(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
適宜オン／オフされる第一の外部電源と接続される第一外部電源入力端子と、常時オンされ第二の外部電源と接続される第二外部電源入力端子と、前記第一の外部電源又は前記第二の外部電源の何れかと接続される出力端子と、を備え、前記第一の外部電源がオンにされている場合は前記第一外部電源入力端子と前記出力端子とを接続し、前記第一の外部電源がオフにされている場合は前記第二外部電源入力端子と前記出力端子とを接続する切換回路と、
前記第一の外部電源がオンにされているか又はオフにされているかを示す電源切換信号を出力する電源切換信号出力回路と、
所定の電圧を出力する定電圧源と、
電源の供給を受ける電源入力端子を備え、その反転入力にはその出力が負帰還接続され、その非反転入力には前記定電圧源が接続され、前記電源入力端子から供給される電源によって駆動され出力トランジスタの出力端子から定電圧を出力するオペアンプと、
前記オペアンプの前記出力トランジスタがオンであるか又はオフであるかを検出して、前記出力トランジスタがオンであるか又はオフであるかを示す信号を出力する検出回路と、
前記オペアンプの前記出力トランジスタの制御端子の電位を保持するためのコンデンサと、
前記検出回路から前記信号を受け、前記信号が前記オペアンプの前記出力トランジスタがオンであることを示している場合は前記コンデンサを前記出力トランジスタの出力端子と前記出力トランジスタの制御端子との間に接続し、前記信号が前記オペアンプの前記出力トランジスタがオフであることを示している場合は前記コンデンサと前記出力トランジスタの接続を切り離すコンデンサ接続回路と、
前記電源切換信号が前記第一の外部電源がオンにされていることを示す場合は前記切換回路の前記出力端子と前記オペアンプの前記電源入力端子とを常時接続し、前記電源切換信号が前記第一の外部電源がオフにされていることを示す場合は前記切換回路の前記出力端子と前記オペアンプの前記電源入力端子とを間欠的に接続するオペアンプ電源制御回路と、
を備えることを特徴とする定電圧出力装置。
【請求項２】
適宜オン／オフされる第一の外部電源と接続される第一外部電源入力端子と、常時オンされ第二の外部電源と接続される第二外部電源入力端子と、前記第一の外部電源又は前記第二の外部電源の何れかと接続される出力端子と、を備え、前記第一の外部電源がオンにされている場合は前記第一外部電源入力端子と前記出力端子とを接続し、前記第一の外部電源がオフにされている場合は前記第二外部電源入力端子と前記出力端子とを接続する切換回路と、
前記第一の外部電源がオンにされているか又はオフにされているかを示す電源切換信号を出力する電源切換信号出力回路と、
所定の電圧を出力する定電圧源と、
電源の供給を受ける電源入力端子を備え、その反転入力にはその出力が負帰還接続され、その非反転入力には前記定電圧源が接続され、前記電源入力端子から供給される電源によって駆動され出力トランジスタの出力端子から定電圧を出力するオペアンプと、
前記オペアンプの前記出力トランジスタがオンであるか又はオフであるかを検出して、前記出力トランジスタがオンであるか又はオフであるかを示す信号を出力する検出回路と、
前記オペアンプの前記出力トランジスタの制御端子の電位を保持するためのコンデンサと、
前記検出回路から前記信号を受け、前記信号が前記オペアンプの前記出力トランジスタがオンであることを示している場合は前記コンデンサを前記出力トランジスタの出力端子と前記出力トランジスタの制御端子との間に接続し、前記信号が前記オペアンプの前記出力トランジスタがオフであることを示している場合は前記コンデンサと前記出力トランジスタの接続を切り離すコンデンサ接続回路と、
クロック信号を発生するクロック信号発生回路と、
前記電源切換信号が前記第一の外部電源がオンにされていることを示す場合は前記切換回路の前記出力端子と前記オペアンプの前記電源入力端子とを常時接続し、前記電源切換信号が前記第一の外部電源がオフにされていることを示す場合は前記切換回路の前記出力端子と前記オペアンプの前記電源入力端子とを前記クロック信号に応じて間欠的に接続するオペアンプ電源制御回路と、
を備えることを特徴とする定電圧出力装置。
【請求項３】
前記コンデンサ接続回路は、前記コンデンサと直列に接続されたトランジスタであり、前記検出回路は、前記オペアンプの前記出力トランジスタがオンであることを検出している場合には前記コンデンサ接続回路の前記トランジスタをオンにさせる信号を出力し、前記オペアンプの前記出力トランジスタがオフであることを検出している場合には前記コンデンサ接続回路の前記トランジスタをオフにさせる信号を出力することを特徴とする請求項１又は２記載の定電圧出力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣ（Integrated Circuit）等に内蔵され、ＩＣ等の内部に定電圧を供給するための定電圧出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、定電圧回路を内蔵したタイマ用ＩＣ、ＲＴＣ（Real Time Clock）用ＩＣなどにおいて、外部の通常電源がオンである場合にはその通常電源により定電圧回路が駆動され、通常電源がオフの場合にはバックアップ用のバッテリ等の外部のバックアップ電源により定電圧回路が駆動されていた。
【０００３】
図２は、このような従来のタイマ用ＩＣの一構成例を示す図である。図２において、タイマ用ＩＣ５００は、外部の通常電源（図示せず）及びバックアップ電源（図示せず）からの電源を切り換えてタイマ用ＩＣ５００内部へ伝達する切換回路５１０と、定電圧をタイマ用ＩＣ５００内部の各回路へ供給する定電圧回路５２０と、定電圧回路５２０から定電圧の供給を受けて発振を行う発振回路５３０と、定電圧回路５２０から定電圧の供給を受けてタイマを作動させるタイマ回路５４０と、を備えている。
【０００４】
切換回路５１０と定電圧回路５２０とは、電源供給線５７０によって接続されている。また、定電圧回路５２０と発振回路５３０とは、定電圧出力線５８０によって接続されている。更に、定電圧回路５２０とタイマ回路５４０とは、定電圧出力線５８０によって接続されている。
【０００５】
通常電源と切換回路５１０とは、電源供給線５５０によって接続されている。通常電源の電源は、この電源供給線５５０を介して、切換回路５１０へ供給される。また、バックアップ電源と切換回路５１０とは、電源供給線５６０によって接続されている。バックアップ電源の電源は、この電源供給線５６０を介して、切換回路５１０へ供給される。
【０００６】
ここで、通常電源は、適宜オン／オフされる。通常電源がオンにされている時、通常電源の出力電圧（以下、ＶＤＤともいう）は３ボルトあるいは５ボルトである。また、通常電源がオフにされている時、ＶＤＤは０ボルトである。
【０００７】
また、バックアップ電源は、通常電源がオフにされている時にタイマ用ＩＣ  の動作を保つためのバッテリである。このバックアップ電源の出力電圧（以下、ＶＢＫともいう）は、バッテリ残量がある限り、１．５ボルト〜３ボルトに保たれる。
【０００８】
次に、この従来のタイマ用ＩＣ５００の動作について、ＶＤＤ５ボルト、ＶＢＫ３ボルトとして説明する。
【０００９】
まず、切換回路５１０の動作について、説明する。
【００１０】
通常電源がオン、即ちＶＤＤが５ボルトの場合、切換回路５１０は通常電源を選択し、電源供給線５５０と電源供給線５７０とを接続する。
【００１１】
通常電源がオフ、即ちＶＤＤが０ボルトの場合、切換回路５１０はバックアップ電源を選択し、電源供給線５６０と電源供給線５７０とを接続する。
【００１２】
次に、定電圧回路５２０の動作について、説明する。
【００１３】
先に説明したように、通常電源がオンにされている場合、電源供給線５７０には切換回路５１０を介して通常電源からの電源が供給される。また、通常電源がオフにされている場合、電源供給線５７０には切換回路５１０を介してバックアップ電源からの電源が供給される。即ち、通常電源のオン／オフにかかわらず、電源供給線５７０には切換回路５１０を介して通常電源又はバックアップ電源何れかからの電源が常時供給されることとなる。従って、定電圧回路５２０は、通常電源又はバックアップ電源の何れかによって、常時駆動される。そのため、定電圧回路５２０は、定電圧を定電圧出力線５８０へ常時出力する。
【００１４】
しかし、定電圧回路５２０の消費電流が大きいため、バックアップ電源による駆動時間が短いという問題がある。そのため、定電圧回路５２０を常時駆動させず間欠駆動させることも、考えられる。
【００１５】
図３は、定電圧回路を間欠駆動させるタイマ用ＩＣの一構成例を示す図である。図３において、タイマ用ＩＣ６００は、外部の通常電源（図示せず）及びバックアップ電源（図示せず）からの電圧を切り換えてタイマ用ＩＣ６００内部へ伝達する切換回路６１０と、定電圧をタイマ用ＩＣ６００内部の各回路へ供給する定電圧回路６２０と、定電圧回路６２０から定電圧の供給を受けて発振を行う発振回路６３０と、定電圧回路６２０から定電圧の供給を受けてタイマを作動させるタイマ回路６４０と、クロックジェネレータ（図示せず）と、を備えている。
【００１６】
切換回路６１０と定電圧回路６２０とは、電源供給線６７０と電源切換信号線６８０とによって接続されている。また、定電圧回路６２０と発振回路６３０とは、定電圧出力線６９０によって接続されている。更に、定電圧回路６２０とタイマ回路６４０とは、定電圧出力線６９０によって接続されている。
【００１７】
通常電源と切換回路６１０とは、電源供給線６５０によって接続されている。通常電源の電源は、この電源供給線６５０を介して、切換回路６１０へ供給される。また、バックアップ電源と切換回路６１０とは、電源供給線６６０によって接続されている。バックアップ電源の電源は、この電源供給線６６０を介して、切換回路６１０へ供給される。
【００１８】
ここで、通常電源及びバックアップ電源は、先に説明したものと同じものである。
【００１９】
図４は、定電圧回路６２０の内部構成、及び定電圧回路６２０と切換回路６１０との接続関係を示す図である。図４において、定電圧回路６２０は、二入力のＯＲゲート回路６２１と、ＮＯＴゲート回路６２２と、定電流源６２３と、ｎチャネルのＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ６２４と、オペアンプ６３０と、を備えている。
【００２０】
定電流源６２３は、電源供給線６７０とＭＯＳトランジスタ６２４のドレインとの間に、ＭＯＳトランジスタ６２４のドレイン電流を流すように、接続されている。
【００２１】
ＭＯＳトランジスタ６２４のゲートは、ＭＯＳトランジスタ６２４のドレインと接続されている。また、ＭＯＳトランジスタ６２４のソースは、接地されている。このＭＯＳトランジスタ６２４には定電流源６２３によって一定のドレイン電流が流されるため、ＭＯＳトランジスタ６２４のゲート−ソース間にはこのドレイン電流に応じた一定の電圧が発生する。従って、ＭＯＳトランジスタ６２４は、定電圧源の機能を果たす。
【００２２】
ＯＲゲート回路６２１の二つの入力端子のうちの一つは、電源切換信号線６８０と接続されている。ＯＲゲート回路６２１の二つの入力端子のうちの他の一つは、クロック信号入力線６９０を介して、クロックジェネレータと接続されている。
【００２３】
ＮＯＴゲート回路６２２の入力端子は、ＯＲゲート回路６２１の出力端子と接続されている。
【００２４】
オペアンプ６３０は、ｐチャネルのＭＯＳトランジスタ６３０１〜６３０３と、ｎチャネルのＭＯＳトランジスタ６３０４〜６３０９と、コンデンサ６３１０と、を備えている。
【００２５】
オペアンプ６３０の非反転入力端子であるＭＯＳトランジスタ６３０４のゲートは、定電圧源としての機能を果たすＭＯＳトランジスタ６２４のゲートと接続されている。また、オペアンプ６３０の出力端子であるＭＯＳトランジスタ６３０８のソースは、オペアンプ６３０の反転入力端子であるＭＯＳトランジスタ６３０５のゲートと負帰還接続されている。従って、オペアンプ６３０は、定電圧回路としての機能を果たす。
【００２６】
オペアンプ６３０の出力端子は、定電圧出力線６９０に接続されている。
【００２７】
ＭＯＳトランジスタ６３０１のゲートは、ＮＯＴゲート回路６２２の出力端子と接続されている。ＭＯＳトランジスタ６３０１は、ＮＯＴゲート回路６２２の出力信号に応じてオン／オフされる。また、ＭＯＳトランジスタ６３０７のゲートは、ＯＲゲート回路６２１の出力端子と接続されている。ＭＯＳトランジスタ６３０７は、ＯＲゲート回路６２１の出力信号に応じてオン／オフされる。このＭＯＳトランジスタ６３０１及びＭＯＳトランジスタ６３０７は、オペアンプ６３０の電源スイッチング機能を果たす。
【００２８】
オペアンプ６３０の出力トランジスタであるＭＯＳトランジスタ６３０８のソースとゲートの間は、コンデンサ６３１０によって接続されている。このコンデンサ６３１０は、ＭＯＳトランジスタ６３０８のゲート電位を保持するためのコンデンサである。
【００２９】
以下、図４を用いて切換回路６１０及び定電圧回路６２０の動作について説明する。
【００３０】
まず、通常電源がオンにされている場合の切換回路６１０の動作について、説明する。
【００３１】
通常電源がオンにされている場合、切換回路６１０は、通常電源を選択する。そして、切換回路６１０は、電源供給線６５０と電源供給線６７０とを接続する。また、切換回路６１０は、通常電源を選択していることを示す論理「Ｈ」の信号を、電源切換信号線６８０へ出力する。
【００３２】
次に、通常電源がオフにされている場合の切換回路６１０の動作について、説明する。
【００３３】
通常電源がオフにされている場合、切換回路６１０は、バックアップ電源を選択する。そして、切換回路６１０は、電源供給線６５０と電源供給線６７０とを接続する。また、切換回路６１０は、バックアップ電源を選択していることを示す論理「Ｌ」の信号を、電源切換信号線６８０へ出力する。
【００３４】
以上のように、通常電源がオンにされている場合は、電源供給線６７０は通常電源と接続され、電源切換信号線６８０には論理「Ｈ」の信号が出力される。また、通常電源がオフにされている場合は、電源供給線６７０はバックアップ電源と接続され、電源切換信号線６８０には論理「Ｌ」の信号が出力される。
【００３５】
次に、定電圧回路６２０の動作について、説明する。
【００３６】
まず、電源切換信号線６８０の信号が論理「Ｈ」の場合、即ち通常電源がオンにされている場合の定電圧回路６２０の動作について、説明する。
【００３７】
電源切換信号線６８０から論理「Ｈ」の信号がＯＲゲート回路６２１へ入力されている場合、ＯＲゲート回路６２１の出力信号は、クロック信号入力線６９０のクロック信号値にかかわらず、論理「Ｈ」となる。
【００３８】
ＯＲゲート回路６２１の出力信号が論理「Ｈ」である場合、ＯＲゲート回路６２１の出力端子と接続されたＭＯＳトランジスタ６３０７のゲートには論理「Ｈ」の信号が入力される。そのため、ＭＯＳトランジスタ６３０７は、オンにされる。
【００３９】
また、ＯＲゲート回路６２１の出力信号が論理「Ｈ」である場合、ＯＲゲート回路６２１の出力端子と接続されたＮＯＴゲート回路６２２の入力端子には論理「Ｈ」の信号が入力される。そのため、ＮＯＴゲート回路６２２の出力信号は論理「Ｌ」となる。従って、ＮＯＴゲート回路６２２の出力端子と接続されたＭＯＳトランジスタ６３０１のゲートには論理「Ｌ」の信号が入力される。そのため、ＭＯＳトランジスタ６３０１はオンにされる。
【００４０】
このように、ＭＯＳトランジスタ６３０７がオンにされると、オペアンプ    の負電源入力端子は接地される。また、ＭＯＳトランジスタ６３０１がオンにされると、通常電源の電源が電源供給線６７０を介してオペアンプ６３０の正電源入力端子へ供給される。従って、オペアンプ６３０は、通常電源によって駆動される。そして、オペアンプ６３０は、定電圧出力線６９０へ定電圧を出力する。
【００４１】
次に、電源切換信号線６８０の信号が論理「Ｌ」の場合、即ち通常電源がオフにされている場合の定電圧回路６２０の動作について、説明する。
【００４２】
電源切換信号線６８０から論理「Ｌ」の信号がＯＲゲート回路６２１へ入力されている場合、ＯＲゲート回路６２１の出力信号は、クロック信号入力線６９０のクロック信号値に依存することとなる。
【００４３】
電源切換信号線６８０の信号が論理「Ｌ」且つクロック信号入力線６９０のクロック信号が論理「Ｈ」の場合、ＯＲゲート回路６２１の出力信号は論理「Ｈ」となる。従って、先に説明したと同様に、ＭＯＳトランジスタ６３０７及びＭＯＳトランジスタ６３０１がオンにされる。そのため、バックアップ電源の電源が電源供給線６７０を介してオペアンプ６３０の正電源入力端子に供給される。また、オペアンプ６３０の負電源入力端子は、接地される。従って、オペアンプ６３０は、バックアップ電源によって駆動される。そして、オペアンプ６３０は、定電圧出力線６９０へ定電圧を出力する。
【００４４】
電源切換信号線６８０の信号が論理「Ｌ」且つクロック信号入力線６９０のクロック信号が論理「Ｌ」の場合、ＯＲゲート回路６２１の出力信号は論理「Ｌ」となる。従って、ＯＲゲート回路６２１の出力端子と接続されたＭＯＳトランジスタ６３０７のゲートには、論理「Ｌ」の信号が入力される。そのため、ＭＯＳトランジスタ６３０７は、オフにされる。また、ＯＲゲート回路６２１の出力信号が論理「Ｌ」である場合、ＯＲゲート回路６２１の出力端子と接続されたＮＯＴゲート回路６２２の入力端子には論理「Ｌ」の信号が入力される。従って、ＮＯＴゲート回路６２２の出力信号は論理「Ｈ」となる。そのため、ＮＯＴゲート回路６２２の出力端子と接続されたＭＯＳトランジスタ６３０１のゲートには論理「Ｈ」の信号が入力される。従って、ＭＯＳトランジスタ６３０１は、オフにされる。このようにＭＯＳトランジスタ６３０７及びＭＯＳトランジスタ６３０１がオフにされると、オペアンプ６３０の電源入力端子への電源の供給が遮断される。従って、オペアンプ６３０は、駆動されない。
【００４５】
以上のように、電源切換信号線６８０の信号が論理「Ｈ」の場合には、オペアンプ６３０は通常電源によって駆動される。そして、オペアンプ６３０は、定電圧を定電圧出力線６９０へ出力する。また、電源切換信号線６８０の信号が論理「Ｌ」且つクロック信号入力線６９０のクロック信号が論理「Ｈ」の場合には、オペアンプ６３０はバックアップ電源によって駆動される。そして、オペアンプ６３０は、定電圧を定電圧出力線６９０へ出力する。一方、電源切換信号線６８０の信号が論理「Ｌ」且つクロック信号入力線６９０のクロック信号が論理「Ｌ」の場合には、オペアンプ６３０は駆動されない。
【００４６】
このように、切換回路６１０及び定電圧回路６２０においては、バックアップ電源により駆動されている間はオペアンプ６３０をクロック信号に応じて間欠動作させることにより、バックアップ電源による駆動中の消費電流を小さくすることができる。
【００４７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の定電圧回路６２０には、次のような問題があった。
【００４８】
図５は、切換回路６１０及び定電圧回路６２０の入出力電圧の変化を示すタイミングチャートである。
【００４９】
図５において、ＶＤＤは通常電源の出力電圧、ＶＢＫはバックアップ電源の出力電圧、ＶＰＳは電源供給線６７０の電圧、ＶＤＤＯＮは電源切換信号線      の電圧、ＶＲＥＧは定電圧出力線６９０の電圧である。
【００５０】
図５のタイミングチャートに示されるように、ＶＤＤは、まず、時刻ｔ０を境に０Ｖから５Ｖへ変化している。その後、ＶＤＤは、時刻ｔ１を境に５Ｖから０Ｖへ変化している。一方、ＶＢＫは、終始３Ｖを保っている。そのため、ＶＤＤは、時刻ｔ０までの間、ＶＢＫよりも低くなっている。そして、ＶＤＤは、時刻ｔ０からｔ１までの間、ＶＢＫよりも高くなっている。更に、ＶＤＤは、時刻ｔ１以降、ＶＢＫよりも低くなっている。
【００５１】
このようにＶＤＤが変化するため、ＶＰＳは、時刻ｔ０まではＶＢＫと同じ電圧、時刻ｔ０からｔ１までの間はＶＤＤと同じ電圧、時刻ｔ１以降はＶＢＫと同じ電圧となっている。
【００５２】
また、ＶＤＤＯＮは、ＶＤＤの変化に応じて、時刻ｔ０までは論理「Ｌ」、時刻ｔ０からｔ１までの間は論理「Ｈ」、時刻ｔ１以降は論理「Ｌ」、となっている。
【００５３】
このようにＶＤＤＯＮが変化するため、オペアンプ６３０は、時刻ｔ０まではバックアップ電源によりクロック信号に同期して間欠駆動される。そして、オペアンプ６３０は、時刻ｔ０からｔ１までの間、通常電源により常時駆動される。更に、オペアンプ６３０は、時刻ｔ１以降、バックアップ電源によりクロック信号に同期して間欠駆動される。
【００５４】
ここで、オペアンプ６３０の電源入力電圧であるＶＰＳが、時刻ｔ０において３Ｖから５Ｖへ変化する。そのため、時刻ｔ０の直後、オペアンプ６３０の出力電圧であるＶＲＥＧが上昇する。
【００５５】
また、ＶＰＳは、時刻ｔ１において５Ｖから３Ｖへ変化する。そのため、時刻ｔ１の直後、オペアンプ６３０の出力電圧であるＶＲＥＧが下降する。また、時刻ｔ１以降、オペアンプ６３０はクロック信号に同期して間欠駆動されている。そのため、時刻ｔ１以降、オペアンプ６３０の応答は遅くなっている。従って、この電圧下降は非常に大きくなっている。
【００５６】
このようにして発生するＶＲＥＧの電圧上昇及び電圧下降によって、タイマ用ＩＣ６００が誤動作するという問題があった。
【００５７】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、バックアップ電源による駆動時の消費電流を小さくすることができ、バックアップ電源による駆動時間を長くするとともに信頼性を向上させることができる定電圧発生装置を提供することである。
【００５８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の定電圧出力装置は、  適宜オン／オフされる第一の外部電源と接続される第一外部電源入力端子と、常時オンされ第二の外部電源と接続される第二外部電源入力端子と、第一の外部電源又は第二の外部電源の何れかと接続される出力端子と、を備え、第一の外部電源がオンにされている場合は第一外部電源入力端子と出力端子とを接続し、第一の外部電源がオフにされている場合は第二外部電源入力端子と出力端子とを接続する切換回路と、  第一の外部電源がオンにされているか又はオフにされているかを示す電源切換信号を出力する電源切換信号出力回路と、  所定の電圧を出力する定電圧源と、  電源の供給を受ける電源入力端子を備え、その反転入力にはその出力が負帰還接続され、その非反転入力には定電圧源が接続され、電源入力端子から供給される電源によって駆動され出力トランジスタの出力端子から定電圧を出力するオペアンプと、  オペアンプの出力トランジスタがオンであるか又はオフであるかを検出して、出力トランジスタがオンであるか又はオフであるかを示す信号を出力する検出回路と、  オペアンプの出力トランジスタの制御端子の電位を保持するためのコンデンサと、  検出回路から信号を受け、信号がオペアンプの出力トランジスタがオンであることを示している場合はコンデンサを出力トランジスタの出力端子と出力トランジスタの制御端子との間に接続し、信号がオペアンプの出力トランジスタがオフであることを示している場合はコンデンサと出力トランジスタの接続を切り離すコンデンサ接続回路と、  電源切換信号が第一の外部電源がオンにされていることを示す場合は切換回路の出力端子とオペアンプの電源入力端子とを常時接続し、電源切換信号が第一の外部電源がオフにされていることを示す場合は切換回路の出力端子とオペアンプの電源入力端子とを間欠的に接続するオペアンプ電源制御回路と、を備えることを特徴とする。
【００５９】
また、上記課題を解決するため、本発明の定電圧出力装置は、  適宜オン／オフされる第一の外部電源と接続される第一外部電源入力端子と、常時オンされ第二の外部電源と接続される第二外部電源入力端子と、第一の外部電源又は第二の外部電源の何れかと接続される出力端子と、を備え、第一の外部電源がオンにされている場合は第一外部電源入力端子と出力端子とを接続し、第一の外部電源がオフにされている場合は第二外部電源入力端子と出力端子とを接続する切換回路と、  第一の外部電源がオンにされているか又はオフにされているかを示す電源切換信号を出力する電源切換信号出力回路と、  所定の電圧を出力する定電圧源と、  電源の供給を受ける電源入力端子を備え、その反転入力にはその出力が負帰還接続され、その非反転入力には定電圧源が接続され、電源入力端子から供給される電源によって駆動され出力トランジスタの出力端子から定電圧を出力するオペアンプと、  オペアンプの出力トランジスタがオンであるか又はオフであるかを検出して、出力トランジスタがオンであるか又はオフであるかを示す信号を出力する検出回路と、  オペアンプの出力トランジスタの制御端子の電位を保持するためのコンデンサと、  検出回路から信号を受け、信号がオペアンプの出力トランジスタがオンであることを示している場合はコンデンサを出力トランジスタの出力端子と出力トランジスタの制御端子との間に接続し、信号がオペアンプの出力トランジスタがオフであることを示している場合はコンデンサと出力トランジスタの接続を切り離すコンデンサ接続回路と、  クロック信号を発生するクロック信号発生回路と、  電源切換信号が第一の外部電源がオンにされていることを示す場合は切換回路の出力端子とオペアンプの電源入力端子とを常時接続し、電源切換信号が第一の外部電源がオフにされていることを示す場合は切換回路の出力端子とオペアンプの電源入力端子とをクロック信号に応じて間欠的に接続するオペアンプ電源制御回路と、を備えることを特徴とする。
【００６０】
ここで、コンデンサ接続回路は、コンデンサと直列に接続されたトランジスタであり、検出回路は、オペアンプの出力トランジスタがオンであることを検出している場合にはコンデンサ接続回路のトランジスタをオンにさせる信号を出力し、オペアンプの出力トランジスタがオフであることを検出している場合にはコンデンサ接続回路のトランジスタをオフにさせる信号を出力することとすることができる。
【００６１】
第一の外部電源と第二の外部電源とを切り換え可能に接続し、電源切換による電位変動により出力トランジスタがオフにされている場合に、出力トランジスタの制御端子の電位を保持するコンデンサを出力トランジスタから切り離すことによって、電源切換に起因する定電圧出力の変動を小さくすることができる。
【００６２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の定電圧出力装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００６３】
［第一の実施の形態］
図１は、本発明の定電圧出力装置の一構成例を示す図である。図１において、本発明の定電圧出力装置１００は、外部の通常電源（図示せず）及びバックアップ電源（図示せず）からの電源を切り換えて伝達するとともに何れの電源を選択しているかを示す電源切換信号を出力する切換回路１１０と、定電圧を出力するオペアンプ１２０と、オペアンプ１２０の出力トランジスタがオフにされていることを検出する検出回路１３０と、二入力のＯＲゲート回路１４０と、ＮＯＴゲート回路１５０と、定電流源１６０と、ｎチャネルのＭＯＳトランジスタ１７０と、クロックジェネレータ（図示せず）と、を備えている。
【００６４】
通常電源と切換回路１１０とは、電源供給線１７１によって接続されている。通常電源の電源は、この電源供給線１７１を介して、切換回路１１０へ供給される。また、バックアップ電源と切換回路１１０とは、電源供給線１７２によって接続されている。バックアップ電源の電源は、この電源供給線１７２を介して、切換回路１１０へ供給される。
【００６５】
ここで、通常電源は、適宜オン／オフされる。通常電源がオンにされている時、通常電源の出力電圧（以下、ＶＤＤともいう）は５ボルトである。また、通常電源がオフにされている時、ＶＤＤは０ボルトである。この通常電源が、第一の外部電源に相当する。
【００６６】
また、バックアップ電源は、通常電源がオフにされている時に定電圧出力装置１００の動作を保つためのバッテリである。このバックアップ電源の出力電圧（以下、ＶＢＫともいう）は、バッテリ残量がある限り、３ボルトに保たれる。このバックアップ電源が、第二の外部電源に相当する。
【００６７】
定電流源１６０は、電源供給線１７３とＭＯＳトランジスタ１７０のドレインとの間に、ＭＯＳトランジスタ１７０のドレイン電流を流すように、接続されている。
【００６８】
ＭＯＳトランジスタ１７０のゲートは、ＭＯＳトランジスタ１７０のドレインと接続されている。また、ＭＯＳトランジスタ１７０のソースは、接地されている。このＭＯＳトランジスタ１７０には定電流源１７０によって一定のドレイン電流が流されるため、ＭＯＳトランジスタ１７０のゲート−ソース間にはこのドレイン電流に応じた一定の電圧が発生する。従って、ＭＯＳトランジスタ１７０は、定電圧源の機能を果たす。
【００６９】
ＯＲゲート回路１４０の二つの入力端子のうちの一つは、電源切換信号線１７４と接続されている。ＯＲゲート回路１４０の二つの入力端子のうちの他の一つは、クロック信号入力線１７５を介して、クロックジェネレータと接続されている。
【００７０】
ＮＯＴゲート回路１５０の入力端子は、ＯＲゲート回路１４０の出力端子と接続されている。
【００７１】
オペアンプ１２０は、ｐチャネルのＭＯＳトランジスタ１２０１〜１２０３及び１２１１と、ｎチャネルのＭＯＳトランジスタ１２０４〜１２０９と、コンデンサ１２１０と、を備えている。
【００７２】
オペアンプ１２０の非反転入力端子であるＭＯＳトランジスタ１２０４のゲートは、定電圧源としての機能を果たすＭＯＳトランジスタ１７０のゲートと接続されている。また、オペアンプ１２０の出力端子であるＭＯＳトランジスタ１２０８のソースは、オペアンプ１２０の反転入力端子であるＭＯＳトランジスタ１２０５のゲートと負帰還接続されている。従って、オペアンプ１２０は、定電圧回路としての機能を果たす。
【００７３】
オペアンプ１２０の出力端子は、定電圧出力線１７６に接続されている。
【００７４】
ＭＯＳトランジスタ１２０１のゲートは、ＮＯＴゲート回路１５０の出力端子と接続されている。ＭＯＳトランジスタ１２０１は、ＮＯＴゲート回路１５０の出力信号に応じてオン／オフされる。また、ＭＯＳトランジスタ１２０７のゲートは、ＯＲゲート回路１４０の出力端子と接続されている。ＭＯＳトランジスタ１２０７は、ＯＲゲート回路１４０の出力信号に応じてオン／オフされる。このＭＯＳトランジスタ１２０１及びＭＯＳトランジスタ１２０７は、オペアンプ１２０の電源スイッチング機能を果たす。
【００７５】
オペアンプ１２０の出力トランジスタであるＭＯＳトランジスタ１２０８のソースとゲートの間は、直列に接続されたＭＯＳトランジスタ１２１１及びコンデンサ１２１０によって接続されている。このコンデンサ１２１０は、ＭＯＳトランジスタ１２０８のゲート電位を保持するためのコンデンサである。
【００７６】
検出回路１３０は、ｎチャネルのＭＯＳトランジスタ１３０１及び１３０２を、備えている。
【００７７】
ＭＯＳトランジスタ１３０１とＭＯＳトランジスタ１３０２は、直列に接続されている。そして、ＭＯＳトランジスタ１３０１のドレインは、電源供給線１７３と接続されている。また、ＭＯＳトランジスタ１３０１のゲートは、オペアンプ１２０の出力トランジスタであるＭＯＳトランジスタ１２０８のゲートと接続されている。
【００７８】
ＭＯＳトランジスタ１３０２のソースは、接地されている。また、ＭＯＳトランジスタ１３０２のゲートは、定電圧源としての機能を果たすＭＯＳトランジスタ１７０のゲートと接続されている。
【００７９】
以下、図１を用いて定電圧出力装置１００の動作について説明する。
【００８０】
まず、通常電源がオンにされている場合の切換回路１１０の動作について、説明する。
【００８１】
通常電源がオンにされている場合、切換回路１１０は、通常電源を選択する。そして、切換回路１１０は、電源供給線１７１と電源供給線１７３とを接続する。また、切換回路１１０は、通常電源を選択していることを示す論理「Ｈ」の信号を、電源切換信号線１７４へ出力する。
【００８２】
次に、通常電源がオフにされている場合の切換回路１１０の動作について、説明する。
【００８３】
通常電源がオフにされている場合、切換回路１１０は、バックアップ電源を選択する。そして、切換回路１１０は、電源供給線１７１と電源供給線１７３とを接続する。また、切換回路１１０は、バックアップ電源を選択していることを示す論理「Ｌ」の信号を、電源切換信号線１７４へ出力する。
【００８４】
以上のように、通常電源がオンにされている場合は、電源供給線１７３は通常電源と接続され、電源切換信号線１７４には論理「Ｈ」の信号が出力される。また、通常電源がオフにされている場合は、電源供給線１７３はバックアップ電源と接続され、電源切換信号線１７４には論理「Ｌ」の信号が出力される。
【００８５】
次に、オペアンプ１２０の動作について、説明する。
【００８６】
まず、電源切換信号線１７４の信号が論理「Ｈ」の場合、即ち通常電源がオンにされている場合のオペアンプ１２０の動作について、説明する。
【００８７】
電源切換信号線１７４から論理「Ｈ」の信号がＯＲゲート回路１４０へ入力されている場合、ＯＲゲート回路１４０の出力信号は、クロック信号入力線１７５のクロック信号値にかかわらず、論理「Ｈ」となる。
【００８８】
ＯＲゲート回路１４０の出力信号が論理「Ｈ」である場合、ＯＲゲート回路１４０の出力端子と接続されたＭＯＳトランジスタ１２０７のゲートには論理「Ｈ」の信号が入力される。そのため、ＭＯＳトランジスタ１２０７は、オンにされる。
【００８９】
また、ＯＲゲート回路１４０の出力信号が論理「Ｈ」である場合、ＯＲゲート回路１４０の出力端子と接続されたＮＯＴゲート回路１５０の入力端子には論理「Ｈ」の信号が入力される。そのため、ＮＯＴゲート回路１５０の出力信号は論理「Ｌ」となる。従って、ＮＯＴゲート回路１５０の出力端子と接続されたＭＯＳトランジスタ１２０１のゲートには論理「Ｌ」の信号が入力される。そのため、ＭＯＳトランジスタ１２０１はオンにされる。
【００９０】
このように、ＭＯＳトランジスタ１２０７がオンにされると、オペアンプ    の負電源入力端子は接地される。また、ＭＯＳトランジスタ１２０１がオンにされると、通常電源の電源が電源供給線１７３を介してオペアンプ１２０の正電源入力端子へ供給される。従って、オペアンプ１２０は、通常電源によって駆動される。そして、オペアンプ１２０は、定電圧出力線１７６へ定電圧を出力する。
【００９１】
次に、電源切換信号線１７４の信号が論理「Ｌ」の場合、即ち通常電源がオフにされている場合のオペアンプ１２０の動作について、説明する。
【００９２】
電源切換信号線１７４から論理「Ｌ」の信号がＯＲゲート回路１４０へ入力されている場合、ＯＲゲート回路１４０の出力信号は、クロック信号入力線１７５のクロック信号値に依存することとなる。
【００９３】
電源切換信号線１７４の信号が論理「Ｌ」且つクロック信号入力線１７５のクロック信号が論理「Ｈ」の場合、ＯＲゲート回路１４０の出力信号は論理「Ｈ」となる。従って、先に説明したと同様に、ＭＯＳトランジスタ１２０７及びＭＯＳトランジスタ１２０１がオンにされる。そのため、バックアップ電源の電源が電源供給線１７３を介してオペアンプ１２０の正電源入力端子に供給される。また、オペアンプ１２０の負電源入力端子は、接地される。従って、オペアンプ１２０は、バックアップ電源によって駆動される。そして、オペアンプ１２０は、定電圧出力線１７６へ定電圧を出力する。
【００９４】
電源切換信号線１７４の信号が論理「Ｌ」且つクロック信号入力線１７５のクロック信号が論理「Ｌ」の場合、ＯＲゲート回路１４０の出力信号は論理「Ｌ」となる。従って、ＯＲゲート回路１４０の出力端子と接続されたＭＯＳトランジスタ１２０７のゲートには、論理「Ｌ」の信号が入力される。そのため、ＭＯＳトランジスタ１２０７は、オフにされる。また、ＯＲゲート回路１４０の出力信号が論理「Ｌ」である場合、ＯＲゲート回路１４０の出力端子と接続されたＮＯＴゲート回路１５０の入力端子には論理「Ｌ」の信号が入力される。従って、ＮＯＴゲート回路１５０の出力信号は論理「Ｈ」となる。そのため、ＮＯＴゲート回路１５０の出力端子と接続されたＭＯＳトランジスタ１２０１のゲートには論理「Ｈ」の信号が入力される。従って、ＭＯＳトランジスタ１２０１は、オフにされる。このようにＭＯＳトランジスタ１２０７及びＭＯＳトランジスタ１２０１がオフにされると、オペアンプ１２０の電源入力端子への電源の供給が遮断される。従って、オペアンプ１２０は、駆動されない。
【００９５】
以上のように、電源切換信号線１７４の信号が論理「Ｈ」の場合には、オペアンプ１２０は通常電源によって駆動される。そして、オペアンプ１２０は、定電圧を定電圧出力線１７６へ出力する。また、電源切換信号線１７４の信号が論理「Ｌ」且つクロック信号入力線１７５のクロック信号が論理「Ｈ」の場合には、オペアンプ１２０はバックアップ電源によって駆動される。そして、オペアンプ１２０は、定電圧を定電圧出力線１７６へ出力する。一方、電源切換信号線１７４の信号が論理「Ｌ」且つクロック信号入力線１７５のクロック信号が論理「Ｌ」の場合には、オペアンプ１２０は駆動されない。
【００９６】
次に、検出回路１３０の動作について、説明する。
【００９７】
検出回路１３０のＭＯＳトランジスタ１３０１のゲートは、オペアンプ１２０の出力トランジスタであるＭＯＳトランジスタ１２０８のゲートと接続されている。
【００９８】
従って、オペアンプ１２０の出力トランジスタであるＭＯＳトランジスタ１２０８がオンにされている場合、検出回路１３０のＭＯＳトランジスタ１３０１もオンにされている。そのため、ＭＯＳトランジスタ１２１１のゲートには、論理「Ｌ」の信号が入力される。従って、ＭＯＳトランジスタ１２１１はオンにされる。ＭＯＳトランジスタ１２１１がオンにされると、コンデンサ１２１０は、ＭＯＳトランジスタ１２０８のゲート−ソース間に電気的に接続されることとなる。
【００９９】
一方、オペアンプ１２０の出力トランジスタであるＭＯＳトランジスタ１２０８がオフにされている場合、検出回路１３０のＭＯＳトランジスタ１３０１もオフにされている。そのため、ＭＯＳトランジスタ１２１１のゲートには、論理「Ｈ」の信号が入力される。従って、ＭＯＳトランジスタ１２１１はオフにされる。ＭＯＳトランジスタ１２１１がオフにされると、コンデンサ１２１０はＭＯＳトランジスタ１２０８から電気的に切り離されることになる。
【０１００】
このように、電源切換による電位変動によりオペアンプ１２０の出力トランジスタであるＭＯＳトランジスタ１２０８がオフにされている場合、オペアンプ１２０のスルーレートを小さくする最大要因であるコンデンサ１２１０をＭＯＳトランジスタ１２０８から電気的に切り離すことにより、オペアンプ１２０のスルーレートを大きくできる。従って、電源切換に起因するオペアンプ１２０の定電圧出力の変動を抑えることができる。
【０１０１】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明の定電圧出力装置によれば、電源切換による電位変動によってオペアンプの出力トランジスタがオフにされている場合にコンデンサを出力トランジスタから切り離すことができるため、電源切換に起因する定電圧出力の変動を小さくすることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による定電圧出力装置の一形態の構成例を示す図である。
【図２】従来の定電圧出力装置の一構成例を示す図である。
【図３】従来の定電圧出力装置の一構成例を示す図である。
【図４】従来の定電圧出力装置の一構成例を示す図である。
【図５】従来の定電圧出力装置の一構成例のタイミングチャートを示す図である。
【符号の説明】
１１０  切換回路
１２０  オペアンプ
１３０  検出回路
１４０  ＯＲゲート回路
１５０  ＮＯＴゲート回路
１６０  定電流源
１７０  ＭＯＳトランジスタ
５００  タイマ用ＩＣ
５１０  切換回路
５２０  定電圧回路
５３０  発振回路
５４０  タイマ回路
６００  タイマ用ＩＣ
６１０  切換回路
６２０  定電圧回路
６３０  発振回路
６４０  タイマ回路
【図１】
0003760744.tif 000002
【図２】
0003760744.tif 000003
【図３】
0003760744.tif 000004
【図４】
0003760744.tif 000005
【図５】
0003760744.tif 000006