DE4416711C1 - Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Referenzstroms - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Referenzstroms nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung ist beispielsweise aus der DE-PS 32 13 388 bekannt.

Für eine genau definierte Einschwingzeit bei gegebener Außen­ beschaltung benötigt z. B. ein PLL-Baustein einen exakten, temperaturunabhängigen Referenzstrom. Im Falle eines verwen­ deten PLL-Bausteins in CMOS-Technologie ist eine Erzeugung dieses Refe­ renzstroms auf dem PLL-Baustein mit zu hohen Toleranzen verbunden, da der entsprechende CMOS-Prozeß nicht besonders "analogfähig" ist.

Ein in CMOS-Technologie erzeugter Referenzstrom wäre somit mit Toleranzen beaufschlagt und ungeeignet für z. B. eine nachgeschaltete PLL-Schaltung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Schaltungsan­ ordnung zur Erzeugung eines konstanten einstellbaren Refe­ renzstroms für eine CMOS-Schaltungsanordnung zu erzeugen.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des An­ spruchs 1 gelöst. Eine Weiterbildung ist im Anspruch 2 angegeben.

Zur Lösung des obengenannten Problems wird erfindungsgemäß der Referenzstrom für eine CMOS-Schaltungsanordnung auf einem Bipolarbaustein erzeugt, auf dem sich z. B. auch der zu re­ gelnde Oszillator befindet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In der Figur ist mit 1 eine Eingangsklemme bezeichnet, der eine Referenzspannung zuführbar ist. Die Eingangsklemme 1 ist mit dem Basisanschluß eines npn-Transistors 8 verbunden. Der Emitter des npn-Transistors 8 ist über eine externe Anschluß­ klemme 3 sowie einen extern anschließbaren Widerstand 26 mit Masse verbunden. Der Kollektor des Transistors 8 ist zum einen mit der Basis eines pnp-Transistors 9 sowie den Kollek­ toren zweier pnp-Traxisistoren 4 und 6 verbunden. Der Kollek­ tor des Transistors 9 ist mit Masse verschaltet. Die Emitter der Transistoren 4 und 6 sind jeweils über Widerstände 5 und 7 mit einer Versorgungsspannungsklemme 2 verschaltet. Die Versorgungsspannungsklemme 2 ist des weiteren über einen Widerstand 10 mit dem Emitter des Transistors 9 verbunden.

Des weiteren sind im Ausführungsbeispiel 6 pnp-Ausgangstran­ sistoren 12, 14, 16, 18, 20, 22 vorgesehen, deren Basisan­ schlüsse jeweils miteinander und mit den Basisanschlüssen der Transistoren 4 und 6 sowie mit dem Emitter des Transistors 9 verbunden sind. Die Versorgungsspannungsklemme 2 ist über jeweils einen Widerstand 11, 13, 15, 17, 19, 21 mit den Emittern der Transistoren 12, 14, 16, 18, 20, 22 verschaltet. Die Kollektoren der Transistoren 12, 14, 16, 18, 20, 22 sind miteinander und mit einer Ausgangsklemme 25 verschaltet.

Schließlich ist die Ausgangsklemme 25 über zwei in Reihe als Diode geschaltete Transistoren 23, 24 mit Masse verbunden.

Auf die Basis des Transistors 8 wird eine Referenzspannung gegeben, die sich aus einem in z. B. einer Bandgap erzeugten hochgenauen Konstantstrom ableitet. Mit Hilfe des externen Widerstands 26 wird der gewünschte Referenzstrom eingestellt. Im dargestellten Beispiel wird dieser Strom durch den Strom­ spiegel, welcher aus den Transistoren 4, 6, 9, 12, 14, 16, 18, 20, 22 und den Widerständen 5, 7, 10, 11, 13, 15, 17, 19, 21 besteht um den Faktor 3 gespiegelt und steht an der Aus­ gangsklemme 25 für eine nachfolgende CMOS-Schaltungsanordnung zur Verfügung.

Aufgrund der Schaltungsanordnung ist dieser Referenzstrom unabhängig von der Versorgungsspannung. Die Toleranz des externen Widerstands 26 legt die entsprechende Streuung des Referenzstroms fest. Die Temperaturabhängigkeit des Stroms ist minimal, da die entsprechende Biasschaltung in Bipolar­ technologie sehr gut temperaturkompensiert ist.

Die als Diode geschalteten Transistoren 23, und 24 ermögli­ chen ein Abfließen des Referenzstroms nach Masse, wenn der Ausgangsanschluß 25 unbeschaltet ist oder eine nachgeschalte­ te CMOS-Schaltung sich in einem sogenannten Standby-Modus befindet.

Die Anzahl der parallel geschalteten Transistoren im Ein­ gangskreis des Stromspiegels, im dargestellen Beispiel die Transistoren 4 und 6, sowie die Anzahl der Transistoren im Ausgangskreis, im dargestellten Beispiel die sechs Transisto­ ren 12, 14, 16, 18, 20, 22 kann beliebig gewählt werden und wird durch die Höhe des gewünschten Ausgangsstroms festge­ legt.

Claims (2)

1. Integrierte Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Refe­ renzstroms in Bipolartechnologie mit

• - einem ersten Transistor (8) vom ersten Leitungstyp, dessen Steueranschluß mit einer Referenzspannung beaufschlagt wird und dessen Laststrecke über einen extern anschließbaren Widerstand (26) mit einem Bezugspotential verbindbar ist, und
• - einer Stromspiegelanordnung (4 . . 22), die eingangsseitig zwischen Laststrecke des ersten Transistors (8) und einem Versor­ gungsspannungsanschluß (2) geschaltet ist und an deren Aus­ gang (25) der Referenzstrom abgreifbar ist,
  dadurch gekennzeichnet, daß der Stromspiegel
• - n Transistoren (n1) vom anderen Leitungstyp enthält, deren Laststrecken einerseits mit der Laststrecke des ersten Transistors (8) und dem Steueranschluß eines zweiten Tran­ sistors (9) vom anderen Leitungstyp gekoppelt sind und an­ dererseits über jeweils einen Widerstand (5, 7) mit dem Versorgungsspannungsanschluß (2) verbunden sind, sowie
• - m Transistoren (12, 14, 18, 20, 22) mit m1 vom anderen Leitungstyp, deren Laststrecken einerseits miteinander und mit dem Ausgang (25) verbunden sind, und anderer­ seits über jeweils einen Widerstand (11 13, 15, 17, 19, 21) mit dem Versorgungsspannungsanschluß (2) verbunden sind, wobei die Steueranschlüsse der n und m Transistoren (4, 6, 12, 14, 16, 18, 20, 22) miteinander und über einen weiteren Wider­ stand (10) mit dem Versorgungsspannungsanschluß (2) sowie über die Laststrecke des zweiten Transistors (9) mit dem Bezugs­ potential verbunden sind, und
• - daß zwei Dioden (23, 24) vorgesehen sind, die zwischen Ausgang und Bezugspotential in Flußrichtung geschaltet sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzspannung durch eine Bandgap erzeugt wird.