(57)【要約】【課題】起動回路を備えた基準電圧生成回路において、基準電圧を生成した後の起動回路内に流れる余分な消費電流を抑制する。【解決手段】起動信号ＣＥをＨレベルにすると、起動回路部２ａのトランジスタＰＭ１０ａがオンすることによって、電源からトランジスタＰＭ１０ａ、ＰＭ８ａを経由して基準電圧回路部１ａを動作させるための電流が供給され、基準電圧回路部１ａから基準電圧ＶＲＥＦが生成される。また、トランジスタＰＭ１ａ〜ＰＭ６ａのゲート・ソース間電圧降下により起動回路の動作電流Ｉ１ａが流れるが、トランジスタＮＭ６ａがオフになるため、トランジスタＮＭ６ａ内の寄生容量Ｃ１ａに充電される。充電が終わると起動回路の動作電流Ｉ１ａは流れなくなるため、起動回路部２ａにおける消費電流を抑制することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶対温度に比例する電位差と順バイアスされた半導体のｐｎ接合の電位差とを加算することにより、前記半導体のバンドギャップ電圧に基づく基準電圧を生成する基準電圧回路部と、前記基準電圧回路部を起動させる起動回路部と、を備え、前記起動回路部の起動に伴って発生する前記起動回路の動作電流は、前記基準電圧回路部の起動開始時から所定期間流れ、該所定期間後は遮断されることを特徴とする基準電圧生成回路。
【請求項２】
前記起動回路部は、起動信号の入力される起動信号入力端子と、電流流入端が第１の電源に接続されて前記起動信号に基づいて前記基準電圧回路部を起動させる起動電流を供給する第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、電流流入端が前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタの電流流出端に接続されるとともに電流流出端が前記基準電圧回路に接続されて、前記基準電圧回路部の起動後に前記起動電流の供給を遮断する第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、電流流入端が前記第１の電源に接続されるとともに電流流出端が前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタの制御端に接続されて前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタのオンオフを制御する第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、電流流入端が前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタの電流流出端に接続されるとともに電流流出端が第２の電源に接続されて前記起動電流の供給に伴って発生する前記起動回路部の動作電流を前記基準電圧回路部の起動開始時から所定時間後に遮断するＮチャネルＭＯＳトランジスタと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の基準電圧生成回路。
【請求項３】
前記基準電圧回路部は、電流流入端を第１の電源に接続するとともに各々が電流路を有し、制御端を互いに接続してなる第１のトランジスタ及び第２のトランジスタ及び第３のトランジスタを備える少なくとも１つのカレントミラー回路と、前記第１のトランジスタの電流路に第１の抵抗を介して接続されるｐｎ接合部を有する第１の半導体と、前記第２のトランジスタの電流路に接続されるｐｎ接合部を有する第２の半導体と、前記第３のトランジスタの電流路に第２の抵抗を介して接続されるｐｎ接合部を有する第３の半導体と、を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基準電圧生成回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、基準電圧生成回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  アナログ回路では、アナログ信号を比較するための基準電圧を発生させる回路として、基準電圧生成回路が用いられることが多い。
基準電圧生成回路は、負の温度依存性を持つ順バイアスされたｐｎ接合の電位と、正の温度依存性を持つ電圧を利用することにより、温度に依存しない基準電圧を生成する。
また、基準電圧生成回路には、基準電圧が０Ｖで安定状態となって立ち上がらない場合があることから、通常、基準電圧を立ち上げるための起動回路が接続される。（例えば、特許文献１参照）【０００３】  図２は、従来の基準電圧生成回路の一例である。１がカレントミラーによる基準電圧回路部、２が起動回路部となっている。図４は、図２の基準電圧生成回路１０の主な箇所における電圧、電流の経時変化を表している。【０００４】  基準電圧回路部１は、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＭ１〜ＰＭ６（以下、トランジスタＰＭ１〜ＰＭ６）、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＭ１〜ＮＭ４（以下、トランジスタＮＭ１〜ＮＭ４）、ｐｎｐバイポーラトランジスタＱ１〜Ｑ３（以下、トランジスタＱ１〜Ｑ３）、および抵抗Ｒ１〜Ｒ４と、からなる。【０００５】  トランジスタＰＭ１〜ＰＭ６は、トランジスタＰＭ１、ＰＭ２、およびＰＭ５からなる一対のカレントミラーと、トランジスタＰＭ３、ＰＭ４、およびＰＭ６からなる一対のカレントミラーを構成する。トランジスタＰＭ１、ＰＭ２、およびＰＭ５は、ゲートが互いに接続されるとともにトランジスタＰＭ３のドレインに接続され、ソースがそれぞれ電源に接続される。また、トランジスタＰＭ３、ＰＭ４、およびＰＭ６は、ゲートが互いに接続されるとともに抵抗Ｒ１を介してトランジスタＰＭ３のドレインに接続され、ソースがそれぞれトランジスタＰＭ１、ＰＭ２、ＰＭ５のドレインに接続される。【０００６】  トランジスタＮＭ１〜ＮＭ４は、トランジスタＮＭ１、ＮＭ２からなる一対のカレントミラーと、トランジスタＮＭ３、ＮＭ４からなる一対のカレントミラーとを構成する。トランジスタＮＭ１、ＮＭ２のゲートは互いに接続されるとともにトランジスタＰＭ４のドレインに接続され、トランジスタＮＭ１のドレインは抵抗Ｒ１を介してトランジスタＰＭ３のドレインに、トランジスタＮＭ２のドレインは抵抗Ｒ２を介してトランジスタＰＭ４のドレインにそれぞれ接続される。また、トランジスタＮＭ３、ＮＭ４は、ゲートが互いに接続されるとともに抵抗Ｒ２を介してトランジスタＰＭ４のドレインに接続され、ドレインがそれぞれトランジスタＮＭ１、ＮＭ２のソースに接続される。【０００７】  トランジスタＱ１のエミッタは抵抗Ｒ３を介してトランジスタＮＭ３のソースに接続され、トランジスタＱ２のエミッタはトランジスタＮＭ４のソースに接続される。また、トランジスタＱ３のエミッタは抵抗Ｒ４を介してトランジスタＰＭ６のドレインに接続される。トランジスタＱ１〜Ｑ３のベースおよびコレクタはいずれも接地される。【０００８】  起動回路部２は、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＭ７〜ＰＭ１０（以下、トランジスタＰＭ７〜ＰＭ１０）、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＭ５（以下、トランジスタＮＭ５）、抵抗Ｒ５、起動信号入力端子Ｅ１、およびインバータＩＮＶと、からなる。【０００９】  トランジスタＰＭ９は、ゲートが起動信号入力端子Ｅ１、ソースが電源にそれぞれ接続され、ドレインは基準電圧回路部１を構成するトランジスタＰＭ１、ＰＭ２、およびＰＭ５のゲートに接続される。
トランジスタＮＭ５は、ゲートがインバータを介して起動信号入力端子Ｅ１に接続され、ドレインが基準電圧回路１を構成するトランジスタＮＭ３、ＮＭ４のゲートに接続され、ソースが接地される。【００１０】  トランジスタＰＭ７は、ゲートが基準電圧回路部１を構成するトランジスタＰＭ３、ＰＭ４、およびＰＭ６のゲートに接続され、ソースが電源に接続される。また、トランジスタＰＭ１０は、ゲートがインバータＩＮＶを介して起動信号入力端子Ｅ１に接続されるとともに、ソースがトランジスタＰＭ７のドレインに接続され、ドレインが、抵抗Ｒ５を介して接地される。トランジスタＰＭ８は、ゲートがトランジスタＰＭ７のドレインに接続され、ソースが電源に接続され、ドレインが基準電圧回路部１を構成するトランジスタＮＭ１、ＮＭ２のゲートに接続される。【００１１】  起動回路部２が、基準電圧回路部１を起動させる動作を説明する。起動回路部２を起動する起動信号ＣＥがＬレベルの時は、トランジスタＰＭ９とトランジスタＮＭ５がオンし、トランジスタＰＭ７とトランジスタＰＭ１０がオフである。
カレントミラー回路を構成するトランジスタＰＭ１〜ＰＭ６、トランジスタＮＭ１〜ＮＭ４はそれぞれ全てオフであるため、基準電圧回路部１が基準電圧ＶＲＥＦを発生させることはない。【００１２】  一方、図４のＴ１に示すように、起動信号ＣＥをＨレベルにすると、起動回路部２のトランジスタＰＭ９、ＮＭ５はオフになり、トランジスタＰＭ１０はオンする。トランジスタＰＭ１０がオンすることで内部ノードＮ１の電圧はＬレベルとなり、トランジスタＰＭ８がオンする。
トランジスタＰＭ８がオンすることによって、トランジスタＮＭ１〜ＮＭ４がオンし、トランジスタＰＭ１〜ＰＭ６もオンする。これにより、図４のＴ２において、トランジスタＰＭ１〜ＰＭ６のゲート・ソース間の電圧降下が生じ、内部ノードＮ２の電圧が降下し、トランジスタＰＭ７がオンする。
トランジスタＰＭ７がオンすることにより、トランジスタＰＭ８はオフされ、基準電圧回路部１への電流は遮断される。また、トランジスタＰＭ７がオンすることにより、内部ノードＮ１の電圧は上昇し、電流Ｉ１が流れる。【００１３】  このように、起動回路部２のトランジスタＰＭ８から基準電圧回路部１を動作させるための電流が流され、基準電圧回路部１から基準電圧ＶＲＥＦが生成される。
【特許文献１】特開２００５−３２７０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】  しかしながら、図２の基準電圧生成回路１０では、基準電圧回路部１を起動した後も起動回路部２に電流Ｉ１が流れ続けるため、余分な消費電流が生じてしまう。【００１５】  本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、基準電圧生成後における起動回路部の消費電流を抑制する基準電圧生成回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】  以上の目的を達成するため、本発明の第一の観点に係る基準電圧生成回路は、絶対温度に比例する電位差と順バイアスされた半導体のｐｎ接合の電位差とを加算することにより、前記半導体のバンドギャップ電圧に基づく基準電圧を生成する基準電圧回路部と、前記基準電圧回路部を起動させる起動回路部と、を備え、前記起動回路部の起動に伴って発生する前記起動回路の動作電流は、前記基準電圧回路部の起動開始時から所定期間流れ、該所定期間後は遮断されることを特徴とする。【００１７】  本発明の第二の観点に係る基準電圧生成回路は、前記起動回路部が、起動信号の入力される起動信号入力端子と、電流流入端が第１の電源に接続されて前記起動信号に基づいて前記基準電圧回路部を起動させる起動電流を供給する第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、電流流入端が前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタの電流流出端に接続されるとともに電流流出端が前記基準電圧回路に接続されて、前記基準電圧回路部の起動後に前記起動電流の供給を遮断する第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、電流流入端が前記第１の電源に接続されるとともに電流流出端が前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタの制御端に接続されて前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタのオンオフを制御する第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、電流流入端が前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタの電流流出端に接続されるとともに電流流出端が第２の電源に接続されて前記起動電流の供給に伴って発生する前記起動回路部の動作電流を前記基準電圧回路部の起動開始時から所定時間後に遮断するＮチャネルＭＯＳトランジスタと、を備えることを特徴とする。【００１８】  本発明の第三の観点に係る基準電圧生成回路は、前記基準電圧回路部が、電流流入端を第１の電源に接続するとともに各々が電流路を有し、制御端を互いに接続してなる第１のトランジスタ及び第２のトランジスタ及び第３のトランジスタを備える少なくとも１つのカレントミラー回路と、前記第１のトランジスタの電流路に第１の抵抗を介して接続されるｐｎ接合部を有する第１の半導体と、前記第２のトランジスタの電流路に接続されるｐｎ接合部を有する第２の半導体と、前記第３のトランジスタの電流路に第２の抵抗を介して接続されるｐｎ接合部を有する第３の半導体と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】  本発明によれば、基準電圧回路部の基準電圧生成後における、起動回路内に流れる不要な消費電流を削減することができる。
【発明を実施するための最良な形態】
【００２０】  以下、本発明の実施形態に係る基準電圧生成回路を図面に基づいて説明する。本実施形態に係る基準電圧生成回路の構成を図１に、該基準電圧生成回路の主な箇所における電圧、電流の経時変化を図３に示す。
【００２１】  図１における基準電圧生成回路１０ａは、基準電圧回路部１ａと、起動回路部２ａとからなる。基準電圧回路部１ａは、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＭ１ａ〜ＰＭ６ａ（以下、トランジスタＰＭ１ａ〜ＰＭ６ａ）、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＭ１ａ〜ＮＭ４ａ（以下、トランジスタＮＭ１ａ〜ＮＭ４ａ）、ｐｎｐバイポーラトランジスタＱ１ａ〜Ｑ３ａ（以下、トランジスタＱ１ａ〜Ｑ３ａ）、及び抵抗Ｒ１ａ〜Ｒ４ａと、からなる。
【００２２】  トランジスタＰＭ１ａ〜ＰＭ６ａは、トランジスタＰＭ１ａ、ＰＭ２ａ、およびＰＭ５ａからなる一対のカレントミラーと、トランジスタＰＭ３ａ、ＰＭ４ａ、およびＰＭ６ａからなる一対のカレントミラーを構成する。トランジスタＰＭ１ａ、ＰＭ２ａ、およびＰＭ５ａは、ゲートが互いに接続されるとともにトランジスタＰＭ３ａのドレインに接続され、ソースがそれぞれ電源に接続される。また、トランジスタＰＭ３ａ、ＰＭ４ａ、およびＰＭ６ａは、ゲートが互いに接続され、ソースがそれぞれトランジスタＰＭ１ａ、ＰＭ２ａ、ＰＭ５ａのドレインに接続される。トランジスタＰＭ３ａのドレインには抵抗Ｒ１ａの一端が接続され、トランジスタＰＭ４ａのドレインには抵抗Ｒ２ａの一端が接続され、トランジスタＰＭ６ａのドレインには抵抗Ｒ４ａの一端が接続される。抵抗Ｒ１ａの他端は、トランジスタＰＭ３ａ、ＰＭ４ａ、およびＰＭ６ａのゲートに接続される。
【００２３】  トランジスタＮＭ１ａ〜ＮＭ４ａは、トランジスタＮＭ１ａ、ＮＭ２ａからなる一対のカレントミラーと、トランジスタＮＭ３ａ、ＮＭ４ａからなる一対のカレントミラーを構成する。トランジスタＮＭ１ａ、ＮＭ２ａのゲートは互いに接続されるとともに抵抗Ｒ２ａの一端に接続される。また、トランジスタＮＭ１ａのドレインは抵抗Ｒ１ａの他端に接続され、トランジスタＮＭ２ａのドレインは抵抗Ｒ２ａの他端に接続される。トランジスタＮＭ３ａ、ＮＭ４ａは、ゲートが互いに接続されるとともに抵抗Ｒ２ａの他端に接続され、ドレインがそれぞれトランジスタＮＭ１ａ、ＮＭ２ａのソースに接続され、トランジスタＮＭ３ａのソースには抵抗Ｒ３ａの一端が接続される。
【００２４】  トランジスタＱ１ａのエミッタは抵抗Ｒ３ａの他端に接続され、トランジスタＱ２ａのエミッタはトランジスタＮＭ４ａのソースに接続される。また、トランジスタＱ３ａのエミッタは抵抗Ｒ４ａの他端に接続される。トランジスタＱ１ａ〜Ｑ３ａのベースおよびコレクタはいすれも接地される。
【００２５】  起動回路部２ａは、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＭ７ａ〜ＰＭ１０ａ（以下、トランジスタＰＭ７ａ〜ＰＭ１０ａ）、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＭ５ａ、ＮＭ６ａ（以下、トランジスタＮＭ５ａ、ＮＭ６ａ）、起動信号入力端子Ｅ１ａ、及びインバータＩＮＶと、からなる。
【００２６】  トランジスタＰＭ９ａは、ゲートが起動信号入力端子Ｅ１ａ、ソースが電源に接続され、ドレインは基準電圧回路部１ａを構成するトランジスタＰＭ１ａ、ＰＭ２ａ、およびＰＭ５ａのゲートに接続される。トランジスタＮＭ５ａは、ゲートがインバータＩＮＶを介して起動信号入力端子Ｅ１ａに接続され、ドレインが基準電圧回路１ａを構成するトランジスタＮＭ３ａ、ＮＭ４ａのゲートに接続され、ソースが接地される。
【００２７】  トランジスタＰＭ７ａは、ゲートが基準電圧回路部１ａを構成するトランジスタＰＭ３ａ、ＰＭ４ａ、およびＰＭ６ａのゲートに接続され、ソースは電源に接続される。
また、トランジスタＰＭ１０ａのゲートはインバータＩＮＶを介して起動信号入力端子Ｅ１ａに接続されるとともに、ソースは電源に接続される。トランジスタＰＭ８ａは、ゲートがトランジスタＰＭ７ａのドレインに接続され、ソースがトランジスタＰＭ１０ａのドレインに接続され、ドレインは基準電圧回路部１ａを構成するトランジスタＮＭ１ａ、ＮＭ２ａのゲートに接続される。トランジスタＮＭ６ａは、ゲートがインバータを介して起動信号入力端子Ｅ１ａに接続されるとともに、ドレインがトランジスタＰＭ７ａのドレインに接続され、ソースが接地される。
【００２８】  次に、起動回路部２ａが、基準電圧回路部１ａを起動させる動作を説明する。起動信号ＣＥがＬレベルである時、起動回路部２ａのトランジスタＮＭ６ａがオンすることにより、トランジスタＰＭ８ａがオンする。また、ＰＭ９ａ、ＮＭ５ａはオンし、トランジスタＰＭ７ａ、ＰＭ１０ａはオフしている。この時、基準電圧回路部１ａのトランジスタＰＭ１ａ〜ＰＭ６ａ、およびトランジスタＮＭ１ａ〜ＮＭ４ａは全てオフであるため、基準電圧回路部１ａから基準電圧ＶＲＥＦは生成されない。
【００２９】  一方、図３のＴ１ａに示すように、起動信号ＣＥをＨレベルにすると、起動回路部２ａのトランジスタＰＭ９ａ、ＮＭ５ａおよびＮＭ６ａはオフになり、トランジスタＰＭ１０ａはオンする。
【００３０】  起動回路部２ａのトランジスタＰＭ１０ａがオンすることによって、電源からトランジスタＰＭ１０ａ、ＰＭ８ａを経由して基準電圧回路部１ａを動作させるための電流が供給され、トランジスタＮＭ１ａ〜ＮＭ４ａが全てオンする。
【００３１】  トランジスタＮＭ１ａ〜ＮＭ４ａがオンすることにより、トランジスタＰＭ１ａ〜ＰＭ６ａもオンし、基準電圧回路部１ａから基準電圧ＶＲＥＦが生成される。また、トランジスタＰＭ１ａ〜ＰＭ６ａのゲート・ソース間電圧降下により、内部ノードＮ２の電圧が低下し、トランジスタＰＭ７ａがオンすることによって、電流Ｉ１ａが流れる（図３のＴ２ａ）。また、このとき、トランジスタＰＭ７ａがオンすることによってトランジスタＰＭ８ａはオフするので、基準電圧回路部１ａを動作させるための電流の供給が遮断される。
【００３２】  一方、電流Ｉ１ａは、トランジスタＮＭ６ａがオフになっているため、トランジスタＮＭ６ａ内の寄生容量Ｃ１ａに充電される。このとき、内部ノードＮ１の電圧は電源電圧ＶＤＤに達する。トランジスタＮＭ６ａの寄生容量Ｃ１ａに充電されている間は電流Ｉ１ａが流れるが、充電が終わると電流Ｉ１ａは流れなくなる。このように、基準電圧回路部１ａの起動時に起動回路部２ａの動作に伴う電流Ｉ１ａが流れるが、基準電圧回路部１ａが起動してからは、トランジスタＮＭ６ａ内の寄生容量Ｃ１ａに電流Ｉ１ａが充電されている所定期間のみ電流Ｉ１ａが流れるだけで、その後は、トランジスタＮＭ６ａがオフになっていることから電流Ｉ１ａが遮断され、起動回路部２ａにおける消費電流を抑制することができる。
【００３３】  尚、本発明を実施するにあたっては、種々の形態が考えられ、上記実施の形態に限られるものではない。例えば、上記実施の形態では基準電圧回路部１ａにＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＭ１ａ〜ＰＭ６ａ、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＭ１ａ〜ＮＭ４ａを備えていた。しかし、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＭ３ａ、ＰＭ４ａ、ＰＭ６ａ、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＭ１ａ、ＮＭ２ａを備えずに、ＰＭＯＳトランジスタＰＭ１ａ、ＰＭ２ａ、ＰＭ５ａ、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＭ３ａ、ＮＭ４ａのみの構成にすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る基準電圧生成回路を示す回路図である。
【図２】従来の基準電圧生成回路を示す回路図である。
【図３】本発明の基準電圧生成回路の主な箇所における、電圧と電流の経時変化を示す図である。
【図４】従来の基準電圧生成回路の主な箇所における、電圧と電流の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】    ＣＥ              起動信号
１０、１０ａ      基準電圧生成回路
１、１ａ          基準電圧回路部
２、２ａ          起動回路部
ＩＮＶ            インバータ
ＰＭ１〜ＰＭ１０、ＰＭ１ａ〜ＰＭ１０ａ  ＰチャネルＭＯＳトランジスタ
ＮＭ１〜ＮＭ６、ＮＭ１ａ〜ＮＭ６ａ      ＮチャネルＭＯＳトランジスタ
Ｑ１〜Ｑ３、Ｑ１ａ〜Ｑ３ａ      ＰＮＰバイポーラトランジスタ
Ｒ１〜Ｒ５、Ｒ１ａ〜Ｒ４ａ      抵抗
Ｅ１、Ｅ１ａ      起動信号入力端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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