(57)【要約】【課題】  基準電圧発生回路の高速起動化を図ることのできる起動回路及び電源回路を提供すること。【解決手段】  基準電圧発生回路１を起動させるための起動回路２０であって、コレクタが電源に接続され、エミッタが基準電圧発生回路１に接続されるバイポーラトランジスタＱ５と、電源とバイポーラトランジスタＱ５のベースとの間に接続される抵抗Ｒ４と、バイポーラトランジスタＱ５のベースとグランドとの間に接続され、エミッタ電圧が基準電圧発生回路１の基準電圧になるとバイポーラトランジスタＱ５を非動作点で安定させるベース電圧となるように電源の電圧ＶCCを分圧するベース電圧保持手段（抵抗Ｒ５、ダイオードＤ１、Ｄ２）とを備える。【選択図】        図１
2005327035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準電圧発生回路を起動させるための起動回路であって、
コレクタが電源に接続され、エミッタが前記基準電圧発生回路に接続されるバイポーラトランジスタと、
前記電源と前記バイポーラトランジスタのベースとの間に接続される抵抗と、
前記ベースとグランドとの間に接続され、エミッタ電圧が前記基準電圧発生回路の基準電圧になると前記バイポーラトランジスタを非動作点で安定させるベース電圧となるように前記電源の電圧を分圧するベース電圧保持手段と、
を備えることを特徴とする起動回路。
【請求項２】
前記ベース電圧保持手段は、前記ベースから前記グランドへ向かう方向を順方向とするダイオードを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の起動回路。
【請求項３】
前記ダイオードは、２つの直列接続されたシリコンダイオードからなる
ことを特徴とする請求項２に記載の起動回路。
【請求項４】
前記ベース電圧保持手段は、前記２つのシリコンダイオードに加えて、前記ベースと、前記２つのシリコンダイオードのうち前記ベース側に接続されたシリコンダイオードのアノードとの間に接続された抵抗を含む
ことを特徴とする請求項３に記載の起動回路。
【請求項５】
基準電圧発生回路と、前記基準電圧発生回路を起動させるための起動回路とを備えた電源回路であって、
前記起動回路は、
コレクタが電源に接続され、エミッタが前記基準電圧発生回路に接続されるバイポーラトランジスタと、
前記電源と前記バイポーラトランジスタのベースとの間に接続される抵抗と、
前記ベースとグランドとの間に接続され、エミッタ電圧が前記基準電圧発生回路の基準電圧になると前記バイポーラトランジスタを非動作点で安定させるベース電圧となるように前記電源の電圧を分圧するベース電圧保持手段と、
を備えることを特徴とする電源回路。
【請求項６】
前記ベース電圧保持手段は、前記ベースから前記グランドへ向かう方向を順方向とするダイオードを含む
ことを特徴とする請求項５に記載の電源回路。
【請求項７】
前記ダイオードは、２つの直列接続されたシリコンダイオードからなる
ことを特徴とする請求項６に記載の電源回路。
【請求項８】
前記ベース電圧保持手段は、前記２つのシリコンダイオードに加えて、前記ベースと、前記２つのシリコンダイオードのうち前記ベース側に接続されたシリコンダイオードのアノードとの間に接続された抵抗を含む
ことを特徴とする請求項７に記載の電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基準電圧発生回路を起動させるための起動回路及び電源回路に関し、詳しくは、わずらわしい回路定数の設計をすることなくバイポーラトランジスタの能力にまかせた起動電流を基準電圧発生回路に供給することで基準電圧発生回路の高速起動化が図れる起動回路及び電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば半導体デバイスなどに安定した基準電圧を供給する基準電圧発生回路としてバンドギャップ型の基準電圧発生回路が知られている。例えば特許文献１参照。このバンドギャップ型の基準電圧発生回路は、所望の設計された基準電圧に安定させるための自己起動が難しく、外部から起動電流を供給するための起動回路を別途必要とする。
【特許文献１】特開平６−７５６４９号公報
【０００３】
従来、起動回路の一例として図７に示す起動回路５０がある。この動作について説明すると、電源電圧ＶCCが投入されると、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭＰ３のゲート−ソース間電圧がしきい値を越えＰ型ＭＯＳトランジスタＭＰ３がオン状態になる。これにより、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭＰ３のドレインにゲートが接続されたＮ型ＭＯＳトランジスタＭＮ１及びＭＮ２がオン状態となる。
【０００４】
これにより、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭＰ４及びＭＰ５のゲートがローレベルになりこれらＰ型ＭＯＳトランジスタＭＰ４及びＭＰ５がオン状態になる。これにより、オン状態となったＰ型ＭＯＳトランジスタＭＰ５を介して、電源から基準電圧発生回路１に起動電流が供給される。
【０００５】
その起動電流はベース電流としてバイポーラトランジスタＱ１〜Ｑ４の各ベースに供給され、各バイポーラトランジスタＱ１〜Ｑ４がオン状態となり、これによりＰ型ＭＯＳトランジスタＭＰ１及びＭＰ２のゲートがローレベルになりこれらＰ型ＭＯＳトランジスタＭＰ１及びＭＰ２がオン状態となる。したがって、起動電流による起動後は、電源からの電流がＰ型ＭＯＳトランジスタＭＰ１を介して基準電圧発生回路１に供給される。
【０００６】
基準電圧発生回路１の出力端子の電圧が一定の基準電圧Ｖrefになると、起動回路５０のＰ型ＭＯＳトランジスタＭＰ３のゲート−ソース間電圧はＶCC投入直後に比べて小さくなり、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＭＮ１及びＭＮ２、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭＰ４及びＭＰ５がオフ状態となり、起動回路５０から基準電圧発生回路１に起動電流が供給されなくなる。また、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＭＮ３のゲートがＶrefになることでＮ型ＭＯＳトランジスタＭＮ３がオン状態になる。
【０００７】
基準電圧発生回路１の起動後、電源電圧ＶCCの値によってはＰ型ＭＯＳトランジスタＭＰ３は完全にはオフ状態とならない。すなわち、基準電圧発生回路１の起動後も、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＭＮ１及びＭＮ２のゲートがハイインピーダンスであるため、電源→Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭＰ３→ＮＰ型ＭＯＳトランジスタＭＮ３→グランドの経路で微小電流は流れ続ける。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した従来例の起動回路５０は、定電流回路とカレントミラー回路で構成されるため、発振防止のために基準電圧発生回路１の出力端子とグランドとの間にコンデンサＣ１が接続される場合などには、そのコンデンサＣ１の容量によっては基準電圧発生回路１の出力電圧が基準電圧に立ち上がるまでの時間が極めて遅くなるという問題がある。
【０００９】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、その目的とするところは、基準電圧発生回路の高速起動化を図ることのできる起動回路及び電源回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の起動回路は、コレクタが電源に接続され、エミッタが基準電圧発生回路に接続されるバイポーラトランジスタと、電源とバイポーラトランジスタのベースとの間に接続される抵抗と、ベースとグランドとの間に接続され、エミッタ電圧が基準電圧発生回路の基準電圧になるとバイポーラトランジスタを非動作点で安定させるベース電圧となるように電源の電圧を分圧するベース電圧保持手段とを備えることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の電源回路は、上記起動回路と、この起動回路によって起動される基準電圧発生回路を備える。
【００１２】
バイポーラトランジスタではわずかなベース電流を流すことによって大きな出力電流を取り出せ、後段駆動能力が大きく、後段（本発明では基準電圧発生回路）を高速に起動させることができる。すなわち、基準電圧発生回路が起動するまでは、バイポーラトランジスタのベース−エミッタ間電圧が基準電圧発生回路に起動電流を供給するのに十分な電圧となることが確保され、そのベース−エミッタ間電圧に依存する電流でもって基準電圧発生回路を高速に起動させることができる。
【００１３】
バイポーラトランジスタのベースには、電源とベースとの間に接続された抵抗と、この抵抗とベースとの接続点とグランドとの間に接続されたベース電圧保持手段とによって電源電圧が分圧された電圧が印加される。したがって、ベースにはベース電圧保持手段によってグランドから持ち上げられた一定の電圧が加わり、ベース電圧はその一定電圧に保持される。バイポーラトランジスタのエミッタは基準電圧発生回路に接続され、基準電圧発生回路の出力電圧の上昇と共にエミッタ電圧も上昇していき、基準電圧発生回路の出力電圧が一定の基準電圧に安定すると、エミッタ電圧もその基準電圧に安定する。よって、基準電圧派生回路の起動完了後（出力電圧が上記基準電圧になった後）は、バイポーラトランジスタのベース−エミッタ間電圧は一定値に安定する。この一定値は、ベース−エミッタ間のダイオード特性における大電流を流す電圧よりも十分に小さい電圧であり、すなわち基準電圧回路の起動完了後は、極めて小さなコレクタ電流（エミッタ電流）しか流さないベース−エミッタ間電圧に保持される。したがって、基準電圧回路の起動完了後は、起動回路には極めて微小な電流しか流れず消費電流の低減が図れる。
【００１４】
電源とベースとの間に接続された抵抗の抵抗値は、基準電圧発生回路起動後の起動回路に流れる電流を決定し、その抵抗値で決定される電流がベース電圧保持手段を流れることで、ベース電圧保持手段の両端に電圧が発生する。
【００１５】
ベース電圧保持手段の構成としては抵抗のみからなる構成が一例として考えられる。ただし、基準電圧発生回路起動後の起動回路の消費電流をできるだけ少なくしてベース電圧を所望の値に（グランドに対して）持ち上げようとすると大きな抵抗が必要となり、ウェーハに作り込む抵抗の面積が大きくなったり、寄生容量に対する充電時間により起動時間が遅くなったりするおそれがある。また、抵抗を流れる電流は電源電圧への依存度が高く、よって抵抗によって持ち上げられる電圧は変動しやすい。これに対して、ベース電圧保持手段として、ベースからグランドに向かう方向を順方向とするダイオードを用いれば、ダイオードは順方向電流が多少変動してもその順方向降下電圧の変動は微小で、例えばシリコンダイオードでは0.7Ｖ付近に安定して保持されるので、ベース電圧も安定して所望の値に保持できる。
【００１６】
例えば、基準電圧発生回路と上記ダイオードをシリコン基板にモノリシック化して作り込んだ場合、基準電圧発生回路の基準電圧は約1.25Ｖ、ダイオードの順方向降下電圧ＶＦは約0.7となる。ここで、ベース電圧保持手段として３個の直列接続されたダイオードを用いてしまうと、ベース電圧は３ＶＦ＝2.1Ｖに保持され、基準電圧発生回路の出力電圧が1.25Ｖに落ち着いたときのベース−エミッタ間電圧はＶBE＝2.1Ｖ−1.25Ｖ＝0.85Ｖとなり、ベース−エミッタ間のダイオード特性により、基準電圧発生回路の起動後も起動回路から起動電流が供給され続けてしまう。ダイオードが１つだけであると、ベース電圧の保持電圧はＶＦ＝0.7Ｖとなり、基準電圧発生回路の出力電圧すなわちエミッタ電圧がグランド電位付近にあるときにしか起動電流が供給されないことになる。
【００１７】
したがって、一般に広く普及しているシリコンのバンドギャップ型基準電圧発生回路用の起動回路においては、上記ベース電圧保持手段として２個の直列接続されたダイオードを用いれば、ベース電圧は２ＶＦ＝1.4Ｖに保持され、基準電圧発生回路が所望の基準電圧1.25Ｖに安定するのに十分な起動電流を供給できると共に、その1.25Ｖに安定した後は、ベース−エミッタ間電圧はＶBE＝1.4Ｖ−1.25Ｖ＝0.15Ｖとなり、バイポーラトランジスタを非動作点に安定させて起動電流の供給を実質的に停止するベース−エミッタ間電圧となる。
【００１８】
また、ベース電圧保持手段として、ベースと、上記２つのシリコンダイオードのうちベース側に接続されたシリコンダイオードのアノードとの間に接続された抵抗を上記２つのシリコンダイオードに追加した構成とすれば、その追加された抵抗の分だけベース電圧の保持電圧は高くなり、その分、基準電圧発生回路の出力電圧が一定になるまでのベース−エミッタ間電圧を大きくでき、より大きな起動電流を基準電圧発生回路に供給して、より高速な起動を行える。
【００１９】
また、例えばシリコンのバンドギャップ型基準電圧発生回路は、０Ｖと、上記基準電圧約1.25Ｖ以外にも0.9Ｖ付近で出力が安定しやすい特性があり、したがって、２個のダイオードのみの順方向降下電圧1.4Ｖでベース電圧を保持してしまうと、基準電圧発生回路の出力電圧が0.9Ｖにまで上昇したときに、ベース−エミッタ間電圧ＶBE＝1.4Ｖ−0.9Ｖ＝0.5Ｖとなり、ベース−エミッタ間のダイオード特性から、十分な起動電流が供給されないおそれがある。したがって、基準電圧発生回路を所望の設計された基準電圧約1.25Ｖまで安定して起動させるためには、上記抵抗を追加することにより、ベース電圧を、エミッタ電圧が0.9Ｖになったときにベース−エミッタ間電圧ＶBE≧0.7Ｖとなるようにグランドに対して持ち上げておくことが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の起動回路によれば、バイポーラトランジスタのダイオード特性を利用して、すなわちダイオードの順方向電流は大電流が流れることを利用して、わずらわしい回路設計を必要とすることなく、バイポーラトランジスタの能力まかせで、基準電圧発生回路に大電流を供給して高速に起動させることができる。
【００２１】
本発明の電源回路によれば、バイポーラトランジスタのダイオード特性を利用して、すなわちダイオードの順方向電流は大電流が流れることを利用して、わずらわしい回路設計を必要とすることなく、バイポーラトランジスタの能力まかせで、基準電圧発生回路に起動回路から大電流を供給して高速に起動させることができる。この結果、電源回路全体の立ち上がり時間の高速化が図れ、その電源回路からの電源の供給を受ける回路や部品も速く立ち上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係る電源回路を示す。この電源回路は、基準電圧発生回路１と、この基準電圧発生回路１を起動させるための起動回路２０とを備える。
【００２３】
基準電圧発生回路１は、例えばシリコンのバンドギャップ型基準電圧発生回路である。基準電圧発生回路１は、２つのＰ型ＭＯＳトランジスタＭＰ１、ＭＰ１と、４つのバイポーラトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４と、３つの抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３とを備えている。バイポーラトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４は何れもｎｐｎ型である。
【００２４】
Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭＰ１のソースは電源に接続されている。Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭＰ１のドレインは抵抗Ｒ１の一端に接続されている。抵抗Ｒ１の他端はバイポーラトランジスタＱ１のコレクタに接続されている。バイポーラトランジスタＱ１のエミッタはグランドに接続されている。バイポーラトランジスタＱ１のベース及びバイポーラトランジスタＱ２のベースは、抵抗Ｒ１とバイポーラトランジスタＱ１のコレクタとの接続点に接続されている。
【００２５】
Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭＰ２のソースは電源に接続されている。Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭＰ２のドレインはバイポーラトランジスタＱ４のコレクタに接続されている。Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭＰ１のゲート及びＰ型ＭＯＳトランジスタＭＰ２のゲートは、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭＰ２のドレインとバイポーラトランジスタＱ４のコレクタとの接続点に接続されている。
【００２６】
バイポーラトランジスタＱ４のエミッタはバイポーラトランジスタＱ３のコレクタに接続されている。バイポーラトランジスタＱ３のエミッタはグランドに接続されている。
【００２７】
抵抗Ｒ２の一端は、抵抗Ｒ１の一端とバイポーラトランジスタＱ４のベースと基準電圧発生回路１の出力端子Ｂとを結ぶラインＬ１に接続されている。抵抗Ｒ２の他端はバイポーラトランジスタＱ２のコレクタに接続されている。抵抗Ｒ２とバイポーラトランジスタＱ２のコレクタとの接続点はバイポーラトランジスタＱ３のベースに接続されている。バイポーラトランジスタＱ２のエミッタは抵抗Ｒ３を介してグランドに接続されている。
【００２８】
基準電圧発生回路１の出力端子Ｂとグランドとの間には、発振防止用のコンデンサＣ１が接続されている。コンデンサＣ１は、基準電圧発生回路１に対して外付けとしたが基準電圧発生回路１に内蔵させてもよい。
【００２９】
次に、本実施形態に係る起動回路２０について説明する。起動回路２０は、バイポーラトランジスタＱ５と、抵抗Ｒ４と、抵抗Ｒ５と、ダイオードＤ１、とダイオードＤ２とを備える。
【００３０】
電源とグランドとの間に、電源側から順に、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５、ダイオードＤ１、ダイオードＤ２が直列接続されている。すなわち、抵抗Ｒ４の一端は電源に接続されその他端は抵抗Ｒ５の一端に接続されている。抵抗Ｒ５の他端はダイオードＤ１のアノードに接続されている。ダイオードＤ１、Ｄ２は共に、電源からグランドに向けて順方向接続されている。ダイオードＤ１のカソードはダイオードＤ２のアノードに接続され、ダイオードＤ２のカソードはグランドに接続されている。
【００３１】
バイポーラトランジスタＱ５はｎｐｎ型のバイポーラトランジスタであり、そのコレクタは電源に接続され、エミッタは基準電圧発生回路１に接続されている。具体的には、エミッタは、抵抗Ｒ１の一端と抵抗Ｒ２の一端とバイポーラトランジスタＱ４のベースと基準電圧発生回路１の出力端子Ｂとを結ぶラインＬ１に接続されている。バイポーラトランジスタＱ５のベースは、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との接続点に接続されている。
【００３２】
上記ラインＬ１は、基準電圧発生回路１が起動回路２０からの起動電流の入力を受ける入力ライン、および基準電圧発生回路１の出力を出力端子Ｂに出力する出力ラインとして機能する。
【００３３】
バイポーラトランジスタＱ５のベースとグランドとの間に接続された抵抗Ｒ５、ダイオードＤ１、ダイオードＤ２は、本実施形態に係るベース電圧保持手段を構成する。ベース電圧保持手段は、抵抗Ｒ５における降下電圧とダイオードＤ１の順方向降下電圧とダイオードＤ２の順方向降下電圧との和で決まる、電源電圧Ｖccの分圧値をバイポーラトランジスタＱ５のベース電圧として与える。すなわち、抵抗Ｒ５、ダイオードＤ１、ダイオードＤ２に電流が流れると（この電流の方向はダイオードＤ１、Ｄ２に順方向電流を流す方向）、ベース電圧（ノードＡの電位）はグランドに対して所定電位（抵抗Ｒ５における降下電圧とダイオードＤ１の順方向降下電圧とダイオードＤ２の順方向降下電圧との和）持ち上げられる。
【００３４】
次に、上記起動回路２０及び基準電圧発生回路１の動作について説明する。
【００３５】
電源を投入すると、ベース電流ＩBが電源から抵抗Ｒ４を経由してベースに供給され、ベース−エミッタ間に順方向電圧が加わりバイポーラトランジスタＱ５の動作が開始される。電源投入直後は、バイポーラトランジスタＱ５のエミッタはグランド電位であるので、図１に示すノードＡの電位ＶAは、図２に示すベース−エミッタ間のダイオード特性に示されるように、ＶA＝ＶBE（ベース−エミッタ間電圧）≒0.7Ｖとなる。
【００３６】
バイポーラトランジスタＱ５のコレクタは電源に接続されているため、バイポーラトランジスタＱ５は、図３に示すＶCE−ＩC特性図におけるａ点の動作点で動作を開始し、基準電圧発生回路１のラインＬ１にエミッタ電流ＩE＝（ＩB＋ＩC）を起動電流として供給する。この起動電流はバイポーラトランジスタＱ５の電流供給能力によって決定される電流値であり、図７に示す従来例と比較すると極めて大きな電流を供給することができる。
【００３７】
起動回路２０からの起動電流はラインＬ１を介して基準電圧発生回路１のバイポーラトランジスタＱ１〜Ｑ４にベース電流として供給され、これによりバイポーラトランジスタＱ１〜Ｑ４がオン状態となる。バイポーラトランジスタＱ１〜Ｑ４がオン状態となることで、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭＰ１及びＭＰ２のゲートがローレベルになり、これらＰ型ＭＯＳトランジスタＭＰ１及びＭＰ２がオン状態となる。したがって、後述するように起動回路２０からの起動電流の供給が断たれても、電源からの電流はＰ型ＭＯＳトランジスタＭＰ１を介して基準電圧発生回路１に供給される。
【００３８】
起動された基準電圧発生回路１はその出力端子Ｂに向けて電流を流し、その電流はコンデンサＣ１で徐々に充電され、出力端子Ｂの電圧は図４（ｄ）に示すように徐々に上昇していく。これに伴い、出力端子Ｂに接続しているバイポーラトランジスタＱ５のエミッタ電圧も上昇していく。
【００３９】
エミッタ電圧の上昇に伴い、バイポーラトランジスタＱ５のコレクタ−エミッタ間電圧ＶCEは、図４（ｂ）に示すように減少していくが、ベース−エミッタ間電圧ＶBEが、ＶBE≒0.7ＶとなっているバイポーラトランジスタＱ５の動作開始初期においては、図３に示すように、コレクタ電流すなわち起動電流の減少率は非常に小さいため、基準電圧発生回路１を高速起動させるべく大電流を供給することができる。
【００４０】
基準電圧発生回路１が起動されると、図４（ｄ）に示すように、基準電圧発生回路１の出力電圧は所定の基準電圧に落ち着く。バンドギャップ型の基準電圧発生回路では、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の抵抗値や、バイポーラトランジスタＱ１〜Ｑ４のエミッタ面積などの回路定数を適切に設定することにより、電源電圧ＶCCや温度による変化の少ない安定した基準電圧Ｖrefが得られる。例えば本実施形態ではシリコンのバンドギャップ型基準電圧発生回路を用いており、その基準電圧は一般に約1.25Ｖである。
【００４１】
上記エミッタ電圧の上昇に伴ってベース電圧も上昇して、直列接続されたダイオードＤ１及びＤ２の両端の間の電圧が大きく開いてくると、抵抗Ｒ５、ダイオードＤ１及びＤ２にも電流Ｉ1が流れ始める。
【００４２】
抵抗Ｒ５、ダイオードＤ１及びＤ２に電流が流れると、ノードＡの電位ＶAは、ＶA＝２ＶＦ＋Ｉ1×Ｒ５で保持されることになる。なお、ＶＦはダイオードＤ１、Ｄ２それぞれの順方向降下電圧であり、本実施形態ではダイオードＤ１、Ｄ２は共にシリコンダイオードを用いているので、ＶＦは約0.7Ｖである。Ｒ５は抵抗Ｒ５の抵抗値を表す。
【００４３】
本実施形態では、ＶA＝２ＶＦ＋Ｉ1×Ｒ５は約1.6Ｖであり、すなわちベース電圧は、図４（ｃ）に示すように、約1.6Ｖで保持される。ベース電圧が一定値に保持されるので、基準電圧発生回路１の出力電圧が上昇するのに伴ってエミッタ電圧が上昇していくと、ベース−エミッタ間電圧ＶBEは図４（ａ）に示すように徐々に減少していき、バイポーラトランジスタＱ５は図３に示すＶCE−ＩC特性図における動作点をａ点→ｂ点→ｃ点→ｄ点のごとく移動していき、起動回路２０から供給される起動電流は徐々に減少していく。
【００４４】
そして、基準電圧発生回路１が完全に起動する（出力電圧が約1.25Ｖの基準電圧に安定する）と、エミッタ電圧も約1.25Ｖに安定する。したがって、基準電圧発生回路１が完全に起動後は、ベース電圧とエミッタ電圧がそれぞれ一定電圧に落ち着くので、ベース−エミッタ間電圧ＶBEは図４（ａ）に示すように一定電圧に落ち着くことになる。この電圧は、バイポーラトランジスタＱ５を実質的にオン状態にする0.7Ｖ（図２参照）に対して十分に小さい電圧であり、ベース電流はほとんど流れず、バイポーラトランジスタＱ５は非動作点で安定する。これにより、起動回路２０から基準電圧発生回路１へは極めてわずかな電流しか供給されない。実質的に起動電流の供給は停止される。
【００４５】
なお、バイポーラトランジスタＱ５が非動作点で安定した後も、抵抗Ｒ４、Ｒ５、ダイオードＤ１、Ｄ２には、電流Ｉ1＝（Ｖcc−２ＶＦ）÷（Ｒ４＋Ｒ５）で表される電流Ｉ1が流れ続ける。Ｖccは電源電圧を、Ｒ４は抵抗Ｒ４の抵抗値を表す。基準電圧発生回路１を起動させた後は起動回路２０を動作させる必要はないため、上記電流Ｉ1が小さければ小さいほど基準電圧発生回路１の起動完了後の起動回路２０における消費電流を小さくできる。例えば、本実施形態では、電流Ｉ1は約１μＡとなるように抵抗Ｒ４の抵抗値Ｒ４が設計される。
【００４６】
以上述べたように、本実施形態によれば、バイポーラトランジスタＱ５のダイオード特性を利用して、すなわちダイオードの順方向電流は大電流が流れることを利用して、わずらわしい回路設計を必要とすることなく、バイポーラトランジスタＱ５の能力まかせで、基準電圧発生回路１に大電流を供給して高速に起動させることができる。
【００４７】
次に、図５、６を参照して、従来例との比較シミュレーションを行った結果について説明する。
【００４８】
図５は、図１に示す本実施形態の起動回路２０を用いて基準電圧発生回路１を起動させたときの起動電流、起動回路消費電流、基準電圧発生回路の起動特性のシミュレーション結果を示し、図６は、図７に示す従来例の起動回路５０を用いて基準電圧発生回路１を起動させたときの起動電流、起動回路消費電流、基準電圧発生回路の起動特性のシミュレーション結果を示す。
【００４９】
本実施形態及び従来例共に、コンデンサＣ１の容量を１０ｎＦ、基準電圧発生回路１の起動後の起動回路の消費電流（本実施形態では抵抗Ｒ４→Ｒ５→ダイオードＤ１→Ｄ２の経路を流れる電流であり、従来例ではＰ型ＭＯＳトランジスタＭＰ３→Ｎ型トランジスタＭＮ３の経路を流れる電流）を約1.0μＡとなるように設計した。
【００５０】
図５（ａ）と図６（ａ）との比較からわかるように、本実施形態の方が大きな起動電流を供給することができ、これにより、図５（ｃ）と図６（ｃ）との比較に見られるように、基準電圧発生回路１の出力電圧を所定の基準電圧（約1.25Ｖ）にするまでの起動時間は、本実施形態は約0.7秒、従来例は約1.3秒というように、本実施形態の方が速く起動できている。
【００５１】
また、図５（ｂ）と図６（ｂ）との比較からわかるように、本実施形態では起動回路の消費電流が1.0μＡを超えることがなく従来例に対して消費電流の低減も図られている。よって、低消費電力設計が要求される携帯電話機などのモバイル機器に対して有効となる。
【００５２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００５３】
上記実施形態では、ベース電圧保持手段は、抵抗Ｒ５、ダイオードＤ１、Ｄ２から構成されるとしたが、抵抗Ｒ５を外してダイオードＤ１、Ｄ１のみから構成してもよい。このような構成とすると、ベース電圧は、２つのダイオードＤ１、Ｄ２の順方向降下電圧の和、すなわち２ＶＦ＝1.4Ｖで保持されることになる。
【００５４】
ただし、上記実施形態のように抵抗Ｒ５を追加してこの抵抗Ｒ５の分だけベース電圧の保持電圧を高くした方が、その分、基準電圧発生回路１の出力電圧が一定になるまでのベース−エミッタ間電圧を大きくでき、より大きな起動電流を基準電圧発生回路１に供給して、より高速な起動を行える。
【００５５】
また、一般に広く普及しているシリコンのバンドギャップ型基準電圧発生回路は、０Ｖと、上記基準電圧約1.25Ｖ以外にも0.9Ｖ付近で出力が安定しやすい特性があり、したがって、ダイオードＤ１、Ｄ２のみの順方向降下電圧1.4Ｖでベース電圧を保持してしまうと、基準電圧発生回路１の出力電圧が0.9Ｖにまで上昇したときに、ベース−エミッタ間電圧ＶBE＝1.4Ｖ−0.9Ｖ＝0.5Ｖとなり、図２に示したベース−エミッタ間のダイオード特性から十分な起動電流が供給されないおそれがある。したがって、基準電圧発生回路１を所望の設計された基準電圧約1.25Ｖまで安定して起動させるためには、上記抵抗Ｒ５を追加することにより、ベース電圧を、エミッタ電圧が0.9Ｖになったときにベース−エミッタ間電圧ＶBE≧0.7Ｖとなるべく持ち上げておくことが好ましい。
【００５６】
なお、抵抗Ｒ５の代わりにもう１つダイオードを付けてしまうと、ベース電圧は３ＶＦ＝2.1Ｖとなり、基準電圧発生回路１の出力電圧が1.25Ｖに落ち着いたときのベース−エミッタ間電圧はＶBE＝2.1Ｖ−1.25Ｖ＝0.85Ｖとなり、基準電圧発生回路１の起動後も起動回路２０から起動電流が供給され続けてしまう。ダイオードが１つだけであると、基準電圧発生回路１の出力電圧すなわちエミッタ電圧がグランド電位付近にあるときにしか起動電流が供給されないことになる。
【００５７】
なお、保持すべきベース電圧の値は、基準電圧発生回路１の所望の設計された基準電圧値によって変わってくるので、これに対応して、ベース電圧保持手段を構成する抵抗の抵抗値や、ダイオードの個数や種類（例えばシリコンダイオードとゲルマニウムダイオードとでは順方向降下電圧が異なる）などは任意に変更される。
【００５８】
また、ベース電圧保持手段にダイオードを含ませることなく抵抗のみからなる構成としてもよい。ただし、基準電圧発生回路起動後の起動回路の消費電流をできるだけ少なくしてベース電圧を所望の値に持ち上げようとすると大きな抵抗が必要となり、ウェーハに作り込む抵抗の面積が大きくなったり、寄生容量に対する充電時間により起動時間が遅くなったりするおそれがある。また、抵抗を流れる電流は電源電圧ＶCCへの依存度が高く、よって抵抗によって持ち上げられる電圧は変動しやすいが、ダイオードは順方向電流が多少変動してもその順方向降下電圧の変動は微小で、例えばシリコンダイオードでは0.7Ｖ付近に安定して保持されるので、ベース電圧も安定して所望の値に保持できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態に係る起動回路及び基準電圧発生回路の回路図である。
【図２】図１に示すバイポーラトランジスタＱ５のＶBE−ＩB特性図である。
【図３】同バイポーラトランジスタＱ５のＶCE−ＩC特性図である。
【図４】図１に示す回路における各ノードのトランジェント特性図である。
【図５】図１の回路を用いた本実施形態における、起動電流、起動回路消費電流、基準電圧発生回路の起動特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図６】図７の回路を用いた従来例における、起動電流、起動回路消費電流、基準電圧発生回路の起動特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図７】従来例の起動回路及び基準電圧発生回路の回路図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…基準電圧発生回路、１０…起動回路、２０…起動回路、Ｑ５…バイポーラトランジスタ、Ｒ４，Ｒ５…抵抗、Ｄ１，Ｄ２…ダイオード。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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