JPH0561656B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0561656B2 JPH0561656B2 JP58109191A JP10919183A JPH0561656B2 JP H0561656 B2 JPH0561656 B2 JP H0561656B2 JP 58109191 A JP58109191 A JP 58109191A JP 10919183 A JP10919183 A JP 10919183A JP H0561656 B2 JPH0561656 B2 JP H0561656B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- voltage
- potential
- voltage generator
- transistors
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 102220049820 rs2267369 Human genes 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000003503 early effect Effects 0.000 description 1
- 102220107651 rs1802645 Human genes 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC
- G05F1/14—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using tap transformers or tap changing inductors as final control devices
- G05F1/22—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using tap transformers or tap changing inductors as final control devices combined with separate magnetic control devices having a controllable degree of saturation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は集積回路に最適な基準電圧発生器に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a reference voltage generator suitable for integrated circuits.
従来、集積回路においてはバンドギヤツプレフ
アレンスと呼ばれる基準電圧発生器が多用されて
いる。
Conventionally, a reference voltage generator called a band gear reference has been frequently used in integrated circuits.
第1図はこのような従来の基準電圧発生器の基
本構成を示すもので、1は電流源、2はダイオー
ド接続されたトランジスタ、3は加算器、4は絶
対温度に比例する電圧の発生器であり、トランジ
スタ2のコレクタに発生する出力と電圧発生器4
の出力とが加算器3により加算され出力端子5に
導かれる。かかる基準電圧発生器において、トラ
ンジスタ2のコレクタ電流Icとベース・エミツタ
間電圧VBEの関係は以下の式で与えられる。 Figure 1 shows the basic configuration of such a conventional reference voltage generator, where 1 is a current source, 2 is a diode-connected transistor, 3 is an adder, and 4 is a voltage generator proportional to absolute temperature. and the output generated at the collector of transistor 2 and the voltage generator 4
The adder 3 adds the output to the output terminal 5 and outputs the result to the output terminal 5. In such a reference voltage generator, the relationship between the collector current Ic of the transistor 2 and the base-emitter voltage VBE is given by the following equation.
Ic≒Isexp(qVBE/ k T) …(1)
ここでIsは飽和電流、qは電子電荷、kはボル
ツマン定数、Tは絶対温度である。 Ic≒Isexp( qVBE /kT)...(1) Here, Is is the saturation current, q is the electronic charge, k is Boltzmann's constant, and T is the absolute temperature.
また、飽和電流Isは
Is=Isp・TP・exp(−qVG/kT) …(2)
であることが知られている。ここで、Ispは飽和
電流定数、Pは定数、VGはトランジスタを構成
する半導体の禁止帯電圧であり、一定の値を有す
る。(1)式を変形すると、
VBE=kT/qln(Ic/Is) …(3)
となる。これに(2)式を代入すると、
VBE=kT/q[lnIc−lnIsp−PlnT]+VG …(4)
となる。 Further, it is known that the saturation current Is is as follows: Is = Isp ·T P ·exp(−qV G /kT) (2). Here, I sp is a saturation current constant, P is a constant, and V G is a forbidden voltage of a semiconductor constituting a transistor, and has a constant value. Transforming equation (1), we get V BE =kT/qln(Ic/Is)...(3). Substituting equation (2) into this, we get V BE =kT/q[lnI c −lnI sp −PlnT]+V G …(4).
一方、出力端子5に発生する出力電圧VOは
VO=VBE+C・kT/q …(5)
で与えられる。ここでCは定数である。従つてこ
の(5)式に前記(4)式を代入すると次式が成り立つ。 On the other hand, the output voltage V O generated at the output terminal 5 is given by V O =V BE +C·kT/q (5). Here C is a constant. Therefore, by substituting the above equation (4) into this equation (5), the following equation holds true.
VO=VG+kT/qlnIc−lnIso−PlnT+C〕…(6)
(6)式において、Cを適当に選択することによ
り、出力電圧VOの温度係数をある温度で0にす
ることができる。しかしながら、実際には(6)式か
ら明らかなように、Cの値をどのように選択して
も広い温度範囲で出力電圧の温度係数を0にする
ことはできない。 V O =V G +kT/qlnIc-lnIso-PlnT+C]...(6) In equation (6), by appropriately selecting C, the temperature coefficient of the output voltage V O can be set to 0 at a certain temperature. However, in reality, as is clear from equation (6), no matter how the value of C is selected, the temperature coefficient of the output voltage cannot be made zero over a wide temperature range.
第2図は従来の基準電圧発生器の温度特性を示
すものであり、必ず温度に対して変化する。 FIG. 2 shows the temperature characteristics of a conventional reference voltage generator, which always changes with temperature.
この発明の目的は、従来の基準電圧発生器の欠
点を改良し、出力電圧が温度によらず一定となる
基準電圧発生器を提供することにある。
An object of the present invention is to improve the drawbacks of conventional reference voltage generators and to provide a reference voltage generator whose output voltage is constant regardless of temperature.
〔発明の概要〕
この発明は従来の基準電圧発生器に、補正用の
第2の電圧発生器を設け、それらの出力の差電圧
に比例した電圧により、基準電圧を補正するよう
にしたものである。[Summary of the Invention] This invention provides a second voltage generator for correction in a conventional reference voltage generator, and corrects the reference voltage using a voltage proportional to the voltage difference between the outputs thereof. be.
以下本発明を図面を参照して詳細に説明する。 The present invention will be explained in detail below with reference to the drawings.
第3図は本発明基準電圧発生器の基本構成を示
すものである。図において、11は電流源であり
トランジスタ12のコレクタに絶対温度のべき乗
に比例する電流を供給している。トランジスタ1
2はエミツタが接地され、ベースとコレクタが共
通接地された所謂ダイオード接続のトランジスタ
である。このトランジスタ12の出力であるベー
ス・エミツタ間電圧VBEは加算回路13に供給さ
れる。この加算回路13には他方絶対温度に比例
する電圧を発生する電圧発生器14および絶対温
度と絶対温度の対数との積に比例する電圧を発生
する発生器16よりそれぞれ出力電圧が供給され
る。そしてこれら3つの電圧が互いに加算され、
その加算電圧VONが出力端子15に得られる。 FIG. 3 shows the basic configuration of the reference voltage generator of the present invention. In the figure, 11 is a current source that supplies a current proportional to the power of the absolute temperature to the collector of the transistor 12. transistor 1
2 is a so-called diode-connected transistor whose emitter is grounded and whose base and collector are commonly grounded. The base-emitter voltage V BE that is the output of this transistor 12 is supplied to an adder circuit 13 . The adder circuit 13 is supplied with output voltages from a voltage generator 14 which generates a voltage proportional to absolute temperature and a generator 16 which generates a voltage proportional to the product of absolute temperature and the logarithm of absolute temperature. These three voltages are then added together,
The added voltage V ON is obtained at the output terminal 15.
次に、この基準電圧発生器の動作原理を説明す
る。 Next, the principle of operation of this reference voltage generator will be explained.
本発明になる基準電圧発生器では、出力電圧
VONは
VON=VBE+D・kT/q+E・kT/qln(kT/q/Vr)…
(7)
である。ここで、D,Eは定数、Vrは適当な電
圧である。この(7)式に(4)式を代入すると、
VON=VG+kT/q〔lnIc−lnIso+D〕+kT/q〔Eln(k
T/q/Vr)−PlnT〕…(8)
コレクタ電流Icの温度特性を
Ic=G・TQ …(9)
と仮定すると、(8)式は次式のようにまとめられ
る。 In the reference voltage generator according to the present invention, the output voltage
V ON is V ON = V BE +D・kT/q+E・kT/qln(kT/q/Vr)…
(7). Here, D and E are constants, and Vr is a suitable voltage. Substituting equation (4) into equation (7), V ON =V G +kT/q[lnIc−lnIso+D]+kT/q[Eln(k
T/q/Vr)−PlnT]...(8) Assuming that the temperature characteristic of collector current Ic is Ic=G・TQ ...(9), equation (8) can be summarized as the following equation.
VON=VG+kT/q(D+Elnk/q/Vr+lnG/ISO)+k
T/q(E+Q−P)・lnT…(10)
となる。ここで、
E=P−Q
D=Eln(qVr/k)−ln(Iso/G) …(12)
とすれば、出力電圧VONはVGとなり、温度によら
ず一定の電圧となる。V ON =V G +kT/q(D+Elnk/q/V r +lnG/I SO )+k
T/q(E+Q-P)・lnT...(10) Here, if E=P-Q D=Eln(qVr/k)-ln(Iso/G) (12), the output voltage V ON becomes V G , which is a constant voltage regardless of the temperature.
ここで、定数P,Isoはトランジスタの作成条
件で決定されるものであり、従つて、E,Dを決
定することは容易である。さらに適当な電圧Vr
は出力電圧VONから得ることができる。 Here, the constants P and Iso are determined by the transistor manufacturing conditions, and therefore, it is easy to determine E and D. Furthermore, appropriate voltage Vr
can be obtained from the output voltage V ON .
このように本発明によれば、あらかじめ、半導
体作成条件から求めた定数より決定される係数
E,Dを用いて回路を構成することにより、温度
によらず常に一定な電圧を発生できる。 As described above, according to the present invention, a constant voltage can always be generated regardless of temperature by configuring a circuit using coefficients E and D determined from constants determined in advance from semiconductor manufacturing conditions.
第4図に本発明の具体的一実施例を示す。この
実施例は、絶対温度に対する依存性の異なる2つ
の電流源11,18と、それらにそれぞれ接続さ
れた2つのトランジスタ12,19と、絶対温度
に比例する電圧を発生する電圧発生器14と、電
圧加算器13とから構成される。 FIG. 4 shows a specific embodiment of the present invention. This embodiment includes two current sources 11 and 18 having different dependencies on absolute temperature, two transistors 12 and 19 respectively connected to them, and a voltage generator 14 that generates a voltage proportional to absolute temperature. It is composed of a voltage adder 13.
電流源11,18の電流値IC1,Ic2の温度特性
が、それぞれ次式で与えられるとする。 It is assumed that the temperature characteristics of the current values I C1 and I C2 of the current sources 11 and 18 are given by the following equations, respectively.
Ic1=G1TQ1 …(13)
IC2=G2TQ2 …(14)
このとき、トランジスタ12,19のベース・
エミツタ間電圧VBE1,VBE2は、(4)式より、それぞ
れ、次のようになる。 I c1 = G 1 T Q1 …(13) I C2 = G 2 T Q2 …(14) At this time, the bases of transistors 12 and 19
The emitter-to-emitter voltages V BE1 and V BE2 are obtained from equation (4) as follows.
VBE1=kT/q(lnG1+Q1lnT−lnIso1−PlnT)+VG
…(15)
VBE2=kT/q(lnG2+Q2lnT−lnIso2−PlnT)+VG
…(16)
ここで、Iso1,Iso2はそれぞれトランジスタ1
2,19の飽和電流定数である。電圧加算器13
のVBE1,VBE2,kT/qに対する加算係数をそれぞれ
(1+k),(−k),Fとすると、出力電圧VONは
次式で与えられる。V BE1 = kT/q(lnG 1 +Q 1 lnT−lnIso 1 −PlnT)+V G …(15) V BE2 =kT/q(lnG 2 +Q 2 lnT−lnIso 2 −PlnT)+V G …(16) Here , Iso 1 and Iso 2 are transistor 1, respectively.
The saturation current constant is 2.19. Voltage adder 13
When the addition coefficients for V BE1 , V BE2 , and kT/q are (1+k), (-k), and F, respectively, the output voltage V ON is given by the following equation.
VON=(1+k)VBE1−KVBE2+F・kT/q=VBE1+K(
VBE1−VBE2)+F・kT/q…(17)
この式に、(15)式及び(16)式を代入すると、
VON=kT/q(lnG1+Q1lnT−lnIso1−PlnT)+VG+KkT
/q〔ln(G1/G2・Iso2/Iso1)+(Q1−Q2)lnT〕+
F・kT/q
=VG+kT/q〔lnG1/Iso1+Kln(G1/G2・Iso2/I
so1)+F〕+kT/q〔K(Q1−Q2)+Q1−P〕lnT…(1
8)
となる。ここで、電圧加算器の加算係数につい
て、
K=P−Q1/Q1−Q2 …(19)
F=ln〔(Iso1/G1)K+1−(G2/Iso2)K〕 …(20)
とすると、出力電圧VONは、温度にかかわらず一
定の電圧VGとなる。V ON =(1+k)V BE1 −KV BE2 +F・kT/q=V BE1 +K(
V BE1 −V BE2 )+F・kT/q…(17) Substituting equations (15) and (16) into this equation, V ON =kT/q(lnG 1 +Q 1 lnT−lnIso 1 −PlnT) +V G +KkT
/q [ln(G 1 /G 2・Iso 2 /Iso 1 ) + (Q 1 − Q 2 ) lnT] +
F・kT/q = V G +kT/q [lnG 1 /Iso 1 +Kln(G 1 /G 2・Iso 2 /I
so 1 )+F]+kT/q[K(Q 1 −Q 2 )+Q 1 −P]lnT…(1
8) becomes. Here, regarding the addition coefficient of the voltage adder, K=P−Q 1 /Q 1 −Q 2 …(19) F=ln [(Iso 1 /G 1 ) K+1 −(G 2 /Iso 2 ) K ] ...(20) Then, the output voltage V ON becomes a constant voltage V G regardless of the temperature.
本実施例は、(7)式の第3項の絶対温度と絶対温
度の対数との積に比例する項を、2つの互いに温
度特性の異なる電流源によつて駆動されるトラン
ジスタのベース・エミツタ間電圧の差電圧からつ
くり出していることを特徴とする。 In this embodiment, the third term in equation (7), which is proportional to the product of the absolute temperature and the logarithm of the absolute temperature, is used as the base-emitter of a transistor driven by two current sources with different temperature characteristics. It is characterized by being generated from the voltage difference between the two voltages.
本実施例において、絶対温度に比例した電圧
は、電流比を一定にした2つのトランジスタのベ
ース・エミツタ間電圧の差電圧が絶対温度に比例
することを利用した公知の回路により発生でき
る。また、(13)式(14)式のような温度依存性を持つ電
流をつくり出すには、絶対温度のべき乗に比例し
た電圧、例えば、前記の絶対温度に比例した電圧
を、その温度依存性が、絶対温度のべき乗に比例
するような抵抗に印加すればよく、容易に実現可
能である。 In this embodiment, the voltage proportional to the absolute temperature can be generated by a known circuit that utilizes the fact that the difference between the base-emitter voltages of two transistors with a constant current ratio is proportional to the absolute temperature. In addition, in order to create a current with temperature dependence as shown in equations (13) and (14), it is necessary to apply a voltage proportional to the power of the absolute temperature, for example, the voltage proportional to the absolute temperature mentioned above, whose temperature dependence is , which can be easily realized by applying it to a resistance proportional to the power of the absolute temperature.
第5図は、本発明の他の実施例を示すものであ
る。本実施例は、先の実施例における2番目の電
流源18を、出力電圧に比例した電流を発生する
電圧電流変換器20におきかえたものである。こ
の場合(14)式のQ2が0となるが、(18)式はそのまま
成り立ち、前述のように、出力電圧は温度にかか
わらず一定の値VGとなる。本実施例の特徴は、
出力となる、温度によらず一定の電圧から温度に
よらず一定の電流を得る点にある。 FIG. 5 shows another embodiment of the invention. In this embodiment, the second current source 18 in the previous embodiment is replaced with a voltage-current converter 20 that generates a current proportional to the output voltage. In this case, Q 2 in equation (14) becomes 0, but equation (18) holds true as is, and as described above, the output voltage becomes a constant value V G regardless of the temperature. The features of this embodiment are as follows:
The point is to obtain a constant current regardless of temperature from a constant voltage regardless of temperature, which is the output.
第6図に本発明の他の実施例を示す。この実施
例は、トランジスタ21,22抵抗26,27,
28,29及び演算増巾器35からなる1つの電
圧発生器と、抵抗30,31と演算増巾器36か
らなる電圧加算器と、トランジスタ23と抵抗3
2,33,34及び演算増巾器37とからなるも
う1つの電圧発生器から構成される。まず2つの
電圧発生器の出力電圧を求め、次に全体の動作に
ついて説明する。 FIG. 6 shows another embodiment of the invention. In this embodiment, transistors 21, 22, resistors 26, 27,
28, 29 and an operational amplifier 35; a voltage adder consisting of resistors 30, 31 and an operational amplifier 36; a transistor 23 and a resistor 3;
2, 33, 34 and an operational amplifier 37. First, the output voltages of the two voltage generators are determined, and then the overall operation will be explained.
まず1つの電圧発生器の出力電圧を求める。 First, find the output voltage of one voltage generator.
トランジスタ21,22のコレクタ電流をそれ
ぞれIc1,Ic2とし、抵抗26,27の抵抗値をそ
れぞれR26,R27とする。簡単のためトラン
ジスタ21,22の飽和電流は等しいと仮定する
と、抵抗28の両端に生じる電圧Δvbeは、
△vbe=kT/qlnIc2/Ic1 …(21)
である。演算増巾器35の負帰還作用のために抵
抗26と抵抗27の両端の電圧が等しくなるた
め、
Ic1 R26=Ic2 R27 …(22)
が成りたつ。従つて(21)式は次式のようにな
る。 Let collector currents of transistors 21 and 22 be Ic 1 and Ic 2 , respectively, and resistance values of resistors 26 and 27 be R26 and R27, respectively. Assuming for simplicity that the saturation currents of the transistors 21 and 22 are equal, the voltage Δvbe generated across the resistor 28 is Δvbe=kT/qlnIc 2 / Ic 1 (21). Since the voltages across the resistors 26 and 27 become equal due to the negative feedback effect of the operational amplifier 35, Ic 1 R26=Ic 2 R27 (22) holds true. Therefore, equation (21) becomes as follows.
△vbe=kT/qlnR26/R27 …(23)
トランジスタ21,22の電流増巾率が十分に
大きいとすると、抵抗28を流れる電流△vbe/
R28はほぼIc1に等しい。すなわち、
Ic1=1/R28 kT/qlnR26/R27 …(24)
である。ここでR28は抵抗28の抵抗値である。
また(22)式を用いると、
Ic2=R26/R27 R28 kT/qlnR26/R27 …(25)
である。抵抗29を流れる電流は、Ic1とIc2の和
であるので抵抗29の両端に生じる電圧V29
は、
V29=R29/R28(R26+R27/R27)kT/qlnR26/R27…(2
6)
となる。ここでR29は抵抗29の抵抗値である。 △vbe=kT/qlnR26/R27...(23) Assuming that the current amplification factors of the transistors 21 and 22 are sufficiently large, the current flowing through the resistor 28 is △vbe/
R28 is approximately equal to Ic 1 . That is, Ic 1 =1/R28 kT/qlnR26/R27 (24). Here, R28 is the resistance value of the resistor 28.
Also, using equation (22), Ic 2 =R26/R27 R28 kT/qlnR26/R27...(25). Since the current flowing through the resistor 29 is the sum of Ic 1 and Ic 2 , the voltage V29 generated across the resistor 29 is
is, V29=R29/R28 (R26+R27/R27)kT/qlnR26/R27…(2
6) becomes. Here, R29 is the resistance value of the resistor 29.
A=R29/R28(R26+R27/R27)lnR26/R27 …(27)
と定義すると、
V29=A・kT/q …(28)
と書ける。トランジスタ22のベース・エミツタ
間電圧をVBE22とすると、39の点にあらわれる
出力電圧Vo1は、次式で与えられる。 If we define A=R29/R28(R26+R27/R27)lnR26/R27...(27), we can write V29=A・kT/q...(28). Assuming that the base-emitter voltage of the transistor 22 is V BE22 , the output voltage Vo 1 appearing at point 39 is given by the following equation.
Vo1=VBE22+AkT/q …(29)
トランジスタ22の飽和電流定数をIso2とする
と、(4)式から、
VBE22=kT/q(lnIc2−lnIso2
−PlnT)+VG …(30)
である。Ic2は(25)式で与えられ、絶対温度T
に比例するので、比例係数をGとすると、
Ic2=GT …(31)
であり、ここで
G=R26/R27R28lnR26/R27 k/q …(32)
である。以上をまとめると、(29)式は次式のよ
うになる。 Vo 1 = V BE22 +AkT/q...(29) If the saturation current constant of transistor 22 is Iso 2 , then from equation (4), V BE22 = kT/q(lnIc 2 -lnIso 2 -PlnT) +V G ...(30 ). Ic 2 is given by equation (25), and the absolute temperature T
Therefore, if G is the proportionality coefficient, Ic 2 =GT...(31), where G=R26/R27R28lnR26/R27 k/q...(32). To summarize the above, equation (29) becomes as follows.
Vo1=VG+kT/q(lnGT−lnIso2
−PlnT+A) …(33)
次に、もう1つの電圧発生器の出力電圧を求め
る。抵抗32,33,34の抵抗値をそれぞれR
32,R33,R34とする。この装置全体の出
力電圧は41の点にあらわれ、後述するように、
その値はVGであるから、トランジスタ3を流れ
るコレクター電流Ic3は、次式であらわされ、抵
抗の温度係数が無視できるほど小さければ温度に
よらず一定である。Vo 1 =V G +kT/q(lnGT-lnIso 2 -PlnT+A)...(33) Next, find the output voltage of the other voltage generator. The resistance values of resistors 32, 33, and 34 are R
32, R33, and R34. The output voltage of the entire device appears at point 41, and as described later,
Since its value is V G , the collector current Ic 3 flowing through the transistor 3 is expressed by the following equation, and is constant regardless of temperature as long as the temperature coefficient of resistance is negligibly small.
Ic3=VG/R32・R33/R33+R34 …(34)
ゆえに、30点にあらわれる出力電圧Vo2は、トラ
ンジスタ23のベース・エミツタ間電圧に等し
く、トランジスタ23の飽和電流定数をIso3とす
れば、(4)式より、
Vo2=VG+kT/q(lnIc3−lnIso3−PlnT) …(35)
である。 Ic 3 = V G /R32・R33/R33+R34 (34) Therefore, the output voltage Vo 2 appearing at point 30 is equal to the base-emitter voltage of transistor 23, and if the saturation current constant of transistor 23 is Iso 3 , then , from equation (4), Vo 2 =V G +kT/q(lnIc 3 −lnIso 3 −PlnT) …(35).
抵抗30,31の抵抗値をそれぞれR30,R31
とし、その抵抗比を
K=R31/R30 …(36)
すると、電圧加算器は、点39にあらわれる電圧
Vo1と、点30にあらわされる電圧Vo2を入力と
し、次式であらわされるような装置全体の出力電
圧Vo3を発生する。 The resistance values of resistors 30 and 31 are R30 and R31, respectively.
Then, the resistance ratio is K=R31/R30...(36) Then, the voltage adder calculates the voltage appearing at point 39.
Vo 1 and the voltage Vo 2 represented by point 30 are input, and an output voltage Vo 3 of the entire device as represented by the following equation is generated.
Vo3=Vo1+K(Vo1−Vo2) …(37)
簡単のためにIso2=Iso3=Isoとすれば、上式
は、次のように展開される。 Vo 3 =Vo 1 +K(Vo 1 −Vo 2 ) (37) For simplicity, if Iso 2 =Iso 3 =Iso, the above equation is expanded as follows.
Vo3=VG+kT/q(lnGT−lnIso−PlnT+A)+KkT/q
(A+lnGT−lnIC3)
=VG+kT/q{(1+K)A+ln(GK+1/Iso・Ic3K
)}+kT/q(K+1−P)lnT…(38)
ゆえに、(27)式、(36)式によりきまる回路定
数、A及びKを(39)式及び(40)式のように調
整することにより、出力電圧Vo3を温度にかかわ
らず一定の値VGにすることができる。Vo 3 =V G +kT/q(lnGT-lnIso-PlnT+A)+KkT/q
(A+lnGT-lnI C3 ) =V G +kT/q{(1+K)A+ln(G K+1 /Iso・Ic 3 K
)}+kT/q(K+1-P)lnT...(38) Therefore, adjust the circuit constants A and K determined by equations (27) and (36) as shown in equations (39) and (40). Therefore, the output voltage Vo 3 can be kept at a constant value V G regardless of the temperature.
K=P−1 …(39)
A=1/1+k[ln(Isp・IC3・K/GK+1)]…(40)
第7図は本発明の他の実施例を示したものであ
る。点39及び点40には前記の実施例と同様
に、それぞれ(33)式及び(35)式で与えられる
電圧が発生する。従つて抵抗30には、次式で与
えられる電流I10が流れる。 K=P-1...(39) A=1/1+k[ln(I sp・I C3・K/G K+1 )]...(40) Figure 7 shows another embodiment of the present invention. It is. As in the previous embodiment, voltages given by equations (33) and (35) are generated at points 39 and 40, respectively. Therefore, a current I 10 given by the following equation flows through the resistor 30.
I10=1/R30(Vo1−Vo2) …(41)
トランジスタ21とトランジスタ22のベース
電流がこの電流に対し、無視できるほど小さいな
らば、この電流とほぼ等しい電流が抵抗31を流
れるため、点41にあらわれる出力電圧Vo3は、
(38)式と同じ式で与えられる。本実施例の特徴
は、1つの電圧発生器に電圧加算の機能をも持た
せた点にある。 I 10 = 1/R 30 (Vo 1 −Vo 2 )...(41) If the base currents of transistors 21 and 22 are negligibly small compared to this current, a current approximately equal to this current flows through resistor 31. Therefore, the output voltage Vo 3 appearing at point 41 is
It is given by the same formula as (38). The feature of this embodiment is that one voltage generator also has a voltage addition function.
第8図は、前記の第7図の実施例を演算増巾器
のかわりにトランジスタを使つて構成した実施例
である。 FIG. 8 shows an embodiment in which the embodiment shown in FIG. 7 is constructed using transistors instead of the operational amplifiers.
トランジスタ54,55,56,57,58,
59及び定電流源82,83は演算増巾器を構成
し、抵抗70,71,72,73、トランジスタ
21,22とともに、点87に(33)式で与えら
れる電圧Vo1を発生する。トランジスタ61,6
2,63,64,65,66及び定電流源84,
85はもう1つの演算増巾器を構成し、抵抗7
9,80,81、トランジスタ60とともに、点
88に(35)式で与えられる電圧Vo2を発生す
る。装置全体の出力電圧Vo3は、点89にあらわ
れ、前記の実施例と同様に(38)式で与えられ
る。 Transistors 54, 55, 56, 57, 58,
59 and constant current sources 82 and 83 constitute an operational amplifier, and together with resistors 70, 71, 72, 73 and transistors 21 and 22, generate a voltage Vo 1 given at point 87 by equation (33). Transistor 61,6
2, 63, 64, 65, 66 and constant current source 84,
85 constitutes another operational amplifier, and resistor 7
9, 80, 81, and the transistor 60, a voltage Vo 2 given by equation (35) is generated at a point 88. The output voltage Vo 3 of the entire device appears at point 89 and is given by equation (38) as in the previous embodiment.
抵抗75と、トランジスタ67,68,69は
トランジスタ53のベース電位をきめるものであ
る。トランジスタ67のベース・エミツタ間電圧
は、トランジスタ59のベース・エミツタ間電圧
にほぼ等しいので、トランジスタ67及び68の
コレクター電流は、Vo3(=VG)と抵抗74によ
つてきまり温度によらずほぼ一定である。((ただ
し、トランジスタ67,68の電流増巾率は十分
高いと仮定する。)トランジスタ68と69のベ
ース・エミツタ間電圧は同じであるので、抵抗7
5にはトランジスタ18と19の飽和電流比で決
まる電流が流れる。抵抗75の片端は、点89に接
続され、その電位はVo3(=VG)である。従つて、
トランジスタ53のベースには、抵抗74と75
の比及びトランジスタ68と69の飽和電流の比
によつて決まる温度によらずほぼ一定の電圧が発
生する。 Resistor 75 and transistors 67, 68, and 69 determine the base potential of transistor 53. Since the base-emitter voltage of transistor 67 is approximately equal to the base-emitter voltage of transistor 59, the collector currents of transistors 67 and 68 depend on Vo 3 (=V G ) and resistor 74 and are independent of temperature. It is almost constant. ((However, it is assumed that the current amplification factors of transistors 67 and 68 are sufficiently high.) Since the base-emitter voltages of transistors 68 and 69 are the same, the resistor 7
A current determined by the saturation current ratio of transistors 18 and 19 flows through transistor 5. One end of the resistor 75 is connected to a point 89, and its potential is Vo 3 (=V G ). Therefore,
Resistors 74 and 75 are connected to the base of the transistor 53.
A substantially constant voltage is generated regardless of temperature, which is determined by the ratio of the saturation currents of transistors 68 and 69.
抵抗70,71の値及び、トランジスタ53の
トランジスタ52に対する飽和電流比を調整する
ことにより、トランジスタ51及び52のコレク
ターの電位の温度依存性を任意に設定することが
できる。 By adjusting the values of the resistors 70 and 71 and the saturation current ratio of the transistor 53 to the transistor 52, the temperature dependence of the potential of the collectors of the transistors 51 and 52 can be arbitrarily set.
例えば、トランジスタ51,52のコレクター
電位を広い温度範囲でベース電位とほぼ等しく設
定することにより、トランジスタ51,52のア
ーリー効果のVo1に対する影響を著しく低減する
ことが可能である。 For example, by setting the collector potentials of the transistors 51 and 52 to be approximately equal to the base potential over a wide temperature range, it is possible to significantly reduce the influence of the Early effect of the transistors 51 and 52 on Vo 1 .
また、トランジスタ54,55のエミツタ電位
を高い電位に設定することにより、低温時におけ
る電流源82を構成するトランジスタの飽和現象
を防ぐことも可能である。 Further, by setting the emitter potentials of the transistors 54 and 55 to a high potential, it is possible to prevent saturation of the transistors constituting the current source 82 at low temperatures.
トランジスタ54,55の電流増巾率が低い場
合、トランジスタ54,55のベース電流の影響
により、トランジスタ51,52のコレクター電
流比が抵抗70,71の比で決まる値からずれ、
そのためVo1に誤差が生じる。トランジスタ5
6,57の飽和電流比をトランジスタ51,52
のコレクター電流比に等しくすることにより、こ
れを防ぐことができる。一般に、集積回路中の隣
接したトランジスタ間では電流増巾率のマツチン
グは非常に良いので、トランジスタ54,55の
ベース電流比はコレクター電流比に等しく、さら
にこの場合それが、トランジスタ51,52のコ
レクター電流比に等しいからである。この際、ト
ランジスタ54,55の飽和電流比をもトランジ
スタ51,52のコレクター電流比に等しく設定
することにより、トランジスタ54,55のベー
ス電位の誤差による、トランジスタ51,52の
コレクター電流比の設定誤差を最小にすることが
できる。 When the current amplification rate of the transistors 54 and 55 is low, the collector current ratio of the transistors 51 and 52 deviates from the value determined by the ratio of the resistors 70 and 71 due to the influence of the base currents of the transistors 54 and 55.
Therefore, an error occurs in Vo 1 . transistor 5
The saturation current ratio of 6,57 is the transistor 51,52.
This can be prevented by making the collector current ratio equal to . In general, the matching of current amplification factors between adjacent transistors in an integrated circuit is very good, so that the base current ratio of transistors 54 and 55 is equal to the collector current ratio, and in this case it is equal to the collector current ratio of transistors 51 and 52. This is because it is equal to the current ratio. At this time, by setting the saturation current ratio of the transistors 54 and 55 equal to the collector current ratio of the transistors 51 and 52, a setting error in the collector current ratio of the transistors 51 and 52 due to an error in the base potential of the transistors 54 and 55 can be avoided. can be minimized.
以上説明したように、本発明によると、温度変
化にかかわらず常に一定の電圧を発生することが
できる基準電圧発生器を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a reference voltage generator that can always generate a constant voltage regardless of temperature changes.
第1図は、従来の基準電圧発生器の原理図、第
2図は、従来の基準電圧発生器の温度特性図、第
3図は、本発明の動作原理図、第4図乃至第8図
はそれぞれ本発明の実施例を示す図である。
11……電流源、12……トランジスタ、13
……電圧加算器、14……絶対温度に比例する電
圧の発生器、15……出力電圧、16……絶対温
度に比例する電圧の発生器。
Fig. 1 is a diagram of the principle of a conventional reference voltage generator, Fig. 2 is a temperature characteristic diagram of a conventional reference voltage generator, Fig. 3 is a diagram of the principle of operation of the present invention, and Figs. 4 to 8 1A and 1B are diagrams each showing an example of the present invention. 11...Current source, 12...Transistor, 13
...Voltage adder, 14... Generator of voltage proportional to absolute temperature, 15... Output voltage, 16... Generator of voltage proportional to absolute temperature.
Claims (1)
トランジスタのコレクタ電極をそれぞれを第1、
第2の抵抗を介して第1の基準電位に接続し、直
列接続した第3、第4の抵抗を介して前記第1の
トランジスタのエミツタ電極を第2の基準電位に
接続し、前記第2のトランジスタのエミツタ電極
を前記第4の抵抗を介して前記第2の基準電位に
接続し、前記第1、第2のトランジスタのコレク
タ電位をそれぞれ逆相、正相入力とする演算増幅
器の出力を共通接続された前記第1、第2のトラ
ンジスタのベース電極に帰還してなる基準電圧発
生器において、 この基準電圧発生器の出力電位の大きさに比例
した電位と、前記基準電圧発生器の出力電位の大
きさに比例した電流が流れる第3のトランジスタ
のコレクタ電位とを、それぞれ正相、逆相入力と
する演算増幅器の出力を前記第3のトランジスタ
のベース電極に帰還してなる第2の電圧発生器を
設け、 前記基準電圧発生器の出力電位と前記第2の電
圧発生器の出力電位との差電位に比例した補正電
位により、前記基準電圧発生器の出力電位を補正
することを特徴とする基準電圧発生器。[Claims] 1. The collector electrode of the first transistor and the collector electrode of the second transistor are
The emitter electrode of the first transistor is connected to a first reference potential via a second resistor, and the emitter electrode of the first transistor is connected to a second reference potential via third and fourth resistors connected in series. The emitter electrode of the transistor is connected to the second reference potential via the fourth resistor, and the output of an operational amplifier is connected to the collector potential of the first and second transistors as negative-phase and positive-phase inputs, respectively. In a reference voltage generator fed back to the base electrodes of the first and second transistors connected in common, a potential proportional to the magnitude of the output potential of the reference voltage generator, and an output of the reference voltage generator. A second transistor is formed by feeding back to the base electrode of the third transistor the output of an operational amplifier whose positive and negative phase inputs are the collector potential of the third transistor through which a current proportional to the magnitude of the potential flows. A voltage generator is provided, and the output potential of the reference voltage generator is corrected by a correction potential proportional to a difference potential between the output potential of the reference voltage generator and the output potential of the second voltage generator. Reference voltage generator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58109191A JPS603012A (en) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | Reference voltage generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58109191A JPS603012A (en) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | Reference voltage generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS603012A JPS603012A (en) | 1985-01-09 |
| JPH0561656B2 true JPH0561656B2 (en) | 1993-09-06 |
Family
ID=14503940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58109191A Granted JPS603012A (en) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | Reference voltage generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS603012A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0452736U (en) * | 1990-09-07 | 1992-05-06 | ||
| JP5547684B2 (en) * | 2011-05-19 | 2014-07-16 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | Bandgap reference circuit |
-
1983
- 1983-06-20 JP JP58109191A patent/JPS603012A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS603012A (en) | 1985-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0170391B1 (en) | Nonlinearity correction circuit for bandgap reference | |
| US6828847B1 (en) | Bandgap voltage reference circuit and method for producing a temperature curvature corrected voltage reference | |
| JP3647468B2 (en) | Dual source for constant current and PTAT current | |
| US7301389B2 (en) | Curvature-corrected band-gap voltage reference circuit | |
| JP4380812B2 (en) | How to generate a bandgap reference voltage | |
| US6426669B1 (en) | Low voltage bandgap reference circuit | |
| US7420359B1 (en) | Bandgap curvature correction and post-package trim implemented therewith | |
| US4456887A (en) | Differential amplifier | |
| JPH0261053B2 (en) | ||
| US5512816A (en) | Low-voltage cascaded current mirror circuit with improved power supply rejection and method therefor | |
| KR100233761B1 (en) | Band Gap Reference Circuit | |
| US6232828B1 (en) | Bandgap-based reference voltage generator circuit with reduced temperature coefficient | |
| JPH0656571B2 (en) | Voltage reference circuit with temperature compensation | |
| EP0124918B1 (en) | Current-source arrangement | |
| US3566289A (en) | Current amplifier and inverting circuits | |
| JPH0123802B2 (en) | ||
| US4590419A (en) | Circuit for generating a temperature-stabilized reference voltage | |
| EP0873546A1 (en) | Temperature stabilized constant fraction voltage controlled current source | |
| US4051446A (en) | Temperature compensating circuit for use with a crystal oscillator | |
| JPS6269308A (en) | Reference voltage generation circuit device | |
| JPH0748624B2 (en) | Logarithmic amplifier | |
| JPH0561656B2 (en) | ||
| JP2809927B2 (en) | Constant current source circuit | |
| US5450004A (en) | Voltage generating device | |
| US5500618A (en) | Operational function generator |