JP2000305644A - 電流発生装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電源電圧の変動などの影響を受けにくく、電
源電流の消費の少ない電流発生装置を提供すること。 【解決手段】 電流発生装置を、ベースが共に接続され
た第１トランジスタ１および第２トランジスタ２と、前
記第１トランジスタのエミッタに接続された抵抗４と、
前記第１トランジスタおよび前記第２トランジスタのい
ずれか一方のコレクタにベースが接続された第３トラン
ジスタ３と、前記第３トランジスタのコレクタにエミッ
タが接続された第４トランジスタ３２１と、前記第４ト
ランジスタのコレクタにその入力端が接続された複数の
出力を持つカレントミラー５３０と、前記第３トランジ
スタおよび前記第４トランジスタのベース電流を設定す
るベース電流設定手段とで構成した。
源電流の消費の少ない電流発生装置を提供すること。 【解決手段】 電流発生装置を、ベースが共に接続され
た第１トランジスタ１および第２トランジスタ２と、前
記第１トランジスタのエミッタに接続された抵抗４と、
前記第１トランジスタおよび前記第２トランジスタのい
ずれか一方のコレクタにベースが接続された第３トラン
ジスタ３と、前記第３トランジスタのコレクタにエミッ
タが接続された第４トランジスタ３２１と、前記第４ト
ランジスタのコレクタにその入力端が接続された複数の
出力を持つカレントミラー５３０と、前記第３トランジ
スタおよび前記第４トランジスタのベース電流を設定す
るベース電流設定手段とで構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばバイポーラ
半導体集積回路などに利用する電流発生装置に関するも
のである。
半導体集積回路などに利用する電流発生装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】（技術の背景）近年、半導体集積回路
は、多くの携帯電子機器に用いられるようになった。ほ
とんどの携帯電子機器は、電池を電源にしており、その
端子電圧は、使用とともに低下していく。このような変
動する電源であっても、設定電流が変動しない電流発生
装置を利用することにより、多くの携帯電子機器の性能
が確保されてきた。
は、多くの携帯電子機器に用いられるようになった。ほ
とんどの携帯電子機器は、電池を電源にしており、その
端子電圧は、使用とともに低下していく。このような変
動する電源であっても、設定電流が変動しない電流発生
装置を利用することにより、多くの携帯電子機器の性能
が確保されてきた。
【０００３】（従来の技術）従来、この種の電流発生装
置は、特開昭６０ー１９１５０８号公報に示されるよう
に、第１から第３の同一極性のトランジスタと、これと
逆極性のトランジスタから成るカレントミラーと、抵抗
とを備え、電流設定の基準になる第１、２トランジスタ
のＶｃｅが等しく、かつ、これらのコレクタ電流が等し
くなるように第３トランジスタのベース電流を設定する
ことにより、電源電圧の変動や、トランジスタの電流増
幅率ｈｆｅの温度依存やロット間のバラつきがあって
も、電流値が影響されない電流発生装置を構成してい
た。
置は、特開昭６０ー１９１５０８号公報に示されるよう
に、第１から第３の同一極性のトランジスタと、これと
逆極性のトランジスタから成るカレントミラーと、抵抗
とを備え、電流設定の基準になる第１、２トランジスタ
のＶｃｅが等しく、かつ、これらのコレクタ電流が等し
くなるように第３トランジスタのベース電流を設定する
ことにより、電源電圧の変動や、トランジスタの電流増
幅率ｈｆｅの温度依存やロット間のバラつきがあって
も、電流値が影響されない電流発生装置を構成してい
た。
【０００４】以下、その構成について図３を参照しなが
ら説明する。図３において、１、２、３、８はＮＰＮト
ランジスタで、第１トランジスタ１は等価的に第２トラ
ンジスタ２の大きさのトランジスタをＮ個並列にしたエ
ミッタ面積を持っている。４および３３２は抵抗で、そ
れぞれ第１、第３トランジスタ１、３のエミッタに接続
されている。第３トランジスタ３のコレクタ電流は、Ｐ
ＮＰトランジスタ５３１〜５３５で構成されるカレント
ミラー５３０の入力端に流れ、向きが変えられた第１の
出力であるトランジスタ５３１のコレクタ電流Ｉｃ531
は、ダイオード接続された第１トランジスタ１のコレク
タに、第２の出力であるトランジスタ５３２のコレクタ
電流Ｉｃ532 は、第２トランジスタ２のコレクタに、そ
して第３の出力であるトランジスタ５３５のコレクタ電
流Ｉｃ535 は、負荷となるダイオード接続されたトラン
ジスタ８のコレクタに流れ込む。７は負帰還安定用の位
相補償コンデンサで、３３３は起動に必要な電流を流す
抵抗である。９は電源である。
ら説明する。図３において、１、２、３、８はＮＰＮト
ランジスタで、第１トランジスタ１は等価的に第２トラ
ンジスタ２の大きさのトランジスタをＮ個並列にしたエ
ミッタ面積を持っている。４および３３２は抵抗で、そ
れぞれ第１、第３トランジスタ１、３のエミッタに接続
されている。第３トランジスタ３のコレクタ電流は、Ｐ
ＮＰトランジスタ５３１〜５３５で構成されるカレント
ミラー５３０の入力端に流れ、向きが変えられた第１の
出力であるトランジスタ５３１のコレクタ電流Ｉｃ531
は、ダイオード接続された第１トランジスタ１のコレク
タに、第２の出力であるトランジスタ５３２のコレクタ
電流Ｉｃ532 は、第２トランジスタ２のコレクタに、そ
して第３の出力であるトランジスタ５３５のコレクタ電
流Ｉｃ535 は、負荷となるダイオード接続されたトラン
ジスタ８のコレクタに流れ込む。７は負帰還安定用の位
相補償コンデンサで、３３３は起動に必要な電流を流す
抵抗である。９は電源である。
【０００５】次に、上記従来例の動作について、図４と
ともに説明する。図３において、第２トランジスタ２の
ベース〜エミッタ間電圧Ｖ1 を、第１トランジスタ１の
コレクタ電流Ｉｃ1 、第２トランジスタ２のコレクタ電
流Ｉｃ2 で表わすと、式（１）、式（２）のようにな
る。 Ｖ1 ＝Ｖｔ＊ｌｎ（Ｉｃ1 ／（Ｉｓ＊Ｎ））＋Ｒ4 ＊Ｉｃ1 ..........（１） Ｖ1 ＝Ｖｔ＊ｌｎ（Ｉｃ2 ／Ｉｓ）................................（２） ただし、Ｖｔ＝ｋＴ／ｑ ｋ：ボルツマン定数 ｑ：電子の電荷 Ｔ：絶対温度 Ｉｓ：ＮＰＮトランジスタの逆方向飽和電流 Ｒ4 ：抵抗４の抵抗値
ともに説明する。図３において、第２トランジスタ２の
ベース〜エミッタ間電圧Ｖ1 を、第１トランジスタ１の
コレクタ電流Ｉｃ1 、第２トランジスタ２のコレクタ電
流Ｉｃ2 で表わすと、式（１）、式（２）のようにな
る。 Ｖ1 ＝Ｖｔ＊ｌｎ（Ｉｃ1 ／（Ｉｓ＊Ｎ））＋Ｒ4 ＊Ｉｃ1 ..........（１） Ｖ1 ＝Ｖｔ＊ｌｎ（Ｉｃ2 ／Ｉｓ）................................（２） ただし、Ｖｔ＝ｋＴ／ｑ ｋ：ボルツマン定数 ｑ：電子の電荷 Ｔ：絶対温度 Ｉｓ：ＮＰＮトランジスタの逆方向飽和電流 Ｒ4 ：抵抗４の抵抗値
【０００６】図４は、それぞれのコレクタ電流Ｉｃ1 、
Ｉｃ2 を横軸にして変化させたときの、上記の式
（１）、式（２）の各項とそれぞれのＶ1 をプロットし
たものである。図４の点Ｐ、点Ｑは、式（１）、式
（２）の交点で、Ｉｃ1 ＝Ｉｃ2 かつ、共通のＶ1 を持
つ点であり、式（１）、式（２）を連立方程式として解
くと、この座標（コレクタ電流、ベース電位Ｖ1 ）は、
以下のようになる。点Ｐの座標は、（０、０）。点Ｑの
座標は、（Ｖｔ＊ｌｎ（Ｎ）／Ｒ4 、Ｖｔ＊ｌｎ（（Ｖ
ｔ＊ｌｎ（Ｎ）／Ｒ4 ）／Ｉｓ））。
Ｉｃ2 を横軸にして変化させたときの、上記の式
（１）、式（２）の各項とそれぞれのＶ1 をプロットし
たものである。図４の点Ｐ、点Ｑは、式（１）、式
（２）の交点で、Ｉｃ1 ＝Ｉｃ2 かつ、共通のＶ1 を持
つ点であり、式（１）、式（２）を連立方程式として解
くと、この座標（コレクタ電流、ベース電位Ｖ1 ）は、
以下のようになる。点Ｐの座標は、（０、０）。点Ｑの
座標は、（Ｖｔ＊ｌｎ（Ｎ）／Ｒ4 、Ｖｔ＊ｌｎ（（Ｖ
ｔ＊ｌｎ（Ｎ）／Ｒ4 ）／Ｉｓ））。
【０００７】従って，図４からＶ1 の大きさが点Ｐ〜点
Ｑの範囲内ではＩｃ1 ＞Ｉｃ2 であり、点Ｑより大きい
領域では、Ｉｃ1 ＜Ｉｃ2 となることが分かる。
Ｑの範囲内ではＩｃ1 ＞Ｉｃ2 であり、点Ｑより大きい
領域では、Ｉｃ1 ＜Ｉｃ2 となることが分かる。
【０００８】いま、トランジスタ１、２のベース電流を
無視して考えると、図３の回路構成から、カレントミラ
ー５３０の出力であるトランジスタ５３１のコレクタ電
流Ｉｃ531 は、ダイオード接続されたトランジスタ１の
コレクタ電流Ｉｃ1 となり、カレントミラー５３０の出
力であるトランジスタ５３２のコレクタ電流Ｉｃ
532は、点Ａのノードに流入する。さらに点Ａのノード
には、向きが反対のトランジスタ２のコレクタ電流Ｉｃ
2 が流れ込むので、点Ａに流入する電流の大きさは、
（Ｉｃ1 −Ｉｃ2 ）となる。
無視して考えると、図３の回路構成から、カレントミラ
ー５３０の出力であるトランジスタ５３１のコレクタ電
流Ｉｃ531 は、ダイオード接続されたトランジスタ１の
コレクタ電流Ｉｃ1 となり、カレントミラー５３０の出
力であるトランジスタ５３２のコレクタ電流Ｉｃ
532は、点Ａのノードに流入する。さらに点Ａのノード
には、向きが反対のトランジスタ２のコレクタ電流Ｉｃ
2 が流れ込むので、点Ａに流入する電流の大きさは、
（Ｉｃ1 −Ｉｃ2 ）となる。
【０００９】また、Ｖ1 の大きさが点Ｐ〜点Ｑの範囲で
は、トランジスタ１、２のコレクタ電流の関係がＩｃ1
＞Ｉｃ2 であり、点Ａに流入する電流は正の値で、点Ａ
に接続されたトランジスタ３のベース電流を増加させ、
カレントミラー５３０の入力電流であるコレクタ電流Ｉ
ｃ3 を増加させる。すると、カレントミラー５３０の出
力であるトランジスタ５３１のコレクタ電流Ｉｃ531 が
増加するので、トランジスタ１のコレクタ電流Ｉｃ1 も
増加し、図４から、Ｉｃ1 とＩｃ2 の差が小さくなり、
点Ａに流入する電流が小さくなる。
は、トランジスタ１、２のコレクタ電流の関係がＩｃ1
＞Ｉｃ2 であり、点Ａに流入する電流は正の値で、点Ａ
に接続されたトランジスタ３のベース電流を増加させ、
カレントミラー５３０の入力電流であるコレクタ電流Ｉ
ｃ3 を増加させる。すると、カレントミラー５３０の出
力であるトランジスタ５３１のコレクタ電流Ｉｃ531 が
増加するので、トランジスタ１のコレクタ電流Ｉｃ1 も
増加し、図４から、Ｉｃ1 とＩｃ2 の差が小さくなり、
点Ａに流入する電流が小さくなる。
【００１０】一方、Ｖ1 の大きさが点Ｑより大きい領域
では、トランジスタ１、２のコレクタ電流の関係がＩｃ
1 ＜Ｉｃ2 であり、点Ａに流入する電流は負の値で、点
Ａに接続されたトランジスタ３のベース電流を減少さ
せ、カレントミラー５３０の入力電流であるコレクタ電
流Ｉｃ3 を減少させる。すると、カレントミラー５３０
の出力であるトランジスタ５３１のコレクタ電流Ｉｃ
531 が減少するので、トランジスタ１のコレクタ電流Ｉ
ｃ1 も減少し、図４からＩｃ1 とＩｃ2 の差が小さくな
り、点Ａに流入する電流が小さくなる。
では、トランジスタ１、２のコレクタ電流の関係がＩｃ
1 ＜Ｉｃ2 であり、点Ａに流入する電流は負の値で、点
Ａに接続されたトランジスタ３のベース電流を減少さ
せ、カレントミラー５３０の入力電流であるコレクタ電
流Ｉｃ3 を減少させる。すると、カレントミラー５３０
の出力であるトランジスタ５３１のコレクタ電流Ｉｃ
531 が減少するので、トランジスタ１のコレクタ電流Ｉ
ｃ1 も減少し、図４からＩｃ1 とＩｃ2 の差が小さくな
り、点Ａに流入する電流が小さくなる。
【００１１】これらの動作の結果、図３の回路は点Ｑで
安定する。この動作点における出力電流、例えばカレン
トミラー５３０の一つの出力であるトランジスタ５３５
のコレクタ電流Ｉｃ535 は、式（３）で表わされる。 Ｉｃ535 ＝Ｖｔ＊ｌｎ（Ｎ）／Ｒ4 ............... （３） ところが、図４からもう一つの安定点である点Ｐがある
ことが分かる。抵抗３３３は、トランジスタ３のコレク
タ電流が０であっても、トランジスタ１、２のコレクタ
電流Ｉｃ1 、Ｉｃ2 が０にならないように設けてあり、
点Ｐで動作が安定しないようにしている。
安定する。この動作点における出力電流、例えばカレン
トミラー５３０の一つの出力であるトランジスタ５３５
のコレクタ電流Ｉｃ535 は、式（３）で表わされる。 Ｉｃ535 ＝Ｖｔ＊ｌｎ（Ｎ）／Ｒ4 ............... （３） ところが、図４からもう一つの安定点である点Ｐがある
ことが分かる。抵抗３３３は、トランジスタ３のコレク
タ電流が０であっても、トランジスタ１、２のコレクタ
電流Ｉｃ1 、Ｉｃ2 が０にならないように設けてあり、
点Ｐで動作が安定しないようにしている。
【００１２】以上は、各トランジスタのｈｆｅが大き
く、それぞれのベース電流が無視できるものとして説明
してきた。しかし、ベース電流は、温度依存性やロット
間のバラつきが大きく、装置出力の精度を大きく悪化さ
せるため、トランジスタ３のコレクタ電流Ｉｃ3 を、ト
ランジスタ１、２のコレクタ電流の和の大きさになるよ
うに設定している。すなわち、カレントミラー５３０の
トランジスタ５３１のコレクタ電流Ｉｃ531 から除かれ
るトランジスタ１とトランジスタ２のベース電流と同じ
大きさの電流を、カレントミラー５３０のもう一方のト
ランジスタ５３２のコレクタ電流Ｉｃ532 からも除くよ
うにする。これはカレントミラー５３０の入力電流を出
力電流の２倍に設定することにより、トランジスタ３の
ベース電流をトランジスタ１または２のベース電流の２
倍にできる。結果として、トランジスタ１、２のコレク
タ電流Ｉｃ1 、Ｉｃ2 は、同じ大きさになる。
く、それぞれのベース電流が無視できるものとして説明
してきた。しかし、ベース電流は、温度依存性やロット
間のバラつきが大きく、装置出力の精度を大きく悪化さ
せるため、トランジスタ３のコレクタ電流Ｉｃ3 を、ト
ランジスタ１、２のコレクタ電流の和の大きさになるよ
うに設定している。すなわち、カレントミラー５３０の
トランジスタ５３１のコレクタ電流Ｉｃ531 から除かれ
るトランジスタ１とトランジスタ２のベース電流と同じ
大きさの電流を、カレントミラー５３０のもう一方のト
ランジスタ５３２のコレクタ電流Ｉｃ532 からも除くよ
うにする。これはカレントミラー５３０の入力電流を出
力電流の２倍に設定することにより、トランジスタ３の
ベース電流をトランジスタ１または２のベース電流の２
倍にできる。結果として、トランジスタ１、２のコレク
タ電流Ｉｃ1 、Ｉｃ2 は、同じ大きさになる。
【００１３】また回路構成上、トランジスタ１、２のコ
レクタ〜エミッタ間電圧は、電源電圧に関係なく同じ大
きさになるので、電源電圧が変化した際のアーリー効果
（ｈｆｅがＶｃｅ電圧に依存する）を相殺することがで
き、出力電流は電源電圧変動に影響を受けにくくなる。
レクタ〜エミッタ間電圧は、電源電圧に関係なく同じ大
きさになるので、電源電圧が変化した際のアーリー効果
（ｈｆｅがＶｃｅ電圧に依存する）を相殺することがで
き、出力電流は電源電圧変動に影響を受けにくくなる。
【００１４】このように、上記従来の電流発生装置で
も、電源電圧の変動や、トランジスタのｈｆｅの温度依
存やロット間のバラつきなどの影響を受けにくくするこ
とができる。
も、電源電圧の変動や、トランジスタのｈｆｅの温度依
存やロット間のバラつきなどの影響を受けにくくするこ
とができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】（従来例の問題点）し
かしながら、上記従来の電流発生装置では、この装置に
用いられている第３のトランジスタには、ベースを電流
補償するのため、２倍のコレクタ電流が必要であり、設
定電流が大きくなると、消費電流が増加し、携帯電子機
器に利用した場合、電池などの寿命を短くしてしまうと
いう問題点があった。
かしながら、上記従来の電流発生装置では、この装置に
用いられている第３のトランジスタには、ベースを電流
補償するのため、２倍のコレクタ電流が必要であり、設
定電流が大きくなると、消費電流が増加し、携帯電子機
器に利用した場合、電池などの寿命を短くしてしまうと
いう問題点があった。
【００１６】（発明の目的）本発明の目的は、上記問題
点を解決するもので、電源電圧の変動や、トランジスタ
のｈｆｅの温度依存やロット間のバラつきなどの影響を
受けにくく、しかも電源電流の消費の少ない電流発生装
置を提供することである。
点を解決するもので、電源電圧の変動や、トランジスタ
のｈｆｅの温度依存やロット間のバラつきなどの影響を
受けにくく、しかも電源電流の消費の少ない電流発生装
置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】（発明の構成）本発明の
構成は、上記目的を達成するために、ベースが共に接続
された第１トランジスタおよび第２トランジスタと、前
記第１トランジスタのエミッタに接続された抵抗と、前
記第１トランジスタおよび前記第２トランジスタのいず
れか一方のコレクタにベースが接続された第３トランジ
スタと、前記第３トランジスタのコレクタにエミッタが
接続された第４トランジスタと、前記第４トランジスタ
のコレクタにその入力端が接続された複数の出力を持つ
カレントミラーと、前記第３トランジスタおよび前記第
４トランジスタのベース電流を設定するベース電流設定
手段とを備えたものである。
構成は、上記目的を達成するために、ベースが共に接続
された第１トランジスタおよび第２トランジスタと、前
記第１トランジスタのエミッタに接続された抵抗と、前
記第１トランジスタおよび前記第２トランジスタのいず
れか一方のコレクタにベースが接続された第３トランジ
スタと、前記第３トランジスタのコレクタにエミッタが
接続された第４トランジスタと、前記第４トランジスタ
のコレクタにその入力端が接続された複数の出力を持つ
カレントミラーと、前記第３トランジスタおよび前記第
４トランジスタのベース電流を設定するベース電流設定
手段とを備えたものである。
【００１８】
【作用】従って、本発明の構成によれば、第１トランジ
スタのコレクタ電流と第２トランジスタのコレクタ電流
を同一にするように第３トランジスタのベース電流およ
び第４トランジスタのベース電流を設定することができ
るため、電源電圧の変動や、トランジスタのｈｆｅの温
度依存やロット間のバラつきなどの影響を受けにくい特
性を、より少ない電流で駆動できる効果を有する。
スタのコレクタ電流と第２トランジスタのコレクタ電流
を同一にするように第３トランジスタのベース電流およ
び第４トランジスタのベース電流を設定することができ
るため、電源電圧の変動や、トランジスタのｈｆｅの温
度依存やロット間のバラつきなどの影響を受けにくい特
性を、より少ない電流で駆動できる効果を有する。
【００１９】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて詳細に説明する。なお、説明の使宣上、従来例の
説明に用いた符号を同様な要素に対して用いてある。
ついて詳細に説明する。なお、説明の使宣上、従来例の
説明に用いた符号を同様な要素に対して用いてある。
【００２０】（本発明の実施例の構成）図１は本発明に
おける実施例の構成を示すものであり、特に従来例のＰ
ＮＰトランジスタ、ＮＰＮトランジスタの両方を使用す
る構成で、かつ駆動用の第３トランジスタの電流を１／
２にした例である。図１において、１、２、３、１２
１、２２１、３２１、８、８２１はＮＰＮトランジスタ
で、第１トランジスタ１は等価的に第２トランジスタ２
の大きさのトランジスタをＮ個並列にしたエミッタ面積
（図１ではＮ＝２）を持ち、トランジスタ１２１、２２
１はレベルシフト用でダイオード接続されており、第４
トランジスタ３２１は第３トランジスタ３のコレクタ電
流をエミッタで受け取るカスケード接続されている。４
は抵抗で、第１トランジスタ１のエミッタに接続されて
いる。第４トランジスタ３２１のコレクタ電流は、ＰＮ
Ｐトランジスタ５３１、５３２、５３４、５３５で構成
されるカレントミラー５３０の入力端に流れ、向きが変
えられた第１の出力であるトランジスタ５３１のコレク
タ電流Ｉｃ531 は、ダイオード接続された第１トランジ
スタ１のコレクタに、第２の出力であるトランジスタ５
３２のコレクタ電流Ｉｃ 532 は、トランジスタ２のコレ
クタに、そして第３の出力であるトランジスタ５３５の
コレクタ電流Ｉｃ535 は、負荷となるダイオード接続さ
れたトランジスタ８２１のコレクタに流れ込む。７は負
帰還安定用の位相補償コンデンサで、３３３は起動に必
要な電流を流す抵抗である。９は電源である。
おける実施例の構成を示すものであり、特に従来例のＰ
ＮＰトランジスタ、ＮＰＮトランジスタの両方を使用す
る構成で、かつ駆動用の第３トランジスタの電流を１／
２にした例である。図１において、１、２、３、１２
１、２２１、３２１、８、８２１はＮＰＮトランジスタ
で、第１トランジスタ１は等価的に第２トランジスタ２
の大きさのトランジスタをＮ個並列にしたエミッタ面積
（図１ではＮ＝２）を持ち、トランジスタ１２１、２２
１はレベルシフト用でダイオード接続されており、第４
トランジスタ３２１は第３トランジスタ３のコレクタ電
流をエミッタで受け取るカスケード接続されている。４
は抵抗で、第１トランジスタ１のエミッタに接続されて
いる。第４トランジスタ３２１のコレクタ電流は、ＰＮ
Ｐトランジスタ５３１、５３２、５３４、５３５で構成
されるカレントミラー５３０の入力端に流れ、向きが変
えられた第１の出力であるトランジスタ５３１のコレク
タ電流Ｉｃ531 は、ダイオード接続された第１トランジ
スタ１のコレクタに、第２の出力であるトランジスタ５
３２のコレクタ電流Ｉｃ 532 は、トランジスタ２のコレ
クタに、そして第３の出力であるトランジスタ５３５の
コレクタ電流Ｉｃ535 は、負荷となるダイオード接続さ
れたトランジスタ８２１のコレクタに流れ込む。７は負
帰還安定用の位相補償コンデンサで、３３３は起動に必
要な電流を流す抵抗である。９は電源である。
【００２１】さて、本実施例の図１を従来例の図３比べ
ると、カレントミラー５３０の２個並列のトランジスタ
５３３、５３４が１個のトランジスタ５３４になり、ま
た第１、第２トランジスタ１、２のコレクタにＶｂｅレ
ベルシフトトランジスタ１２１、２２１および第３トラ
ンジスタ３のコレクタにカスケードトランジスタ３２１
が追加になり、起動用の抵抗の接続が、トランジスタ３
のコレクタからトランジスタ３２１のコレクタに変わっ
ている。
ると、カレントミラー５３０の２個並列のトランジスタ
５３３、５３４が１個のトランジスタ５３４になり、ま
た第１、第２トランジスタ１、２のコレクタにＶｂｅレ
ベルシフトトランジスタ１２１、２２１および第３トラ
ンジスタ３のコレクタにカスケードトランジスタ３２１
が追加になり、起動用の抵抗の接続が、トランジスタ３
のコレクタからトランジスタ３２１のコレクタに変わっ
ている。
【００２２】（本発明の実施例の動作）次に、本実施例
の動作について説明する。図１において、第３トランジ
スタ３のコレクタ電流は、そのままカスケード接続の第
４トランジスタ３２１のエミッタ電流になる。一般に利
用できるトランジスタのｈｆｅは通常１００付近の値で
あり、トランジスタ３２１のコレクタ電流は、エミッタ
電流とほぼ同じ大きさである。そのため、トランジスタ
３のコレクタ電流とトランジスタ３２１のコレクタ電流
は、ほぼ同じ大きさになり、それぞれのベース電流も同
じ大きさになる。
の動作について説明する。図１において、第３トランジ
スタ３のコレクタ電流は、そのままカスケード接続の第
４トランジスタ３２１のエミッタ電流になる。一般に利
用できるトランジスタのｈｆｅは通常１００付近の値で
あり、トランジスタ３２１のコレクタ電流は、エミッタ
電流とほぼ同じ大きさである。そのため、トランジスタ
３のコレクタ電流とトランジスタ３２１のコレクタ電流
は、ほぼ同じ大きさになり、それぞれのベース電流も同
じ大きさになる。
【００２３】回路構成上、このトランジスタ３、３２１
のベース電流は、カレントミラー５３０のトランジスタ
５３２のコレクタ電流Ｉｃ532 から除かれるようになっ
ている。すなわち、カレントミラー５３０のトランジス
タ５３１のコレクタ電流Ｉｃ 531 から除かれるトランジ
スタ１とトランジスタ２のベース電流と同じ大きさの電
流を、カレントミラー５３０のもう一方のトランジスタ
５３２のコレクタ電流Ｉｃ532 からも除くようにするた
め、カレントミラーの入力電流を出力電流と同じ大きさ
に設定し、トランジスタ３２１のベース電流とトランジ
スタ３のベース電流の和が、トランジスタ１のベース電
流とトランジスタ２のベース電流の和になるようにして
いる。結果として、トランジスタ１、２のコレクタ電流
Ｉｃ1 、Ｉｃ2 は、同じ大きさになる。
のベース電流は、カレントミラー５３０のトランジスタ
５３２のコレクタ電流Ｉｃ532 から除かれるようになっ
ている。すなわち、カレントミラー５３０のトランジス
タ５３１のコレクタ電流Ｉｃ 531 から除かれるトランジ
スタ１とトランジスタ２のベース電流と同じ大きさの電
流を、カレントミラー５３０のもう一方のトランジスタ
５３２のコレクタ電流Ｉｃ532 からも除くようにするた
め、カレントミラーの入力電流を出力電流と同じ大きさ
に設定し、トランジスタ３２１のベース電流とトランジ
スタ３のベース電流の和が、トランジスタ１のベース電
流とトランジスタ２のベース電流の和になるようにして
いる。結果として、トランジスタ１、２のコレクタ電流
Ｉｃ1 、Ｉｃ2 は、同じ大きさになる。
【００２４】また回路構成上、トランジスタ１２１のコ
レクタ電位はトランジスタ２がエミッタ抵抗なく接地さ
れているため、Ｖｂｅ＊２の大きさであり、トランジス
タ２２１のコレクタ電位はトランジスタ３がエミッタ抵
抗なく接地されているため、Ｖｂｅ＊２の大きさであ
る。さらに、負荷となっているトランジスタ８２１のコ
レクタの電位も、トランジスタ８とともにダイオード接
続が２直列のため、Ｖｂｅ＊２の大きさである。従っ
て、トランジスタ５３１、５３２、５３５のＶｃｅは皆
同じ大きさであり、それぞれのコレクタ電流は、アーリ
ー効果があっても、同一の大きさになる。
レクタ電位はトランジスタ２がエミッタ抵抗なく接地さ
れているため、Ｖｂｅ＊２の大きさであり、トランジス
タ２２１のコレクタ電位はトランジスタ３がエミッタ抵
抗なく接地されているため、Ｖｂｅ＊２の大きさであ
る。さらに、負荷となっているトランジスタ８２１のコ
レクタの電位も、トランジスタ８とともにダイオード接
続が２直列のため、Ｖｂｅ＊２の大きさである。従っ
て、トランジスタ５３１、５３２、５３５のＶｃｅは皆
同じ大きさであり、それぞれのコレクタ電流は、アーリ
ー効果があっても、同一の大きさになる。
【００２５】また回路構成上、同一性が要求されるトラ
ンジスタ１、２の群と、トランジスタ５３１、５３２、
５３５の群のコレクタ〜エミッタ間電圧は、電源電圧に
関係なく同じ大きさになるので、電源電圧が変化した際
のアーリー効果を相殺することができ、出力電流は電源
電圧変動に影響を受けにくくなる。
ンジスタ１、２の群と、トランジスタ５３１、５３２、
５３５の群のコレクタ〜エミッタ間電圧は、電源電圧に
関係なく同じ大きさになるので、電源電圧が変化した際
のアーリー効果を相殺することができ、出力電流は電源
電圧変動に影響を受けにくくなる。
【００２６】（本発明の実施例の効果）以上のように、
本発明の実施例によれば、以下のような効果を有する。 （１）トランジスタ１のコレクタ電流とトランジスタ２
のコレクタ電流を同一にするようにトランジスタ３のベ
ース電流を設定することができ、トランジスタの電流増
幅率ｈｆｅの温度依存とロット間のバラつきの影響を受
けにくい。 （２）トランジスタ１、２のコレクタ〜エミッタ電圧を
同一にできるため、アーリー効果の影響が表われず、電
源電圧の変動の影響を受けにくい。 （３）カレントミラー５３０を構成するトランジスタ５
３１、５３２、５３５のコレクタ〜エミッタ電圧を同一
にできるため、アーリー効果の影響が表われず、電源電
圧の変動の影響を受けにくい。 （４）トランジスタ１のコレクタ電流とトランジスタ２
のコレクタ電流を同一にするための回路の消費する電流
が、従来例の１／２にできる。
本発明の実施例によれば、以下のような効果を有する。 （１）トランジスタ１のコレクタ電流とトランジスタ２
のコレクタ電流を同一にするようにトランジスタ３のベ
ース電流を設定することができ、トランジスタの電流増
幅率ｈｆｅの温度依存とロット間のバラつきの影響を受
けにくい。 （２）トランジスタ１、２のコレクタ〜エミッタ電圧を
同一にできるため、アーリー効果の影響が表われず、電
源電圧の変動の影響を受けにくい。 （３）カレントミラー５３０を構成するトランジスタ５
３１、５３２、５３５のコレクタ〜エミッタ電圧を同一
にできるため、アーリー効果の影響が表われず、電源電
圧の変動の影響を受けにくい。 （４）トランジスタ１のコレクタ電流とトランジスタ２
のコレクタ電流を同一にするための回路の消費する電流
が、従来例の１／２にできる。
【００２７】図２は上記本発明の実施例における第１ト
ランジスタ１と抵抗４との接続を、電流設定機能は変え
ずに、もう一つの実現方法で表わしたものである。これ
ら上記実施例で述べたトランジスタ１は、等価的にトラ
ンジスタ２の大きさのトランジスタをＮ個並列にしたエ
ミッタ面積（図１ではＮ＝２）を持っているが、これを
実現するには複数個のトランジスタを並列に接続する方
法と、あらかじめ大きなエミッタ面積のトランジスタを
用いる方法がある。前者の構成はさらに、上記実施例の
図１〜５ように、単に複数個のトランジスタのすべての
電極が並列接続されてそのエミッタに抵抗４が接続され
るものと、図２に示すような、ベース、コレクタだけが
共通で、個々のエミッタにそれぞれに抵抗４と同じ機能
の抵抗が接続されるものがある。
ランジスタ１と抵抗４との接続を、電流設定機能は変え
ずに、もう一つの実現方法で表わしたものである。これ
ら上記実施例で述べたトランジスタ１は、等価的にトラ
ンジスタ２の大きさのトランジスタをＮ個並列にしたエ
ミッタ面積（図１ではＮ＝２）を持っているが、これを
実現するには複数個のトランジスタを並列に接続する方
法と、あらかじめ大きなエミッタ面積のトランジスタを
用いる方法がある。前者の構成はさらに、上記実施例の
図１〜５ように、単に複数個のトランジスタのすべての
電極が並列接続されてそのエミッタに抵抗４が接続され
るものと、図２に示すような、ベース、コレクタだけが
共通で、個々のエミッタにそれぞれに抵抗４と同じ機能
の抵抗が接続されるものがある。
【００２８】図２において、トランジスタ１のコレクタ
電流は、構成するトランジスタのそれぞれのコレクタ電
流に分割される。すなわち、１／Ｎに分割される。トラ
ンジスタ１を構成するトランジスタのｈｆｅがとても大
きいとして、コレクタ電流とエミッタ電流は等しいと考
え、１／Ｎに分割された電流は、それぞれ抵抗４４１、
４４２に流れる。いま、抵抗４４１、４４２の抵抗値
を、本発明の実施例における抵抗４のＮ倍の大きさに設
定すると、それぞれの抵抗４４１、４４２の電圧降下
は、抵抗４のそれと同じ値になる。この部分の回路方程
式を求めると、式（５）のようになる。 Ｖ1 ＝Ｖｔ＊ｌｎ（（Ｉｃ1 ／Ｎ）／Ｉｓ）＋（Ｒ4 ＊Ｎ）＊（Ｉｃ1 ／ Ｎ）........... （５） この式は、変形すると式（１）になる。
電流は、構成するトランジスタのそれぞれのコレクタ電
流に分割される。すなわち、１／Ｎに分割される。トラ
ンジスタ１を構成するトランジスタのｈｆｅがとても大
きいとして、コレクタ電流とエミッタ電流は等しいと考
え、１／Ｎに分割された電流は、それぞれ抵抗４４１、
４４２に流れる。いま、抵抗４４１、４４２の抵抗値
を、本発明の実施例における抵抗４のＮ倍の大きさに設
定すると、それぞれの抵抗４４１、４４２の電圧降下
は、抵抗４のそれと同じ値になる。この部分の回路方程
式を求めると、式（５）のようになる。 Ｖ1 ＝Ｖｔ＊ｌｎ（（Ｉｃ1 ／Ｎ）／Ｉｓ）＋（Ｒ4 ＊Ｎ）＊（Ｉｃ1 ／ Ｎ）........... （５） この式は、変形すると式（１）になる。
【００２９】図２の抵抗４４１、４４２の合計の大きさ
は、本発明の実施例における抵抗４と比べると、Ｎの２
乗倍も大きくなり、集積回路で実現した場合、チップ面
積を大きくする要因になる。しかし、この構成は、トラ
ンジスタ１を構成する並列接続のトランジスタの逆方向
飽和電流Ｉｓがバラついた際に、それぞれの抵抗４４
１、４４２が、その端子電圧を加減するため、設定電流
値にはあまり影響を与えないと言った効果がある。
は、本発明の実施例における抵抗４と比べると、Ｎの２
乗倍も大きくなり、集積回路で実現した場合、チップ面
積を大きくする要因になる。しかし、この構成は、トラ
ンジスタ１を構成する並列接続のトランジスタの逆方向
飽和電流Ｉｓがバラついた際に、それぞれの抵抗４４
１、４４２が、その端子電圧を加減するため、設定電流
値にはあまり影響を与えないと言った効果がある。
【００３０】また、本発明の実施例において、起動用抵
抗３３３がトランジスタ３２１のコレクタに接続されて
いるが、これはトランジスタ３２１のエミッタに接続し
ても良い。この場合、抵抗３３３の電流がトランジスタ
３２１のコレクタ電流に加わるため、本来、補償すべき
トランジスタ１、２のベース電流より多いベース電流が
トランジスタ３２１のベースに流れることになる。しか
し一方で、電源９の電圧が大きく変動するようなとき、
抵抗の端子電圧がトランジスタ３２１のエミッタ電位で
抑えられるため、設定電流が大きく変動することを防止
することができる。従って抵抗値は、ベース電流の補償
値がずれる被害と、電源電圧の変動に強いと言う効果の
トレードオフで選定することになる。
抗３３３がトランジスタ３２１のコレクタに接続されて
いるが、これはトランジスタ３２１のエミッタに接続し
ても良い。この場合、抵抗３３３の電流がトランジスタ
３２１のコレクタ電流に加わるため、本来、補償すべき
トランジスタ１、２のベース電流より多いベース電流が
トランジスタ３２１のベースに流れることになる。しか
し一方で、電源９の電圧が大きく変動するようなとき、
抵抗の端子電圧がトランジスタ３２１のエミッタ電位で
抑えられるため、設定電流が大きく変動することを防止
することができる。従って抵抗値は、ベース電流の補償
値がずれる被害と、電源電圧の変動に強いと言う効果の
トレードオフで選定することになる。
【００３１】また、本発明の実施例において、装置出力
をトランジスタ８、８２１などとして説明しているが、
これはトランジスタ１、２のコレクタ電流の和の電流が
流れる、抵抗４とトランジスタ２のエミッタの接続点
が、電源９に接地されるところであったり、これにトラ
ンジスタ３のエミッタ電流が加わったところの電流であ
ったりしても良い。本発明の実施例の電流発生装置で
は、カレントミラーの駆動電流を除く、電源から接地に
流れる電流は、電源電圧変動やトランジスタのｈｆｅの
変動に鈍感な本発明の目的の効果を備えた電流であり、
出力する電流はこれらのどれであっても良い。
をトランジスタ８、８２１などとして説明しているが、
これはトランジスタ１、２のコレクタ電流の和の電流が
流れる、抵抗４とトランジスタ２のエミッタの接続点
が、電源９に接地されるところであったり、これにトラ
ンジスタ３のエミッタ電流が加わったところの電流であ
ったりしても良い。本発明の実施例の電流発生装置で
は、カレントミラーの駆動電流を除く、電源から接地に
流れる電流は、電源電圧変動やトランジスタのｈｆｅの
変動に鈍感な本発明の目的の効果を備えた電流であり、
出力する電流はこれらのどれであっても良い。
【００３２】
【発明の効果】本発明の構成は、上記実施例より明らか
なように、以下に示す効果を有するものである。 （１）第１トランジスタのコレクタ電流と第２トランジ
スタのコレクタ電流を同一にするように第３トランジス
タおよび第４トランジスタのベース電流を設定すること
ができ、トランジスタの電流増幅率ｈｆｅの温度依存と
ロット間のバラつきの影響を受けにくい。 （２）第１、２トランジスタのコレクタ〜エミッタ電圧
を同一にできるため、アーリー効果の影響が表れず、電
源電圧の変動の影響を受けにくい。 （３）カレントミラーを構成するトランジスタのコレク
タ〜エミッタ電圧を同一にできるため、アーリー効果の
影響が表われず、電源電圧の変動の影響を受けにくい。 （４）第１トランジスタのコレクタ電流と第２トランジ
スタのコレクタ電流を同一にするための回路の消費する
電流が、従来例の１／２にできる。
なように、以下に示す効果を有するものである。 （１）第１トランジスタのコレクタ電流と第２トランジ
スタのコレクタ電流を同一にするように第３トランジス
タおよび第４トランジスタのベース電流を設定すること
ができ、トランジスタの電流増幅率ｈｆｅの温度依存と
ロット間のバラつきの影響を受けにくい。 （２）第１、２トランジスタのコレクタ〜エミッタ電圧
を同一にできるため、アーリー効果の影響が表れず、電
源電圧の変動の影響を受けにくい。 （３）カレントミラーを構成するトランジスタのコレク
タ〜エミッタ電圧を同一にできるため、アーリー効果の
影響が表われず、電源電圧の変動の影響を受けにくい。 （４）第１トランジスタのコレクタ電流と第２トランジ
スタのコレクタ電流を同一にするための回路の消費する
電流が、従来例の１／２にできる。
【図１】本発明の実施例における電流発生装置の構成を
示す回路図
示す回路図
【図２】本発明における第１トランジスタを個別エミッ
タごとに分けて、抵抗を接続するようにした部分回路図
タごとに分けて、抵抗を接続するようにした部分回路図
【図３】従来の電流発生装置の構成を示す回路図
【図４】従来例における第１、２トランジスタのコレク
タ電流とＶ1 の関係式のプロット図
タ電流とＶ1 の関係式のプロット図
１ 第１トランジスタ ２ 第２トランジスタ ３ 第３トランジスタ ４ 抵抗 ７ コンデンサ ８ 負荷トランジスタ ９ 電源 １２１、２２１ トランジスタ ３２１ 第４トランジスタ ３３２ 抵抗 ３３３ 抵抗 ４４１、４４２ 抵抗 ５３０ カレントミラー ５３１、５３２、５３３、５３４、５３５ トランジス
タ ８２１ 負荷
タ ８２１ 負荷
Claims (2)
- 【請求項１】 ベースが共に接続された第１トランジス
タおよび第２トランジスタと、前記第１トランジスタの
エミッタに接続された抵抗と、前記第１トランジスタお
よび前記第２トランジスタのいずれか一方のコレクタに
ベースが接続された第３トランジスタと、前記第３トラ
ンジスタのコレクタにエミッタが接続された第４トラン
ジスタと、前記第４トランジスタのコレクタにその入力
端が接続された複数の出力を持つカレントミラーと、前
記第３トランジスタおよび前記第４トランジスタのベー
ス電流を設定するベース電流設定手段とを備え、 前記カレントミラーの出力を装置出力とし、 前記カレ
ントミラーの各出力がそれぞれ前記第１トランジスタお
よび前記第２トランジスタのコレクタに電流を供給し、
前記ベース電流設定手段は、前記第１トランジスタのコ
レクタ電流と前記第２トランジスタのコレクタ電流を同
一にするように前記第３トランジスタおよび前記第４ト
ランジスタのベース電流を設定することを特徴とする電
流発生装置。 - 【請求項２】 前記第１トランジスタと、前記第１トラ
ンジスタのエミッタに接続された抵抗の構成を、複数の
トランジスタと、前記複数のトランジスタの各エミッタ
に抵抗を接続した単位を、それぞれ並列接続したもので
置き換えたことを特徴とする請求項１記載の電流発生装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000101642A JP3335984B2 (ja) | 1992-03-09 | 2000-04-03 | 電流発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000101642A JP3335984B2 (ja) | 1992-03-09 | 2000-04-03 | 電流発生装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05045897A Division JP3091801B2 (ja) | 1993-02-09 | 1993-02-09 | 電流発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000305644A true JP2000305644A (ja) | 2000-11-02 |
| JP3335984B2 JP3335984B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=18615647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000101642A Expired - Fee Related JP3335984B2 (ja) | 1992-03-09 | 2000-04-03 | 電流発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3335984B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009153892A1 (ja) * | 2008-06-17 | 2009-12-23 | 住友電気工業株式会社 | ゲイン制御を行なう増幅器および光モジュール |
| JP2019097000A (ja) * | 2017-11-21 | 2019-06-20 | ローム株式会社 | カレントミラー回路 |
-
2000
- 2000-04-03 JP JP2000101642A patent/JP3335984B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009153892A1 (ja) * | 2008-06-17 | 2009-12-23 | 住友電気工業株式会社 | ゲイン制御を行なう増幅器および光モジュール |
| JP2009303159A (ja) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 増幅器および光モジュール |
| US8248165B2 (en) | 2008-06-17 | 2012-08-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Amplifier and optical module performing gain control |
| TWI451691B (zh) * | 2008-06-17 | 2014-09-01 | Sumitomo Electric Industries | 進行增益控制之放大器及光模組 |
| JP2019097000A (ja) * | 2017-11-21 | 2019-06-20 | ローム株式会社 | カレントミラー回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3335984B2 (ja) | 2002-10-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |