特許ウォッチ

公開番号2024144072
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-11
出願番号2023209078
出願日2023-12-12
発明の名称基準電圧回路
出願人エイブリック株式会社
代理人
主分類G05F 3/18 20060101AFI20241003BHJP(制御;調整)
要約【課題】基準電圧の温度依存性を小さくすることが可能な基準電圧回路を提供する。
【解決手段】基準電圧回路100は、カソードが第1ノードを介して正の温度係数を有する定電流源103に接続され、アノードが接地点に接続されたツェナーダイオードZDと、一端が第1ノードに接続された負の温度係数を有する第1抵抗31と、一端が第1抵抗31の他端に接続された負の温度係数を有する第2抵抗32と、アノードが第2ノードを介して第2抵抗32の他端に接続され、カソードが接地点に接続された第1ダイオードD1と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
カソードが第１ノードを介して正の温度係数を有する定電流源に接続され、アノードが接地点に接続されたツェナーダイオードと、
一端が前記第１ノードに接続された負の温度係数を有する第１抵抗と、
一端が前記第１抵抗の他端に接続された負の温度係数を有する第２抵抗と、
アノードが第２ノードを介して前記第２抵抗の他端に接続され、カソードが接地点に接続された第１ダイオードと、
を備えることを特徴とする基準電圧回路。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記定電流源は、
定電圧を出力する定電圧源と、
非反転入力端子が前記定電圧源に接続された誤差増幅回路と、
ドレインが電源端子に接続され、ゲートが前記誤差増幅回路の出力端子に接続され、ソースが前記誤差増幅回路の反転入力端子に接続されたｎチャネル型のトランジスタと、
前記トランジスタのソースに接続された第３抵抗と、を備え、
前記定電圧源が正の温度係数を有するか、前記第３抵抗が負の温度係数を有するか、のいずれか、又は両方を特徴とする請求項１に記載の基準電圧回路。
【請求項３】
前記第２ノードに接続され、前記第１ダイオードのアノード電圧に対応した制御電流を生成し、前記定電流源に対して当該制御電流に対応する基準電流を前記第１ダイオードに供給させる電流制御回路と、
を備える請求項１に記載の基準電圧回路。
【請求項４】
カソードが第１ノードを介して正の温度係数を有する定電流源に接続され、アノードが接地点に接続されたツェナーダイオードと、
一端が前記第１ノードに接続された第１抵抗と、
一端が前記第１抵抗の他端に接続された第２抵抗と、
アノードが第２ノードを介して前記第２抵抗の他端に接続され、カソードが接地点に接続された第１ダイオードと、
前記第２ノードに接続され、前記第１ダイオードのアノード電圧に対応した制御電流を生成し、前記定電流源に対して当該制御電流に対応する基準電流を前記第１ダイオードに供給させる電流制御回路と、
前記第１ノードと第２ノードとの間に接続された負の温度係数を有する第３抵抗と、
を備える基準電圧回路。
【請求項５】
カソードが第１ノードを介して正の温度係数を有する定電流源に接続され、アノードが接地点に接続されたツェナーダイオードと、
一端が前記第１ノードに接続された第１抵抗と、
一端が前記第１抵抗の他端に接続された第２抵抗と、
アノードが第２ノードを介して前記第２抵抗の他端に接続され、カソードが接地点に接続された第１ダイオードと、
前記第２ノードに接続され、前記第１ダイオードのアノード電圧に対応した制御電流を生成し、前記定電流源に対して当該制御電流に対応する基準電流を前記第１ダイオードに供給させる電流制御回路と、
前記第１ダイオードと並列に接続された負の温度係数を有する第２定電流源と、
を備える基準電圧回路。
【請求項６】
前記定電流源が、前記制御電流を入力電流とし、前記基準電流を出力電流とするカレントミラー回路を備え、
前記電流制御回路が、前記アノード電圧を前記制御電流に変換するＶ／Ｉ変換素子を備える
請求項３から５のいずれか１項に記載の基準電圧回路。
【請求項７】
前記電流制御回路が、
非反転入力端子が前記第２ノードに接続され、反転入力端子が前記Ｖ／Ｉ変換素子の一端に接続された誤差増幅回路と、
ドレインが前記カレントミラー回路の入力端子に接続され、ゲートが前記誤差増幅回路の出力端子に接続され、ソースが前記Ｖ／Ｉ変換素子の一端に接続された、ｎチャネル型の第１トランジスタと、
を備える請求項６に記載の基準電圧回路。
【請求項８】
前記Ｖ／Ｉ変換素子が、
前記第１ダイオードと同様の特性を有する第２ダイオードを備える
請求項６に記載の基準電圧回路。
【請求項９】
前記Ｖ／Ｉ変換素子が、
第２ダイオードと、第４抵抗と、第５抵抗及び第３ダイオードが直列に接続された直列回路と、のいずれか、又は組合せが並列に接続されている
請求項６に記載の基準電圧回路。
【請求項１０】
前記定電流源が、ソースが電源に接続され、ドレインが前記第１ノードに接続されたｐチャネル型の第２トランジスタであり、
前記電流制御回路が、
前記制御電流に対応した前記基準電流を前記第２トランジスタが流すように制御する
請求項３から５のいずれか１項に記載の基準電圧回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、基準電圧回路に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、基準電圧回路は、所定の電圧と閾値電圧とを比較する比較器に対して、この閾値電圧となる基準電圧を生成する回路として、電子回路に幅広く用いられる。この基準電圧回路には、簡易な構成で基準電圧が生成できるため、ツェナーダイオード、ダイオード及び抵抗を備えた構成が用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図９に示す基準電圧回路９００は、定電流源９０３の出力端子と接地点との間に、ツェナーダイオード９０４と、抵抗９０７、９０６及びダイオード９０５の直列接続とが並列に接続されている。また、ツェナーダイオード９０４が逆方向に、ダイオード９０５が順方向に接続されている。これにより、基準電圧回路９００は、抵抗９０７及び９０６の接続点から、基準電圧となる出力電圧Ｖｏｕｔを出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開昭４９－１２８２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基準電圧回路９００において、出力電圧Ｖｏｕｔは（Ａ１）式により表される。
【０００６】
Ｖｏｕｔ＝（Ｒ９０６＊ＶＺ＋Ｒ９０７＊ＶＤ）／（Ｒ９０６＋Ｒ９０７）…（Ａ１）
上記（Ａ１）式において、ＶＺはツェナーダイオード９０４のカソードの電圧、ＶＤはダイオード９０５のアノードの電圧、Ｒ９０６及びＲ９０７は抵抗９０６、９０７それぞれの抵抗値である。
【０００７】
ここで、図３に示すように、電圧ＶＺは、正の１次温度係数＋「下に凸の湾曲」の２次温度係数を有し、電圧ＶＤは、負の１次温度係数＋「上に凸の湾曲」の２次温度係数を有する。基準電圧回路９００の出力電圧Ｖｏｕｔが１次温度係数を有さない（１次温度係数が「０」となる）ようにするため、以下の（Ａ２）式を満足するように抵抗９０６及び９０７の抵抗値Ｒ９０６、Ｒ９０７を設定する。
【０００８】
Ｒ９０６＊（ｄＶＺ／ｄＴ）＋Ｒ９０７＊（ｄＶＤ／ｄＴ）＝０ …（Ａ２）
上記（Ａ２）式において、（ｄＶＺ／ｄＴ）は単位あたりの温度変化による電圧ＶＺの変化量を示し、正の１次温度係数を有している。また、（ｄＶＤ／ｄＴ）は単位あたりの温度変化による電圧ＶＤの変化量を示し、負の１次温度係数を有している。
【０００９】
実際の１次温度係数の補正の際には、ＩＣの動作保証温度の最低温度と最高温度の２点において電圧ＶＺと電圧ＶＤのそれぞれについて電圧測定を行い、最低温度と最高温度の２点間を結ぶ直線の傾きを電圧ＶＺと電圧ＶＤのそれぞれの１次温度係数として上記（Ａ２）式から抵抗９０６及び９０７の抵抗値Ｒ９０６、Ｒ９０７を求めることが多い。
【００１０】
しかしながら、この方法では１次温度係数しか補正できないため、２次温度係数で表される湾曲成分はそのまま残って足し合わされる。そのため、抵抗９０６及び９０７の抵抗値Ｒ９０６、Ｒ９０７の設定のみで２次温度係数を含めた温度に対する依存性を「０」にすることは現実には難しい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許