(57)【要約】【課題】  レギュレータＩＣの初期動作開始時の電圧立ち上がりを早くし、オーバーシュートを生じさせずに基準電圧よりも上昇しないように制御したフィルタ回路のバッファ機能を有する回路を提供する。【解決手段】  基準電圧源と誤差アンプの間に一端が接続されて他端が接地されるコンデンサとを具えたノイズパスコンデンサの充電回路において、上記基準電圧源と誤差アンプの間に差動アンプ回路を具えたバッファ回路が接続され、その差動アンプを構成するトランジスタにオフセットを持たせる。トランジスタのエミッタのサイズを変えてオフセットを持たせることができる。【選択図】  図２
2005346522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準電圧源と誤差アンプの間に一端が接続されて他端が接地されるコンデンサとを具えたノイズパスコンデンサの充電回路において、
上記基準電圧源と誤差アンプの間に差動アンプ回路を具えたバッファ回路が接続されたことを特徴とするノイズパスコンデンサの充電回路。
【請求項２】
基準電圧源と誤差アンプの間に一端が接続されて他端が接地されるコンデンサとを具えたノイズパスコンデンサの充電回路において、
上記基準電圧源と誤差アンプの間に差動アンプ回路を具えたバッファ回路が接続され、その差動アンプを構成するトランジスタにオフセットを持たせたことを特徴とするノイズパスコンデンサの充電回路。
【請求項３】
基準電圧源と誤差アンプの間に一端が接続されて他端が接地されるコンデンサとを具えたノイズパスコンデンサの充電回路において、
上記基準電圧源と誤差アンプの間に差動アンプ回路を具えたバッファ回路が接続され、その差動アンプを構成するトランジスタのエミッタのサイズを変えてオフセットを持たせたことを特徴とするノイズパスコンデンサの充電回路。
【請求項４】
基準電圧側のトランジスタのサイズよりも誤差アンプ側のトランジスタのサイズを大きくしてオフセットを持たせた請求項３記載のノイズパスコンデンサの充電回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レギュレータＩＣ用等に使用されるノイズパスコンデンサの充電回路に係るもので、高速充電を可能にするノイズパスコンデンサの充電回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路においてシリコンのバンドギャップが基準電圧に利用されることが多い。シリコンのバンドギャップをレギュレータの基準電圧として使用した場合、ここで得られる基準電圧には回路の構成上大きなノイズが含まれてしまう。このノイズは誤差増幅器で増幅されて出力に現れてしまうが、最近の通信機器においては高度な特性が要求されるのでノイズは極力小さくすることが望ましい。
【０００３】
ノイズを低減するためにレギュレータにおいては、図３に示したように、基準電圧と誤差増幅器との間に抵抗31とコンデンサ32で構成するＲＣフィルタを挿入している。このフィルタの抵抗値、容量値を大きくすればするほどノイズ低減の効果があるが、その反面図３に示したように、電圧の立ち上がり時間が非常に遅くなる問題を生じる。
【０００４】
高速な立ち上がりを得る目的で、基準電圧と誤差増幅器とを結合してＲＣフィルタを構成する抵抗41にダイオード43を並列に接続すると、図４に示したように、動作初期電圧は高速で立ち上がるが、抵抗の両端電圧がダイオードのVf＝0.65Ｖ分となったときにダイオードには電流が流れなくなり、電圧の立ち上がりも満足できるものとはならない。すなわち、その0.65Ｖ低い電圧に達した後は、ＣＲの時定数によって徐々に電圧が上昇することになる。
【特許文献１】特開平６−３０１４２９号公報
【特許文献２】特開２００１−３０６１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、できるだけ早くコンデンサを充電させて、オフセット電圧が少ない回路を提供するものである。すなわち、レギュレータＩＣの初期動作開始時の電圧立ち上がりを早くし、オーバーシュートを生じさせずに基準電圧よりも上昇しないように制御したフィルタ回路のバッファ機能を有する回路を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、基準電圧源と誤差増幅器との間にフィルタ回路を含むバッファ回路を構成する差動増幅回路を介在させることによって上記の課題を解決するものである。すなわち、基準電圧源と誤差アンプの間に一端が接続されて他端が接地されるコンデンサとを具えたノイズパスコンデンサの充電回路において、上記基準電圧源と誤差アンプの間に差動アンプ回路を具えたバッファ回路が接続され、その差動アンプを構成するトランジスタにオフセットを持たせたことに特徴を有するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、従来ＣＲフィルタだけの構成で立ち上がり時間が数十msを要していたところが、数十μsで立ち上げることができ、十分なノイズ低減効果が得られる。高速充電が終了するとこの回路は非動作状態となる。バッファ回路の構成によってはコンデンサを接続するノイズパスNp端子の電圧が基準電圧以上に上昇してしまう場合がある。レギュレータは電圧が上昇することを防止するものであり、異常に上昇することは好ましくない。本発明の回路構成によればそのような異常事態は発生せず、電圧が異常上昇する前に動作を停止する。バッファ回路の利得は１である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
基準電圧源と誤差増幅器との間にフィルタ回路を挟み、電圧バッファ回路を構成する差動増幅器を具えることを基本構成とするものであるが、以下のようにしてオフセットを持たせることができる。差動増幅回路を構成するトランジスタのエミッタサイズを変えるが、基準電圧側のトランジスタのサイズを１としたら、誤差増幅器側のトランジスタのサイズを１より大きくしてオフセットを持たせる。通常差動増幅器ではできるだけオフセットがないように構成するが、本発明においては数mVから数十ｍVのオフセットが発生するようにトランジスタを形成する。
【０００９】
トランジスタのサイズによるＶBEの差電圧は以下のようになる。
ΔVBE＝VT１ｎ（Ｎ）
ここで、Nはエミッタの面積比で、VTは26mVである。必要とするオフセットを得るためにはＮを所定の整数とすればよい。差動増幅器の＋、−のノード間は高抵抗で結ばれる（この抵抗はノイズフィルタの一部を構成する）。誤差増幅器側のノードにコンデンサが接続されるが、差動増幅器にオフセットを持たせるためにトランジスタのサイズが変えられている。
【実施例】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。図１は本発明によるノイズパスコンデンサの充電回路を含むレギュレータＩＣを示す回路図で、図２はそのバッファ回路を構成する差動増幅器の回路構成を示す回路図である。図１に示したレギュレータにおいて、オン−オフコントロール（control）によってオフからオンになってレギュレータの動作が開始され、基準電圧Vrefが立ち上げられる。バッファアンプがなければCRフィルタ回路によってNp端子電圧はゆっくりと上昇する。
【００１１】
バッファアンプがあると、バンドギャップ電圧が高速で立ち上がって1.25Ｖに達しても、バッファアンプのNp端子側電圧は、高抵抗を介してコンデンサが接続されているので、まだ低い状態である。このため、図２のVref側のトランジスタTr1のベース電流が流れ、これによってトランジスタTr3（PNP）を駆動し、Np端子に接続されたコンデンサ22は急速に充電される。
【００１２】
充電によってNp端子電圧が上昇すると、Np端子側の差動トランジスタにはサイズ差が設けられているのでその面積に比例したVBEの差ができるため、トランジスタTr１のベース電圧以下でもトランジスタTr２はオンし、トランジスタTr1はオフする。トランジスタTr3がオフとなるので、この差動増幅回路によるコンデンサの充電は行われなくなる。
【００１３】
しかし、Vref側の電圧が高いために抵抗R21を通してフィルタコンデンサは引き続き充電されてNp端子電圧が上昇し、バッファアンプはさらに充電しない方向に傾き、その目的とする動作を終了する。この動作が行われるトランジスタTr１（基準電圧）とトランジスタTr2（Np端子電圧）とのベース電圧差は数十mＶとごく僅かで、トランジスタTr１、Tr２のベース電圧が同じとなるのは極めて短時間である。なお、基準電圧の発生する雑音電圧は100数十μＶであるため、バッファアンプのオフセット電圧を超えることはない。そのため、RCフィルタは有効に動作し、ノイズ低減の動作を十分に果たすことができる。
【００１４】
充電が停止した後端子電圧はさらに上昇し、トランジスタTr1が動作しない方向になるため、回路にヒステリシスを設けなくても、オン−オフを繰り返す等の発振状態の発生はない。上記の説明ではバイポーラトランジスタの例を示したが、トランジスタをCMOS構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明は、レギュレータＩＣ等への利用に適しており、バンドギャップを基準電圧として用い、そのノイズ低減をＲＣフィルタによって行う回路に最適のものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用するレギュレータＩＣの回路図
【図２】本発明の実施例を示す回路図
【図３】従来のノイズパスコンデンサの回路図
【図４】従来のノイズパスコンデンサの回路図
【符号の説明】
【００１７】
21、31、41：抵抗
22、32、42：コンデンサ
43：ダイオード
15：バッファ
Tr1〜Tr3：トランジスタ
【図１】
2005346522.tif 000003
【図２】
2005346522.tif 000004
【図３】
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【図４】
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