(57)【要約】【課題】回路規模が小さく、電圧に連続性があるソフトスタート機能を有した基準電圧回路を提供する。【解決手段】デプレッションタイプＭＯＳトランジスタとエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタから構成される基準電圧部と、ゲートが第一のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタのゲート及びドレインと接続され、ドレインが基準電圧回路の出力端子に接続されたエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタと、一方の端子が基準電圧部の出力端子に接続され、他方の端子がエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタのドレインに接続されたＭＯＳスイッチと、電源と接地間に直列に接続された定電流源及び容量と、から構成されるソフトスタート回路と、を備えた基準電圧回路。【選択図】図１
2011221982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デプレッションタイプＭＯＳトランジスタと第一のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタから構成される基準電圧部と、ソフトスタート回路を備えた基準電圧回路であって、
前記ソフトスタート回路は、
ゲートが前記第一のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタのゲート及びドレインと接続され、ドレインが前記基準電圧回路の出力端子に接続された第二のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタと、
一方の端子が前記基準電圧部の出力端子に接続され、他方の端子が前記第二のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタのドレインに接続されたＭＯＳスイッチと、
電源と接地間に直列に接続された定電流源及び容量と、を備え、
前記定電流源の電流で前記容量を充電するときの電圧で前記ＭＯＳスイッチを徐々にオンすることによって基準電圧が徐々に立ち上がることを特徴とする基準電圧回路。
【請求項２】
ゲート及びソースが接地されたデプレッションタイプＭＯＳトランジスタと、ソースが電源端子に接続され、ゲート及びドレインが前記デプレッションタイプＭＯＳトランジスタのドレインと接続された第一のエンハンスメントタイプＰＭＯＳトランジスタと、ゲートが前記第一のエンハンスメントタイプＰＭＯＳトランジスタのゲートに接続され、ソースが電源端子に接続された第二のエンハンスメントタイプＰＭＯＳトランジスタと、ゲート及びドレインが前記第二のエンハンスメントタイプＰＭＯＳトランジスタのドレインに接続された第一のエンハンスメントタイプＮＭＯＳトランジスタと、から構成される基準電圧部と、ソフトスタート回路を備えた基準電圧回路であって、
前記ソフトスタート回路は、
ゲートが前記第一のエンハンスメントタイプＮＭＯＳトランジスタのゲート及びドレインと接続され、ドレインが前記基準電圧回路の出力端子に接続された第二のエンハンスメントタイプＮＭＯＳトランジスタと、
一方の端子が前記基準電圧部の出力端子に接続され、他方の端子が前記第二のエンハンスメントタイプＮＭＯＳトランジスタのドレインに接続されたＭＯＳスイッチと、
電源と接地間に直列に接続された定電流源及び容量と、を備え、
前記定電流源の電流で前記容量を充電するときの電圧で前記ＭＯＳスイッチを徐々にオンすることによって基準電圧が徐々に立ち上がることを特徴とする基準電圧回路。
【請求項３】
前記定電流源と前記容量の接続部に接続された起動スイッチを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の基準電圧回路。
【請求項４】
前記基準電圧部の出力端子と、前記基準電圧回路の出力端子に接続された起動スイッチを備えたことを特徴とする請求項３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、基準電圧回路に関し、より詳しくは基準電圧が所定の時間を経て徐々に立ち上がるソフトスタート機能を有する基準電圧回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にソフトスタート機能を有する基準電圧回路は、定電流源からコンデンサに充電をおこなう充電期間をソフトスタート時間に設定している。充電された電圧が所定の電圧をこえると、スイッチが切替わりソフトスタートから所定の基準電圧に変換をおこなう（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来の基準電圧回路について説明する。図２は、従来の基準電圧回路の回路図である。
基準電圧回路は、定電圧源１０１とソフトスタート回路からなっている。ソフトスタート回路は、コンパレータ１０３と遅延回路１０４と定電流源１０２と容量Ｃと抵抗ＲとスイッチＳＷ１から３を備えている。
【０００４】
定電流源１０２と容量Ｃの接点は、基準電圧回路の出力端子Ｖｒｅｆに接続される。コンパレータ１０３は、非反転入力端子に出力端子Ｖｒｅｆが接続され、反転入力端子に定電圧源１０１の出力端子がオフセット電圧Ｖｏｓを介して接続されている。コンパレータ１０３の出力端子は、スイッチＳＷ２と定電流源１０２と遅延回路１０４に接続されている。遅延回路１０４の出力端子はスイッチＳＷ３に接続されている。
【０００５】
容量Ｃは、定電流源１０２から定電流Ｉｃの電流を受けて充電される。コンパレータ１０３は、定電圧源１０１の出力電圧Ｖｂｇｒから所定のオフセット電圧Ｖｏｓを引いた電圧と、定電流源１０２と容量Ｃの接点の電圧とを比較して、その比較結果に応じた出力電圧を出力する。定電圧源１０１の出力電圧Ｖｂｇｒから所望のオフセット電圧Ｖｏｓを引いた電圧よりも、定電流源１０２と容量Ｃの接点の電圧が高くなると、スイッチＳＷ２はオンして、定電流源１０２は停止して、遅延回路１０４が動作を始める。スイッチＳＷ２がオンすると、定電圧源１０１から抵抗Ｒを介して容量ＣにＲＣの時定数に合わせて充電される。遅延回路１０４の出力はスイッチＳＷ３に接続されていて、遅延回路１０４が動作を開始してから所定の時間が経過した後にスイッチＳＷ３をオンする。スイッチＳＷ３がオンすると、定電圧源１０１の出力電圧Ｖｂｇｒが直接、基準電圧Ｖｒｅｆに接続される。
【０００６】
従来の基準電圧回路の動作について説明する。
スイッチＳＷ１がオンしている状態では、基準電圧回路は動作を停止していて、出力端子Ｖｒｅｆの基準電圧は０Ｖとなっている。
【０００７】
スイッチＳＷ１がオフすると、基準電圧回路は動作を開始する。定電流源１０２から定電流Ｉｃの電流を受けて、容量Ｃに定電流充電が開始される。この時、基準電圧Ｖｒｅｆは、定電流Ｉｃと容量Ｃに応じて、直線的に上昇する。容量Ｃに充電された電圧がＶｂｇｒ−Ｖｏｓを超えると、コンパレータ１０３の出力信号が反転するので、スイッチＳＷ２がオンし、定電流源１０２は停止し、遅延回路１０４が動作を始める。定電流源１０２が停止したことで、定電圧源１０１の出力電圧Ｖｂｇｒから、抵抗Ｒを介して容量Ｃに充電が行われる。
【０００８】
遅延回路１０４が動作を始めてから所定の時間が経過した後に、スイッチＳＷ３がオンすることによって、定電圧源１０１の出力電圧Ｖｂｇｒが直接、基準電圧Ｖｒｅｆとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−５６８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の基準電圧回路では、スイッチで切り替えることでソフトスタート期間と、所定のＶｒｅｆ電圧を設定している。この場合、スイッチの切り替え信号に、内部の基準電圧とソフトスタート電圧を比較するためのコンパレータや、遅延回路が必要となるため、回路規模が大きくなってしまう。
【００１１】
更に、スイッチでソフトスタート期間と基準電圧出力期間を切り替えるので、直線的に上昇している基準電圧が不連続になる、という課題があった。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、基準電圧に不連続が発生しないソフトスタート機能を有した基準電圧回路を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明の基準電圧回路は、以下のような構成とした。
デプレッションタイプＭＯＳトランジスタと第一のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタから構成される基準電圧部と、ソフトスタート回路を備えた基準電圧回路であって、ソフトスタート回路は、ゲートが前記第一のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタのゲート及びドレインと接続され、ドレインが基準電圧回路の出力端子に接続された第二のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタと、一方の端子が基準電圧部の出力端子に接続され、他方の端子が第二のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタのドレインに接続されたＭＯＳスイッチと、電源と接地間に直列に接続された定電流源及び容量と、を備え、定電流源の電流で容量を充電するときの電圧でＭＯＳスイッチを徐々にオンすることによって基準電圧が徐々に立ち上がることを特徴とする基準電圧回路。
【発明の効果】
【００１４】
上述したような本発明の基準電圧回路によれば、スイッチＳＷの切り替え信号を生成するためのコンパレータや遅延回路が不要になるので、回路規模を削減することが可能となる。チップサイズを小さくすることにより、製造コストを抑えて安価な製品を作ることができる効果がある。
【００１５】
更に、ソフトスタート動作から安定動作までの間で、基準電圧の出力に連続性が得られる。
更に、基準電圧回路の出力端子がＭＯＳトランジスタのゲートにのみ接続されているような場合であっても、ソフトスタート動作の基準電圧の初期値は０Ｖになるので、安定したソフトスタート動作を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のソフトスタート機能を有する基準電圧回路の回路図である。
【図２】従来のソフトスタート機能を有する基準電圧回路の回路図である。
【図３】本発明のソフトスタート機能を有する基準電圧回路の動作説明図である。
【図４】本発明のソフトスタート機能を有する基準電圧回路の他の例を示す回路図である。
【図５】本発明のソフトスタート機能を有する基準電圧回路の第二の実施形態を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の基準電圧回路を、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明のソフトスタート機能を有する基準電圧回路の回路図である。
基準電圧回路は、基準電圧発生部とソフトスタート回路で構成される。基準電圧発生部は、デプレッションタイプＭＯＳトランジスタ２０とエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２１を備えている。ソフトスタート回路は、定電流源１０と容量１１とＭＯＳスイッチ１２とエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２２を備えている。
【００１９】
デプレッションタイプＭＯＳトランジスタ２０は、ドレインが電源に接続され、ゲートとソースが接続されている。第一のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２１は、ゲートとドレインが接続され、ソースは接地されている。デプレッションタイプＭＯＳトランジスタ２０のゲートとソースは、第一のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２１のゲートとドレインに接続され、基準電圧発生部の出力端子となっている。
【００２０】
第二のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２２は、ゲートが第一のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２１のゲートとドレインに接続され、ソースは接地され、ドレインは基準電圧Ｖｒｅｆの出力端子に接続される。ＭＯＳスイッチ１２は、基準電圧回路の出力端子と介して第二のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２２のゲートに接続され、ノードＮ１の電圧でオンオフが制御されるＭＯＳスイッチである。
【００２１】
容量１１は、片側を定電流源１０に接続して、もう一方を接地している。定電流源１０と容量１１の接続点は、ＭＯＳスイッチ１２の制御信号に使用される。
【００２２】
次に、基準電圧回路の動作について説明する。
基準電圧回路は、電源電圧が印加されると、基準電圧発生部とソフトスタート回路は以下のような動作する。
【００２３】
デプレッションタイプＭＯＳトランジスタ２０は、ドレインからソースに電流が流れる。デプレッションタイプＭＯＳトランジスタ２０に流れる電流は、第一のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２１のドレインから接地に流れる。そして、基準電圧発生部の出力端子に発生する電圧Ｖｒｅｆ１は、第一のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２１のドレインから接地に流れる電流で決まる。
【００２４】
定電流源１０は、定電流Ｉｃを流して容量１１に充電を開始する。この時、ノードＮ１の電圧は、容量１１が十分に充電されていないので接地電圧に等しい。従って、ＭＯＳスイッチ１２はオフしている。第二のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２２は、ゲートに電圧Ｖｒｅｆ１が印加されているが、ドレインに接続されるＭＯＳスイッチ１２がオフしているため、ドレイン電流が流れない。従って、基準電圧回路の出力端子に出力される基準電圧Ｖｒｅｆは０Ｖになる。
【００２５】
その後、容量１１に定電流Ｉｃによる充電が継続されノードＮ１の電圧が上昇すると、ＭＯＳスイッチ１２は徐々にオンする。従って、デプレッションタイプＭＯＳトランジスタ２０の電流は、第二のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２２にも流れ始める。第二のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２２に電流が徐々に流れ始めることで、基準電圧Ｖｒｅｆは徐々に上昇し、ソフトスタート動作になる。
【００２６】
その後、容量１１が定電流Ｉｃによって十分に充電されると、ＭＯＳスイッチ１２の完全にオンして、オン抵抗は無視できるくらいに十分小さな値となる。ここで、第一のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２１と第二のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２２を同じサイズにした場合、ＭＯＳスイッチ１２が完全にオンすると、二つのエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタには同じ電流が流れ、電圧Ｖｒｅｆ１と基準電圧Ｖｒｅｆはほとんど等しくなる。第一のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２１及び第二のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２２に、同じ電流が流れた時の電圧を基準電圧Ｖｒｅｆとしておくことで、ソフトスタート期間から連続性を維持したまま基準電圧Ｖｒｅｆに達することができる。
【００２７】
次に、図３に示す動作説明図を参照しながら、動作の説明をおこなう。
時間Ｔ０のタイミングで電源電圧が印加される。デプレッションタイプＭＯＳトランジスタ２０と第一のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２１との接続点に電圧Ｖｒｅｆ１が発生する。時間Ｔ１までは、ノードＮ１の電圧が上昇していないので、ＭＯＳスイッチ１２がオフしているため、基準電圧回路の出力端子には電圧Ｖｒｅｆ１は出力されない。そして、第二のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２２はオンするので、基準電圧Ｖｒｅｆは０Ｖとなる。
【００２８】
時間Ｔ１のタイミングからＭＯＳスイッチ１２が徐々にオンして、第二のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２２に電流が流れ始め、基準電圧Ｖｒｅｆが徐々に上昇する。第一のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２１に流れる電流は減少するので、電圧Ｖｒｅｆ１は低下する。時間Ｔ２のタイミングで、第一のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２１に流れる電流と第二のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２２に流れる電流は同じになる。しかし、ＭＯＳスイッチ１２のオン抵抗の影響で電圧Ｖｒｅｆ１は基準電圧Ｖｒｅｆより大きい電流値となる。そして、時間Ｔ３のタイミングでＭＯＳスイッチ１２のオン抵抗は無視できるくらいに十分小さな値となるので、電圧Ｖｒｅｆ１と基準電圧Ｖｒｅｆはほとんど等しくなる。
【００２９】
以上のことから、ノードＮ１の電圧が徐々に上昇してＭＯＳスイッチ１２のオン抵抗が低下し、電圧Ｖｒｅｆ１は徐々に低下していき、その反対に基準電圧Ｖｒｅｆが徐々に上昇していくことで、電圧に連続性のあるソフトスタート動作になる。
【００３０】
更に、第二のエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２２の働きによって、基準電圧Ｖｒｅｆの初期値は０Ｖになり、安定したソフトスタート動作を行うことが出来る。
更に、容量１１と定電流源１０の設定を変えることで、任意にソフトスタート期間を設定することが可能になる。
【００３１】
なお、本発明の基準電圧回路の実施形態を、図１の回路を参照して説明したが、図４の回路のようにＯＮＯＦＦ制御信号によっても、ソフトスタート動作が行われるようにしても良い。図４の回路において、スイッチＳＷ１３、スイッチＳＷ１４、スイッチＳＷ１５は、ＯＮＯＦＦ制御信号によって制御される。すなわち、ＯＮＯＦＦ制御信号がオンからオフになった時に、図１の回路と同様にソフトスタート動作が行われる。
【実施例２】
【００３２】
図５は、本発明のソフトスタート機能を有する基準電圧回路の第二の実施形態の回路図である。図１との違いはデプレッションタイプＭＯＳトランジスタ２０とエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２１を、デプレッションタイプＭＯＳトランジスタ５０１とエンハンスメントタイプＰＭＯＳトランジスタ５０２、５０３とエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ５０４に変更した点である。
【００３３】
デプレッションタイプＭＯＳトランジスタ５０１は、ゲートおよびソースは接地され、ドレインはエンハンスメントタイプＰＭＯＳトランジスタ５０２のドレイン及びゲートに接続される。エンハンスメントタイプＰＭＯＳトランジスタ５０２は、ソースが電源端子に接続される。エンハンスメントタイプＰＭＯＳトランジスタ５０３は、ゲートがエンハンスメントタイプＰＭＯＳトランジスタ５０２のゲートに接続され、ドレインがエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ５０４のドレイン及びゲートに接続され、ソースが電源端子に接続される。エンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ５０４は、ゲート及びドレインがＭＯＳスイッチ１２及びエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２２のゲートに接続され、ソースが接地される。
【００３４】
次に、第二の実施形態の基準電圧回路の動作について説明する。電源電圧が印加されると、デプレッションタイプＭＯＳトランジスタ５０１に電流が流れ、エンハンスメントタイプＰＭＯＳトランジスタ５０２、５０３のカレントミラーを介してエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ５０４に電流が流れる。そして、エンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ５０４に電流を流すためゲートソース間に電圧Ｖｒｅｆ１が発生し、スイッチ回路１２及びエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２２のゲートに入力される。
【００３５】
定電流源１０は、定電流Ｉｃを流して容量１１に充電を開始する。この時、ノードＮ１の電圧は、容量１１が十分に充電されていないので接地電圧に等しい。従って、ＭＯＳスイッチ１２はオフしている。エンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２２は、ゲートに電圧Ｖｒｅｆ１が印加されているが、ドレインに接続されるＭＯＳスイッチ１２がオフしているため、ドレイン電流が流れない。従って、基準電圧回路の出力端子に出力される基準電圧Ｖｒｅｆは０Ｖになる。
【００３６】
その後、容量１１に定電流Ｉｃによる充電が継続されノードＮ１の電圧が上昇すると、ＭＯＳスイッチ１２は徐々にオンする。従って、エンハンスメントタイプＰＭＯＳトランジスタ５０３の電流は、エンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２２にも流れ始める。エンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２２に電流が徐々に流れ始めることで、基準電圧Ｖｒｅｆは徐々に上昇し、ソフトスタート動作になる。
【００３７】
その後、容量１１が定電流Ｉｃによって十分に充電されると、ＭＯＳスイッチ１２の完全にオンして、オン抵抗は無視できるくらいに十分小さな値となる。ここで、エンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ５０４とエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２２を同じサイズにした場合、ＭＯＳスイッチ１２が完全にオンすると、二つのエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタには同じ電流が流れ、電圧Ｖｒｅｆ１と基準電圧Ｖｒｅｆはほとんど等しくなる。エンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ５０４及びエンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２２に、同じ電流が流れた時の電圧を基準電圧Ｖｒｅｆとしておくことで、ソフトスタート期間から連続性を維持したまま基準電圧Ｖｒｅｆに達することができる。
【００３８】
以上のことから、ノードＮ１の電圧が徐々に上昇してＭＯＳスイッチ１２のオン抵抗が低下し、電圧Ｖｒｅｆ１は徐々に低下していき、その反対に基準電圧Ｖｒｅｆが徐々に上昇していくことで、電圧に連続性のあるソフトスタート動作になる。
【００３９】
更に、エンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ２２の働きによって、基準電圧Ｖｒｅｆの初期値は０Ｖになり、安定したソフトスタート動作を行うことが出来る。
更に、容量１１と定電流源１０の設定を変えることで、任意にソフトスタート期間を設定することが可能になる。
【符号の説明】
【００４０】
１０    定電流源
１１    容量
１２    ＭＯＳスイッチ
２０、５０１    デプレッションタイプＭＯＳトランジスタ
２１、２２、５０４    エンハンスメントタイプＭＯＳトランジスタ
１０１    定電圧源
１０２    定電流源
１０３    コンパレータ
１０４    遅延回路
５０２、５０３    エンハンスメントタイプＰＭＯＳトランジスタ
【図１】
2011221982.tif 000003
【図２】
2011221982.tif 000004
【図３】
2011221982.tif 000005
【図４】
2011221982.tif 000006
【図５】
2011221982.tif 000007