JP2003177829A - Regulator circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はレギュレータ電源回
路を集積回路(IC)に内蔵するレギュレータ回路に関わ
り、特に、電源電圧が10V 以上の高い電圧動作に適した
レギュレータ回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a regulator circuit having a regulator power supply circuit incorporated in an integrated circuit (IC), and more particularly to a regulator circuit suitable for high voltage operation with a power supply voltage of 10 V or higher.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、演算増幅器構造のレギュレータ回
路は、レギュレータ電圧の出力部に増幅器としてPチャ
ネル電界効果トランジスタを用いていた。例えば、この
様な構成では、出力部の増幅器としてのPチャネル電界
効果トランジスタのゲートからドレインまでの電圧ゲイ
ンが数100 倍程度と大きくなり、これによって出力電圧
を予め定められた値に負帰還制御するフィードバックル
ープゲインが高くなり、ループゲインが 0dBとなるとき
の位相遅れが大きくなる傾向がある。ここで、位相余裕
を位相遅れ 180°との差と定義すると、この位相余裕は
小さくなり、出力フィードバック信号にとって非常に不
安定になるため、発振現象を起こし易くなる。通常は、
この位相余裕を45°以上確保する必要がある。このた
め、負帰還回路内に位相補償用の抵抗や容量を挿入し、
ゲインおよび位相を調整することによって、この位相余
裕を確保すると言った方法がよく使用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a regulator circuit having an operational amplifier structure uses a P-channel field effect transistor as an amplifier at an output portion of a regulator voltage. For example, in such a configuration, the voltage gain from the gate to the drain of the P-channel field effect transistor as an amplifier of the output section becomes as large as several hundred times, which causes the output voltage to be negatively feedback controlled to a predetermined value. The feedback loop gain increases, and the phase delay when the loop gain becomes 0 dB tends to increase. Here, if the phase margin is defined as the difference from the phase delay of 180 °, this phase margin becomes small and becomes very unstable with respect to the output feedback signal, so that the oscillation phenomenon is likely to occur. Normally,
It is necessary to secure this phase margin of 45 ° or more. Therefore, insert a resistor or capacitor for phase compensation in the negative feedback circuit,
The method of ensuring this phase margin by adjusting the gain and the phase is often used.
【0003】しかし、この様な方法をとっても、安定し
たレギュレータ電圧出力を生成することが難しく、通常
は、外付け回路として、例えば、 0.1μF 程度の安定化
容量を用いることで強制的に発振を抑える必要があっ
た。このため、IC回路内でこのレギュレータ回路を内部
電源などに使用している場合は、内部電源の安定化のた
めに内部電源用に出力ピンを用途に依らず設けなければ
ならず、IC回路のピン数の低減に支障をきたす。However, even if such a method is adopted, it is difficult to generate a stable regulator voltage output, and normally, for example, a stabilizing capacitor of about 0.1 μF is used as an external circuit to force oscillation. I had to hold back. For this reason, if this regulator circuit is used for the internal power supply in the IC circuit, an output pin must be provided for the internal power supply regardless of the purpose in order to stabilize the internal power supply. It hinders the reduction of pin count.
【0004】図4において、従来技術によるレギュレー
タ回路は、差動増幅段1と、出力段A(2) と、出力段C
(3) と、から構成される。差動増幅段1は、ソースが共
通に接続され,定電流回路11の予め定められた定電流で
駆動されて差動増幅する対をなすトランジスタ12,13
と、このトランジスタ12,13 のそれぞれのドレインにド
レインが個別に接続され,ソースが電源の0Vに接続さ
れ,ゲートが共通に接続され一方のトランジスタ(12,1
4) のドレインに接続されてカレントミラー回路(14,15)
を構成する1組のトランジスタ14,15 と、この1組の
トランジスタ14,15 の他方のトランジスタ15のドレイン
電位を差動増幅器出力Vaとし、出力段は、ソースが電源
の0Vに接続されゲートに差動増幅出力Vaを入力とし,ド
レインに他の定電流回路21を負荷回路とするトランジス
タ回路(22,21) と,抵抗R5と容量C からなる位相補償回
路と,からなり,このトランジスタ22のドレインから差
動増幅器出力Vaの回路に負帰還して位相補償する出力段
A(2) と、電源電圧Vcc にソースを接続し, ゲートに上
記トランジスタ22のドレイン電位を接続するPチャネル
トランジスタ41と, このドレインと電源0Vとの間に接続
される抵抗R1,R2 からなる第2分圧回路と, からなる出
力段C(4) と、を備え、第2分圧回路(R1,R2) の分圧信
号Vfを上記差動増幅段1の差動増幅器出力Vaに負帰還
し,Pチャネルトランジスタ41のドレイン電位をレギュ
レータ出力として構成される。In FIG. 4, a regulator circuit according to the prior art has a differential amplification stage 1, an output stage A (2), and an output stage C.
(3) consists of The sources of the differential amplifier stage 1 are connected in common, and the pair of transistors 12 and 13 are driven by a predetermined constant current of the constant current circuit 11 to perform differential amplification.
And the drains of the transistors 12 and 13 are individually connected, the sources are connected to 0 V of the power supply, and the gates are commonly connected.
4) connected to the drain of the current mirror circuit (14,15)
The drain potential of the pair of transistors 14 and 15 and the other transistor 15 of the pair of transistors 14 and 15 is used as the differential amplifier output Va, and the output stage has its source connected to 0V of the power supply and its gate It consists of a transistor circuit (22, 21) with the differential amplified output Va as the input and another constant current circuit 21 as the load circuit at the drain, and a phase compensation circuit consisting of a resistor R5 and a capacitor C. An output stage A (2) that performs negative feedback from the drain to the circuit of the differential amplifier output Va for phase compensation, and a P-channel transistor 41 that connects the source to the power supply voltage Vcc and connects the drain potential of the transistor 22 to the gate. And a second voltage divider circuit consisting of resistors R1 and R2 connected between this drain and the power source 0V, and an output stage C (4) consisting of, and the second voltage divider circuit (R1, R2) Return the divided voltage signal Vf to the differential amplifier output Va of the differential amplifier stage 1 And configured to drain potential of the P-channel transistor 41 as a regulator output.
【0005】かかる構成により、レギュレータ回路は、
トランジスタ12のゲートに入力される基準電圧Vref(例
えば、1V) と、トランジスタ13のゲートに負帰還される
第2分圧回路(R1,R2) で(1/3) に分圧して分圧信号Vfの
差信号をゼロにすべくフィードバック制御が行われ、例
えば、3Vの出力電圧が得られる。図5において、図示例
は従来技術によるレギュレータ回路のゲイン・位相特性
を図示したものであり、横軸に周波数100mHzから10MHz
の帯域幅をとり、縦軸に開ループゲイン(dBV) および位
相遅れ(deg) をとる。図示例では、2Hz近辺で主に、差
動増幅段1と、出力段A(2) と、抵抗R5と容量C からな
る位相補償回路と、からなる一次遅れ要素に基づく遅れ
特性が図示され、また、30kHz 近辺では、上記差動増幅
段1と出力段A(2) の高次の遅れ特性部分と, 出力段C
(4) に基づく遅れ特性の影響が現れ、位相余裕が少なく
なることが分かる。この結果、このフィードバック制御
系は、発振現象を生じる、あるいは、発振現象を生じな
くても負荷変動やノイズなどの影響により出力電圧に変
動が生じたとき, この変動がなかなか減少しない状態を
生じせしめる要因となる。この結果、レギュレータ回路
の起動時には、図6に図示される様に、3Vの定電圧出力
に脈動が重畳していることが分かる。With this configuration, the regulator circuit
The reference voltage Vref (eg, 1V) input to the gate of the transistor 12 and the second voltage divider (R1, R2) that is negatively fed back to the gate of the transistor 13 divides the voltage to (1/3) Feedback control is performed so that the difference signal of Vf becomes zero, and for example, an output voltage of 3V is obtained. In FIG. 5, the illustrated example shows the gain / phase characteristics of the conventional regulator circuit, in which the horizontal axis indicates frequencies of 100 mHz to 10 MHz.
, The open-loop gain (dBV) and phase lag (deg) on the vertical axis. In the illustrated example, a delay characteristic based on a first-order delay element mainly composed of a differential amplifier stage 1, an output stage A (2), and a phase compensation circuit composed of a resistor R5 and a capacitor C is shown in the vicinity of 2 Hz. In the vicinity of 30 kHz, the high-order delay characteristics of the differential amplifier stage 1 and the output stage A (2) and the output stage C
It can be seen that the effect of the delay characteristics based on (4) appears and the phase margin decreases. As a result, this feedback control system causes an oscillation phenomenon, or even if the oscillation phenomenon does not occur, when the output voltage fluctuates due to the influence of load fluctuation or noise, this fluctuation does not easily decrease. It becomes a factor. As a result, it can be seen that when the regulator circuit is activated, pulsation is superimposed on the constant voltage output of 3V as shown in FIG.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述した様に、従来技
術による出力段をPチャネルトランジスタで構成したレ
ギュレータ回路は、このトランジスタのゲインだけルー
プゲインが増加し、位相余裕が少なくなり、このフィー
ドバック制御系は、発振現象を生じるあるいは発振現象
を生じなくても負荷変動やノイズなどの影響により出力
電圧に変動が生じたとき, この変動がなかなか減少しな
い状態を生じせしめる要因となる。As described above, in the regulator circuit in which the output stage according to the prior art is composed of the P-channel transistor, the loop gain is increased by the gain of this transistor and the phase margin is reduced. When the output voltage fluctuates due to load fluctuations, noise, etc., the system causes an oscillation phenomenon, or even if the oscillation phenomenon does not occur, this variation becomes a factor that causes a state in which this variation does not readily decrease.
【0007】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
のであり、その目的は前記した課題を解決して、IC内部
の位相補償回路以外に、外付け回路として他の位相補償
手段を必要とせずに位相余裕を確保し、IC回路のピン数
の増加を防ぎ、安定な内部電源回路を構成するレギュレ
ータ回路を提供することにある。The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to solve the above-mentioned problems and to require other phase compensation means as an external circuit in addition to the phase compensation circuit inside the IC. It is to provide a regulator circuit that secures a phase margin without increasing the number of pins of the IC circuit and forms a stable internal power supply circuit.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、電源電圧が10V 以上と高い電圧で動作する演算増幅
器回路を用いたシリーズレギュレータ回路において、基
準電圧回路と、差動増幅段と、出力段と、を備え、その
出力段のレギュレータ電圧を出力するトランジスタをN
チャネル電界効果トランジスタ(以下、Nch-MOS-FET で
略称する)で構成するものとする。According to the present invention, a series regulator circuit using an operational amplifier circuit that operates at a high power supply voltage of 10 V or higher has a reference voltage circuit and a differential amplification stage. , An output stage, and an N-type transistor for outputting the regulator voltage of the output stage.
It shall be composed of a channel field effect transistor (hereinafter, abbreviated as Nch-MOS-FET).
【0009】かかる構成により、出力段Bの出力トラン
ジスタを Nch-MOS-FETで構成することにより、出力トラ
ンジスタをソースフォロワ型で用いることができ、この
出力段Bでのゲインを1とすることができる。この結
果、外付け回路として他の位相補償手段を必要とせずに
位相余裕を確保し、IC回路のピン数の増加を防ぎ、安定
な内部電源回路を構成することができる。With such a configuration, by forming the output transistor of the output stage B by the Nch-MOS-FET, the output transistor can be used as a source follower type, and the gain in the output stage B can be set to 1. it can. As a result, a phase margin can be secured without the need for other phase compensation means as an external circuit, an increase in the number of pins of the IC circuit can be prevented, and a stable internal power supply circuit can be configured.
【0010】また、差動増幅段は、ソースが共通に接続
され予め定められた定電流で駆動され差動増幅する対を
なすトランジスタと、このトランジスタのそれぞれのド
レインにドレインが個別に接続され,ソースが電源の0V
に接続され,ゲートが共通に接続され一方のトランジス
タのドレインに接続されてカレントミラー回路を構成す
る1組のトランジスタと、この1組のトランジスタの他
方のトランジスタのドレイン電位を差動増幅器出力とし
て構成することができる。In the differential amplification stage, a pair of transistors having sources commonly connected and driven by a predetermined constant current to perform differential amplification, and drains of the transistors are individually connected to respective drains. Power source is 0V
, A gate connected in common, a gate connected together to the drain of one of the transistors to form a current mirror circuit, and a drain potential of the other transistor of the one set of transistors as a differential amplifier output. can do.
【0011】また、出力段は、ソースが電源の0Vに接続
されゲートに差動増幅出力を入力としドレインに他の定
電流回路を負荷回路とするトランジスタ回路と,抵抗と
容量からなる位相補償回路と,からなり,このトランジ
スタのドレインから差動増幅器出力に負帰還して位相補
償する出力段Aと、電源電圧を予め定められた値に分圧
する第1分圧回路と,この分圧電圧をソースフォロワー
する第1Nch-MOS-FETと,この第1Nch-MOS-FET のソー
スにドレインを直列接続しゲートを出力段Aのトランジ
スタのドレインに接続しソースに第2分圧回路を接続し
てなる第2Nch-MOS-FET と,からなる出力段Bと、を備
えて構成することができる。In the output stage, the source is connected to 0 V of the power supply, the gate receives the differential amplified output, and the drain has a transistor circuit using the other constant current circuit as a load circuit, and a phase compensation circuit including a resistor and a capacitor. And an output stage A that negatively feeds back to the differential amplifier output from the drain of the transistor to compensate the phase, a first voltage dividing circuit that divides the power supply voltage to a predetermined value, and the divided voltage. A source follower of the first Nch-MOS-FET, a drain of the first Nch-MOS-FET is connected in series, a gate of the first Nch-MOS-FET is connected to the drain of the transistor of the output stage A, and a second voltage dividing circuit is connected to the source. An output stage B composed of a second Nch-MOS-FET can be provided.
【0012】かかる構成により、第2分圧回路の分圧信
号を差動増幅段の入力に負帰還し,第2Nch-MOS-FET の
ソース電位をレギュレータ出力とすることができる。ま
た、レギュレータ出力電圧を出力する出力段のトランジ
スタは、Nch-MOS-FET の代わりにNPN バイポーラトラン
ジスタで構成することができる。かかる構成により、抵
抗と容量からなる位相補償回路以外に他の位相補償手段
を必要としないでレギュレータ回路を構成することがで
きる。With such a configuration, the divided voltage signal of the second voltage dividing circuit can be negatively fed back to the input of the differential amplifier stage and the source potential of the second Nch-MOS-FET can be used as the regulator output. Also, the output stage transistor that outputs the regulator output voltage can be configured with an NPN bipolar transistor instead of the Nch-MOS-FET. With this configuration, the regulator circuit can be configured without requiring any other phase compensating means other than the phase compensating circuit including the resistor and the capacitor.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例によるレ
ギュレータ回路のブロック線図、図2はレギュレータ回
路のゲイン・位相特性図、図3はレギュレータ回路の起
動特性図であり、図4〜図6に対応する同一部材には同
じ符号が付してある。図1において、本発明によるシリ
ーズレギュレータ回路は、電源電圧が10V 以上と高い電
圧で動作する演算増幅器回路を用いて、基準電圧回路(V
ref)と、差動増幅段1と、出力段A(2),B(3) と、を備
え、その出力段B(3) のレギュレータ電圧Voutを出力す
るトランジスタ32をNチャネル電界効果トランジスタで
構成することができる。1 is a block diagram of a regulator circuit according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a gain / phase characteristic diagram of the regulator circuit, FIG. 3 is a starting characteristic diagram of the regulator circuit, and FIG. The same members corresponding to those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals. Referring to FIG. 1, the series regulator circuit according to the present invention uses an operational amplifier circuit that operates at a high power supply voltage of 10 V or higher, and uses a reference voltage circuit (V
ref), the differential amplification stage 1, and the output stages A (2) and B (3), and the transistor 32 that outputs the regulator voltage Vout of the output stage B (3) is an N-channel field effect transistor. Can be configured.
【0014】かかる構成により、出力段B(3) の出力ト
ランジスタ32を Nch-MOS-FETで構成することにより、出
力トランジスタ32をソースフォロワ型で用いることがで
き、この出力段B(3) でのゲインを1とすることができ
る。この結果、外付け回路として他の位相補償手段を必
要とせずに位相余裕、例えば45°を確保し、IC回路のピ
ン数の増加を防ぎ、安定な内部電源回路を構成すること
ができる。With this configuration, by configuring the output transistor 32 of the output stage B (3) with an Nch-MOS-FET, the output transistor 32 can be used as a source follower type. The gain of can be 1. As a result, it is possible to secure a phase margin, for example, 45 ° without requiring any other phase compensation means as an external circuit, prevent an increase in the number of pins of the IC circuit, and configure a stable internal power supply circuit.
【0015】[0015]
【実施例】レギュレータ回路を補足説明する。図1にお
いて、レギュレータ回路は上述した様に差動増幅段1
と、出力段A(2),B(3) と、を備えて構成される。この
差動増幅段1は、ソースが共通に接続され,定電流回路
11の予め定められた定電流で駆動され差動増幅する対を
なすトランジスタ12,13 と、このトランジスタ12,13の
それぞれのドレインにドレインが個別に接続され,ソー
スが電源の0Vに接続され,ゲートが共通に接続され一方
のトランジスタ14のドレインに接続されてカレントミラ
ー回路を構成する1組のトランジスタ14,15 と、この1
組のトランジスタ14,15 の他方のトランジスタ15のドレ
イン電位を差動増幅器出力Vaとし、出力段は、ソースが
電源の0Vに接続されゲートに差動増幅出力Vaを入力とし
ドレインに他の定電流回路21を負荷回路とするトランジ
スタ回路(21,22) と,抵抗R5と容量C からなる位相補償
回路と,からなり,このトランジスタ22のドレインから
差動増幅器出力Vaに負帰還して位相補償する出力段A
(2) と、電源電圧Vccを予め定められた値(例えば、10V
の電源電圧のとき5V) に分圧する第1分圧回路R3,R4
と,この分圧電圧をソースフォロワーする第1Nch-MOS-
FET(31) と,この第1Nch-MOS-FET(31) のソースにドレ
インを直列接続しゲートを出力段Aの出力Vcに接続しソ
ースに第2分圧回路R1,R2 を接続してなる第2Nch-MOS-
FET(32)と,からなる出力段B(3) と、を備えて構成す
ることができる。EXAMPLE A supplementary explanation of the regulator circuit will be given. In FIG. 1, the regulator circuit is the differential amplifier stage 1 as described above.
And output stages A (2) and B (3). The sources of the differential amplifier stage 1 are connected in common, and the constant current circuit
A pair of transistors 12 and 13 driven by a predetermined constant current for differential amplification, and drains of the transistors 12 and 13 are individually connected to the drains thereof, and a source thereof is connected to 0V of a power source, A pair of transistors 14 and 15 having gates connected in common and connected to the drain of one of the transistors 14 to form a current mirror circuit.
The drain potential of the other transistor 15 of the pair of transistors 14 and 15 is used as the differential amplifier output Va, and at the output stage, the source is connected to 0 V of the power source, the gate receives the differential amplified output Va, and the drain receives another constant current. It consists of a transistor circuit (21,22) that uses the circuit 21 as a load circuit, and a phase compensation circuit that consists of a resistor R5 and a capacitor C. The drain of this transistor 22 is negatively fed back to the differential amplifier output Va for phase compensation. Output stage A
(2) and the power supply voltage Vcc to a predetermined value (for example, 10V
The first voltage divider circuit R3, R4 that divides the voltage to 5V when the power supply voltage is
, And the first Nch-MOS- that sources-follows this divided voltage.
The FET (31) and the source of this first Nch-MOS-FET (31) are connected in series with the drain, the gate is connected to the output Vc of the output stage A, and the source is connected with the second voltage divider R1 and R2. Second Nch-MOS-
It can be configured by including an output stage B (3) including a FET (32).
【0016】かかる構成により、第2分圧回路R1,R2 の
分圧信号Vfを差動増幅段1に負帰還し,第2Nch-MOS-FE
T(32) のソース電位をレギュレータ出力Voutとして出力
することができる。この回路構成では、第1Nch-MOS-FE
T(31) は、第2Nch-MOS-FET(32) に印加する電源電圧Vc
c を例えば5Vに低下させ、第2Nch-MOS-FET(32) の出力
動作振幅範囲を5V以下に制限する機能を行う。With such a configuration, the divided voltage signal Vf of the second voltage dividing circuits R1 and R2 is negatively fed back to the differential amplification stage 1 to generate the second Nch-MOS-FE.
The source potential of T (32) can be output as the regulator output Vout. In this circuit configuration, the first Nch-MOS-FE
T (31) is the power supply voltage Vc applied to the second Nch-MOS-FET (32)
c is reduced to 5V, for example, and the function of limiting the output operation amplitude range of the second Nch-MOS-FET (32) to 5V or less is performed.
【0017】また、この第2Nch-MOS-FET(32) 自身は、
ソースフォロワー回路を構成するので、レギュレータ出
力電圧Voutを例えば3Vに安定化するときの負帰還回路の
ループゲインは、従来技術で述べた様な出力段C(4) で
の電圧利得がなく、出力段B(3) の電圧利得は1であ
り、かつ出力段B(3) の位相遅れはより高周波帯域に移
行する。この結果、レギュレータ回路のゲイン・位相特
性図は、図4に図示する従来技術のゲイン・位相特性図
から図2に図示する特性に変更することができる。即
ち、開ループゲインが 0dBのときの位相遅れ(位相余
裕)は、ほぼ -90°にあり、フィードバック信号の安定
化に必要な位相余裕45°以上を充分に確保することがで
きる。The second Nch-MOS-FET (32) itself is
Since the source follower circuit is configured, the loop gain of the negative feedback circuit when stabilizing the regulator output voltage Vout to, for example, 3V does not have the voltage gain at the output stage C (4) as described in the prior art, and the output The voltage gain of the stage B (3) is 1, and the phase delay of the output stage B (3) shifts to a higher frequency band. As a result, the gain / phase characteristic diagram of the regulator circuit can be changed from the conventional gain / phase characteristic diagram shown in FIG. 4 to the characteristic shown in FIG. That is, the phase delay (phase margin) when the open loop gain is 0 dB is approximately -90 °, and the phase margin of 45 ° or more required for stabilizing the feedback signal can be sufficiently secured.
【0018】図3は、図1に図示するレギュレータ回路
の一例として、3V出力の起動特性を図示し、発振現象の
ない安定した出力電圧を外付けコンデンサなしの状態で
得ることができる。本発明では、第1分圧回路R3,R4 と
第1Nch-MOS-FET(31) で第2Nch-MOS-FET(32) の出力動
作振幅範囲を抑制することができるので、例えば、電源
電圧が10V系では、トランジスタ(11〜15,22,31,32)
を、このレギュレータ回路を内部電源として収納する集
積回路(IC回路) に多く用いる図示省略された他のトラ
ンジスタと同一テクノロジ(即ち、5V電源系のトランジ
スタ)の高利得・高周波数特性を利用することができ、
IC回路のプロセスを簡素化することができる。As an example of the regulator circuit shown in FIG. 1, FIG. 3 shows a starting characteristic of 3V output, and a stable output voltage without oscillation phenomenon can be obtained without an external capacitor. In the present invention, since the output voltage range of the second Nch-MOS-FET (32) can be suppressed by the first voltage dividing circuits R3, R4 and the first Nch-MOS-FET (31), for example, when the power supply voltage is Transistors (11-15,22,31,32) in 10V system
To utilize the high gain and high frequency characteristics of the same technology as other transistors (not shown) that are often used in integrated circuits (IC circuits) that house this regulator circuit as an internal power supply (that is, 5V power supply system transistors). Can
The IC circuit process can be simplified.
【0019】また、第2Nch-MOS-FET(32) を 10V以上の
高耐圧のNch-MOS-FET を用いれば、上述の第1分圧回路
R3,R4 と第1Nch-MOS-FET(31) を省略することができ
る。また、本発明ではレギュレータ出力電圧を出力する
出力段B(2) の第2Nch-MOS-FET(32) の代わりにNPN バ
イポーラトランジスタで構成することができる。以上、
述べた様に、出力段B(2) のトランジスタ32をNch-MOS-
FET あるいはNPN バイポーラトランジスタで構成するこ
とにより、出力段Aの抵抗R5と容量C からなる位相補償
回路以外に他の位相補償手段を必要としないで安定に動
作するレギュレータ回路を構成することができる。If the second Nch-MOS-FET (32) is a high withstand voltage Nch-MOS-FET of 10 V or more, the first voltage dividing circuit described above is used.
R3, R4 and the first Nch-MOS-FET (31) can be omitted. Further, in the present invention, an NPN bipolar transistor can be used instead of the second Nch-MOS-FET (32) of the output stage B (2) which outputs the regulator output voltage. that's all,
As mentioned above, the transistor 32 of the output stage B (2) is connected to the Nch-MOS-
By using FETs or NPN bipolar transistors, it is possible to construct a regulator circuit that operates stably without the need for any other phase compensating means other than the phase compensating circuit consisting of the resistor R5 and the capacitor C of the output stage A.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上述べた様に本発明によれば、レギュ
レータの出力段にNch-MOS-FET あるいはNPN バイポーラ
トランジスタで構成することにより、位相余裕を45°以
上確保しやすくなり、集積回路内部でこの回路を内部電
源などに使用している場合、この内部電源の安定化のた
めのコンデンサを必要とせずに、安定した内部電源を生
成することができる。このため、内部電源用に出力ピン
を用途に依らず設ける必要がなく、集積回路のピン数の
低減が可能となる他、外付け部品の削減と言う効果を得
ることができる。As described above, according to the present invention, since the output stage of the regulator is composed of the Nch-MOS-FET or the NPN bipolar transistor, it is easy to secure a phase margin of 45 ° or more. Therefore, when this circuit is used as an internal power supply, a stable internal power supply can be generated without requiring a capacitor for stabilizing the internal power supply. Therefore, it is not necessary to provide an output pin for the internal power supply regardless of the application, and the number of pins of the integrated circuit can be reduced, and an effect of reducing external parts can be obtained.
【図1】本発明の一実施例によるレギュレータ回路のブ
ロック線図FIG. 1 is a block diagram of a regulator circuit according to an embodiment of the present invention.
【図2】レギュレータ回路のゲイン・位相特性図[Fig.2] Gain / phase characteristic diagram of regulator circuit
【図3】レギュレータ回路の起動特性図FIG. 3 is a starting characteristic diagram of the regulator circuit.
【図4】従来技術によるレギュレータ回路のブロック線
図FIG. 4 is a block diagram of a conventional regulator circuit.
【図5】従来技術のレギュレータ回路のゲイン・位相特
性図FIG. 5 is a gain / phase characteristic diagram of a conventional regulator circuit.
【図6】従来技術のレギュレータ回路の起動特性図FIG. 6 is a starting characteristic diagram of a conventional regulator circuit.
1 差動増幅段 11,21 定電流回路 12〜15,22,31,32,41 トランジスタ 2〜4 出力段 R1〜R5 抵抗 C 容量 Va,Vc,Vf 電圧信号 Vref 基準電圧 Vout 出力電圧 Vcc 電源電圧 1 differential amplification stage 11,21 constant current circuit 12 to 15,22,31,32,41 transistors 2 to 4 output stages R1 to R5 resistance C capacity Va, Vc, Vf voltage signal Vref reference voltage Vout output voltage Vcc power supply voltage
Claims (5)
演算増幅器回路を用いたシリーズレギュレータ回路にお
いて、 基準電圧回路と、差動増幅段と、出力段と、を備え、 その出力段のレギュレータ電圧を出力するトランジスタ
をNチャネル電界効果トランジスタ(以下、Nch-MOS-FE
T で略称する)で構成する、 ことを特徴とするレギュレータ回路。1. A series regulator circuit using an operational amplifier circuit that operates at a high power supply voltage of 10 V or more, comprising a reference voltage circuit, a differential amplification stage, and an output stage, and a regulator of the output stage. A transistor that outputs a voltage is an N-channel field effect transistor (hereinafter Nch-MOS-FE
(Abbreviated as T)).
て、 出力段は、ソースが電源の0Vに接続されゲートに前記差
動増幅出力を入力としドレインに他の定電流回路を負荷
回路とするトランジスタ回路と,抵抗と容量からなる位
相補償回路と,からなり,このトランジスタのドレイン
から前記差動増幅器出力に負帰還して位相補償する出力
段Aと、 電源電圧を予め定められた値に分圧する第1分圧回路
と,この分圧電圧をソースフォロワーする第1Nch-MOS-
FET と,この第1Nch-MOS-FET のソースにドレインを直
列接続しゲートを前記出力段Aのトランジスタのドレイ
ンに接続しソースに第2分圧回路を接続してなる第2Nc
h-MOS-FET と,からなり,第2分圧回路の分圧信号を前
記差動増幅段の入力に負帰還し,第2Nch-MOS-FET のソ
ース電位をレギュレータ出力とする出力段Bと、を備え
た、 ことを特徴とするレギュレータ回路。2. The transistor according to claim 1, wherein the output stage has a source connected to 0 V of a power supply, a gate to which the differential amplification output is input, and a drain to which another constant current circuit is a load circuit. A circuit and a phase compensation circuit composed of a resistor and a capacitor, and an output stage A for performing negative feedback from the drain of the transistor to the output of the differential amplifier for phase compensation, and dividing the power supply voltage into a predetermined value. The first voltage divider circuit and the first Nch-MOS- that sources-follows this divided voltage
A FET and a second Nc in which the drain is connected in series to the source of the first Nch-MOS-FET, the gate is connected to the drain of the transistor of the output stage A, and the second voltage dividing circuit is connected to the source.
and an output stage B which is composed of an h-MOS-FET, and which negatively feeds back the divided voltage signal of the second voltage dividing circuit to the input of the differential amplifier stage and uses the source potential of the second Nch-MOS-FET as a regulator output. A regulator circuit comprising:
ータ回路において、 差動増幅段は、ソースが共通に接続され予め定められた
定電流で駆動され差動増幅する対をなすトランジスタ
と、このトランジスタのそれぞれのドレインにドレイン
が個別に接続され,ソースが電源の0Vに接続され,ゲー
トが共通に接続され一方のトランジスタのドレインに接
続されてカレントミラー回路を構成する1組のトランジ
スタと、この1組のトランジスタの他方のトランジスタ
のドレイン電位を差動増幅器出力とする、 ことを特徴とするレギュレータ回路。3. The regulator circuit according to claim 1, wherein the differential amplification stage includes a pair of transistors whose sources are commonly connected and which are driven by a predetermined constant current to perform differential amplification. A drain is individually connected to each drain of this transistor, a source is connected to 0V of a power supply, a gate is commonly connected, and a pair of transistors that are connected to the drain of one of the transistors to form a current mirror circuit, A regulator circuit, wherein the drain potential of the other transistor of the pair of transistors is used as the output of the differential amplifier.
ータ回路において、 レギュレータ出力電圧を出力する出力段のトランジスタ
は、Nch-MOS-FET の代わりにNPN バイポーラトランジス
タで構成する、 ことを特徴とするレギュレータ回路。4. The regulator circuit according to any one of claims 1 to 3, wherein the output stage transistor for outputting the regulator output voltage is an NPN bipolar transistor instead of the Nch-MOS-FET. Regulator circuit to do.
記載のレギュレータ回路において、 前記抵抗と容量からなる位相補償回路以外に他の位相補
償手段を必要としない、ことを特徴とするレギュレータ
回路。5. The regulator circuit according to any one of claims 1 to 4, wherein no other phase compensating means is required other than the phase compensating circuit composed of the resistor and the capacitor. Regulator circuit.
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- 2001-12-10 JP JP2001375357A patent/JP2003177829A/en not_active Withdrawn
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