JP2004094788A - ボルテージ・レギュレータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電圧選択回路121により出力MOSトランジスタのバックゲートバイアス電位を高温条件下でより高く与えることにより、出力MOSトランジスタに関する高温条件下でのリーク電流を抑える。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボルテージ・レギュレータ(以下V/Rと記載する)の高温条件下動作時に、出力MOSトランジスタのリーク電流を抑えることが可能なV/Rに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のV/Rは、図3の回路図に示すように、基準電圧回路10の基準電圧Vref1と、V/Rの出力端子6の電圧(以下出力電圧と記載する)Voutを分圧するブリーダ抵抗11、12の接続点の電圧との差電圧を、増幅するエラー・アンプ13からなるV/R制御回路と出力MOSトランジスタ14とからなっており、電圧源15の与える電圧(以下VDD1と記載する)により動作する。エラー・アンプ13の出力電圧をVerr、ブリーダ抵抗11、12の接続点の電圧をVaとすれば、Vref1>Vaならば、Verrは低くなり、逆にVref1<Vaならば、Verrは高くなる。
【0003】
Verrが低くなると、出力MOSトランジスタ14、この場合、P−chMOSトランジスタであるので、ゲート・ソース間電圧が大きくなり、ON抵抗が小さくなり、出力電圧Voutを上昇させるように働き、逆にVerrが高くなると、出力MOSトランジスタ14のON抵抗を大きくして、出力電圧を低くするように働き、出力電圧Voutを一定値に保つ(例えば、特許文献1 参照。)。
【0004】
一般にV/Rの場合、軽負荷時においては重負荷時に比較して、出力MOSトランジスタ14は、ON抵抗が大きくなるように働く。また一般に、ブリーダ抵抗11、12は非常に大きな抵抗値で与えられるので、ほとんど無負荷の状態においては重負荷時に比較して、出力MOSトランジスタ14は、ON抵抗が非常に大きくなるように働く。
【0005】
【特許文献1】
特開平4−195613号公報(第1−3 頁、第2 図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のV/Rでは、高温条件下動作時において軽負荷になると、ON抵抗が大きくなるように働くべき出力MOSトランジスタに発生するリーク電流のため、出力電圧が上昇し一定値に保たれなくなるという問題点があった。
【0007】
そこで、この発明の目的は、従来のこのような問題点を解決するために、V/Rの高温条件下動作時に、出力MOSトランジスタのバックゲートバイアス電位を適当に変化させ、出力MOSトランジスタのしきい値電圧を高くすることで、出力MOSトランジスタのリーク電流を抑えることを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のボルテージ・レギュレータにおいては、少なくともエラー・アンプと出力MOSトランジスタとを含むボルテージ・レギュレータにおいて、高温条件下動作時に出力MOSトランジスタのしきい値電圧を高くするようにバックゲートバイアス電位を変化させる回路を具備することを特徴としている。
【0009】
また、前記高温条件下動作時に出力MOSトランジスタのしきい値電圧を高くするようにバックゲートバイアス電位を変化させる回路が、ある温度以上であることを検出する回路を具備することを特徴としている。
【0010】
また、前記ある温度以上であることを検出する回路が検出する温度が、可変であることを特徴としている。
【0011】
出力電圧と基準電圧を比較し信号を出力するエラー・アンプと、前記信号を受けて、前記出力電圧を制御する出力MOSトランジスタと、前記出力MOSトランジスタのバックゲートバイアス電位を変化させる信号を出力する電圧選択回路と、を有し、前記電圧選択回路は、ボルテージ・レギュレータの高温条件下動作時に、前記出力MOSトランジスタのしきい値電圧を高くする信号を出力することを特徴とする。
【0012】
前記電圧選択回路は、温度を検出する回路を有し、前記温度を検出する回路は、前記ボルテージ・レギュレータの動作温度を検出し、前記動作温度によって、前記電圧選択回路の出力信号を制御することを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施例を示すV/Rの回路図である。図1と図3との相違は電圧選択回路121が設けられているところにある。電圧選択回路121は、高温条件下動作になったとき、出力MOSトランジスタ14のバックゲートバイアス電位をより高くするように働く。電圧選択回路121は、例えば図2のように、定電流回路131、PN接合ダイオード132、バイポーラトランジスタ133、MOSトランジスタ134、電圧比較回路135、基準電圧回路136、及び電圧源137から構成される。電圧源137の与える電圧(以下VDD2と記載する)はVDD1よりも高く設定するものとする。
【0014】
基準電圧回路136の与える電圧をVref2、定電流回路131、バイポーラトランジスタ133、電圧比較回路135の接続点の電圧をVb、電圧比較回路135、MOSトランジスタ134のゲートの接続点の電圧をVcmp、PN接合ダイオード132、MOSトランジスタ134、出力MOSトランジスタ14のバックゲートの接続点の電圧をVcとすれば、Vb<Vref2ならば、Vcmpは低く(以下“L”と記載する)なり、MOSトランジスタ134はONするので、VcはVDD2となり、逆にVb>Vref2ならば、Vcmpは高く(以下“H”と記載する)なり、MOSトランジスタ134はOFFするので、VcはVDD1となる。また、Vb=Vref2ならばVcmpはLとHの間の値をとるが、仮にこれがMOSトランジスタ134をONさせる値である場合には、VcはVDD2となり、また仮に、これがMOSトランジスタ134をOFFさせる値である場合にはVcはVDD1となる。電圧比較回路135にヒステリシス機能を設けることにより、動作の安定化が可能となる。
【0015】
定電流回路131により、ダイオード接続されたバイポーラトランジスタ133へ一定の電流が供給されているので、同一温度条件下においてはVbはある値となるが、温度条件を変化させた場合は、バイポーラトランジスタ133のベース・エミッタ間電圧の温度特性によりVbは変化する。通常一般に、温度が高くなるとVbは低くなる温度依存性を示す。つまり、Vb>Vref2なる低温条件下においては、VcはVDD1となり、Vb<Vref2なる高温条件下においてはVcはVDD2となる。VDD1<VDD2と設定することで、高温条件下において、Vcをより高くすることが可能であり、これは高温条件下において出力MOSトランジスタ14のバックゲートバイアス電位をより上昇させ、出力MOSトランジスタ14のしきい値電圧をより高くすることを意味する。出力MOSトランジスタ14のしきい値電圧がより高くなると出力MOSトランジスタのリーク電流がより抑えられるように作用するので、高温条件下動作時において軽負荷になると、ON抵抗が大きくなるように働くべき出力MOSトランジスタ14に発生するリーク電流起因の、出力電圧が上昇してしまい一定値に保たれなくなるという問題点を解消することが可能である。
【0016】
以上の説明では、Vref2が一定値であるとして、またダイオード接続されたバイポーラトランジスタ133が1段であるとして説明したが、Vref2を任意に設定することや、ダイオード接続されたバイポーラトランジスタ133部分をダイオード接続されたバイポーラトランジスタを適当に複数段接続したものとすることで、出力MOSトランジスタ14に発生するリーク電流を抑制するよう電圧比較回路135が反転する温度を変化させることが可能であることは明白である。
【0017】
また以上の説明では、電圧選択回路121は図2のような構成として説明したが、同様の機能を有することが可能なその他の構成でも同様な効果が得られることは明白である。
【0018】
また以上の説明では、出力MOSトランジスタが一つであるとして説明したが、複数個ある場合も同様な効果が得られることは明白である。
【0019】
また以上の説明では、出力MOSトランジスタがP−chMOSトランジスタであるとして説明したが、N−chMOSトランジスタであるとしても、前記N−chMOSトランジスタのバックゲートバイアス電位を適当に変化させ、前記N−chMOSトランジスタのしきい値電圧を高温条件下において高くすることで、同様な効果が得られることは明白である。
【0020】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明のボルテージ・レギュレータによれば、高温条件下動作時に出力MOSトランジスタのしきい値電圧を高くするようにバックゲートバイアス電位を変化させる回路を設けたことにより、高温条件下動作時において軽負荷になるとON抵抗が大きくなるように働くべき出力MOSトランジスタにリーク電流が発生するため出力電圧が上昇してしまい一定値に保たれなくなることを、防止する効果がある。しかも、出力MOSトランジスタのしきい値電圧を高くするようにバックゲートバイアス電位を変化させる回路の構成次第で、リーク電流を抑制すべき高温条件が可変であり任意に設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すボルテージ・レギュレータの回路説明図である。
【図2】本発明の第1の実施例を示すボルテージ・レギュレータの回路説明図である。
【図3】従来のボルテージ・レギュレータの回路説明図である。
【符号の説明】
14 出力MOSトランジスタ
134 MOSトランジスタ
10、136 基準電圧回路
132 PN接合ダイオード
121 電圧選択回路
11、12 ブリーダ抵抗
13 エラー・アンプ
135 電圧比較回路
131 定電流回路
6 ボルテージ・レギュレータの出力端子
15、137 電圧源
133 バイポーラトランジスタ
Claims (2)
- 出力電圧と基準電圧を比較し信号を出力するエラー・アンプと、
前記信号を受けて、前記出力電圧を制御する出力MOSトランジスタと、
前記出力MOSトランジスタのバックゲートバイアス電位を変化させる信号を出力する電圧選択回路と、を有し、
前記電圧選択回路は、ボルテージ・レギュレータの高温条件下動作時に、前記出力MOSトランジスタのしきい値電圧を高くする信号を出力することを特徴とするボルテージ・レギュレータ。 - 前記電圧選択回路は、温度を検出する回路を有し、
前記温度を検出する回路は、前記ボルテージ・レギュレータの動作温度を検出し、前記動作温度によって、前記電圧選択回路の出力信号を制御することを特徴とする請求項1に記載のボルテージ・レギュレータ。
Priority Applications (1)
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JP2002257797A JP2004094788A (ja) | 2002-09-03 | 2002-09-03 | ボルテージ・レギュレータ |
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Publications (1)
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US9188998B2 (en) | 2011-11-24 | 2015-11-17 | Socionext Inc. | Constant voltage circuit |
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2002
- 2002-09-03 JP JP2002257797A patent/JP2004094788A/ja active Pending
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