JP4584677B2 - Power supply circuit, semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、ロースタンバイ機能を備えた装置などに使用される電力供給回路、半導体装置に関する。 The present invention relates to a power supply circuit and a semiconductor device used for a device having a low standby function.
半導体集積回路の素子の微細化が進み、電源電圧が低下してきている。特許文献1の図1には、そのような回路用の電源電圧を生成するための降圧回路が開示されている。
With the progress of miniaturization of elements of a semiconductor integrated circuit, the power supply voltage is decreasing. FIG. 1 of
この回路では、Vout>Vrefの場合、トランジスタM2がオフするため、電源電圧VddのノードからトランジスタM1を介して正極性の電圧がトランジスタM3のゲートに供給され、このトランジスタM3がオフする。この場合、電圧Voutのノードには電流が供給されない。 In this circuit, when Vout> Vref, since the transistor M2 is turned off, a positive voltage is supplied from the node of the power supply voltage Vdd to the gate of the transistor M3 through the transistor M1, and the transistor M3 is turned off. In this case, no current is supplied to the node of the voltage Vout.
Vout<Vrefの場合、トランジスタM2がオンし、トランジスタM3のゲート電圧が下がる。そして、このゲート電圧が、電源電圧Vddに対してPチャネルトランジスタM3の閾値電圧の絶対値分以上低い値になると、このトランジスタM3がオンする。この場合、電圧VoutのノードにはトランジスタM3を介して電流が供給され、負荷電流IoutとトランジスタM3に流れる電流との均衡がとれた点で安定する。このとき、出力電圧Voutは実質的に基準電圧Vrefと一致する。以上のような動作により、出力電圧Voutは、電源電圧Vddよりも低い、基準電圧Vrefと実質的に同じ値となるように降圧設定されるとしており、低消費電流で動作することが可能であるとしている。
上記特許文献1の図1の回路において、トランジスタM2のゲートに印加される電圧は、出力電圧Voutの目標値である基準電圧Vref+トランジスタM2の閾値電圧Vthに相当する電圧となる。この電圧は、トランジスタM2の閾値電圧Vthを補償するために、図示しないトランジスタなどで基準電圧Vrefに加算された電圧である。そのトランジスタに流れる電流量と、上記トランジスタM2に流れる電流量が異なってくると、両トランジスタの閾値電圧Vthの間にずれが発生する。よって、トランジスタM2の出力電圧が安定しなくなる。
In the circuit of FIG. 1 of
上記回路では、上記トランジスタM2に流れる電流量は、負荷電流Ioutの大きさにより大きく変化する。すなわち、負荷電流Ioutが小さい場合または無負荷時、定電流源回路として機能すべきトランジスタM1は電源電圧Vddまで持ち上がり、ほとんど電流が流れない。一方、負荷電流Ioutが大きい場合、トランジスタM1を定電流源回路として機能させなければならず、トランジスタM2にもその電流が流れる。このように、負荷電流Ioutの大きさに依存して、出力電圧Voutが変動してしまう。 In the above circuit, the amount of current flowing through the transistor M2 varies greatly depending on the magnitude of the load current Iout. That is, when the load current Iout is small or no load is applied, the transistor M1 that should function as a constant current source circuit is lifted up to the power supply voltage Vdd, and almost no current flows. On the other hand, when the load current Iout is large, the transistor M1 must function as a constant current source circuit, and the current also flows through the transistor M2. Thus, the output voltage Vout varies depending on the magnitude of the load current Iout.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、負荷電流に対する依存性を低減した安定的な出力電圧を供給可能な電力供給回路を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a power supply circuit capable of supplying a stable output voltage with reduced dependency on load current.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の電力供給回路は、所定の固定電位を出力トランジスタを介して降圧して、所定の負荷に電力を供給する電力供給回路であって、本電力供給回路の出力電圧の目標値に出力トランジスタの降圧分に相当する成分が加えられた基準信号を、出力トランジスタの制御用電極に出力する基準信号生成回路を備える。基準信号生成回路は、出力電流の変動に対して、基準信号を適応的に変化させる。「所定の固定電位」は、電源電圧であってもよい。「基準信号」は、電圧値であっても、電流値であってもよい。「制御用電極」は、ゲートであっても、ベースであってもよい。「基準信号」を平滑化してから出力トランジスタの制御用電極に出力するための容量を設けてもよい。「基準信号生成回路」は、差動増幅器を備えてもよく、差動増幅器は、出力電圧の目標値を与える電圧と本電力供給回路の出力電圧との差電圧を増幅して、出力トランジスタの制御用電極に出力してもよい。 In order to solve the above problems, a power supply circuit according to an aspect of the present invention is a power supply circuit that steps down a predetermined fixed potential via an output transistor and supplies power to a predetermined load. A reference signal generation circuit is provided that outputs a reference signal obtained by adding a component corresponding to the step-down amount of the output transistor to the target value of the output voltage of the supply circuit to the control electrode of the output transistor. The reference signal generation circuit adaptively changes the reference signal with respect to fluctuations in the output current. The “predetermined fixed potential” may be a power supply voltage. The “reference signal” may be a voltage value or a current value. The “control electrode” may be a gate or a base. A capacitor for smoothing the “reference signal” and outputting it to the control electrode of the output transistor may be provided. The “reference signal generation circuit” may include a differential amplifier, and the differential amplifier amplifies a difference voltage between a voltage that provides a target value of the output voltage and an output voltage of the power supply circuit, and You may output to the electrode for control.
この態様によると、負荷電流が変動して出力トランジスタの閾値電圧が変動しても、その出力トランジスタに出力する信号を適応的に変化させることにより、安定的な出力電圧を供給することができる。 According to this aspect, even if the load current fluctuates and the threshold voltage of the output transistor fluctuates, a stable output voltage can be supplied by adaptively changing the signal output to the output transistor.
この態様によると、負荷電流が変動して出力トランジスタの閾値電圧が変動しても、その出力トランジスタのゲートに出力する基準電圧を適応的に変化させることにより、安定的な出力電圧を供給することができる。 According to this aspect, even when the load current fluctuates and the threshold voltage of the output transistor fluctuates, a stable output voltage is supplied by adaptively changing the reference voltage output to the gate of the output transistor. Can do.
基準電圧生成回路は、出力トランジスタで降圧する電圧を補償するための補償用トランジスタを有してもよい。出力トランジスタに流入する電流の変化に応じて、補償用トランジスタに流入する電流を適応的に変化させてもよい。「補償用トランジスタ」は、出力トランジスタで降圧する電圧に対応して、出力電圧の目標値となる電圧を昇圧してもよい。この態様よれば、補償用トランジスタに流入する電流を変化させることにより、必要以上の電流を消費せずに出力電圧を安定化することができる。 The reference voltage generation circuit may include a compensation transistor for compensating for a voltage stepped down by the output transistor. The current flowing into the compensation transistor may be adaptively changed according to the change in the current flowing into the output transistor. The “compensation transistor” may boost the voltage that is the target value of the output voltage in accordance with the voltage that is stepped down by the output transistor. According to this aspect, the output voltage can be stabilized without consuming more current than necessary by changing the current flowing into the compensation transistor.
出力トランジスタの駆動能力を、補償用トランジスタの駆動能力より高く設定してもよい。この態様によれば、小さい電流で補償用トランジスタが、出力トランジスタと同じゲート電圧を生成することができ、特に、負荷電流が流れない場合または非常に小さい場合、消費電流を低減することができる。 The drive capability of the output transistor may be set higher than the drive capability of the compensation transistor. According to this aspect, the compensation transistor can generate the same gate voltage as the output transistor with a small current, and in particular, when the load current does not flow or is very small, the current consumption can be reduced.
固定電位と出力トランジスタとの間に接続された第1定電流源回路と、出力トランジスタとグランド電位との間に接続された第2定電流源回路と、固定電位と負荷との間に、第1定電流源回路および出力トランジスタを含む直列回路と並列に設けられた電流調整用トランジスタと、をさらに備えてもよい。電流調整用トランジスタは、出力する電流が第1定電流源回路の出力電圧により制御されてもよい。 A first constant current source circuit connected between the fixed potential and the output transistor; a second constant current source circuit connected between the output transistor and the ground potential; and a first constant current source circuit connected between the fixed potential and the load. A current adjusting transistor provided in parallel with a series circuit including one constant current source circuit and an output transistor may be further provided. The current output of the current adjusting transistor may be controlled by the output voltage of the first constant current source circuit.
この態様によれば、本電力供給回路の出力電圧が小さくなると、電流調整用トランジスタが負荷に電流を供給し、当該出力電圧が大きくなると、負荷への電流を停止または小さくすることにより、さらに出力電圧を安定化させることができる。また、必要以上の電流を消費せず、低消費電流化を図ることができる。 According to this aspect, when the output voltage of the power supply circuit decreases, the current adjusting transistor supplies current to the load, and when the output voltage increases, the current to the load is stopped or reduced to further output the current. The voltage can be stabilized. Further, current consumption can be reduced without consuming more current than necessary.
本発明のさらに別の態様は、半導体装置である。この装置は、上述した態様の電力供給回路を備える。この態様によると、負荷電流に対する依存性を低減した電圧を出力する電力供給回路を備える半導体装置を実現することができる。 Yet another embodiment of the present invention is a semiconductor device. This apparatus includes the power supply circuit of the above-described aspect. According to this aspect, a semiconductor device including a power supply circuit that outputs a voltage with reduced dependency on the load current can be realized.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を装置、方法、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a representation obtained by converting the expression of the present invention between apparatuses, methods, systems, and the like are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、負荷電流に対する依存性を低減した安定的な出力電圧を供給することができる。 According to the present invention, a stable output voltage with reduced dependency on load current can be supplied.
(実施形態1)
図1は、実施形態1における電力供給回路1の構成を示す図である。電力供給回路1は、直流安定部10、高周波数応答部20、および第1容量30を備える。直流安定部10は、基準電圧補正回路12を備える。基準電圧補正回路12は、その内部構成により、第1NチャネルMOSトランジスタ(以下、NMOSと表記する。)26の閾値電圧Vthを補償する機能を備える。基準電圧補正回路12は、例えば、オペアンプで構成することができる。当該オペアンプの非反転入力端子には、電力供給回路1の出力電圧Voutの目標電圧Vrefが入力される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a
当該オペアンプの反転入力端子には、出力電圧Voutが入力される。当該オペアンプは、2つの入力端子の差電圧を増幅して、第1NMOS26のゲートに出力する。当該オペアンプの出力電圧は、高周波数応答部20の出力電圧Voutの変動に応じて、適応的に変化する。
The output voltage Vout is input to the inverting input terminal of the operational amplifier. The operational amplifier amplifies the difference voltage between the two input terminals and outputs the amplified voltage to the gate of the
第1容量30は、上記オペアンプの出力端子とグランドとの間に設けられる。第1容量30は、発振防止用であり、上記オペアンプの出力電圧を平滑化して、第1NMOS26のゲートに出力する。本電力供給回路1は、直流安定部10および高周波数応答部20もレギュレータとしての機能を発揮するため、発振しやすい回路である。したがって、第1容量30は、発振を吸収できるよう、十分大きな容量値のものを使用するとよい。この容量値は、シミュレーションや実験的に求めればよい。
The
高周波数応答部20は、第1定電流源回路22、第1PチャネルMOSトランジスタ(以下、PMOSと表記する。)24、第1NMOS26、第2定電流源回路27、抵抗28、および第2容量29を備える。第1定電流源回路22の入力側および第1PMOS24のドレインは、電源電圧Vddラインに接続される。第1定電流源回路22の出力側は、第1NMOS26のドレインおよび第1PMOS24のゲートに接続される。第1NMOS26のソースおよび第1PMOS24のソースは、出力電圧Voutラインに接続される。出力電圧Voutラインとグランドラインとの間には、第2定電流源回路27が接続され、それと並列に抵抗28および第2容量29の直列回路が接続される。
The high
なお、第1定電流源回路22は、PMOSを用いてもよく、デプレッション形のPMOSでもよい。第1NMOS26および第2定電流源回路27は、デプレッション形のNMOSを用いてもよい。これらを使用し、ドレイン−ソース間に図示しないダイオードを接続すれば、ソースとゲートの電圧が等しい状態でも電流を流すことができる。また、比較的簡単に定電流を生成することができる。抵抗28および第2容量29の直列回路は、位相を補償し、出力電圧Voutラインの電位を安定させるものであり、接続される順番はどちらでもよい。
Note that the first constant
以下、高周波数応答部20の動作を説明する。出力電圧Voutが第1NMOS26のゲートに入力される電圧より大きい場合、第1NMOS26がオフするため、電源電圧Vddが第1定電流源回路22を介して第1PMOS24のゲートに供給され、第1PMOS24がオフする。すると、負荷に電流が供給されなくなる。
Hereinafter, the operation of the high
出力電圧Voutが第1NMOS26のゲートに入力される電圧より小さい場合、第1NMOS26がオンし、第1PMOS24のゲート電圧が下がる。このゲート電圧が、電源電圧Vddに対して第1PMOS24の閾値電圧より下がると、第1PMOS24はオンする。すると、負荷には第1PMOS24を介して電流が供給され、出力電流Ioutと第1PMOS24のに流れる電流との均衡がとれた点で安定する。このとき、出力電圧Voutは、第1NMOS26の閾値電圧分、降圧し、目標電圧Vrefと実質的に一致する。
When the output voltage Vout is smaller than the voltage input to the gate of the
このような安定的動作をする高周波数応答部20に対して、基準電圧補正回路12は、出力電流Ioutが上がってくると、第1NMOS26のゲートに印加すべき基準電圧を下げ、出力電流Ioutが下がってくると、第1NMOS26のゲートに印加すべき基準電圧を上げるよう動作し、出力電圧Voutをさらに安定化させる。
In contrast to the high
図2は、実施形態1における電力供給回路1の出力電流Ioutと出力電圧Voutとの特性を示す図である。実線で示した特性は、実施形態1における電力供給回路1の特性である。出力電流Ioutが小さくなっても、略一定の出力電圧Voutを維持する。これに対し、破線で示した特性は、直流安定部10を設けずに、第1NMOS26のゲートに入力される電圧が固定的な回路の特性である。すなわち、高周波数応答部20のみで出力電圧Voutを安定化させている回路である。この回路では、出力電流Ioutが小さくなっていくと、出力電圧Voutが上がってしまい、安定しない。
FIG. 2 is a diagram illustrating characteristics of the output current Iout and the output voltage Vout of the
以上説明したように実施形態1によれば、第1NMOS26のゲートに入力する電圧を、出力電流Ioutの変動に応じて、上記基準電圧を適応的に変化させることにより、出力電流Ioutに依存しない出力電圧Voutを生成することができる。しかも、昇圧や降圧するためのトランジスタに常時、電流を流す必要もなく消費電流を低減することができる。さらに、出力電流Ioutの周波数に対する依存性も小さくすることができる。さらにまた、出力電流Ioutの変化量に合わせて基準電圧を変化させるため、位相変化が少なく発振を抑制することできる。
As described above, according to the first embodiment, the voltage input to the gate of the
(実施形態2)
図3は、実施形態2における電力供給回路2の構成を示す図である。電源電圧Vddラインは、第2PMOS42、第3PMOS44、および第4PMOS46のドレインに接続される。第4PMOS46の駆動能力は、第3PMOS44の駆動能力の2倍に設定される。第3定電流源回路40は、第2PMOS42、第3PMOS44、および第4PMOS46のゲートに起動電流を供給する。この起動電流は、起動時のみに必要であり、起動後は不要となる。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the
第2PMOS42のソースは、第2NMOS50のドレインに接続され、第2NMOS50のソースは、出力電圧Voutラインに接続される。出力電圧Voutラインとグランドラインとの間には、第1負荷70および第4定電流源回路72が並列に接続される。第4PMOS46のソースは、1対の第3NMOS52および第4NMOS54のドレインおよびゲート、並びに第2NMOS50のゲートに接続される。1対の第3NMOS52および第4NMOS54のソースは、それぞれ一対の第5NMOS56および第6NMOS58のドレインに接続される。これら4つのNMOSの駆動能力は、第3PMOS44の駆動能力と同じに設定される。各NMOSの駆動能力を第3PMOS44のそれと同じにすると、第4PMOS46の駆動能力が第3PMOS44のそれの2倍に設定されているので、第4PMOS46の出力電流を、2列の電流路で受ける必要がある。この2列は、特性が等しくなるよう設定される。
The source of the second PMOS 42 is connected to the drain of the
第5NMOS56のゲートには、出力電圧Voutの目標値となる目標電圧Vrefが入力される。その対をなす第6NMOS58のゲートは、第4NMOS54のソースと接続される。一対の第5NMOS56および第6NMOS58の共通ソースは、第7NMOS60のドレインに接続される。
A target voltage Vref serving as a target value for the output voltage Vout is input to the gate of the
第3PMOS44のソースは、第7NMOS60と対をなしてカレントミラー回路を構成する第8NMOS62のドレイン、並びに第7NMOS60および第8NMOS62のゲートに接続される。第8NMOS62の駆動能力は、第3PMOS44のそれと同じに設定され、第7NMOS60駆動能力は、第3PMOS44のそれの2倍に設定される。第3PMOS44と第4PMOS46との関係に対応している。
The source of the third PMOS 44 is connected to the drain of the eighth NMOS 62 that forms a pair with the
次に、実施形態2における電力供給回路2の動作を説明する。まず、第1負荷70に電流が流れない状態、または無負荷時を考えると、本電力供給回路2の消費電流Istは、第4定電流源回路72を流れるアイドル電流Iidle、第3PMOS44のソース電流Ip2、第5NMOS56および第6NMOS58の共通ソースに流れ込むソース電流In3の和となる。
すなわち、
Ist=Iidle+Ip2+In3 …(式1)
となる。
Next, the operation of the
That is,
Ist = Iidle + Ip2 + In3 (Formula 1)
It becomes.
各トランジスタのドレイン電流Idとゲート電圧Vgsとの関係は、
Id=β(W/L)(Vgs−Vth)2 …(式2)
ここで、βは所定の係数である。Wはゲート幅、Lはゲート長を示し、(W/L)はトランジスタの駆動能力を示す。Vthはトランジスタの閾値電圧である。ドレイン電流Idとトランジスタの駆動能力(W/L)を一定にすれば、ゲート電圧Vgsが一定となる。
The relationship between the drain current Id and the gate voltage Vgs of each transistor is
Id = β (W / L) (Vgs−Vth) 2 (Formula 2)
Here, β is a predetermined coefficient. W is the gate width, L is the gate length, and (W / L) is the driving capability of the transistor. Vth is the threshold voltage of the transistor. If the drain current Id and the driving capability (W / L) of the transistor are made constant, the gate voltage Vgs becomes constant.
本電力供給回路2の出力電圧Voutは、目標電圧Vrefが第3NMOS52のゲート電圧Vgs52分、昇圧して、第2NMOS50のゲート電圧Vgs50分、降圧した値となる。
すなわち、
Vout=Vref+Vgs52−Vgs50 …(式3)
となる。
The output voltage Vout of the
That is,
Vout = Vref + Vgs52−Vgs50 (Formula 3)
It becomes.
第3NMOS52のドレイン電流Id52は、
Id52=β(W/L)(Vgs52−Vth)2 …(式4)
第2NMOS50のドレイン電流Id50は、第2NMOS50および第2PMOS42の駆動能力が第3PMOS44のそれのm倍に設定されたとすると、
Id50=βm(W/L)(Vgs50−Vth)2 …(式5)
となる。
The drain current Id52 of the
Id52 = β (W / L) (Vgs52−Vth) 2 (Formula 4)
The drain current Id50 of the
Id50 = βm (W / L) (Vgs50−Vth) 2 (Formula 5)
It becomes.
Id50=mId52=βm(W/L)(Vgs50−Vth)2 …(式6)
となり、
(式4)、(式6)からVgs52=Vgs50となり、これを(式3)に代入すると、Vout=Vrefとなる。ここで、mを大きな値に設定することにより、(式1)の無負荷時の消費電流Istを小さくすることができる。
Id50 = mId52 = βm (W / L) (Vgs50−Vth) 2 (Formula 6)
And
From (Expression 4) and (Expression 6), Vgs52 = Vgs50, and when this is substituted into (Expression 3), Vout = Vref. Here, by setting m to a large value, it is possible to reduce the current consumption Ist at no load in (Equation 1).
以上説明したように実施形態2によれば、本電力供給回路2の出力トランジスタとなる第2NMOS50のゲート電圧を補償するための第3NMOS52のドレイン電流を、第1負荷70に流れる電流に応じて適応的に変化させることにより、出力電圧を安定化させることができる。さらに、第2NMOS50のドレイン電流と、第3NMOS52のドレイン電流との比を大きく設定することにより、第2NMOS50を流れる電流を小さくすることができ、本電力供給回路2全体の消費電流を低減することができる。
As described above, according to the second embodiment, the drain current of the
(実施形態3)
図4は、実施形態3における電力供給回路3の構成を示す図である。電源電圧Vddラインは、第5PMOS80、第6PMOS82、第7PMOS84、および第8PMOS86のドレインに接続される。これら4つのPMOSの駆動能力は等しく設定される。第5PMOS80および第6PMOS82は、カレントミラー回路を構成し、第7PMOS84および第8PMOS86も、カレントミラー回路を構成する。また、電源電圧Vddラインは、第6定電流源回路102および第9PMOS104のドレインにも接続される。
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the
第8PMOS86のソースは、第9NMOS90のドレインおよびゲート、第14NMOS112のゲート、並びに第15NMOS106のゲートに接続される。第9NMOS90のソースは、第11NMOS94のドレインおよびゲートに接続される。第11NMOS94は、第10NMOS92と対をなす。第10NMOS92のドレインは、第7PMOS84のソースに接続され、そのゲートには、出力電圧Voutの目標値となる目標電圧Vrefが入力される。第9NMOS90、第10NMOS92、第11NMOS94、および第14NMOS112の駆動能力は、等しく設定されており、上記4つのPMOSとも等しく設定される。
The source of the
1対をなす第10NMOS92および第11NMOS94の共通ソースは、第12NMOS96のドレインに接続される。第5PMOS80のソースは、第13NMOS98のドレインに接続される。第5定電流源回路99は、1対をなす第12NMOS96および第13NMOS98のゲートに起動電流を供給する。この起動電流も、起動時のみに必要であり、起動後は不要となる。第13NMOS98の駆動能力も、上記したNMOSおよびPMOSのそれと等しく設定される。第12NMOS96駆動能力は、1対をなす第10NMOS92および第11NMOS94の共通ソース電流が流れ込むため、第13NMOS98の駆動能力の2倍に設定される。
A common source of the tenth NMOS 92 and the
第6PMOS82のソースは、第14NMOS112のドレインに接続し、第14NMOS112のソースは、出力電圧Voutラインに接続される。第6定電流源回路102の出力は、第9PMOS104のゲートおよび第15NMOS106のドレインに接続される。出力電圧Voutラインとグランドラインとの間には、第7定電流源回路108および第2負荷110が並列に接続される。
The source of the
次に、実施形態3における電力供給回路3の動作を説明する。まず、第6定電流源回路102、第9PMOS104、第15NMOS106、および第7定電流源回路108は、実施形態1で説明した高周波数応答部20の動作と同様である。もちろん、実施形態1と同様に出力電圧Voutラインとグランドラインの間に、位相補償用の抵抗および容量の直列回路を接続してもよい。
Next, the operation of the
第15NMOS106のゲート電圧を生成するための部分の動作は、実施形態2の第2NMOS50のゲート電圧を生成するための部分の動作と基本的に同様である。すなわち、本電力供給回路3の出力電圧Voutは、目標電圧Vrefが第9NMOS90のゲート電圧Vgs90分、昇圧して、第15NMOS106のゲート電圧Vgs106分、降圧した値となる。
すなわち、
Vout=Vref+Vgs90−Vgs106 …(式7)
となる。
The operation of the portion for generating the gate voltage of the fifteen
That is,
Vout = Vref + Vgs90−Vgs106 (Expression 7)
It becomes.
実施形態2と同様に、Vgs90=Vgs106となり、Vout=Vrefとなる。ここで、第15NMOS106の駆動能力を第9NMOS90のそれのm倍とした場合、このmを大きな値に設定することにより、無負荷時の消費電流Istを小さくすることができる。
As in the second embodiment, Vgs90 = Vgs106 and Vout = Vref. Here, when the driving capability of the
以上説明したように実施形態3によれば、本電力供給回路3の出力トランジスタとなる第15NMOS106のゲート電圧を補償するための第9NMOS90のドレイン電流を、第2負荷110に流れる電流に応じて適応的に変化させることにより、出力電圧を安定化させることができる。また、出力電圧Voutの変動に応じて、第2負荷110に流す電流量を調整する出力トランジスタ以外の電流路を設けることにより、さらに出力電圧を安定化させることができる。さらに、第9NMOS90のドレイン電流と、第15NMOS106のドレイン電流との比を大きく設定することにより、第9NMOS90を流れる電流を小さくすることができ、本電力供給回路3全体の消費電流を低減することができる。
As described above, according to the third embodiment, the drain current of the ninth NMOS 90 for compensating the gate voltage of the fifteen
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there.
実施形態では、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)で構成された回路を例に説明したが、バイポーラトランジスタを使用するTTL(Transistor-Transistor Logic)プロセスで構成してもよい。この場合、出力トランジスタのベース電流を、出力電圧Voutの変動に応じて、適応的に変化させる構成となる。 In the embodiment, a circuit configured with CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) has been described as an example, but may be configured with a TTL (Transistor-Transistor Logic) process using a bipolar transistor. In this case, the base current of the output transistor is adaptively changed according to the fluctuation of the output voltage Vout.
1 電力供給回路、 10 直流安定部、 12 基準電圧補正回路、 20 高周波数応答部、 22 第1定電流源回路、 24 第1PMOS、 26 第1NMOS、 27 第2定電流源回路、 30 第1容量。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
本電力供給回路の出力電圧の目標値に、前記出力トランジスタの制御電極と主電極間で降圧する電圧分に相当する成分が加えられた基準信号を、前記出力トランジスタの制御用電極に出力する基準信号生成回路を備え、
前記基準信号生成回路は、前記出力トランジスタに流入する電流の変化に応じて流れる電流が適応的に変化する電流路を備え、
前記電流路に前記出力トランジスタの降圧分を補償するための補償用トランジスタを設けることによって、前記出力トランジスタに流入する電流の変動に対して、前記基準信号を適応的に変化させることを特徴とする電力供給回路。 A power supply circuit that steps down a predetermined fixed potential via an output transistor and supplies power to a predetermined load,
The target value of the output voltage of the power supply circuit, a reference for outputting a reference signal corresponding to the component is added to the voltage of the step-down between the control electrode and a main electrode of said output transistor, the control electrode of said output transistor A signal generation circuit,
The reference signal generation circuit includes a current path in which a current flowing in response to a change in a current flowing into the output transistor is adaptively changed.
By providing a compensation transistor for compensating the step-down amount of the output transistor in the current path, the reference signal is adaptively changed with respect to a change in current flowing into the output transistor. Power supply circuit.
前記出力トランジスタとグランド電位との間に接続された第2定電流源回路と、
前記固定電位と前記負荷との間に、前記第1定電流源回路および出力トランジスタを含む直列回路と並列に設けられた電流調整用トランジスタと、をさらに備え、
前記電流調整用トランジスタは、その制御用電極が前記出力トランジスタと前記第1定電流源回路の接続点に接続されることを特徴とする請求項1または2に記載の電力供給回路。 A first constant current source circuit connected between the fixed potential and the output transistor;
A second constant current source circuit connected between the output transistor and a ground potential;
A current adjustment transistor provided in parallel with the series circuit including the first constant current source circuit and the output transistor between the fixed potential and the load;
3. The power supply circuit according to claim 1, wherein the current adjustment transistor has a control electrode connected to a connection point between the output transistor and the first constant current source circuit. 4.
第1主電極および制御電極が、前記出力トランジスタの制御電極に接続される補償用トランジスタと、A compensation transistor in which a first main electrode and a control electrode are connected to a control electrode of the output transistor;
第1主電極が前記補償用トランジスタの第2主電極に接続される第1トランジスタと、A first transistor having a first main electrode connected to a second main electrode of the compensating transistor;
前記第1トランジスタとカレントミラー接続され、制御用電極に前記目標電圧が入力される第2トランジスタと、を備え、 A second transistor that is current-mirror connected to the first transistor and to which the target voltage is input to a control electrode;
前記補償用トランジスタと前記出力トランジスタは、カレントミラー回路を介して主電極同士が接続され、前記出力トランジスタに流れる電流の変化に応じて前記補償用トランジスタに流れる電流が適応的に変化することを特徴とする電力供給回路。The compensation transistor and the output transistor are connected to each other through a current mirror circuit, and the current flowing through the compensation transistor is adaptively changed according to a change in the current flowing through the output transistor. A power supply circuit.
前記出力トランジスタの第1主電極に一端が接続され、他端にグランドが接続された第2定電流回路と、A second constant current circuit having one end connected to the first main electrode of the output transistor and a ground connected to the other end;
前記固定電位に第1主電極が接続され、前記出力トランジスタの第1主電極に第2主電極が接続され、前記第1定電流回路の他端に制御電極が接続される電流調整用トランジスタと、をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の電力供給回路。A current adjusting transistor having a first main electrode connected to the fixed potential, a second main electrode connected to the first main electrode of the output transistor, and a control electrode connected to the other end of the first constant current circuit; The power supply circuit according to claim 5, further comprising:
前記第3トランジスタと共にカレントミラー回路を構成する第4トランジスタと、A fourth transistor constituting a current mirror circuit together with the third transistor;
第1主電極が前記第4トランジスタの第2主電極に接続され、第2主電極がグランドに接続される第5トランジスタと、A fifth transistor having a first main electrode connected to the second main electrode of the fourth transistor and a second main electrode connected to the ground;
前記第5トランジスタと共にカレントミラー回路を構成し、第1主電極が前記第1トランジスタと前記第2トランジスタの接続点に接続される第6トランジスタと、をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の電力供給回路。6. The sixth transistor further comprising a sixth transistor that forms a current mirror circuit together with the fifth transistor, the first main electrode being connected to a connection point of the first transistor and the second transistor. The power supply circuit described.
第1主電極および制御電極が前記出力トランジスタと共通に接続され、第2主電極が前記第3トランジスタの第2主電極に接続される出力安定用トランジスタと、An output stabilizing transistor in which a first main electrode and a control electrode are connected in common with the output transistor, and a second main electrode is connected to a second main electrode of the third transistor;
第1主電極が前記第4トランジスタの第2主電極に接続され、第2主電極がグランドに接続される第5トランジスタと、A fifth transistor having a first main electrode connected to the second main electrode of the fourth transistor and a second main electrode connected to the ground;
前記第5トランジスタと共にカレントミラー回路を構成し、第1主電極が前記第1トランジスタと前記第2トランジスタの接続点に接続される第6トランジスタと、をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の電力供給回路。6. The sixth transistor further comprising a sixth transistor that forms a current mirror circuit together with the fifth transistor, the first main electrode being connected to a connection point of the first transistor and the second transistor. The power supply circuit described.
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