(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低電源電位を基準として動作するバイアス回路の定電流源と並列に配置されて起動電流を流すためのトランジスタを有し、定電流源のバイアス電圧をもとに基準電圧信号を出力する基準電圧回路と、
起動時に前記基準電圧信号に基づいて電源電圧が一定値以上になったことを検出して、起動完了信号を出力する低電圧検出回路と、
前記トランジスタのゲートと高電位電源との間に接続された第１のスイッチと、
前記トランジスタのゲートと低電位電源との間に直列に接続された抵抗と第２のスイッチと、を備え、
前記第１のスイッチは前記定電流源のバイアス電圧でオン／オフし、
前記第２のスイッチは前記起動完了信号によって動作し、前記低電圧検出回路から前記起動完了信号が出力されるまではオン状態であり、前記起動完了信号信号が出力されることによってオフ状態になることを特徴とする起動回路。
【請求項２】
前記トランジスタはＰチャネルトランジスタであり、前記第１のスイッチはＰチャネルトランジスタであり、前記第２のスイッチはＮチャネルトランジスタであることを特徴とする請求項１に記載の起動回路。
【請求項３】
高電源電位を基準として動作するバイアス回路の定電流源と並列に配置されて起動電流を流すためのトランジスタを有し、定電流源のバイアス電圧をもとに基準電圧信号を出力する基準電圧回路と、
起動時に前記基準電圧信号に基づいて電源電圧が一定値以上になったことを検出して、起動完了信号を出力する低電圧検出回路と、
前記トランジスタのゲートと低電位電源との間に接続された第１のスイッチと、
前記トランジスタのゲートと高電位電源との間に直列に接続された抵抗と第２のスイッチと、を備え、
前記第１のスイッチは前記定電流源のバイアス電圧でオン／オフし、
前記第２のスイッチは前記起動完了信号によって動作し、前記低電圧検出回路から前記起動完了信号が出力されるまではオン状態であり、前記起動完了信号信号が出力されることによってオフ状態になることを特徴とする起動回路。
【請求項４】
前記トランジスタはＮチャネルトランジスタであり、前記第１のスイッチはＮチャネル
トランジスタであり、前記第２のスイッチはＰチャネルトランジスタであることを特徴と
する請求項３に記載の起動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイアス回路を起動するための起動回路において、低消費電流で安定した動作をする起動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子回路を動作させるためには、基準電圧回路や基準電流回路等に代表されるバイアス回路が必要である。
【０００３】
バイアス回路は、その動作電流が零で安定点を有するため、電源を投入しただけでは起動しない。このため、専用の起動回路を要する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図４は、バイアス回路の一例としてのバンドギャップ基準電圧回路の回路図である。この図４に示す基準電圧回路部１０は、電圧ＶＥを出力する電源Ｖと並列に３つの定電流源Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３を備えている。また、定電流源Ｉ１の出力側にはトランジスタＱ１が直列に接続され、定電流源Ｉ２の出力側には抵抗Ｒ１とトランジスタＱ２とが直列に接続され、定電流源Ｉ３の出力側には抵抗Ｒ２とトランジスタＱ３とが直列に接続されている。
【０００５】
また、定電流源Ｉ１の出力側とトランジスタＱ１との間及び定電流源Ｉ２の出力側と抵抗Ｒ１との間には、オペアンプ１１の入力側が接続され、このオペアンプ１１の出力（バイアス電圧）は定電流源Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３にフィードバックされる。また、定電流源Ｉ３と抵抗Ｒ２との間からは基準電圧信号Ｖｒｅｆが出力される。
【０００６】
このようなバンドギャップ基準電圧回路（基準電圧回路部１０）は、電源Ｖの出力電流Ｉ＝０Ａが安定点の一つであるため、図４に示す電源Ｖが起動しても、基準電圧信号Ｖｒｅｆを出力しない。このため、起動時には定電流源Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３に強制的に出力電流Ｉを流して回路を起動させている。このため、起動回路にあっては、対象回路が起動完了しても電源電圧ＶＥが印加されている間は、常時電流が流れ、消費電流が増加してしまうという問題が生じていた。
【０００７】
この問題に対して、特許文献１では、回路中にスイッチ（スイッチング素子）を設けるとともに、このスイッチを起動時にオンして出力電流Ｉを流し、スイッチのゲートに接続したコンデンサが充電されると、スイッチのゲート・ソース間電位が低下してスイッチをオフするという技術が提案されている。
【０００８】
この起動回路によれば、起動後はスイッチがオフするため、起動電流を停止することができる。また、スイッチのゲート駆動は、コンデンサを充電することで行っているため、充電が完了すると、それ以上の電流が流れなくなるという利点を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０９−０８１２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した特許文献１の起動回路にあっては、コンデンサの充電電圧と電源電圧とが略等しい状態に保たれている場合には、スイッチが常にオフ状態となるため、起動電流が流れなくなる。
【００１１】
このため、電源電圧の立ち上がりスピードに依存して起動回路が起動しない場合が生じるという問題が生じていた。また、スイッチのゲート電圧はコンデンサで保持されるので、電源電圧が過渡変動した場合にはスイッチのゲート電圧が電源電圧の変動に追従しないため、スイッチがオン／オフを繰り返してしまい、バイアス回路の動作が不安定となってしまう場合があるという問題が生じていた。
【００１２】
本発明は上述のかかる事情に鑑みてなされたものであり、低消費電流で電源電圧の状態に関係なく安定した動作を確保することができる起動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】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明の起動回路は、低電源電位を基準として動作するバイアス回路の定電流源と並列に配置されて起動電流を流すためのトランジスタを有し、定電流源のバイアス電圧をもとに基準電圧信号を出力する基準電圧回路と、起動時に前記基準電圧信号に基づいて電源電圧が一定値以上になったことを検出して、起動完了信号を出力する低電圧検出回路と、前記トランジスタのゲートと高電位電源との間に接続された第１のスイッチと、前記トランジスタのゲートと低電位電源との間に直列に接続された抵抗と第２のスイッチと、を備え、前記第１のスイッチは前記定電流源のバイアス電圧でオン／オフし、前記第２のスイッチは前記起動完了信号によって動作し、前記低電圧検出回路から前記起動完了信号が出力されるまではオン状態であり、前記起動完了信号信号が出力されることによってオフ状態になることを特徴とする。
【００１４】
この際、前記トランジスタをＰチャネルトランジスタとし、前記第１のスイッチをＰチャネルトランジスタとし、前記第２のスイッチをＮチャネルトランジスタとすることができる。
【００１５】
このような構成によれば、低消費電流で電源電圧の状態に関係なく安定した動作を確保することができる。
【００１６】
また、本発明の起動回路は、高電源電位を基準として動作するバイアス回路の定電流源と並列に配置されて起動電流を流すためのトランジスタを有し、定電流源のバイアス電圧をもとに基準電圧信号を出力する基準電圧回路と、起動時に前記基準電圧信号に基づいて電源電圧が一定値以上になったことを検出して、起動完了信号を出力する低電圧検出回路と、前記トランジスタのゲートと低電位電源との間に接続された第１のスイッチと、前記トランジスタのゲートと高電位電源との間に直列に接続された抵抗と第２のスイッチと、を備え、前記第１のスイッチは前記定電流源のバイアス電圧でオン／オフし、前記第２のスイッチは前記起動完了信号によって動作し、前記低電圧検出回路から前記起動完了信号が出力されるまではオン状態であり、前記起動完了信号信号が出力されることによってオフ状態になることを特徴とする。
【００１７】
この場合においても、前記トランジスタをＮチャネルトランジスタとし、前記第１のスイッチをＮチャネルトランジスタとし、前記第２のスイッチをＰチャネルトランジスタとすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の起動回路は、低消費電流で電源電圧の状態に関係なく安定した動作を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る起動回路の説明図である（低電源電位側を基準に動作する場合）。
【図２】本発明の一実施形態に係る他の起動回路の説明図である（低電源電位側を基準に動作する場合）。
【図３】図２に対応する回路図であって、高電源電位側を基準に動作する場合の回路図である。
【図４】従来の基準電圧回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明の一実施形態に係る起動回路について、図面を参照して説明する。尚、以下に示す実施例は本発明の起動回路における好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。また、以下に示す実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下に示す実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【００２１】
（実施形態１）
図１は本発明の一実施形態に係る起動回路をバンドギャップ基準電圧回路に使用した場合の説明図である。尚、基準電圧回路部１０の構成は上記従来技術（図４）と同一であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２２】
図１において、起動回路部２０は、電源Ｖと基準電圧回路部１０との間に並列に接続されている。この起動回路部２０は、第１のスイッチＳ１、抵抗Ｒ３、第２のスイッチＳ２、が直列に接続されていると共に、起動電流を流すためのＰチャネルトランジスタＭＰ１が並列に接続されている。
【００２３】
ＰチャネルトランジスタＭＰ１のドレインは基準電圧回路部１０の定電流源Ｉ１の出力端とオペアンプ１１の入力端との間に接続され、ＰチャネルトランジスタＭＰ１のゲートは第１のスイッチＳ１と抵抗Ｒ３との間に接続されている。これにより、第１のスイッチＳ１は、ＰチャネルトランジスタＭＰ１のゲートと高電位電源間に接続されている。また、ＰチャネルトランジスタＭＰ１のゲートと低電位電源間には抵抗Ｒ３とスイッチＳ２とが直列に接続されている。
【００２４】
第１のスイッチＳ１は、基準電圧回路部１０のオペアンプ１１から出力された定電流源のバイアス電圧でオン／オフする。また、第２のスイッチＳ２は、例えば、システムのオン／オフ信号、パワーオンリセット信号等のほか、システムリセット信号や低電圧検出回路信号を含む電源起動に関する電源起動信号ＥＮでオン／オフする。
【００２５】
このような構成においては、起動前においては、システムや電源の起動を知らせるロジック信号やシステムリセット信号といった電源起動信号ＥＮにより第２のスイッチＳ２がオンする。また、第１のスイッチＳ１は定電流源のバイアス電圧が起動していない状態でオフする。
【００２６】
そして、電源Ｖが立ち上がると、第２のスイッチＳ２と抵抗Ｒ３とを通してＰチャネルトランジスタＭＰ１のゲート・ソース間電圧が印加され、ＰチャネルトランジスタＭＰ１に起動電流が流れ、基準電圧回路部１０に強制的に電流を流し、基準電圧Ｖｒｅｆを出力させる。
【００２７】
また、基準電圧回路部１０が基準電圧Ｖｒｅｆを出力し、定電流源のバイアス電圧が起動すると、第１のスイッチＳ１がオンし、ＰチャネルトランジスタＭＰ１のゲート・ソース間電圧が零となり、起動電流が流れなくなる。
【００２８】
さらに、システムや電源の起動が完了した場合や、システムがセットされた場合には、第２のスイッチＳ２をオフにして抵抗Ｒ３に流れる電流を遮断し、消費電流の増加を抑制する。
【００２９】
（実施形態２）
図２は本発明の一実施形態に係る他の起動回路の説明図である。尚、上記実施の形態１（図１）と同一の構成には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３０】
図２に示すように、電源Ｖと並列に、起動回路部３０、基準電圧回路部４０、低電圧検出回路部５０、が並列に接続されている。
【００３１】
尚、基準電圧回路部４０は、実施形態１で示した基準電圧回路部１０の定電流源Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３に換えてＰチャネルトランジスタＭＰ２，ＭＰ３，ＭＰ４が接続され、オペアンプ１１に換えてＮチャネルトランジスタＭＮ１，ＭＮ２が接続されている。
【００３２】
このＮチャネルトランジスタＭＮ１，ＭＮ２は、各ドレインがＰチャネルトランジスタＭＰ２，ＭＰ３のドレインに接続され、ＭＮ１のソースがトランジスタＱ１のエミッタに接続され、ＭＮ２のソースが抵抗Ｒ１を介してＱ２のエミッタに接続されている。
【００３３】
また、ＮチャネルトランジスタＭＮ１，ＭＮ２のゲート間はＰチャネルトランジスタＭＰ２とＮチャネルトランジスタＭＮ１のドレイン間及びＰチャネルトランジスタＭＰ１のドレインに接続されている。さらに、ＰチャネルトランジスタＭＰ２，ＭＰ３のゲート間はＰチャネルトランジスタＭＰ３のドレインとＮチャネルトランジスタＭＮ２のドレインとの間に接続され、ＰチャネルトランジスタＭＰ４のドレインと抵抗Ｒ２との間からは基準電圧信号Ｖｒｅｆが低電圧検出回路部５０に出力される。
【００３４】
起動回路部３０は、実施形態１の起動回路部２０の第１のスイッチＳ１に換えてＰチャネルトランジスタＭＰ５（第１のスイッチ）が接続され、そのゲート駆動には、ＰチャネルトランジスタＭＰ３のバイアス電圧を用いている。また、第２のスイッチＳ２に換えてＮチャネルトランジスタＭＮ３（第２のスイッチ）が接続され、そのオン／オフは電源電圧ＶＥを監視する低電圧検出回路部５０からの出力で行っている。
【００３５】
その低電圧検出回路部５０は、第３のスイッチＳ３、抵抗Ｒ５，抵抗Ｒ４が直列に接続されているとともに、コンパレータＣＯＭＰ１が並列に接続されている。
【００３６】
コンパレータＣＯＭＰ１には、ＰチャネルトランジスタＭＰ４のドレインと抵抗Ｒ２との間から出力された基準電圧信号Ｖｒｅｆと、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ４との間から出力された信号と、が入力され、起動回路部３０のＮチャネルトランジスタＭＮ３のゲートに出力信号を出力する。
【００３７】
このような構成においては、電源電圧ＶＥが所定値（例えば、３Ｖ）未満では、低電圧検出回路部５０からの出力でＮチャネルトランジスタＭＮ３をオンする。この所定値は、仕様によって任意に決められるものである。また、ＰチャネルトランジスタＭＰ５はＰチャネルトランジスタＭＰ３のバイアス電圧が起動していない状態でオフする。
【００３８】
そして、電源電圧ＶＥが上昇すると、ＮチャネルトランジスタＭＮ３と抵抗Ｒ３とを通してＰチャネルトランジスタＭＰ１のゲート・ソース間電圧が印加されるため、ＰチャネルトランジスタＭＰ１に起動電流が流れて基準電圧回路部４０に強制的に電流を流し、基準電圧を起動させる。
【００３９】
この基準電圧回路部４０が起動し、ＰチャネルトランジスタＭＰ３のバイアス電圧が起動すると、ＰチャネルトランジスタＭＰ５がオンし、ＰチャネルトランジスタＭＰ１のゲート・ソース間電圧が零となり、起動電流が流れなくなる。
【００４０】
また、電源電圧ＶＥが所定値以上となり、低電圧検出回路部５０が電源電圧ＶＥの起動完了信号を出力すると、ＮチャネルトランジスタＭＮ３がオフし抵抗Ｒ３に流れる電流が遮断され、消費電流の増加を抑制する。
【００４１】
このように、本発明の起動回路にあっては、コンデンサを用いて電圧を保持する構成を採用していないことから、電源電圧ＶＥの起動が遅い場合の起動不良や、電源電圧ＶＥが過渡変動した場合の不安定動作の発生を抑制することができる。
【００４２】
ところで、上記各実施の形態では、構成回路が低電源電位側を基準に動作する場合について説明したが、高電源電位側を基準に動作する場合においても適用可能である。この場合には、電源電圧ＶＥの極性を反転するとともに、各Ｐチャネルトランジスタ（ＭＰ１〜ＭＰ５）及びＮチャネルトランジスタ（ＭＮ１〜ＭＮ３）を相互に交換し、ＰＮＰトランジスタ（Ｑ１〜Ｑ３）をＮＰＮトランジスタに交換することで、同様の効果を奏することができる。図３に高電源電位側を基準に動作する場合の回路例を示す。図３の起動回路部３１，基準電圧回路部４１，低電圧検出回路部５１は、図２の起動回路部３０，基準電圧回路部４０，低電圧検出回路部５０にそれぞれ対応している。図３において、ＮチャネルトランジスタＭＮ１５は第１のスイッチ，ＰチャネルトランジスタＭＰ１３は第２のスイッチに相当する。
【符号の説明】
【００４３】
１０，４０，４１…基準電圧回路部
１１…オペアンプ
２０，３０，３１…起動回路部
５０，５１…低電圧検出回路部
ＭＮ１〜ＭＮ３，ＭＮ１１〜ＭＮ１５…Ｎチャネルトランジスタ
ＭＰ１〜ＭＰ５，ＭＰ１１〜ＭＰ１３…Ｐチャネルトランジスタ
ＣＯＭＰ１，ＣＯＭＰ１１…コンパレータ（比較器）
Ｑ１〜Ｑ３，Ｑ１１〜Ｑ１３…トランジスタ
Ｒ１〜Ｒ５，Ｒ１１〜Ｒ１５…抵抗
Ｓ１〜Ｓ３，Ｓ１３…スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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