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公開番号2024077674
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-10
出願番号2022189754
出願日2022-11-29
発明の名称基準電流源
出願人エイブリック株式会社
代理人
主分類G05F 3/24 20060101AFI20240603BHJP(制御;調整)
要約【課題】周囲温度の変化に対し安定した基準電流を供給することができる基準電流源の提供。
【解決手段】基準電流源100は、基準電圧Vrefを発生する基準電圧回路110と、基準電圧Vrefを分圧して分圧電圧Vdivを出力する分圧回路130と、分圧電圧Vdivがゲート端子140Gに印加されると基準電流Irefを供給する出力MOSトランジスタ140と、を有し、基準電圧回路110は、デプレッション型MOSトランジスタ111と、そのチャネル111cの導電型及び不純物濃度が同一であり、かつゲート電極111gとはフェルミレベルが異なるエンハンス型MOSトランジスタ112と、を備え、分圧回路130は、0V以上かつクロスポイントXより低い電圧範囲の分圧電圧Vdivを出力MOSトランジスタ140のゲート端子140Gに出力する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
基準電圧を発生する基準電圧回路と、
前記基準電圧を分圧して分圧電圧を出力する分圧回路と、
前記分圧電圧がゲート端子に印加されると基準電流を供給する出力ＭＯＳトランジスタと、
を有し、
前記基準電圧回路は、
デプレッション型ＭＯＳトランジスタと、
前記デプレッション型ＭＯＳトランジスタにおけるチャネルの導電型及び不純物濃度が同一であり、かつ前記デプレッション型ＭＯＳトランジスタとはゲート電極のフェルミレベルが異なるエンハンス型ＭＯＳトランジスタと、
を備え、
前記分圧回路は、
０Ｖ以上かつ前記出力ＭＯＳトランジスタのゲート電圧－ドレイン電流特性が温度に依存しないクロスポイントより低い電圧範囲の前記分圧電圧を前記出力ＭＯＳトランジスタのゲート端子に出力することを特徴とする基準電流源。
続きを表示（約 150 文字）【請求項２】
前記分圧電圧は、前記出力ＭＯＳトランジスタのドレイン電流が温度変動しないように、前記基準電圧の温度特性を打ち消す電圧である請求項１に記載の基準電流源。
【請求項３】
前記分圧回路は、前記分圧電圧を調整可能なトリミング回路を備える請求項１又は２に記載の基準電流源。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、基準電流源に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
モバイル機器、ウェアラブル機器などは、様々な場所や気候で使用されるため、使用環境の変化に対し安定した動作が求められている。これらのような機器に搭載される半導体チップの多くはアナログ回路を備えており、アナログ回路には基準電流源から出力された基準電流がバイアス電流として供給される。
【０００３】
基準電流源には、基準電圧回路が発生した基準電圧を、精度の良い抵抗体を備えている素子により電流変換して基準電流を供給するものがある。このような基準電流源について、安定した基準電流を供給することを目的として様々な提案がされている。
【０００４】
たとえば、基準電圧回路から発生された基準電圧が変動しても基準電流の変動を抑制できる基準電流源が提案されている。
具体的には、基準電圧が入力される帰還形定電圧回路と、分圧された基準電圧が入力される別の帰還形定電圧回路と、これらの出力間に接続された基準抵抗と、基準抵抗を流れる電流に基づき基準電流を出力する基準電流源が提案されている（特許文献１参照）。この基準電流源では、基準電圧を分圧する分圧回路が基準抵抗と並列に接続されており、分圧回路の合成抵抗値を基準抵抗よりも高くして基準抵抗に流れる電流を少なくすることにより、基準電圧の変動に対し基準電流の変動を抑制している。
【０００５】
また、周囲温度の変化に対する基準電圧の変動を抑制できる基準電圧回路についても多く提案されている。
たとえば、周囲温度の変化に影響する素子の構造を共通化することにより、製造上のばらつきを低減することができる基準電圧回路が挙げられる。
具体的には、フェルミレベルの異なるゲートと、同一の導電型及び同一の不純物濃度を有するチャネルと、を備えているペアトランジスタを有することにより、チャネルにおける導電係数の変化の影響を相殺する基準電圧回路が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００７－２１９９０１号公報
特開２００１－２８４４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一つの側面では、周囲温度の変化に対し安定した基準電流を供給することができる基準電流源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態における基準電流源は、
基準電圧を発生する基準電圧回路と、
前記基準電圧を分圧して分圧電圧を出力する分圧回路と、
前記分圧電圧がゲート端子に印加されると基準電流を供給する出力ＭＯＳトランジスタと、
を有し、
前記基準電圧回路は、
デプレッション型ＭＯＳトランジスタと、
前記デプレッション型ＭＯＳトランジスタにおけるチャネルの導電型及び不純物濃度が同一であり、かつ前記デプレッション型ＭＯＳトランジスタとはゲート電極のフェルミレベルが異なるエンハンス型ＭＯＳトランジスタと、
を備え、
前記分圧回路は、
０Ｖ以上かつ前記出力ＭＯＳトランジスタのゲート電圧－ドレイン電流特性が温度に依存しないクロスポイントより低い電圧範囲の前記分圧電圧を、前記出力ＭＯＳトランジスタのゲート端子に出力する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一つの側面によれば、周囲温度の変化に対し安定した基準電流を供給することができる基準電流源を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、本実施形態における基準電流源を示す回路図である。
図２Ａは、図１で示した基準電圧回路のデプレッション型ＭＯＳトランジスタを示す概略断面図である。
図２Ｂは、図１で示した基準電圧回路のエンハンス型ＭＯＳトランジスタを示す概略断面図である。
図３は、シリコンにおけるフェルミレベルの温度及び不純物濃度に対する依存性を示すバンド図である。
図４は、本実施形態におけるデプレッション型ＭＯＳトランジスタ及びエンハンス型ＭＯＳトランジスタのゲート電圧－ドレイン電流特性を示すグラフである。
図５は、本実施形態における基準電圧回路の基準電圧の温度特性を示すグラフである。
図６は、本実施形態における出力ＭＯＳトランジスタのゲート電圧－ドレイン電流特性を示すグラフである。
図７は、本実施形態における出力ＭＯＳトランジスタが供給する基準電流の温度特性を示す説明図である。
図８は、基準電圧回路の基準電圧の温度特性の一例を示すグラフである。
図９は、出力ＭＯＳトランジスタのゲート電圧－ドレイン電流特性の一例を示すグラフである。
図１０は、出力ＭＯＳトランジスタが供給する基準電流の温度特性の一例を示す説明図である。
図１１は、図１で示した分圧回路の別の一例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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