(57)【要約】【課題】半導体集積回路３に形成され、その出力が他の回路ブロック５に接続されるシリーズレギュレータにおいて、外付け部品の不要な半導体集積回路に形成されたシリーズレギュレータを提供することを課題とする。【解決手段】容量増幅回路１が半導体集積回路３内に形成され、シリーズレギュレータの出力に接続されており、前記容量増幅回路１が、演算増幅器と、２つの抵抗と、容量とで構成され、演算増幅器の出力は、第１の抵抗を介し、レギュレータの出力に接続され、算増幅器の逆相入力端子は演算増幅器の出力に、正相入力端子は第２の抵抗と容量に接続され、第２の抵抗の他端子はレギュレータの出力に、容量の他端子は接地にそれぞれ接続されていることを特徴とするシリーズレギュレータ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体集積回路に形成され、その出力が他の回路ブロックに接続されるシリーズレギュレータにおいて、容量増幅回路が半導体集積回路内に形成され、シリーズレギュレータの出力に接続されていることを特徴とするシリーズレギュレータ。
【請求項２】
容量増幅回路が、演算増幅器と、２つの抵抗と、容量とで構成され、演算増幅器の出力は、第１の抵抗を介し、レギュレータの出力に接続され、演算増幅器の逆相入力端子は演算増幅器の出力に、正相入力端子は第２の抵抗と容量に接続され、第２の抵抗の他端子はレギュレータの出力に、容量の他端子は接地にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１に記載のシリーズレギュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路に形成されたシリーズレギュレータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリーズレギュレータは一般に、整流回路や平滑回路などの電源発生回路から出力された直流電源電圧を安定化する回路として利用されている。
近年の半導体集積回路に形成されるシリーズレギュレータは、外部より入力された電源電圧を安定化するために利用され、その出力は内部に形成された各回路ブロック（マクロと言う）に安定化された電源として供給される。この半導体集積回路に形成されるシリーズレギュレータでは、電流の容量を確保する目的から、その出力段にＭＯＳトランジスタを直列に接続し、多用される。近年、電子製品の進歩から、シリーズレギュレータとして大容量出力能力、また急激な負荷変動に対応できる能力が求められている。これに対し、このＭＯＳトランジスタ素子を主として寄生容量成分が影響し、高帯域での負荷変動に対する応答が本質的に低下する。この対応として、シリーズレギュレータの出力端子に大容量のコンデンサを、半導体集積回路の外付け素子として接続している。図３は、従来の半導体集積回路に形成されたシリーズレギュレータの回路例を模式的に示した説明図である。半導体集積回路１３に形成されたレギュレータ１２の出力は、接続端子１４で外部に接続されている。また、シリーズレギュレータに接続されるシリーズレギュレータ以外の各マクロ１５が負荷として端子１４に接続され、さらに、大容量のコンデンサ１６が半導体集積回路の外部から、端子１４に接続されている。通常は、１μＦ程度のコンデンサを必要とされる。このコンデンサによって、高帯域での負荷変動に対する応答を改善している。
【０００３】
このような対応の他の例として、シリーズレギュレータの出力のＭＯＳのゲートにバッファを設け、動作を安定させ、その外付けコンデンサの容量値を減少させる公知技術がある（特許文献１）。しかし、この対応例でも外付けのコンデンサを必要とする。
【０００４】
すなわち、シリーズレギュレータは半導体集積回路として、小規模・低消費電流で実現されるが、外付け安定化容量が必要となってきたので、装置において実装面積が増えてしまった。また、このための組み立て工数の増加や、外付け部品のコストが発生した。
【０００５】
公知文献を以下に示す。
【特許文献１】特開２０００−２８４８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような問題点を解決するもので、高帯域での負荷変動に対する応答を改善するための外付け部品の不要な半導体集積回路に形成されたシリーズレギュレータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は係る課題に鑑みなされたもので、請求項１の発明は、半導体集積回路に形成され、その出力が他の回路ブロックに接続されるシリーズレギュレータにおいて、容量増幅回路が半導体集積回路内に形成され、シリーズレギュレータの出力に接続されていることを特徴とするシリーズレギュレータとしたものである。
【０００８】
本発明の請求項２の発明は、容量増幅回路が、演算増幅器と、２つの抵抗と、容量とで
構成され、演算増幅器の出力は、第１の抵抗を介し、レギュレータの出力に接続され、算増幅器の逆相入力端子は演算増幅器の出力に、正相入力端子は第２の抵抗と容量に接続され、第２の抵抗の他端子はレギュレータの出力に、容量の他端子は接地にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１に記載のシリーズレギュレータとしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本願発明のシリーズレギュレータは以上のような構成であるから、高帯域での負荷変動に対する応答を改善するための外付けコンデンサを必要とせず、比較的低消費電流の回路で、面積も小規模で半導体集積回路内部にコンデンサ形成したシリーズレギュレータとすることができる。また、外部接続端子４を除去することにより、パッド部分に占めるチップ面積を縮小することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本発明の実施するための最良の形態につき説明する。
【００１１】
図１は、本発明のシリーズレギュレータの回路例を模式的に示した説明図である。
【００１２】
図１で、従来のシリーズレギュレータ２が半導体集積回路３に形成され、その出力には、半導体集積回路３内に形成された容量増幅回路１が接続されて本例のシリーズレギュレータが形成されている。シリーズレギュレータの出力には、さらに他の回路ブロック５が接続されている。容量増幅回路は、回路内に形成されたコンデンサの容量を等価的に増幅する回路であって、これを利用して小容量のコンデンサを形成することにより等価的に大容量とすることができ、高帯域での負荷変動に対する応答を改善することができる。このため、半導体集積回路の端子４には、コンデンサの接続を必要としない。よって、端子４の除去が可能である。
【００１３】
図２は、本例の容量増幅回路１である。図２（ａ）で、演算増幅器の出力は、第１の抵抗Ｒ1を介し、レギュレータの出力に接続されている。演算増幅器の逆相入力端子は演算増幅器の出力に、正相入力端子は第２の抵抗Ｒ2と容量Ｃに接続されている。抵抗Ｒ2の他端子はレギュレータの出力に、容量Ｃの他端子は接地にそれぞれ接続されている。レギュレータの出力電圧をＶ、演算増幅器の出力をＶO、増幅率をＡ、正相入力端子の電圧をＶCとする。レギュレータ出力から抵抗Ｒ1に流れる電流をＩ1、レギュレータ出力から抵抗Ｒ2に流れる電流をＩ2とすれば、演算増幅器の入力電流は、ほぼ０であるから、
Ｉ1＝（Ｖ−ＶO）／Ｒ1
さらに、
ＶO＝−Ａ（ＶO−ＶC）。Ａの値は、大きく設定されるから、ＶO＝ＶC
Ｉ2＝Ｖ／（Ｒ2＋（１／ｊωＣ））
また、容量増幅回路に流れる電流をＩ、インピーダンスをＺとすれば、
Ｉ＝Ｉ1＋Ｉ2
＝（ｊωＣ（Ｒ1＋Ｒ2）／（１＋ｊωＣ（Ｒ1＋Ｒ2）））（Ｖ2／Ｒ1）
＝ＺＶ2
したがって、
Ｚ＝Ｒ1Ｒ2／（Ｒ1＋Ｒ2）＋１／（ｊωＣ（１＋Ｒ2／Ｒ1））
これから、本例の容量増幅回路は、抵抗値がＲ1Ｒ2／（Ｒ1＋Ｒ2）の抵抗と、容量がＣ（１＋Ｒ2／Ｒ1）のコンデンサを直列接続した図２（ｂ）の回路と等価であることが解る。したがって、Ｒ2／Ｒ1の値を大きくすることによって、小面積で小容量のコンデンサ容量Ｃを等価的に大容量のコンデンサとすることができる。これから、小面積でコンデンサを形成し、等価的に大容量のコンデンサとすることで、外付けのコンデンサと同等の容量をもったコンデンサを半導体集積回路に形成することが出来る。
【００１４】
また、このような構成から、外付けコンデンサの容量と上記の等価の容量回路が比較的消費電流の回路で実現できる。本願発明の容量増幅回路に利用する演算増幅回路は、例えばＣＭＯＳ半導体集積回路に利用される従来のシリーズレギュレータの電力消費０．５〜１ｍＷ程度に対して、その消費電力は０．０５ｍＷ程度である。本願のように容量増幅回路を用いず、従来のシリーズレギュレータで高帯域での負荷変動に対する応答を改善するとすれば、レギュレータの出力を大容量のものとしなければならず、電力消費が膨大となり、現実的ではない。
【００１５】
さらに、本願に係る等価の容量回路は、面積も比較的小規模で形成できる。従来のシリーズレギュレータのパターン面積が１ｍｍ2に対して、その面積は０．１ｍｍ2程度である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のシリーズレギュレータの回路例を模式的に示した説明図である。
【図２】本発明のシリーズレギュレータの回路例に係る容量増幅回路を模式的に示した説明図である。
【図３】従来の半導体集積回路に形成されたシリーズレギュレータの回路例を模式的に示した説明図である。
【符号の説明】
【００１７】
１・・・容量増幅回路
２・・・従来のシリーズレギュレータ
３・・・半導体集積回路
４・・・接続端子
５・・・他の回路ブロック
１２・・・レギュレータ
１３・・・半導体集積回路
１４・・・接続端子
１５・・・各マクロ
１６・・・コンデンサ
【図１】
2007148862.tif 000003
【図２】
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【図３】
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