(57)【要約】【課題】消費電力を抑制可能とした定電圧回路を提供する。【解決手段】定電圧回路１は、電源に接続された電源端２及び負荷４に接続された出力端３を備える。定電圧回路１は、電源端２及び出力端３の間にトランジスタ１０を備える。トランジスタ１０は、デプレッション型電界効果トランジスタである。トランジスタ１０は、出力端３の出力電圧Ｖｏｕｔがトランジスタ１０の閾電圧の絶対値以下の場合に、ドレイン電流が流れるオン動作をする。また、トランジスタ１０は、出力電圧Ｖｏｕｔが閾電圧の絶対値よりも大きい場合に、ドレイン電流が流れないオフ動作をする。定電圧回路１は、トランジスタ１０のオン動作及びオフ動作により、出力電圧Ｖｏｕｔを閾電圧の絶対値で一定になるように出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力した電源電圧をスイッチングによって定電圧に変換することにより、一定の出力電圧を負荷に出力するデプレッション型電界効果トランジスタを備え、
前記デプレッション型電界効果トランジスタは、前記出力電圧に応じて、ドレイン電流が流れるオン動作と、前記ドレイン電流が流れないオフ動作とを選択的に実行することにより、前記出力電圧を定電圧で出力する定電圧回路。
【請求項２】
前記デプレッション型電界効果トランジスタと前記負荷とを繋ぐ経路に接続され、前記デプレッション型電界効果トランジスタの前記出力電圧を補償する電圧補償部を備える
請求項１に記載の定電圧回路。
【請求項３】
前記電圧補償部は、ダイオードを有し、
前記ダイオードは、前記デプレッション型電界効果トランジスタ及び前記負荷の中点にカソードが接続され、グランドにアノードが接続されている
請求項２に記載の定電圧回路。
【請求項４】
前記デプレッション型電界効果トランジスタは、ゲート端子がグランドに接続されている
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の定電圧回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一定電圧を出力する定電圧回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源電圧を一定電圧に変換して出力する定電圧回路が周知である。特許文献１には、デプレッション型電界効果トランジスタとエンハンスメント型電界効果トランジスタとを有する定電圧回路が開示されている。これらトランジスタは、それぞれ低電位電源線に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３０３４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の定電圧回路では、出力電圧を出力するために、各トランジスタから例えばグランドなどの低電位電源へ電流が流れる。これにより、定電圧回路の消費電力が増加するという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、消費電力を抑制可能とした定電圧回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するための定電圧回路は、入力した電源電圧をスイッチングによって定電圧に変換することにより、一定の出力電圧を負荷に出力する前記電源デプレッション型電界効果トランジスタを備え、前記デプレッション型電界効果トランジスタは、前記出力電圧に応じて、ドレイン電流が流れるオン動作と、前記ドレイン電流が流れないオフ動作とを選択的に実行することにより、前記出力電圧を定電圧で出力する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の定電圧回路は、消費電力を抑制可能とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】定電圧回路を示す図。
【図２】トランジスタの閾電圧を示すグラフ。
【図３】定電圧回路から出力される出力電圧を説明するための概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、定電圧回路の一実施形態を、図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、定電圧回路１は、電源に接続される電源端２と、負荷４に接続される出力端３とを備えている。定電圧回路１は、電源端２に供給された電源電圧Ｖｃｃよりも低い出力電圧Ｖｏｕｔを、出力端３から出力する。また、定電圧回路１は、電源電圧Ｖｃｃをスイッチングによって定電圧に変換することにより、一定の出力電圧Ｖｏｕｔを負荷４へ出力する。
【００１０】
定電圧回路１は、電源端２及び出力端３の間に接続されたトランジスタ１０を備えている。トランジスタ１０は、デプレッション型電界効果トランジスタ（FET:Field-Effect Transistor）である。トランジスタ１０は、例えばｎチャネルのＭＯＳＦＥＴ（MOS:Metal-Oxide-Semiconductor）であることが好ましい。
【００１１】
トランジスタ１０は、ドレイン端子１１、ソース端子１２、及びゲート端子１３を有している。本例の場合、トランジスタ１０は、ドレイン端子１１が電源端２に接続され、ソース端子１２が出力端３に接続され、ゲート端子１３がグランド１５に接続されている。グランド１５は、例えば接地されていることが好ましい。また、トランジスタ１０のバックゲート端子１４は、ソース端子１２とともに、出力端３に接続されている。
【００１２】
定電圧回路１は、トランジスタ１０と出力端３とを繋ぐ経路に接続された電圧補償部２０を備えている。本例の電圧補償部２０は、トランジスタ１０及び出力端３の中点１６とグランド１５との間に設けられたダイオード２１を有している。ダイオード２１は、カソードが中点１６に接続され、アノードがグランド１５に接続されている。
【００１３】
次に、図２及び図３を用いて、定電圧回路の作用を説明する。ここでは、電源端２に電源として正の電源電圧Ｖｃｃが印加され、電源電圧Ｖｃｃ及び出力電圧Ｖｏｕｔは、正の値をとるものとして説明する。
【００１４】
図２に示すように、トランジスタ１０は、ゲート端子１３とソース端子１２との間の電圧差に基づくゲート／ソース電圧ＶＧＳに応じてドレイン電流ＩＤが流れる。ゲート電圧を「ＶＧ」とし、ソース電圧を「ＶＳ」とした場合、ゲート／ソース電圧ＶＧＳは、「ＶＧＳ＝ＶＧ−ＶＳ」で求まる。トランジスタ１０のゲート端子１３が接地されている場合、ゲート端子１３の電圧は、「０」である。また、ソース端子１２の電圧は、出力電圧Ｖｏｕｔと同等である。従って、本例の場合、ゲート／ソース電圧ＶＧＳと、出力電圧Ｖｏｕｔとの間には、「ＶＧＳ＝−Ｖｏｕｔ」の関係がある。
【００１５】
デプレッション型のトランジスタ１０は、ゲート／ソース電圧ＶＧＳの閾電圧Ｖｔｈが負の値をとり、ゲート／ソース電圧ＶＧＳが「０」となっても、ドレイン電流ＩＤが流れる。トランジスタ１０は、ゲート／ソース電圧ＶＧＳが閾電圧Ｖｔｈ以上のとき、オン動作する。トランジスタ１０は、オン動作すると、ゲート／ソース電圧ＶＧＳに基づくドレイン電流ＩＤが流れる。また、トランジスタ１０は、ゲート／ソース電圧ＶＧＳが閾電圧Ｖｔｈより小さいとき、オフ動作する。トランジスタ１０は、オフ動作すると、ドレイン電流ＩＤが流れない。
【００１６】
図３に示すように、出力電圧Ｖｏｕｔが、閾電圧Ｖｔｈの絶対値よりも大きくなった場合、トランジスタ１０は、オフ動作する。すなわち、「Ｖｏｕｔ＞｜Ｖｔｈ｜」が成り立つ場合、トランジスタ１０は、オフ動作する。トランジスタ１０がオフ動作した場合、出力電圧Ｖｏｕｔは、負荷４によって低下していく。
【００１７】
出力電圧Ｖｏｕｔが、閾電圧Ｖｔｈの絶対値以下になると、トランジスタ１０は、オン動作する。すなわち、「Ｖｏｕｔ≦｜Ｖｔｈ｜」が成り立つ場合、トランジスタ１０は、オン動作する。トランジスタ１０がオン動作した場合、出力電圧Ｖｏｕｔは、電源電圧Ｖｃｃによって増加していく。
【００１８】
定電圧回路１は、トランジスタ１０がオン動作とオフ動作とを交互に繰り返すことにより、出力電圧Ｖｏｕｔが一定になるように出力する。ゲート端子１３が接地されている場合、出力電圧Ｖｏｕｔは、トランジスタ１０の閾電圧Ｖｔｈの絶対値と同等となる。なお、出力電圧Ｖｏｕｔが一定とは、出力電圧Ｖｏｕｔの変動幅が所定の範囲内であることを含む。
【００１９】
電圧補償部２０は、トランジスタ１０の出力電圧Ｖｏｕｔを補償する。出力電圧Ｖｏｕｔがグランド電圧より小さくなった場合に、ダイオード２１を介してグランド１５から電流が流入することで、出力電圧Ｖｏｕｔがグランド電圧の「０」に補償される。
【００２０】
また、本例の電圧補償部２０のダイオード２１は、トランジスタ１０のゲート端子１３の電圧を、グランド電圧に保つ。本例の場合、中点１６及びグランド１５の間にダイオード２１を逆バイアスに設けることにより、中点１６側からグランド１５に流れる電流経路が生じない。よって、ゲート端子１３の電圧が安定する。また、定電圧回路１の消費電力は、ダイオード２１の漏れ電流レベルで済む。
【００２１】
以下、上記実施形態の効果を説明する。
本例では、電源端２及び出力端３の間に設けられたデプレッション型電界効果トランジスタであるトランジスタ１０を備える。トランジスタ１０は、出力電圧Ｖｏｕｔがトランジスタ１０の閾電圧Ｖｔｈの絶対値以下の場合に、ドレイン電流が流れるオン動作をする。また、トランジスタ１０は、出力電圧Ｖｏｕｔが閾電圧Ｖｔｈの絶対値よりも大きい場合に、ドレイン電流が流れないオフ動作する。この構成によれば、トランジスタ１０のオン動作及びオフ動作によって、出力電圧Ｖｏｕｔが閾電圧Ｖｔｈの絶対値で一定になるように出力する。また、定電圧回路１において電流が流れる経路は、トランジスタ１０から負荷４へ電流が流れる経路となる。よって、回路を流れる電流箇所が少なくすることが可能となるので、消費電力を抑制できる。
【００２２】
本例では、トランジスタ１０及び出力端３の中点に接続され、出力電圧Ｖｏｕｔを補償する電圧補償部２０を備える。この構成によれば、出力電圧Ｖｏｕｔを所定の範囲内に収める。これは、トランジスタ１０への過大電流の流入抑制に寄与する。
【００２３】
本例では、電圧補償部２０は、中点１６とグランド１５との間に設けられたダイオード２１を有する。ダイオード２１は、カソードが中点１６に接続され、アノードがグランド１５に接続されている。この構成によれば、グランド１５によって電圧を補償できる。また、中点１６側からグランド１５に流れる電流経路が生じない。これは、消費電力の抑制に寄与する。
【００２４】
本例では、トランジスタ１０は、ゲート端子１３がグランド１５に接続されている。この構成によれば、ゲート端子１３の電圧をグランド電圧とすることにより、出力電圧Ｖｏｕｔの安定化に寄与する。
【００２５】
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
［トランジスタ１０について］
・トランジスタ１０のゲート端子１３は、グランド１５に接続されてもよいし、他の低電位電源に接続されていてもよいし、他の回路により電圧が印加されていてもよい。また、ゲート端子１３は、抵抗を介してグランド１５に接続されていてもよい。
・出力電圧Ｖｏｕｔは、トランジスタ１０の閾電圧Ｖｔｈの絶対値と同等になるように出力されることに限らず、閾電圧Ｖｔｈよりも大きくてもよいし、小さくてもよい。
・トランジスタ１０は、ｐチャネルのＭＯＳＦＥＴであってもよい。これは、出力電圧Ｖｏｕｔをグランド電圧よりも低い電圧で出力する場合に適用できる。
・トランジスタ１０のドレイン端子１１、ソース端子１２、ゲート端子１３、及びバックゲート端子の接続の仕方は、実施形態に限定されない。これは、仕様に応じて適宜変更可能である。
【００２６】
［電圧補償部２０について］
・ダイオード２１は、グランド１５にアノードが接続され、中点１６にカソード接続されてもよい。これは、例えば出力電圧Ｖｏｕｔが負電圧である場合に、適用できる。
・電圧補償部２０は、実施形態に限定されず、抵抗を有していてもよいし、コンデンサを有していてもよい。
・電圧補償部２０は、省略可能である。
【００２７】
［その他］
・定電圧回路１は、本実施形態に限定されない。例えば、トランジスタ１０のドレイン端子１１及びソース端子１２に抵抗が接続されていてもよい。
・定電圧回路１は、負荷４と一体に設けられていてもよいし、別体に設けられていてもよい。
・定電圧回路１が搭載される装置は、特に限定されず、種々の装置に搭載することができる。例えば、定電圧回路１が車両に搭載された場合、電源として車載バッテリが接続され、負荷４として、車載の電気機器が接続されてもよい。
【００２８】
次に、上記実施形態及び変形例から把握できる技術的思想について記載する。
（イ）前記デプレッション型電界効果トランジスタの閾電圧は、前記出力電圧に必要とされる値に応じて設定されている。
【符号の説明】
【００２９】
１…定電圧回路、２…電源端、３…出力端、４…負荷、１０…トランジスタ、１１…ドレイン端子、１２…ソース端子、１３…ゲート端子、１４…バックゲート端子、１５…グランド、１６…中点、２０…電圧補償部、２１…ダイオード、Ｖｏｕｔ…出力電圧、Ｖｔｈ…閾電圧、ＩＤ…ドレイン電流。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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