JP7306852B2 - discharge circuit - Google Patents
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Description
本発明は、ディスチャージ回路に関する。 The present invention relates to a discharge circuit.
ディスチャージ回路に関する技術として、以下の技術が知られている。例えば、特許文献1に記載のディスチャージ回路は、残留電荷を逃がす機能を有する。 The following techniques are known as techniques related to the discharge circuit. For example, the discharge circuit described in Patent Document 1 has a function of releasing residual charges.
上記した機能に関連して、ディスチャージ回路は、例えば、電源回路から電力(電源電圧VDD)の供給を受けるマイコン回路に設けられている。電源回路が遮断されるとき、マイコン回路内の電圧(電源電圧VDDから生成される回路内部電圧VDDL)は、理論上では、図7に示されるように、電源電圧VDDの低下の速度と同様の速度で低下する。回路内部電圧VDDLは、低下し続け、リセット閾値電圧VRSTを下回る。その後、電源回路が再投入されるとき、上記したように、回路内部電圧VDDLがリセット閾値電圧VRSTを下回っていることから、マイコン回路を含むシステム全体の再初期設定が正常に行われる。 In relation to the functions described above, the discharge circuit is provided, for example, in a microcomputer circuit that receives power (power supply voltage VDD) from a power supply circuit. When the power supply circuit is cut off, the voltage in the microcomputer circuit (the circuit internal voltage VDDL generated from the power supply voltage VDD) theoretically has the same speed as the power supply voltage VDD decreases, as shown in FIG. Decrease in speed. The circuit internal voltage VDDL continues to drop below the reset threshold voltage VRST. After that, when the power supply circuit is turned on again, since the circuit internal voltage VDDL is lower than the reset threshold voltage VRST as described above, the entire system including the microcomputer circuit is normally reinitialized.
しかし、回路内部電圧VDDLは、実際には、マイコン回路内の安定化容量及び配線容量等のために、図8に示されるように、電源電圧VDDの低下の速度と比較すると、緩やかに低下する。従って、図8に示されるように、回路内部電圧VDDLがリセット閾値電圧VRSTを下回る前に、電源回路が再投入されると、上記したシステムの再初期設定が正常に行われない事態に至るおそれがある。 However, the circuit internal voltage VDDL actually decreases more gently than the power supply voltage VDD decreases, as shown in FIG. . Therefore, as shown in FIG. 8, if the power supply circuit is turned on again before the circuit internal voltage VDDL falls below the reset threshold voltage VRST, there is a risk that the re-initialization of the system described above will not be performed normally. There is
上記した事態を回避すべく、上記したマイコン回路では、起動部が、電源電圧VDDが低下し始めたことを検出することにより、検出部を起動させる。さらに、検出部が、回路内部電圧VDDLが所定の閾値電圧を下回ったことを検出することにより、ディスチャージ部を起動させる。ディスチャージ回路は、回路内部電圧VDDLを高速に低下させるべく、回路内部電圧VDDLにより既に蓄積されている電荷を放電させる。これにより、図7に示されるように、回路内部電圧VDDLが、リセット閾値電圧VRSTを下回ることを確保することができる。 In order to avoid the situation described above, in the microcomputer circuit described above, the activation unit activates the detection unit by detecting that the power supply voltage VDD has started to decrease. Further, the detection section activates the discharge section by detecting that the circuit internal voltage VDDL has fallen below a predetermined threshold voltage. The discharge circuit discharges charges already accumulated by the circuit internal voltage VDDL in order to lower the circuit internal voltage VDDL at high speed. Thereby, as shown in FIG. 7, it is possible to ensure that the circuit internal voltage VDDL is lower than the reset threshold voltage VRST.
しかしながら、上記したマイコン回路は、ディスチャージ部の他に、上記した起動部及び検出部をも必要とすることから、回路規模及び消費電力が大きくなり、しかも、回路を低消費電流で動作させることに伴い、上記した起動までの所要時間が長くなり、即ち、応答性が悪化するという課題があった。 However, since the above-described microcomputer circuit requires the above-described start-up section and detection section in addition to the discharge section, the circuit scale and power consumption become large, and the circuit can be operated with low current consumption. As a result, there is a problem that the required time until the start-up described above becomes longer, that is, the responsiveness deteriorates.
本発明の目的は、回路規模及び消費電力が大きくならず、かつ、応答性が良く、放電を行うことができるディスチャージ回路を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a discharge circuit that does not increase the circuit scale and power consumption, has good responsiveness, and is capable of discharging.
上記した課題を解決すべく、本発明に係るディスチャージ回路は、
所定の電圧より高い制御電圧が供給された場合に、第1の電圧から生成される第2の電圧に起因して蓄積された電荷を放電するディスチャージ部と、
所定の電流より大きい制御電流の供給を受けた場合に、前記第1の電圧と前記第2の電圧との電圧差を増幅した電圧を、前記制御電圧として前記ディスチャージ部に供給する差動増幅部と、
前記第1の電圧が前記第2の電圧より低くなった場合に、前記所定の電流より大きい前記制御電流を前記差動増幅部に供給するバイアス部と、
を含む。
In order to solve the above problems, the discharge circuit according to the present invention includes:
a discharge unit that discharges electric charges accumulated due to a second voltage generated from the first voltage when a control voltage higher than a predetermined voltage is supplied;
A differential amplifier that supplies a voltage obtained by amplifying a voltage difference between the first voltage and the second voltage to the discharge unit as the control voltage when a control current larger than a predetermined current is supplied. and,
a bias unit that supplies the control current larger than the predetermined current to the differential amplifier unit when the first voltage becomes lower than the second voltage;
including.
本発明に係るディスチャージ回路によれば、前記バイアス部は、前記第1の電圧が前記第2の電圧より低くなった場合に、前記所定の電流より大きい前記制御電流を前記差動増幅器に供給し、前記差動増幅部は、前記所定の電流より大きい前記制御電流の供給を受けた場合に、前記第1の電圧と前記第2の電圧との電圧差を増幅した電圧を、前記制御電圧として前記ディスチャージ部に供給し、前記ディスチャージ部は、前記所定の電圧より高い前記制御電圧が供給された場合に、第1の電圧から生成される第2の電圧に起因して蓄積された電荷を放電する。これにより、本発明に係るディスチャージ回路は、従来の駆動部及び検出部を用いることなく、前記放電を行うことができ、その結果、ディスチャージ回路の回路規模及び消費電力を従来に比較して小さくすることが可能となり、併せて、従来に比較して応答性を良くすることも可能となる。 According to the discharge circuit of the present invention, the bias section supplies the control current larger than the predetermined current to the differential amplifier when the first voltage becomes lower than the second voltage. and the differential amplifying section amplifies a voltage difference between the first voltage and the second voltage as the control voltage when the control current larger than the predetermined current is supplied. to the discharge section, and the discharge section discharges accumulated charge due to a second voltage generated from the first voltage when the control voltage higher than the predetermined voltage is supplied. do. As a result, the discharge circuit according to the present invention can perform the discharge without using the conventional drive section and detection section, and as a result, the circuit scale and power consumption of the discharge circuit can be reduced compared to the conventional one At the same time, it becomes possible to improve the responsiveness as compared with the conventional art.
〈実施形態〉
以下、本発明の実施形態に係るディスチャージ回路について、図面を参照して説明する。
<Embodiment>
A discharge circuit according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
〈実施形態の構成〉
図1は、実施形態に係る差動増幅ユニットの構成を示す。図2は、実施形態に係るディスチャージ回路の構成を示す。図2に示されるように、実施形態のディスチャージ回路1は、外部から印加される外部電圧VDDを監視し、外部電圧VDDが内部電圧VDDL(後述のレギュレータ40が外部電圧VDDから生成する電圧)より低くなったとき、内部電圧VDDLによりキャパシタ50に既に蓄積されている電荷を放電することを開始することを基本的構想とする。当該構想の下に、ディスチャージ回路1は、図2に示されるように、差動増幅部10と、ディスチャージ部20と、バイアス部30と、レギュレータ40と、キャパシタ50とを含む。ここで、外部電圧VDDは、『第1の電圧』に対応し、内部電圧VDDLは、『第2の電圧』に対応する。
<Configuration of Embodiment>
FIG. 1 shows the configuration of a differential amplification unit according to an embodiment. FIG. 2 shows the configuration of the discharge circuit according to the embodiment. As shown in FIG. 2, the discharge circuit 1 of the embodiment monitors an external voltage VDD applied from the outside, and the external voltage VDD is higher than the internal voltage VDDL (a voltage generated from the external voltage VDD by a
電流駆動型である差動増幅部10及びディスチャージ部20は、模式的に、図1に示されるように、一つの差動増幅ユニット100として一体的に表わされる。差動増幅ユニット100は、2つの入力端子in+、in-と、1つの出力端子Voutと、2つの電源端子VDD、GND(接地)と、2つの制御用端子pgnb、ibpとを有する。
The current-driven
差動増幅ユニット100は、入力端子in+に入力される電圧(VDDと同一)と、入力端子in-に入力される電圧(電圧VDDLと同一)との電圧差を増幅し、増幅後の電圧の大きさにより、ディスチャージを実施しまたは停止する。
The
制御用端子pgnbは、外部電圧VDDの変動を監視するための監視点を定めるために用いられる。制御用端子ibpは、差動増幅ユニット100の動作(起動状態、非起動に近い状態)を電流により制御するために用いられる。 The control terminal pgnb is used to define a monitoring point for monitoring fluctuations in the external voltage VDD. The control terminal ibp is used to control the operation of the differential amplifier unit 100 (activation state, state close to non-activation) by current.
図2に移り、差動増幅部10では、入力端子in+は、制御用端子pgnbに接続されており、これにより、入力端子in+に、制御用端子pgnbに供給される電圧VDDが印加される。入力端子in-は、上記したように、出力端子Voutの電圧(内部電圧VDDLと同一)が印加される。制御用端子ibpは、バイアス部30に接続されており、バイアス部30から、差動増幅部10が十分に動作することができる大きさの電流、または、動作することが停止しない程度の大きさの電流の供給を受ける。差動増幅部10の出力端子は、ディスチャージ部20に接続されており、より詳しくは、ディスチャージ部20内の、例えば、MOSトランジスタのゲートに接続されている。
2, in the
ディスチャージ部20は、差動増幅部10から、ディスチャージ部20(より正確には、MOSトランジスタ)が起動することができる大きさの電圧を印加されたとき、内部電圧VDDLに起因してキャパシタ50に蓄積されている電荷を放電する機能を有する。当該機能を果たすべく、ディスチャージ部20のMOSトランジスタでは、そのドレインが、レギュレータ40の出力端及びキャパシタ50の一方の電極に接続されており、また、そのソース及びそのバックゲートが、接地電位及びキャパシタ50の他方の電極に接続されている。ここで、差動増幅部10が出力する電圧は、『制御電圧』に対応する。
When the
バイアス部30は、電圧Vref1(外部電圧VDDと同一)及び電圧Vref2(内部電圧VDDLと同一)の入力を受け、電流ibpを出力する。バイアス部30は、通常のとき、即ち、外部電圧VDDが内部電圧VDDLより大きいとき、差動増幅部10の動作が停止しない程度の大きさの電流ibpを差動増幅部10に供給する。バイアス部30は、他方で、外部電圧VDDを供給する電源回路(図示せず)が遮断等されたとき、即ち、外部電圧VDDが内部電圧VDDLより小さいとき、差動増幅部10が十分に動作することができる程度の大きさの電流ibpを差動増幅部10に供給する。ここで、電流ibpは、『制御電流』に対応する。
The
レギュレータ40は、上記したように、外部電圧VDDから内部電圧VDDLを生成し、生成された内部電圧VDDLを端子Voutから出力する。
As described above, the
キャパシタ50は、レギュレータ40から出力される内部電圧VDDLを平滑化すべく、レギュレータ40の出力端及び接地電位間に接続されている。
〈実施形態の構成〉
図3は、実施形態に係るディスチャージ回路の動作を示す。以下に、実施形態のディスチャージ回路の動作について、図3を参照して説明する。以下では、外部電圧VDDは、当初、内部電圧VDDLより大きく、その後、時刻t1で低下し始めることを想定する。また、ディスチャージ部20は、当初、起動していない状態(オフ状態)であることを想定する。
<Configuration of Embodiment>
FIG. 3 shows the operation of the discharge circuit according to the embodiment. The operation of the discharge circuit of the embodiment will be described below with reference to FIG. In the following, it is assumed that the external voltage VDD is initially higher than the internal voltage VDDL and then begins to drop at time t1. Also, it is assumed that the
時刻t1までの間、外部電圧VDDが内部電圧VDDLより大きいことから、バイアス部30は、電流ibpを用いて、差動増幅部10を駆動しない。より具体的には、バイアス部30は、差動増幅部10の動作が停止しない大きさの電流ibpを差動増幅部10に供給する。
Since the external voltage VDD is higher than the internal voltage VDDL until time t1, the
時刻t1になると、外部電圧VDDは、低下し始める。時刻t1以後、外部電圧VDDの影響を受けて、内部電圧VDDLも、低下し始める。 At time t1, the external voltage VDD begins to drop. After time t1, the internal voltage VDDL also begins to drop under the influence of the external voltage VDD.
時刻t2になると、外部電圧VDDは、内部電圧VDDLより小さくなる。これにより、バイアス部30は、差動増幅部10が十分に動作することができる大きさの電流ibpを差動増幅部10に供給する。電流ibpが供給されると、差動増幅部10は、差動増幅の動作を開始する。
At time t2, external voltage VDD becomes lower than internal voltage VDDL. Thereby, the
時刻t2以後では、外部電圧VDDは、低下し続ける。それにより、外部電圧VDDと内部電圧VDDLとの電圧差が、予め定められた電圧差より大きくなる。ここで、「予め定められた電圧差」とは、例えば、当該予め定められた電圧差を増幅すれば、当該増幅後の電圧が、ディスチャージ部20内のMOSトランジスタを起動することができる大きさを有することになるという電圧差をいう。この時点で、差動増幅部10は、ディスチャージ部20内のMOSトランジスタのゲートに、当該MOSトランジスタを起動することができる電圧を出力する。この電圧を受けて、ディスチャージ部20は、起動状態(オン状態)になることにより、ディスチャージの動作を開始し、即ち、その時点までにキャパシタ50に蓄積されている電荷を放電することを開始する。
After time t2, the external voltage VDD continues to drop. Thereby, the voltage difference between the external voltage VDD and the internal voltage VDDL becomes larger than the predetermined voltage difference. Here, the "predetermined voltage difference" means, for example, if the predetermined voltage difference is amplified, the voltage after the amplification has a magnitude that can activate the MOS transistor in the
時刻t3になると、内部電圧VDDLが、ディスチャージ回路1内の各部が動作可能である電圧を下回る。その結果、例えば、差動増幅部10は、ディスチャージ部20を駆動(オン状態)にすることができるほどの大きさの電圧を出力することができなくなる。それにより、ディスチャージ部20は、起動していない状態(オフ状態)になり、即ち、放電を停止する。
At time t3, the internal voltage VDDL falls below the voltage at which each section in the discharge circuit 1 can operate. As a result, for example, the
〈実施形態の効果〉
上述したように、実施形態に係るディスチャージ回路1では、外部電圧VDDが内部電圧VDDLより小さくなると、バイアス部30が、差動増幅部10が十分に動作することができるほどに大きい電流ibpを差動増幅部10に通電する。また、外部電圧VDD及び内部電圧VDDL間の電圧差が、予め定められた電圧より大きくなると、差動増幅部10は、ディスチャージ部20が動作できるほどの大きさの電圧をディスチャージ部20に出力する。これにより、ディスチャージ部20は、内部電圧VDDLに起因してキャパシタ50にその時点までに蓄積されていた電荷の放電を開始することができる。換言すれば、ディスチャージ部20は、従来のディスチャージ回路に必要であった駆動部及び検出部を必要とすることなく、即ち、従来に比して小さい回路規模及び消費電力、並びに、良い応答性の下で、放電を開始することができる。
<Effect of the embodiment>
As described above, in the discharge circuit 1 according to the embodiment, when the external voltage VDD becomes lower than the internal voltage VDDL, the
〈具体例〉
図4は、差動増幅ユニットの具体的な構成を示す等価回路図である。以下、差動増幅ユニットの具体的な構成について、図4を参照して説明する。
<Concrete example>
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram showing a specific configuration of the differential amplifier unit. A specific configuration of the differential amplifier unit will be described below with reference to FIG.
〈具体例の構成〉
図4に図示された差動増幅ユニット100Aは、図1に図示された差動増幅ユニット100を回路素子(トランジスタ、キャパシタ等)で実現すべく、図4に示されるように、Pチャネル型MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタP1~P7(以下、例えば、「トランジスタP1」略記する。)と、Nチャネル型MOSトランジスタN1~N7(以下、例えば、「トランジスタN1」と略記する。)と、キャパシタC1、C2とを有する。
<Configuration of specific example>
The
トランジスタP1、N4は、反転増幅を行うべく、ソース接地型の構成を有し、外部電圧VDD及び接地電位間に直列接続されている。 The transistors P1 and N4 have a source-grounded configuration and are connected in series between the external voltage VDD and the ground potential to perform inversion amplification.
トランジスタP1について、ソース及びバックゲートが、外部電圧VDDに接続されており、ゲートが、トランジスタP2のドレイン及びトランジスタN1のドレインに接続されており、ドレインが制御用端子ibp(バイアス部30(図2に図示。)の出力端)及びトランジスタN4のドレインに接続されており、ゲート及びドレイン間に、キャパシタC1が接続されている。 The source and back gate of the transistor P1 are connected to the external voltage VDD, the gate is connected to the drain of the transistor P2 and the drain of the transistor N1, and the drain is connected to the control terminal ibp (bias section 30 (see FIG. 2). ) and the drain of a transistor N4, and a capacitor C1 is connected between the gate and the drain.
トランジスタN4について、ゲートが、トランジスタN5のゲートに接続されており、ドレイン及びゲートが相互に接続されており、ソース及びバックゲートが、接地電位に接続されている。 For transistor N4, the gate is connected to the gate of transistor N5, the drain and gate are connected together, and the source and backgate are connected to ground potential.
トランジスタP2、P4、N1、N3は、第1の差動増幅機能を有する。また、トランジスタP3、P4、N2、N3は、第2の差動増幅機能を有する。例えば、トランジスタP2及びトランジスタN1の関係他については、トランジスタP2のソース及びバックゲートが、外部電圧VDDに接続されており、ゲートが、トランジスタP3のゲート及びトランジスタP4のゲートと接続されており、ドレインが、トランジスタN1のドレインに接続されており、トランジスタN1のソース、トランジスタN2のソース、トランジスタN3のソースが、相互に接続されており、かつ、トランジスタN5のドレインに接続されている。 Transistors P2, P4, N1, N3 have a first differential amplification function. Also, the transistors P3, P4, N2, and N3 have a second differential amplification function. For example, regarding the relationship between transistor P2 and transistor N1, the source and back gate of transistor P2 are connected to the external voltage VDD, the gate is connected to the gate of transistor P3 and the gate of transistor P4, and the drain are connected to the drain of the transistor N1, the sources of the transistors N1, N2, and N3 are connected together and to the drain of the transistor N5.
トランジスタP3及びトランジスタN2の関係他、並びに、トランジスタP4及びトランジスタN3の関係他については、上記したトランジスタP2及びトランジスタN1との関係他と同様である。 The relationship between the transistor P3 and the transistor N2 and the relationship between the transistor P4 and the transistor N3 are the same as the relationship between the transistor P2 and the transistor N1.
更に、トランジスタN1のゲート及びトランジスタN2のゲートが、端子in-に接続されており、トランジスタN3のゲートが、端子in+に接続されており、トランジスタN2のバックゲート及びトランジスタN3のバックゲートが、接地電位に接続されている。 Further, the gates of the transistors N1 and N2 are connected to the terminal in-, the gates of the transistors N3 are connected to the terminal in+, and the back gates of the transistors N2 and N3 are grounded. connected to a potential.
トランジスタP3、P4の各ゲートと、トランジスタP4、N3の各ドレインと、トランジスタP5のゲートと、端子pgnbとは、相互に接続されている。ここで、端子pgnbと、端子in+とは、図2に示されるように、相互に接続されている(図4に図示無し)。 The gates of the transistors P3 and P4, the drains of the transistors P4 and N3, the gate of the transistor P5, and the terminal pgnb are connected to each other. Here, the terminal pgnb and the terminal in+ are interconnected as shown in FIG. 2 (not shown in FIG. 4).
トランジスタP5については、ソース及びバックゲートが、外部電圧VDDに接続されており、ドレインが、トランジスタN6のドレインに接続されている。 For transistor P5, the source and backgate are connected to the external voltage VDD, and the drain is connected to the drain of transistor N6.
トランジスタP6については、ゲートが、トランジスタP3、N2の各ドレインに接続されており、ソース及びバックゲートが、電源電圧VDDに接続されており、ドレインが、トランジスタN7のドレイン、トランジスタN8のゲート、及び、キャパシタC2の一方の電極に接続されている。 The transistor P6 has a gate connected to the drains of the transistors P3 and N2, a source and a backgate connected to the power supply voltage VDD, and a drain connected to the drain of the transistor N7, the gate of the transistor N8, and the gate of the transistor N8. , is connected to one electrode of the capacitor C2.
トランジスタN6及びトランジスタN7は、カレントシンクの機能を有する。トランジスタN6については、ゲート及びドレインが、相互に接続されており、ゲートが、トランジスタN7のゲートに接続されており、ソース及びバックゲートが、接地電位に接続されている。 Transistor N6 and transistor N7 have a current sink function. For transistor N6, the gate and drain are connected together, the gate is connected to the gate of transistor N7, and the source and backgate are connected to ground potential.
トランジスタN7については、ソース及びバックゲートが、接地電位に接続されている。ここで、トランジスタN7の特性については、その閾値電圧は、他のトランジスタの閾値電圧よりも小さい。 The source and backgate of transistor N7 are connected to the ground potential. Here, regarding the characteristics of the transistor N7, its threshold voltage is smaller than the threshold voltages of the other transistors.
トランジスタP7については、ゲートが、外部電圧VDDに接続されており、ソース及びバックゲートが、出力端子Vout、キャパシタC2の他方の電極、及び、トランジスタN8のドレインに接続されており、ドレインが、接地電位に接続されている。 The transistor P7 has a gate connected to the external voltage VDD, a source and a back gate connected to the output terminal Vout, the other electrode of the capacitor C2 and the drain of the transistor N8, and a drain connected to the ground. connected to a potential.
トランジスタN8については、ソース及びバックゲートが、接地電位に接続されている。 The source and backgate of transistor N8 are connected to the ground potential.
〈具体例の動作〉
実施形態に係る差動増幅ユニットの動作について説明する。
<Operation of specific example>
The operation of the differential amplification unit according to the embodiment will be described.
1.外部電圧VDDが、内部電圧VDDLより高いとき(端子in+の電圧が、端子in-の電圧より高いとき)
トランジスタP5が、遮断状態であり、そのために、トランジスタN6、N7も、遮断状態である。これにより、トランジスタN8は、遮断状態であり、即ち、トランジスタN8のドレインが、オープン状態である。その結果、出力端子Voutには、図2に示されるように、レギュレータ40が出力する電圧である内部電圧VDDLが、印加される。
1. When the external voltage VDD is higher than the internal voltage VDDL (when the voltage at the terminal in+ is higher than the voltage at the terminal in−)
Transistor P5 is in a cut-off state, so transistors N6 and N7 are also in a cut-off state. Thereby, the transistor N8 is cut off, ie the drain of the transistor N8 is open. As a result, the internal voltage VDDL, which is the voltage output by the
2.外部電圧VDDが、内部電圧VDDLより低くなったとき(端子in+の電圧が、端子in-の電圧より低くなったとき)
外部電圧VDDが内部電圧VDDLより低くなると、トランジスタP2、P3が、導通状態になる。前者のトランジスタP2の導通により、トランジスタP1が、導通状態になる。他方で、後者のトランジスタP3の導通により、トランジスタP6が、導通状態になり、更に、トランジスタP6の導通により、トランジスタN8が、導通状態になる。
2. When the external voltage VDD becomes lower than the internal voltage VDDL (when the voltage of the terminal in+ becomes lower than the voltage of the terminal in−)
When the external voltage VDD becomes lower than the internal voltage VDDL, the transistors P2 and P3 become conductive. The conduction of the former transistor P2 causes the transistor P1 to be in a conducting state. On the other hand, the conduction of the latter transistor P3 causes the transistor P6 to become conductive, and the conduction of the transistor P6 causes the transistor N8 to become conductive.
上記に加えて、外部電圧VDDが内部電圧VDDLより低くなると、トランジスタN1、N2が、導通状態になり、また、トランジスタP7が、導通状態になる。 In addition to the above, when external voltage VDD becomes lower than internal voltage VDDL, transistors N1 and N2 are rendered conductive, and transistor P7 is rendered conductive.
上記した、トランジスタN8の導通、及び、トランジスタP7の導通により、トランジスタN8、N7は、キャパシタ50(図2に図示)に蓄積されている電荷を放電することを開始する。加えて、トランジスタP7の閾値電圧は、他のトランジスタの閾値電圧より低いことから、内部電圧VDDLが、時刻t3(図3に図示)以後に、他のトランジスタが動作することができないほどに低下した後であっても、引き続き、ディスチャージの動作を継続することができる。 Due to the conduction of transistor N8 and the conduction of transistor P7, as described above, transistors N8 and N7 begin to discharge the charge stored in capacitor 50 (shown in FIG. 2). In addition, since the threshold voltage of transistor P7 is lower than the threshold voltages of the other transistors, the internal voltage VDDL has dropped to such an extent that the other transistors cannot operate after time t3 (shown in FIG. 3). Even later, the discharge operation can be continued.
なお、電流駆動型である差動増幅ユニット100Aの動力源については、少しの電流ibpが流れて続けていることから、トランジスタN4、N5の各ゲートの電圧が高くなり、これにより、トランジスタN4、N5が、導通状態になる。トランジスタN4、N5の導通により、トランジスタP1、N4を通るパス、及び、トランジスタP2、N1、N5を通るパスに大きい電流が流れる。
As for the power source of the current-driven
〈変形例1〉
図5は、変形例1に係る差動増幅ユニットの構成を示す。以下、変形例1の差動増幅ユニットについて、図5を参照して説明する。
<Modification 1>
FIG. 5 shows the configuration of a differential amplifier unit according to Modification 1. As shown in FIG. The differential amplifier unit of Modification 1 will be described below with reference to FIG.
変形例1の差動増幅ユニット100Bは、基本的に、具体例の差動増幅ユニット100Aと同様な構成を有する。変形例1の差動増幅ユニット100Bは、他方で、具体例の差動増幅ユニット100Aと相違して、更に、3つの抵抗器R2、R3、R4を含む。抵抗器R2、R3、R4は、抵抗値r2Ω、r3Ω、r4Ωを有する。また、変形例1の説明及び理解を容易にすべく、トランジスタの閾値電圧を考慮しないことにする。ここで、3つの抵抗器R2、R3、R4は、『電圧降下部』に対応する。
The
抵抗器R4は、トランジスタP4のドレイン及びトランジスタN3のドレイン間に設けられている。差動増幅ユニット100Bも、具体例の差動増幅ユニット100Aと同様に、2つの差動増幅機能を有することから、抵抗器R2が、トランジスタP2のドレイン及びトランジスタN1のドレイン間に設けられており、また、抵抗器R3が、トランジスタP3のドレイン及びトランジスタN2のドレイン間に設けられている。
A resistor R4 is provided between the drain of the transistor P4 and the drain of the transistor N3. Since the
抵抗器R4が設けられることにより、トランジスタP4に電流Ids4が流れることを仮定すると、端子pgnbの電圧は、外部電圧VDDから、抵抗器R4により降下する分の電圧、即ち、r4×Ids4を差し引いた電圧[VDD-r4×Ids4]になる。 Assuming that a current Ids4 flows through the transistor P4 due to the provision of the resistor R4, the voltage at the terminal pgnb is obtained by subtracting the voltage dropped by the resistor R4, that is, r4×Ids4, from the external voltage VDD. It becomes the voltage [VDD-r4×Ids4].
端子in+と端子pgnbとは、図2に示されるように、相互に接続されている。従って、具体例の差動増幅ユニット100Aでは、端子in+に、端子pgnbに印加される電圧であるトランジスタP4のドレインの電圧、即ち、電源電圧VDDがそのままの大きさで印加される。対照的に、変形例1の差動増幅ユニット100Bでは、端子in+に、具体例での電源電圧VDDに代えて、電源電圧VDDより小さい電圧[VDD-R4×Ids4]が印加される。これにより、電源電圧VDDが、内部電圧VDDLを下回る時点である、ディスチャージを開始するタイミングを早めることができる。また、抵抗器R4、R2、R3の抵抗値を変更することにより、上記したタイミングを調整することが可能となる。より具体的には、抵抗値を大きくすれば、上記したタイミングを大きく早めることができ、反対に、抵抗値を小さくすれば、上記したタイミングを小さく早めることができる。なお、抵抗器R2、R3、R4は、抵抗値が可変である可変抵抗器を用いて構成してもよい。
〈変形例2〉
図6は、変形例2に係る差動増幅ユニットの構成を示す。以下、変形例2の差動増幅ユニットについて、図6を参照して説明する。
Terminal in+ and terminal pgnb are interconnected as shown in FIG. Therefore, in the
<Modification 2>
FIG. 6 shows the configuration of a differential amplifier unit according to Modification 2. As shown in FIG. The differential amplifier unit of Modification 2 will be described below with reference to FIG.
変形例2の差動増幅ユニット100Cは、基本的に、具体例の差動増幅ユニット100A及び変形例1の差動増幅ユニット100Bに共通する構成を有する。変形例2の差動増幅ユニット100Cは、他方で、変形例1の差動増幅ユニット100Bと相違して、3つの抵抗器R2、R3、R4に代えて、トランジスタP2-1~P2-3、トランジスタP3-1~P3-3、及び、トランジスタP4-1~P4-3を含む。ここで、トランジスタP2-1~P2-3、トランジスタP3-1~P3-3、及び、トランジスタP4-1~P4-3は、『電圧降下部』に対応する。
The
トランジスタP4-1~P4-3は、変形例1での抵抗器R4と同様に、トランジスタP4のドレイン及びトランジスタN3のドレイン間に設けられおり、かつ、相互にカスコード接続(縦続接続)されている。また、トランジスタP4、P4-1~P4-3の各バックゲートは、相互に接続されており、かつ、外部電圧VDDに接続されている。 The transistors P4-1 to P4-3 are provided between the drain of the transistor P4 and the drain of the transistor N3, and are cascode-connected (cascade-connected) to each other, similar to the resistor R4 in Modification 1. . Further, the back gates of the transistors P4, P4-1 to P4-3 are mutually connected and connected to the external voltage VDD.
差動増幅ユニット100Cも、2つの差動増幅機能を有することから、トランジスタP2-1~P2-3は、トランジスタP2のドレイン及びトランジスタN1のドレイン間に設けられており、相互にカスコード接続されている。また、トランジスタP2、P2-1~P2-3の各バックゲートは、相互に接続されており、かつ、外部電圧VDDに接続されている。同様に、トランジスタP3-1~P3-3は、トランジスタP3のドレイン及びトランジスタN2のドレイン間に設けられており、かつ、相互にカスコード接続されている。また、トランジスタP3、P3-1~P3-3の各バックゲートは、相互に接続されており、かつ、外部電圧VDDに接続されている。
Since the
カスコード接続のトランジスタP4-1~P4-3が設けられることにより、変形例1と同様に、端子pgnb、即ち、端子in+に印加される電圧を、外部電圧VDDよりも、トランジスタP4-1~P4-3の各々の閾値電圧を合算した電圧だけ低く設定することができる。これにより、変形例1と同様に、ディスチャージを開始するタイミングを早めることが可能となる。加えて、カスケード接続するトランジスタの個数を変更することにより、上記したディスチャージを開始するタイミングを調整することが可能となる。より具体的には、カスケード接続トランジスタの個数を大きくすれば、上記したタイミングを大きく早めることができ、反対に、カスケード接続するトランジスタの戸数を小さくすれば、上記したタイミングを小さく早めることができる。 Since the cascode-connected transistors P4-1 to P4-3 are provided, the voltage applied to the terminal pgnb, that is, the terminal in+ is applied to the transistors P4-1 to P4 rather than the external voltage VDD, as in the first modification. -3 can be set lower by the sum of the threshold voltages. As a result, as in the first modification, it is possible to advance the timing of starting the discharge. In addition, by changing the number of cascade-connected transistors, it is possible to adjust the timing of starting the above-described discharge. More specifically, if the number of cascade-connected transistors is increased, the above timing can be greatly advanced. Conversely, if the number of cascade-connected transistors is decreased, the above timing can be slightly advanced.
〈他の発明〉
本発明に係る他のディスチャージ回路は、
外部から印加を受ける外部電圧から生成される、内部で使用される内部電圧に起因して蓄積された電荷を放電するディスチャージ部であって、該ディスチャージ部の前記放電の許可または禁止を制御するための制御電圧の印加を受ける前記ディスチャージ部と、
前記外部電圧及び前記内部電圧の入力を受け、該外部電圧及び該内部電圧間の電圧差を増幅することにより前記制御電圧を生成し、かつ、該電圧差が予め定められた電圧差より大きくなったとき、前記ディスチャージ部による前記放電を許可する前記制御電圧を前記ディスチャージ部に印加する差動増幅部であって、該差動増幅部の前記増幅の許可または禁止を制御するための制御電流の通電を受ける前記差動増幅部と、
前記外部電圧が前記内部電圧より小さくなったとき、前記差動増幅部による前記増幅を許可する前記制御電流を前記差動増幅部に通電するバイアス部と、
を含む。
<Other inventions>
Another discharge circuit according to the present invention comprises:
A discharge section that discharges charges accumulated due to an internal voltage that is generated from an external voltage that is applied from the outside, and that enables or disables the discharging of the discharge section. the discharge unit receiving the application of the control voltage of
receiving inputs of the external voltage and the internal voltage, generating the control voltage by amplifying a voltage difference between the external voltage and the internal voltage, and wherein the voltage difference is greater than a predetermined voltage difference; a differential amplifier for applying the control voltage for permitting the discharge by the discharge unit to the discharge unit, the control current for controlling permission or prohibition of the amplification of the differential amplifier unit. the differential amplifier section that receives current;
a bias unit that applies the control current that permits the amplification by the differential amplifier unit to the differential amplifier unit when the external voltage becomes smaller than the internal voltage;
including.
本発明に係る他のディスチャージ回路によれば、前記バイアス部が、前記外部電圧が前記内部電圧より小さくなったとき、前記差動増幅部による前記増幅を許可する前記制御電流を前記差動増幅部に通電し、かつ、前記差動増幅部が、前記外部電圧及び前記内部電圧間の前記電圧差が、予め定められた電圧差より大きくなったとき、前記ディスチャージ部による前記放電を許可する前記制御電圧を前記ディスチャージ部に印加する。これにより、前記ディスチャージ部は、前記内部電圧に起因して蓄積されている電荷を放電することを開始する。従って、本発明に係るディスチャージ回路は、従来のディスチャージ回路と異なり、駆動部及び検出部を用いることなく、前記放電を行うことができ、その結果、ディスチャージ回路の回路規模及び消費電力を従来に比して小さくすることが可能となり、併せて、従来に比して応答性を良くすることも可能となる。 According to another discharge circuit of the present invention, when the external voltage becomes smaller than the internal voltage, the bias section reduces the control current that permits the amplification by the differential amplification section to the differential amplification section. and the differential amplifier allows the discharge by the discharge unit when the voltage difference between the external voltage and the internal voltage becomes greater than a predetermined voltage difference. A voltage is applied to the discharge section. As a result, the discharge section starts discharging the charges accumulated due to the internal voltage. Therefore, unlike the conventional discharge circuit, the discharge circuit according to the present invention can perform the discharge without using the drive section and the detection section. As a result, the circuit scale and power consumption of the discharge circuit can be reduced. In addition, it is possible to improve the responsiveness as compared with the conventional art.
1 ディスチャージ回路、10 差動増幅部、20 ディスチャージ部、30 バイアス部、40 レギュレータ、50 キャパシタ、100 差動増幅ユニット
1
Claims (4)
所定の電流より大きい制御電流の供給を受けた場合に、前記第1の電圧と前記第2の電圧との電圧差を増幅した電圧を、前記制御電圧として前記ディスチャージ部に供給する差動増幅部と、
前記第1の電圧が前記第2の電圧より低くなった場合に、前記所定の電流より大きい前記制御電流を前記差動増幅部に供給するバイアス部と、
を含むディスチャージ回路。 a discharge unit that discharges electric charges accumulated due to a second voltage generated from the first voltage when a control voltage higher than a predetermined voltage is supplied;
A differential amplifier that supplies a voltage obtained by amplifying a voltage difference between the first voltage and the second voltage to the discharge unit as the control voltage when a control current larger than a predetermined current is supplied. and,
a bias unit that supplies the control current larger than the predetermined current to the differential amplifier unit when the first voltage becomes lower than the second voltage;
a discharge circuit including
前記電圧降下部により降下した前記第1の電圧と前記第2の電圧との電圧差を増幅した電圧を前記制御電圧として出力する請求項1記載のディスチャージ回路。 The differential amplifier section has a voltage drop section that drops the first voltage, and controls the voltage obtained by amplifying the voltage difference between the first voltage and the second voltage dropped by the voltage drop section. 2. A discharge circuit according to claim 1, which outputs as a voltage.
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