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JP2008234584A - Reference voltage generation circuit - Google Patents

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JP2008234584A
JP2008234584A JP2007077187A JP2007077187A JP2008234584A JP 2008234584 A JP2008234584 A JP 2008234584A JP 2007077187 A JP2007077187 A JP 2007077187A JP 2007077187 A JP2007077187 A JP 2007077187A JP 2008234584 A JP2008234584 A JP 2008234584A
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Japan
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reference voltage
mos transistor
type mos
depletion type
electrode
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Application number
JP2007077187A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Wakahoi
徹 若穂囲
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Discrete Semiconductor Technology Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reference voltage generation circuit having sufficient power supply ripple rejection characteristics. <P>SOLUTION: The reference voltage generation circuit is equipped with: a first depression type insulating gate field effect transistor M<SB>D21</SB>of which the first electrode is connected to a first potential line 11 and the control electrode is connected to a first power supply 12; a second depression type insulating gate field effect transistor M<SB>D22</SB>of which the first electrode is connected to a second electrode of the first insulating gate field effect transistor M<SB>D21</SB>and the control electrode is connected to a second electrode and an enhancement type insulating gate field effect transistor M<SB>E2</SB>of which the first electrode is connected to a second electrode of the second insulating gate field effect transistor M<SB>D22</SB>, the control electrode G is connected to the first electrode and the second electrode is connected to a second potential line 13. The power supply ripple rejection characteristics are raised by utilizing gm=ΔId/ΔVgs of the first depression type insulating gate field effect transistor M<SB>D21</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、基準電圧発生回路に関する。   The present invention relates to a reference voltage generation circuit.

従来、ゲートとソースを接続したデプレッション型MOSトランジスタを定電流源とし、ゲートとドレインが接続されたエンハンスメント型MOSトランジスタをその定電流で駆動するように直列に接続し、デプレッション型MOSトランジスタの閾値電圧とエンハンスメント型MOSトランジスタの閾値電圧の差分を基準電圧として出力する基準電圧発生回路が知られている。   Conventionally, a depletion type MOS transistor having a gate and a source connected is used as a constant current source, and an enhancement type MOS transistor having a gate and a drain connected to each other is connected in series so as to be driven by the constant current. There is known a reference voltage generation circuit that outputs the difference between the threshold voltages of the MOS transistor and the enhancement type MOS transistor as a reference voltage.

然しながら、定電流源であるゲートがソースに接続されたデプレッション型MOSトランジスタは、基板効果による相互コンダクタンスgmbのみで動作するので、相互コンダクタンスが小さくなるという問題がある。
その結果、この基準電圧発生回路には、電源電圧の変動に対する基準電圧の変動比率を示す電源リップルリジェクト特性が悪いと言う問題がある。
However, the depletion type MOS transistor in which the gate, which is a constant current source, is connected to the source operates only with the mutual conductance gmb due to the substrate effect, so that there is a problem that the mutual conductance becomes small.
As a result, this reference voltage generating circuit has a problem that the power supply ripple rejection characteristic indicating the fluctuation ratio of the reference voltage with respect to the fluctuation of the power supply voltage is poor.

また、ゲートとソースを接続したデプレッション型MOSトランジスタを定電流源とし、そのデプレッション型MOSトランジスタに閾値電圧の異なる2つ以上のエンハンスメント型MOSトランジスタを直列に接続した基準電圧発生回路が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   There is also known a reference voltage generation circuit in which a depletion type MOS transistor having a gate and a source connected is used as a constant current source, and two or more enhancement type MOS transistors having different threshold voltages are connected in series to the depletion type MOS transistor. (For example, refer to Patent Document 1).

特許文献1に開示された基準電圧発生回路は、フローティングゲートとコントロールゲートとを備え、フローティングゲートとコントロールゲートのカップリング係数の違いにより閾値電圧が決定されるMOSトランジスタを具備している。
これにより、プロセスばらつきや、温度変化に対して依存性が小さく、半導体装置完成に近い工程で基準電圧を調整できるようにしている。
The reference voltage generation circuit disclosed in Patent Document 1 includes a floating gate and a control gate, and includes a MOS transistor whose threshold voltage is determined by a difference in coupling coefficient between the floating gate and the control gate.
As a result, the dependence on process variations and temperature changes is small, and the reference voltage can be adjusted in a process close to completion of the semiconductor device.

然しながら、特許文献1に開示された基準電圧発生回路は、事後的にMOSトランジスタの閾値電圧をシフトさせて基準電圧を調整するものであり、電源リップルリジェクト特性については何も開示しておらず、また何ら効果を奏しない。
特開2002−110917号公報
However, the reference voltage generation circuit disclosed in Patent Document 1 adjusts the reference voltage by shifting the threshold voltage of the MOS transistor afterwards, and does not disclose anything about the power supply ripple rejection characteristics. There is no effect.
JP 2002-110917 A

本発明は、十分な電源リップルリジェクト特性を有する基準電圧発生回路を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a reference voltage generation circuit having sufficient power supply ripple reject characteristics.

本発明の一態様の基準電圧発生回路は、第1電極が第1電位線に接続され、制御電極が第1電源に接続された第1デプレッション型絶縁ゲート電界効果トランジスタと、第1電極が前記第1デプレッション型絶縁ゲート電界効果トランジスタの第2電極に接続され、制御電極が第2電極に接続された第2デプレッション型絶縁ゲート電界効果トランジスタと、第1電極が前記第2絶縁ゲート電界効果トランジスタの第2電極に接続され、制御電極が前記第1電極に接続され、第2電極が第2電位線に接続されたエンハンスメント型絶縁ゲート電界効果トランジスタと、を具備することを特徴としている。   The reference voltage generation circuit of one embodiment of the present invention includes a first depletion type insulated gate field effect transistor in which a first electrode is connected to a first potential line and a control electrode is connected to a first power supply, A second depletion type insulated gate field effect transistor connected to the second electrode of the first depletion type insulated gate field effect transistor and having a control electrode connected to the second electrode, and a first electrode serving as the second insulated gate field effect transistor And an enhancement-type insulated gate field effect transistor having a control electrode connected to the first electrode and a second electrode connected to the second potential line.

本発明によれば、十分な電源リップルリジェクト特性を有する基準電圧発生回路が得られる。   According to the present invention, a reference voltage generating circuit having sufficient power supply ripple rejection characteristics can be obtained.

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明の実施例1に係る基準電圧発生回路について、図1および図2を用いて説明する。図1は基準電圧発生回路を示す回路図、図2は電源リップルリジェクト特性解析用等価回路図である。   A reference voltage generation circuit according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a circuit diagram showing a reference voltage generation circuit, and FIG. 2 is an equivalent circuit diagram for power supply ripple rejection characteristic analysis.

図1に示すように、本実施例の基準電圧発生回路10は、ドレイン(第1電極)が電源ライン(第1電位線)11に接続され、ゲート(制御電極)が第1電源12に接続されたnチャネルの第1デプレッション型MOSトランジスタ(絶縁ゲート電界効果トランジスタ)MD21と、ドレインが第1デプレッション型MOSトランジスタMD21のソース(第2電極)に接続され、ゲートがソースに接続されたnチャネルの第2デプレッション型MOSトランジスタMD22と、ドレインが第2デプレッション型MOSトランジスタMD22のソースに接続され、ゲートがドレインに接続され、ソースが接地ライン(第2電位線)13に接続されたnチャネルのエンハンスメント型MOSトランジスタME2と、を具備している。 As shown in FIG. 1, in the reference voltage generation circuit 10 of this embodiment, the drain (first electrode) is connected to the power supply line (first potential line) 11 and the gate (control electrode) is connected to the first power supply 12. and n first depletion type MOS transistor channel (insulated gate field effect transistor) MD21, which is a drain connected to the source (second electrode) of the first depletion type MOS transistor M D21, n having a gate connected to a source a second depletion type MOS transistor M D22 channel, a drain connected to a second source of the depletion type MOS transistor M D22, the gate is connected to the drain, a source connected to the ground line (second potential line) 13 and an n-channel enhancement type MOS transistor M E2 .

第1デプレッション型MOSトランジスタMD21、第2デプレッション型MOSトランジスタMD22およびエンハンスメント型MOSトランジスタME2の基板であるバックゲート(図示せず)は、それぞれ接地ライン13に接続されている。 Back gates (not shown) that are substrates of the first depletion type MOS transistor M D21 , the second depletion type MOS transistor M D22, and the enhancement type MOS transistor M E2 are connected to the ground line 13, respectively.

基準電圧Vref2は、第2デプレッション型MOSトランジスタMD22の閾値電圧とエンハンスメント型MOSトランジスタME2の閾値電圧との差分として得られる。 The reference voltage Vref2 is obtained as a difference between the second threshold voltage of the depletion type MOS transistor M D22 and the threshold voltage of the enhancement type MOS transistor M E2.

電圧入力端子14に入力電圧Vinを供給することにより、第2デプレッション型MOSトランジスタMD22のソースとエンハンスメント型MOSトランジスタME2のドレインとの接続ノードから基準電圧Vref2が、出力電圧Voutとして電圧出力端子15を介して外部に出力される。 By supplying the input voltage Vin to the voltage input terminal 14, the reference voltage Vref2 from a connection node between the drain of the second depletion type MOS transistor M source and an enhancement-type MOS transistors ME2 of D22 is, the voltage output terminal 15 as an output voltage Vout Is output to the outside via

第1デプレッション型MOSトランジスタMD21は、ゲートが第1電源12に接続されているので、ゲート・ソース間電圧Vgsの変化量に対するドレイン電流Idの変化量を示す相互コンダクタンスgm=ΔId/ΔVgsおよび基板・ソース間電圧Vbsの変化量に対するドレイン電流Idの変化量を示す相互コンダクタンスgmb=ΔId/ΔVbsにより動作する。 Since the gate of the first depletion type MOS transistor MD21 is connected to the first power supply 12, the mutual conductance gm = ΔId / ΔVgs indicating the change amount of the drain current Id with respect to the change amount of the gate-source voltage Vgs and the substrate The operation is based on the mutual conductance gmb = ΔId / ΔVbs indicating the change amount of the drain current Id with respect to the change amount of the inter-source voltage Vbs.

第2デプレッション型MOSトランジスタMD22は、ゲートがソースに接続されているので、gm=0となり、gmbのみで動作する。 The second depletion type MOS transistor M D22 is, the gate is connected to the source, gm = 0, and the only work with gmb.

ここで、gmと基板効果によるgmbとは、gmb=ηgmの関係にある。ηは製造プロセスパラメータに依存し、一般にη≒0.1〜0.9程度である。   Here, gm and gmb due to the substrate effect have a relationship of gmb = ηgm. η depends on manufacturing process parameters and is generally about η≈0.1 to 0.9.

第1電源12の電位E1は、第1デプレッション型MOSトランジスタMD21のゲート・ソース間電圧が、第1デプレッション型MOSトランジスタMD21が動作可能な範囲、例えば閾値電圧より大きく、ピンチオフ電圧より小さい範囲であれば、特に限定されない。 Potential E1 of the first power supply 12, the gate-source voltage of the first depletion type MOS transistor M D21 is in the range first depletion type MOS transistor M D21 is operational, such as greater than the threshold voltage, range smaller than the pinch-off voltage If it is, it will not be specifically limited.

次に、第1電源12の電位E1が0V(接地電位GND)として、基準電圧発生回路10の動作を説明する。   Next, the operation of the reference voltage generation circuit 10 will be described assuming that the potential E1 of the first power supply 12 is 0 V (ground potential GND).

第1デプレッション型MOSトランジスタMD21、第2デプレッション型MOSトランジスタMD22およびエンハンスメント型MOSトランジスタME2は直列接続されているので、各トランジスタのドレイン電流Idは等しく、次式で表される。

Figure 2008234584
Since the first depletion type MOS transistor M D21 , the second depletion type MOS transistor M D22, and the enhancement type MOS transistor M E2 are connected in series, the drain current Id of each transistor is equal and is expressed by the following equation.
Figure 2008234584

ここで、KE2、KD21、KD22は、各トランジスタのコンダクタンスファクタである。VthE2、VthD22、VthD21は、各トランジスタの閾値電圧である。VSD21は第1デプレッション型MOSトランジスタMD21のゲート・ソース間電圧(E1−Vb)である。
基準電圧Vref2は、エンハンスメント型MOSトランジスタME2と第2デプレッション型MOSトランジスタMD22に注目した場合、次式で表わされる。

Figure 2008234584
Here, K E2 , K D21 , and K D22 are conductance factors of the respective transistors. Vth E2 , Vth D22 , and Vth D21 are threshold voltages of the respective transistors. V SD21 is the gate-source voltage of the first depletion type MOS transistor M D21 (E1-Vb).
The reference voltage Vref2 is expressed by the following equation when attention is paid to the enhancement type MOS transistor M E2 and the second depletion type MOS transistor MD22 .
Figure 2008234584

図2に示すように、基準電圧発生回路10の電源リップルリジェクト特性(Power Ripple Suppression Ratio:以後、PSRともいう)解析用等価回路20は、ゲートが第1電源12に接続された第1デプレッション型MOSトランジスタMD21を示すインピターンスZD21と相互コンダクタンスgmD21を有する定電流源21の並列回路と、ゲートがソースに接続された第2デプレッション型MOSトランジスタMD22を示すインピターンスZD22と基板効果による相互コンダクタンスgmbD22を有する定電流源22の並列回路と、ゲートがドレインに接続されたエンハンスメント型MOSトランジスタME2を示すインピーダンスZE2との直列回路で現される。 As shown in FIG. 2, a power ripple rejection characteristic (Power Ripple Suppression Ratio: hereinafter also referred to as PSR) analysis equivalent circuit 20 of the reference voltage generation circuit 10 is a first depletion type having a gate connected to a first power supply 12. A parallel circuit of a constant current source 21 having an impedance Z D21 showing a MOS transistor M D21 and a mutual conductance gm D21 , an impedance Z D22 showing a second depletion type MOS transistor M D22 whose gate is connected to the source, and mutual effects due to the substrate effect a parallel circuit of the constant current source 22 having a conductance gmb D22, it is revealed by a series circuit of an impedance Z E2 indicating the enhancement type MOS transistor M E2 having a gate connected to the drain.

これにより、基準電圧発生回路10の電源リップルリジェクト特性PSR2は、次式で表わされる。

Figure 2008234584
Thereby, the power supply ripple rejection characteristic PSR2 of the reference voltage generating circuit 10 is expressed by the following equation.
Figure 2008234584

一方、比較例として、第1デプレッション型MOSトランジスタMD21のゲートが第1電源12でなく、ソースに接続された基準電圧発生回路のPSR1は、式(3)と同様にして、次式で現される。

Figure 2008234584
On the other hand, as a comparative example, the gate of the first depletion type MOS transistor M D21 is not the first power source 12, PSR1 of the reference voltage generating circuit connected to the source, as in equation (3), the current by the following formula Is done.
Figure 2008234584

式(3)、式(4)およびgmb=ηgmなる関係を用いて、本実施例の基準電圧発生回路10のPSR2と比較例の基準電圧発生回路のPSR1との比を求める。

Figure 2008234584
The ratio between the PSR2 of the reference voltage generating circuit 10 of the present embodiment and the PSR1 of the reference voltage generating circuit of the comparative example is obtained using the relationship of Expression (3), Expression (4), and gmb = ηgm.
Figure 2008234584

これにより、ηが1より小さいので、本実施例のゲートが第1電源12に接続された第1デプレッション型MOSトランジスタMD21を有する基準電圧発生回路10は、比較例のゲートがソースに接続された第1デプレッション型MOSトランジスタMD21を有する基準電圧発生回路より、PSRが小さくなり、電源リップルリジェクト特性を改善することが可能である。 Since Accordingly, eta is smaller than 1, the reference voltage generating circuit 10 having a first depletion type MOS transistor M D21 to the gate of this embodiment is connected to the first power supply 12, the gate of the comparative example is connected to a source The PSR is smaller than that of the reference voltage generating circuit having the first depletion type MOS transistor MD21 , and the power supply ripple rejection characteristic can be improved.

例えば、η≒0.2程度の第1デプレッション型MOSトランジスタMD21を使用することにより、本実施例の基準電圧発生回路10のPSR2は、比較例の基準電圧発生回路のPSR1の1/5となり、約5倍の改善効果が見込まれる。従って、電源リップルリジェクト特性の改善には、ηが小さいほうが好ましい。 For example, by using a first depletion type MOS transistor M D21 of about eta ≒ 0.2, PSR2 of the reference voltage generating circuit 10 of the present embodiment, 1/5 next PSR1 of the reference voltage generating circuit of the comparative example An improvement effect of about 5 times is expected. Therefore, it is preferable that η is small for improving the power supply ripple rejection characteristic.

更に、温度に依存しない安定な基準電圧Vref2を得る条件は、次式で表される。

Figure 2008234584
Further, a condition for obtaining a stable reference voltage Vref2 independent of temperature is expressed by the following equation.
Figure 2008234584

これから、次式で示すように、第2デプレッション型MOSトランジスタMD22のコンダクタンスファクタKD22とエンハンスメント型MOSトランジスタME2のコンダクタンスファクタKE2との比の平方根が、第2デプレッション型MOSトランジスタMD22の閾値電圧VthD22の温度依存性とエンハンスメント型MOSトランジスタME2の閾値電圧VthE2の温度依存性との比に等しくなるように設定することにより、温度依存性のない安定な基準電圧Vref2を得ることが可能である。

Figure 2008234584
Now, as shown in the following equation, the ratio of the square root of the conductance factor K E2 of the second depletion type MOS transistor M conductance factor K D22 of D22 and the enhancement-type MOS transistor M E2 is the second depletion type MOS transistor M D22 A stable reference voltage Vref2 having no temperature dependency is obtained by setting the threshold voltage Vth D22 to be equal to the ratio between the temperature dependency of the threshold voltage Vth D22 and the temperature dependency of the threshold voltage Vth E2 of the enhancement type MOS transistor M E2. Is possible.
Figure 2008234584

図3は基準電圧発生回路10を用いたシリーズレギュレータを示す回路図である。
図3に示すように、シリーズレギュレータ30は、ソースが電圧入力端子31に接続され、ドレインが電圧出力端子32に接続されたpチャネルのMOSトランジスタM1と、一端が電圧出力端子32に接続された抵抗R1と一端が接地端子33に接続された抵抗R2との直列回路を有し、電圧出力端子32の出力電圧Voutを分圧し、帰還電圧Vfを出力する分圧回路34と、非反転入力端子が分圧回路34の分圧点に接続され、反転入力端子が基準電圧Vref2を出陸する基準電圧発生回路10に接続された差動増幅器35とを具備している。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a series regulator using the reference voltage generation circuit 10.
As shown in FIG. 3, the series regulator 30 has a p-channel MOS transistor M1 having a source connected to the voltage input terminal 31 and a drain connected to the voltage output terminal 32, and one end connected to the voltage output terminal 32. A voltage dividing circuit 34 that has a series circuit of a resistor R1 and a resistor R2 having one end connected to the ground terminal 33, divides the output voltage Vout of the voltage output terminal 32 and outputs a feedback voltage Vf, and a non-inverting input terminal Is connected to the voltage dividing point of the voltage dividing circuit 34, and a differential amplifier 35 is connected to the reference voltage generating circuit 10 whose inverting input terminal departs the reference voltage Vref2.

差動増幅器35により、出力電圧Voutを分圧した帰還電圧Vfが基準電圧Vref2に等しくなるようにMOSトランジスタM1が駆動され、出力電圧Voutが制御される。   The differential amplifier 35 drives the MOS transistor M1 so that the feedback voltage Vf obtained by dividing the output voltage Vout becomes equal to the reference voltage Vref2, and the output voltage Vout is controlled.

十分な電源リップルリジェクト特性および温度特性を有する基準電圧Vref2を供給する基準電圧発生回路10を用いることにより、安定した出力電圧Voutを負荷に供給することができるようになる。   By using the reference voltage generation circuit 10 that supplies the reference voltage Vref2 having sufficient power supply ripple reject characteristics and temperature characteristics, a stable output voltage Vout can be supplied to the load.

基準電圧発生回路10が適用される装置や機器は、上述したシリーズレギュレータに限らず、安定した基準電圧Vref2が必要とされるものであればすべてに適用することができる。   The apparatus and apparatus to which the reference voltage generation circuit 10 is applied are not limited to the series regulator described above, and can be applied to any apparatus that requires a stable reference voltage Vref2.

以上説明したように、本実施例の基準電圧発生回路10は、第1デプレッション型MOSトランジスタMD21のゲートを第1の電源12に接続している。
その結果、第1デプレッション型MOSトランジスタMD21は、ゲート・ソース間電圧Vgsの変化量に対するドレイン電流Idの変化量を示す相互コンダクタンスgm=ΔId/ΔVgsにより動作し、基板効果による相互コンダクタンスgmb=ΔId/ΔVbsより大きな相互コンダクタンスを有している。従って、十分な電源リップルリジェクト特性を有する基準電圧発生回路10が得られる。
As described above, the reference voltage generating circuit 10 of the present embodiment connects the gate of the first depletion type MOS transistor MD21 to the first power supply 12.
As a result, the first depletion type MOS transistor M D21 is operated by the mutual conductance gm = .DELTA.Id / .DELTA.Vgs showing the variation of the drain current Id with respect to the amount of change in gate-source voltage Vgs, transconductance gmb = .DELTA.Id by the substrate effect It has a transconductance larger than / ΔVbs. Therefore, the reference voltage generation circuit 10 having sufficient power supply ripple rejection characteristics can be obtained.

更に、第2デプレッション型MOSトランジスタMD22のコンダクタンスファクタKD22とエンハンスメント型MOSトランジスタME2のコンダクタンスファクタKE2との比の平方根が、第2デプレッション型MOSトランジスタMD22の閾値電圧VthD22の温度依存性とエンハンスメント型MOSトランジスタME2の閾値電圧VthE2の温度依存性との比に等しくなるように設定することにより、十分な温度特性を有する基準電圧発生回路10が得られる。 Furthermore, the ratio of the square root of the conductance factor K E2 of the second depletion type MOS transistor M conductance factor K D22 of D22 and the enhancement-type MOS transistor M E2 is a second depletion-type temperature dependence of the MOS transistor M D22 threshold voltage Vth D22 The reference voltage generation circuit 10 having sufficient temperature characteristics can be obtained by setting it to be equal to the ratio between the characteristics and the temperature dependence of the threshold voltage Vth E2 of the enhancement type MOS transistor M E2 .

ここでは、第1デプレッション型MOSトランジスタMD21、第2デプレッション型MOSトランジスタMD22およびエンハンスメント型MOSトランジスタME2の導電型がnチャネルである場合について説明したが、pチャネルとしても構わない。 Here, the case where the conductivity type of the first depletion type MOS transistor M D21 , the second depletion type MOS transistor M D22, and the enhancement type MOS transistor M E2 is an n channel has been described, but a p channel may be used.

即ち、図4に示すように、基準電圧発生回路40は、ドレイン(第1電極)が接地ライン(第1電位線)13に接続され、ゲート(制御電極)が第1電源41に接続されたpチャネルの第1デプレッション型MOSトランジスタMD31と、ドレインが第1デプレッション型MOSトランジスタMD31のソースに接続され、ゲートがソースに接続されたnチャネルの第2デプレッション型MOSトランジスタMD32と、ドレイン(第1電極)が第2デプレッション型MOSトランジスタMD32のソースに接続され、ゲートがドレインに接続され、ソースが電源ライン(第2電位線)11に接続されたpチャネルのエンハンスメント型MOSトランジスタME3と、を具備している。 That is, as shown in FIG. 4, the reference voltage generation circuit 40 has a drain (first electrode) connected to the ground line (first potential line) 13 and a gate (control electrode) connected to the first power supply 41. A p-channel first depletion type MOS transistor M D31 , an n-channel second depletion type MOS transistor M D32 having a drain connected to the source of the first depletion type MOS transistor M D31 and a gate connected to the source, a drain A p-channel enhancement type MOS transistor M whose (first electrode) is connected to the source of the second depletion type MOS transistor MD32, whose gate is connected to the drain, and whose source is connected to the power supply line (second potential line) 11. E3 .

基準電圧Vref3は、第2デプレッション型MOSトランジスタMD32のソースとエンハンスメント型MOSトランジスタME3のドレインとの接続ノードから、電源ライン11を基準にして出力される。 The reference voltage Vref3 from the connection node between the source and the drain of the enhancement-type MOS transistor M E3 of the second depletion type MOS transistor M D32, is output to the power line 11 to the reference.

第1デプレッション型MOSトランジスタMD31、第2デプレッション型MOSトランジスタMD32およびエンハンスメント型MOSトランジスタME3の基板であるバックゲート(図示せず)は、それぞれ電源ライン11に接続されている。 Back gates (not shown), which are substrates of the first depletion type MOS transistor M D31 , the second depletion type MOS transistor M D32, and the enhancement type MOS transistor M E3 , are respectively connected to the power supply line 11.

これにより、基準電圧発生回路10と同様に、十分な電源リップルリジェクト特性を有する基準電圧発生回路40が得られる。   Thereby, like the reference voltage generation circuit 10, the reference voltage generation circuit 40 having sufficient power supply ripple reject characteristics can be obtained.

本発明の実施例2に係る基準電圧発生回路について、図5および図6を用いて説明する。図5は基準電圧発生回路を示す回路図、図6は電源リップルリジェクト特性解析用等価回路図である。   A reference voltage generation circuit according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a circuit diagram showing a reference voltage generation circuit, and FIG. 6 is an equivalent circuit diagram for power supply ripple rejection characteristic analysis.

本実施例において、上記実施例1と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。
本実施例が実施例1と異なる点は、第2デプレッション型MOSトランジスタの制御電極が、第2電源に接続されていることにある。
In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and different portions will be described.
This embodiment differs from the first embodiment in that the control electrode of the second depletion type MOS transistor is connected to the second power source.

即ち、図5に示すように、本実施例の基準電圧発生回路50は、第2デプレッション型MOSトランジスタMD22のゲートが第2電源51に接続されている。 That is, as shown in FIG. 5, in the reference voltage generation circuit 50 of this embodiment, the gate of the second depletion type MOS transistor MD22 is connected to the second power supply 51.

これにより、第2デプレッション型MOSトランジスタMD22は、ゲート・ソース間電圧Vgsの変化量に対するドレイン電流Idの変化量を示す相互コンダクタンスgm=ΔId/ΔVgsにより動作し、基板・ソース間電圧Vbsの変化量に対するドレイン電流Idの変化量による相互コンダクタンスgmb=ΔId/ΔVbsより大きな相互コンダクタンスを有している。 Thus, the second depletion type MOS transistor M D22 is operated by the mutual conductance gm = .DELTA.Id / .DELTA.Vgs showing the variation of the drain current Id with respect to the amount of change in gate-source voltage Vgs, the change of the voltage Vbs between the substrate and the source The mutual conductance is larger than the mutual conductance gmb = ΔId / ΔVbs depending on the amount of change in the drain current Id with respect to the amount.

第2電源51の電位E2は、第2デプレッション型MOSトランジスタMD22のゲート・ソース間電圧が、第2デプレッション型MOSトランジスタMD22が動作可能な範囲、例えば閾値電圧より大きく、ピンチオフ電圧より小さい範囲であれば、特に限定されない。 Potential E2 of the second power source 51, the gate-source voltage of the second depletion type MOS transistor M D22 is, second depletion type MOS transistor M D22 is operable range, e.g., greater than the threshold voltage, range smaller than the pinch-off voltage If it is, it will not be specifically limited.

従って、第2電源51の電位E2は第1電源12の電位E1と等しくても良く、あるいは異なっていても良い。   Therefore, the potential E2 of the second power source 51 may be equal to or different from the potential E1 of the first power source 12.

次に、第1電源12の電位E1および第2電源61の電位E2がともに0V(接地電位GND)であるときに、基準電圧発生回路50の動作について説明する。   Next, the operation of the reference voltage generation circuit 50 will be described when the potential E1 of the first power supply 12 and the potential E2 of the second power supply 61 are both 0 V (ground potential GND).

第1デプレッション型MOSトランジスタMD21、第2デプレッション型MOSトランジスタMD22およびエンハンスメント型MOSトランジスタME2は直列接続されているので、各MOSトランジスタのドレイン電流Idは等しく、次式で表される。

Figure 2008234584
Since the first depletion type MOS transistor M D21 , the second depletion type MOS transistor M D22, and the enhancement type MOS transistor M E2 are connected in series, the drain current Id of each MOS transistor is equal and is expressed by the following equation.
Figure 2008234584

基準電圧Vref2は、エンハンスメント型MOSトランジスタME2と第2デプレッション型MOSトランジスタMD22に注目して、次式で表わされる。

Figure 2008234584
The reference voltage Vref2 is expressed by the following equation, focusing on the enhancement type MOS transistor M E2 and the second depletion type MOS transistor M D22 .
Figure 2008234584

図6に示すように、基準電圧発生回路50の電源リップルリジェクト特性解析用等価回路60は、ゲートが第2電源51に接続された第2デプレッショク型MOSトランジスタMD22を示すインピターンスZD22と相互コンダクタンスgmD22を有する定電流源61との並列回路を具備している。 As shown in FIG. 6, the power supply ripple rejection characteristics analysis equivalent circuit 60 of the reference voltage generating circuit 50, Inpitansu Z D22 and transconductance of a second Depuresshoku type MOS transistor M D22 having a gate connected to the second power supply 51 It has a parallel circuit with a constant current source 61 having gm D22 .

これにより、基準電圧発生回路50の電源リップルリジェクト特性PSR2は、次式で表わされる。

Figure 2008234584
Thereby, the power supply ripple rejection characteristic PSR2 of the reference voltage generation circuit 50 is expressed by the following equation.
Figure 2008234584

基準電圧発生回路50の電源リップルリジェクト特性PSR2を、式(4)に示す比較例の基準電圧発生回路の電源リップルリジェクト特性PSR1と比較する。

Figure 2008234584
The power supply ripple rejection characteristic PSR2 of the reference voltage generation circuit 50 is compared with the power supply ripple rejection characteristic PSR1 of the reference voltage generation circuit of the comparative example shown in Expression (4).
Figure 2008234584

ここで、gmD12E1≫1を満たすように設定することにより、次式が得られる。

Figure 2008234584
Here, the following equation is obtained by setting so as to satisfy gm D12 Z E1 >> 1 .
Figure 2008234584

これにより、本実施例のゲートが第1電源51に接続された第1デプレッション型MOSトランジスタMD21およびゲートが第2電源51に接続された第2デプレッション型MOSトランジスタMD22を有する基準電圧発生回路50は、比較例のゲートがソースに接続された第1デプレッション型MOSトランジスタMD21およびゲートがソースに接続された第2デプレッション型MOSトランジスタMD22を有する基準電圧発生回路より、PSRが小さくなり、更に電源リップルリジェクト特性を改善することが可能である。 Thus, the reference voltage generation circuit having the first depletion type MOS transistor M D21 whose gate is connected to the first power source 51 and the second depletion type MOS transistor M D22 whose gate is connected to the second power source 51 in this embodiment. 50, the PSR is smaller than that of the reference voltage generation circuit having the first depletion type MOS transistor M D21 having the gate connected to the source and the second depletion type MOS transistor M D22 having the gate connected to the source. Furthermore, it is possible to improve the power supply ripple reject characteristic.

例えば、η≒0.2程度の第1デプレッション型MOSトランジスタMD21および第1デプレッション型MOSトランジスタMD22を使用することにより、本実施例の基準電圧発生回路50のPSR2は、比較例の基準電圧発生回路のPSR1の1/25となり、約25倍の改善効果が見込まれる。 For example, by using a first depletion type MOS transistor M D21 and the first depletion type MOS transistor M D22 of about eta ≒ 0.2, PSR2 of the reference voltage generating circuit 50 of this embodiment, the reference voltage of the comparison example It becomes 1/25 of PSR1 of the generation circuit, and an improvement effect of about 25 times is expected.

温度に依存しない安定な基準電圧Vref2を得る条件は、式(7)、式(8)と同様に表わされる。   Conditions for obtaining a stable reference voltage Vref2 that does not depend on temperature are expressed in the same manner as in equations (7) and (8).

以上説明したように、本実施例の基準電圧発生回路50は、第2デプレッション型MOSトランジスタMD22のゲートを第2電源51に接続している。
その結果、第2デプレッション型MOSトランジスタMD22は、ゲート・ソース間電圧Vgsの変化量に対するドレイン電流Idの変化量を示す相互コンダクタンスgm=ΔId/ΔVgsにより動作し、基板効果による相互コンダクタンスgmb=ΔId/ΔVbsより大きな相互コンダクタンスを有している。従って、更に高い電源リップルリジェクト特性を有する基準電圧発生回路50が得られる。
As described above, the reference voltage generation circuit 50 of this embodiment connects the gate of the second depletion type MOS transistor MD22 to the second power supply 51.
As a result, the second depletion type MOS transistor M D22 is operated by the mutual conductance gm = .DELTA.Id / .DELTA.Vgs showing the variation of the drain current Id with respect to the amount of change in gate-source voltage Vgs, transconductance gmb = .DELTA.Id by the substrate effect It has a transconductance larger than / ΔVbs. Therefore, the reference voltage generation circuit 50 having higher power supply ripple reject characteristics can be obtained.

ここでは、第1デプレッション型MOSトランジスタMD21、第2デプレッション型MOSトランジスタMD22およびエンハンスメント型MOSトランジスタME2の導電型がnチャネルである場合について説明足したが、pチャネルとしても構わない。 Here, the case where the conductivity type of the first depletion type MOS transistor M D21 , the second depletion type MOS transistor M D22, and the enhancement type MOS transistor M E2 is an n channel is described, but a p channel may be used.

即ち、図7に示すように、基準電圧発生回路70は、pチャネルの第1デプレッション型MOSトランジスタMD31のゲートが第1電源41に接続され、第2デプレッション型MOSトランジスタMD32のゲートが第2電源71に接続されている。 That is, as shown in FIG. 7, in the reference voltage generation circuit 70, the gate of the p-channel first depletion type MOS transistor MD31 is connected to the first power supply 41, and the gate of the second depletion type MOS transistor MD32 is the first. Two power sources 71 are connected.

これにより、基準電圧発生回路50と、同様に更に高い電源リップルリジェクト特性が得られる。   As a result, the power supply ripple rejection characteristic can be further increased as with the reference voltage generation circuit 50.

本発明の実施例1に係る基準電圧発生回路を示す回路図。1 is a circuit diagram showing a reference voltage generating circuit according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例1に係る基準電圧発生回路の電源リップルリジェクト特性解析用等価回路。3 is an equivalent circuit for analyzing a power supply ripple reject characteristic of the reference voltage generating circuit according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施例1に係る基準電圧発生回路を用いたシリーズレギュレータを示す回路図。1 is a circuit diagram showing a series regulator using a reference voltage generating circuit according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例1に係る他の基準電圧発生回路を示す回路図。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating another reference voltage generating circuit according to the first embodiment of the invention. 本発明の実施例2に係る基準電圧発生回路を示す回路図。FIG. 6 is a circuit diagram showing a reference voltage generating circuit according to Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施例2に係る基準電圧発生回路の電源リップルリジェクト特性解析用等価回路。6 is an equivalent circuit for analyzing a power supply ripple reject characteristic of a reference voltage generating circuit according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施例2に係る他の基準電圧発生回路を示す回路図。FIG. 6 is a circuit diagram showing another reference voltage generation circuit according to Embodiment 2 of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10、40、50、70 基準電圧発生回路
11 電源ライン
12、41 第1電源
13 接地ライン
14 電圧入力端子
15 基準電圧出力端子
16 接地端子
20、60 PSR解析用等価回路
21、22、61 定電流源
30 シリーズレギュレータ
51、71 第2電源
Vref2、Vref3 基準電圧
D21 nチャネル第1デプレッション型MOSトランジスタ
D22 nチャネル第2デプレッション型MOSトランジスタ
D31 pチャネル第1デプレッション型MOSトランジスタ
D32 pnチャネル第2デプレッション型MOSトランジスタ
E2 nチャネルエンハンスメント型MOSトランジスタ
E3 pチャネルエンハンスメント型MOSトランジスタ
10, 40, 50, 70 Reference voltage generation circuit 11 Power line 12, 41 First power supply 13 Ground line 14 Voltage input terminal 15 Reference voltage output terminal 16 Ground terminal 20, 60 PSR analysis equivalent circuit 21, 22, 61 Constant current Source 30 Series regulator 51, 71 Second power supply Vref2, Vref3 Reference voltage M D21 n-channel first depletion type MOS transistor M D22 n-channel second depletion type MOS transistor M D31 p-channel first depletion type MOS transistor M D32 pn-channel first 2-depletion type MOS transistor M E2 n-channel enhancement type MOS transistor M E3 p-channel enhancement type MOS transistor

Claims (5)

第1電極が第1電位線に接続され、制御電極が第1電源に接続された第1デプレッション型絶縁ゲート電界効果トランジスタと、
第1電極が前記第1デプレッション型絶縁ゲート電界効果トランジスタの第2電極に接続され、制御電極が第2電極に接続された第2デプレッション型絶縁ゲート電界効果トランジスタと、
第1電極が前記第2絶縁ゲート電界効果トランジスタの第2電極に接続され、制御電極が前記第1電極に接続され、第2電極が第2電位線に接続されたエンハンスメント型絶縁ゲート電界効果トランジスタと、
を具備することを特徴とする基準電圧発生回路。
A first depletion type insulated gate field effect transistor having a first electrode connected to a first potential line and a control electrode connected to a first power source;
A second depletion type insulated gate field effect transistor having a first electrode connected to the second electrode of the first depletion type insulated gate field effect transistor and a control electrode connected to the second electrode;
An enhancement type insulated gate field effect transistor having a first electrode connected to a second electrode of the second insulated gate field effect transistor, a control electrode connected to the first electrode, and a second electrode connected to a second potential line When,
A reference voltage generating circuit comprising:
前記第2デプレッション型絶縁ゲート電界効果トランジスタの制御電極が、第2電源に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の基準電圧発生回路。   The reference voltage generation circuit according to claim 1, wherein a control electrode of the second depletion type insulated gate field effect transistor is connected to a second power source. 前記第1電源の電位が前記第2電位線の電位に等しいことを特徴とする請求項1に記載の基準電圧発生回路。   2. The reference voltage generating circuit according to claim 1, wherein the potential of the first power source is equal to the potential of the second potential line. 前記第2電源の電位が前記第2電位線の電位に等しいことを特徴とする請求項2に記載の基準電圧発生回路。   3. The reference voltage generation circuit according to claim 2, wherein the potential of the second power source is equal to the potential of the second potential line. 前記第2デプレッション型絶縁ゲート電界効果トランジスタのコンダクタンスファクタと前記エンハンスメント型絶縁ゲート電界効果トランジスタのコンダクタンスファクタとの比の平方根が、前記第2デプレッション型絶縁ゲート電界効果トランジスタの閾値電圧の温度依存性と前記エンハンスメント型絶縁ゲート電界効果トランジスタの温度依存性との比に等しいことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の基準電圧発生回路。   The square root of the ratio of the conductance factor of the second depletion type insulated gate field effect transistor to the conductance factor of the enhancement type insulated gate field effect transistor is the temperature dependence of the threshold voltage of the second depletion type insulated gate field effect transistor. 3. The reference voltage generation circuit according to claim 1, wherein the reference voltage generation circuit is equal to a ratio to a temperature dependency of the enhancement type insulated gate field effect transistor.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010231356A (en) * 2009-03-26 2010-10-14 Oki Semiconductor Co Ltd Reference potential generation circuit of semiconductor memory
JP2013225339A (en) * 2013-07-18 2013-10-31 Lapis Semiconductor Co Ltd Reference potential generation circuit of semiconductor memory, and semiconductor memory
CN110134175A (en) * 2018-02-08 2019-08-16 艾普凌科有限公司 Reference voltage circuit and semiconductor device

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