DE69410662T2

DE69410662T2 - Referenzstromsgeneratorschaltung

Info

Publication number: DE69410662T2
Application number: DE69410662T
Authority: DE
Inventors: Gee Heng Singapore 1954 Loh; Solomon Keng Long Singapore 2276 Ng
Original assignee: SGS Thomson Microelectronics Pte Ltd
Current assignee: STMicroelectronics Pte Ltd
Priority date: 1993-03-11
Filing date: 1994-03-09
Publication date: 1999-03-18
Anticipated expiration: 2014-03-10
Also published as: GB9304954D0; EP0615182B1; EP0615182A2; DE69410662D1; US5563503A; EP0615182A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine einen Referenzstrom erzeugende Schaltungsanordnung, die in der Lage ist, angepaßte Stromquellen- und Stromsenkenreferenzströme zur Verfügung zu stellen.
Stromerzeugende Schaltungsanordnungen sind in der Technik bestens bekannt und bestehen in ihrer einfachsten Form aus einem Paar angepaßter Stromspiegeltransistoren, von denen jeder einen steuerbaren Pfad und einen Steuerknoten zum Steuern der Leitfähigkeit des steuerbaren Pfades aufweist. In Bipolartechnologie ist der Steuerknoten die Basis und der steuerbare Pfad geht vom Kollektor zum Emitter. In MOS-Technologie ist der Steuerknoten das Gate und der steuerbare Pfad ist der Source/Drain-Kanal. Die vorliegende Erfindung befaßt sich im wesentlichen, aber nicht ausschließlich, mit Bipolartechnologie. Bei einem der Transistoren ist ein stromeinstellender Widerstand an dessen steuerbaren Pfad angeschlossen und der Steuerknoten ist an den Steuerknoten eines Transistors und auch an dessen eigenen steuerbaren Pfad angeschlossen. Wenn ein Strom durch den stromeinstellenden Widerstand fließt, wird derselbe Stromfluß in dem steuerbaren Pfad des anderen Transistors hervorgerufen und kann dazu verwendet werden, einen geeigneten Ausgangstransistor anzusteuern, um einen Quellenreferenzstrom zu erzeugen, der zu diesem Strom über das Flächenverhältnis des Ausgangstransistors und der Stromspiegeltransistoren in Beziehung steht. Ein anderes Paar angepaßter Stromspiegeltransistoren ist in Reihe zu dem ersten Paar zwischen einer Versorgungsspannung und Masse angeschlossen und steuert einen Ausgangstransistor an, um einen Senkenreferenzstrom zu erzeugen. Unter praktischen Gesichtspunkten weist dieser einfache Stromspiegel viele Beschränkungen auf. Eine von diesen ist, das dessen Impedanz zu gering ist, um als perfekte Stromquelle oder -senke zu wirken, wenn er an andere Schaltungsanordnungen angeschlossen ist. Um diese Im pedanz zu erhöhen, ist es üblich, ein Paar angepaßter Kaskode-Transistoren einzufügen, die jeweils mit jedem Stromspiegeltransistor für jede der Quellen- und Senkenstrom erzeugenden Teile verbunden sind.
Fig. 1 zeigt eine einen Quellen-/Senkenstrom erzeugende Schaltungsanodnung dieses Typs. Die Schaltungsanordnung weist eine erste Stromspiegelschaltungsanordnung zum Erzeugen eines Quellenstroms und eine zweite Stromspiegelschaltungsanordnung zum Erzeugen eines Senkenstroms auf. Die erste Stromspiegelschaltungsanordnung weist eine erste Gruppe angepaßter pnp- Bipolartransistoren Q1, Q2 auf. Bei diesen Transistoren sind die Emitter mit einer Versorgungsspannung Vdd verbunden und deren Basen sind miteinander verbunden. Wie in herkömmlicher Weise bei Stromspiegeln ist die Basis des zweiten Transistors Q2 mit dessen Kollektor verbunden. Eine zweite Gruppe gleichartig verbundener Transistoren Q3, Q4 ist in Kaskode mit der ersten Gruppe verbunden. Eine zweite Stromspiegelschaltungsanordnung weist eine dritte Gruppe angepaßter npn- Transistoren Q5, Q6 auf, die nach Art eines Stromspiegels verbunden sind. Die Kollektoren dieser Transistoren Q5, Q6 sind mit den Emittern der Transistoren Q3 bzw. Q4 verbunden. Die zweite Stromspiegelschaltungsanordnung weist auch eine vierte Gruppe Transistoren Q7, Q8 auf, die in Kaskode mit der dritten Gruppe Q5, Q6 verbunden sind. Es gibt eine Gruppe von Ausgangstransistoren Q9, Q10, die mit der ersten Stromspiegelschaltungsanordnung verbunden sind und eine Gruppe von Ausgangstransistoren Q11, Q12, die mit der zweiten Stromspiegelschaltungsanordnung verbunden sind. Wie bekannt ist, steht der Kollektorstrom Isource durch die Ausgangstransistoren Q9, Q10 mit dem Kollektorstrom durch die Transistoren Q2 und Q4 in Beziehung. Genauso steht der Strom Isink durch die Ausgangstransistoren Q11, Q12 mit dem Kollektorstrom durch die Transistoren Q6, Q8 in Beziehung. Dieser Kollektorstrom wird eingestellt durch einen stromeinstellenden Widerstand R, der mit dem Emitter des Transistors Q8 verbunden ist. Die Senken- und Quellenströme Isink, Isource stehen daher beide mit dem Kollektorstrom, der durch den Widerstand R eingestellt wird, in Beziehung. Daher sind, unter der Annahme, daß die Abmessungen der Stromspiegeltransistoren in der ersten und zweiten Stromspiegelschaltungsanordnung im wesentlichen dieselben sind, die Senken- und Quellenströme im wesentlichen angepaßt.
Die Schaltungsanordnung von Fig. 1 ist dennoch in mancher Hinsicht unzufriedenstellend. Insbesondere, wenn ein bestimmter Herstellungsprozeß wesentliche Prozeßschwankungen besitzt, die die Transistoren beinflussen, werden die Ströme Isink und Isource nicht länger gut angepaßt sein. Dies ist zum einen aufgrund der Tatsache, daß Prozeßschwankungen Transistoren vom pnp-Typ in unterschiedlicher Weise wie npn- Transistoren beeinflussen und daher den stromsenkenerzeugenden Teil der Schaltungsanordnung in unterschiedlicher Weise wie den stromquellenerzeugenden Teil der Schaltungsanordnung beeinflussen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine stromerzeugende Schaltungsanordnung zur Verfügung zu stellen, bei der die Quellen- und Senkenströme trotz Prozeßschwankungen im wesentlichen angepaßt bleiben.
Eine übliche Verwendung von stromerzeugenden Schaltungsanordnungen des in Fig. 1 dargestellten Typs ist es, mehrere Stromsenken und/oder -quellen zur Verfügung zu stellen. Um dies zu erreichen, sind getrennte Gruppen von Transistoren, entsprechend zu Q9, Q10 für die Stromquelle und Q11, Q12 für die Stromsenke, parallel miteinander verbunden, um getrennte stromerzeugende Anordnungen zur Verfügung zu stellen. Nimmt man den stromsenkenerzeugenden Teil der Schaltungsanordnung als Beispiel, zieht man nGruppen von Transistoren, die parallel zu Q11, Q12 verbunden sind, in Betracht, von denen jeder dieselbe Dimensionierung wie Q11, Q12 besitzt. Der Basisstrom, der erforderlich ist, um die Ausgangstransistoren anzusteuern, ist nIb, wobei Ib der Basisstrom ist, der der Basis jedes der Transistoren Q11, Q12 zur Verfügung steht. Dieser Basisstrom ist von dem Kollektorstrom von Q5 bzw. Q8 abgeleitet. Für eine einzelne Gruppe von Ausgangstransistoren wird die Annahme getroffen, daß der Basisstrom verglichen mit dem Kollektorstrom sehr klein ist und so den Betrieb der Stromspiegelschaltungsanordnungen nicht wesentlich beeinflußt. Dennoch, wenn eine wesentliche Anzahl von zusätzlichen Gruppen von Transistoren verbunden sind, um eine Vielzahl von Stromsenken zu versorgen, steigt die Menge des Basisstromes, der zur Verfügung gestellt werden muß, in so einem Maß an, daß er die Kollektorströme in den Stromspiegelschaltungsanordnungen und so die Referenzströme beeinflußt und auch die Anpassung der Senken- und Quellenströme beeinflußt. Die Fähigkeit, diese Gruppen von Transistoren anzusteuern, ohne daß der Referenzstrom entgegengesetzt beeinflußt wird, wird als Verzweigungsfähigkeit (fan-out capability) der Schaltungsanordnung bezeichnet.
Fig. 1 zeigt die Stärke der Ströme, die in jedem Zweig der Schaltungsanordnung fließen, wobei n die Anzahl der Gruppen von Ausgangstransistoren ist, Ibp der Basisstrom für einen Transistor vom p-Typ ist und Ibn der Basisstrom für einen Transistor vom n-Typ ist. Daher ist
Isource = n [I - (2n + 5) Ibp + nIbn]
Isink = n [I - (2n + 5) Ibp - 2Ibn]
Somit ist der Fehlanpassungsstrom Imismatch = Isource - Isink = n [nIbn + 2Ibn] = n (n + 2) Ibn
und daher von beidem, n und Ibn, abhängig. Damit wird bei der Schaltungsanordnung von Fig. 1 immer ein Fehlanpassungsstrom vorhanden sein und dieser wird zunehmen, wenn n zunimmt.
Die vorliegende Erfindung will eine Schaltungsanordnung zur Verfügung stellen, welche diese Probleme beseitigt. Weiterhin will die vorliegende Erfindung eine Schaltungsanordnung zur Verfügung stellen, welche ein hohes Gleichspannungs-, Spannungsversorungsunterdrückungsverhältnis (DC power supply re jection ratio = DC PSRR) besitzt und mit einer geringen Versorgungsspannung (bis hinunter zu 1.4 V) arbeiten kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine einen Quellen-/Senkenstrom erzeugende Schaltungsanordnung zur Verfügung gestellt, die aufweist:
ein erste Gruppe angepaßter Transistoren eines ersten Typs, die als erster Stromspiegel verbunden sind, um einen Stromquellenausgangstransistor anzusteuern;
eine zweite Gruppe angepaßter Transistoren des entgegengesetzten Typs, die als zweiter Stromspiegel verbunden sind, um einen Stromsenkenausgangstransistor anzusteuern, wobei die erste und zweite Gruppe zwischen ersten und zweiten Bezugsspannungen in Reihe geschaltet sind;
eine stromeinstellende Last, die mit einem der ersten und zweiten Stromspiegel verbunden ist, zum Einstellen der Stärke von Quellen- und Senkenströmen, die von den jeweiligen Stromquellen- und Stromsenkenausgangstransistoren ausgegeben werden; und
einen eine Vorspannung erzeugenden Transistor, der aufweist:
einen Steuerknoten, der mit einem dem ersten und zweiten Stromspiegel gemeinsamen steuerbaren Pfad verbunden ist, und einen steuerbaren Pfad, der zwischen dem ersten und zweiten Stromspiegel verbunden ist.
Vorzugsweise weist der erste Stromspiegel eine dritte Gruppe angepaßter Transistoren von dem einen Typ auf, die in Kaskode mit der ersten Gruppe verbunden sind.
Vorzugsweise weist der zweite Stromspiegel eine vierte Gruppe angepaßter Transistoren des entgegengesetzten Typ auf, die in Kaskode mit der zweiten Gruppe von Transistoren verbunden sind.
Bei der beschriebenen Ausführungsform weist die erste Stromspiegelschaltungsanordnung eine erste Gruppe bipolarer pnp- Transistoren auf, bei denen die Emitter mit einer Versorgungsspannung verbunden sind und deren Basen miteinander verbunden sind. Die Basis von einem der Transistoren ist mit dessen Kollektor verbunden. Die Kollektoren der ersten Gruppe von Transistoren sind mit den Emittern der dritten Gruppe von Transistoren verbunden, welche ebenso bipolare pnp- Transistoren sind. Bei der dritten Gruppe von Transistoren sind die Basen miteinander verbunden. Die Kollektoren der dritten Gruppe von Transistoren sind mit den Kollektoren der vierten Gruppe von Transistoren verbunden, welche bipolare npn-Transistoren sind. Die Basen der Transistoren in der vierten Gruppe sind miteinander verbunden und die Basis von einem der Transistoren ist mit dessen Kollektor verbunden. Die zweite Gruppe von Transistoren sind ebenso bipolare npn- Transistoren, bei denen die Basen miteinander verbunden sind. Die Basis von einem Transistor der zweiten Gruppe von Transistoren ist mit dessen Kollektor verbunden. Die Kollektoren der zweiten Gruppe von Transistoren sind mit den Emittern der vierten Gruppe verbunden, um eine Kaskodeanordnung zu bilden. Die Emitter der zweiten Gruppe sind mit Masse verbunden, der Emitter eines der Transistoren der zweiten Gruppe ist über die stromeinstellende Last mit Masse verbunden. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die stromeinstellende Last ein Widerstand. Bei dieser Anordnung weist der die Vorspannung erzeugende Transistor einen bipolaren npn-Transistor auf, dessen Kollektor mit den Basen der Transistoren der dritten Gruppe verbunden ist und dessen Emitter mit den Basen der Transistoren der zweiten Gruppe verbunden ist. Die Basis des die Vorspannung erzeugenden Transistors ist mit der Kollektorverbindung zwischen der dritten und vierten Gruppe von Transistoren verbunden.
Es versteht sich, daß die hier verwendete Bezeichnung "angepaßte Transistoren" Transistoren bezeichnet, deren Kollektorströme unter denselben Bedingungen im wesentlichen dieselben sind.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und um zu zeigen, wie diese ausgeführt werden kann, wird im folgenden anhand von Beispielen auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, bei welchen:
Fig. 1 ein Schaltbild einer eine Quelle/Senke erzeugenden Schaltungsanordnung in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik ist;
Fig. 2 ein Schaltbild einer einen Quellen-/Senkenstrom erzeugenden Schaltungsanordnung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 3 das Schaltbild von Fig. 2 ist, das beschriftet ist, um die Ströme in den unterschiedlichen Zweigen zu zeigen;
Fig. 3a ein Schaltbild ist, das eine Vielzahl von Ausgangsgruppen zeigt;
Fig. 4 eine Kurve eines Quellen-/Senkenstroms über der Versorgungsspannung für eine Schaltungsanordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 5 eine Kurve eines Quellen-/Senkenstroms über der Versorgungsspannung für eine Schaltungsanordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist, die n = 10 Gruppen von Ausgangstransistoren besitzt;
Fig. 6 eine Kurve eines Quellen-/Senkenstroms über der Versorgungsspannung für eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist, bei der Prozeßschwankungen bei der Herstellung zu schwachen npn-Transistoren und starken pnp-Transistoren geführt haben;
Fig. 7 eine Kurve eines Quellen-/Senkenstroms über der Versorgungsspannung für die Schaltungsanordnung nach dem Stand der Technik von Fig. 1 ist; und
Fig. 8 eine Kurve eines Quellen-/Senkenstroms über der Versorgungsspannung für die Schaltungsanordnung nach dem Stand der Technik von Fig. 1 ist, wenn sie mit n = 10 Gruppen von Ausgangstransistoren verbunden ist.
Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Soweit diese Schaltungsanordnung mit der in Fig. 1 gezeigten übereinstimmt, bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Transistoren. Die Schaltungsanordnung von Fig. 2 weist einen zusätzlichen npn-Transistor, Q13, auf, dessen Basis mit dem Kollektor von Q5, dessen Kollektor mit den Basen der Transistoren Q3, Q4 und dessen Emitter mit den Basen der Transistoren Q7, Q8 verbunden ist. Die Basis des Transistors Q5 ist nicht mehr weiterhin mit dessen Kollektor verbunden. Statt dessen ist die Basis des Transistors Q6 mit dem Kollektor des Transistors Q6 verbunden. In übriger Hinsicht ist diese Schaltungsanordnung die gleiche wie die in Fig. 1 beschriebene. Fig. 2 zeigt auch eine geeignete Start-Schaltungsanordnung, welche durch die gestrichelte Linie 1Q gekennzeichnet ist. Die Start-Schaltungsanordnung besitzt einen pnp-Transistor Q16, dessen Basis mit den Basen der Transistoren Q1 und Q2, dessen Emitter mit der Versorgungsspannung Vdd und dessen Kollektor mit der Basis eines weiteren npn-Transistors Q14 verbunden ist. Der Emitter des Transistors Q14 ist mit Masse und dessen Kollektor über einen Widerstand R2 mit der Versorgungsspannung Vdd verbunden. Bei einem weiteren als Diode verschalteten Transistor Q15, ist die Basis zwischen dem Kollektor des Transistors Q14 und dem Widerstand R2 angeschlossen und der Emitter ist mit der Basis des zusätzlichen Transistors Q13 verbunden. Die Start-Schaltungsanordnung ist lediglich aus Gründen der Vollständigkeit beschrieben. Andere Start- Schaltungsanordnungen können mit der Schaltungsanordnung der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Eine Kapazität C kann bei der Schaltungsanordnung zwischen die Basis des Transistors Q13 und die Basis des Transistor Q15 zur Frequenzstabilität angeschlossen werden.
Der Transistor Q13 besitzt einige wichtige Wirkungen. Durch Halten der Kollektorspannung des Transistors Q3 auf einem Wert, welcher fest über Masse (VbeQ7 + VbeQ13) liegt, wird der sogenannte "Early-Effekt" eliminiert, was die Quellen- und Senkenströme, die durch die Schaltungsanordnung erzeugt werden, abhängig von der Versorungsspannung beläßt. Dies verbessert das Gleichspannungs-Spannungsversorgungsunterdrückungsverhältnis der Schaltungsanordnung beträchtlich. Der "Early-Effekt" und dessen Eliminierung ist ausführlicher in unserer früheren UK-Patentanmeldung No. 9223338.6 beschrieben, die äquivalent zu EP-A-0596653 ist.
Der zusätzliche Transistor Q13 hat weiterhin die überraschende Wirkung, daß, wenn die Quellen- und Senkenströme durch Analysieren der Stromflüsse durch die Schaltungsanordnung berechnet werden, sich die Formeln für die Quellen- und Senkenströme wie folgt ergeben:
Isource = n * (I - (2n + 5) * Ibp + 2(n + 1) * Ibn)
Isink = n * (I - (2n + 5) * Ibp + 2(n + 1) * Ibn),
wobei I der Referenzstrom ist. Somit ist Imismatch = Isource - Isink = 0.
Die Ströme, die in jeden Zweig der Schaltungsanordnung fließen, sind in Fig. 3 dargestellt. Diese werden in jedem Punkt durch die Anwendung der Kirchoffschen Regeln und die normalen Gleichungen für npn- und pnp-Transistoren hergeleitet.
Die Herleitung des Stromes in jedem Teil der Schaltungsanordnung wird hier nicht weiter fortgeführt, da dies innerhalb des Kenntnisbereiches eines Fachmanns liegt.
In den obigen Gleichungen ist n das Flächenverhältnis zwischen den Transistoren Q12 und Q7 und zwischen den Transistoren Q10 ud Q3. Da dieselbe Formel für Isource und Isink Anwendung findet, ist die Schaltungsanordnung fast vollständig unempfindlich gegenüber Prozeßschwankungen, auch gegenüber solchen, welche Transistoren vom pnp-Typ unterschiedlich von Transistoren vom npn-Typ beeinflussen. Ibp und Ibn sind die Basisströme von pnp- bzw. npn-Transistoren.
Fig. 4 ist eine Kurve des erzeugten Stroms in Micorampere über der Versorgungsspannung für die Schaltungsanordnung in Fig. 2, wobei n = 1. Folgende Gleichungen können aus Fig. 4 hergeleitet werden:
1. DC PSRR bei 10 uA nominal (n = 1)
= 14.5 nA/V oder 1450 ppm/V
2. bei Vdd = 2.5 V, I = 10 uA, Isink = Isource = 10 uA nominal
PROZENTUALE STROMFEHLANPASSUNG
= (Isource-Isink)/Inom * 100%
= (10.018 uA - 10.013 uA)/10 uA * 100%
= 0.05%
Fig. 5 ist eine ähnliche Kurve für n = 10. Wie oben erläutert, ist n das Flächenverhältnis zwischen Q12 und Q7 und zwischen Q9 und Q1. n kann entweder dadurch erreicht werden, daß die Größe von Q12 n mal der Größe von Q7 gemacht wird, um einen Senkenstrom zur Verfügung zu stellen, der zehnmal den Strom I beträgt, der durch den stromeinstellenden Widerstand R eingestellt wird. Als Alternative könnten n Gruppen von Ausgang stransistoren vorgesehen werden, die parallel zu Q11 und Q12 und Q9 und Q10 verbunden werden, wobei jeder Transistor dieselbe Größe besitzt und gleich zu den Transistoren Q7 und Q3 ist. Dies ist in Fig. 3a gezeigt, wo die stromerzeugende Schaltungsanordnung diagrammartig durch die Blöcke "Stromsenkengenerator" und "Stromquellengenerator" dargestellt ist. In diesem Fall, sollte ein idealer Stromgenerator in der Lage sein, denselben Strom I in jeder Gruppe von Transistoren zu erzeugen, wobei die Anhäufung der Ströme nI n mal dem Strom I ist, der durch den stromeinstellenden Widerstand eingestellt wird. Die folgenden Gleichungen können aus der Kurve von Fig. 5 hergeleitet werden:
1. DC PSRR bei 100 uA nominal (n010)
= 237 nA.V oder 2370 ppm
2. bei Vdd = 2.5 V, I = 10 uA, Isink = Isource = 100 uA nominal
PROZENTUALE STROMFEHLANPASSUNG
= (Isource-Isink)/Inom * 100%
= (99.628 uA - 99.473 uA)/100 uA * 100%
= 0.15%
3. Der Strom nI = 99.628 uA gegenüber einem Nominalwert von 100 uA
Fig. 6 ist eine ähnliche Kurve für die Schaltungsanordnung von Fig. 3, welche schwache npn-Transistoren und starke pnp- Transistoren enthält und für n = 1. Dies kann als ein Ergebnis erheblicher Prozeßschwankungen auftreten. Die folgenden Gleichungen können aus der Kurve von Fig. 6 hergeleitet werden:
1. DC PSRR bei 10 uA nominal
= 8.7 nA/V oder 790 ppm/V
2. bei Vdd = 2.5 V, I = 10 uA, Isink = Isource = 10 uA nominal
PROZENTUALE STROMFEHLANPASSUNG
= (Isource - Isink)/Inom * 100%
= (10.991 uA - 10.985 uA)11 uA * 100%
= 0.05%
Fig. 7 ist eine Kurve des erzeugten Stromes über der Spannung für die Schaltungsanordnung nach dem Stand der Technik von Fig. 1, n = 1, aus der die folgenden Gleichungen hergeleitet werden können:
1. DC PSRR bei 10 uA nominal (n = 1)
= 32.6 nA/V oder 3260 ppm/V
2. bei Vdd - 2.5 V, I = 10 uA, Isink = Isource = 10 uA nominal
PROZENTUALE STROMFEHLANPASSUNG
= (Isource - Isink)/Inom * 100%
= (10.367 uA - 10.024 uA)/10 uA * 100%
= 3.43%
Die Eigenschaften der Schaltungsanordnung von Fig. 3 lassen sich daher bevorzugt mit diesen Gleichungen vergleichen.
Fig. 8 zeigt eine ähnliche Kurve für die Schaltungsanordnung von Fig. 1, wobei n = 10. Die folgenden Ergebnisse können hergeleitet werden:
1. DC PSSR bei 100 uA nominal
= 382.5 nA/V oder 5464 ppm/V
2. bei Vdd = 2.5 V, I = 10 uA, Isink = Isource = 100 uA nominal
PROZENTUALE STROMFEHLANPASSUNG
= (Isource - Isink)/Inom * 100%
= (80.302 uA - 70.760 uA)/75 uA + 100%
= 12.7%
3. nI = 80 uA verglichen mit 100 uA nominal.
Fig. 8 zeigt, daß bei n = 10 die herkömmliche Schaltungsanordnung einen Strompegel von 100 uA nicht erzeugen kann, sondern nur lediglich 70 uA bis 80 uA erzeugen konnte. Sie besitzt weiter eine hohe Fehlanpassung von 12.7%. Bei der Schaltungsanordnung der vorliegenden Erfindung jedoch ist der Quellen- und Senkenstrom praktisch jeweils 100 uA, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Daher besitzt die Schaltungsanordnung eine hohe Verzweigungsfähigkeit.

Claims

1. Eine einen Quellen-/Senkenstrom erzeugende Schaltungsanordnung, die aufweist:

eine erste Gruppe angepaßter Transistoren (Q1, Q2) eines ersten Typs, die als erster Stromspiegel verbunden sind, um einen Stromquellenausgangstransistor (Q9) anzusteuern;

eine zweite Gruppe angepaßter Transistoren (Q7, Q8) des entgegengesetzten Typs, die als zweiter Stromspiegel verbunden sind, um einen Stromsenkenausgangstransistor (Q12) anzusteuern, wobei die erste und zweite Gruppe zwischen ersten und zweiten Bezugsspannungen in Reihe geschaltet sind; und

eine stromeinstellende Last (R), die mit einem der ersten und zweiten Stromspiegel verbunden ist, zum Einstellen der Stärke von Quellen- und Senkenströmen, die von den jeweiligen Stromquellen- und Stromsenkenausgangstransistoren ausgegeben werden; und

einen eine Vorspannung erzeugenden Transistor (Q13), der aufweist: einen Steuerknoten, der mit einem den ersten und zweiten Stromspiegeln gemeinsamen steuerbaren Pfad verbunden ist, und einen steuerbaren Pfad, der zwischen den ersten und zweiten Stromspiegeln verbunden ist.

2. Stromerzeugende Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die stromeinstellende Last (R) ein Widerstand ist.

3. Stromerzeugende Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der erste Stromspiegel eine dritte Gruppe angepaßter Transistoren (Q3, Q4) des ersten Typs aufweist, die mit der ersten Gruppe (Q1, Q2) in Kaskode geschaltet sind.

4. Stromerzeugende Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der der zweite Stromspiegel eine vierte Gruppe angepaßter Transistoren (Q5, Q6) des entgegengesetzten Typs aufweist, die mit der zweiten Gruppe von Transistoren (Q7, Q8) in Kaskode geschaltet sind.

5. Stromerzeugende Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, bei der der die Vorspannung erzeugende Transistor (Q13) einen bipolaren npn-Transistor aufweist, dessen Kollektor an die Basen der Transistoren in der dritten Gruppe (Q3, Q4) angeschlossen ist und dessen Emitter an die Basen der Transistoren in der zweiten Gruppe (Q7, Q8) angeschlossen ist.