JPH0578845B2 - - Google Patents
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- JPH0578845B2 JPH0578845B2 JP960587A JP960587A JPH0578845B2 JP H0578845 B2 JPH0578845 B2 JP H0578845B2 JP 960587 A JP960587 A JP 960587A JP 960587 A JP960587 A JP 960587A JP H0578845 B2 JPH0578845 B2 JP H0578845B2
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
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Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明は、周囲温度変化や電源電圧の変動に依
存せず、かつ低電圧の基準電圧を発生し得る基準
電圧発生回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application The present invention relates to a reference voltage generation circuit that is independent of changes in ambient temperature or fluctuations in power supply voltage and is capable of generating a low-voltage reference voltage.
(ロ) 従来の技術
昭和57年9月10日付で誠文堂新光社から発行さ
れた単行本「ボルテージレギユレータハンドブツ
ク」第1−6頁及び第1−7頁には、トランジス
タのベース・エミツタ間電圧の差(ハンドギヤツ
プ)に基づく基準電圧を発生し得る基準電圧発生
回路が記載されている。第2図は、前記基準電圧
発生回路を示すもので、ダイオード接続された第
1トランジスタ1の電流密度を、第2トランジス
タ2の電流密度よりも大とすることにより、両ト
ランジスタのベース・エミツタ間電圧の差電圧を
第1抵抗3の両端に発生させ、前記差電圧に応じ
た基準電圧を出力端子4に発生させるものであ
る。いま、第1抵抗3に流れる電流をI1とすれ
ば、
VBE1=VBE2+R1I1 …(1)
[ただし、
VBE1は第1トランジスタ1の
ベース・エミツタ間電圧
VBE2は第2トランジスタ2の
ベース・エミツタ間電圧
R1は第1抵抗3の抵抗値]
となり、出力端子4に得られる基準電圧Vrefは、
Vref=VBE3+R2I1 …(2)
[ただし、
VBE3は第3トランジスタ5の
ベース・エミツタ間電圧
R2は第2抵抗6の抵抗値]
となる。従つて、前記(1)及び第(2)式から、
Vref=VBE3+R2/R1(VBE1−VBE2)
=VBE3+R2/R1・kT/qlnJ1/J2 …(3)
[ただし、
kはボルツマン定数、Tは絶対温度
qは電子の電荷、J1、J2は第1及び
第2トランジスタ1及び2の電流密度]
となる。前記第(3)式において、周囲温度変化に対
して安定な基準電圧を得る為には、dVref/dT=0
とすればよく、
dVref/dT=dVBE3/dT+R2/R1・k/qlnJ1/J2 …(4)
となるので、
dVBE3/dT=−R2/R1・k/qlnJ1/J2 …(5)
となる様に、第1及び第2抵抗3及び6の値を設
定すれば、周囲温度変化に対して安定な基準電圧
Vrefを得ることが出来る。(b) Conventional technology Pages 1-6 and 1-7 of the book "Voltage Regulator Handbook" published by Seibundo Shinkosha on September 10, 1980, describe the base and emitter of a transistor. A reference voltage generation circuit is described that is capable of generating a reference voltage based on the difference in voltage between the two. FIG. 2 shows the reference voltage generation circuit, in which the current density of the diode-connected first transistor 1 is made larger than the current density of the second transistor 2, so that the voltage between the base and emitter of both transistors is A voltage difference is generated across the first resistor 3, and a reference voltage corresponding to the voltage difference is generated at the output terminal 4. Now, if the current flowing through the first resistor 3 is I 1 , then V BE1 = V BE2 + R 1 I 1 ...(1) [However, V BE1 is the base-emitter voltage of the first transistor 1, and V BE2 is the voltage between the base and emitter of the first transistor 1. The base-emitter voltage R 1 of the transistor 2 is the resistance value of the first resistor 3], and the reference voltage Vref obtained at the output terminal 4 is Vref = V BE3 + R 2 I 1 ...(2) [However, V BE3 is The base-emitter voltage R 2 of the third transistor 5 is the resistance value of the second resistor 6. Therefore, from equations (1) and (2) above, Vref=V BE3 +R 2 /R 1 (V BE1 −V BE2 ) = V BE3 +R 2 /R 1・kT/qlnJ 1 /J 2 (3) ) [where k is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature, q is the electron charge, and J 1 and J 2 are the current densities of the first and second transistors 1 and 2]. In the above equation (3), in order to obtain a stable reference voltage against changes in ambient temperature, it is sufficient to set dVref/dT=0, and dVref/dT=dV BE3 /dT+R 2 /R 1・k/qlnJ 1 /J 2 ...(4), so change the first and second resistors 3 and 6 so that dV BE3 /dT=-R 2 /R 1・k/qlnJ 1 /J 2 ...(5) By setting a value, the reference voltage is stable against changes in ambient temperature.
You can get Vref.
(ハ) 発明が解決しようとする問題点
しかしながら、第2図の基準電圧発生回路は、
最低1.3V程度の基準電圧しか得ることが出来ず、
1V以下の低い基準電圧を得ることが出来ない、
という問題があつた。すなわち、通常dVBE3/dTは
−2mVとなるので、前記第(5)式から、
R2/R1・k/qlnJ1/J2=2(mV) …(6)
となり、前記第(6)式を前記第(3)式に代入すると、
Vref=VBE3+2T …(7)
となる。常温(300〓)において、VBE3は約700m
Vとなるので、前記第(7)式から、Vrefは、約
1.3Vになり、第2図の回路構成ではこれ以下の
基準電圧を得ることは出来ない。(c) Problems to be solved by the invention However, the reference voltage generation circuit shown in FIG.
It is only possible to obtain a reference voltage of at least 1.3V,
It is not possible to obtain a low reference voltage below 1V,
There was a problem. That is, since dV BE3 /dT is normally -2 mV, from the above equation (5), R 2 /R 1 ·k/qlnJ 1 /J 2 = 2 (mV) ...(6), and the above equation (6) ) is substituted into the above equation (3), Vref=V BE3 +2T...(7). At room temperature (300〓), V BE3 is approximately 700m
Therefore, from the above equation (7), Vref is approximately
The voltage becomes 1.3V, and it is not possible to obtain a reference voltage lower than this with the circuit configuration shown in Figure 2.
(ニ) 問題点を解決するための手段
本発明は、上述の点に鑑み成されたもので、
1V以下の温度依存性を持たない基準電圧を得る
為、バンドギヤツプ電流を発生する電流発生回路
と、該電流発生回路から得られる電流がそれぞれ
供給されるダイオード接続型の第3トランジスタ
及び第2抵抗と、前記第3トランジスタのコレク
タと前記第2抵抗の一端との間に直列接続される
第3及び第4抵抗を設けた点を特徴とする。(d) Means for solving the problems The present invention has been made in view of the above points.
In order to obtain a reference voltage that does not have temperature dependence of 1V or less, a current generation circuit that generates a band gap current, a diode-connected third transistor and a second resistor are each supplied with the current obtained from the current generation circuit. , characterized in that third and fourth resistors are provided which are connected in series between the collector of the third transistor and one end of the second resistor.
(ホ) 作用
本発明に依れば、第3トランジスタのコレクタ
に得られる所定の温度特性を有する電圧と、第2
抵抗の一端に得られる所定の温度特性を有する電
圧とを、第3及び第4抵抗により分圧して基準電
圧を得ているので、第1乃至第4抵抗の値を適切
に設定すれば、周囲温度変化に依存しない低電圧
の基準電圧を発生させることが出来る。(e) Effect According to the present invention, the voltage having the predetermined temperature characteristic obtained at the collector of the third transistor and the
The reference voltage is obtained by dividing the voltage obtained at one end of the resistor with a predetermined temperature characteristic by the third and fourth resistors, so if the values of the first to fourth resistors are appropriately set, the ambient It is possible to generate a low-voltage reference voltage that is independent of temperature changes.
(ヘ) 実施例
第1図は、本発明の一実施例を示す回路図で、
7はダイオード接続された第1トランジスタ、8
は該第1トランジスタ7に電流ミラー関係に接続
された第2トランジスタ、9は該第2トランジス
タ8のエミツタとアースとの間に接続された第1
抵抗、10は前記第2トランジスタ8のコレクタ
電流と等しい電流が供給されるダイオード接続さ
れた第3トランジスタ、11は前記第2トランジ
スタ8のコレクタ電流と等しい電流が供給される
第2抵抗、12及び13は、前記第3トランジス
タ10のコレクタと前記第2抵抗11の一端との
間に直列接続された第3及び第4抵抗、及び14
は該第3及び第4抵抗12及び13の接続中点に
接続された出力端子である。尚、第4、第5及び
第6トランジスタ15,16及び17は、第2ト
ランジスタ8のコレクタ電流と等しい電流を、ダ
イオード接続された第7トランジスタ18に流す
為の帰還路を形成しており、第8、第9及び第10
トランジスタ19,20及び21は前記第7トラ
ンジスタ18と電流ミラー関係に接続されてい
る。また、抵抗22及びコンデンサ23は、発振
防止の為に配置されている。(F) Embodiment FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
7 is a diode-connected first transistor; 8
9 is a second transistor connected to the first transistor 7 in a current mirror relationship; 9 is a first transistor connected between the emitter of the second transistor 8 and ground;
A resistor 10 is a diode-connected third transistor to which a current equal to the collector current of the second transistor 8 is supplied; 11 is a second resistor to which a current equal to the collector current of the second transistor 8 is supplied; 12 and 13 are third and fourth resistors connected in series between the collector of the third transistor 10 and one end of the second resistor 11; and 14.
is an output terminal connected to the connection midpoint of the third and fourth resistors 12 and 13. Note that the fourth, fifth, and sixth transistors 15, 16, and 17 form a feedback path for causing a current equal to the collector current of the second transistor 8 to flow to the diode-connected seventh transistor 18. 8th, 9th and 10th
Transistors 19, 20 and 21 are connected to the seventh transistor 18 in a current mirror relationship. Further, the resistor 22 and capacitor 23 are arranged to prevent oscillation.
いま、第1及び第2トランジスタ7及び8のエ
ミツタの面積比を1:n(ただしn>1)に設定
したとすれば、第1抵抗9に流れる電流I1は、
I1=VBE1−VBE2/R1 …(8)
[ただし、
VBE1は第1トランジスタ7のベース・エミツタ
間電圧
VBE2は第2トランジスタ8のベース・エミツタ
間電圧
R1は第1抵抗9の抵抗値]
となり、ダイオード接続された第7トランジスタ
18と、該第7トランジスタ18に電流ミラー関
係に接続された第8乃至第10トランジスタ19乃
至21にも前記電流I1が流れる。その為、第2抵
抗11の一端Aの電圧VAは、
VA=R2/R1(VBE1−VBE2)
=R2/R1・kT/qlnn …(9)
〔ただし、R2は第2抵抗11の抵抗値〕
となる。一方、第3トランジスタ10のコレクタ
電圧は、VBE3となるので、出力端子14に得られ
る基準電圧Vrefは、
Vref=R4/R3+R4VBE3
+R3/R3+R4・R2/R1・kT/qlnn …(10)
[ただし、
R3は第3抵抗12の抵抗値
R4は第4抵抗13の抵抗値]
となる。出力端子14に得られる基準電圧Vref
が温度に依存しない様にする為には、dVref/dT=
0とすればよく、
dVref/dT=R4/R3+R4・dVBE3/dT
+R3/R3+R4・R2/R1・k/qlnn …(11)
となるので、
R4/R3=−R2/R1・dT/dVBE3・k/qlnn…(12)
となる様に、第3及び第4抵抗12及び13の値
を設定すれば、基準電圧Vrefが周囲温度に依存
しなくなる。その時の基準電圧Vrefは、前記第
(10)及び第(12)式より、
Vref=1/1−dT/dVBE3・R2/R1・k/qlnn・
R2/R1・k/q(T−dT/dVBE3・VBE3)lnn…(13)
となる。ちなみに、n=10、R1=620Ω、R2=
3.9kΩ、dVBE3/dT=−1.8mV/℃とすれば、前記第
(12)式からR4/R3=0.695となり、その時の基準電圧は
前記第(13)式から0.515Vとなる。 Now, if the area ratio of the emitters of the first and second transistors 7 and 8 is set to 1:n (where n>1), the current I 1 flowing through the first resistor 9 is I 1 =V BE1 − V BE2 /R 1 ...(8) [where V BE1 is the base-emitter voltage of the first transistor 7 V BE2 is the base-emitter voltage of the second transistor 8 R 1 is the resistance value of the first resistor 9] , the current I 1 also flows through the diode-connected seventh transistor 18 and the eighth to tenth transistors 19 to 21 connected to the seventh transistor 18 in a current mirror relationship. Therefore, the voltage V A at one end A of the second resistor 11 is V A = R 2 / R 1 (V BE1 − V BE2 ) = R 2 / R 1・kT/qlnn...(9) [However, R 2 is the resistance value of the second resistor 11]. On the other hand, since the collector voltage of the third transistor 10 is V BE3 , the reference voltage Vref obtained at the output terminal 14 is Vref=R 4 /R 3 +R 4 V BE3 +R 3 /R 3 +R 4・R 2 / R 1 ·kT/qlnn (10) [where R 3 is the resistance value of the third resistor 12 and R 4 is the resistance value of the fourth resistor 13]. Reference voltage Vref obtained at output terminal 14
In order for _ _ _ _ _ 1・k/qlnn ... ( 11 ) Therefore, the third and fourth resistors 12 are By setting the values of and 13, the reference voltage Vref becomes independent of the ambient temperature. The reference voltage Vref at that time is
From equations (10) and (12), Vref=1/1-dT/dV BE3・R 2 /R 1・k/qlnn・
R 2 /R 1 · k / q (T - dT / dV BE3 · V BE3 ) lnn...(13). By the way, n=10, R 1 = 620Ω, R 2 =
3.9 kΩ, dV BE3 /dT = -1.8 mV/°C, then from the above equation (12), R 4 /R 3 = 0.695, and the reference voltage at that time is 0.515V from the above equation (13).
従つて、第1図の回路を用いれば、周囲温度に
依存せず、1V以下の低電圧の基準電圧を、第1
乃至第4抵抗9乃至13の設定のみにより得るこ
とが出来る。尚、第(13)式から、基準電圧Vrefが
電源電圧VCCの変化に依存しないことも明らかで
ある。 Therefore, by using the circuit shown in Figure 1, a low reference voltage of 1V or less can be applied to the first voltage regardless of the ambient temperature.
This can be obtained only by setting the fourth resistors 9 to 13. It is also clear from equation (13) that the reference voltage Vref does not depend on changes in the power supply voltage V CC .
(ト) 発明の効果
以上述べた如く、本発明に依れば、周囲温度の
変化や電源電圧の変動に依存しない基準電圧を発
生し得る基準電圧発生回路を提供出来る。いま本
発明に依れば、1V以下の低い基準電圧を発生し
得る基準電圧発生回路を提供出来る。その際、第
1乃至第4抵抗の値を設定するだけで、前記基準
電圧を得ることが出来るので、本発明に依れば集
積回路化に適した基準電圧発生回路を提供出来
る。(G) Effects of the Invention As described above, according to the present invention, it is possible to provide a reference voltage generation circuit that can generate a reference voltage that does not depend on changes in ambient temperature or fluctuations in power supply voltage. According to the present invention, it is possible to provide a reference voltage generation circuit that can generate a low reference voltage of 1V or less. At this time, the reference voltage can be obtained by simply setting the values of the first to fourth resistors, so the present invention can provide a reference voltage generation circuit suitable for integrated circuit implementation.
第1図は、本発明の一実施例を示す回路図、及
び第2図は従来の基準電圧発生回路を示す回路図
である。
7……第1トランジスタ、8……第2トランジ
スタ、9……第1抵抗、10……第3トランジス
タ、11……第2抵抗、12……第3抵抗、13
……第4抵抗。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional reference voltage generation circuit. 7...First transistor, 8...Second transistor, 9...First resistor, 10...Third transistor, 11...Second resistor, 12...Third resistor, 13
...Fourth resistance.
Claims (1)
第1トランジスタに電流ミラー関係に接続された
第2トランジスタ、及び該第2トランジスタのエ
ミツタに接続された第1抵抗によつて所定の電流
を発生する電流発生回路と、該電流発生回路から
得られる電流が供給されるダイオード接続型の第
3トランジスタと、前記電流発生回路から得られ
る電流が供給される第2抵抗と、前記第3トラン
ジスタのコレクタと前記第2抵抗の一端との間に
直列接続される第3及び第4抵抗と、前記第1、
第2、第3トランジスタのコレクタ及び前記第2
抵抗の一端と電源との間に電流ミラー関係にある
各々のコレクタエミツタ路が接続され、前記電流
発生回路から得られた電流を前記第3トランジス
タ及び前記第2抵抗に供給させる複数のトランジ
スタとから成り、前記第3及び第4抵抗の接続中
点に基準電圧を発生する様にしたことを特徴とす
る基準電圧発生回路。1. Current generation that generates a predetermined current by a first transistor connected as a diode, a second transistor connected to the first transistor in a current mirror relationship, and a first resistor connected to the emitter of the second transistor. a diode-connected third transistor to which a current obtained from the current generation circuit is supplied; a second resistor to which the current obtained from the current generation circuit is supplied; a collector of the third transistor; third and fourth resistors connected in series between one end of the two resistors;
the collectors of the second and third transistors and the second
a plurality of transistors each having a collector-emitter path connected in a current mirror relationship between one end of the resistor and a power source, the transistors supplying the current obtained from the current generating circuit to the third transistor and the second resistor; A reference voltage generating circuit comprising: a reference voltage generating circuit which generates a reference voltage at a connection midpoint between the third and fourth resistors.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP960587A JPS63177214A (en) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | Reference voltage generating circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP960587A JPS63177214A (en) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | Reference voltage generating circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63177214A JPS63177214A (en) | 1988-07-21 |
| JPH0578845B2 true JPH0578845B2 (en) | 1993-10-29 |
Family
ID=11724936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP960587A Granted JPS63177214A (en) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | Reference voltage generating circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63177214A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0539136B1 (en) * | 1991-10-21 | 1998-01-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Voltage generating device |
| KR960002457B1 (en) * | 1994-02-07 | 1996-02-17 | 금성일렉트론주식회사 | Constant voltage circuit |
| JP7683256B2 (en) * | 2021-03-17 | 2025-05-27 | Toppanホールディングス株式会社 | Reference voltage generation circuit |
-
1987
- 1987-01-19 JP JP960587A patent/JPS63177214A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63177214A (en) | 1988-07-21 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |