(57)【要約】【課題】簡単な構成を有し、出力電圧に対する電源電圧の依存性が低く、さらに、電源電圧の依存性の変化を抑えつつ出力電圧を調整することができる電圧発生回路を提供する。【解決手段】エミッタ端子が接地された第１のバイポーラトランジスタ１０５と、コレクタ端子が電源端子１０６に接続された第２のバイポーラトランジスタ１０７とを含み、第１のバイポーラトランジスタ１０５のベース端子と、第２のバイポーラトランジスタ１０７のエミッタ端子が接続され、第２のバイポーラトランジスタ１０７のエミッタ端子は、さらに抵抗１０８で接地端子に接続され、第２のバイポーラトランジスタ１０７のベース端子は、抵抗１０９で電源端子１１０に接続されている電圧発生回路。【選択図】図１
2014241091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電源端子と、第１の電圧出力端子と、第１の抵抗と、第２の抵抗と、第１のバイポーラトランジスタと、第２のバイポーラトランジスタと、第１の回路と、第２の回路とを有し、
上記第１のバイポーラトランジスタのエミッタ端子が、接地端子に接続され、
上記第２のバイポーラトランジスタのコレクタ端子が、上記第１の電源端子、又は、上記第１の電源端子と同じ極性の電源端子とのいずれかの電源端子に接続され、
上記第２のバイポーラトランジスタのベース端子が、上記第１の電源端子、又は、上記第１の電源端子と同電位の電源端子とのいずれかの電源端子に、上記第２の抵抗で接続され、
上記第２のバイポーラトランジスタのエミッタ端子が、上記第１のバイポーラトランジスタのベース端子に接続され、
上記第１の回路の第１の端子が、上記第１の抵抗を介して上記第１の電源端子に接続され、
上記第１の回路の第２の端子が、上記第２の回路の第２の端子に接続されており、
上記第１の回路が、
ダイオードを有し、上記第1の回路の第１の端子と、上記第1の回路の第２の端子との間に、ダイオード接合の順方向接合電圧を、ダイオードを流れる電流に応じて発生させる回路、
或いは、
ベースコレクタ間が接続されたバイポーラトランジスタを有し、上記第1の回路の第１の端子と、上記第1の回路の第２の端子との間に、ベースエミッタ接合の順方向接合電圧を、エミッタ電流に応じて発生させる回路、
のいずれかの回路であり、
上記第２の回路の第１の端子が、上記第２のバイポーラトランジスタのベース端子に接続され、
上記第２の回路の第２の端子が、上記第１のバイポーラトランジスタのコレクタ端子に接続されており、
上記第２の回路が、
ダイオードと抵抗とを有し、上記第２の回路の第１の端子と、上記第２の回路の第２の端子との間に、ダイオード接合の順方向接合電圧と、抵抗による電圧降下との和を、ダイオードを流れる電流に応じて発生させる回路、
或いは、
ベースコレクタ間が接続されたバイポーラトランジスタと抵抗とを有し、上記第２の回路の第１の端子と、上記第２の回路の第２の端子との間に、ベースエミッタ接合の順方向接合電圧と、抵抗による電圧降下との和を、エミッタ電流に応じて発生させる回路、
のいずれかの回路であり、
上記第１のバイポーラトランジスタのベースエミッタ接合の極性と、上記第２のバイポーラトランジスタのベースエミッタ接合の極性との、いずれもが上記第１の電源端子の電源電圧に対し順方向となるように接続され、
上記第１の電圧出力端子が上記第１の回路の第１の端子に接続されていることを特徴とする電圧発生回路。
【請求項２】
請求項１に記載の電圧発生回路において、
第３のバイポーラトランジスタを有し、
上記第３のバイポーラトランジスタのコレクタ端子が、上記第１の電源端子、又は、上記第１の電源端子と同じ極性の電源端子のいずれかの電源端子に接続され、
上記第３のバイポーラトランジスタのエミッタ端子が、上記第２のバイポーラトランジスタのエミッタ端子に接続され、
上記第３のバイポーラトランジスタのベース端子が、上記第１の電圧出力端子に接続されており、
上記第３のバイポーラトランジスタのベースエミッタ接合の極性が、上記第１の電源端子の電源電圧に対し順方向となるように接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電圧発生回路。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電圧発生回路において、
第４のバイポーラトランジスタと、第５のバイポーラトランジスタと、第１の接続経路とを有し、
上記第４のバイポーラトランジスタのコレクタ端子とベース端子とが、上記第１の接続経路によって接続され、
上記第１の接続経路上に第１の接続端子を有し、
上記第１の接続端子が、上記第１の電源端子又は上記第１の電源端子と同電位の電源端子のいずれかの電源端子に抵抗で接続され、
上記第４のバイポーラトランジスタのエミッタ端子が、上記第２の回路の第２の端子に接続されており、
上記第５のバイポーラトランジスタのコレクタ端子が、上記第１の電源端子、又は、上記第１の電源端子と同じ極性の電源端子のいずれかの電源端子に接続され、その接続の経路が上記第１の抵抗を構成する抵抗素子の少なくとも一部を含まない接続経路であり、
上記第５のバイポーラトランジスタのエミッタ端子が、上記第２の回路の第２の端子に接続され、
上記第５のバイポーラトランジスタのベース端子が、上記第１の接続端子と上記第４のバイポーラトランジスタのコレクタ端子との間の上記第１の接続経路に接続されており、
上記第１の接続端子と上記第４のバイポーラトランジスタのベース端子との間の、上記第１の接続経路に抵抗を有し、
上記第４のバイポーラトランジスタのベースエミッタ接合の極性と上記第５のバイポーラトランジスタのベースエミッタ接合の極性との、いずれもが上記電源端子の電源電圧に対し順方向となるように接続され、
上記第５のバイポーラトランジスタのベースエミッタ間電圧が上記第４のバイポーラトランジスタのベースエミッタ間電圧より低くなるように、上記第５のバイポーラトランジスタのベース端子と上記第１の接続端子との間の上記第１の接続経路の抵抗の抵抗値が、設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電圧発生回路。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の電圧発生回路において、
第６のバイポーラトランジスタと、第３の抵抗とを有し、
上記第２の回路の第２の端子が、上記第３の抵抗を介して、上記第１のトランジスタのコレクタ端子に接続され、
上記第６のトランジスタのエミッタ端子が、接地端子に接続され、
上記第６のトランジスタのベース端子が、上記第１のバイポーラトランジスタのコレクタ端子と上記第３の抵抗の接続点に接続され、
上記第６のトランジスタのコレクタ端子が、上記第１のバイポーラトランジスタのベース端子に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電圧発生回路。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の電圧発生回路において、
第２の電圧出力端子と、第３の回路と、第４の抵抗とを有し、
上記第３の回路の第１の端子が、上記第４の抵抗を介し、上記第１の電源端子、或いは、上記第１の電源端子と同電位の電源端子のいずれかの電源端子に接続され、
上記第３の回路の第２の端子が、上記第２の回路の第２の端子に接続されており、
上記第３の回路が、
ダイオードを有し、上記第３の回路の第１の端子と、上記第３の回路の第２の端子との間に、ダイオード接合の順方向接合電圧を、ダイオードを流れる電流に応じて発生させる回路、
或いは、
ベースコレクタ間が接続されたバイポーラトランジスタを有し、上記第３の回路の第１の端子と、上記第３の回路の第２の端子との間に、ベースエミッタ接合の順方向接合電圧をエミッタ電流に応じて発生させる回路、
のいずれかの回路であり、
上記第２の電圧出力端子が、上記第３の回路の第１の端子に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電圧発生回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源電圧依存性が小さい電圧発生回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電圧発生回路として、例えば特許文献１等に示すものが提案されている。図１６は従来の電圧発生回路の一例の回路図である。図１６に示すように、電圧発生回路５１は、トランジスタ５２、５３と抵抗５４、５５を接続した回路である。電圧発生回路５１では、電源端子５６に電圧が与えられたとき、トランジスタ５２、５３のベースエミッタ間電圧（Ｖｂｅ）の和、すなわち、Ｖｂｅの２倍の出力電圧を電圧出力端子５７に出力する。この電圧発生回路５１では、抵抗素子５４の値を変更することで出力電圧を微調整することが可能である。たとえば、回路を集積回路として作成する場合、抵抗５４、或いは、抵抗５４の一部を集積回路外のチップ抵抗で構成すれば、その変更で容易に出力電圧の微調整が可能である。一方で、この電圧発生回路５１は、「電源電圧が高くなるにしたがって、電圧出力端子に発生する電圧が高くなる」性質があり、出力電圧の電源電圧に対する依存性は小さくない。
【０００３】
そこで、このような出力電圧の電源電圧に対する依存性を低減させた回路について図面を参照して説明する。図１７は従来の電圧発生回路の他の例の回路図である。図１７に示す電圧発生回路６１は、電圧発生回路５１のトランジスタ５２のベース端子と電圧出力端子５７との間に抵抗６２を追加したものである。それ以外は、電圧発生回路５１と同じ構成を有しており、実質上同じ素子、端子には同じ番号を付してある。
【０００４】
電圧発生回路６１では、抵抗６２の電圧降下の作用により、「電源電圧の増加に応じて電圧出力端子に発生する電圧を下げる」効果が発生し、電圧発生回路５１の「電源電圧が高くなるにしたがって、電圧出力端子に発生する電圧が高くなる」性質の一部を打ち消す。この抵抗６２の効果によって、出力電圧の電源電圧依存性を低減させることができる。或いは、ある電源電圧で出力電圧が極大値となり、それ以上の電源電圧で出力電圧が減少に転じるように特性を調整することができる。つまり、電圧発生回路６１は電圧発生回路５１に対して、出力電圧の電源電圧依存性を低減させた回路となっている。特に出力電圧が極大値となる電源電圧付近で用いることで、電圧発生回路６１は、電源電圧依存性の非常に少ない電圧発生回路として利用することができる優れた回路となる。
【０００５】
以下に、電圧発生回路５１、６１のそれぞれの出力電圧と電源電圧の関係について説明する。図１８は電圧発生回路の出力電圧と電源電圧との関係を示す図である。図１８において、グラフ曲線７１は電圧発生回路５１の出力電圧（縦軸）と電源電圧（横軸）との関係を示すグラフであり、グラフ曲線７２は電圧発生回路６１の出力電圧（縦軸）と電源電圧（横軸）との関係を示すグラフである。それぞれ、電圧発生回路５１、６１の回路構成のモデルを用いたシミュレーションを行い、値の算出を行っている。シミュレーションするにあたり、各抵抗の抵抗値は、抵抗５４は２２００Ω、抵抗５５は８０００Ω、抵抗６２は３０Ω（電圧発生回路６１のみ）としている。また、トランジスタ５２、５３は、ＧａＡｓヘテロ接合バイポーラトランジスタでエミッタサイズが４８μｍ2のものとしている
。
【０００６】
図１８に示すように、電圧発生回路５１の出力電圧（グラフ曲線７１）は、電源電圧の増加に対し徐々に増加する特性を持っている（電源電圧依存性が高い）。一方、電圧発生回路６１の出力電圧（グラフ曲線７２）は、電源電圧が４Ｖ付近で極大値となっており、それ以上の電源電圧において、電源電圧が増加するとき、出力電圧が減少している。すなわち、電圧発生回路６１は、４Ｖ付近の電源電圧で利用する場合、出力電圧の電源電圧依存性が少ない回路として利用可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３８４７７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１９は従来の電圧発生回路で抵抗を変更したときの出力電圧と電源電圧との関係を示す図である。図１９に示す結果も上述と同様回路シミュレーションによって算出した結果である。
【０００９】
図１９において、グラフ曲線８１は、電圧発生回路５１の出力電圧（縦軸）と電源電圧（横軸）との関係を示すグラフであり、抵抗５４の値を２２００Ω、３２００Ω、４２００Ωとしたときの出力電圧を３本のグラフとして図中に破線で示し、抵抗５４の抵抗値を付して区別している。グラフ曲線８２は、電圧発生回路６１の出力電圧（縦軸）と電源電圧（横軸）との関係を示すグラフであり、抵抗５４の値を２２００Ω、３２００Ω、４２００Ωとしたときの出力電圧を３本のグラフとして図中に実線で示し、抵抗５４の抵抗値を付して区別している。
【００１０】
電圧発生回路５１の出力電圧（グラフ曲線８１）は、抵抗５４の値が小さくなると出力電圧が大きくなっている。上述したように、上述した電圧発生回路５１の特徴、すなわち、抵抗５４の値を変更するといった簡単な方法で、出力電圧の微調整ができることが示されている。
【００１１】
一方、電圧発生回路６１の出力電圧（グラフ曲線８２）は、抵抗５４の値を小さくすると出力電圧が極大値となる電源電圧が高い方にずれるように電源電圧依存性が変化し、また、出力電圧の極大値がほとんど変化していない。つまり、電圧発生回路６１において、利用する電源電圧付近に極大値が来るように調整して回路を設計した場合、回路５１と同じように、抵抗５４の値で出力電圧を微調整しようとすると、目的としている低い電源電圧依存性の特徴が劣化してしまう。
【００１２】
電圧発生回路６１では、トランジスタ５２、５３がともに導通するおよそ２．５Ｖ以上の電源電圧範囲において、電源電圧の増加に対し、トランジスタ５２のベース電極の電圧（電圧発生回路５１の出力電圧とほぼ同じ値で、２．４Ｖ〜２．６Ｖ程度）の変化はわずか（０．２Ｖ程度）であり、電源電圧の増加と比べるとほとんど変化しない。そのため、電源電圧の増加分は、そのほとんどが抵抗５４の端子間の電圧の増加となり、抵抗５４に流れる電流の増加が、電源電圧の増加に比例し、抵抗５４の逆数に応じて生じる。
【００１３】
トランジスタ５２のベースに流れる電流が少なく、抵抗５４に流れる電流が、主に抵抗６２に流れ込むため、抵抗６２の電圧降下の増加もまた、電源電圧に比例する。つまり、（電源電圧の変化）＊（抵抗６２の抵抗値）／（抵抗５４の抵抗値）におよそ比例した抵抗６２の電圧降下の変化が生じ、電源電圧の増加に伴い徐々に増加していくトランジスタ５２のベース端子の電圧を打ち消す形で、電圧発生回路６１の出力電圧の電源電圧依存性を低く抑えている。そのため、電圧発生回路６１で抵抗５４の値を変更すると、出力電圧だけでなく、電源電圧依存性まで変化してしまう。
【００１４】
たとえば、抵抗５４と抵抗６２の両方を集積回路の外のチップ抵抗で構成することで、電源電圧依存性を維持しながら、出力電圧値の調整を行うことも、当然可能ではあるが２個の抵抗の抵抗値を、ある比を保ちながら調整しなければならない必要が生じることとなり、実用的ではない。
【００１５】
また、集積回路内に抵抗素子５４、６２を作成すれば、２個の抵抗が同一プロセスで作成されるために抵抗の値の比を正確に保つことが比較的容易にできるが、抵抗の一方、或いは両方を集積回路の外のチップ抵抗で実現した場合は、チップ抵抗の素子バラツキが特性に影響してしまい、製品への利用がしにくくなってしまう。
【００１６】
そこで本発明は、簡単な構成を有し、出力電圧に対する電源電圧の依存性が低く、さらに、電源電圧の依存性の変化を抑えつつ出力電圧を調整することができる電圧発生回路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】
【００１７】
上記目的を達成するため本発明は、第１の電源端子と、第１の電圧出力端子と、第１の抵抗と、第２の抵抗と、第１のバイポーラトランジスタと、第２のバイポーラトランジスタと、第１の回路と、第２の回路とを有し、上記第１のバイポーラトランジスタのエミッタ端子が、接地端子に接続され、上記第２のバイポーラトランジスタのコレクタ端子が、上記第１の電源端子、又は、上記第１の電源端子と同じ極性の電源端子とのいずれかの電源端子に接続され、上記第２のバイポーラトランジスタのベース端子が、上記第１の電源端子、又は、上記第１の電源端子と同電位の電源端子とのいずれかの電源端子に、上記第２の抵抗で接続され、上記第２のバイポーラトランジスタのエミッタ端子が、上記第１のバイポーラトランジスタのベース端子に接続され、上記第１の回路の第１の端子が、上記第１の抵抗を介して上記第１の電源端子に接続され、上記第１の回路の第２の端子が、上記第２の回路の第２の端子に接続されており、上記第１の回路が、ダイオードを有し、上記第1の回路の第１の端子と、上記第1の回路の第２の端子との間に、ダイオード接合の順方向接合電圧を、ダイオードを流れる電流に応じて発生させる回路、或いは、ベースコレクタ間が接続されたバイポーラトランジスタを有し、上記第1の回路の第１の端子と、上記第1の回路の第２の端子との間に、ベースエミッタ接合の順方向接合電圧を、エミッタ電流に応じて発生させる回路、のいずれかの回路であり、上記第２の回路の第１の端子が、上記第２のバイポーラトランジスタのベース端子に接続され、上記第２の回路の第２の端子が、上記第１のバイポーラトランジスタのコレクタ端子に接続されており、上記第２の回路が、ダイオードと抵抗とを有し、上記第２の回路の第１の端子と、上記第２の回路の第２の端子との間に、ダイオード接合の順方向接合電圧と、抵抗による電圧降下との和を、ダイオードを流れる電流に応じて発生させる回路、或いは、ベースコレクタ間が接続されたバイポーラトランジスタと抵抗とを有し、上記第２の回路の第１の端子と、上記第２の回路の第２の端子との間に、ベースエミッタ接合の順方向接合電圧と、抵抗による電圧降下との和を、エミッタ電流に応じて発生させる回路、のいずれかの回路であり、上記第１のバイポーラトランジスタのベースエミッタ接合の極性と、上記第２のバイポーラトランジスタのベースエミッタ接合の極性との、いずれもが上記第１の電源端子の電源電圧に対し順方向となるように接続され、上記第１の電圧出力端子が上記第１の回路の第１の端子に接続されていることを特徴とする電圧発生回路を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、簡単な構成を有し、出力電圧に対する電源電圧の依存性が低く、さらに、電源電圧の依存性の変化を抑えつつ出力電圧を調整することが可能な電圧発生回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明にかかる電圧発生回路の一例を示す回路図である。
【図２】本発明にかかる電圧発生回路の出力電圧及び第２のバイポーラトランジスタのベース電圧と電源電圧との関係を示す図である。
【図３Ａ】本発明にかかる電圧発生回路の第１の回路として置き換え可能な回路である。
【図３Ｂ】本発明にかかる電圧発生回路の第１の回路として置き換え可能な回路である。
【図３Ｃ】本発明にかかる電圧発生回路の第１の回路として置き換え可能な回路である。
【図３Ｄ】本発明にかかる電圧発生回路の第１の回路として置き換え可能な回路である。
【図４Ａ】本発明にかかる電圧発生回路の第２の回路として置き換え可能な回路である。
【図４Ｂ】本発明にかかる電圧発生回路の第２の回路として置き換え可能な回路である。
【図４Ｃ】本発明にかかる電圧発生回路の第２の回路として置き換え可能な回路である。
【図４Ｄ】本発明にかかる電圧発生回路の第２の回路として置き換え可能な回路である。
【図４Ｅ】本発明にかかる電圧発生回路の第２の回路として置き換え可能な回路である。
【図４Ｆ】本発明にかかる電圧発生回路の第２の回路として置き換え可能な回路である。
【図４Ｇ】本発明にかかる電圧発生回路の第２の回路として置き換え可能な回路である。
【図４Ｈ】本発明にかかる電圧発生回路の第２の回路として置き換え可能な回路である。
【図４Ｉ】本発明にかかる電圧発生回路の第２の回路として置き換え可能な回路である。
【図５】本発明にかかる電圧発生回路の他の例の回路図である。
【図６】図５に示す電圧発生回路の出力電圧及び第２のバイポーラトランジスタのベース電圧と電源電圧との関係を示す図である。
【図７Ａ】図１に示す電圧発生回路の他の例の回路図である。
【図７Ｂ】図５に示す電圧発生回路の他の例の回路図である。
【図８Ａ】図７Ａに示す電圧発生回路の出力電圧及び第２のバイポーラトランジスタのベース電圧と電源電圧との関係を示す図である。
【図８Ｂ】図７Ｂに示す電圧発生回路の出力電圧及び第２のバイポーラトランジスタのベース電圧と電源電圧との関係を示す図である。
【図９Ａ】図７Ｂの電圧発生回路の変形例を示す回路図である。
【図９Ｂ】図７Ｂの電圧発生回路の変形例を示す回路図である。
【図１０Ａ】図７Ａに示す電圧発生回路の変形例を示す回路図である。
【図１０Ｂ】図７Ｂに示す電圧発生回路の変形例を示す回路図である。
【図１１Ａ】図１０Ａに示す電圧発生回路の出力電圧及び第２のバイポーラトランジスタのベース電圧と電源電圧との関係を示す図である。
【図１１Ｂ】図１０Ｂに示す電圧発生回路の出力電圧及び第２のバイポーラトランジスタのベース電圧と電源電圧との関係を示す図である。
【図１２Ａ】図１に示す電圧発生回路の変形例を示す回路図である。
【図１２Ｂ】図１０Ｂに示す電圧発生回路の変形例を示す回路図である。
【図１３Ａ】図１２Ａに示す電圧発生回路の出力電圧及び第２のバイポーラトランジスタのベース電圧と電源電圧との関係を示す図である。
【図１３Ｂ】図１２Ｂに示す電圧発生回路の出力電圧及び第２のバイポーラトランジスタのベース電圧と電源電圧との関係を示す図である。
【図１４Ａ】従来の電圧発生回路の出力電圧と電源電圧との関係を示す図である。
【図１４Ｂ】図１２Ｂに示す電圧発生回路の出力電圧と電源電圧との関係を示す図である。
【図１５Ａ】本発明にかかる電圧発生回路の構成を示す回路図である。
【図１５Ｂ】本発明にかかる電圧発生回路を用いた多段の高周波増幅回路を説明するための回路図である。
【図１６】従来の電圧発生回路の一例の回路図である。
【図１７】従来の電圧発生回路の他の例の回路図である。
【図１８】従来の電圧発生回路の出力電圧と電源電圧との関係を示す図である。
【図１９】従来の電圧発生回路で抵抗を変更したときの出力電圧と電源電圧との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態では、電源端子にかかる電源電圧を正の値とし、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタによる回路構成例を説明しているが、これに限定されない。例えば、ＰＮＰ型バイポーラトランジスタで同様の回路構成とし、電源電圧、出力電圧を負とすることで同様の効果を得ることが可能である。この場合、以降の説明中の電圧や電流の値を比較している部分では、それぞれ、電圧の絶対値、電流の絶対値の比較として読み替えるものとし、ダイオードの電極はアノード端子とカソード端子を逆にして読み替えるものとする。
【００２１】
また、以下の各実施形態において、同じ構成の部分、端子には同じ番号を用いており、特性を示す図においても、特に断りが無い限り、同じ記号の部品には同じ素子値を用いてシミュレーション計算した結果を示す。なお、特に記述のない場合、トランジスタとして、エミッタ面積が４８μｍ2のサイズのＧａＡｓヘテロ接合バイポーラトランジスタを用いている。また、サイズの異なるトランジスタを用いる場合、エミッタ面積を上記のサイズ（４８μｍ2）に対する比で表している。
【００２２】
（第１実施形態）
図１は本発明にかかる電圧発生回路の一例を示す回路図である。図１に示すように、電圧発生回路１０１は、電源端子１０２と電圧出力端子１０３を有し、電源端子１０２は、抵抗１０４によって電圧出力端子１０３に接続されている。また、エミッタ端子が接地されたトランジスタ１０５を有している。また、コレクタ端子が電源端子１０６に接続されたトランジスタ１０７を有し、トランジスタ１０７のエミッタ端子とトランジスタ１０５のベース端子とが接続され、トランジスタ１０７のエミッタ端子は抵抗１０８を介して接地端子に接続され、トランジスタ１０７のベース端子は抵抗１０９を介して電源端子１１０に接続されている。
【００２３】
また、ベース端子とコレクタ端子を接続したトランジスタ１１１を有し、トランジスタ１１１のベース端子は電圧出力端子１０３に接続され、トランジスタ１１１のエミッタ端子は、トランジスタ１０５のコレクタ端子に接続されている。また、ベース端子とコレクタ端子を接続したトランジスタ１１２を有し、トランジスタ１１２のベース端子はトランジスタ１０７のベース端子に接続され、トランジスタ１１２のエミッタ端子は、抵抗１１３を介してトランジスタ１０５のコレクタ端子に接続されている。
【００２４】
ここで、電源端子１０２が第１の電源端子であり、電源端子１０６は第１の電源端子と同じ極性の電源端子であり、電源端子１１０が第１の電源端子と同じ電位の電源端子である。また、抵抗１０４が第１の抵抗であり、抵抗１０９が第２の抵抗であり、トランジスタ１０５が第１のバイポーラトランジスタであり、トランジスタ１０７が第２のバイポーラトランジスタである。トランジスタ１０５（第１のバイポーラトランジスタ）とトランジスタ１０７（第２のバイポーラトランジスタ）とはベースエミッタ接合の極性が、電源端子１０２の電圧に対し、順方向となるように接続されている。
【００２５】
また、ベースコレクタ間が接続されたトランジスタ１１１が、破線で示す第１の回路１１４を構成しており、電圧出力端子１０３に接続される第１の端子と、トランジスタ１０５のコレクタ端子（後述の第２の回路の第２の端子）に接続される第２の端子との間に、順方向のベースエミッタ接合の接合電圧をエミッタ電流に応じて生じさせるよう接続されている。
【００２６】
また、ベースコレクタ間を接続されたトランジスタ１１２と、抵抗１１３とが、破線で示す第２の回路１１５を構成しており、第２の回路１１５は電源端子１１０に抵抗１０９で接続される第１の端子と、トランジスタ１０５のコレクタ端子に接続される第２の端子との間に、順方向のベースエミッタ接合の接合電圧と、抵抗１１３の電圧降下との和を、トランジスタ１１２のエミッタ電流に応じて生じさせるよう接続されている。
【００２７】
以下の説明において、電圧発生回路１０１の動作を実証するため、図１の回路構成のモデルを用いたシミュレーションを行い、出力電圧等の値の算出を行っている。なお、シミュレーションにおいては、トランジスタ１０５のみエミッタ面積が２倍のサイズの素子を用い、抵抗１０８の抵抗値は８０００Ω、抵抗１０９の抵抗値は５５００Ω、抵抗１１３の抵抗値は１００Ωとしている。また、抵抗１０４の抵抗値を１２００Ω、２２００Ω、３２００Ωとしている。また、電源電圧１０２、１０６、１１０を全て同じ電圧としている。
【００２８】
図２は本発明にかかる電圧発生回路の出力電圧及び第２のバイポーラトランジスタのベース電圧及び出力電圧と電源電圧との関係を示す図である。図２において、グラフ曲線２０１は、電圧発生回路１０１の出力電圧（縦軸）と電源電圧（横軸）との関係を示すグラフであり、抵抗１０４の抵抗値を１２００Ω、２２００Ω及び３２００Ωとしたときの、それぞれの出力電圧を３本のグラフとして図中に実線で示し、抵抗値を付して区別している。また、グラフ曲線２０２は電圧発生回路１０１のトランジスタ１０７のベース電圧（縦軸）と電源電圧（横軸）との関係を示すグラフであり、抵抗１０４の抵抗値を１２００Ω、２２００Ω及び３２００Ωとしたときの、それぞれのベース電圧を３本のグラフとして図中に破線で示し、抵抗値を付して区別している。
【００２９】
図２のグラフ曲線２０１に示すように、電圧出力端子１０３の出力電圧は電源電圧の増加とともに増加し、電源電圧が約４Ｖ付近で極大値となり、その後電源電圧の増加とともに減少している。また、図２のグラフ曲線２０１に示すように、抵抗１０４の抵抗値を変えると、グラフの形が大きく変わることなく、上下方向に移動している。このことから、電圧発生回路１０１は電源電圧依存性が低い電源電圧範囲を有し、抵抗１０４の抵抗値を変更することで、電源電圧依存性が大きく変化することなく、出力電圧の調整ができている。
【００３０】
以下に本発明にかかる電圧発生回路の動作について説明する。電圧発生回路１０１では、従来の電圧発生回路５１のトランジスタ５２のベース電圧と同様、トランジスタ１０７のベース端子にトランジスタ１０５、１０７のベースエミッタ間電圧（Ｖｂｅ）の和、すなわち、Ｖｂｅの２倍の電圧が発生する構成となっている。
【００３１】
図２のグラフ曲線２０２に示すように、電圧発生回路１０１の電源電圧が、トランジスタ１０５、１０７がともに導通する電圧（２．５Ｖ程度）以上で、トランジスタ１０７のベース端子の電圧（グラフ曲線２０２）は２．４Ｖから２．６Ｖの範囲で変化している。すなわち、トランジスタ１０７のベース端子の電圧は電源電圧の増加に応じて徐々に増加しているものの、電源電圧の増加からするとほとんど変化していないとみなすことができる。
【００３２】
そのため、電圧発生回路１０１では、上記の電源電圧範囲（約２．５Ｖ以上）において、電源電圧の増加分は、抵抗１０９が、両端電圧の増加として請け負っている。そして、抵抗１０９には、電源電圧の増加に比例し、抵抗１０９の抵抗値の逆数に応じた電流の増加が生じる。
【００３３】
通常、トランジスタはベースエミッタ間の電圧の増加に対し、ベース電流が指数関数的に急激に増加する。そして、必要なコレクタ電圧が印加されている場合は、ベース電流に対しβ（電流増幅率）倍したコレクタ電流が流れる。つまり、コレクタ電流もベースエミッタ間の電圧に対し、指数関数的に急激に増加する。逆に、ベース電流、コレクタ電流を基準に考えれば、電流の増加が生じてもベースエミッタ間の電圧は対数的な緩やかな増加となる。
【００３４】
この特性のため、電源端子１１０の電源電圧の増加におよそ比例して、抵抗１０９を流れる電流が増加した場合でも、ベースエミッタ間の電圧（Ｖｂｅ）は対数的な、すなわち、緩やかな変化しかしない。
【００３５】
電圧発生回路１０１では、トランジスタ１０７のベースに流れ込む電流が少ないので、上記の抵抗１０９を流れた電流は主にトランジスタ１１２と抵抗１１３を経由してトランジスタ１０５のコレクタに流れ込む。トランジスタ１１２のエミッタ電圧は、トランジスタ１０７のベース端子の電圧（Ｖｂｅの２倍）から、トランジスタ１１２のベースエミッタ間電圧（Ｖｂｅ）だけ低くなる。さらに抵抗１１３で電圧降下（電流値×抵抗１１３の抵抗値）分だけ低くなった電圧がトランジスタ１０５のコレクタ端子に発生する。つまり抵抗１１３とトランジスタ１０５のコレクタ端子の接続点の電圧は、Ｖｂｅ−（抵抗１１３の電圧降下分）となる。
【００３６】
電圧発生回路１０１において、電源電圧が２．５Ｖ（トランジスタ１０５と１０７がともに導通する電圧）以上では、上述のように、抵抗１０９に流れる電流（トランジスタ１１２を経由して抵抗１１３へと流れる電流）の増加が電源電圧の増加におよそ比例し、抵抗１１３の電圧降下分の増加が電流の増加に比例する。すなわち、抵抗１１３の電圧降下の増加分は電源電圧の増加におよそ比例する関係にあり、その大きさは、抵抗１０９と抵抗１１３の比で決まる。
【００３７】
電圧発生回路１０１では、上述の接続点（抵抗１１３とトランジスタ１０５のコレクタ端子の接続点）に、トランジスタ１１１のエミッタ端子が接続されている。トランジスタ１１１はベース端子が抵抗１０４で電源端子に接続されて、同様に電流を流している（トランジスタが導通状態にあり、ベースエミッタ間に電圧Ｖｂｅが生じている）。そのため、トランジスタ１１１のベース端子（電圧出力端子１０３）の電圧は、トランジスタ１０５のコレクタ端子よりトランジスタ１１１のベースエミッタ間電圧（Ｖｂｅ）だけ高く、（Ｖｂｅの２倍）−（抵抗１１３の電圧降下分）となる。上述のように、トランジスタのベースエミッタ間電圧（Ｖｂｅ）は、電源電圧の増加に対し、対数的な変化（徐々に傾きが緩やかになる変化）で増加する。一方、「抵抗１１３の電圧降下分」の増加は、電源電圧の変化に対しおよそ比例して単調に増加し続ける。
【００３８】
つまり、電流値が小さい（電源電圧が低い）間は、ベースエミッタ間電圧（Ｖｂｅ）の増加が「抵抗１１３の電圧降下分」の増加よりも優勢であるが、電流値が大きくなることで（電源電圧が高くなることで）、次第に、「抵抗１１３の電圧降下分」の増加が優勢となる。すなわち、電圧発生回路１０１において、電源電圧が増加すると、出力電圧はある電源電圧で極大値となり、その後、減少する。
【００３９】
上記の説明のように、「抵抗１１３の電圧降下分」の大きさが、抵抗１０９と抵抗１１３の比で決まる構成により、仮に抵抗１０４を変更した場合でも、従来の電圧発生回路６１の場合のように、出力電圧の電源電圧依存性が大きく現れないものと考えられる。そのため、抵抗１０４の抵抗値を変更するといった簡単な方法で、出力電圧の電源電圧依存性を変えることなく、出力電圧を変更することができる。つまり、簡単な構成で、出力電圧の電源電圧依存性を変えることなく、出力電圧を変更することが可能である。
【００４０】
電圧発生回路１０１では、各トランジスタ１１２、１１１はエミッタ面積が同サイズのものを用いているが、抵抗１０４と抵抗１０９が異なる抵抗値なのでそれぞれの抵抗を流れる電流が異なり、両トランジスタのＶｂｅは、正確に同じ電圧ではなく、また、同じにする必要もない。そして抵抗１０４の抵抗値を変更すると、トランジスタ１１１を流れる電流が変化するため、出力電圧を変更することができる。つまり電圧発生回路１０１では、抵抗１０４の抵抗値に応じ、出力電圧を調整できるようになっていることがわかる。
【００４１】
また、電圧発生回路１０１では、抵抗１０８がなくても動作するが、抵抗１０８があることで、トランジスタ１０７に、電源電圧が低い場合でも電流が流れるようになり、トランジスタ１０７のベースエミッタ間電圧を、低い電源電圧においても安定した値とする効果がある。また、低い電源電圧において、トランジスタ１０５のベース電圧の余分な上昇を抑制し、トランジスタ１０５のコレクタ電流（抵抗１０４を流れる電流）が抑制され、抵抗１０４の電圧降下が減少し、出力電圧が高くなる効果があるので、低めの電源電圧での動作が可能となる。
【００４２】
また、従来の電圧発生回路５１、６１と同様に、抵抗１０８の代わりに、ダイオード、ダイオードと抵抗の直列回路、或いは、カレントミラーなどの電流源を接続し、トランジスタ１０７のエミッタから電流を接地に流す構成としてもよい。
【００４３】
また、電源端子１０２と１１０は同じ電位の電源に接続されていれば良く、同一の電源に接続しても良いし、同一の電源から別々のスイッチなどを介して接続することもできる。また、電源端子１０６は、トランジスタ１０７のコレクタ端子に接続されており、電源電圧依存性が小さい。そのため、従来の電圧発生回路５１、６１のトランジスタ５２と同様、トランジスタ１０７が動作できる電圧（ベース端子とほぼ同じくらいの電圧以上）がかかっていれば、電源端子１０２と同じ電位である必要はない。
【００４４】
次に本発明にかかる電圧発生回路１０１の変形例について説明する。まず、第１の回路の置き換え可能な例について説明する。図３Ａ〜図３Ｄは本発明にかかる電圧発生回路の第１の回路として置き換え可能な回路である。
【００４５】
電圧発生回路１０１において、トランジスタ１１１はベース端子とコレクタ端子が接続されており、図３Ａ中の３０１に相当する。この場合、トランジスタ３０１は２端子のダイオード動作をしているので、図３Ｂに示すような２端子のダイオード３０２で置き換えても良い。
【００４６】
また、第１の回路をトランジスタで構成する場合は、コレクタ端子を抵抗を介してベース端子に接続し、ベース端子とエミッタ端子を接続端子とする図３Ｃの回路３０３とすることもできる。これは、トランジスタのコレクタ端子がベース端子より幾分低い電圧でも動作できるためである。
【００４７】
また、図３Ｄに示すように、コレクタ端子の電圧を他の回路の制御電圧として用いるため別の端子３０５を配置した構成３０４とすることもできる。この場合も、第１の回路の機能としての接続端子はベース端子とエミッタ端子となる。
【００４８】
第１の回路として、これらの構成に限定されるものではない。第１の回路の構成としては、「ダイオードを流れる電流に応じて、ダイオード接合の順方向接合電圧」、又は、「エミッタ電流に応じて、トランジスタのベースエミッタ接合の順方向接合電圧」を両端に生ずるような構成を広く採用することができる。
【００４９】
次に第２の回路１１５として置き換え可能な回路を図面を参照して説明する。図４Ａ〜図４Ｉは、本発明にかかる電圧発生回路の第２の回路として置き換え可能な回路である。
【００５０】
第２の回路１１５のトランジスタ１１２も第１の回路１１４のトランジスタ１１１と同様、ダイオードで置き換えることができる。つまり、トランジスタ１１２と抵抗１１３による回路構成４０１（図４Ａ参照）から、ダイオードと抵抗の直列回路の回路構成４０２（図４Ｂ）に置き換えが可能である。また、ダイオードと抵抗の順番を入れ替えた回路構成４０３（図４Ｃ）に置き換えも可能であるし、抵抗を分割して、ダイオードの両側に配置した回路構成４０４（図４Ｄ）も可能である。
【００５１】
また、トランジスタ１１２をトランジスタで構成する場合も、第１の回路に置き換え可能な回路３０３（図３Ｃ）と同様に、コレクタ端子を抵抗を介してベース端子に接続する回路構成４０５（図４Ｅ）とすることができる。また、コレクタ端子の電圧を他の回路の制御電圧として制御端子４０７を設けた回路構成４０６（図４Ｆ）とすることもできる。ここで、回路構成４０６は、トランジスタと抵抗の順序を、回路構成４０３のように入れ替えた構成として示しているが、回路構成４０４のように抵抗を両側に配置してもよい。
【００５２】
また、トランジスタでは、エミッタ電流の（β＋１）分の１の電流がベース端子に流れるため、エミッタ端子の抵抗の代わりに、β＋１倍した抵抗値の抵抗をベース端子に接続した回路構成４０８（図４Ｇ）としても同様の動作を行うことができる（βはトランジスタの電流増幅率）。また、回路構成４０１（図４Ａ）のエミッタ抵抗の一部をベース抵抗に置き換えた回路構成４０９（図４Ｈ）とすることもできる。また、回路構成４０６（図４Ｆ）と回路構成４０９（図４Ｈ）を組み合わせ、コレクタ端子の電圧を他の回路の制御電圧として制御端子４１１を設けた回路構成４１０（図４Ｉ）とすることも可能である。
【００５３】
なお、第２の回路はこれらの回路構成に限定されるものではない。第２の回路の回路構成として、「ダイオードを流れる電流に応じて、ダイオード接合の順方向接合電圧と抵抗の電圧降下によって生じる電圧の和が両端の電圧として生ずる構成」、又は、「エミッタ電流に応じて、トランジスタのベースエミッタ接合の順方向接合電圧と抵抗の電圧降下によって生じる電圧の和が両端の電圧として生ずる構成」を広く採用することが可能である。
【００５４】
さらに、第１の回路１１４のトランジスタ（或いはダイオード）と第２の回路１１５のトランジスタ（或いはダイオード）を別のサイズにしたり、別々の組成の接合による異なった接合電圧の素子で構成することで、出力電圧を調整することもできる。
【００５５】
（第２実施形態）
本発明にかかる電圧発生回路の他の例について図面を参照して説明する。図５は本発明にかかる電圧発生回路の他の例の回路図である。図５に示す電圧発生回路５０１は、電圧発生回路１０１に対し、トランジスタ５０２をさらに備えた構成を有している。
【００５６】
トランジスタ５０２のコレクタ端子は電源端子１０６に接続されており、トランジスタ５０２のベース端子は電圧出力端子１０３に接続されており、トランジスタ５０２のエミッタ端子はトランジスタ１０７のエミッタ端子に接続されている。ここで、トランジスタ５０２が第３のバイポーラトランジスタである。以下の説明において、電圧発生回路５０１の動作を実証するため、図５の回路構成のモデルを用いたシミュレーションを行い、出力電圧等の値の算出を行っている。なお、電源電圧１０２、１０６、１１０を全て同じ電圧として計算している。
【００５７】
図６は図５に示す電圧発生回路の出力電圧及び第２のバイポーラトランジスタのベース電圧と電源電圧との関係を示す図である。図６において、グラフ曲線６０１は、電圧発生回路５０１の出力電圧（縦軸）と電源電圧（横軸）との関係を示すグラフであり、抵抗１０４の抵抗値を１２００Ω、２２００Ω及び３２００Ωとしたときの、それぞれの電圧を３本のグラフとして図中に実線で示し、抵抗値を付して区別している。また、グラフ曲線６０２は電圧発生回路５０１のトランジスタ１０７のベース電圧（縦軸）と電源電圧（横軸）との関係を示すグラフであり、抵抗１０４の抵抗値を１２００Ω、２２００Ω及び３２００Ωとしたときの、それぞれの電圧を３本のグラフとして図中に破線で示し、抵抗値を付して区別している。
【００５８】
図６に示すように、電圧出力端子１０３の出力電圧（グラフ曲線６０１）は、電源電圧の増加とともに増加し、電源電圧が約５Ｖのとき極大値となり、その後、電源電圧が増加することで減少している。また、抵抗１０４の抵抗値を変更することで、グラフ曲線は、形状があまり変化することなく、上下方向に移動している。このことから、電圧発生回路５０１は電源電圧依存性が低い電源電圧範囲を有し、抵抗１０４の抵抗値を変更することで、電源電圧依存性を大きく変化させないように、出力電圧を調整できることがわかる。
【００５９】
以下に、本実施形態にかかる電圧発生回路の動作の詳細について説明する。なお、電圧発生回路５０１の動作は電圧発生回路１０１の動作と異なる部分があり、その部分についても説明する。
【００６０】
電圧発生回路５０１において、電圧出力端子１０３の出力電圧は、トランジスタ１０５とトランジスタ５０２のベースエミッタ間電圧の和と考えることができる。仮に、電圧出力端子１０３の電圧が上がると、トランジスタ５０２のベース電圧が上がりエミッタ電流が増加する。その結果、トランジスタ１０５のベース電圧が上昇し、トランジスタ１０５を流れる電流が増加し、抵抗１０４の電圧降下を増加させる。以上のことより、電圧発生回路５０１では、電圧出力端子１０３の電圧が上昇するとき、電圧出力端子１０３の電圧上昇を抑制する方向に動作する。
【００６１】
図５に示すように、電圧発生回路５０１のトランジスタ１０５のベースには、トランジスタ５０２だけでなくトランジスタ１０７のエミッタも接続されている。そのため、電圧発生回路５０１では、電圧発生回路１０１と比べ、トランジスタ１０５のベースに流れ込む電流が多く、トランジスタ１０５はベース電圧が高くなり、コレクタ電流が多い。
【００６２】
このことから、抵抗１０９や抵抗１０４の電圧降下が大きくなり、電源電圧が約２．５Ｖから約４Ｖまでの範囲では、電圧発生回路５０１の電圧出力端子１０３の出力電圧（図６グラフ曲線６０１）は、電圧発生回路１０１の出力電圧（図２グラフ曲線２０１）に比べて、低くなっている。
【００６３】
トランジスタ１１１とトランジスタ１１２のベースエミッタ間電圧の差を無視して、同じＶｂｅとして考えると、電圧出力端子１０３の出力電圧に比べて、トランジスタ１０７のベース電圧は抵抗１１３の電圧降下の分だけ大きくなる。そして、電流が増えるにしたがって（電源電圧が増えるにしたがって）、抵抗１１３の電圧降下が増大し、トランジスタ１０７のベース電圧をより高くする。そのため、電源電圧の増加に伴って、トランジスタ１０７が流す電流が大きくなり、トランジスタ１０５が電流を増加させ、抵抗１０９や抵抗１０４を流れる電流が増加し、抵抗１０９や抵抗１０４の電圧降下を増加させる。つまり、電源電圧の増加に伴って、電圧出力端子１０３の電圧を下げる効果が優勢となっていく。
【００６４】
このような特性を有しているため、電圧発生回路５０１は、極大値を持った電圧出力特性となっていると考えられる。より厳密には、個々の素子が相互に影響しあうので、上述の電圧発生回路５０１の動作と上述の電圧発生回路１０１の動作の両方が働いていると考えられる。
【００６５】
上記の説明のように、第１実施形態と同様に、第２実施形態において示した構成においても、電圧発生回路５０１において、「抵抗１１３の電圧降下分」は、電圧発生回路１０１と同様、主に抵抗１０９と抵抗１１３の比によって決まる構成となっているため、抵抗１０４の値を変えた場合でも、出力電圧の電源電圧依存性に大きな影響を与えることなく、出力電圧が調整できると考えられる。
【００６６】
なお、抵抗１０８の働きや置き換えられる回路構成、各電源の関係、トランジスタ１１１、１１２、抵抗１１３の置き換えられる回路構成は、電圧発生回路１０１と同様である。
【００６７】
（第３実施形態）
本発明にかかる電圧発生回路のさらに他の例について図面を参照して説明する。図７Ａは図１に示す電圧発生回路の他の例の回路図であり、図７Ｂは図５に示す電圧発生回路の他の例の回路図である。
【００６８】
図７Ａに示す電圧発生回路７０１は、電圧発生回路１０１に対応し、図７Ｂに示す電圧発生回路７０２は、電圧発生回路５０１に対応している。各電圧発生回路７０１、７０２は、トランジスタ１１１に変えて、抵抗７０３及びトランジスタ７０４を有し、抵抗７０３が、トランジスタ７０４のコレクタ端子とベース端子とを接続し、トランジスタ７０４のベース端子が電圧出力端子１０３に接続されており、トランジスタ７０４のエミッタ端子がトランジスタ１０５のコレクタ端子に接続されている。
【００６９】
また、電圧発生回路７０１、７０２は、トランジスタ７０５を有し、トランジスタ７０５のベース端子がトランジスタ７０４のコレクタ端子に接続され、トランジスタ７０５のエミッタ端子がトランジスタ１０５のコレクタ端子に接続され、トランジスタ７０５のコレクタ端子が電源端子１０６に接続されている。
【００７０】
ここで、トランジスタ７０４が第４のバイポーラトランジスタであり、トランジスタ７０５が第５のバイポーラトランジスタであり、トランジスタ７０４は、「第１の回路１１４のトランジスタ」と、「第４のバイポーラトランジスタ」とを兼ねている。
【００７１】
また、第４のバイポーラトランジスタであるトランジスタ７０４のベースコレクタ間を接続する抵抗７０３を含む経路が第１の接続経路であり、抵抗１０４が接続された「第１の接続経路上の端子（トランジスタ７０５のベース端子）」が第１の接続端子である。
【００７２】
また、抵抗７０３が、第１の接続端子と上記第４のバイポーラトランジスタのベース端子との間の、第１の接続経路の抵抗となっている。
【００７３】
また、抵抗１０４は、「第１の抵抗」と、「第４のトランジスタのベース端子を第１の電源端子、或いは第１の電源端子と同電位の電源端子に接続する抵抗」とを兼ねている。また、トランジスタ７０４、７０５のベースエミッタ接合は、電源端子１０２の電圧に対し順方向に接続されている。
【００７４】
また、上記第５のバイポーラトランジスタであるトランジスタ７０５のコレクタ端子が上記第１の電源端子と同じ極性の電源端子１０６に接続される経路は、第１の抵抗１０４を構成する抵抗素子を含まない接続経路となっている。
【００７５】
以下の説明において、電圧発生回路７０１、７０２の動作を実証するため、図７Ａ、図７Ｂの回路構成のモデルを用いたシミュレーションを行い、出力電圧等の値の算出を行っている。
【００７６】
なお、シミュレーションにおいては、トランジスタ７０５はエミッタ面積が４倍のサイズのものとしている。また、電源電圧１０２、１０６、１１０を全て同じ電圧としている。
【００７７】
図８Ａは図７Ａに示す電圧発生回路の出力電圧及び第２のバイポーラトランジスタのベース電圧と電源電圧との関係を示す図であり、図８Ｂは図７Ｂに示す電圧発生回路の出力電圧及び第２のバイポーラトランジスタのベース電圧と電源電圧との関係を示す図である。
【００７８】
図８Ａにおいて、グラフ曲線８０１は電圧発生回路７０１の出力電圧（縦軸）と電源電圧（横軸）との関係を示すグラフであり、抵抗１０４の抵抗値を１２００Ω、２２００Ω及び３２００Ωとしたときの、それぞれの電圧を３本のグラフとして図中に実線で示し、抵抗値を付して区別している。また、グラフ曲線８０２は電圧発生回路７０１のトランジスタ１０７のベース電圧（縦軸）と電源電圧（横軸）との関係を示すグラフであり、抵抗１０４の抵抗値を１２００Ω、２２００Ω及び３２００Ωとしたときの、それぞれの電圧を３本のグラフとして図中に破線で示し、抵抗値を付して区別している。
【００７９】
図８Ｂにおいて、グラフ曲線８０３は電圧発生回路７０２の出力電圧（縦軸）と電源電圧（横軸）との関係を示すグラフであり、抵抗１０４の抵抗値を１２００Ω、２２００Ω及び３２００Ωとしたときの、それぞれの電圧を３本のグラフとして図中に実線で示し、抵抗値を付して区別している。また、グラフ曲線８０４は電圧発生回路７０２のトランジスタ１０７のベース電圧（縦軸）と電源電圧（横軸）との関係を示すグラフであり、抵抗１０４の抵抗値を１２００Ω、２２００Ω及び３２００Ωとしたときの、それぞれの電圧を３本のグラフとして図中に破線で示し、抵抗値を付して区別している。
【００８０】
図８Ａ、８Ｂのグラフ曲線８０１、８０３に示すように、電圧発生回路７０１、７０２共に、電圧出力端子１０３の出力電圧は電源電圧の増加とともに増加し、電源電圧が約４〜５Ｖ付近で極大値となり、その後電源電圧の増加とともに減少している。また、抵抗１０４の抵抗値を変えると、グラフの形が大きく変わることなく、上下方向に移動している。
【００８１】
このことから、電圧発生回路７０１、７０２は電源電圧依存性が低い電源電圧範囲を有し、抵抗１０４の抵抗値を変更することで、電源電圧依存性が大きく変わることなく、出力電圧を調整できることがわかる。
【００８２】
また、電圧発生回路７０１、７０２の出力電圧は、電源電圧が３Ｖ以下の範囲で、電圧発生回路１０２、電圧発生回路５０２の出力電圧に比べ増加している。
【００８３】
電源電圧が増加した場合の出力電圧の増加を抑制の働きをする抵抗１１３の作用は、電源電圧が低い場合（たとえば、電圧発生回路１０１、電圧発生回路５０１で、およそ３Ｖ以下の電圧）においても既に働いている。そのため、電源電圧が低い場合の出力電圧が下がり、結果として、利用できる電源電圧範囲、特に下限範囲側が狭くなってしまう場合があった。
【００８４】
電圧発生回路７０１、電圧発生回路７０２では、電源電圧が２．５Ｖを超え、トランジスタ７０４にコレクタ電流が流れ始めると、トランジスタ７０５もコレクタ電流を流し始める。トランジスタ７０４のコレクタ電流が少ない間は、抵抗７０３の電圧降下が少ないので、トランジスタ７０５は、トランジスタ７０４と同じようにコレクタ電流を流すが、次第に電流が増え抵抗７０３の電圧降下が大きくなるとトランジスタ７０５のベース電圧が下がり、コレクタ電流が減少する。
【００８５】
トランジスタ７０５が流した電流（エミッタ電流）は、トランジスタ１０５のコレクタに流れ込むので、相対的にトランジスタ７０４、抵抗１０４の経路の電流が減り、抵抗１０４の電圧降下が減少するので出力端子１０３の電圧が増加する。つまり、電源電圧が比較的低いとき（トランジスタ７０４にコレクタ電流が流れ始める付近の電源電圧のとき）だけ、出力電圧を増加させる作用となる。
【００８６】
ここで、トランジスタ７０５のコレクタ端子の電流が、抵抗１０４を通ると、抵抗１０４の電圧降下を増加させ、上述の効果を打ち消してしまう。そのため、トランジスタ７０５のコレクタ端子の電流は、少なくとも、抵抗１０４を構成する抵抗素子の一部を経由しない経路で電源に接続されている必要があることになる。好ましくは、本実施形態のように抵抗１０４を構成する抵抗素子の全部を経由しない経路で接続する。
【００８７】
つまり、電圧発生回路７０１、電圧発生回路７０２に示すようにトランジスタ７０５のコレクタ端子が、抵抗１０４をまったく、経由することなく、電源端子に接続されていることが好ましい。
【００８８】
上述の説明のように、第４のバイポーラトランジスタと第５のバイポーラトランジスタを有する構成により、低い電源電圧での出力電圧が高くなり、使用できる電源電圧範囲の下限範囲を広げることができる。特に３〜４Ｖの電池で駆動する装置への適用において、電池が消耗して電源電圧が下がったときにも一定の出力電圧を供給することができる（回路を駆動させることができる）ようになり、特に利便性を向上することができる。
【００８９】
また、電圧発生回路７０１、７０２は電圧出力端子から電流を取り出した場合の電源電圧の低下が電圧発生回路１０１、５０１より改善される傾向にある。検討の結果、トランジスタ７０５が電流を流すのは、抵抗７０３を流れる電流が減少した場合であり、これは、電源電圧が低い場合だけでなく、電圧出力端子から電流を取り出したときにも生じるためであるとわかった。つまり、抵抗１０４を流れてきた電流が電圧出力端子から取り出されるため、同じく抵抗１０４からの電流が流れる抵抗７０３の電流が相対的に減少し、トランジスタ７０５のベース電圧が上がり、トランジスタ７０５が電流を流すことで、トランジスタ７０４の電流が相対的に減少し、電圧出力端子の電圧の低下が抑制される。この効果により、電圧発生回路７０１、７０２は電圧出力端子から電流を取り出しに対して、電圧発生回路１０１、５０１より、出力電圧の変動が少ない電源回路を提供することができる。
【００９０】
本実施形態において、抵抗１０８の働きや置き換えられる回路構成、各電源端子（１０２、１１０、１０６）の関係、トランジスタ１１２、抵抗１１３の置き換えられる回路構成は電圧発生回路１０１、５０１と同様である。また、トランジスタ７０５のコレクタ端子を電源端子１０６に接続しているが、電源電圧依存性がほとんどないので、動作できる電圧（ベース端子とほぼ同じくらいの電圧以上）がかかっていればよく、電源端子１０２、１０６と同じ電源端子である必要はない。また、効果を大きくするために、トランジスタ７０５は、トランジスタ７０４より、素子サイズ（エミッタサイズ）が大きいことが好ましい。
【００９１】
電圧発生回路の変形例について図面を参照して説明する。図９Ａは図７Ｂの電圧発生回路の変形例を示す回路図であり、図９Ｂは図７Ｂの電圧発生回路の変形例を示す回路図である。
【００９２】
電圧発生回路７０２では、第1の回路のトランジスタと、第４のバイポーラトランジスタをトランジスタ７０４が兼ねている構成であるのに対し、図９Ａに示す電圧発生回路９０１は、第４のバイポーラトランジスタであるトランジスタ９０６と、第1の回路のトランジスタ１１１とを別々に有する回路構成となっており、トランジスタ９０６のベース端子は、抵抗１０４と異なる抵抗９０２で、電源端子１０２と同じ電位の電源端子９０３に接続している。
【００９３】
ここで、抵抗１０４が第１の抵抗であり、第１の回路１１４はトランジスタ１１１で構成される。
【００９４】
なお、電圧発生回路９０１において、トランジスタ５０２がなければ、回路７０１に対応する同様の回路として動作する。
【００９５】
一方、図９Ｂに示す電圧発生回路９０４は、第２の回路のトランジスタと、第４のバイポーラトランジスタとをトランジスタ９０５が兼ねている回路構成となっている。トランジスタ９０５は抵抗７０３でベース端子とコレクタ端子を接続し、ベース端子を抵抗１１３、抵抗１０９を介して、第１の電源端子と同じ電位の第２の電源端子１１０に接続している。ここで、抵抗１１３、抵抗７０３、トランジスタ９０５が第２の回路１１５を構成している。この第２の回路１１５は、図４Ｆに示す回路構成４０６と同じ構成である。電圧発生回路９０４においても、トランジスタ５０２がなければ、回路７０１に対応する回路として動作する。
【００９６】
図９Ａに示す電圧発生回路９０１及び図９Ｂに示す電圧発生回路９０４いずれも、電圧発生回路７０２と同じ原理で電源電圧が低いときに出力電圧を増加させる作用が生じ、電圧発生回路７０２と同様の効果を有している。すなわち、第４のトランジスタは、電圧発生回路７０２のように第１の回路１１４のトランジスタと共用してもかまわないし、電圧発生回路９０１のように別に設ける構成でもかまわないし、電圧発生回路９０４のように第２の回路１１５のトランジスタと共用した構成としても構わない。
【００９７】
しかし、上述した電圧発生回路７０１、７０２のように、電圧出力端子１０３から電流を取り出したときの出力電圧の低下を抑制する特別な作用は電圧発生回路９０１、電圧発生回路９０４では生じない。電圧発生回路９０１、電圧発生回路９０４では電圧出力端子１０３の電圧が低下しても第４のバイポーラトランジスタ（回路９０１ではトランジスタ９０６、回路９０４ではトランジスタ９０５）の動作に変化がほとんど生じない。あるいは、むしろ、電圧発生回路９０１、電圧発生回路９０４では、トランジスタ７０５は、電圧出力端子１０３から電流を取り出した場合に、わずかながら逆の働きをして、「電圧出力端子から電流を取り出した場合に出力電圧の低下を抑制する」という意味での性能を劣化させる場合もある。
【００９８】
つまり、第４のバイポーラトランジスタと第１の回路のトランジスタとを共用した構成（電圧発生回路７０１、７０２）とすることで、電圧出力端子から電流を取り出した場合の、出力電圧の変動を抑制するという効果が生じる。
【００９９】
第２実施形態と第３実施形態に示す電圧発生回路７０１、７０２、９０１、９０４において、第５のバイポーラトランジスタであるトランジスタ７０５は、コレクタ電流、エミッタ電流を低い電源電圧に限って流すよう構成することが重要である。そのため、第４のバイポーラトランジスタであるトランジスタ７０４、９０５、９０６のベースエミッタ間電圧より、「第４のバイポーラトランジスタのコレクタ電流が流れる抵抗７０３」の電圧降下で、第５のバイポーラトランジスタのベースエミッタ間電圧を低く設定することが必要となる。
【０１００】
つまり、第４のバイポーラトランジスタのコレクタ電流は、電源電圧とともに増加を続けるので、「第４のバイポーラトランジスタのコレクタ電流が流れる抵抗（抵抗７０３）」の電圧降下によって、上述のように第５のバイポーラトランジスタのベースエミッタ間電圧のほうが低くなるよう、抵抗７０３を設定しておけば、電源電圧の増加とともに電圧降下が増大し、第５のバイポーラトランジスタのコレクタ電流は極大値となり、その後、減少に転じる。
【０１０１】
このとき、第４のバイポーラトランジスタ（トランジスタ７０４、９０５、９０６）のベース端子から、抵抗７０３を通って、コレクタ端子に至る経路を第１の接続経路とし、電源端子から抵抗を介し、第１の接続経路へ接続する際の、第１の接続経路上の接続箇所を、第１の接続端子とすると、第５のバイポーラトランジスタのベース端子は、第１の接続端子からみて、第４のバイポーラトランジスタ（トランジスタ７０４、９０５、９０６）のコレクタ端子側に接続される必要がある。そして、第１の接続端子と第５のバイポーラトランジスタ（トランジスタ７０５）のベース端子との間の第１の接続回路の抵抗が、「第４のバイポーラトランジスタのコレクタ電流が流れる抵抗」として有効な電圧降下の働きを有する抵抗となる。
【０１０２】
仮に、第５のバイポーラトランジスタのベース端子から、第４のバイポーラトランジスタのコレクタ端子との間に抵抗があったとしても、第５のバイポーラトランジスタのベース端子の電圧を下げる効果を生じない。また、仮に第１の接続端子と第４のバイポーラトランジスタのベース端子との間の第１の接続経路内に抵抗があった場合、ベース端子にはコレクタ端子に流れる電流のβ分の１の電流が流れるため、その電流の電圧降下によって、第４のバイポーラトランジスタのベース端子の電圧を下げてしまう。この場合、第４のバイポーラトランジスタのベース端子の電圧を下がった分に相当する電圧だけ、第５のバイポーラトランジスタのベース端子の電圧が余分に下がるよう、「第１の接続端子と第５のバイポーラトランジスタのベース端子との間の第１の接続回路の抵抗」を増加させるように調整する必要がある。
【０１０３】
さらに、仮に第４のバイポーラトランジスタ（トランジスタ７０４、９０５、９０６）のエミッタ端子に、トランジスタ１０５のコレクタ端子が抵抗を介して接続され、第５のバイポーラトランジスタ（トランジスタ７０５）のエミッタ端子が、上述の抵抗より、トランジスタ１０５のコレクタ端子側に接続されていたとすると、この抵抗によって、第５のバイポーラトランジスタのエミッタ端子の電圧が低下する。つまり、トランジスタ７０５のエミッタ端子の電圧が低下した分だけベースエミッタ間電圧が大きく設定されてしまう。
【０１０４】
この場合も、その分に相当する電圧だけ、第５のバイポーラトランジスタのベース端子の電圧が余分に下がるよう、「第１の接続端子と第５のバイポーラトランジスタのベース端子との間の第１の接続回路の抵抗」を増加させるように調整する必要がある。
【０１０５】
（第４実施形態）
本発明にかかる電圧発生回路のさらに他の例について図面を参照して説明する。図１０Ａは図７Ａに示す電圧発生回路の変形例を示す回路図であり、図１０Ｂは図７Ｂに示す電圧発生回路の変形例を示す回路図である。
【０１０６】
図１０Ａに示す電圧発生回路１００１は、回路７０１に対応し、抵抗１００３を有している。また、図１０Ｂに示す電圧発生回路１００２は、回路７０２に対応し、抵抗１００４を有している。また、電圧発生回路１００１、１００２は、それぞれトランジスタ７０５のコレクタ端子がトランジスタ１０７のベース端子に接続されている。
【０１０７】
つまり、電圧発生回路１００１、１００２では、第５のバイポーラトランジスタであるトランジスタ７０５のコレクタ端子が、トランジスタ１０７のベース端子に接続され、抵抗（抵抗１００３又は抵抗１００４と、抵抗１０９）を介して第２の電源端子１１０に接続されている。
【０１０８】
以下の説明において、電圧発生回路１００１、１００２の動作を実証するため、図１０Ａ、図１０Ｂの回路構成のモデルを用いたシミュレーションを行い、出力電圧等の値の算出を行っている。なお、シミュレーションにおいては、トランジスタ７０５は、エミッタ面積が半分のサイズ（２４μｍ2）としている。また、抵抗１００３は１００Ω、抵抗１００４は５０００Ωとしている。また、電源電圧１０２、１０６、１１０を全て同じ電圧としている。
【０１０９】
図１１Ａは図１０Ａに示す電圧発生回路の出力電圧及び第２のバイポーラトランジスタのベース電圧と電源電圧との関係を示す図であり、図１１Ｂは図１０Ｂに示す電圧発生回路の出力電圧及び第２のバイポーラトランジスタのベース電圧と電源電圧との関係を示す図である。
【０１１０】
図１１Ａにおいて、グラフ曲線１１０１は電圧発生回路１００１の出力電圧（縦軸）と電源電圧（横軸）との関係を示すグラフであり、抵抗１０４の抵抗値を１２００Ω、２２００Ω及び３２００Ωとしたときの、それぞれの電圧を３本のグラフとして図中に実線で示し、抵抗値を付して区別している。また、グラフ曲線１１０２は電圧発生回路１００１のトランジスタ１０７のベース電圧（縦軸）と電源電圧（横軸）との関係を示すグラフであり、抵抗１０４の抵抗値を１２００Ω、２２００Ω及び３２００Ωとしたときの、それぞれの電圧を３本のグラフとして図中に破線で示し、抵抗値を付して区別している。
【０１１１】
図１１Ｂにおいて、グラフ曲線１１０３は電圧発生回路１００２の出力電圧（縦軸）と電源電圧（横軸）との関係を示すグラフであり、抵抗１０４の抵抗値を１２００Ω、２２００Ω及び３２００Ωとしたときの、それぞれの電圧を３本のグラフとして図中に実線で示し、抵抗値を付して区別している。また、グラフ曲線１１０４は電圧発生回路１００２のトランジスタ１０７のベース電圧（縦軸）と電源電圧（横軸）との関係を示すグラフであり、抵抗１０４の抵抗値を１２００Ω、２２００Ω及び３２００Ωとしたときの、それぞれの電圧を３本のグラフとして図中に破線で示し、抵抗値を付して区別している。
【０１１２】
図１１Ａ、図１１Ｂのグラフ曲線１１０１、１１０３に示すように、電圧発生回路１００１、１００２共に、電圧出力端子１０３の出力電圧は電源電圧の増加とともに増加し、電源電圧が約４〜５Ｖ付近で極大値となり、その後電源電圧の増加とともに減少している。また、抵抗１０４の抵抗値を変えると、グラフの形が大きく変わることなく、上下方向に移動している。
【０１１３】
このことから、電圧発生回路１１０１、１１０２は電源電圧依存性が低い電源電圧範囲を有し、抵抗１０４の抵抗値を変更することで、電源電圧依存性が大きく変わることなく、出力電圧を調整できることがわかる。
【０１１４】
また、電圧発生回路７０１、電圧発生回路７０２に比べ、３Ｖ以下での出力電圧がさらに増加している。
【０１１５】
電圧発生回路１００１、１００２において、トランジスタ７０５の電流（エミッタ電流）がトランジスタ１０５のコレクタ端子に流れ込む。そのため、低い電源電圧領域で出力電圧を増加させる作用が生じるのは、図７Ａ、図７Ｂに示す電圧発生回路７０１、７０２と同じである。そして、電圧発生回路１００１、１００２は、さらに、トランジスタ７０５のコレクタ端子をトランジスタ１０７のベースに接続している。そのため、トランジスタ７０５のコレクタ電流が抵抗１００３（或いは抵抗１００４）を介して抵抗１０９に流れ、電圧降下が増加し、トランジスタ１０７のベース電圧が図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、低い電源電圧領域で減少する。
【０１１６】
そして、トランジスタ１０７のベース電圧の減少によって、トランジスタ１０７のエミッタ電流が減少し、トランジスタ１０５のベース端子の電圧が下がる。これにより、トランジスタ１０５のコレクタ電流が減少し、最終的に抵抗１０４の電圧降下が減少することで、出力電圧を高める。そして、その作用はトランジスタ７０４にコレクタ電流が流れ始める電源電圧のときだけ（電源電圧が比較的低いときだけ）働くので、低い電源電圧領域での出力電圧を増加させていると考えられる。
【０１１７】
上述の説明のように、第５のバイポーラトランジスタのコレクタ電流が第２のバイポーラトランジスタのベース電圧を下げるように接続されている構成により、電源電圧範囲（出力電圧の電源電圧依存性が小さい電源電圧の範囲）の下限範囲を広げることができ、特に３〜４Ｖの電池で駆動する装置への適用において、電池が消耗して電源電圧が下がったときにも回路を駆動させることができるようになり、特に利便性を向上することができる。
【０１１８】
図７Ａ、図７Ｂに示す電圧発生回路７０１、電圧発生回路７０２では、電源電圧が低いとき（トランジスタ７０４にコレクタ電流が流れ始める程度の電圧のとき）、電源から多くの電流を流すことで出力電圧を上げており、その電源電圧での消費電流が増加する。さらに、電圧発生回路７０１、電圧発生回路７０２は、電圧発生回路１０１、電圧発生回路５０１より、低電源電圧（３Ｖ以下）でトランジスタ１０７のベース電圧が高くなっており、トランジスタ７０５が流す電流以外にも、トランジスタ１０７が流す電流も増加する。そのため、電池が消耗して電圧が低下したときに電流が増加する構成では、電池の消耗をより早めてしまう場合があった。
【０１１９】
一方、電圧発生回路１００１、電圧発生回路１００２では、上述のとおりトランジスタ１０５の電流（コレクタ電流）を少なくすることで、出力電圧を高める動作を行っているため、必ずしもトランジスタ７０５が大きな電流を流す必要がない。そのためトランジスタ７０５サイズを小さくし、消費電流を減らすことができる。また、抵抗１００３、１００４の配置により同じ電流に対して電圧降下をより大きくすることができるので、トランジスタ７０５のコレクタ電流をさらに低下させ、消費電流を低減することができる。そして、図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、トランジスタ１０７のベース電圧も低くなっているので、トランジスタ１０７を流れる電流も低減され、消費電力が低減される。
【０１２０】
上述の説明のように、電圧発生回路１００１、１００２では流れる電流を少なくすることができるので、特に低電源電圧領域での消費電流を減らすことができる効果をさらに備えている。
【０１２１】
電圧発生回路１００１、１００２において、抵抗１０８の働きや置き換えられる回路構成、各電源（１０２、１１０、１０６）の関係、トランジスタ１１２、抵抗１１３の置き換えられる回路構成は電圧発生回路１０１と同様である。
【０１２２】
さらに、図１０Ａに示すように電圧発生回路１００１では、トランジスタ１０５のベース端子にはトランジスタ１０７からのみ電流が供給されているので、上述の効果がより明確になる。そのため抵抗１００３は値を小さく設定しており、抵抗１００３がなくてもほぼ同様の動作をすることができる。
【０１２３】
一方、図１０Ｂに示すように電圧発生回路１００２では、トランジスタ５０２からもトランジスタ１０５のベース端子に電流が供給されるので、上述の効果は緩やかなものとなる。そのため、抵抗１００４を大きな値にして、効果が大きく現れるようにしている。一方、トランジスタ７０５のトランジスタサイズを大きくして流れる電流を大きくすれば、その分抵抗の値を小さくできる。場合によっては、抵抗１００３、１００４を省略することも可能であり、さらには、抵抗１０９の抵抗素子の一部にトランジスタ７０５のコレクタ電流が流れるように構成することで、電圧降下の程度を下げるように調整することもできる。
【０１２４】
また、本実施形態は、トランジスタ７０５のコレクタ電流を上記のように抵抗を介して電源に接続する構成とした一例であるが、たとえば、トランジスタ７０５を２個配置し、一方のコレクタ端子を、電源に、他方のコレクタ端子をトランジスタ１０７のベース端子に接続するように組み合わせた構成とすることもできる。
【０１２５】
（第５実施形態）
本発明にかかる電圧発生回路のさらに他の例について図面を参照して説明する。図１２Ａは、図１に示す電圧発生回路の変形例を示す回路図であり、図１２Ｂは、図１０Ｂに示す電圧発生回路の変形例を示す回路図である。電圧発生回路１２０１は、電圧発生回路１０１に対応し、電圧発生回路１２０２は、電圧発生回路１００２に対応している。
【０１２６】
図１２Ａ、図１２Ｂに示すように、電圧発生回路１２０１、１２０２は、エミッタ端子が抵抗１２０５を介して接地端子に接続されたトランジスタ１２０６を有し、トランジスタ１２０６のベース端子がトランジスタ１０５のコレクタ端子に接続され、トランジスタ１２０６のコレクタ端子がトランジスタ１０５のベース端子に接続され、トランジスタ１０７のベース端子が抵抗１００４を介してトランジスタ１１２のコレクタ端子と抵抗１０９の接点に接続されている。
【０１２７】
また、電圧発生回路１２０１では、トランジスタ１０５は、ベース端子が抵抗１２０３を介してトランジスタ１０７のエミッタ端子に接続され、トランジスタ１０５のコレクタ端子が抵抗１２０４を介して抵抗１１３と、トランジスタ１１１のエミッタに接続されている。
【０１２８】
一方、電圧発生回路１２０２では、トランジスタ１０５は、ベース端子が抵抗１２０３を介してトランジスタ１０７のエミッタ端子に接続され、トランジスタ１０５のコレクタ端子が抵抗１２０４を介して抵抗１１３と、トランジスタ７０５とトランジスタ７０４のエミッタに接続され、トランジスタ７０５に接続され、トランジスタ１２０６のコレクタ端子は、トランジスタ１０７のベース端子に接続されている。
【０１２９】
ここで、トランジスタ１２０６が第６のバイポーラトランジスタであり、抵抗１２０４が第３の抵抗である。
【０１３０】
以下の説明において、電圧発生回路１２０１、１２０２の動作を実証するため、図１２Ａ、図１２Ｂの回路構成のモデルを用いたシミュレーションを行い、出力電圧等の値の算出を行っている。なお、電源電圧１０２、１０６、１１０を全て同じ電圧としている。
【０１３１】
図１３Ａは図１２Ａに示す電圧発生回路の出力電圧と第２のバイポーラトランジスタのベース電圧を示す図であり、図１３Ｂは図１２Ｂに示す電圧発生回路の出力電圧と第２のバイポーラトランジスタのベース電圧を示す図である。
【０１３２】
図１３Ａに示すグラフにおいて、グラフ曲線１３０１は電圧発生回路１２０１の出力電圧（縦軸）と電源電圧（横軸）との関係を示すグラフであり、抵抗１０４の抵抗値を１２００Ω、２２００Ω及び３２００Ωとしたときの 、それぞれの電圧を３本のグラフとして図中に実線で示し、抵抗値を付して区別している。また、グラフ曲線１３０２は電圧発生回路１２０１のトランジスタ１０７のベース電圧（縦軸）と電源電圧（横軸）との関係を示すグラフであり、抵抗１０４の抵抗値を１２００Ω、２２００Ω及び３２００Ωとしたときの、それぞれの電圧を３本のグラフとして図中に破線で示し、抵抗値を付して区別している。
【０１３３】
図１３Ｂに示すグラフにおいて、グラフ曲線１３０３は電圧発生回路１２０２の出力電圧（縦軸）と電源電圧（横軸）との関係を示すグラフであり、抵抗１０４の抵抗値を１２００Ω、２２００Ω及び３２００Ωとしたときの、それぞれの電圧を３本のグラフとして図中に実線で示し、抵抗値を付して区別している。また、グラフ曲線１３０４は電圧発生回路１２０２のトランジスタ１０７のベース電圧（縦軸）と電源電圧（横軸）との関係を示すグラフであり、抵抗１０４の抵抗値を１２００Ω、２２００Ω及び３２００Ωとしたときの、それぞれの電圧を３本のグラフとして図中に破線で示し、抵抗値を付して区別している。
【０１３４】
図１３Ａ、図１３Ｂのグラフ曲線１３０１、１３０３に示すように、電圧発生回路１２０１、１２０２共に、電圧出力端子１０３の出力電圧は電源電圧の増加とともに増加し、電源電圧が約４〜６Ｖ付近で極大値となり、その後電源電圧の増加とともに減少している。（ただし、回路１２０２の抵抗１２００Ωでの結果は、出力電圧が電源電圧が８Ｖになるまで上昇しており、上述の実施の形態の例よりも電源電圧依存性の変化が少し大きめとなっている。）また、抵抗１０４の抵抗値を変えると、グラフの形が大きく変わることなく、上下方向に移動している。
【０１３５】
このことから、電圧発生回路１２０１、１２０２は電源電圧依存性が低い電源電圧範囲を有し、抵抗１０４の抵抗値を変更することで、電源電圧依存性が大きく変わることなく、出力電圧を調整できることがわかる。
【０１３６】
また、電圧発生回路１０１、電圧発生回路１００２に比べ、３Ｖ以下での出力電圧が増加している。
【０１３７】
上述の実施形態１〜４と同様、電圧発生回路１２０１、１２０２においても、トランジスタ１１１、７０４のエミッタ端子は、おおよそＶｂｅ（Ｖｂｅ、或いは、Ｖｂｅ−抵抗１１３の電圧降下）の電圧となっている。そのため、トランジスタ１０５のコレクタ電流が少ないとき（電源電圧が低いとき）には、抵抗１２０４の電圧降下が少なく、トランジスタ１２０６のベース端子に電圧がかかって、トランジスタ１２０６がコレクタ電流を流す。
【０１３８】
そして、トランジスタ１０５のコレクタ電流が多くなるにしたがって、抵抗１２０４の電圧降下が大きくなり、トランジスタ１２０６のベース端子の電圧が低くなり、トランジスタ１２０６のコレクタ電流が減少する。或いは流れなくなる。つまり、トランジスタ１２０６は、電流の流れ始め、すなわち、電源電圧が低いときだけ電流を流し、トランジスタ１０５のベース電圧の上昇を抑制するように働いている。その結果、電圧発生回路１２０１、１２０２は、低い電源電圧領域において出力電圧を増加させることができていると考えられる。
【０１３９】
上述の説明のように、本構成によれば、電源電圧範囲の下限範囲を広げることができ、特に３〜４Ｖの電池で駆動する装置への適用において、電池が消耗して電源電圧が下がったときにも電圧発生回路を駆動させることができ、利便性を向上することができる。
【０１４０】
電圧発生回路１２０１、１２０２において、抵抗１２０５は、トランジスタ１２０６の電流が大きくなりすぎないように、調整用として入れている抵抗であり、トランジスタ１２０６のサイズを小さくした場合は、抵抗を小さくすることができ、抵抗１２０５を省略できる場合もある。また、電圧発生回路１２０１ではトランジスタ１０７のエミッタ電流が（電圧発生回路１２０２ではトランジスタ１０７とトランジスタ５０２のエミッタ電流が）、抵抗１２０３を流れてトランジスタ１２０６のコレクタに流れ込むように接続されている。抵抗１２０３による電圧降下した後の電圧が、トランジスタ１０５のベースの電圧となるので、トランジスタ１２０６のコレクタ電流は、トランジスタ１０５のベース電圧を低下する作用を増大させる働きを持っている。そのため、トランジスタ１２０６のサイズを小さく（或いは抵抗１２０５の抵抗値を大きく）する場合は、抵抗１２０３の値を大きくするように調整する。或いは、その逆の場合は、抵抗１２０３の値を小さくするように調整し、場合によっては抵抗１２０３を省略できる場合もある。
【０１４１】
また、電圧発生回路１２０２において、トランジスタ７０５のエミッタ電流は、低電圧電源時にトランジスタ１２０６のベース電圧を増加させ、トランジスタ１２０６の効果を高める作用がある。一方で、電源電圧が高い場合に流れなくなる性質を持っているので、抵抗１２０４を介さず、トランジスタ１０５のコレクタ端子（トランジスタ１２０６のベース端子）に直接接続するように構成できる場合もある。また、電圧発生回路１２０１、１２０２において、第１の回路１１４（トランジスタ１１１、或いは、トランジスタ７０４）、第２の回路（トランジスタ１１２、抵抗１１３）からの電流は、電源電圧の増加とともに増加し続けるので、抵抗１２０４を介して接続し、抵抗１２０４の電圧降下によってトランジスタ１２０６のベース電圧を下げさせる構成が必要となる。
【０１４２】
また、この場合において、上述の調整方法に基づいて、抵抗１２０３を大きめに設定することで上述の効果を増大させる。そして、その分、トランジスタ１２０６のサイズを小さくしたり、抵抗１２０５の値を大きくしたりしてトランジスタ１２０６のコレクタ電流を減少させ、消費電流を減少させるように構成するとより好ましい。
【０１４３】
或いは、１２０２のように、電圧発生回路１００１、１００２の構成（トランジスタ７０５のコレクタ電流による効果）と組み合わせることで、トランジスタ１０７からのエミッタ電流が少なくなるようにすると、効果が高まると同時に、消費電流を抑制することができる。また、回路１２０１の場合でも、同様で電圧発生回路１００１、１００２の構成と組み合わせることで、その効果が生じる。
【０１４４】
以下、上述の各実施形態（第１実施形態〜第５実施形態）を通じ、第３のバイポーラトランジスタであるトランジスタ５０２が無い電圧発生回路（１０１、７０１、１００１、１２０１）と有る電圧発生回路（５０１、７０２、１００２、１２０２）とを比較した。
【０１４５】
トランジスタ５０２が無い電圧発生回路（１０１、７０１、１００１、１２０１）は、トランジスタ５０２が有る電圧発生回路（５０１、７０２、１００２、１２０２）に比べ、抵抗１０４を変更したときの出力電圧の電源電圧依存性の変化、特に低電源電圧における変化が少ない傾向がある。つまり、トランジスタ５０２が無い回路では、抵抗１０４を変えたときのグラフ曲線が形状をより保ったまま上下方向に平行移動したように出力電圧が変化するのに対し、トランジスタ５０２の有る回路では、低電源電圧領域で「出力電圧の電源電圧依存性」の変化が少し大きくなっていることがわかる。
【０１４６】
ただし、第２実施形態の構成（電圧発生回路５０１、グラフ曲線６０１）では、トランジスタ５０２が有るにもかかわらず、抵抗１０４を変更によって、出力電圧の電源電圧依存性はほとんど変化していない。このことから、「出力電圧の電源電圧依存性」の変化が少し大きくなる要因は、トランジスタ５０２自体ではなく、トランジスタ５０２が有る構成で、かつ、低電源電圧時の出力電圧を高める構成を組み合わせた場合にあると考えられる。
【０１４７】
一方、トランジスタ５０２が有る構成では、電圧出力端子１０３から電流を取り出した場合の出力電圧の変動が少ない傾向があることがわかった。電圧出力端子１０３の出力電圧が低下するとトランジスタ５０２のベース電圧が低下する。これにより、トランジスタ１０５のベースに流れ込む電流が減少し、トランジスタ１０５のコレクタ電流が減少し、出力電圧の低下を抑制する作用が生じているためと考えられる。そのためトランジスタ５０２が無い構成では、その出力電圧の低下を抑制する作用が生じない分、電圧出力端子１０３から電流を取り出した場合の出力電圧の変動が少し大きめになる。
【０１４８】
図１４Ａは従来の電圧発生回路の出力電圧と電源電圧との関係を示す図であり、図１４Ｂは図１２Ｂに示す電圧発生回路の出力電圧と電源電圧との関係を示す図である。
【０１４９】
図１４Ａにおいて、グラフ曲線１４０１は、従来の電圧発生回路５１の出力電圧（縦軸）と電源電圧（横軸）との関係を示すグラフであり、電圧出力端子５７から電流を０Ａ、５０μＡ、１００μＡ取り出したときの、それぞれの出力電圧を３本のグラフとして図中に記載し、電流値を付して区別している。また、図１４Ｂにおいて、グラフ曲線１４０２は、図１２Ｂに示す電圧発生回路１２０２の出力電圧（縦軸）と電源電圧（横軸）との関係を示すグラフであり、電圧出力端子１０３から電流を０Ａ、５０μＡ、１００μＡ取り出したときの、それぞれの出力電圧を３本のグラフとして図中に記載し、電流値を付して区別している。なお、図１４Ａ、図１４Ｂは、従来の電圧発生回路５１の抵抗５４及び電圧発生回路１２０２の抵抗１０４の抵抗値はともに３２００Ωとしている。
【０１５０】
図１４Ａのグラフ曲線１４０１に示すように、電圧発生回路５１では、低い電源電圧（４Ｖ以下）のとき、電圧出力端子５７から電流の取り出しにより出力電圧が下がる傾向がある。一方で、図１４Ｂにグラフ曲線１４０２に示すように、電圧発生回路１２０２では、３Ｖ以上の電源電圧のとき、電流の取り出しによる出力電圧の低下がほとんど見られないことがわかる。
【０１５１】
電圧出力端子から電流を取り出したとき、電源出力端子の電圧が低下を始めるが、トランジスタ７０５のエミッタ電流が増加し、出力電圧の低下を抑制させる方向の作用を示すことは、第３実施形態で説明したとおりである。
【０１５２】
電圧発生回路１２０２では、さらに、トランジスタ７０５のコレクタ電流の増加がトランジスタ１０７のベース電圧を下げ、トランジスタ１０７のエミッタ電流を減少させる。これにより、トランジスタ５０２、１０７の両方のエミッタ電流がともに減少方向となるので、効果的にトランジスタ１０５のベース電圧を下げる方向に作用する。これは第４実施形態の構成（電圧発生回路１００１、１００２）の効果である。
【０１５３】
つまり、電圧発生回路１２０２では、トランジスタ５０２の効果とタイミングを合わせて、各構成の作用が働くので、電圧出力端子１０３から電流を取り出した際、電圧出力端子１０３の出力電圧の低下を効果的に抑制することができていると考えられる。
【０１５４】
もし、電圧発生回路１２０２において、出力電圧の低下の抑制作用が足りなければ、トランジスタ７０５のエミッタ端子を抵抗１２０４を介さず、トランジスタ１０５のコレクタに接続することもできる（回路１２０２では、この構成は採用していない）。その場合、電源電圧が低い場合において、トランジスタ７０５のエミッタ電流の増加により、トランジスタ１２０６のベース電圧の増加、コレクタ電流の減少を生じ、さらに出力電圧を増加させることができる。
【０１５５】
（第６実施形態）
本発明にかかる電圧発生回路の他の例について図面を参照して説明する。図１５Ａは本実施形態にかかる電圧発生回路の構成を示す回路図である。図１５Ａに示す電圧発生回路１１は、電圧発生回路１０１に対し、トランジスタ１１１、抵抗１０４、電源端子１０２、電圧出力端子１０３と同じ構成のトランジスタ１５、抵抗１３、電源端子１２、電圧出力端子１４が追加されている。それ以外は、同じ構成を有しており、実質上、同じ構成の部分には同じ記号を用いている。
【０１５６】
ここで、電源端子１２が、第１の電源端子と同電位の電源端子であり、抵抗１３が第３の抵抗であり、電圧出力端子１４が第２の電圧出力端子であり、トランジスタ１５が第３の回路を構成し、電圧出力端子１４に接続される第１の端子と、トランジスタ１０５のコレクタ端子（第２の回路の第２の端子）に接続される第２の端子との間に、順方向のベースエミッタ接合の接合電圧をエミッタ電流に応じて生じさせるよう接続されている。
【０１５７】
電圧発生回路１１をこのような構成とすることで、電源電圧依存性の少ない電圧を第２の電圧出力端子１４に出力することができる。また、抵抗１３で、その出力電圧を調整することができる。
【０１５８】
次に、本発明にかかる電圧発生回路を利用した回路について図面を参照して説明する。図１５Ｂは本発明にかかる電圧発生回路を用いた多段の高周波増幅回路を説明するための回路図である。電圧発生回路１１は、図１５Ｂに示す多段の高周波増幅回路２１の各増幅段のトランジスタへのベースバイアス端子２２、２３への電圧の供給に適している。
【０１５９】
電圧発生回路１１は、図１５Ｂに示す、高周波増幅回路２１にバイアス電圧を供給する。すなわち、電圧発生回路１１の電圧出力端子１０３、１４から、増幅回路のバイアス端子２２、２３にＶｂｅの２倍の電圧を供給するように、高周波増幅回路２１に電圧発生回路１１を接続する。
【０１６０】
高周波増幅回路２１では、バイアストランジスタ２４、２５がバイアス端子２６からエミッタ電流として増幅トランジスタ２７及び後段の増幅トランジスタ２８のベース端子へそれぞれバイアス電流を流す。図１５Ｂ中の２９、３０、３１は整合回路であり、コンデンサは直流カット素子、コイルは高周波チョーク素子、抵抗は増幅トランジスタのバラスト抵抗を簡略的に示している。高周波増幅回路２１は、入力端子３２から入った高周波信号が増幅素子２７、２８で増幅され、出力端子３３から出力される構成である。
【０１６１】
ここで、高周波増幅回路２１を、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ）による集積回路で構成する場合、通常トランジスタ素子がＮＰＮトランジスタだけで構成されるため、ＰＮＰ型の素子が必要のない本発明の構成が重要となる。
【０１６２】
従来技術の回路５１、６１に比べれば、本発明の電圧発生回路（第１〜第５実施形態）は少しずつ回路素子が多くなっているが、本実施の形態の構成を用いることで、電圧発生回路の一部が共用できるため、多段増幅回路のような複数の電圧出力を得る必要のある回路への適用において、回路素子の増加を抑制することができ、回路が小型化できるとともに、各増幅トランジスタのベースバイアス電圧を別々に設定できる利点を有する。電源端子に印加される電圧は、携帯端末などでは、電池から供給されるので、回路は電圧の変動に対して、安定な動作を行うことが必要である。そのため、従来は、レギュレータ回路などで、一定の電圧を作成し、増幅素子であるヘテロ接合バイポーラトランジスタ（２７、２８）からなるパワーアンプ集積回路２１を動作させていた。今回、出力電圧の電源電圧依存性が小さい本発明の電圧発生回路を用いることで、電源電圧１０２の電源端子（１１０、１０２、１２）を単に電界効果トランジスタなどの簡易なスイッチ素子でＯＮ（電源電圧）、ＯＦＦ（０Ｖ）させる簡単な構成によっても、電源電圧１２の変動に対して安定した増幅動作が可能となる高周波電力増幅回路を提供することができる。  また、調整用の抵抗素子１８、１９で容易に電圧発生回路の出力電圧の調整を行い、増幅回路の利得の調整などを行うことができるので、同じ集積回路チップを、異なる用途に利用する場合など用途を広げることができる。
【０１６３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１６４】
本発明は、携帯電話機、通信機器等、電源電圧が変動しても、出力電圧に電源依存性が小さい電圧を供給する必要がある電子回路の電圧供給源として広く採用することが可能である。
【符号の説明】
【０１６５】
１０１、５０１、７０１、７０２、９０１、９０４、１００１、１００２、１２０１、
１２０２、１１  電源発生回路
１０２  第１の電源端子
１１０、１２、９０３  第１の電源端子と同じ電位の電源端子
１０６  第１の電源端子と同じ極性の電源端子
１０３  電圧出力端子
１０５  第１のバイポーラトランジスタ
１０７  第２のバイポーラトランジスタ
１０４  第１の抵抗
１０９  第２の抵抗
１１１、１１２  バイポーラトランジスタ
１１４  第１の回路
１１５  第２の回路
５０２  第３のバイポーラトランジスタ
７０４、９０５、９０６  第４のバイポーラトランジスタ
７０５  第５のバイポーラトランジスタ
９０２、１２０４  抵抗
１２０６  第６のバイポーラトランジスタ
１３    第３の抵抗
１４    第２の電圧出力端子
１５    バイポーラトランジスタ（第３の回路）
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図４Ｉ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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