(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動動作用の定電流源を備え、該定電流源からの定電流を受けて非反転入力端子と反転入力端子との電位差に対応した差動信号を生成する差動増幅部と、
前記差動信号の入力用の定電流源及び出力用の定電流源を備え、該入力用定電流源からの定電流を受けて前記差動信号を取り込み、前記差動信号を増幅すると共に、前記出力用定電流源からの定電流を受けて増幅後の差動信号を出力する電圧増幅部と、
該電圧増幅部からの出力信号に応じた電圧を出力端子から出力する電圧出力部と、
前記差動増幅部及び電圧増幅部に設けられた各定電流源からの出力電流を制御する電流制御部と、
を備え、前記非反転入力端子に基準電圧を、前記反転入力端子に前記出力端子からの出力電圧を抵抗分圧した分圧電圧を、夫々受けて、前記出力端子から、前記基準電圧と前記出力電圧の抵抗分圧比とで決定される直流定電圧を出力する、定電圧電源用オペアンプにおいて、
直流電源から当該オペアンプに供給される電源電圧が、前記差動増幅部が非反転入力端子と反転入力端子との電位差に対応した差動信号を生成可能な所定電圧に達するまでの間、前記電圧増幅部内の前記差動信号入力用の定電流源から信号増幅用の内部回路に至る電流経路を遮断する、電流遮断手段を設けたことを特徴とする定電圧電源用オペアンプ。
【請求項２】
前記電流遮断手段は、
前記差動増幅部において、前記定電流源からの定電流を受けて前記各入力端子からの入力信号を取り込む信号入力経路に設けられたバイポーラ型入力トランジスタの段数に１を加えた個数のダイオードからなり、
該複数のダイオードを、前記電流経路に流れる前記定電流の電流方向を順方向として、前記電流経路に直列に設けたことを特徴とする請求項１記載の定電圧電源用オペアンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電源から電源供給を受けて外部装置に直流定電圧を供給する電源装置に用いられる定電圧電源用オペアンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば自動車に搭載される電子制御装置等には、制御装置を構成する各種機能回路（マイクロコンピュータやその周辺回路等）を定電圧駆動するために、バッテリ等の直流電源から電源供給を受けて、５Ｖ，３Ｖといった駆動用の定電圧を生成する定電圧電源装置が備えられている。そして、この種の電源装置としては、従来より、オペアンプ（演算増幅器）を用いて定電圧を生成するものが知られている。
【０００３】
例えば、自動車に搭載される電源装置においては、図５に例示するように、直流電源であるバッテリＢＴ（バッテリ電圧；約１２Ｖ）の高電位側端子に電源スイッチＳＷ（イグニッションスイッチ等のキースイッチ）を介して接続される電源ラインＬVCと、バッテリＢＴの低電位側端子に車両のシャーシ等を介して接続されたグランド（ＧＮＤ）ラインＬGDとを備え、これら各ラインＬVC，ＬGDを介して直流定電圧生成用のオペアンプ３０に電源供給を行う。また、オペアンプ３０の出力端子Ｔｏと反転入力端子Ｔi(-)とは抵抗Ｒ１を介して接続され、オペアンプ３０の反転入力端子Ｔi(-)は抵抗Ｒ２を介してグランドラインＬGDに接地され、更に、オペアンプ３０の非反転入力端子Ｔi(+)には、上記各ラインＬVC，ＬGDから電源供給を受けて動作する基準電圧発生回路２０から、基準電圧Ｖref が印加される。この結果、オペアンプ３０の出力端子電圧は、抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値と基準電圧Ｖref とで決定される直流定電圧（＝Ｖref ・（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２）となり、この出力電圧Ｖout を外部の電子回路（以下、外部負荷という）に供給すれば、外部負荷を定電圧駆動できることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の電源装置においては、直流電源からオペアンプに供給される電源電圧が、外部負荷に供給すべき定電圧に比べて充分高く、オペアンプが正常動作可能であれば、外部負荷を定電圧駆動することができるが、例えば、図５において、例えば電源スイッチＳＷがオフからオンに切り替えられた直後（つまり電源投入直後）等、電源電圧ＶCCが低い領域では、オペアンプ３０から外部負荷に電源を供給することができず、例えば、電源投入直後に、３Ｖ程度の低電圧で動作する外部負荷に対して、電源電圧ＶCCが外部負荷の最低動作電圧に達する前から電源供給を開始する、といったことは困難であった。
【０００５】
以下、この問題を、図５に示した電源装置を例にとり詳しく説明する。
まず、図５に示す電源装置において、オペアンプ３０は、入力段に差動増幅部３２を備え、次段に、差動増幅部３２からの出力信号（非反転入力端子Ｔi(+)と反転入力端子Ｔi(-)との電位差に対応した差動信号）を増幅する電圧増幅部３４（所謂共通エミッタ増幅器）を備え、出力段に、電圧増幅部３４からの出力信号に応じて電圧出力用のパワートランジスタであるＰＮＰトランジスタＴｒ30のベース電流を制御することにより、ＰＮＰトランジスタＴｒ30から一定電圧を出力させ、この出力電圧Ｖout を、出力端子Ｔｏに接続された外部負荷に供給する電圧出力部３６を備える。また、オペアンプ３０には、これら差動増幅部３２及び電圧増幅部３４を動作させるための定電流回路３８も備えられる。
【０００６】
そして、差動増幅部３２は、エミッタが電源ラインＬVCに接続され、ベースが定電流回路３８に接続されて、５つのコレクタから定電流回路３８により制御される定電流を出力するＰＮＰトランジスタＴｒ10を備え、このＰＮＰトランジスタＴｒ10の各コレクタから出力される定電流にて動作する。つまり、差動増幅部３２において、ＰＮＰトランジスタＴｒ10は、内部回路を動作させる定電流源となり、差動増幅部３２は、この定電流源からの出力電流により、下記(1)〜(8)の８個のトランジスタＴｒ11〜Ｔｒ18を動作させて、非反転入力端子Ｔi(+)及び反転入力端子Ｔi(-)に入力された電圧信号の電位差に応じた差動信号を発生する。
【０００７】
(1) ベースが、抵抗Ｒ11を介して反転入力端子Ｔi(-)に接続され、エミッタが、ＰＮＰトランジスタＴｒ10の第１コレクタに接続され、コレクタが、グランドラインＬGDに接地されたＰＮＰトランジスタＴｒ11。
(2) ベースが、ＰＮＰトランジスタＴｒ11のエミッタと共にＰＮＰトランジスタＴｒ10の第１コレクタに接続され、エミッタが、ＰＮＰトランジスタＴｒ10の第２コレクタに接続されたＰＮＰトランジスタＴｒ12。
【０００８】
(3) ベースが、抵抗Ｒ13を介して非反転入力端子Ｔi(+)に接続され、エミッタが、ＰＮＰトランジスタＴｒ10の第３コレクタに接続され、コレクタが、グランドラインＬGDに接地されたＰＮＰトランジスタＴｒ13。
(4) ベースが、ＰＮＰトランジスタＴｒ13のエミッタと共にＰＮＰトランジスタＴｒ10の第３コレクタに接続され、エミッタが、ＰＮＰトランジスタＴｒ12のエミッタと共にＰＮＰトランジスタＴｒ10の第２コレクタに接続されたＰＮＰトランジスタＴｒ14。
【０００９】
(5) エミッタが、ＰＮＰトランジスタＴｒ10の第４コレクタに接続され、ベースが、ＰＮＰトランジスタＴｒ12のコレクタに接続され、コレクタが、グランドラインＬGDに接地されたＰＮＰトランジスタＴｒ15。
(6) エミッタが、ＰＮＰトランジスタＴｒ10の第５コレクタに接続され、ベースが、ＰＮＰトランジスタＴｒ14のコレクタに接続され、コレクタが、グランドラインＬGDに接地されたＰＮＰトランジスタＴｒ16。
【００１０】
(7) コレクタが、ＰＮＰトランジスタＴｒ12のコレクタ（延いてはＰＮＰトランジスタＴｒ15のベース）に接続され、エミッタが、グランドラインＬGDに接地され、ベースが、自己のコレクタに接続されたＮＰＮトランジスタＴｒ17。
(8) コレクタが、ＰＮＰトランジスタＴｒ14のコレクタ（延いてはＰＮＰトランジスタＴｒ16のベース）に接続され、エミッタが、グランドラインＬGDに接地され、ベースが、ＮＰＮトランジスタＴｒ17のベースに接続されて、ＮＰＮトランジスタＴｒ17とカレントミラー回路を構成するＮＰＮトランジスタＴｒ18。
【００１１】
一方、電圧増幅部３４にも、エミッタが電源ラインＬVCに接続され、ベースが定電流回路３８に接続され、一つのコレクタから定電流回路３８により制御される定電流を出力するＰＮＰトランジスタＴｒ20が備えられる。尚、このＰＮＰトランジスタＴｒ20は、差動増幅部３２内のＰＮＰトランジスタＴｒ10と同様、定電流源（差動信号入力用の定電流源）として機能し、これらＰＮＰトランジスタＴｒ10，Ｔｒ20、及び、後述のＰＮＰトランジスタＴｒ23は、ベースが互いに接続されて、カレントミラー回路を構成している。
【００１２】
また、電圧増幅部３４には、ベースが差動増幅部３２側のＰＮＰトランジスタＴｒ16のエミッタに接続され、コレクタがＰＮＰトランジスタＴｒ20のコレクタに接続され、エミッタが抵抗Ｒ21を介してグランドラインＬGDに接地されたＮＰＮトランジスタＴｒ21と、ベースがＮＰＮトランジスタＴｒ21のエミッタに接続され、エミッタがグランドラインＬGDに接地され、コレクタが位相補償用コンデンサＣ20を介して前記ＰＮＰトランジスタＴｒ16のベースに接続されたＮＰＮトランジスタＴｒ22と、ＮＰＮトランジスタＴｒ21のコレクタとグランドラインＬGDとの間に、グランドラインＬGD側をカソードとして直列に接続された一対のダイオードＤ11，Ｄ12と、エミッタが電源ラインに接続され、ベースが定電流回路３８に接続され、コレクタがＮＰＮトランジスタＴｒ22のコレクタに接続されたＰＮＰトランジスタＴｒ23と、が備えられる。
【００１３】
尚、ＰＮＰトランジスタＴｒ23は、ＰＮＰトランジスタＴｒ10，ＰＮＰトランジスタＴｒ20と同様、コレクタから定電流を出力する定電流源として機能するが、これは電圧増幅部３４における信号出力用の定電流源であり、信号入力用のＰＮＰトランジスタＴｒ20とは異なる。そして、このＰＮＰトランジスタＴｒ23は、他のトランジスタに比べてエミッタ面積が大きくなっており、ＮＰＮトランジスタＴｒ22のコレクタ側に、定電流回路３８にて制御される電流の３倍の電流を供給する。
【００１４】
また、ＰＮＰトランジスタＴｒ23のコレクタとＮＰＮトランジスタＴｒ22のコレクタとの間には、ＮＰＮトランジスタＴｒ22のコレクタ側をカソードとして直列に接続された一対のダイオードＤ31，Ｄ32が設けられるが、このダイオードＤ31，Ｄ32の機能については後述する。
【００１５】
このように、図５に示すオペアンプ３０は、反転入力端子Ｔi(-)及び非反転入力端子Ｔi(+)の電圧を、夫々、ダーリントン接続された２つのＰＮＰトランジスタＴｒ11，Ｔｒ12及びＴｒ13，Ｔｒ14を介して取り込むように構成され、しかも、電圧増幅部３４に位相補償用のコンデンサＣ20を内蔵した周知のものであり、電圧増幅部３４のＮＰＮトランジスタＴｒ22のコレクタには、各入力端子Ｔi(+)，Ｔi(-)の電位差に対応した差動信号を増幅した電圧信号が発生することになる。
【００１６】
次に、電圧出力部３６において、電圧（Ｖout ）出力用のＰＮＰトランジスタＴｒ30は、エミッタが電源ラインＬVCに接続され、コレクタがオペアンプ３０（延いては電源装置）の出力端子Ｔｏに接続されている。そして、ＰＮＰトランジスタＴｒ30のエミッタ−ベース間には、抵抗Ｒ30が設けられ、更に、ＰＮＰトランジスタＴｒ30のベースは、ＮＰＮトランジスタＴｒ31，Ｔｒ32のコレクタに夫々接続されている。
【００１７】
また、ＮＰＮトランジスタＴｒ31，Ｔｒ32は、コレクタ同士が接続され、ＮＰＮトランジスタＴｒ31のエミッタにＮＰＮトランジスタＴｒ32のベースが接続されることにより、互いにダーリントン接続されている。そして、ＮＰＮトランジスタＴｒ31のエミッタ（延いてはＮＰＮトランジスタＴｒ32のベース）は、抵抗Ｒ31を介してグランドラインＬGDに接地され、ＮＰＮトランジスタＴｒ32のエミッタは、抵抗Ｒ32，Ｒ33の直列回路を介してグランドラインＬGDに接地されている。そして更に、これら２つの抵抗Ｒ32，Ｒ33の接続点と、出力端子Ｔｏ（換言すればＰＮＰトランジスタＴｒ30のコレクタ）との間には、位相補償用のコンデンサＣ30が設けられている。
【００１８】
また、ＮＰＮトランジスタＴｒ31のベースは、電圧増幅部３４のＮＰＮトランジスタＴｒ22のコレクタに接続されており、ＮＰＮトランジスタＴｒ31のベースとグランドラインＬGDとの間には、カソードをグランドラインＬGD側に向けて互いに直列に接続された７個のダイオードＤ21〜Ｄ27が設けられている。この７個のダイオードＤ21〜Ｄ27は、オペアンプ３０の通常動作時に、ＮＰＮトランジスタＴｒ31，Ｔｒ32のエミッタ−グランドライン間電圧（つまりエミッタ電圧）を、各ダイオードＤ21〜Ｄ27の順方向電圧ＶF の総和（ＶF ×７）と、ＮＰＮトランジスタＴｒ31，Ｔｒ32のベース−エミッタ間の順方向電圧（略ＶF ）とで決定される所定値（ＶF ×６，ＶF ×５）に規定する。従って、ＰＮＰトランジスタＴｒ30から外部負荷への供給電流値は、上記ダイオードＤ21〜Ｄ27により規定される電圧値と抵抗Ｒ32，Ｒ33の抵抗値とにより決定される電流値と、ＰＮＰトランジスタＴｒ30のｈFEとにより決定される。
【００１９】
このように構成された電源装置においては、電源スイッチＳＷがオフからオンに切り替えられると、バッテリＢＴから電源ラインＬVCにバッテリ電圧が印加され、電源電圧ＶCCはバッテリＢＴの出力電圧まで上昇するが、電源電圧ＶCCは、バッテリＢＴに接続される電気負荷の容量等によって急峻には立ち上がらず、除々に上昇する。特に、自動車のように、バッテリＢＴに電源装置以外の各種負荷が同時に接続される場合には、その立上がりに時間がかかる。
【００２０】
そして、このように電源装置内で電源電圧ＶCCが上昇しているとき、電源電圧ＶCCが外部負荷の最低動作電圧に達したにもかかわらず、電源装置から外部負荷に電源供給を行うことができないような場合には、外部負荷の動作開始が遅れ、場合によっては、電源スイッチＳＷのオン時にバッテリＢＴから直接電源供給を受ける他の機器（センサやアクチュエータ等）から外部負荷（マイクロコンピュータや周辺回路等）に電流が流れ込み、外部負荷が故障してしまう、といったことがあるので、電源装置としては、電源電圧ＶCCが外部負荷の最低動作電圧に達する前から、外部負荷への電源供給を開始できるようにする必要がある。
【００２１】
また、例えば、外部負荷がマイクロコンピュータからなる装置の場合、マイクロコンピュータは、電源投入直後に外部のリセット回路からリセット信号を受けてリセット（所謂パワーオンリセット）されることになるが、この場合、装置を低電圧で動作させたいために、リセット電圧が低く設定されることがある。そして、このような外部負荷に電源供給を行う場合、電源装置が、リセット電圧よりも低い電源電圧で外部負荷への電源供給を開始できないと、マイクロコンピュータのリセットがうまくかからず、内部処理を正常に実行させることができなくなる。従って、このような外部負荷に電源供給を行う電源装置においても、電源電圧が極めて低いときから電源供給を開始できるようにする必要がある。
【００２２】
しかし、図５に示した従来の電源装置では、例えば、外部負荷が約５Ｖで動作し、電源電圧ＶCCが３〜４Ｖ程度の最低動作電圧に達するまでに電源供給を開始すればよい場合には、上記条件を満足できるものの、例えば、外部負荷が約３Ｖで動作し、電源電圧ＶCCが２Ｖ程度の最低動作電圧に達するまでに電源供給を開始しなければならない場合には、上記条件を満足できない。
【００２３】
即ち、まず、定電流回路３８が、例えば、図６（ａ）に示すように構成されている場合、定電流回路３８には、電源電圧ＶCCがＮＰＮトランジスタＴｒ43のベース−エミッタ間の順方向電圧（略ＶF ）に達すると電流が流れはじめ、電源電圧ＶCCが、「２・ＶF ＋ＶCE」（ＶCE：ＰＮＰトランジスタＴｒ41のコレクタ−エミッタ間電圧）以上の領域で、電流が安定する。
【００２４】
つまり、図６（ａ）に示す定電流回路３８は、エミッタが電源ラインＬVCに接続され、ベースが差動増幅部３２及び電圧増幅部３４内のＰＮＰトランジスタＴｒ10，Ｔｒ20，Ｔｒ23のベースに接続されて、各ＰＮＰトランジスタＴｒ10，Ｔｒ20，Ｔｒ23に流れる電流を、ベースからの制御信号Ｃｉにて制御するＰＮＰトランジスタＴｒ41が備えられる。そして、このＰＮＰトランジスタＴｒ41は２つのコレクタを有し、一方のコレクタには、抵抗Ｒ42を介して電源ラインＬCCが接続されると共に、エミッタがグランドラインＬGDに接地されたＮＰＮトランジスタＴｒ42のコレクタに接続され、更に、エミッタが抵抗Ｒ41を介してグランドラインＬGDに接地されたＮＰＮトランジスタＴｒ43のベースが接続されている。また、ＰＮＰトランジスタＴｒ41のもう一方のコレクタには、コレクタがグランドラインＬGDに接地されたＰＮＰトランジスタＴｒ44のベースが接続されると共に、ＮＰＮトランジスタＴｒ43のコレクタが接続されている。そして、ＰＮＰトランジスタＴｒ41のベースとＰＮＰトランジスタＴｒ44のエミッタとは、抵抗Ｒ43を介して接続されている。
【００２５】
このように構成された定電流回路３８においては、電源電圧ＶCCが充分高い場合には、抵抗Ｒ42の両端電圧が、電源電圧ＶCCからＮＰＮトランジスタＴｒ42，Ｔｒ43の「ＶF 」分だけ減じた電圧（ＶCC−２・ＶF ）となり、各ＮＰＮトランジスタＴｒ42，Ｔｒ43には、「（ＶCC−２・ＶF ）／Ｒ42」のベース電流が流れて、各ＮＰＮトランジスタＴｒ42，Ｔｒ43がオンする。そして、これらＮＰＮトランジスタＴｒ42，Ｔｒ43がオンすると、ＰＮＰトランジスタＴｒ44，延いてはＰＮＰトランジスタＴｒ41にもベース電流が流れて、これら各ＰＮＰトランジスタＴｒ44，Ｔｒ41もオン状態となり、各ＮＰＮトランジスタＴｒ42，Ｔｒ43に流れる電流ｉ42，ｉ43は、夫々、
ｉ42＝ＶF ／Ｒ41，ｉ43＝（ＶCC−２・ＶF ）／Ｒ42＋ｉ42
となり、この状態で安定する。
【００２６】
この結果、ＰＮＰトランジスタＴｒ41に流れるエミッタ電流は、上記電流ｉ42の２倍の電流値「２・ＶF ／Ｒ41」で安定し、差動増幅部３２及び電圧増幅部３４のＰＮＰトランジスタＴｒ10，Ｔｒ20，Ｔｒ23にも、これと同じ定電流又はこれに対応した定電流が流れることになる。
【００２７】
従って、図６（ａ）に示す定電流回路３８は、電源電圧ＶCCが、各ＮＰＮトランジスタＴｒ42，Ｔｒ43の「ＶF 」と、ＰＮＰトランジスタＴｒ41が動作し得るエミッタ−コレクタ電圧ＶCEとで決定される「２・ＶF ＋ＶCE」以上であるとき、正常動作し、差動増幅部３２及び電圧増幅部３４の定電流源（ＰＮＰトランジスタＴｒ10，Ｔｒ20，Ｔｒ23）から定電流を出力させることができる。
【００２８】
またこのように、定電流回路３８は、電源電圧ＶCCが「２・ＶF ＋ＶCE」に達するまでの間は、定電流を流すことはできないものの、電源ラインＬVCから、抵抗Ｒ42，ＮＰＮトランジスタＴｒ43，抵抗Ｒ41を経てグランドラインＬGDに至る電流経路が形成されているので、電源電圧ＶCCがＮＰＮトランジスタＴｒ43の「ＶF 」を越えると、ＮＰＮトランジスタＴｒ43に電流が流れ、その後、回路内各部に電流が流れることになる。
【００２９】
そして、このように、電源電圧ＶCCが「ＶF 」に達して、定電流回路３８に電流が流れ始めた場合、電圧増幅部３４にダイオードＤ31，Ｄ32を設けていなければ、ＰＮＰトランジスタＴｒ30にベース電流が流れてしまい、図７に実線で示すように、ＰＮＰトランジスタＴｒ30から、電源電圧ＶCCに対応した出力電圧Ｖout が出力されるようになる。つまり、電源電圧ＶCCが「ＶF 」に達して定電流回路３８に電流が流れ始めても、その後、電源電圧ＶCCが「２・ＶF ＋ＶCE」となって定電流回路３８が正常動作するまでは、ＰＮＰトランジスタＴｒ10，Ｔｒ20に電流が流れることはなく、差動増幅部３２及び電圧増幅部３４は動作停止状態となるが、ＰＮＰトランジスタＴｒ23のコレクタ側にダイオードＤ31，Ｄ32を設けていない場合には、定電流回路３８の動作に伴い、ＰＮＰトランジスタＴｒ23からＮＰＮトランジスタＴｒ31に電流が流れ、その結果、ＮＰＮトランジスタＴｒ31（延いてはＮＰＮトランジスタＴｒ32）がオンして、ＰＮＰトランジスタＴｒ30にベース電流が流れ、ＰＮＰトランジスタＴｒ30から電源電圧ＶCCに対応した出力電圧Ｖout が出力されるのである。
【００３０】
尚、図７は、オペアンプ３０の出力端子Ｔｏに外部負荷を接続していない無負荷時に常温（約２７℃）で出力電圧Ｖout と電源電圧ＶCCとの関係を測定した結果を表しており、出力端子Ｔｏに外部負荷が接続されて、外部負荷に電流が流れる場合には、その電流によって、ＰＮＰトランジスタＴｒ30のエミッタ−コレクタ間で電圧降下が生じるので、出力電圧Ｖout は図７の特性よりも低い電圧で変化する。
【００３１】
またこのように電源電圧ＶCCが「ＶF 」に達して、ＰＮＰトランジスタＴｒ30から電源電圧ＶCCに対応した電圧が出力されても、その後の電源電圧ＶCCの上昇に伴って出力電圧Ｖout が連続的に変化すれば問題ないが、その後の電源電圧ＶCCの上昇過程では、基準電圧発生回路２０から出力される基準電圧Ｖref が立ち上がり、また、電源電圧ＶCCが「２・ＶF ＋ＶCE」に達すると、差動増幅部３２が正常動作するので、実際には、出力電圧Ｖout が電源電圧ＶCCに対応して連続的に変化することはなく、図７に実線で示すように、出力電圧Ｖout は、上記のように電源電圧ＶCCに対応した電圧値まで立ち上がった後、一旦立下がり、その後再び電源電圧ＶCCに対応した電圧値まで復帰する、といった挙動を示す。
【００３２】
つまり、基準電圧発生回路２０が、例えば、図６（ｂ）に示すように、トランジスタのバンドギャップ電圧ＶBG（約１．２Ｖ）を利用して基準電圧Ｖref （例えば１Ｖ）を生成するように構成されている場合、その動作可能電圧は、バンドギャップ電圧ＶBGに、バンドギャップ回路２０ａに設けられたバンドギャップ電圧生成用の定電流源２０ｂの動作電圧を加えた電圧となるが、電源電圧ＶCCがこの動作可能電圧に達するまでの間も、定電流源２０ｂが動作し始めれば、出力用の抵抗Ｒ48，Ｒ49に電流が流れて、基準電圧Ｖref が上昇し始める。
【００３３】
そして、この電圧が差動増幅部３２の基準電圧入力用のトランジスタ（ＰＮＰトランジスタＴｒ13）をオフさせる電圧値まで上昇すると、差動増幅部３２内のＰＮＰトランジスタＴｒ13，Ｔｒ14，及びＮＰＮトランジスタＴｒ16がオフ状態となる。すると、電圧増幅部３４のＮＰＮトランジスタＴｒ21，Ｔｒ22がオン状態となって、ＰＮＰトランジスタＴｒ30のベース電流をカットするようになるので、ＰＮＰトランジスタＴｒ30がオフし、ＰＮＰトランジスタＴｒ30からの電圧出力が一旦停止する。
【００３４】
また、その後、電源電圧ＶCCが「２・ＶF＋ＶCE」に達すると、差動増幅部３２が動作し始め、非反転入力端子Ｔi(+)に印加された基準電圧Ｖref に従い、出力電圧Ｖout を増加させる信号を出力する正常動作に入り、また、電圧増幅部３４も差動増幅部３２からの出力信号に従い正常動作するので、ＰＮＰトランジスタＴｒ30には再びベース電流が流れて、ＰＮＰトランジスタＴｒ30がオンし、出力端子Ｔｏからは電源電圧ＶCCに対応した電圧（Ｖout ）が出力されることになる。
【００３５】
そして、その後、電源電圧ＶCCの上昇に伴い、出力電圧Ｖout が目標電圧（例えば約３Ｖ）に達すると、出力電圧Ｖout は、その目標電圧に保持され、電源電圧ＶCCが更に上昇しても変化しない。
尚、図６（ｂ）に示した基準電圧発生回路２０は、トランジスタの材質により決定されるバンドギャップ電圧ＶGB（シリコンでは約１．２Ｖとなる）を利用して、温度変化に対して安定した基準電圧Ｖref を生成するための回路であり、バンドギャップ電圧ＶGBを発生するバンドギャップ回路２０ａと、バンドギャップ回路２０ａからのバンドギャップ電圧ＶBGを、抵抗Ｒ48，Ｒ49で分圧することにより、基準電圧Ｖref を生成するように構成されている。また、バンドギャップ回路２０ａは、電源ラインＬVCから電源供給を受けて内部回路に定電流を供給する定電流源２０ｂと、コレクタが抵抗Ｒ45を介して定電流源２０ｂに接続され、エミッタがグランドラインＬGDに接地され、ベース−エミッタ間が直接接続されたＮＰＮトランジスタＴｒ45と、コレクタが抵抗Ｒ46を介して定電流源２０ｂに接続され、エミッタが抵抗Ｒ47を介してグランドラインＬGDに接地され、ベースがＮＰＮトランジスタＴｒ45のベースに接続されたＮＰＮトランジスタＴｒ46と、コレクタが定電流源２０ｂに直接接続され、エミッタがグランドラインＬGDに直接接地され、ベースがＮＰＮトランジスタＴｒ46のコレクタに接続されたＮＰＮトランジスタＴｒ47と、を備えた周知のものである。
【００３６】
以上のように、電圧増幅部３４にダイオードＤ31，Ｄ32を設けていない場合、電源装置は、電源投入直後の電源電圧ＶCCの上昇時に、まず、電源電圧ＶCCの上昇に応じて、出力電圧Ｖout の出力を開始した後、基準電圧Ｖref の立ち上がりに伴い、電圧出力を一旦停止し、その後、オペアンプ３０（差動増幅部３２）が正常動作に入ることにより電圧出力を再開する、といった挙動を示す。
【００３７】
そこで、図５に示す従来の電源装置においては、このような挙動（出力電圧の変化）を防止するために、電圧増幅部３４にダイオードＤ31，Ｄ32を設けている。つまり、図７に点線で示すように、ダイオードＤ31，Ｄ32を設けることによって、電源電圧ＶCCが「４・ＶF ＋ＶCE」（ＶCE：ＰＮＰトランジスタＴｒ23のコレクタ−エミッタ間電圧、４・ＶF ：ダイオードＤ31，Ｄ32及びＮＰＮトランジスタＴｒ31，Ｔｒ32の「ＶF 」の総和）に達するまでの間は、ＰＮＰトランジスタＴｒ30にベース電流が流れて外部負荷に上記出力電圧Ｖout が供給されるのを防止している。
【００３８】
ところがこのような構成では、電源装置から外部負荷に電源供給可能な最低の電源電圧ＶCCが「４・ＶF ＋ＶCE」となってしまい、例えば、外部負荷の仕様が「電源電圧ＶCCが２．３Ｖ以上の領域では電源供給を行うこと」と規定されている場合に、その規定を満足することは困難であった。
【００３９】
即ち、図７に一点鎖線で示す電圧出力特性では、電源電圧ＶCCが２．３Ｖに達していれば、出力電圧Ｖout が出力されるようになっているが、これは、常温・無負荷時の特性であり、例えば、自動車の冷間始動時等、電源装置の温度が低くなっている場合には、上記ダイオードやトランジスタの「ＶF 」は、それを構成するシリコンの温度特性によって高くなるので、電源装置から供給可能な最低の電源電圧ＶCCが上昇し、電源電圧ＶCCが２．３Ｖに達しても、外部負荷を動作させることができなくなってしまう。また、実際に外部負荷が接続されると、ＰＮＰトランジスタＴｒ30から外部負荷に電流が流れることから、これによっても、電源装置から供給可能な最低の出力電圧ＶCCが上昇してしまう。
【００４０】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、図５に示したような定電圧電源を構成するオペアンプにおいて、外部負荷への電源供給を開始可能な電源電圧（最低出力電圧）を低くし、電源装置への電源投入直後の電源電圧の立上がり時等に、外部負荷への電源供給を、電源電圧が低いうちから速やかに開始できるようにすることを目的とする。
【００４１】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の定電圧電源用オペアンプは、図５に示した従来のオペアンプと同様、差動増幅部と電圧増幅部と電圧出力部とを備え、非反転入力端子に基準電圧を、反転入力端子に出力端子からの出力電圧を抵抗分圧した分圧電圧を、夫々受けて、出力端子から、基準電圧と、出力電圧の抵抗分圧比とで決定される直流定電圧を出力する。また、差動増幅部には差動信号生成用の定電流源（図５の回路ではＰＮＰトランジスタＴｒ10）が備えられ、電圧増幅部には、差動信号入力用及び出力用の定電流源（図５の回路ではＰＮＰトランジスタＴｒ20，Ｔｒ23）が備えられている。そして、これら各定電流源からの出力電流は、共通の電流制御部（図５の回路では定電流回路３８）により制御される。
【００４２】
従って、電圧増幅部における各定電流源から差動信号を増幅して出力する内部回路にそのまま定電流を供給するようにすると、外部の直流電源から当該オペアンプに供給される電源電圧の立ち上がり直後には、電源電圧の上昇に伴って電圧出力部から電圧が出力され、その後の基準電圧の立ち上がり及び電流制御部の電流制御の開始に伴う差動増幅部の動作によって、電圧出力部からの電圧出力が一時停止され、差動増幅部が正常に動作し始めた後、電圧出力部からの電圧出力が再開されることになる。
【００４３】
また、この問題を防止するために、図５に示した従来のオペアンプのように、電圧増幅部における信号出力用の定電流源から内部回路（図５の回路ではＮＰＮトランジスタＴｒ22）に至る電流経路にダイオード（図５の回路ではダイオードＤ31，Ｄ32）を設けるようにすると、電圧出力部から電圧が出力される最低の電源電圧が高くなり、低電圧駆動すべき外部負荷に対して、良好な電源供給を行うことができなくなる。
【００４４】
そこで本発明では、直流電源から当該オペアンプに供給される電源電圧が、差動増幅部が非反転入力端子と反転入力端子との電位差に対応した差動信号を生成可能な（つまり正常動作可能な）所定電圧に達するまでの間、電圧増幅部内の差動信号入力用の定電流源から信号増幅用の内部回路に至る電流経路を遮断する電流遮断手段を設けている。つまり、こうすることにより、電源電圧の立ち上がり後、差動増幅部が正常動作を開始するまでの間は、電圧増幅部における差動信号の増幅及び出力動作を停止させ、差動増幅部が正常動作を開始した後、電圧増幅部から差動信号を増幅した正常な信号を出力させるのである。
【００４５】
この結果、本発明によれば、電源電圧の立ち上がり後、差動増幅部が正常動作を開始するまでの間は、電圧出力部から電源電圧に対応した電圧がそのまま出力される。そして、その後、電源電圧の上昇に伴い、電圧増幅部が差動増幅部からの差動信号を受けて動作するようになった際には、差動増幅部が正常動作しているので、電圧増幅部からは、出力電圧を基準電圧に対応した目標電圧まで上昇させるための信号が出力され、電圧出力部は、その信号に応じて、電源電圧に対応した電圧を出力することになる。そして、更に、電源電圧が上昇して、電圧出力部から目標電圧が出力されるようになると、差動増幅部，電圧増幅部は、その出力電圧を目標電圧に保持するように動作し、電圧出力部からの出力電圧は、目標電圧に保持される。
【００４６】
よって本発明のオペアンプによれば、電源が投入されると、その後、電源電圧が電圧出力部が電圧を出力可能な電圧に達した直後から、外部負荷に電圧を供給することができるようになり、電圧出力部からの電圧出力を開始可能な最低の電源電圧を極めて低くすることができると共に、電圧出力開始後に、電圧出力が一時的に停止することがないので、低電圧駆動が必要な外部負荷に対して、極めて良好に電源供給を行うことが可能になる。
【００４７】
ここで、電流遮断手段としては、電源電圧が、差動増幅部が差動信号を生成可能な所定電圧に達するまでの間、電圧増幅部内の差動信号入力用の定電流源から内部回路に至る電流経路を遮断することができればよく、例えば、その電流経路にトランジスタ等からなるスイッチング素子を設け、電源電圧が所定電圧以上となった際に、そのスイッチング素子をオンして、電流経路を形成するようにしてもよく、或いは、図５に示した従来回路のように、電流経路にダイオードを設けて、その順方向電圧によって電流経路に流れる電流をオン・オフするようにしてもよい。そして、電流経路にスイッチング素子を設けた場合には、電源電圧が所定電圧以上に達したことを検出してスイッチング素子をオンする検出手段が必要になり、回路構成が複雑になるため、回路構成を簡単にするには、電流経路にダイオードを設けるようにすることが望ましい。
【００４８】
また、この場合、ダイオードによって電流の流れを遮断するのは、電源電圧の上昇に伴い、差動増幅部が差動信号の生成を開始するまでの間でよく、例えば、図５に示したように、差動増幅部において、定電流源（図５の回路ではＰＮＰトランジスタＴｒ10）からの定電流を受けて各入力端子（図５の回路ではＴi(-)，Ｔi(+)）からの電圧信号を取り込む信号入力経路に、バイポーラ型入力トランジスタ（図５の回路では、ＰＮＰトランジスタＴｒ11，Ｔｒ12、及び、ＰＮＰトランジスタＴｒ13，Ｔｒ14）が設けられている場合には、そのトランジスタの接続段数（図５の回路では２段）と同じ個数のダイオードを、定電流の電流方向を順方向として、電流経路に直列に設けるようにすればよい。つまり、このようにすれば、差動増幅部において、定電流源からその信号入力経路に定電流が流れ始めるのと同時に、電圧増幅部側の差動信号入力用定電流源から内部回路に定電流を流し始めることができる。
【００４９】
しかし、この場合、電源電圧の上昇に伴う差動増幅部の動作開始と電圧増幅部の動作開始とが一致するため、例えば、ダイオードとトランジスタ（バイポーラ型）との「ＶF 」の微妙な違い等によって、差動増幅部と電圧増幅部とで動作開始タイミングがずれてしまうことがある。そして、電圧増幅部の動作開始タイミングが差動増幅部よりも早くなると、電圧増幅部の動作開始直後に電圧出力部からの電圧出力が一時的に遮断されてしまう。
【００５０】
そこで、このように電圧増幅部の差動信号入力用定電流源からの電流経路にダイオードを設ける場合には、請求項２に記載のように、差動増幅部において各入力端子からの信号入力経路に設けられたバイポーラ型入力トランジスタの段数に１を加えた個数のダイオードを、電流経路に流れる定電流の電流方向を順方向として、その電流経路に直列に設けることが望ましい。つまり、このようにすれば、差動増幅部が動作を開始した後、電圧増幅部の動作を必ず開始させることができ、電圧出力部からの電圧出力の瞬断等も確実に防止することが可能になる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。
図１は、本発明が適用された実施例のオペアンプ１０を備えた電源装置全体の構成を表す電気回路図である。
【００５２】
本実施例の電源装置は、図５に示した従来の電源装置と同様、バッテリＢＴからイグニッションスイッチ等からなる電源スイッチＳＷを介して、自動車に搭載された各種電子制御装置に駆動用の定電圧（例えば直流３．３Ｖ）を供給する自動車用電源装置であり、電源スイッチＳＷを介してバッテリＢＴの高電位側端子に接続される電源ラインＬVC、バッテリＢＴの低電位側端子に接続されたグランドラインＬGDを備え、これら各ラインＬVC，ＬGDを介してオペアンプ１０に電源供給を行う。また、オペアンプ１０の出力端子Ｔｏと反転入力端子Ｔi(-)とは抵抗Ｒ１を介して接続され、オペアンプ１０の反転入力端子Ｔi(-)は抵抗Ｒ２を介してグランドラインＬGDに接地され、更に、オペアンプ１０の非反転入力端子Ｔi(+)には、上記各ラインＬVC，ＬGDから電源供給を受けて動作する基準電圧発生回路２０から、基準電圧Ｖref が印加される。つまり、オペアンプ１０の各端子をこのように接続することにより、オペアンプ１０から直流定電圧（＝Ｖref ・（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２）を出力させ、この出力電圧Ｖout を外部負荷に供給する。
【００５３】
また、オペアンプ１０は、図５に示したオペアンプ３０と同様、入力段に差動増幅部１２を、次段に差動増幅部１２からの出力信号を増幅する電圧増幅部１４を、出力段に電圧増幅部１４からの出力信号に応じて外部負荷への給電用の定電圧を出力する電圧出力部１６を、夫々備えると共に、差動増幅部１２及び電圧増幅部１４を動作させるための定電流回路１８も備えられる。
【００５４】
オペアンプ１０を構成する差動増幅部１２，電圧増幅部１４，電圧出力部１６は、図５に示した従来のオペアンプ３０と略同様に構成されており、異なる点は、電圧増幅部１４の構成のみである。
つまり、本実施例のオペアンプ１０は、電圧増幅部１４において定電流源を構成する２つのＰＮＰトランジスタＴｒ20，Ｔｒ23の内、差動信号入力用の定電流源となるＰＮＰトランジスタＴｒ20のコレクタからＮＰＮトランジスタＴｒ21側に至る電流経路に、定電流の電流方向を順方向として直列に設けられた３つのダイオードＤ１〜Ｄ３（詳しくは、一端のダイオードＤ１のアノードがＰＮＰトランジスタＴｒ20のコレクタに接続され、他端のダイオードＤ３のカソードがＮＰＮトランジスタＴｒ21のコレクタ、及び、ダイオードＤ11のアノードに接続されている）を備え、差動信号入力用の定電流源であるＰＮＰトランジスタＴｒ23のコレクタからＮＰＮトランジスタＴｒ22側に至る電流経路には、ダイオードＤ31，Ｄ32を設けていない点が、図５のオペアンプ３０と異なり、それ以外の構成は、図５のオペアンプ３０と全く同じである。
【００５５】
そして、図１において、オペアンプ１０を構成する上記ダイオードＤ１〜Ｄ３以外の回路素子には、図５と同じ符号を付与してあり、その動作も前述した通りであるので、オペアンプ１０全体の構成及び動作については、説明を省略し、次に、ダイオードＤ１〜Ｄ３を設けることにより得られる本実施例特有の作用・効果について説明する。
【００５６】
尚、図１において、定電流回路１８，基準電圧発生回路２０の構成についても、図５に示した従来のものと全く同じであり、図６（ａ），（ｂ）に示した各回路が使用される。
上記のように、本実施例のオペアンプ１０においては、電圧増幅部１４において差動信号入力用の定電流源となるＰＮＰトランジスタＴｒ20から出力される定電流の電流経路に、電流遮断手段としての３つのダイオードＤ１〜Ｄ３が設けられていることから、電源投入後（電源スイッチＳＷオン後）、電源電圧ＶCCが「２・ＶF＋ＶCE」に達し、差動増幅部１２が定電流回路１８による電流制御の下に正常動作し始めても、ＰＮＰトランジスタＴｒ20からＮＰＮトランジスタＴｒ21側に電流は流れず、その後、電源電圧ＶCCが、ＮＰＮトランジスタＴｒ20のエミッタ−コレクタ間電圧ＶCEとダイオードＤ１〜Ｄ３の順方向電圧ＶFとの和で決定される所定電圧「３・ＶF ＋ＶCE」に達した際に、ＰＮＰトランジスタＴｒ20からＮＰＮトランジスタＴｒ21側に電流が流れて、電圧増幅部１４が動作し始める。
【００５７】
この結果、本実施例のオペアンプ１０によれば、電源投入後、電源電圧ＶCCが、定電流回路１８が電流を流し始める「ＶF 」に達すると、電圧出力部１６に設けられた電圧出力用のＰＮＰトランジスタＴｒ30にベース電流が流れて、出力端子Ｔｏから電源電圧ＶCCに応じた電圧（Ｖout ）が出力され、その状態が、電源電圧ＶCCが「３・ＶF ＋ＶCE」に達するまでの間継続する。そして、電源電圧ＶCCが「３・ＶF ＋ＶCE」に達し、電圧増幅部１４が動作し始めた際には、差動増幅部１２が正常動作しており、差動増幅部１２から電圧増幅部１４には、出力電圧Ｖout を電源電圧よりも高い目標電圧（例えば３．３Ｖ）まで上昇させるための差動信号が出力されていることから、電源電圧ＶCCが「３・ＶF ＋ＶCE」に達した後も、電圧出力部１６からは電源電圧ＶCCに対応した電圧（Ｖout ）が出力されることになり、電圧増幅部１４の動作開始に伴い、出力電圧Ｖout が一時的に低下するようなことはない。
【００５８】
よって、本実施例の電源装置によれば、電源投入後、電源電圧ＶCCが「ＶF 」付近の極めて低い電圧（最低出力電圧）に達すれば、その後、電源電圧ＶCCに対応した電圧を連続的に出力することが可能になり、更に、その後、電源電圧ＶCCが電圧出力部１６から目標電圧を出力電圧値に達すれば、出力端子Ｔｏから出力電圧を目標電圧に保持することが可能になる。従って、本実施例の電源装置によれば、例えば、３．３Ｖといった低電圧駆動が要求される外部負荷に対して、電源電圧ＶCCが１〜２Ｖ程度の極めて低い状態から電源供給を開始することができ、外部負荷への電源供給を良好に行うことが可能になる。
【００５９】
ここで、本実施例では、電圧増幅部１４の差動信号入力用の定電流源であるＰＮＰトランジスタＴｒ20からの電流経路に、３個のダイオードＤ１〜Ｄ３を設けているが、これは、差動増幅部１２が確実に動作を開始してから、電圧増幅部１４を動作させることにより、電源電圧ＶCCの上昇に伴う出力端子Ｔｏからの電圧出力開始後に、出力電圧Ｖout が一瞬でも遮断されるのを防止するためである。以下、この点を詳しく説明する。
【００６０】
まず、図２（ａ），（ｂ）は、夫々、本実施例の電源装置と図５に示した従来の電源装置とを、動作温度２７℃，１２０℃の環境下で動作させた際の、電源電圧ＶCCに対する出力電圧Ｖout の変化を測定した測定結果を表している。この図から明らかなように、動作温度２７℃，１２０℃の環境下では、出力電圧Ｖout が上昇し始めるときの電源電圧ＶCC（最低出力電圧）は、本実施例の電源装置の方が、図５に示した従来の電源装置に比べて充分低くなっており、本実施例の電源装置によれば、低い電源電圧で外部負荷への電源供給を開始できることが判る。また、動作温度が高くなれば、オペアンプ１０を構成するバイポーラ型のトランジスタやダイオードの「ＶF 」が低くなるので、最低出力電圧も低くなることが判る。
【００６１】
そして、本実施例の電源装置において、ＰＮＰトランジスタＴｒ20のコレクタ側（定電流源の電流経路）に設けるダイオードの個数を、図１に示したように３個にした場合と、その個数を１個減らした２個にした場合とでは、出力電圧Ｖout の特性に変化はなかった。
【００６２】
一方、上記と同様の試験を、動作温度−４０℃の環境下で行ったところ、ＰＮＰトランジスタＴｒ20のコレクタ側（定電流源の電流経路）に設けるダイオードの個数を、図１に示したように３個にしたときには、図３（ａ）に示す如く、オペアンプ１０を構成するトランジスタやダイオードの「ＶF 」が高くなる分、他の温度環境下での出力電圧Ｖout に比べて、電源電圧ＶCCに対する出力電圧Ｖout が低くなるものの、出力電圧Ｖout の出力が開始された後は、出力電圧Ｖout は連続的に出力された。しかし、ダイオードの個数を２個にしたときには、図３（ｂ）に示す如く、電源電圧ＶCCの上昇に伴って出力電圧Ｖout が上昇し始めた後、電源電圧ＶCCが約２．３Ｖに達した時点で、出力電圧Ｖout は瞬断することが判った。
【００６３】
これは、ＰＮＰトランジスタＴｒ20のコレクタ側に設けるダイオードの個数を２個にした場合、このダイオードを通って定電流が流れることによって差動増幅部１２が動作開始を開始するタイミングと、電圧増幅部１４の動作開始タイミングとを略一致させることができるので、動作温度が２７℃或いはそれ以上の温度環境下では、出力電圧Ｖout を、その出力開始後の電源電圧ＶCCの上昇に伴い連続的に出力させることができるものの、動作温度が−４０℃というように、低くなると、差動増幅部１２側の回路素子と電圧増幅部１４側の回路素子との「ＶF 」の微妙な違いによって、電圧増幅部１４の動作開始タイミングが差動増幅部１２の動作開始タイミングよりも早くなってしまい、電圧増幅部１４の動作開始直後に電圧出力部からの電圧出力が一時的に遮断されてしまうためである。
【００６４】
しかし、本実施例では、ＰＮＰトランジスタＴｒ20のコレクタ側に３個のダイオードＤ１〜Ｄ３を設けるようにしているので、差動増幅部１２が動作を開始する前に、これら各ダイオードＤ１〜Ｄ３に電流が流れて、電圧増幅部１４が動作を開始してしまう、といったことはなく、電源電圧ＶCCの上昇時に、出力電圧Ｖout が瞬断するのを確実に防止することが可能になる。
【００６５】
尚、図２及び図３に示した出力電圧Ｖout の特性は、電源装置に接続される外部負荷が最も大きく、出力用のＰＮＰトランジスタＴｒ30に大電流が流れた場合（換言すれば、ＰＮＰトランジスタＴｒ30での電圧降下が最も大きくなる使用条件）を想定して、出力端子Ｔｏに抵抗値が極めて小さい「１０Ω」の負荷抵抗を接続した際の測定結果を表す。このため、図２，図３では、無負荷で出力電圧Ｖout の測定を行った図７のように、出力電圧Ｖout が電源電圧ＶCCと一致しておらず、出力電圧Ｖout は、ＰＮＰトランジスタＴｒ30での電圧降下分（エミッタ−コレクタ間電圧ＶCE）だけ、電源電圧ＶCCよりも低くなっている。そして、このように、負荷抵抗が極めて小さい場合であっても、本実施例の電源装置によれば、電源電圧ＶCCが２．３Ｖ以上の領域では、必ず、電源電圧ＶCCに対応した電圧（Ｖout ）を出力することが可能になり、先に例示した外部負荷の仕様を満足できる。
【００６６】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、上記実施例では、電圧増幅部１４の差動信号入力用の定電流源からの電流経路に、３個のダイオードＤ１〜Ｄ３を設けるようにしたが、これは、差動増幅部１２において、定電流源であるＰＮＰトランジスタＴｒ10からの定電流を受けて、各入力端子Ｔi(-)，Ｔi(+)からの電圧信号を取り込む信号入力経路に、夫々、ＰＮＰトランジスタＴｒ11，Ｔｒ12、及び、ＰＮＰトランジスタＴｒ13，Ｔｒ14が設けられており、差動増幅部１２が動作を開始するのは、これら各信号入力経路に定電流が流れるようになってからであるためであり、差動増幅部１２の信号入力経路に、こうしたバイポーラトランジスタが１段だけ設けられているオペアンプでは、定電流回路１８もこの段数に対応して、電源電圧ＶCCが「ＶF ＋ＶCE」に達すると定電流を流し始め、差動増幅部１２がその定電流により正常動作を開始するので、差動増幅部１２がこのように構成されたオペアンプであれば、電圧増幅部１４の差動信号入力用の定電流源からの電流経路に、最低１個、好ましくは、２個のダイオードを設けるようにすればよい。
【００６７】
また、上記実施例では、電圧出力部１６に、所謂パワートランジスタである電圧出力用のＰＮＰトランジスタＴｒ30を設け、このベース電流を制御することにより、外部負荷に供給する直流定電圧を制御するものとして説明したが、これは、本実施例のオペアンプ１０が電源装置用のものであるためであり、例えば、図４に示すように、電圧出力部１６′が、ＰＮＰトランジスタＴｒ51とＮＰＮトランジスタＴｒ52とからなるプッシュプル回路にて構成された、一般的なオペアンプ１０′を用いて電源装置を構成する場合でも、上記実施例と同様に、電圧増幅部１４′内の差動信号入力用の定電流源（ＰＮＰトランジスタＴｒ20）から内部回路に至る電流経路にダイオードＤ１〜Ｄ３を設けるようにすれば、上記実施例と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
尚、図４に示すオペアンプ１０′は、電圧出力部１６′を一対のトランジスタからなるプッシュプル回路にて構成し、それに合わせて、電圧増幅部１４′の信号出力側の構成を上記実施例のものから若干変更したものであり、差動増幅部１２は、上記実施例と全く同様に構成されている。そして、図４のオペアンプ１０′は、オペアンプの一般的な回路構成であるため、以下に、図１と異なる回路構成のみを簡単に説明し、詳細な動作説明等については、省略する。
【００６９】
即ち、電圧出力部１６′は、コレクタが電源ラインＬVCに接続され、エミッタが抵抗Ｒ51を介して出力端子Ｔｏに接続されたＮＰＮトランジスタＴｒ51と、コレクタがグランドラインＬGDに接地され、エミッタが出力端子Ｔｏに接続されたＰＮＰトランジスタＴｒ52とからなるプッシュプル回路にて構成されている。そして、これら各トランジスタＴｒ51，Ｔｒ52のベースは互いに接続されて、電圧増幅部１４′内のＮＰＮトランジスタＴｒ22のコレクタに接続されている。
【００７０】
一方、電圧増幅部１４′は、上記実施例の電圧増幅部１４と同様、差動増幅部１２からの差動信号を取り込むために、ＰＮＰトランジスタＴｒ20、ダイオードＤ１〜Ｄ３，ＮＰＮトランジスタＴｒ21，抵抗Ｒ21，ＮＰＮトランジスタＴｒ22及び位相補償用のコンデンサＣ20を備える。そして、電圧出力部１６′に差動信号を出力するＮＰＮトランジスタＴｒ22のコレクタには、信号出力用の定電流源となるＰＮＰトランジスタＴｒ23のコレクタが接続されるが、このＰＮＰトランジスタＴｒ23のコレクタは１個であり、ＰＮＰトランジスタＴｒ23側から供給可能な定電流が上記実施例のものより小さくなっている。
【００７１】
また、電圧増幅部１４′において、ＮＰＮトランジスタＴｒ21のコレクタ（換言すればダイオードＤ１〜Ｄ３の直列回路の電流出力側）には、コレクタがグランドラインＬGDに接地されたＰＮＰトランジスタＴｒ24のエミッタが接続され、このＰＮＰトランジスタＴｒ24のベースには、エミッタがグランドラインＬGDに接地されたＮＰＮトランジスタＴｒ25のコレクタが接続されている。そして、このＮＰＮトランジスタＴｒ25のベースは、自己のコレクタに直接接続されると共に、エミッタがグランドラインＬGDに接地されたＮＰＮトランジスタＴｒ26のベースに接続され、更に、このＮＰＮトランジスタＴｒ26のコレクタは、出力端子Ｔｏに直接接続されている。
【００７２】
そして、このように、図４に示すオペアンプ１０′においても、上記実施例と同様に、電圧増幅部１４′において、差動信号入力用の定電流源となるＰＮＰトランジスタＴｒ20から、差動信号入力用のＮＰＮトランジスタＴｒ21に至る電流経路に、その経路上での電流方向を順方向として３個のダイオードＤ１〜Ｄ３が直列に設けられているので、上記実施例と同様、電源投入後、電源電圧ＶCCが、差動増幅部１２が確実に動作を開始する所定電圧「３・ＶF ＋ＶCE」に達するまで、電圧増幅部１４′の動作を停止させることができ、上記実施例と同様の効果を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例の電源装置の構成を表す電気回路図である。
【図２】  実施例及び従来の電源装置を動作温度２７℃，１２０℃で動作させた際の電源電圧と出力電圧との関係を測定した測定結果を表すグラフである。
【図３】  実施例及び従来の電源装置を動作温度−４０℃で動作させた際の電源電圧と出力電圧との関係を測定した測定結果を表すグラフである。
【図４】  電圧出力部をプッシュプル回路にて構成したオペアンプの構成例を表す電気回路図である。
【図５】  従来の電源装置の構成を表す電気回路図である。
【図６】  実施例及び従来の電源装置において用いられる定電流回路及び基準電圧発生回路の構成例を表す電気回路図である。
【図７】  従来の電源回路の電源電圧と出力電圧との関係を表す説明図である。
【符号の説明】
１０…オペアンプ、１２…差動増幅部、１４…電圧増幅部、１６…電圧出力部、１８…定電流回路（電流制御部）、２０…基準電圧発生回路、Ｔｒ10…ＰＮＰトランジスタ（差動動作用定電流源）、Ｔｒ20…ＰＮＰトランジスタ（差動信号入力用定電流源）、Ｔｒ23…ＰＮＰトランジスタ（信号出力用定電流源）、Ｔi(-)…反転入力端子、Ｔi(+)…非反転入力端子、Ｔｏ…出力端子、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…ダイオード（電流遮断手段）。
【図１】
0003800771.tif 000002
【図２】
0003800771.tif 000003
【図３】
0003800771.tif 000004
【図４】
0003800771.tif 000005
【図５】
0003800771.tif 000006
【図６】
0003800771.tif 000007
【図７】
0003800771.tif 000008