JP2001237705A - 重みづけ定電流源およびd−a変換器 - Google Patents

重みづけ定電流源およびd−a変換器

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JP2001237705A
JP2001237705A JP2000044259A JP2000044259A JP2001237705A JP 2001237705 A JP2001237705 A JP 2001237705A JP 2000044259 A JP2000044259 A JP 2000044259A JP 2000044259 A JP2000044259 A JP 2000044259A JP 2001237705 A JP2001237705 A JP 2001237705A
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transistor
current
resistors
constant current
transistors
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JP2000044259A
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Yoshihiro Shirai
誉浩 白井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 チップ面積が小さくでき、製造コストの増大
を防ぐことのできる重みづけ定電流源、D−A変換器を
提供する。 【解決手段】 電圧源8と、抵抗3〜6と、電流源2を
直列接続し、各接続点に同一サイズの複数のトランジス
タの各ベースを接続し、各トランジスタのエミッタにR
−2R抵抗網7を接続する。電流源2の電流値をK・
(1/R0 )(kT/q)とし、各抵抗値の値を(R0
・ln2)/Kとすると、各抵抗の左に接続されたトラ
ンジスタに流れる電流に対し右に接続されたトランジス
タに流れる電流は1/2となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、重みづけ定電流源
およびこれを用いたD−A変換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、重みづけ定電流源を用いてD−A
変換を行う半導体A−D変換器では、図4に示すように
R−2R抵抗網と1:2:……:2N-1 のサイズ比をも
ったトランジスタ群により重みづけ定電流を作ってい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述の従
来例では、トランジスタのサイズ比を1:2:……:2
N-1 とするために、D−A変換のビット数Nが増加して
いくと、使用するトランジスタのサイズが大きくなり、
チップ面積と最終的に製造コストが増加するという問題
があった。
【0004】本発明は、このような状況のもとでなされ
たもので、使用トランジスタのサイズを同一とし、チッ
プ面積を小さくすることができ、製造コストの増大を防
ぐことができる、重みづけ定電流源およびこれを用いた
D−A変換器を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、重みづけ定電流源を次の(1)〜
(9)のいずれかで構成し、D−A変換器を次の(1
0)のとおりに構成する。
【0006】(1)N個のトランジスタのベース間に順
次(kT/q)ln2なる電位差を与える手段と、前記
N個の各トランジスタに流れる電流比が1:2n (n=
1,2,……,N−1)であるときにトランジスタの夫
々のエミッタ電位を等しくする手段とを備えた重みづけ
定電流源。
【0007】(2)絶対温度Tに比例し第1の抵抗の抵
抗値に反比例する電流を作る手段と、前記電流を流し両
端電圧差が(kT/q)×ln2となる第2の抵抗と、
この第2の抵抗の両端にベースを接続する第1と第2の
トランジスタと、この第1と第2のトランジスタに流れ
る電流比が2:1であるときに、第1と第2のトランジ
スタのエミッタ電位を等しくする手段とを備えた重みづ
け定電流源。
【0008】(3)前記(2)記載の重みづけ定電流源
において、前記電流を作る手段は、サイズ比が1:Nの
2個のトランジスタに等しい電流を流す手段と、前記2
個トランジスタのベース・エミッタ間電圧の差電圧を抵
抗Rで電流変換し、(1/R)*(kT/q)*lnN
なる電流を作るものである重みづけ定電流源。
【0009】(4)前記(2)記載の重みづけ定電流源
において、前記エミッタ電位を等しくする手段としてR
−2R抵抗網を用いた重みづけ定電流源。
【0010】(5)第1のトランジスタのエミッタに一
端が接続され、他端が第1の電位に接続される第1の抵
抗と、所望の電流が流れるように前記第1のトランジス
タのベースに電位を与える手段と、N個の抵抗が直列に
接続され、一端が第1のトランジスタのベースに接続さ
れ、他端が第2のトランジスタのベースに接続された抵
抗群と、前記第2のトランジスタに流れる電流が前記第
1のトランジスタに流れる電流の1/2N であるとき
に、前記第2のトランジスタと前記第1のトランジスタ
のエミッタ電位を等しくする手段と、前記第1のトラン
ジスタと前記第2のトランジスタのエミッタ電位が等し
くなるように前記抵抗群に電流を流す手段を備えた重み
づけ定電流源。
【0011】(6)前記(5)記載の重みづけ定電流源
において、前記抵抗群の抵抗の各接続点にベースを接続
するトランジスタ群を有し、各トランジスタに流れる電
流比を1:1/2n (n=1,2,……,N)とするた
めに、各トランジスタのエミッタにR−2R抵抗網を接
続した重みづけ定電流源。
【0012】(7)電圧源と、定電流手段と、前記電圧
源と前記定電流手段との間に直列接続された複数の抵抗
と、前記電圧源と前記複数の抵抗の共通接続点、前記複
数の抵抗における各抵抗の共通接続点および前記複数の
抵抗と前記定電流手段の共通接続点に夫々ベースが接続
された同一サイズの複数のトランジスタと、この複数の
トランジスタのエミッタに接続されたR−2R抵抗網と
を備えた重みづけ定電流源。
【0013】(8)前記(7)記載の重みづけ定電流源
において、前記定電流手段の電流値はK・(1/R0
(kT/q)であり、前記複数の抵抗の各抵抗値は(R
0 ・ln2)/Kである重みづけ定電流源。
【0014】(9)電圧源と、電流制御手段と、前記電
圧源と前記電流制御手段との間に直列に接続された複数
の抵抗と、前記電圧源と前記複数の抵抗の共通接続点、
前記複数の抵抗における各抵抗の共通接続点および前記
複数の抵抗と前記電流制御手段の共通接続点に夫々ベー
スが接続された同一サイズの複数のトランジスタと、こ
の複数のトランジスタのエミッタに接続されたR−2R
抵抗網と、前記電圧源と前記複数の抵抗の共通接続点に
ベースが接続されたトランジスタのエミッタ電位が、前
記複数の抵抗と前記電流制御手段の共通接続点にベース
が接続されたトランジスタのエミッタ電位と等しくなる
ように、前記電流制御手段を制御する制御手段とを備え
た重みづけ定電流源。
【0015】(10)前記(1)〜(9)のいずれかに
記載の重みづけ定電流源を用いたD−A変換器。
【0016】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を重みづ
け定電流源の実施例により詳しく説明する。なお本発明
は重みづけ定電流源の形に限らず、実施例の説明に裏付
けられてD−A変換器の形で実施することができる。
【0017】
【実施例】(実施例1)図1は実施例1である“重みづ
け定電流源”の回路図である。同図において、1はNビ
ット重みづけ定電流の最上位ビットの電流を流すトラン
ジスタ、2は絶対温度に比例し、抵抗値に反比例する電
流を流す電流源(請求項の定電流手段に対応する)、3
〜6は同一抵抗値の抵抗、7はR−2R抵抗網(はしご
形抵抗回路網ともいう)、8はトランジスタ1のベース
に電圧を与える電圧源である。
【0018】電圧源8の電圧をV8 、トランジスタ1の
ベース・エミッタ間電圧をVBE1 とすると、トランジス
タ1のエミッタとGND間には(V8 −VBE1 )の電圧
がかかるので、トランジスタ1には(V8 −VBE1 )/
2Rの電流が流れる。電流源2の電流値をK・(1/R
0 )(kT/q)とし、抵抗3〜6の各値を(R0 ・l
m2)/Kとすると、抵抗3〜6の各両端電圧は(kT
/q)・ln2となる。なおKは定数、kはボルツマン
定数、Tは絶対温度、qは電気素量である。抵抗3〜6
の夫々の左右に接続されたトランジスタは、互いにベー
ス電位が(kT/q)・ln2異なり、エミッタにR−
2R抵抗網が接続されているので、左に接続されたトラ
ンジスタに流れる電流値に対し、右に接続されたトラン
ジスタに流れる電流は1/2になる。
【0019】図2は図1に示す電流源2の構成例であ
り、9はバンドギャップ回路、10は×1サイズトラン
ジスタ、11は×Nサイズトランジスタ、12は抵抗値
0 の抵抗、13,14は抵抗値R1 の抵抗、15はO
Pアンプ、16は電流源に相当するトランジスタであ
る。
【0020】トランジスタ10,11は、抵抗値の等し
い抵抗13,14と、OPアンプ15により等しい電流
が流れる。トランジスタのサイズ比Nと抵抗値R0 の抵
抗12によりその電流値は(1/R0 )(kT/q)・
lnNとなる。抵抗13,14の抵抗値R1 はOPアン
プ15の出力電圧が温度変動をしないように約1.2V
になるように設定される。トランジスタ16はトランジ
スタ10と等しいベース・エミッタ間に電圧を与えられ
ているので、出力電流は(1/R0 )(kT/q)・l
nNとなる。
【0021】一般的にバンドギャップ回路が半導体装置
に組み込まれる可能性は高く、その場合少しの素子の追
加により、図1に示す電流源2を実現することが可能で
ある。
【0022】以上説明したように、本実施例によれば、
NビットのD−A変換器を構成するために使用するNビ
ットの重みづけ定電流を実現する際に、重みづけ電流を
流す各トランジスタのサイズを同一にすることができ、
トランジスタのサイズ比を2 n (n=1,2,……,N
−1)とすることに比べチップ面積が減少し、低コスト
を実現できる。
【0023】(実施例2)図3は実施例2である“重み
づけ定電流源”の回路図である。同図において、1はN
ビット重みづけ定電流の最上位ビットの電流を流すトラ
ンジスタ、3〜6は同一抵抗値を持つ抵抗群、7はR−
2R抵抗網、8はトランジスタ1のベースに電位を与え
る電圧源、17は最下位ビットの電流を流すトランジス
タ、18はOPアンプ、19は電流源(請求項の電流制
御手段に対応する)である。
【0024】トランジスタ1はベースに電位を与えら
れ、エミッタとGND間にR−2R抵抗網の抵抗2Rが
挿入されているため、電圧源8の電圧をV8 、ベース・
エミッタ間電圧をVBEとすると、(V8 −VBE)/2R
の電流が流れる。
【0025】一方、最下位ビット電流を流すトランジス
タ17は、抵抗群3〜6の直列抵抗と、電流源19によ
る電圧降下により、エミッタ電位がトランジスタ1のエ
ミッタ電位と等しくなるようにOPアンプ18でコント
ロールされる。たとえば、トランジスタ17のエミッタ
電位がトランジスタ1のエミッタ電位より高くなると、
オペアンプ18により電流源19の電圧降下を小さく
し、トランジスタ17のベース電位を下げ、エミッタ電
位を下げてトランジスタ1のエミッタ電位に近づける。
このとき、抵抗群3〜6の各抵抗で発生する電圧差は
(kT/q)・ln2となり、抵抗の左右のトランジス
タを流れる電流比は2:1となる。
【0026】本実施例では、OPアンプ18および電流
源19を構成するための素子が必要となるが、トランジ
スタ特性と各重みづけ電流のばらつきをトータルで補正
するように帰還コントロールするため、実施例1に比べ
特性ばらつきの縮小が期待できる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
使用トランジスタのサイズを同一とし、チップ面積を小
さくすることができ、製造コストの増大を防ぐことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1の回路図
【図2】 電流源の回路図
【図3】 実施例2の回路図
【図4】 従来例の回路図
【符号の説明】
1 トランジスタ 2 電流源 3〜6 抵抗 7 R−2R抵抗網 8 電圧源

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 N個のトランジスタのベース間に順次
    (kT/q)ln2なる電位差を与える手段と、前記N
    個の各トランジスタに流れる電流比が1:2n(n=
    1,2,……,N−1)であるときにトランジスタの夫
    々のエミッタ電位を等しくする手段とを備えたことを特
    徴とする重みづけ定電流源。
  2. 【請求項2】 絶対温度Tに比例し第1の抵抗の抵抗値
    に反比例する電流を作る手段と、前記電流を流し両端電
    圧差が(kT/q)×ln2となる第2の抵抗と、この
    第2の抵抗の両端にベースを接続する第1と第2のトラ
    ンジスタと、この第1と第2のトランジスタに流れる電
    流比が2:1であるときに、第1と第2のトランジスタ
    のエミッタ電位を等しくする手段とを備えたことを特徴
    とする重みづけ定電流源。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の重みづけ定電流源におい
    て、前記電流を作る手段は、サイズ比が1:Nの2個の
    トランジスタに等しい電流を流す手段と、前記2個トラ
    ンジスタのベース・エミッタ間電圧の差電圧を抵抗Rで
    電流変換し、(1/R)*(kT/q)*lnNなる電
    流を作るものであることを特徴とする重みづけ定電流
    源。
  4. 【請求項4】 請求項2記載の重みづけ定電流源におい
    て、前記エミッタ電位を等しくする手段としてR−2R
    抵抗網を用いたことを特徴とする重みづけ定電流源。
  5. 【請求項5】 第1のトランジスタのエミッタに一端が
    接続され、他端が第1の電位に接続される第1の抵抗
    と、所望の電流が流れるように前記第1のトランジスタ
    のベースに電位を与える手段と、N個の抵抗が直列に接
    続され、一端が第1のトランジスタのベースに接続さ
    れ、他端が第2のトランジスタのベースに接続された抵
    抗群と、前記第2のトランジスタに流れる電流が前記第
    1のトランジスタに流れる電流の1/2N であるとき
    に、前記第2のトランジスタと前記第1のトランジスタ
    のエミッタ電位を等しくする手段と、前記第1のトラン
    ジスタと前記第2のトランジスタのエミッタ電位が等し
    くなるように前記抵抗群に電流を流す手段を備えたこと
    を特徴とする重みづけ定電流源。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の重みづけ定電流源におい
    て、前記抵抗群の抵抗の各接続点にベースを接続するト
    ランジスタ群を有し、各トランジスタに流れる電流比を
    1:1/2n (n=1,2,……,N)とするために、
    各トランジスタのエミッタにR−2R抵抗網を接続した
    ことを特徴とする重みづけ定電流源。
  7. 【請求項7】 電圧源と、定電流手段と、前記電圧源と
    前記定電流手段との間に直列接続された複数の抵抗と、
    前記電圧源と前記複数の抵抗の共通接続点、前記複数の
    抵抗における各抵抗の共通接続点および前記複数の抵抗
    と前記定電流手段の共通接続点に夫々ベースが接続され
    た同一サイズの複数のトランジスタと、この複数のトラ
    ンジスタのエミッタに接続されたR−2R抵抗網とを備
    えたことを特徴とする重みづけ定電流源。
  8. 【請求項8】 請求項7記載の重みづけ定電流源におい
    て、前記定電流手段の電流値はK・(1/R0 )(kT
    /q)であり、前記複数の抵抗の各抵抗値は(R0 ・l
    n2)/Kであることを特徴とする重みづけ定電流源。
  9. 【請求項9】 電圧源と、電流制御手段と、前記電圧源
    と前記電流制御手段との間に直列に接続された複数の抵
    抗と、前記電圧源と前記複数の抵抗の共通接続点、前記
    複数の抵抗における各抵抗の共通接続点および前記複数
    の抵抗と前記電流制御手段の共通接続点に夫々ベースが
    接続された同一サイズの複数のトランジスタと、この複
    数のトランジスタのエミッタに接続されたR−2R抵抗
    網と、前記電圧源と前記複数の抵抗の共通接続点にベー
    スが接続されたトランジスタのエミッタ電位が、前記複
    数の抵抗と前記電流制御手段の共通接続点にベースが接
    続されたトランジスタのエミッタ電位と等しくなるよう
    に、前記電流制御手段を制御する制御手段とを備えたこ
    とを特徴とする重みづけ定電流源。
  10. 【請求項10】 請求項1〜9のいずれかに記載の重み
    づけ定電流源を用いたことを特徴とするD−A変換器。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008269506A (ja) * 2007-04-25 2008-11-06 Oki Electric Ind Co Ltd 基準電流回路
JP2021502036A (ja) * 2017-11-07 2021-01-21 アナログ・ディヴァイシス・グローバル・アンリミテッド・カンパニー 電流ステアリングデジタル−アナログコンバータ
WO2022074706A1 (ja) * 2020-10-05 2022-04-14 三菱電機株式会社 デジタルアナログ変換器

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008269506A (ja) * 2007-04-25 2008-11-06 Oki Electric Ind Co Ltd 基準電流回路
JP2021502036A (ja) * 2017-11-07 2021-01-21 アナログ・ディヴァイシス・グローバル・アンリミテッド・カンパニー 電流ステアリングデジタル−アナログコンバータ
WO2022074706A1 (ja) * 2020-10-05 2022-04-14 三菱電機株式会社 デジタルアナログ変換器
JPWO2022074706A1 (ja) * 2020-10-05 2022-04-14
JP7353512B2 (ja) 2020-10-05 2023-09-29 三菱電機株式会社 デジタルアナログ変換器

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