JP2015005268A - ボルテージレギュレータ - Google Patents
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Abstract
【課題】テスト端子を追加することなく、差動増幅回路のテール電流を精度良く合わせこむこと。【解決手段】差動増幅回路のテール電流を流す定電流回路の電流を保護回路の特性を測定するためのテスト端子に出力する電流出力回路と、保護回路の機能を停止させるスイッチ回路と、テスト端子と電流出力回路との間にヒューズを備えた。【選択図】図１
Description
本発明はボルテージレギュレータに関し、より詳しくはボルテージレギュレータのテスト回路に関する。
図２に、従来のボルテージレギュレータのブロック図を示す。
従来のボルテージレギュレータは、基準電圧回路２と、分圧回路３と、出力トランジスタ４と、差動増幅回路１０と、定電流回路１１を備え、入力される入力電圧Ｖｉｎから所定の出力電圧Ｖｏｕｔを出力する。
従来のボルテージレギュレータは、基準電圧回路２と、分圧回路３と、出力トランジスタ４と、差動増幅回路１０と、定電流回路１１を備え、入力される入力電圧Ｖｉｎから所定の出力電圧Ｖｏｕｔを出力する。
ボルテージレギュレータは、過電流保護や過熱保護のための保護回路１３を備えている。保護回路１３は、ボルテージレギュレータの回路を保護する重要な回路であるため、精度を要求される。従って、製造工程において、その特性を測定して、精度の調整を行っている。そのために、テスト用の回路やテスト端子を備えている。
また、ボルテージレギュレータは、低消費電流であることが求められるので、例えば、差動増幅回路１０のテール電流Ｉ１０を精度よく調整する必要がある。一般に、テール電流Ｉ１０は、定電流回路１１のトランジスタなどをトリミングすることによって調整される（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、テール電流Ｉ１０は集積回路内部でのみ使用される定電流のため、精度よく調整するためには、測定用の端子が必要になるため、面積が大きくなるという課題があった。
そこで本発明のボルテージレギュレータは、差動増幅回路１０のテール電流Ｉ１０を測定する端子を、保護回路１３のテスト端子と共有することで、テスト端子を増やすことなく、精度良く測定することを可能にした。
本発明のボルテージレギュレータは、テール電流Ｉ１０を測定する端子と保護回路１３のテスト端子を共有したので、テスト端子を増やすことなく、精度良く測定することを可能にした。
以下、本発明のボルテージレギュレータについて図面を参照して説明する。
＜第一の実施形態＞
図１は、第一の実施形態のボルテージレギュレータを示す回路図である。
第一の実施形態のボルテージレギュレータは、基準電圧回路２と、分圧回路３と、出力トランジスタ４と、差動増幅回路１０と、定電流回路１１と、保護回路１３と、電流出力回路１４と、制御回路１５と、スイッチ回路１６と、ヒューズ１７及び１８とを備える。
第一の実施形態では、保護回路１３は過熱保護回路を例に説明するが、過電流保護回路や他の保護回路であってもよい。
＜第一の実施形態＞
図１は、第一の実施形態のボルテージレギュレータを示す回路図である。
第一の実施形態のボルテージレギュレータは、基準電圧回路２と、分圧回路３と、出力トランジスタ４と、差動増幅回路１０と、定電流回路１１と、保護回路１３と、電流出力回路１４と、制御回路１５と、スイッチ回路１６と、ヒューズ１７及び１８とを備える。
第一の実施形態では、保護回路１３は過熱保護回路を例に説明するが、過電流保護回路や他の保護回路であってもよい。
出力トランジスタ４は、電源端子１と出力端子５の間に接続される。分圧回路３は、出力端子５と接地端子６の間に接続される。差動増幅回路１０は、入力端子に基準電圧回路２の出力端子と分圧回路３の出力端子が接続され、出力端子は出力トランジスタ４の制御端子に接続される。定電流回路１１は、差動増幅回路１０に接続されている。保護回路１３は、出力端子が出力トランジスタ４の制御端子に接続されている。
ここで保護回路１３は、ここでは過熱保護回路として説明する。保護回路１３は、感温素子１０１の出力端子がヒューズ１８を介してテスト端子Ｔｉｏに接続されている。また、動作電流が供給される電流経路にはスイッチ回路１６が接続されている。スイッチ回路１６は、制御回路１５によってオンオフが制御される。制御回路１５は、例えば、出力端子５の過電流を検出するとスイッチ回路１６をオンする回路であっても良い。また、制御回路１５は、例えば、出力端子５にテスト開始を示す電圧が入力されたことを検出するとスイッチ回路１６をオフする電圧検出回路であっても良い。定電流回路１１は、差動増幅回路１０の動作電流を流す回路で、定電流源とカレントミラーを構成するトランジスタとトリミング用のヒューズを備えている。電流出力回路１４は、定電流回路１１とヒューズ１７を介してテスト端子Ｔｉｏとの間に接続されている。電流出力回路１４は、定電流回路１１の電流をミラーするＮＭＯＳトランジスタ２１と、ＰＭＯＳトランジスタ２２、２３を備えている。
上述したようなボルテージレギュレータは、以下のように動作して、回路の特性を測定することが出来る。
先ず、定電流回路１１の電流を測定する方法を説明する。
制御回路１５は、スイッチ回路１６をオフするように制御している。従って、テスト端子Ｔｉｏは、接地端子６との間にダイオードが接続された状態になっている。この状態で、電源端子１に電源電圧Ｖｉｎを入力し、ボルテージレギュレータを動作させる。
先ず、定電流回路１１の電流を測定する方法を説明する。
制御回路１５は、スイッチ回路１６をオフするように制御している。従って、テスト端子Ｔｉｏは、接地端子６との間にダイオードが接続された状態になっている。この状態で、電源端子１に電源電圧Ｖｉｎを入力し、ボルテージレギュレータを動作させる。
ＮＭＯＳトランジスタ２１は、定電流回路１１の電流をミラーしている。更に、ＰＭＯＳトランジスタ２２と２３は、カレントミラー回路を構成し、ＮＭＯＳトランジスタ２１の電流をミラーする。
従って、テスト端子Ｔｉｏとグラウンド間に電流計を接続すると、電流計のインピーダンスはダイオードのインピーダンスに比べて低いので、定電流回路１１の電流を測定することが出来る。
そして、この測定値を基に定電流回路１１の電流値、すなわち差動増幅回路１０のテール電流Ｉ１０をトリミングして、精度良く合わせこむことが可能となる。
そして、この測定値を基に定電流回路１１の電流値、すなわち差動増幅回路１０のテール電流Ｉ１０をトリミングして、精度良く合わせこむことが可能となる。
次に、保護回路１３の特性を測定する方法を説明する。
ヒューズ１７は、定電流回路１１の測定が終了したので、切断される。制御回路１５は、スイッチ回路１６をオンする。この状態で、電源端子１に電源電圧Ｖｉｎを入力し、ボルテージレギュレータを動作させる。ボルテージレギュレータは、出力端子５から所定の出力電圧Ｖｏｕｔを出力する。
ヒューズ１７は、定電流回路１１の測定が終了したので、切断される。制御回路１５は、スイッチ回路１６をオンする。この状態で、電源端子１に電源電圧Ｖｉｎを入力し、ボルテージレギュレータを動作させる。ボルテージレギュレータは、出力端子５から所定の出力電圧Ｖｏｕｔを出力する。
ここで、保護回路１３の特性として、例えば過熱保護がかかる温度を測定する場合、テスト端子Ｔｉｏから代替電圧を入力する。出力端子５の出力電圧Ｖｏｕｔを監視することで、保護回路１３の保護動作とその代替電圧値とから、過熱保護がかかる温度を測定することが出来る。
そして、この測定値を基に、保護回路１３の特性を、トリミングなどをすることによって、精度良く合わせこむことが可能となる。
最後に、ヒューズ１８を切断することで、テスト端子Ｔｉｏは内部回路と切り離される。
最後に、ヒューズ１８を切断することで、テスト端子Ｔｉｏは内部回路と切り離される。
以上説明したように、第一の実施形態のボルテージレギュレータは、定電流回路１１の電流をテスト端子Ｔｉｏに出力する電流出力回路１４と、保護回路１３の機能を停止させるスイッチ回路１６と、保護回路１３の特性を測定するためのテスト端子Ｔｉｏと電流出力回路１４との間にヒューズ１７を備えたので、差動増幅回路１０のテール電流Ｉ１０を測定するためのテスト端子を追加する必要がない、従って、チップサイズが増加することなく、差動増幅回路１０のテール電流Ｉ１０を精度良く合わせこむことが可能となる。
＜第二の実施形態＞
図３は、第二の実施形態のボルテージレギュレータを示す回路図である。図１との違いはスイッチ回路１６に二つあったスイッチを一つにした点である。
図３は、第二の実施形態のボルテージレギュレータを示す回路図である。図１との違いはスイッチ回路１６に二つあったスイッチを一つにした点である。
保護回路１３は検出回路３０１と感知回路３０３で構成される。感知回路３０３は定電流回路３０２と感温素子１０１で構成される。検出回路３０１は、出力が出力トランジスタ４のゲートに接続され、入力がヒューズ１８を介してテスト端子Ｔｉｏに接続され、電源が電源端子１に接続される。感温素子１０１の出力端子はヒューズ１８を介してテスト端子Ｔｉｏに接続される。定電流回路３０２は感温素子１０１の出力端子とスイッチ回路１６の間に接続される。他は図１と同様である。
制御回路１５は、スイッチ回路１６をオフするように制御している。従って、テスト端子Ｔｉｏは、接地端子６との間にダイオードが接続された状態になっている。この状態で、電源端子１に電源電圧Ｖｉｎを入力し、ボルテージレギュレータを動作させる。
ＮＭＯＳトランジスタ２１は、定電流回路１１の電流をミラーしている。更に、ＰＭＯＳトランジスタ２２と２３は、カレントミラー回路を構成し、ＮＭＯＳトランジスタ２１の電流をミラーする。
従って、テスト端子Ｔｉｏとグラウンド間に電流計を接続すると、電流計のインピーダンスはダイオードのインピーダンスに比べて低いので、定電流回路１１の電流を測定することが出来る。
そして、この測定値を基に定電流回路１１の電流値、すなわち差動増幅回路１０のテール電流Ｉ１０をトリミングして、精度良く合わせこむことが可能となる。また、定電流回路１１の電流を測定している時、検出回路３０１は動作しているが、図示はしないが検出回路３０１の入力にはトランジスタのゲート等が接続されるため、検出回路３０１からテスト端子Ｔｉｏへ電流が流れることがない。このため、検出回路３０１が動作していても検出回路３０１や感知回路３０３から電流が流れ込むことがなく、テスト端子Ｔｉｏにて定電流回路１１の電流を測定することが出来る。他は第１の実施形態の動作と同様である。
以上説明したように、第二の実施形態のボルテージレギュレータは、差動増幅回路１０のテール電流Ｉ１０を測定するためのテスト端子を追加することなく、検出回路３０１を動作させたまま差動増幅回路１０のテール電流Ｉ１０を精度良く合わせこむことが可能となる。
＜第三の実施形態＞
図４は、第三の実施形態のボルテージレギュレータを示す回路図である。図３との違いはスイッチ回路１６を検出回路３０１の電源と電源端子１の間に移動し、定電流回路３０２を電源端子１に接続した点である。他は図３と同様である。
図４は、第三の実施形態のボルテージレギュレータを示す回路図である。図３との違いはスイッチ回路１６を検出回路３０１の電源と電源端子１の間に移動し、定電流回路３０２を電源端子１に接続した点である。他は図３と同様である。
制御回路１５は、スイッチ回路１６をオフするように制御している。従って、テスト端子Ｔｉｏは、接地端子６との間にダイオードが接続された状態になり、保護回路１３の動作を停止させる。この状態で、電源端子１に電源電圧Ｖｉｎを入力し、ボルテージレギュレータを動作させる。
ＮＭＯＳトランジスタ２１は、定電流回路１１の電流をミラーしている。更に、ＰＭＯＳトランジスタ２２と２３は、カレントミラー回路を構成し、ＮＭＯＳトランジスタ２１の電流をミラーする。
従って、テスト端子Ｔｉｏとグラウンド間に電流計を接続すると、電流計のインピーダンスはダイオードのインピーダンスに比べて低いので、定電流回路１１の電流を測定することが出来る。感温素子１０１に流れる電流を差動増幅回路１０のテール電流Ｉ１０に比例する電流に設定し、ＰＭＯＳトランジスタ２３に流れる電流に比べ非常に小さいとすれば、定電流回路１１の電流の測定では大きな影響はなく、精度よく定電流回路１１の電流を測定することが出来る。
この電流値を基に定電流回路１１の電流値、すなわち差動増幅回路１０のテール電流Ｉ１０をトリミングして、精度良く合わせこむことが可能となる。他は第２の実施形態の動作と同様である。
以上説明したように、第三の実施形態のボルテージレギュレータは、保護回路１３の動作を停止させ感温素子１０１に流れる電流を差動増幅回路１０のテール電流Ｉ１０に比例させることで、定電流回路１１の電流を精度よく測定でき差動増幅回路１０のテール電流Ｉ１０を精度良く合わせこむことが可能となる。
１０ 差動増幅回路
１１ 定電圧回路
１３ 保護回路
１４ 電流出力回路
１５ 制御回路
１０１ 感温素子
３０１ 検出回路
３０２ 定電流回路
３０３ 感知回路
１１ 定電圧回路
１３ 保護回路
１４ 電流出力回路
１５ 制御回路
１０１ 感温素子
３０１ 検出回路
３０２ 定電流回路
３０３ 感知回路
Claims (4)
- 誤差増幅回路と、前記誤差増幅回路の動作電流を供給する定電流回路と、保護回路と、前記保護回路の特性を測定するためのテスト端子と、を備えた、ボルテージレギュレータであって、
前記定電流回路の電流を前記テスト端子に出力するための電流出力回路と、
前記電流出力回路と前記テスト端子の間に設けられたヒューズと、
前記保護回路の動作を停止するためのスイッチ回路と、
を備えたことを特徴とするボルテージレギュレータ。 - 前記スイッチ回路を制御するための制御回路を備え、
前記制御回路は、前記テスト端子から前記定電流回路の電流を出力しているとき、前記スイッチ回路を制御して、前記保護回路の動作を停止させる、
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。 - 前記保護回路は、
前記スイッチ回路にて動作を停止させる感知回路と、
前記感知回路の電圧を検出する検出回路と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のボルテージレギュレータ。 - 前記感知回路は、温度を検出するダイオードである、
ことを特徴とする請求項３に記載のボルテージレギュレータ。
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