宜上、その抵抗値をR2、R3で表すと共に、負荷抵抗器25Aの抵抗値もRLで表すとすると、R2+R3≫RLであり、その周波数特性に与える影響は小さいため、無視できるものとする。
また、図8において、gm1(符号41A)は、第1のトランジスタ11Aのトランスコンダクタンス、gm2(符号42A)は、第2のトランジスタ12Aのトランスコンダクタンス、RLは、負荷抵抗器24Aの抵抗値、Ro2(符号27A)は、第2のトランジスタ12Aのドレイン・ソース間出力抵抗値、C1(符号51A)は、第1のトランジスタ11Aのゲート・ドレイン間寄生容量、C2(符号53A)は、第1のトランジスタ11Aのゲート・ソース間寄生容量、CLは、安定化用コンデンサ5Aの容量値を表している。
FIG. 8 shows a small signal equivalent circuit diagram of a portion surrounded by a dotted line in FIG. 7. Hereinafter, the circuit characteristics in the small signal operation of this conventional LDO regulator circuit will be described with reference to FIG. To do.
In FIG. 8, the first and
In FIG. 8, gm1 (
そして、かかる等価回路において、第2のトランジスタ12Aのゲートへの入力信号をvi、出力端子58Aにおける出力電圧信号をvoとすると、viからvoへの伝達関数は下記する式1によって表される。
In this equivalent circuit, when the input signal to the gate of the
vo(s)/vi(s)=gm2・Ro2・RL(gm1−s・C1)/[1+s・Ro2・RL・gm1・C1+s2・Ro2・RL・{C2・CL+(C2+CL)・C1}]・・・式1
vo (s) / vi (s) = gm2 · Ro2 · RL (gm1−s · C1) / [1 + s · Ro2 · RL · gm1 · C1 + s 2 · Ro2 · RL · {C2 · CL + (C2 + CL) · C1}] ...
なお、式1において、sはラプラス演算子である。
In
式1の伝達関数の分母は、ラプラス演算子sの2次式となっているため、2つの極となる周波数を有するが、一般にgm1とRo2の値が大きく、それら2つの極の周波数が離れている場合、低い周波数側の極P1は、下記する式で近似される。
Since the denominator of the transfer function of
P1≒−1/(gm1・Ro2・RL・C1)・・・式2
P1 ≒ -1 / (gm1, Ro2, RL, C1) ...
そして、LDOレギュレータ回路の出力段におけるゲインは、この式2によって求められる周波数fp1から低下し始める。この周波数fp1において、入力信号viに対する出力電圧voの位相は45°遅れとなり、fp1の10倍の周波数においては、ほぼ90°の位相遅れが発生する。なお、周波数fp1は、具体的には、下記する式によって求められるものである。
Then, the gain at the output stage of the LDO regulator circuit starts to decrease from the frequency fp1 obtained by this
fp1 =|P1|/2π=1/(2π・gm1・Ro2・RL・C1)・・・式3
fp1 = | P1 | / 2π = 1 / (2π · gm1 · Ro2 · RL · C1)
この式3から、周波数fp1は、出力用の第1のトランジスタ11Aを駆動する駆動段の出力抵抗であるRo2とゲート・ドレイン間の寄生容量C1のミラー効果を考慮した値である(C1・gm1・RL)により定まるということが言える。すなわち、これらの積が大きいほど、入力信号viに対する出力電圧信号voの位相が、より低い周波数から遅れ始めることになる。
From
また上述した2つの極の内、高い周波数側の他方の極は、出力端子58Aのインピーダンスと、安定化用コンデンサ5Aの容量値により定まり、下記する式で表される。
Of the two poles described above, the other pole on the higher frequency side is determined by the impedance of the
P2≒−1/(CL・Zo)・・・式4
P2≈-1 / (CL · Zo)
fp2=1/(2π・CL・Zo)・・・式5
fp2 = 1 / (2π · CL · Zo)
ここで、Zoは、LDOレギュレータ回路の出力端子インピーダンスであり、負荷抵抗値RLと第1のトランジスタ11Aのドレイン出力インピーダンスZo1との並列合成インピーダンスとして求められるもので、具体的には、Zo=RL・Zo1/(RL+Zo1)として求められる。
第1のトランジスタ11Aのドレイン出力インピーダンスZo1は、出力端子58Aの電圧がC1を介して第1のトランジスタ11Aのゲートに帰還されるため、周波数が上がるに従い減少し、最終的には−1/gm1に近づく。しかし、ここでは、周波数が低い場合に着目し、Zo1≫RLとする。このため、出力インピーダンスは、ほぼ負荷抵抗器RLの抵抗値に近い値となる。
Here, Zo is an output terminal impedance of the LDO regulator circuit, and is obtained as a parallel combined impedance of the load resistance value RL and the drain output impedance Zo1 of the
The drain output impedance Zo1 of the
この第2の極P2によってもゲインの低下と、90°の位相遅れが発生する。このため、入力信号viの周波数が上がるに従い、出力電圧voの位相は、入力信号viに対して180°遅れることになる。
上述した式3及び式5で表されるfp1及びfp2は、負荷抵抗器24Aの値により変化し、その値が大きい場合には、低い周波数に移動するということができる。このため、低い周波数において、帰還信号電圧の位相が180°遅れ、その結果、LDOレギュレータが発振する場合がある。
This second pole P2 also causes a decrease in gain and a phase delay of 90 °. For this reason, as the frequency of the input signal vi increases, the phase of the output voltage vo is delayed by 180 ° with respect to the input signal vi.
It can be said that fp1 and fp2 expressed by
この現象は、特に、安定化用コンデンサ5Aに等価直列抵抗が小さい積層セラミックコンデンサを使用した場合に問題となる。すなわち、通常は、実際のコンデンサは等価直列抵抗を有しており、この抵抗成分とコンデンサの容量とにより伝達関数がゼロとなる周波数が定まる。図7の構成における等価直列抵抗(ESR)25Aの抵抗値をRESRとし、安定化用コンデンサ5Aの容量値をCLとする、ゼロ点の周波数fz1は下記する式により表される。
This phenomenon becomes a problem particularly when a multilayer ceramic capacitor having a small equivalent series resistance is used as the stabilizing
fz1 =1/(2π・RESR・CL)・・・式6 fz1 = 1 / (2π · RESR · CL) Equation 6
したがって、等価直列抵抗ESRの抵抗値が高いと、ゼロ点の周波数が低くなる。このゼロ点の効果は、帰還信号電圧の位相の遅れを戻すように作用し、先に述べた極による位相の遅れを打ち消すように働くため、出力電圧は安定するが、等価直列抵抗が小さいときには、その周波数が高くなり、低い周波数においてはゼロ点による極打ち消しの効果は得られない。また、特に、負荷抵抗器25Aの値が大きい場合、すなわち、出力電流が小さい場合には、極となる周波数が低くなるため、さらにその効果は得られなくなり、出力電圧は不安定になり易くなる。
Therefore, when the resistance value of the equivalent series resistance ESR is high, the frequency at the zero point is low. The effect of this zero point works to return the phase delay of the feedback signal voltage and works to cancel the phase delay due to the poles described above, so that the output voltage is stable, but when the equivalent series resistance is small The frequency becomes high, and the effect of pole cancellation by the zero point cannot be obtained at a low frequency. In particular, when the value of the
このように、従来のLDOレギュレータ回路においては、安定化用コンデンサ5Aに積層セラミックコンデンサを使用した場合、出力電流が数mA以下の小さな負荷状態で使用すると、回路が発振状態となり、安定した出力電圧が得られないという問題があった。
このような問題を解決する方策として、本願出願人は、図9に示されたような位相補償回路を備えた安定化電源回路を提案している(特願2004−134936号)。すなわち、この回路は、出力端子において発生する極により帰還信号電圧の位相が遅れるのを防ぐため、コンデンサ54を介して出力端子を経由しない帰還信号経路を設け、それによって出力電圧の安定化を図るようにしたものである。
しかしながら、この様な位相補償回路を用いても、負荷抵抗器RLの値が大きい場合には、先に述べたfp1及びfp2が低くなるため、コンデンサ54の容量値を大きくしなければ十分な効果が得られないという欠点がある。また、この種の位相補償回路を備えた安定化電源回路は、例えば、特許文献1にも開示されている。
As described above, in the conventional LDO regulator circuit, when a multilayer ceramic capacitor is used as the stabilizing
As a measure for solving such a problem, the applicant of the present application has proposed a stabilized power supply circuit including a phase compensation circuit as shown in FIG. 9 (Japanese Patent Application No. 2004-134936). That is, in this circuit, in order to prevent the phase of the feedback signal voltage from being delayed by a pole generated at the output terminal, a feedback signal path that does not pass through the output terminal via the
However, even if such a phase compensation circuit is used, if the value of the load resistor RL is large, the above-described fp1 and fp2 become low. There is a disadvantage that cannot be obtained. Further, a stabilized power supply circuit provided with this type of phase compensation circuit is also disclosed in
ところで、近年、携帯電話等の通信機器の小型化、高性能化に伴い、これまで以上に電源回路部分にも小型化、高性能化が要求されつつあり、上述したように、出力電圧の安定化用のコンデンサとしては、ESRが小さく、小型な積層セラミックコンデンサの使用の要求が高まりつつある。
しかしながら、上述のようなLDOレギュレータ回路にあって、安定化用コンデンサとして積層セラミックコンデンサを用いた場合は、負荷抵抗が大きく、出力端子からの流出電流が小さいと、低い周波数で帰還信号電圧の位相が180°遅れることにより、回路が発振状態となり、出力端子電圧が不安定になるという問題があった。
By the way, in recent years, along with the downsizing and high performance of communication devices such as mobile phones, the power supply circuit part is required to be downsized and high performance more than ever. There is a growing demand for use of a small monolithic ceramic capacitor having a low ESR as a capacitor for use in manufacturing.
However, in the LDO regulator circuit as described above, when a multilayer ceramic capacitor is used as a stabilizing capacitor, if the load resistance is large and the outflow current from the output terminal is small, the phase of the feedback signal voltage is low. The delay of 180 ° causes the circuit to oscillate and causes the output terminal voltage to become unstable.
また、携帯電話の機能の充実と共に、その消費電力が増加する傾向にあり、そのためLDOレギュレータ回路にも、出力電流の増大が求められつつある。このため、LDOレギュレータ回路の出力用のトランジスタを大型化する必要があり、結果として出力用のトランジスタのゲート・ドレイン間の寄生容量の増大を招き、より低い周波数でLDOレギュレータ回路の帰還信号電圧の位相が180°遅れてしまい、位相補償をより困難にしている。 In addition, power consumption tends to increase with enhancement of the functions of mobile phones, and therefore, an increase in output current is also being demanded for LDO regulator circuits. For this reason, it is necessary to increase the size of the output transistor of the LDO regulator circuit, resulting in an increase in parasitic capacitance between the gate and drain of the output transistor, and the feedback signal voltage of the LDO regulator circuit at a lower frequency. The phase is delayed by 180 °, making phase compensation more difficult.
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、等価直列抵抗が小さなセラミックコンデンサを安定化用のコンデンサとして使用しても、出力電流の大きさに関わらず安定した出力電圧を得ることができる安定化電源回路を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and even when a ceramic capacitor having a small equivalent series resistance is used as a stabilizing capacitor, a stable output voltage can be obtained regardless of the magnitude of the output current. A stabilized power supply circuit is provided.
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る安定化電源回路は、
出力電圧が分圧された帰還信号電圧と基準電圧とが比較されて、その比較結果に基づいて前記出力電圧が所定の出力状態となるよう制御可能に構成されてなる安定化電源回路であって、
外部負荷へ出力電流の供給を行う出力用の第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタよりも小さなアスペクト比を有し、前記第1のトランジスタと並列接続された第2のトランジスタとが設けられ、
前記第1のトランジスタのゲート電圧又はベース電圧と、前記第2のトランジスタのゲート電圧又はベース電圧が、定常的に一定の電位差に保持されると共に、前記第2のトランジスタのゲート電圧又はベース電圧は、前記第1のトランジスタのゲート電圧又はベース電圧に対して、前記第2のトランジスタを順方向にバイアスするよう設定され、定常状態において、前記第2のトランジスタのゲート・ソース間電位差又はベース・コレクタ間電位差が、前記第1のトランジスタのゲート・ソース間電位差又はベース・コレクタ間電位差よりも常に大となるよう構成されてなるものである。
上記構成において、ゲート同士又はベース同士及びソース同士又はエミッタ同士がそれぞれ接続された第3及び第4のトランジスタが設けられ、
前記第3のトランジスタのドレイン又はコレクタは前記第1のトランジスタのゲート又はベースに、前記第4のトランジスタのドレイン又はコレクタは前記第2のトランジスタのゲート又はベースに、それぞれ接続されると共に、前記第3及び第4のトランジスタのドレイン又はコレクタは第1の抵抗器を介して接続される一方、前記第4のトランジスタのドレイン又はコレクタとグランドとの間には定電流源が設けられてなるように構成しても好適である。
また、先の構成において、ゲート同士又はベース同士とソース同士又はエミッタ同士がそれぞれ接続された第3及び第4のトランジスタが設けられ、
前記第3のトランジスタのドレイン又はコレクタは前記第1のトランジスタのゲート又はベースに、前記第4のトランジスタのドレイン又はコレクタは前記第2のトランジスタのゲート又はベースに、それぞれ接続されると共に、前記第3及び第4のトランジスタのドレイン又はコレクタは第1の抵抗器を介して接続される一方、
前記第3のトランジスタのドレイン又はコレクタとグランドとの間には第1の定電流源が、前記第4のトランジスタのドレイン又はコレクタとグランドとの間には第2の定電流源が、それぞれ設けられてなるように構成しても好適である。
さらに、先の構成において、第1のトランジスタと前記第2のトランジスタは、その閾値電圧が異なるものとしても好適である。
またさらに、先の構成において、第2のトランジスタの基板電位を、前記第1のトランジスタの基板電位に対して一定電位差となるよう構成しても好適である。
In order to achieve the above object of the present invention, a stabilized power supply circuit according to the present invention includes:
A stabilized power supply circuit configured to be controllable so that a feedback signal voltage obtained by dividing an output voltage and a reference voltage are compared and the output voltage is in a predetermined output state based on the comparison result. ,
A first transistor for output that supplies an output current to an external load;
A second transistor having a smaller aspect ratio than the first transistor and connected in parallel with the first transistor;
The gate voltage or base voltage of the first transistor and the gate voltage or base voltage of the second transistor are constantly maintained at a constant potential difference, and the gate voltage or base voltage of the second transistor is The second transistor is set to be forward-biased with respect to the gate voltage or base voltage of the first transistor, and in a steady state, the gate-source potential difference or base collector of the second transistor The potential difference between the gates and the source of the first transistor or the potential difference between the base and the collector of the first transistor is always configured to be larger .
In the above configuration, third and fourth transistors are provided in which gates or bases and sources or emitters are connected, respectively.
The drain or collector of the third transistor is connected to the gate or base of the first transistor, and the drain or collector of the fourth transistor is connected to the gate or base of the second transistor. The drains or collectors of the third and fourth transistors are connected via a first resistor, while a constant current source is provided between the drain or collector of the fourth transistor and the ground. It is suitable even if constituted.
Further, in the above configuration, there are provided third and fourth transistors in which gates or bases and sources or emitters are connected,
The drain or collector of the third transistor is connected to the gate or base of the first transistor, and the drain or collector of the fourth transistor is connected to the gate or base of the second transistor. While the drains or collectors of the third and fourth transistors are connected via a first resistor,
A first constant current source is provided between the drain or collector of the third transistor and the ground, and a second constant current source is provided between the drain or collector of the fourth transistor and the ground. It is also suitable to be configured.
Further, in the above structure, it is preferable that the first transistor and the second transistor have different threshold voltages.
Furthermore, in the above structure, it is preferable that the substrate potential of the second transistor be a constant potential difference with respect to the substrate potential of the first transistor.
本発明によれば、定常状態において補助用の第2のMOSトランジスタのゲート・ソース間電位差を、出力用の第1のMOSトランジスタのゲート・ソース間電位差よりも常に大きくできるので、出力電流が小さい領域において、第1のMOSトランジスタのゲート・ソース間電位差が小さくなると、その出力電流の大半を第2のMOSトランジスタが負担し、第1のMOSトランジスタは回路動作に殆ど関与しなくなるようにすることができる。そして、第2のMOSトランジスタは第1のMOSトランジスタに比して、その素子サイズが小さく設定されるため、そのゲート・ドレイン間における寄生容量も素子サイズに応じて小さくなるため、回路への入力信号と出力信号の伝達関数から求められる2つの極の内、低い周波数側の極の周波数が高くなり、低い周波数における従来のような帰還信号電圧の位相の180°の遅れを防止することができ、発振状態を生ずることがなく安定した回路動作を得ることができる。
また、負荷抵抗が小さく、出力電流が大きい場合には、第1のMOSトランジスタと第2のMOSトランジスタの電流比率が変化し、出力電流の大半を第1のMOSトランジスタが負担し、第2のMOSトランジスタは回路動作に殆ど影響を与えなくなるため、従来と同様な回路動作を得ることができる。
したがって、出力端子に接続する安定化用のコンデンサとして等価直列抵抗の小さなセラミックコンデンサ等を用いても、出力電流が数μAと小さい場合から、数A程度の大きな場合まで安定した出力電圧を得ることができるという効果を奏するものである。
According to the present invention, the gate-source potential difference of the auxiliary second MOS transistor can always be larger than the gate-source potential difference of the output first MOS transistor in the steady state, so that the output current is small. In the region, when the potential difference between the gate and source of the first MOS transistor becomes small, the second MOS transistor bears most of the output current so that the first MOS transistor hardly participates in the circuit operation. Can do. Since the element size of the second MOS transistor is set smaller than that of the first MOS transistor, the parasitic capacitance between the gate and the drain is also reduced according to the element size. Of the two poles obtained from the transfer function of the signal and the output signal, the frequency of the pole on the lower frequency side becomes high, and a 180 ° delay in the phase of the feedback signal voltage at the low frequency can be prevented. A stable circuit operation can be obtained without causing an oscillation state.
When the load resistance is small and the output current is large, the current ratio between the first MOS transistor and the second MOS transistor changes, and the first MOS transistor bears most of the output current. Since the MOS transistor hardly affects the circuit operation, the circuit operation similar to the conventional one can be obtained.
Therefore, even when a ceramic capacitor having a small equivalent series resistance is used as a stabilization capacitor connected to the output terminal, a stable output voltage can be obtained from when the output current is as small as several μA to as large as several A. It has the effect of being able to.
以下、本発明の実施の形態について、図1乃至図6を参照しつつ説明する。
また、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における安定化電源回路の基本回路構成例について、図1を参照しつつ説明する。
この図1に示された本発明の実施の形態における安定化電源回路の基本回路は、演算増幅器などを用いてなる誤差増幅器(図1においては「OP」と表記)2と、基準電圧源1と、出力用の第1のMOSトランジスタ(図1においては「Tr1」と表記)11と、出力補助用の第2のMOSトランジスタ(図1においては「Tr2」と表記)12とを主たる構成要素として構成されたものとなっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
Further, members, arrangements, and the like described below do not limit the present invention, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention.
First, an example of a basic circuit configuration of a stabilized power supply circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic circuit of the stabilized power supply circuit according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 includes an error amplifier (indicated as “OP” in FIG. 1) 2 using an operational amplifier and the like, and a
回路の具体的な接続を説明すれば、まず、誤差増幅器2の反転入力端子には、出力電圧VREFを出力する基準電圧源1が接続される一方、その出力端子は第1のMOSトランジスタ11のゲートに接続されると共に、定電圧V1を出力する電圧源31の正極側に接続されている。そして、この電圧源31の負極側は第2のMOSトランジスタ12のゲートに接続されたものとなっている。
第1及び第2のMOSトランジスタ11,12は、ソースが共に電源端子57に接続されており、電源電圧VDDが印加されるようになっている一方、ドレインが相互に接続されて出力端子58に接続されると共に、このドレイン同士の接続点とグランドとの間には、第1の帰還抵抗器(図1においては「R2」と表記)22と第2の帰還抵抗器(図1においては「R3」と表記)23が直列接続されて設けられている。そして、第1の帰還抵抗器22と第2の帰還抵抗器23の相互の接続点は、誤差増幅器2の非反転入力端子に接続されており、出力電圧の分圧電圧が帰還信号電圧としてその非反転入力端子へ印加されるようになっている。
The specific connection of the circuit will be described. First, the
The sources of the first and
なお、本発明の実施の形態において、第1及び第2のMOSトランジスタ11,12は、PチャンネルMOSトランジスタが用いられている。
また、第2のMOSトランジスタ12は、ゲートのアスペクト比が第1のMOSトランジスタ11より小さいものが用いられるものとなっている。
In the embodiment of the present invention, the first and
The
そして、出力端子58とグランドとの間には、出力電圧の安定化のため、安定化用コンデンサ(図1においては「CL」と表記)5が接続される。なお、このコンデンサ5は等価直列抵抗(図1においては「ESR」と表記)25を有しており、図1においては点線で表示されている。
また、出力端子58には、負荷抵抗器(図1においては「RL」と表記)24が接続されている。
A stabilizing capacitor 5 (denoted as “CL” in FIG. 1) 5 is connected between the
A load resistor (indicated as “RL” in FIG. 1) 24 is connected to the
かかる構成における安定化電源回路は、誤差増幅器2において、基準電圧VREFと非反転入力端子へ印加された帰還信号電圧としての出力電圧の分圧電圧との差が増幅され、その増幅出力によって第1のMOSトランジスタ11が駆動される。一方、第2のMOSトランジスタ12は、定常状態においては、第1のMOSトランジスタ11のゲート電圧より定電圧V1分だけ低い電圧に維持されて駆動されると共に、過渡的にはそれぞれ独立して駆動されて、出力電圧が所定電圧となるよう動作するものである。
In the stabilized power supply circuit having such a configuration, in the
より詳細な回路動作については、図1に示された基本回路構成をより具体化した回路例が示された図2を参照しつつ説明することとする。
以下、図2を参照しつつ第1の具体回路構成例における安定化電源回路について説明する。
この第1の具体回路構成例における安定化電源回路は、図1に示された基本回路に対して、さらに、主たる構成要素として第3及び第4のMOSトランジスタ(図2においては、それぞれ「Tr3」、「Tr4」と表記)13,14が付加されたものである。
A more detailed circuit operation will be described with reference to FIG. 2 showing a circuit example in which the basic circuit configuration shown in FIG. 1 is made more concrete.
Hereinafter, the stabilized power supply circuit in the first specific circuit configuration example will be described with reference to FIG.
The stabilized power supply circuit in the first specific circuit configuration example is further different from the basic circuit shown in FIG. 1 in that the third and fourth MOS transistors (in FIG. ”And“ Tr4 ”) 13 and 14 are added.
まず、具体的な回路接続について説明する。なお、第1及び第2のMOSトランジスタ11,12相互の接続、第1のMOSトランジスタ11のドレイン、ソース側における接続については、図1に示された基本構成例と同様であるので、以下、異なる点を中心に説明することとする。
この回路においては、第1のMOSトランジスタ11の駆動用として第3のMOSトランジスタ13が、また、第2のMOSトランジスタ12の駆動用として第4のMOSトランジスタ14が、それぞれ設けられている。
First, specific circuit connections will be described. The connection between the first and
In this circuit, a
そして、第3及び第4のMOSトランジスタ13,14のゲートには、誤差増幅器2の出力端子が接続される一方、それぞれのソースは共に電源端子57に接続されたものとなっている。
また、第3のMOSトランジスタ13のドレインと第4のMOSトランジスタ14のドレインとの間には、第1の抵抗器(図2においては「R1」と表記)21が接続されると共に、第3のMOSトランジスタ13のドレインは、第1のMOSトランジスタ11のゲートに、また、第4のMOSトランジスタ14のドレインは第2のMOSトランジスタ12のゲートに、それぞれ接続されている。
The output terminals of the
A first resistor 21 (denoted as “R1” in FIG. 2) 21 is connected between the drain of the
さらに、第3のMOSトランジスタ13のドレインとグランドとの間には、第1の定電流源(図2においては「I1」と表記)3が、また、第4のMOSトランジスタ14のドレインとグランドとの間には、第2の定電流源(図2においては「I2」と表記)4が、それぞれ設けられている。
なお、この構成例において、第3及び第4のMOSトランジスタ13,14は、第1及び第2のMOSトランジスタ11,12同様、PチャンネルMOSトランジスタが用いられたものとなっている。
Further, a first constant current source (indicated as “I1” in FIG. 2) 3 is provided between the drain of the
In this configuration example, the third and
また、第3及び第4のMOSトランジスタ13,14は、そのゲート幅及び長さが同一のものとなっている。
さらに、第1の定電流源3の出力電流値IS1と第2の定電流源4の出力電流値IS2は、下記するように設定されたものとなっている。
The third and
Further, the output current value IS1 of the first constant
IS1:IS2=1:K IS1: IS2 = 1: K
かかる構成において、第3のMOSトランジスタ13と第4のMOSトランジスタ14のゲート・ソース間電位差は等しく、また、上述したように双方のトランジスタサイズが同一であるため、ドレイン・ソース間電位差が十分確保される。このため、これら第3及び第4のMOSトランジスタ13,14が飽和領域で動作する場合、ほぼ等しいドレイン電流が流れることとなる。しかしながら、第3及び第4のMOSトランジスタ13,14にそれぞれ流れる定電流源3,4からの電流値は異なるため、第1の定電流源3と第2の定電流源4の間に接続された第1の抵抗器21には、その差分の電流が流れ、その結果、定常状態においては、第1の抵抗器21には下記する式で表される電位差VR1が生ずる。
In such a configuration, the
VR1 =R1・IR1=R1・{(K−1)/2}・IS1・・・式7 VR1 = R1.IR1 = R1. {(K-1) / 2} .IS1 Equation 7
ここで、VR1は第1の抵抗器21の両端に生ずる電位差、R1は第1の抵抗器21の抵抗値、IR1は第1の抵抗器21を流れる電流である。
また、第1のMOSトランジスタ11と第2のトランジスタ12は、共にMOS電界効果トランジスタであるため、定常状態においては、そのゲートに流入する電流は殆ど無い。このため、定常状態においては、第3及び第4のMOSトランジスタ13,14が飽和領域で動作する限りにおいては、第1及び第2の定電流源3,4のそれぞれの出力電流値及びその比が一定である限り、上述の式7におけるVR1は、第1のMOSトランジスタ11と第2のMOSトランジスタ12のゲート電位によらず一定である。したがって、第1のMOSトランジスタ11と第2のMOSトランジスタ12は、そのゲート電圧が、常に一定の電位差に保たれた状態で駆動されることとなる。
Here, VR1 is a potential difference generated at both ends of the
Further, since both the
但し、過渡的には、第1のMOSトランジスタ11と第2のMOSトランジスタ12のゲートに、寄生容量に対する充放電電流が流れるため、それに応じてVR1も変化することとなる。
また、第1のMOSトランジスタ11と第2のMOSトランジスタ12とは、素子のサイズが大きく異なるため、それぞれのゲートにおける寄生容量成分の大きさも全く異なり、当然のことながら、その容量成分に対する充放電に要する時間も大きく異なるものとなる。それ故、過渡状態においては、第1のMOSトランジスタ11と第2のMOSトランジスタ12のゲート電圧は、ほぼ独立して変化することとなる。
However, transiently, since the charge / discharge current for the parasitic capacitance flows through the gates of the
Further, since the
次に、かかる構成における安定化電源回路のより詳細な動作解析について図6に示された等価回路を参照しつつ説明する。
図6は、図2に示された回路構成において、特に、第3のMOSトランジスタ13のゲートから出力端子58に至る部分の小信号における等価回路である。
同図において、gm1(符号41)、gm2(符号43)、gm3(符号42)、gm4(符号44)は、それぞれ先の図2に示された第1、第2、第3,第4のMOSトランジスタ11〜14のトランスコンダクタンスである。
また、同図において、viは、誤差増幅器2の出力電圧であり、voは、出力端子58における出力電圧である。
Next, a more detailed operation analysis of the stabilized power supply circuit in such a configuration will be described with reference to the equivalent circuit shown in FIG.
FIG. 6 is an equivalent circuit for a small signal in a portion from the gate of the
In the figure, gm1 (reference numeral 41), gm2 (reference numeral 43), gm3 (reference numeral 42), and gm4 (reference numeral 44) are the first, second, third and fourth shown in FIG. This is the transconductance of MOS transistors 11-14.
In the figure, vi is an output voltage of the
かかる前提の下、入力電圧viに対する出力電圧voの伝達関数を求める。なお、伝達関数を求めるにあたって、計算の簡素化のため、出力端子58における寄生容量、及び、安定化用コンデンサ5の容量成分は考慮しないものとする。また、第3及び第4のMOSトランジスタ13,14は、そのゲート・ソース間電位差が同一であり、しかも、素子のアスペクト比も同一であるので、それぞれのトランスコンダクタンスと、出力抵抗は、それぞれほ同一であるとする。したがって、計算の上では、gm3=gm4、Ro3=Ro4となる。なお、ここで、Ro3(符号27)は、第3のMOSトランジスタ13のドレイン・ソース間出力抵抗値、Ro4(符号29)は、第4のMOSトランジスタ14のドレイン・ソース間出力抵抗値である。なお、第1のMOSトランジスタ11のドレイン・ソース間出力抵抗値はR01(符号26)、第2のMOSトランジスタ12のドレイン・ソース間出力抵抗値はR02(符号28)である。
しかして、viに対するvoの伝達関数は下記する式の如くとなる。
Under such a premise, a transfer function of the output voltage vo with respect to the input voltage vi is obtained. In obtaining the transfer function, the parasitic capacitance at the
Thus, the transfer function of vo with respect to vi is as shown in the following equation.
vo(s)/vi(s)=gm3・Ro3・RL{2(gm1+gm2 )+R1(C2・gm1+C1・gm2)・s}/[R1+2・Ro3+s・Ro3{C1(R1+Ro3+gm1・R1・RL+gm1・Ro3・RL+gm2・Ro3・RL)+C2(R1+Ro3+gm2・R1・RL+gm1・Ro3・RL+gm2・RL・Ro3)}+s2・C1・C2・R1・Ro32(1+gm1・RL+gm2・RL)]・・・式8 vo (s) / vi (s) = gm3 · Ro3 · RL {2 (gm1 + gm2) + R1 (C2 · gm1 + C1 · gm2) · s} / [R1 + 2 · Ro3 + s · Ro3 {C1 (R1 + Ro3 + gm1 · R1 · RL + gmR · R + gmR・ Ro3 ・ RL) + C2 (R1 + Ro3 + gm2 ・ R1 ・ RL + gm1 ・ Ro3 ・ RL + gm2 ・ RL ・ Ro3)} + s 2・ C1 ・ C2 ・ R1 ・ Ro3 2 (1 + gm1 ・ RL + gm2 ・ RL)]
ここで、C1(符号51)は、第1のMOSトランジスタ11のゲート・ドレイン間寄生容量、C2(符号52)は、第2のMOSトランジスタ12のゲート・ドレイン間寄生容量、R1(符号21)は、第1の抵抗器21の抵抗値、sはラプラス演算子である。
また、第3及び第4のMOSトランジスタ13,14の出力抵抗であるRo3,Ro4は、これらのトランジスタが飽和領域で動作する場合、その値は非常に大きいと仮定することができるものである。このため、さらに、次のような条件が成立するものとする。
Here, C1 (reference numeral 51) is a parasitic capacitance between the gate and drain of the
Further, the output resistances Ro3 and Ro4 of the third and
R1+2・Ro3≒2・Ro3、R1+Ro3≒Ro3、(gm1+gm2)・RL≫1 R1 + 2 ・ Ro3 ≒ 2 ・ Ro3 、 R1 + Ro3 ≒ Ro3 、 (gm1 + gm2) ・ RL≫1
その結果、式8は、下記する如くとなる。 As a result, Equation 8 becomes as follows.
vo(s)/vi(s)≒gm3・Ro3・RL{2(gm1+gm2 )+R1(C2・gm1+C1・gm2)・s}/{2+s・Ro3・RL・(gm1+gm2)・(C1+C2)+s2・C1・C2・R1・Ro3・RL・(gm1+gm2)}・・・式9 vo (s) / vi (s) ≈gm3 · Ro3 · RL {2 (gm1 + gm2) + R1 (C2 · gm1 + C1 · gm2) · s} / {2 + s · Ro3 · RL · (gm1 + gm2) · (C1 + C2) + s 2 · C1・ C2, R1, Ro3, RL, (gm1 + gm2)} ... Equation 9
かかる式9は、2つの極となる周波数を有する。第2のMOSトランジスタ12は、既に述べたように第1のMOSトランジスタ11に比してその素子サイズが非常に小さいため、寄生容量も小さく、したがって、C1≫C2の関係が成立する。かかる条件の下、2つの極となる周波数の内、低い周波数側の極P1は下記する式により求められる。
Equation 9 has frequencies that are two poles. Since the
P1=−1/{Ro3・C1・RL(gm1+gm2)}・・・式10 P1 = −1 / {Ro3 · C1 · RL (gm1 + gm2)} Equation 10
この式10は、基本的には、先に図7を用いて説明した従来回路における低い周波数側の極を求める式2と同様であり、極は、出力用の素子サイズの大きな第1のMOSトランジスタ11のゲート・ドレイン間の寄生容量についてミラー効果を考慮した値と、第3のMOSトランジスタ13の出力抵抗によって定まるものとなっている。
このため、この極P1の値は、従来回路と大きな違いは無い。しかしながら、式9に基づいて、下記する式によってゼロ点が定まる。
Equation 10 is basically the same as
For this reason, the value of the pole P1 is not significantly different from the conventional circuit. However, based on Expression 9, the zero point is determined by the following expression.
Z1=−2(gm1+gm2)/{R1(C2・gm2+C1・gm2)}・・・式11
Z1 = -2 (gm1 + gm2) / {R1 (C2 · gm2 + C1 · gm2)}
ところで、第1及び第2のMOSトランジスタ11,12において、そのトランスコンダクタンスgm1,gm2とゲート・ソース間電圧であるVgs1,Vgs2の関係は下記する式により表される。
Incidentally, in the first and
gm1=−1・κ′・(W1/L1)・(Vgs1−Vt)・・・式12
gm1 = −1 · κ ′ · (W1 / L1) · (Vgs1−Vt)
gm2=−1・κ′・(W2/L2)・(Vgs2−Vt)・・・式13
gm2 = −1 · κ ′ · (W2 / L2) · (Vgs2−Vt)
ここで、|Vgs1|>|Vt| 、 |Vgs2|>|Vt|であるとする。また、κ′は、トランスコンダクタンス係数、Vtは、PチャンネルMOSトランジスタの閾値電圧である。 Here, it is assumed that | Vgs1 |> | Vt | and | Vgs2 |> | Vt |. Further, κ ′ is a transconductance coefficient, and Vt is a threshold voltage of the P-channel MOS transistor.
また、ここで、Vgs1とVgs2の関係は、定常状態においては第1の抵抗器21における電位差が相互のゲート間に発生しているため、以下のように表される。
Here, the relationship between Vgs1 and Vgs2 is expressed as follows because a potential difference in the
Vgs2 =Vgs1−VR1 Vgs2 = Vgs1-VR1
かかる関係式により式13は、下記するように表される。
From this relational expression,
gm2=−1・κ′・(W2/L2)・(Vgs1−VR1−Vt)・・・式14
gm2 = −1 · κ ′ · (W2 / L2) · (Vgs1−VR1−Vt)
ところで、第1及び第2のMOSトランジスタ11,12の素子サイズは既に述べたように大きく異なるため、ゲートのアスペクト比は、(W1/L1)≫(W2/L2)ではあるが、VR1をある程度の値に設定しておくことにより、Vgs1≒Vtの場合、すなわち、換言すれば、安定化電源回からの出力電流が小さい場合、gm1とgm2の関係は、gm2≫gm1と仮定することができる。
このため、先の式11は、下記するように近似することができる。
Incidentally, since the element sizes of the first and
For this reason, the
Z1≒−2・gm2/(R1・C1・gm2)=−2/(R1・C1)・・・式15 Z1≈−2 · gm2 / (R1 · C1 · gm2) = − 2 / (R1 · C1) Equation 15
そして、Z1がゼロとなる周波数fz1は下記する式により求められる。 The frequency fz1 at which Z1 becomes zero is obtained by the following equation.
fz1=(1/2π)・{2/(R1・C1)}・・・式16 fz1 = (1 / 2π) · {2 / (R1 · C1)} Equation 16
この周波数は、第1のMOSトランジスタ11のゲートの寄生容量C1と第1の抵抗器21の抵抗値R1とにより定まり、抵抗値R1を大きく設定することにより、低い周波数となる。そして、このゼロ点は、式10で定まる極の周波数における帰還信号電圧の位相の遅れを戻すように働くため、低い周波数で帰還信号電圧の位相が大きく遅れることが防止されることとなる。
一方、第2のMOSトランジスタ12の素子サイズは、第1のMOSトランジスタ11に比べて非常小さく設定されているため、出力端子58からの流出電流が大きい場合は、その出力電流の大半は第1のMOSトランジスタ11のドレイン電流であり、第2のMOSトランジスタ12は回路全体の動作に殆ど関与しなくなる。したがって、このような状態では、先に図7に示したような従来回路に近い動作となる。
This frequency is determined by the parasitic capacitance C1 of the gate of the
On the other hand, since the element size of the
このように、図2に示された第1の具体回路例の安定化電源回路では、負荷抵抗器24の抵抗値が大きく、出力電流が小さい場合には、出力用の第1のMOSトランジスタ11よりも素子サイズが小さく、ゲート・ドレイン間の寄生容量が小さい第2のMOSトランジスタ12が主として動作するため、低い周波数において帰還信号電圧の位相が180°遅れることが防止されることとなる。
また、負荷抵抗器24の抵抗値が小さく出力電流が大きい場合には、出力電流の大半は素子サイズが大きい第1のMOSトランジスタ11が負担するため、第2のMOSトランジスタ12は回路全体の動作に殆ど寄与しなくなり、従来回路と同様の位相補償が行われることとなる。このため、出力電流が小さい場合に、安定化用コンデンサとしてセラミックスコンデンサを使用した場合に発振状態となるという従来回路における問題が確実に回避されることとなる。
さらに、上述した本発明の実施の形態における安定化電源回路においては、容量値の大きなコンデンサを位相補償に用いる必要がないため、半導体集積回路化した場合、そのレアウト面積も非常に小さくて済むこととなるものである。
As described above, in the stabilized power supply circuit of the first concrete circuit example shown in FIG. 2, when the resistance value of the
When the resistance value of the
Further, in the above-described stabilized power circuit according to the embodiment of the present invention, it is not necessary to use a capacitor having a large capacitance value for phase compensation. Therefore, when a semiconductor integrated circuit is formed, its layout area can be very small. It will be.
次に、第2の具体回路構成例について、図3を参照しつつ説明する。なお、図1又は図2に示された構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
この第2の具体回路構成例における安定化電源回路は、第4のMOSトランジスタ14のドレインとグランドとの間に第2の定電流源4が設けられるのに対して、第3のMOSトランジスタ13のドレインとグランドとの間は開放状態とされ、図2の第1の具体回路構成例における第1の定電流源3を有しない構成とされているものである。
Next, a second specific circuit configuration example will be described with reference to FIG. The same components as those shown in FIG. 1 or FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and different points will be mainly described below.
In the stabilized power supply circuit in the second specific circuit configuration example, the second constant
かかる構成において、第1のMOSトランジスタ11と第2のMOSトランジスタ12のゲート電位差VR1は下記する式による求められることとなる。
In such a configuration, the gate potential difference VR1 between the
VR1=IS2・R1/2・・・式17 VR1 = IS2 · R1 / 2/2 Formula 17
ここで、IS2は、既に述べたように第2の定電流源4の出力電流である。
この第2の具体回路構成例においても、上記の式17で表される電位差が、第1及び第2のMOSトランジスタ11,12のゲート間に生ずるので、図2で説明したと同様に帰還信号電圧の位相遅れが防止されることとなる。
なお、回路全体の動作は図2で説明したと基本的に同様であるので、ここでの再度の詳細な説明は省略することとする。
Here, IS2 is the output current of the second constant
Also in the second specific circuit configuration example, the potential difference represented by the above equation 17 is generated between the gates of the first and
Since the operation of the entire circuit is basically the same as that described with reference to FIG. 2, detailed description thereof is omitted here.
次に、第3の具体回路構成例について、図4を参照しつつ説明する。なお、図1又は図2に示された構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
この第3の具体回路構成例は、第2のMOSトランジスタ12として、第1のMOSトランジスタ11と異なる閾値電圧を有するものを用いるようにした点が、先の図2に示された第1の具体回路構成例と異なるもので、他の部分は基本的に図2の構成例と同一である。
Next, a third specific circuit configuration example will be described with reference to FIG. The same components as those shown in FIG. 1 or FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and different points will be mainly described below.
In the third specific circuit configuration example, the
MOSトランジスタのトランスコンダクタンスは、先の式12で示されたように、ゲート・ソース間電圧Vgsと閾値電圧Vtの差分に比例して増加する。それ故、先の図2に示された構成例においては、第1のMOSトランジスタ11と第2のMOSトランジスタ12のそれぞれのゲート・ソース間電圧に差を設けるように第3、第4のMOSトランジスタ13,14によりそれぞれの駆動段を構成しているが、この図4に示された構成例においては、第1のMOSトランジスタ11と第2のMOSトランジスタ12の閾値電圧に差を設けることで、図2の構成例と同様の作用、効果を奏するものである。
The transconductance of the MOS transistor increases in proportion to the difference between the gate-source voltage Vgs and the threshold voltage Vt, as shown in
この第3の具体回路構成例の場合、第1のMOSトランジスタ11と第2のMOSトランジスタ12のゲートに接続される定電流源3,4の電流値に差を設ける必要はなく、第1のMOSトランジスタ11と第2のMOSトランジスタ12のゲート電位が定常状態において同一でも、図2に示された構成例と同様の位相補償が得られるものとなっている。
In the case of this third specific circuit configuration example, there is no need to provide a difference in the current values of the constant
次に、第4の具体回路構成例について、図5を参照しつつ説明する。なお、図1又は図2に示された構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
この第4の具体回路構成例は、第2のMOSトランジスタ12の基板電位を第1のMOSトランジスタの基板電位より低くなるように構成し、第2のMOSトランジスタ12の閾値電圧を第1のMOSトランジスタ11の閾値電圧よりも低くして、第1のMOSトランジスタ11と異なる閾値電圧を有する第2のMOSトランジスタ12を用いた先の図4に示された構成例と実質的に同様としたものである。
Next, a fourth specific circuit configuration example will be described with reference to FIG. The same components as those shown in FIG. 1 or FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and different points will be mainly described below.
In the fourth specific circuit configuration example, the substrate potential of the
具体的には、第2のMOSトランジスタ12のサブストレートと電源端子57との間に、電圧源32が、その正極側が電源端子57に、負極側がサブストレートに、それぞれ接続されるよう設けられたものとなっている。したがって、第2のMOSトランジスタ12の基板電位は、この電圧源32が出力する電圧分、第1のMOSトランジスタ11の基板電位よりも低くなっている。
そして、第2のMOSトランジスタ12の閾値電圧Vt2は、電圧源32の出力電圧V2によって下記するように変化するものとなっている。
Specifically, the
The threshold voltage Vt2 of the
|Vt2|=|Vt2(0)|+γ{(|2・ΦF−V2|)1/2−(|2・ΦF|)1/2}・・・式18 | Vt2 | = | Vt2 (0) | + γ {(| 2 · ΦF−V2 |) 1/2 − (| 2 · ΦF |) 1/2 }
ここで、Vt2は、第2のMOSトランジスタ12の閾値電圧、Vt2(0)は、V2=0の時の第2のMOSトランジスタ12の閾値電圧、γは、基板バイアス効果係数、ΦFは、フェルミレベルである。
Here, Vt2 is the threshold voltage of the
式18から解るようにV2>0の場合、第2のMOSトランジスタ12の閾値電圧は、第1のMOSトランジスタ11の閾値電圧より小さくなる。このため、第1及び第2のMOSトランジスタ11,12に同じ閾値電圧のMOSトランジスタを用いても、図4に示された第3の具体回路構成例と同様の回路動作を得ることができる。
As can be seen from Equation 18, when V2> 0, the threshold voltage of the
なお、上述した各具体回路構成例では、トランジスタとしてMOS電界効果トランジスタを用いたが、勿論これに限定される必要はなく、バイポーラトランジスタであっても良い。 In each of the specific circuit configuration examples described above, a MOS field effect transistor is used as a transistor. However, the present invention is not limited to this, and may be a bipolar transistor.
1…基準電圧源
2…誤差増幅器
3…第1の定電流源
4…第2の定電流源
11…第1のMOSトランジスタ
12…第2のMOSトランジスタ
13…第3のMOSトランジスタ
14…第4のMOSトランジスタ
22…第1の帰還抵抗器
23…第2の帰還抵抗器
DESCRIPTION OF
Claims (5)
外部負荷へ出力電流の供給を行う出力用の第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタよりも小さなアスペクト比を有し、前記第1のトランジスタと並列接続された第2のトランジスタとが設けられ、
前記第1のトランジスタのゲート電圧又はベース電圧と、前記第2のトランジスタのゲート電圧又はベース電圧が、定常的に一定の電位差に保持されると共に、前記第2のトランジスタのゲート電圧又はベース電圧は、前記第1のトランジスタのゲート電圧又はベース電圧に対して、前記第2のトランジスタを順方向にバイアスするよう設定され、定常状態において、前記第2のトランジスタのゲート・ソース間電位差又はベース・コレクタ間電位差が、前記第1のトランジスタのゲート・ソース間電位差又はベース・コレクタ間電位差よりも常に大となるよう構成されてなることを特徴とする安定化電源回路。 A stabilized power supply circuit configured to be controllable so that a feedback signal voltage obtained by dividing an output voltage and a reference voltage are compared and the output voltage is in a predetermined output state based on the comparison result. ,
A first transistor for output that supplies an output current to an external load;
A second transistor having a smaller aspect ratio than the first transistor and connected in parallel with the first transistor;
The gate voltage or base voltage of the first transistor and the gate voltage or base voltage of the second transistor are constantly maintained at a constant potential difference, and the gate voltage or base voltage of the second transistor is The second transistor is set to be forward-biased with respect to the gate voltage or base voltage of the first transistor, and in a steady state, the gate-source potential difference or base collector of the second transistor A stabilized power supply circuit , wherein the inter-potential difference is always larger than the gate-source potential difference or the base-collector potential difference of the first transistor .
前記第3のトランジスタのドレイン又はコレクタは前記第1のトランジスタのゲート又はベースに、前記第4のトランジスタのドレイン又はコレクタは前記第2のトランジスタのゲート又はベースに、それぞれ接続されると共に、前記第3及び第4のトランジスタのドレイン又はコレクタは第1の抵抗器を介して接続される一方、前記第4のトランジスタのドレイン又はコレクタとグランドとの間には定電流源が設けられてなることを特徴とする請求項1記載の安定化電源回路。 Third and fourth transistors are provided in which gates or bases and sources or emitters are connected, respectively.
The drain or collector of the third transistor is connected to the gate or base of the first transistor, and the drain or collector of the fourth transistor is connected to the gate or base of the second transistor. The drains or collectors of the third and fourth transistors are connected via a first resistor, while a constant current source is provided between the drain or collector of the fourth transistor and the ground. The stabilized power supply circuit according to claim 1, wherein:
前記第3のトランジスタのドレイン又はコレクタは前記第1のトランジスタのゲート又はベースに、前記第4のトランジスタのドレイン又はコレクタは前記第2のトランジスタのゲート又はベースに、それぞれ接続されると共に、前記第3及び第4のトランジスタのドレイン又はコレクタは第1の抵抗器を介して接続される一方、
前記第3のトランジスタのドレイン又はコレクタとグランドとの間には第1の定電流源が、前記第4のトランジスタのドレイン又はコレクタとグランドとの間には第2の定電流源が、それぞれ設けられてなることを特徴とする請求項1記載の安定化電源回路。 Third and fourth transistors are provided in which gates or bases and sources or emitters are connected, respectively.
The drain or collector of the third transistor is connected to the gate or base of the first transistor, and the drain or collector of the fourth transistor is connected to the gate or base of the second transistor. While the drains or collectors of the third and fourth transistors are connected via a first resistor,
A first constant current source is provided between the drain or collector of the third transistor and the ground, and a second constant current source is provided between the drain or collector of the fourth transistor and the ground. The stabilized power supply circuit according to claim 1, wherein
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