(57)【要約】【課題】少ないピン数で複数の基準電圧を得る。【解決手段】第１基準電圧をオペアンプ１０の正入力端に入力し、このオペアンプ１０の出力によって出力トランジスタ１４を駆動する。出力トランジスタ１４の出力端に接続した第１出力ピン１８から第１基準電圧を出力し、これを２０および外付け抵抗２２で第１外部基準電圧に変換する。第１外部基準電圧は第１入力ピンから入力され、オペアンプ１０の負帰還される。出力トランジスタ１４の出力端に抵抗５０を介し定電流源５２が接続され、この定電流源５２と抵抗５０の接続点がオペアンプ３０の正入力端に接続される。オペアンプ３０の出力により出力トランジスタ３４が駆動され、出力トランジスタの出力を電圧変換した電圧が第２出力ピン３２から出力され、これをオペアンプ３０に負帰還する。第２出力ピンの出力により外付けトランジスタ４０の駆動し、その出力を抵抗４２で電圧変換して第２外部基準電圧とする。【選択図】図２
2008165465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の基準電圧を出力するための電源回路であって、
第１基準電圧を正入力端に受け入れる第１オペアンプと、
この第１オペアンプの出力によって駆動される第１出力トランジスタと、
この第１出力トランジスタの出力端が接続され、第１外付けトランジスタを駆動するための第１出力トランジスタの出力を電圧変換した第１基準電圧を出力する第１出力ピンと、
前記第１外付けトランジスタの出力を電圧変換した第１外部基準電圧が入力される第１入力ピンと、
第１入力ピンを前記オペアンプの負入力端に接続する第１負帰還経路と、
第１出力トランジスタの出力端に第１電圧変換抵抗を介し接続される定電流源と、
この定電流源と第１電圧変換抵抗の接続点が正入力端に接続される第２オペアンプと、
この第２オペアンプの出力により駆動される第２出力トランジスタと、
この第２出力トランジスタの出力端が接続され、第２外付けトランジスタを駆動するための第２出力トランジスタの出力を電圧変換した第２基準電圧を出力する第２出力ピンと、
この第２出力ピンを第２オペアンプの負入力端に接続する第２負帰還経路と、
を有することを特徴とする電源回路。
【請求項２】
複数種類の基準電圧を出力するための電源回路であって、
第１基準電圧を正入力端に受け入れる第１オペアンプと、
この第１オペアンプの出力によって駆動される第１出力トランジスタと、
この第１出力トランジスタの出力端が接続され、第１出力トランジスタの出力を電圧変換した第１基準電圧を出力する第１出力ピンと、
この第１出力ピンに制御端が接続される第１外付けトランジスタと、
この第１外付けトランジスタの出力端からの電流を電圧変換し、変換した電圧を第１外部基準電圧とする第１外付け抵抗と、
前記第１外部基準電圧が入力される第１入力ピンと、
第１入力ピンをオペアンプの負入力端に接続する第１負帰還経路と、
第１出力トランジスタの出力端に第１電圧変換抵抗を介し接続される定電流源と、
この定電流源と第１電圧変換抵抗の接続点が正入力端に接続される第２オペアンプと、
この第２オペアンプの出力により駆動される第２出力トランジスタと、
この第２出力トランジスタの出力端が接続され、第１出力トランジスタの出力を電圧変換した第１基準電圧を出力する第２基準電圧を出力する第２出力ピンと、
この第２出力ピンを第２オペアンプの負入力端に接続する第２負帰還経路と、
第２出力ピンに制御端が接続される第２外付けトランジスタと、
この第２外付けトランジスタの出力端からの電流を電圧変換し、変換した電圧を第２外部基準電圧とする第２外付け抵抗と、
を有することを特徴とする電源回路。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電源回路において、
前記第１基準電圧を正入力端に入力される第３オペアンプと、
この第３オペアンプの出力が制御端に供給される定電流用トランジスタと、
この定電流用トランジスタに流れる電流を第２電圧変換抵抗により電圧変換して、第３オペアンプの負入力端に負帰還する第３負帰還経路と、
をさらに含み、
前記定電流用トランジスタに流れる定電流に基づき前記定電流源の定電流を決定するとともに、前記第１電圧変換抵抗と、前記第２電圧変換抵抗を同一の特性の抵抗とすることを特徴とする電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の基準電圧を出力するための電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基準電源を出力するための電源回路が知られており、出力先の回路に応じて複数種類の基準電圧を出力する場合も多い。すなわち、１．５Ｖを電源とする回路や、３．０Ｖを電源とする回路などに電源電圧を供給する場合には、電源回路において複数種類の基準電圧を用意する必要がある。
【０００３】
図１には、従来の電源回路の構成例が示されている。電源回路は、基本的に半導体集積回路（ＩＣやＬＳＩ）内に収容され、基準となる電圧を出力する。そして、出力される基準電圧に基づいて外部の電源電圧が生成される。
【０００４】
オペアンプ１０の正入力端には、第１基準電源１２からの第１基準電圧が入力される。このオペアンプ１０の出力には、ＮＰＮ型の第１出力トランジスタ１４のベースが接続されている。この第１出力トランジスタ１４のコレクタは内部電源に接続されており、エミッタは抵抗１６を介しグランドに接続されている。そして、第１出力トランジスタ１４のエミッタと抵抗１６の接続点が第１出力ピン１８に接続されている。
【０００５】
第１出力ピン１８には、ＮＰＮ型の外付けトランジスタ２０のベースが接続されている。この外付けトランジスタ２０のコレクタは外部電源に接続されており、エミッタは抵抗２２を介しアースに接続されている。そして、外付けトランジスタ２０のエミッタと抵抗２２が第１外部基準電圧の出力になっている。また、第１外部基準電圧は、第１入力ピン２４に入力されており、この第１入力ピン２４は、オペアンプ１０の負入力端に接続されている。
【０００６】
このように、オペアンプ１０は、正入力端に第１外部基準電圧が入力され、負入力端に第１基準電圧が負帰還されており、両者が一致するように出力が変化し第１出力トランジスタ１４および第１外付けトランジスタ２０が動作して、第１外部基準電圧が第１基準電圧に一致するように動作する。
【０００７】
また、この半導体集積回路内には、同一の構成の電源回路が設けられている。すなわち、オペアンプ３０の正入力端には、第２基準電源３２からの第２基準電圧が入力され、このオペアンプ３０の出力には、ＮＰＮ型の第２出力トランジスタ３４のベースが接続されている。第２出力トランジスタ３４のコレクタは内部電源に接続されており、エミッタは抵抗３６を介しグランドに接続され、第２出力トランジスタ３４のエミッタと抵抗３６の接続点が第２出力ピン３８に接続されている。
【０００８】
第２出力ピン３８には、ＮＰＮ型の外付けトランジスタ４０のベースが接続され、外付けトランジスタ２０のコレクタは外部電源に、エミッタは抵抗４２を介しアースに接続されている。そして、外付けトランジスタ４０のエミッタと抵抗４２が第２外部基準電圧の出力になるとともに、第２外部基準電圧は、第２入力ピン４４に入力されており、この第２入力ピン２４がオペアンプ３０の負入力端に接続されている。従って、オペアンプ３０は第２外部基準電圧が第２基準電圧に一致するように動作する。このように、第１および第２外部基準電圧を得ることができる。
【０００９】
オペアンプを利用した電源回路については、特許文献１などに開示がある。
【００１０】
【特許文献１】特開平５−３５３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図１の電源回路においては、２つの基準電圧を出力するために、半導体集積回路は４つのピンが必要である。半導体集積回路において、ピン数はなるべく少ない方がよく、従ってピン数を減少したいという要求がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、複数種類の基準電圧を出力するための電源回路であって、第１基準電圧を正入力端に受け入れる第１オペアンプと、この第１オペアンプの出力によって駆動される第１出力トランジスタと、この第１出力トランジスタの出力端が接続され、第１外付けトランジスタを駆動するための第１出力トランジスタの出力を電圧変換した第１基準電圧を出力する第１出力ピンと、前記第１外付けトランジスタの出力を電圧変換した第１外部基準電圧が入力される第１入力ピンと、第１入力ピンを前記オペアンプの負入力端に接続する第１負帰還経路と、第１出力トランジスタの出力端に第１電圧変換抵抗を介し接続される定電流源と、この定電流源と抵抗の接続点が正入力端に接続される第２オペアンプと、この第２オペアンプの出力により駆動される第２出力トランジスタと、この第２出力トランジスタの出力端が接続され、第２外付けトランジスタを駆動するための第２出力トランジスタの出力を電圧変換した第２基準電圧を出力する第２出力ピンと、この第２出力ピンを第２オペアンプの負入力端に接続する第２負帰還経路と、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、複数種類の基準電圧を出力するための電源回路であって、第１基準電圧を正入力端に受け入れる第１オペアンプと、この第１オペアンプの出力によって駆動される第１出力トランジスタと、この第１出力トランジスタの出力端が接続され、第１出力トランジスタの出力を電圧変換した第１基準電圧を出力する第１出力ピンと、この第１出力ピンに制御端が接続される第１外付けトランジスタと、この第１外付けトランジスタの出力端からの電流を電圧変換し、変換した電圧を第１外部基準電圧とする第１外付け抵抗と、前記第１外部基準電圧が入力される第１入力ピンと、第１入力ピンをオペアンプの負入力端に接続する第１負帰還経路と、第１出力トランジスタの出力端に第１電圧変換抵抗を介し接続される定電流源と、この定電流源と抵抗の接続点が正入力端に接続される第２オペアンプと、この第２オペアンプの出力により駆動される第２出力トランジスタと、この第２出力トランジスタの出力端が接続され、第１出力トランジスタの出力を電圧変換した第１基準電圧を出力する第２基準電圧を出力する第２出力ピンと、この第２出力ピンを第２オペアンプの負入力端に接続する第２負帰還経路と、第２出力ピンに制御端が接続される第２外付けトランジスタと、この第２外付けトランジスタの出力端からの電流を電圧変換し、変換した電圧を第２外部基準電圧とする第２外付け抵抗と、を有することを特徴とする。
【００１４】
また、前記第１基準電圧を正入力端に入力される第３オペアンプと、この第３オペアンプの出力が制御端に供給される定電流用トランジスタと、この定電流用トランジスタに流れる電流を第２電圧変換抵抗により電圧変換して、第３オペアンプの負入力端に負帰還する第３負帰還経路と、をさらに含み、前記定電流用トランジスタに流れる定電流に基づき前記定電流源の定電流を決定するとともに、前記第１電圧変換抵抗と、前記第２電圧変換抵抗を同一の特性の抵抗とすることが好適である。
【発明の効果】
【００１５】
このように、本発明によれば、第１および第２出力ピンと、第１入力ピンの３つのピンによって２つの外部基準電圧を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１７】
図２には、実施形態に係る電源回路の構成が示してある。
【００１８】
オペアンプ１０、第１出力トランジスタ１４、抵抗１６、外付けトランジスタ２０、抵抗２２等の第１外部基準電圧Ｖｏｕｔ１発生のための構成は、基本的に図１の従来例と同一である。
【００１９】
すなわち、オペアンプ１０の正入力端には、第１基準電源１２からの第１基準電圧Ｖｉｎ１が入力され、オペアンプ１０の出力には、ＮＰＮ型の第１出力トランジスタ１４のベースが接続され、第１出力トランジスタ１４のコレクタは内部電源に接続され、エミッタは第１出力ピン１８に接続されている。
【００２０】
第１出力ピン１８には、ＮＰＮ型の外付けトランジスタ２０のベースが接続され、外付けトランジスタ２０のコレクタは外部電源に、エミッタは抵抗２２を介しアースに接続され、外付けトランジスタ２０のエミッタと抵抗２２が第１外部基準電圧Ｖｏｕｔ１の出力になっているとともに、第１外部基準電圧Ｖｏｕｔ１は、第１入力ピン２４を介し、オペアンプ１０の負入力端に入力されている。
【００２１】
従って、オペアンプ１０は、第１外部基準電圧Ｖｏｕｔ１が第１基準電圧Ｖｉｎ１に一致するように動作する。
【００２２】
そして、この実施形態においては、第１出力トランジスタ１４のエミッタは、第１出力ピン１８に接続されるとともに、抵抗５０、定電流源５２を介し、グランドに接続されている。
【００２３】
第１出力ピン１８の電圧は外付けトランジスタ２０のベースに供給される電圧であり、第１外部基準電圧Ｖｏｕｔ１より１Ｖｂｅ分だけ高い電圧Ｖｏｕｔ１＋Ｖｂｅとなるが、抵抗５０に流れる電流は、定電流源５２によって決定される。すなわち、抵抗５０と定電流源５２の接続点の電圧は、第１外部基準Ｖｏｕｔ１に対し、定電流源５２の定電流Ｉｃと抵抗５０の抵抗値Ｒｃを乗算して得た電圧Ｉｃ×Ｒｃだけ低い電圧Ｖｏｕｔ１−Ｉｃ×Ｒｃになる。
【００２４】
抵抗５０と定電流源５２の接続点は、オペアンプ３０の正入力端に第２基準電圧Ｖｉｎ２として入力され、このオペアンプ３０の出力には、ＮＰＮ型の第２出力トランジスタ３４のベースが接続されている。第２出力トランジスタ３４のコレクタは内部電源に接続されており、エミッタは抵抗３６を介しグランドに接続されている。
【００２５】
第２出力ピン３８には、ＮＰＮ型の外付けトランジスタ４０のベースが接続され、外付けトランジスタ２０のコレクタは外部電源に、エミッタは抵抗４２を介しアースに接続されている。そして、外付けトランジスタ４０のエミッタと抵抗４２が第２外部基準電圧Ｖｏｕｔ２の出力になる。この第２外部基準電圧Ｖｏｕｔ２は、外付けトランジスタ４０のエミッタ側の電圧であり、第２出力ピン３８の第２基準電圧Ｖｏｕｔ２より１Ｖｂｅだけ低い電圧Ｖｏｕｔ２−Ｖｂｅになる。
【００２６】
外付けトランジスタ２０と、外付けトランジスタ４０の特性が同一であれば、それらのＶｂｅは同一になる。特に、温度特性が同一であれば、両外付けトランジスタ４０のＶｂｅは、温度が変化しても同様に変化する。
【００２７】
第１外部基準電圧Ｖｏｕｔ１は、第１基準電圧Ｖｉｎ１と同一になるように制御しており、第１基準電圧Ｖｉｎ１が変化しない限り変化しないように動作する。そして、第１ピンの電圧はＶｏｕｔ１＋Ｖｂｅとなり、第２出力ピン３８の電圧はＶｉｎ１＋Ｖｂｅ−Ｉｃ×Ｒｃとなる。そして、第２外部基準電圧Ｖｏｕｔ２は、Ｖｉｎ１−Ｉｃ×Ｒｃとなり、外付けトランジスタ２０，４０におけるＶｂｅが相殺される。従って、温度特性の影響の少ない第１、第２外部基準電圧Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２を得ることができる。
【００２８】
図３には、定電流源５２についての具体的な構成を示した回路を示してある。第１基準電源１２は、オペアンプ６０の正入力端に入力される。オペアンプ６０の出力端は、ＮＰＮ型のトランジスタ６２のベースに接続されている。トランジスタ６２のエミッタは、抵抗６４を介し、グランドに接続されており、トランジスタ６２と抵抗６４の接続点がオペアンプ６０の負入力端に接続されている。従って、トランジスタ６２のエミッタの電圧が第１基準電源１２の第１基準電圧Ｖｉｎ１に一致するようにオペアンプ６０が動作する。
【００２９】
トランジスタ６２のコレクタには、エミッタが内部電源に接続され、ベースコレクタ間が短絡されたＰＮＰ型のトランジスタ６６のコレクタが接続されている。このトランジスタ６６のベースにはエミッタが内部電源に接続されたＰＮＰ型のトランジスタ６８のベースが接続されており、トランジスタ６６とトランジスタ６８はカレントミラーを構成している。また、トランジスタ６８のコレクタには、エミッタがグランドに接続されたＮＰＮ型のトランジスタ７０のコレクタが接続されている。このトランジスタ７０のベースコレクタ間は短絡されている。このトランジスタ７０のベースには、エミッタがグランドに接続されたＮＰＮ型のトランジスタ７２が接続されている。トランジスタ７０，７２はカレントミラーを構成している。そして、トランジスタ７２のコレクタが抵抗５０に接続されている。
【００３０】
従って、第１基準電圧Ｖｉｎ１に応じた電流が抵抗６４に流れ、この電流がトランジスタ６６，６８，７０を介しトランジスタ７２に流れ、この電流が抵抗５０に流れることになる。抵抗６４と、抵抗５０を同一のプロセスで形成する半導体集積回路内の拡散抵抗で形成すると、これらの特性（バラツキ）は同一のものになる。このため、抵抗６４と、抵抗５０の抵抗値の比を適当に設定することで、オペアンプ３０の正入力端への入力電圧Ｖｉｎ２を適切に設定することができる。また、その電流量も任意の値に設定することができる。そして、抵抗６４と抵抗５０の抵抗比によって、抵抗５０における電圧降下Ｉｃ×Ｒｃを設定することができるため、抵抗５０の抵抗値Ｒｃの絶対値がばらついてもそこでの電圧降下についての影響を排除することができ、第２外部基準電圧を正確に設定することができる。
【００３１】
例えば、第１基準電圧Ｖｉｎ１を３．３Ｖとすることで、第１外部基準電圧Ｖｏｕｔ１を３．３Ｖに設定することができる。抵抗６４の抵抗値を３．３ｋΩとすることで、抵抗６４に流れる電流は１ｍＡとなり、トランジスタ６６，６８，７０，７２のエミッタ面積を同一にすれば、抵抗５０に流れる電流Ｉｃも１ｍＡになる。従って、抵抗５０の抵抗値Ｒｃを１．５ｋΩにすることでここでの電圧降下が１．５Ｖになり、第２外部基準電圧Ｖｏｕｔ２として、１．８Ｖが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来の電源回路の構成を示す図である。
【図２】実施形態の電源回路の構成を示す図である。
【図３】定電流回路を具体的に示した実施形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０，３０，６０  オペアンプ、１２  第１基準電源、１４，３４  出力トランジスタ、１６，２２，３６，４２，５０，６４  抵抗、１８  第１出力ピン、２０，４０  外付けトランジスタ、２４  第１入力ピン、３２  第２基準電源、３８  第２出力ピン、４４  第２入力ピン、５２  定電流源、６２，６６，６８，７０，７２  トランジスタ、。
【図１】
2008165465.tif 000003
【図２】
2008165465.tif 000004
【図３】
2008165465.tif 000005