JAXA Repository / AIREX 未来へ続く、宙(そら)への英知
45454001.pdf1.39 MB
タイトルA voltage and temperature stable threshold-voltage reference circuit
その他のタイトル電源電圧および温度に対し安定な基準電圧発生回路
著者(日)松田 敏弘; 金森 章; 岩田 栄之; 大曽根 隆志; 山本 真也; 伊原 隆; 中島 茂樹
著者(英)Matsuda, Toshihiro; Kanamori, Akira; Iwata, Hideyuki; Ozone, Takashi; Yamamoto, Shinya; Ihara, Takashi; Nakajima, Shigeki
著者所属(日)富山県立大学 工学部 電子情報工学科; 富山県立大学 工学部 電子情報工学科; 富山県立大学 工学部 電子情報工学科; 岡山県立大学; シキノハイテック; シキノハイテック; シキノハイテック
著者所属(英)Toyama Prefectural University Department of Electronics and Informatics, Faculty of Engineering; Toyama Prefectural University Department of Electronics and Informatics, Faculty of Engineering; Toyama Prefectural University Department of Electronics and Informatics, Faculty of Engineering; Okayama Prefectural University; Shikino Hightech Co. Ltd.; Shikino Hightech Co. Ltd.; Shikino Hightech Co. Ltd.
発行日2003-03-31
刊行物名Bulletin of Toyama Prefectural University
富山県立大学紀要
13
開始ページ56
終了ページ64
刊行年月日2003-03-31
言語eng
抄録An improved threshold-voltage reference (V(sub TR)) circuit operated at subthreshold current region has been presented and compared with a bandgap-voltage reference (V(sub BR)) circuit. MOSFET threshold voltage as reference source makes it possible to control output voltage V(sub TR) by substrate bias. Since drain voltage difference affects I-V characteristics even in subthreshold region, drain voltage equalization by adding an n-MOSFET improves voltage- and temperature-dependence of the V(sub BR)/V(sub TR) circuits. The circuits were fabricated by 1.2 micrometer n-well CMOS process. V(sub BR) approximately equal to 1.26 V and V(sub TR) approximately equal to 1.29 V were obtained for both circuits. The change of (V(sub BR)/V(sub TR)) for the supply voltage V(sub DD) = 5.0 +/- 1.0 V and T = - 60 to + 100 C was improved from (3.3/2.8) to (1.1/1.0) percent. V(sub TR) reference had a little larger fluctuation of output voltage at V(sub DD) = 5.0 V and T = + 20 C, but a little smaller V(sub DD) and T dependence. V(sub TR) was controlled from 1.29 to 1.71 V by the substrate bias voltage V(sub Sub) supplied to n-MOSFETs from 0.0 to - 2.0 V, and the change of V(sub TR) for V(sub DD) = 5.0 +/- 1.0 V and T = - 60 to + 100 C was further improved from 1.0 to 0.6 percent by V(sub Sub) supply.
MOSトランジスタのしきい値電圧を用いた基準電圧発生回路(V(sub TR))を提案した。サブ・スレッショールド電流領域の特性を利用し、従来のバンドギャップ型の基準電圧回路(V(sub BR))よりも、電源電圧(V(sub DD))および温度(T)依存性を改善している。また、基板バイアス(V(sub Sub))によってしきい値電圧を変化させることができるため、基準電圧出力も制御可能である。ドレイン電圧の不均衡に起因するサブ・スレッショールド電流の差を抑制するため、電圧補償用のn-MOSトランジスタを追加し、V(sub DD)、および温度依存性を改善した。提案した回路を1.2μmCMOSプロセスで試作した結果、V(sub BR)=1.26VおよびV(sub TR)=1.29Vの定電圧が得られた。V(sub DD)=5.0±1.0V、T=-60度C?+100度Cの範囲での出力(V(sub BR)/V(sub TR))の変動幅は、電圧補償用トランジスタによって、それぞれ、(3.3/2.8)%から(1.l/1.0)%へ減少できた。出力V(sub TR)はV(sub BR)に比べて、V(sub DD)=5.0V、T=+20度Cでのバラツキはやや大きいが、V(sub DD)および温度依存性は改善された。V(sub Sub)を0から-2.0Vに変えると、V(sub TR)を1.29から1.71Vへ変化させることができ、V(sub DD)=5.0±1.0V、T=-60度C?+100度CでのV(sub TR)の変動幅を、1.0から0.6%へ抑制することができた。
キーワードvoltage reference circuit; two-stage current-mirror circuit; threshold voltage; MOSFET; stability; temperature dependence; p-n junction; research and development; 電位参照回路; 2ステージ・カレントミラー回路; しきい電圧; MOSFET; 安定性; 温度依存性; p-nジャンクション; 研究開発
資料種別Technical Report
ISSN0916-7633
SHI-NOAA0045454001
URIhttps://repository.exst.jaxa.jp/dspace/handle/a-is/28167


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