Electric current source circuit
专利汇可以提供Electric current source circuit专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PURPOSE: To improve the precision of an output current value and to eliminate a need of adjustment for each product by providing a pair of current mirror circuits and reflecting a generated current, which is controlled by the generated voltage of a voltage source circuit, on the current value by one current mirror circuit.
CONSTITUTION: A electric current source circuit B is provided with a pair of current mirror circuits b
1 and b
2 , and the circuit b
1 consists of a transistor TR group Q
1 whose bases are connected in common, a TR Q
2 , and resistances r
0 built on the emitter sides of TRs Q
1 and Q
2 . The current mirror circuit b
2 consists of a TR group Q
3 whose bases are connected in common, a TR Q
4 , a voltage source circuit V
1 which generates a prescribed potential difference between the collector and the emitter of the TR Q
4 , and an external resistance R
1 . In this circuit b
2 , the value of a generated current I
3 , is accurately reflected on an output current I
1 of the current mirror circuit b
1 , and therefore, the value of the output current I
1 is not affected by the variance of resistances r
0 .
COPYRIGHT: (C)1993,JPO&Japio，下面是Electric current source circuit专利的具体信息内容。
第２トランジスタのコレクタ−エミッタ間電流路が入力電流路を構成している第１カレントミラー回路と、 第１の型のバイポーラトランジスタと異なる第２の型のバイポーラトランジスタである複数の第３トランジスタと少なくとも１つの第４トランジスタとにより構成され、第３トランジスタの各コレクタ−エミッタ間電流路が互いに並列に接続されて出力電流路を構成しており、
第２トランジスタのコレクタ−エミッタ間電流路に直列に接続されており、第４トランジスタのベースは、複数の第３トランジスタの各ベースに共通に接続されており、第４トランジスタのコレクタは、当該第４トランジスタのベースに接続されており、第４トランジスタのコレクタ−エミッタ間電流路が入力電流路を構成している第２カレントミラー回路と、 該第４トランジスタのコレクタ−エミッタ間に所定の電位差を生じさせるために、第４トランジスタのコレクタ−エミッタ間電流路に直列接続された外付け抵抗及び第４トランジスタに接続された電圧源回路とを備えていることを特徴とする電流源回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電流源回路に関する。 より詳細には、本発明は、バイポーラ型トランジスタにより構成された集積回路において、より精密な電流値で大きな電流を供給することができる新規な電流源回路の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路においては、その回路が要求する所定の電流値の電流を供給する電流源回路を組み込まなければならない場合が多い。 しかしながら、半導体集積回路の一般的な特徴として、電圧源回路の電圧値に関しては相当に正確に発生させることができるが、
電流源回路の発生電流値に関しては通常20〜30％の誤差がある。
【０００３】このような誤差は、半導体集積回路内に造り込まれる抵抗の抵抗値が不可避にばらつくためである。 このため、電流源回路の電流値を最終的に決定する電流設定抵抗は、外付け部品として解決を図ることが一般的である。
【０００４】図２〜図４は、従来から用いられている電流源回路の一般的な構成を示す図である。
【０００５】図２に示す電流源回路Ｃは１対のトランジスタＱ 6 、Ｑ 7により構成され負荷Ｚを含む差動増幅器Ａに対して出力電流Ｉ 1を供給する電流源として構成されている。 ここで、電流源回路Ｃは、ベースを互いに結合されたトランジスタ群Ｑ 1およびトランジスタＱ 2により形成されたカレントミラー回路と、トランジスタＱ
2の両端に電位差を発生させるための電圧源Ｖ 1および外付け抵抗Ｒ 1とから構成されている。 トランジスタＱ
2のコレクタとベースとは短絡接続されている。
【０００６】この電流源回路Ｃは、カレントミラー回路を利用した最も基本的な構成の電流源回路であり、正常に動作すれば大電流時にも高精度な電流値を出力することができる。 しかしながら、カレントミラー回路を構成するトランジスタ群Ｑ 1について考えると利得が大きく、特に交流動作をするような回路に接続して使用される場合は発振し易いという問題がある。
【０００７】図３に示す電流源回路Ｄは、外付け抵抗Ｒ
2を付加したトランジスタ群Ｑ 1により構成されており、トランジスタ群Ｑ 1の共通のベースには、電圧源Ｖ
1により所定の電圧が印加されている。 このような構成の電流源回路Ｄは、特に出力電流Ｉ 1が大きいときに、
集積回路特有の特性のバラツキにより出力電流値が影響を受けるので、製品毎に外付け抵抗Ｒ 2の抵抗値を調整する必要がある。
【０００８】ここで、抵抗Ｒ 2を集積回路内に造り込む一方、電圧源Ｖ 1を外付けとして、電圧源Ｖ 1の出力電圧を調整するような構成とすることも提案されている。
しかしながら、このような場合でも、依然として製品毎の調整が必要である上に、外付け回路が大きくなるという問題がある。
【０００９】図４に示す電流源回路Ｅは、トランジスタ群Ｑ 1と共に造り込んだ抵抗ｒ 1に対して、抵抗値の大きな外付け抵抗Ｒ 3を付加することにより、造り込んだ抵抗ｒ 1の抵抗値のバラツキを抑圧せんとするものである。 しかしながら、このような構成をもってしても、出力電流値が大きな場合には、依然として内部抵抗ｒ 1のバラツキの影響を無視することができない。 特に、出力電流Ｉ 1に対して電源電圧Ｖ ccが小さいときには出力電流値のバラツキは非常に大きくなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、高精度な出力電流値を有し且つ製品毎の調整が不要な、新規な電流源回路を提供することをその目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に従うと、主要部を集積回路内に造り込まれて所定の電流値の電流を発生する電流源回路であって、第１の型のバイポーラトランジスタである複数の第１トランジスタと少なくとも１つの第２トランジスタとにより構成され、第１トランジスタ及び第２トランジスタの各々のエミッタにはそれぞれエミッタ抵抗が接続されており、第１トランジスタの各コレクタ−エミッタ間電流路とそのエミッタ抵抗とからなる直列電流路が互いに並列に接続されて出力電流路を構成しており、第２トランジスタのベースは、複数の第１トランジスタの各ベースに共通に接続されており、第２トランジスタのコレクタは、第２トランジスタ自体のベースに接続されており、第２トランジスタのコレクタ−エミッタ間電流路が入力電流路を構成している第１カレントミラー回路と、第１の型のバイポーラトランジスタと異なる第２の型のバイポーラトランジスタである複数の第３トランジスタと少なくとも１つの第４トランジスタとにより構成され、第３トランジスタの各コレクタ−エミッタ間電流路が互いに並列に接続されて出力電流路を構成しており、第２トランジスタのコレクタ−エミッタ間電流路に直列に接続されており、第４トランジスタのベースは、複数の第３トランジスタの各ベースに共通に接続されており、第４トランジスタのコレクタは、
当該第４トランジスタのベースに接続されており、第４
トランジスタのコレクタ−エミッタ間電流路が入力電流路を構成している第２カレントミラー回路と、該第４トランジスタのコレクタ−エミッタ間に所定の電位差を生じさせるために、第４トランジスタのコレクタ−エミッタ間電流路に直列接続された外付け抵抗及び第４トランジスタに接続された電圧源回路とを備えていることを特徴とする電流源回路が提供される。
【００１２】
【作用】本発明に係る電流源回路は、１対のカレントミラー回路を使用して構成されている点にその主要な特徴がある。
【００１３】即ち、従来の電流源回路では、集積回路に造り込んだ抵抗の抵抗値に対して充分に大きな抵抗値を有する外付け抵抗を用いることにより内部抵抗の抵抗値のばらつきの影響を低減したり、複数の素子を並列に使用することにより素子特性のバラツキを平準化したりしていた。 しかしながら、これらの方法では、素子特性のバラツキの影響を根本的に排除することができず、特に大きな電流値や精密な電流値が必要な場合には効果が少なかった。
【００１４】これに対して、本発明に係る電流源回路は１対のカレントミラー回路により構成されており、一方のカレントミラー回路において電圧源回路の発生電圧により制御された発生電流を、カレントミラー回路を介して出力電流値に反映させている。 前述のように、集積回路において、正確な電圧値を発生する電圧源回路を構成することは比較的容易であり、本発明に係る電流源回路では、造り込んだ素子特性のばらつきに影響されることなく、所望の電流値を正確に発生させることができる。
【００１５】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎず、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。
【００１６】
【実施例】図１は本発明に係る電流源回路の具体的な構成例を示す回路図である。
【００１７】同図に示すように、この電流源回路Ｂは、
１対のカレントミラー回路ｂ 1およびｂ 2から主に構成されている。
【００１８】カレントミラー回路ｂ 1は、ベースを共通に接続されたトランジスタ群Ｑ 1およびトランジスタＱ
2と各トランジスタＱ 1 、Ｑ 2のエミッタ側に造り込まれた抵抗ｒ 0とから構成されており、コレクタ側を被駆動回路Ａに、エミッタ抵抗を接地にそれぞれ接続されている。 トランジスタＱ 2のコレクタとベースとは短絡接続されている。
【００１９】カレントミラー回路ｂ 2は、ベースを共通に接続されたトランジスタ群Ｑ 3およびトランジスタＱ
4と、トランジスタＱ 4のコレクタ−エミッタ間に所定の電位差を発生させるための電圧源回路Ｖ 1と、外付け抵抗Ｒ 0とから構成されている。 ここで、トランジスタ群Ｑ 3およびトランジスタＱ 4は、そのエミッタ側を電源Ｖ ccに、コレクタ側をトランジスタＱ 2のコレクタにそれぞれ接続されている。 トランジスタＱ 4のコレクタとベースとは短絡接続されている。
【００２０】以上のように構成された電流源回路Ｂにおいて、出力電流Ｉ 1は、カレントミラー回路ｂ 1に対する入力電流Ｉ 2に対して下記の式１に示すような関係を有する。 Ｉ 1 ＝ｎ×Ｉ 2・・・・式１ 〔但し、Ｉ 1は電流Ｉ 1の電流値を、Ｉ 2は電流Ｉ 2の電流値を、ｎは、トランジスタ群Ｑ 1を構成するトランジスタの数をそれぞれ意味する。 〕
【００２１】ここで、カレントミラー回路ｂ 2の出力電流である電流Ｉ 2は、トランジスタＱ 4を流れる電流Ｉ
3により規定され、その電流値は、下記の式２に示すように規定される。 Ｉ 3 ＝（Ｖ cc −ｖ−Ｖ be ）／Ｒ 0・・・式２ 〔但し、Ｉ 3は電流Ｉ 3の電流値を、Ｖ ccは電源電圧をそれぞれ意味し、ｖは抵抗Ｒ 0の他端の電位であり、電圧源Ｖ 1の出力電圧はＶ cc −ｖである。 Ｖ beはトランジスタＱ 4のベース−エミッタ電圧を意味する。 〕
【００２２】既に述べたように、集積回路においては一般に、電圧源Ｖ 1の出力電圧Ｖ cc −ｖ、換言するならば電圧ｖは精度が高いものを容易に得ることができる。 従って、図１に示した回路において、抵抗Ｒ 0を精度の高い外付け抵抗とすれば所望の出力電流Ｉ 1を精度良く発生することができる。
【００２３】また、カレントミラー回路ｂ 2において発生した電流Ｉ 3の電流値が、カレントミラー回路ｂ 1の出力電流Ｉ 1に正確に反映されるので、出力電流Ｉ 1の電流値は、集積回路内に造り込んだ抵抗ｒ 0の抵抗値のバラツキに影響されない。 従って、外付け抵抗ｒ 0として所定の抵抗値を有するものを用意すれば、製品毎にその抵抗値を調整する必要はない。
【００２４】尚、上記実施例におけるＮＰＮトランジスタおよびＰＮＰトランジスタを、ＰＮＰトランジスタおよびＮＰＮトランジスタにより構成しても、全く同様に作用することはいうまでもない。
【００２５】また、各カレントミラー回路において、並列に費用するトランジスタの数を変更しても、本発明の効果が失われないことはいうまでもない。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電流源回路は、製品毎に調整することなく所望の電流値を精度良く発生することができる。
【図１】本発明に係る電流源回路の具体的な構成例を示す図である。
【図２】従来の電流源回路の構成を示す図である。
【図３】従来の電流源回路の構成を示す図である。
【図４】従来の電流源回路の構成を示す図である。
Ｑ 1 〜Ｑ 6・・トランジスタ、 Ｒ 0 〜Ｒ 3・・外付け抵抗、 ｒ 0 、ｒ 1・・抵抗、 Ｚ・・負荷
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