JP2002132360A - 定電流発生回路、定電圧発生回路、定電圧定電流発生回路および増幅回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電界効果トランジスタにより構成され、電源
電圧の変動、温度変化およびプロセス上のばらつきに依
存することなく一定電圧を発生することができる定電圧
発生回路を提供することである。 【解決手段】 定電流発生回路１０のｎチャネルＭＯＳ
電界効果トランジスタ１３に電流Ｉｔが流れ、電流Ｉｔ
と等しいかまたは定数倍の電流Ｉｒが抵抗１８に流れ
る。トランジスタ１３は飽和領域で動作するようにバイ
アスが設定される。トランジスタ１３のゲート・ソース
間電圧により抵抗１８の両端にかかる電圧Ｖａが一義的
に定まる。トランジスタのしきい値電圧Ｖｔと抵抗１８
の両端にかかる電圧Ｖａとの差が０．１Ｖから０．４Ｖ
の範囲内に設定されることにより、抵抗１８に流れる電
流Ｉｒが温度変化に依存せずに一定となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一定電流を発生す
る定電流発生回路、一定電圧を発生する定電圧発生回
路、一定電圧および一定電流を発生する定電圧定電流発
生回路およびそれを用いた増幅回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】種々のアナログ回路に、一定の基準電流
を発生する基準電流発生回路や、一定の基準電圧を発生
する基準電圧発生回路が用いられている。例えば、ＣＤ
（コンパクトディスク）ドライブのＡＰＣ回路（オート
レーザパワーコントロール回路）やＡ／Ｄ変換器（アナ
ログ／デジタル変換器）においては、電源電圧の変動、
温度変化およびプロセス上のばらつきに依存しない一定
の基準電圧を発生する定電圧発生回路が必要である。

【０００３】一方、演算増幅器の周波数特性はバイアス
電流に大きく依存する。バイアス電流が一定であれば、
電源電圧の変動、温度変化およびプロセス上のばらつき
への依存度を小さくでき、高性能なアナログ回路を実現
することが可能である。このような観点から、一定のバ
イアス電流を供給するために定電流発生回路が重要とな
る。

【０００４】ところで、昨今、上記のＡＰＣ回路、Ａ／
Ｄ変換器、演算増幅器等のアナログ回路をＣＭＯＳ（相
補的金属酸化物半導体）プロセスを用いてワンチップ化
することが行われてきている。この場合、ＣＭＯＳ回路
で定電圧発生回路や定電流発生回路を設計する必要があ
る。

【０００５】ＣＭＯＳ回路を用いた定電流発生回路によ
り発生される電流は、電源電圧の変動、温度変化および
プロセス上のばらつきにより変動する。この場合の変動
量はかなり大きい。

【０００６】図８は従来の定電流発生回路の一例を示す
回路図である。図８の定電流発生回路は、ｐチャネルＭ
ＯＳ電界効果トランジスタ８１，８２，８７、ｎチャネ
ルＭＯＳ電界効果トランジスタ８３，８４，８５，８６
および抵抗８８により構成される。

【０００７】トランジスタ８１のソースは電源電圧を受
ける電源端子に接続され、ドレインはノードＮ８１に接
続され、ゲートはノードＮ８２に接続されている。トラ
ンジスタ８２のソースは電源端子に接続され、ドレイン
およびゲートはノードＮ８２に接続されている。トラン
ジスタ８３のドレインはノードＮ８１に接続され、ソー
スはノードＮ８３に接続され、ゲートはノードＮ８４に
接続されている。トランジスタ８４のドレインはノード
Ｎ８２に接続され、ソースはノードＮ８４に接続され、
ゲートはノードＮ８１に接続されている。

【０００８】トランジスタ８５のドレインはノードＮ８
３に接続され、ソースは接地端子に接続され、ゲートに
は反転スタンバイ信号ＳＴＢが与えられる。トランジス
タ８６のドレインは抵抗８８を介してノードＮ８４に接
続され、ソースは接地端子に接続され、ゲートには反転
スタンバイ信号ＳＴＢが与えられる。トランジスタ８７
のソースは電源端子に接続され、ゲートはノードＮ８２
に接続され、ドレインから電流ＩＣが供給される。

【０００９】トランジスタ８１，８２はカレントミラー
回路を構成し、トランジスタ８１に流れる電流と等しい
かまたは比例関係にある電流がトランジスタ８２に流れ
る。

【００１０】図８の定電流発生回路において、反転スタ
ンバイ信号ＳＴＢがハイレベルになると、トランジスタ
８５，８６がオンする。それにより、電源端子からトラ
ンジスタ８２，８４、抵抗８８およびトランジスタ８６
を通して接地端子に電流Ｉｒが流れる。

【００１１】また、電流Ｉｒと等しいかまたは比例関係
にある電流Ｉｔが電源端子からトランジスタ８１，８
３，８５を通して接地端子に流れる。この場合、トラン
ジスタ８３のゲート・ソース間電圧により抵抗８８の両
端にかかる電圧が一義的に定まる。それにより、電源電
圧と無関係に抵抗８８の両端に一定電圧がかかる。した
がって、抵抗８８に流れる電流Ｉｒは電源電圧の変動に
依存しない。

【００１２】この場合、次式により抵抗８８に流れる電
流Ｉｒが決定される。 Ｉｒ＝Ｖａ／Ｒ＝β・（Ｖａ−Ｖｔ）² …（Ａ１） ここで、Ｖａは抵抗８８の両端にかかる電圧、すなわち
トランジスタ８３のゲート・ソース間電圧、Ｖｔはトラ
ンジスタ８３のしきい値電圧、Ｒは抵抗８８の抵抗値で
ある。また、βは次式で表される。

【００１３】 β＝（１／２）・（Ｗ／Ｌ）・Ｃｏｘ・μ …（Ａ２） 上式（Ａ２）において、Ｗはトランジスタ８３のゲート
幅、Ｌはトランジスタ８３のゲート長、Ｃｏｘはトラン
ジスタ８３の単位酸化膜容量、μは電子または正孔の移
動度である。

【００１４】従来は、トランジスタ８３のゲート・ソー
ス間電圧がしきい値電圧Ｖｔとほぼ等しくなるようにバ
イアス電圧が設定されていた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、図８の
定電流発生回路においては、電流ＩＣが電源電圧の変動
に依存せずに一定となる。しかしながら、プロセス上の
ばらつきにより上式（Ａ２）におけるβ、ＶｔおよびＲ
が変動し、温度変化によっても電流Ｉｒおよび電圧Ｖａ
が変動する。それにより、温度変化およびプロセス上の
ばらつきに依存しない一定電流を得ることができない。

【００１６】また、ＣＭＯＳ回路を用いて定電圧を発生
する定電圧発生回路を構成する場合、定電流発生回路に
より発生された定電流を抵抗負荷を用いて定電圧に変換
することが一般的に行われる。図８の定電流発生回路を
用いて定電圧発生回路を構成する場合、電流ＩＣを抵抗
を用いて電圧に変換する。この場合にも、電流ＩＣが温
度変化およびプロセス上のばらつきにより変動するた
め、温度変化およびプロセス上のばらつきに依存しない
一定電圧を得ることができない。

【００１７】本発明の目的は、電界効果トランジスタに
より構成され、電源電圧の変動および温度変化に依存す
ることなく一定電流を発生することができる定電流発生
回路を提供することである。

【００１８】本発明の他の目的は、電界効果トランジス
タにより構成され、電源電圧の変動、温度変化およびプ
ロセス上のばらつきに依存することなく一定電流を発生
することができる定電流発生回路を提供することであ
る。

【００１９】本発明のさらに他の目的は、電界効果トラ
ンジスタにより構成され、電源電圧の変動、温度変化お
よびプロセス上のばらつきに依存することなく一定電圧
を発生することができる定電圧発生回路を提供すること
である。

【００２０】本発明のさらに他の目的は、電界効果トラ
ンジスタにより構成され、電源電圧の変動、温度変化お
よびプロセス上のばらつきに依存することなく一定電流
および一定電圧を発生することができる定電圧定電流発
生回路およびそれを用いた増幅回路を提供することであ
る。

【００２１】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明に係る定電流発生回路は、しきい値電圧Ｖｔを有す
る第１の電界効果トランジスタと、第１の抵抗とを備
え、第１の電界効果トランジスタおよび第１の抵抗は、
第１の電界効果トランジスタが飽和領域で動作するとと
もに第１の電界効果トランジスタのゲート・ソース間電
圧により第１の抵抗の両端にかかる電圧が一義的に定ま
りかつ第１の電界効果トランジスタに流れる電流および
第１の抵抗に流れる電流が等しいかまたは比例関係にあ
るように接続され、第１の電界効果トランジスタのゲー
ト・ソース間電圧が（Ｖｔ＋０．１）ボルト以上（Ｖｔ
＋０．４）ボルト以下の範囲内に設定される。

【００２２】本発明に係る定電流発生回路においては、
第１の電界効果トランジスタが飽和領域で動作するとと
もに第１の電界効果トランジスタのゲート・ソース間電
圧により第１の抵抗の両端にかかる電圧が一義的に定ま
るため、第１の抵抗の両端にかかる電圧が電源電圧の変
動に依存しない。また、第１の電界効果トランジスタの
ゲート・ソース間電圧が（Ｖｔ＋０．１）ボルト以上
（Ｖ＋０．４）ボルト以下の範囲内に設定されることに
より、第１の抵抗の両端にかかる電圧が温度変化に依存
しない。したがって、電源電圧の変動および温度変化に
依存することなく一定電流を発生することができる。

【００２３】定電流発生回路は、第１の電界効果トラン
ジスタおよび第１の抵抗に互いに等しいかまたは比例関
係にある電流を流す第１のカレントミラー回路をさらに
備えてもよい。

【００２４】この場合、第１のカレントミラー回路によ
り第１の電界効果トランジスタおよび第１の抵抗に互い
に等しいかまたは比例関係にある電流が流される。

【００２５】定電流発生回路は、第２の電界効果トラン
ジスタをさらに備え、第１のカレントミラー回路は第３
および第４の電界効果トランジスタを含み、第１の電界
効果トランジスタのゲートが抵抗の一端に電気的に接続
され、第１の電界効果トランジスタのソースが抵抗の他
端に電気的に接続され、第１の電界効果トランジスタの
ドレインが第３の電界効果トランジスタのドレインに電
気的に接続され、第２の電界効果トランジスタのゲート
が第１の電界効果トランジスタのドレインに電気的に接
続され、第２の電界効果トランジスタのソースが抵抗の
一端に電気的に接続され、第２の電界効果トランジスタ
のドレインが第４の電界効果トランジスタのドレインに
電気的に接続され、第３の電界効果トランジスタのソー
スが所定の電位に電気的に接続され、第３の電界効果ト
ランジスタのゲートが第４の電界効果トランジスタのゲ
ートおよびドレインに電気的に接続され、第４の電界効
果トランジスタのソースが所定の電位に電気的に接続さ
れてもよい。

【００２６】この場合、第３の電界効果トランジスタお
よび第１の電界効果トランジスタに電流が流れると、第
４の電界効果トランジスタ、第２の電界効果トランジス
タおよび第１の抵抗に第１の電界効果トランジスタに流
れる電流と等しいかまたは比例関係にある電流が流れ
る。特に、第１の電界効果トランジスタが飽和領域で動
作するとともに第１の電界効果トランジスタのゲートと
ソースとの間に第１の抵抗が電気的に接続されているの
で、第１の電界効果トランジスタのゲート・ソース間電
圧により第１の抵抗の両端にかかる電圧が一義的に定ま
る。

【００２７】第１、第２、第３および第４の電界効果ト
ランジスタは金属酸化物半導体電界効果トランジスタで
あってもよい。

【００２８】定電流発生回路は、第１の電界効果トラン
ジスタのドレインを所定の電位に保つ電位保持手段をさ
らに備えてもよい。この場合、第１の電界効果トランジ
スタのドレインが不所望の電位で安定することが防止さ
れる。

【００２９】第１の抵抗の抵抗値が少なくとも製造時に
調整可能であってもよい。それにより、第１の電界効果
トランジスタの特性がばらついた場合に、第１の抵抗の
抵抗値を調整することにより、第１の電界効果トランジ
スタのゲート・ソース間電圧を（Ｖｔ＋０．１）ボルト
以上（Ｖｔ＋０．４）ボルト以下の範囲内に設定するこ
とができる。

【００３０】この場合、メーカが抵抗値を調整可能であ
るとともに、その定電流発生回路を有する製品を購入し
たユーザも抵抗値を調整可能である。

【００３１】第１の抵抗は多結晶シリコンにより構成さ
れてもよい。それにより、第１の抵抗の温度係数を小さ
くすることができ、温度変化に依存しない一定の電流を
得ることが可能となる。また、第１の抵抗は２層多結晶
シリコンにより構成されてもよい。それにより、温度係
数をさらに小さくすることができる。

【００３２】第１の温度時に第１の抵抗の両端にかかる
電圧と第１の温度時と異なる第２の温度時に第１の抵抗
にかかる電圧とが等しくなるように第１の電界効果トラ
ンジスタのゲート長およびゲート幅が設定されてもよ
い。

【００３３】これにより、第１の温度時と第２の温度時
とで第１の抵抗にかかる電圧が温度変化に依存せずに一
定となる。その結果、電源電圧に依存しない一定電流を
得ることができる。

【００３４】第１の抵抗は、複数の抵抗およびスイッチ
を用いて構成され、複数の抵抗をスイッチにより切り換
えることにより、プログラマブル機能を有してもよい。

【００３５】第２の発明に係る定電圧発生回路は、定電
流発生回路と、定電流発生回路により発生される電流を
電圧に変換する電流電圧変換回路とを備え、定電流発生
回路は、しきい値電圧Ｖｔを有する第１の電界効果トラ
ンジスタと、第１の抵抗とを備え、第１の電界効果トラ
ンジスタおよび第１の抵抗は、第１の電界効果トランジ
スタが飽和領域で動作するとともに第１の電界効果トラ
ンジスタのゲート・ソース間電圧により第１の抵抗の両
端にかかる電圧が一義的に定まりかつ第１の電界効果ト
ランジスタに流れる電流および第１の抵抗に流れる電流
が等しいかまたは比例関係にあるように接続され、第１
の電界効果トランジスタのゲート・ソース間電圧が（Ｖ
ｔ＋０．１）ボルト以上（Ｖｔ＋０．４）ボルト以下の
範囲内に設定され、電流電圧変換回路は、定電流発生回
路の第１の抵抗と同じ材料により構成される第２の抵抗
と、定電流発生回路の第１の抵抗に流れる電流と等しい
かまたは比例関係にある電流を第２の抵抗に流す第２の
カレントミラー回路とを含むものである。

【００３６】本発明に係る定電圧発生回路においては、
定電流発生回路の第１の抵抗に流れる電流と等しいかま
たは比例関係にある電流が第２のカレントミラー回路に
より第２の抵抗に流される。それにより、電流が電圧に
変換される。この場合、定電流発生回路の第１の抵抗に
流れる電流が電源電圧の変動および温度変化に依存する
ことなく一定となるので、第２の抵抗の両端に電源電圧
の変動および温度変化に依存することなく一定の電圧が
発生する。

【００３７】また、第２の抵抗が第１の抵抗と同じ材料
により構成されるので、プロセス上で第１の抵抗の抵抗
値がばらついた場合には、第２の抵抗の抵抗値も同様に
ばらつく。それにより、第１の抵抗の抵抗値のばらつき
により定電流発生回路の第１の抵抗に流れる電流が変動
する場合に、電流電圧変換回路の第２の抵抗の両端に発
生する電圧の変動を第２の抵抗の抵抗値のばらつきによ
り相殺することができる。したがって、プロセス上のば
らつきに依存することなく一定の電圧を発生することが
できる。

【００３８】第２の抵抗の抵抗値が少なくとも製造時に
調整可能であってもよい。それにより、出力電圧がばら
ついた場合に、第２の抵抗の抵抗値を調整することによ
り、第２の抵抗の両端に発生する電圧を所望の電圧に設
定することができる。

【００３９】この場合、メーカが抵抗値を調整可能であ
るとともに、その定電流発生回路を有する製品を購入し
たユーザも抵抗値を調整可能である。

【００４０】定電流発生回路は、第１の電界効果トラン
ジスタおよび第１の抵抗に互いに等しいかまたは比例関
係にある電流を流す第１のカレントミラー回路をさらに
備えてもよい。

【００４１】この場合、第１のカレントミラー回路によ
り第１の電界効果トランジスタおよび第１の抵抗に互い
に等しいかまたは比例関係にある電流が流される。

【００４２】定電流発生回路は、第２の電界効果トラン
ジスタをさらに備え、第１のカレントミラー回路は第３
および第４の電界効果トランジスタを含み、第１の電界
効果トランジスタのゲートが抵抗の一端に電気的に接続
され、第１の電界効果トランジスタのソースが抵抗の他
端に電気的に接続され、第１の電界効果トランジスタの
ドレインが第３の電界効果トランジスタのドレインに電
気的に接続され、第２の電界効果トランジスタのゲート
が第１の電界効果トランジスタのドレインに電気的に接
続され、第２の電界効果トランジスタのソースが抵抗の
一端に電気的に接続され、第２の電界効果トランジスタ
のドレインが第４の電界効果トランジスタのドレインに
電気的に接続され、第３の電界効果トランジスタのソー
スが所定の電位に電気的に接続され、第３の電界効果ト
ランジスタのゲートが第４の電界効果トランジスタのゲ
ートおよびドレインに電気的に接続され、第４の電界効
果トランジスタのソースが所定の電位に電気的に接続さ
れてもよい。

【００４３】この場合、第３の電界効果トランジスタお
よび第１の電界効果トランジスタに電流が流れると、第
４の電界効果トランジスタ、第２の電界効果トランジス
タおよび第１の抵抗に第１の電界効果トランジスタに流
れる電流と等しいかまたは比例関係にある電流が流れ
る。特に、第１の電界効果トランジスタが飽和領域で動
作するとともに第１の電界効果トランジスタのゲートと
ソースとの間に第１の抵抗が電気的に接続されているの
で、第１の電界効果トランジスタのゲート・ソース間電
圧により第１の抵抗の両端にかかる電圧が一義的に定ま
る。

【００４４】第１、第２、第３および第４の電界効果ト
ランジスタは金属酸化物半導体電界効果トランジスタで
あってもよい。

【００４５】定電流発生回路は、第１の電界効果トラン
ジスタのドレインを所定の電位に保つ電位保持手段をさ
らに備えてもよい。この場合、第１の電界効果トランジ
スタのドレインが不所望の電位で安定することが防止さ
れる。

【００４６】第１の抵抗の抵抗値が少なくとも製造時に
調整可能であってもよい。それにより、第１の電界効果
トランジスタの特性がばらついた場合に、第１の抵抗の
抵抗値を調整することにより、第１の電界効果トランジ
スタのゲート・ソース間電圧を（Ｖｔ＋０．１）ボルト
以上（Ｖｔ＋０．４）ボルト以下の範囲内に設定するこ
とができる。

【００４７】この場合、メーカが抵抗値を調整可能であ
るとともに、その定電流発生回路を有する製品を購入し
たユーザも抵抗値を調整可能である。

【００４８】第１の抵抗は多結晶シリコンにより構成さ
れてもよい。それにより、第１の抵抗の温度係数を小さ
くすることができ、温度変化に依存しない一定の電流を
得ることが可能となる。また、第１の抵抗は２層多結晶
シリコンにより構成されてもよい。それにより、温度係
数をさらに小さくすることができる。

【００４９】第１の温度時に第１の抵抗の両端にかかる
電圧と第１の温度時と異なる第２の温度時に第１の抵抗
にかかる電圧とが等しくなるように第１の電界効果トラ
ンジスタのゲート長およびゲート幅が設定されてもよ
い。

【００５０】これにより、第１の温度時と第２の温度時
とで第１の抵抗にかかる電圧が温度変化に依存せずに一
定となる。その結果、電源電圧に依存しない一定電流を
得ることができる。

【００５１】第２の抵抗は、複数の抵抗およびスイッチ
を用いて構成され、複数の抵抗をスイッチにより切り換
えることにより、プログラマブル機能を有してもよい。

【００５２】第１の抵抗は、複数の抵抗およびスイッチ
を用いて構成され、複数の抵抗をスイッチにより切り換
えることにより、プログラマブル機能を有してもよい。

【００５３】第３の発明に係る定電圧定電流発生回路
は、定電圧発生回路を備え、定電圧発生回路は、定電流
発生回路と、定電流発生回路により発生される電流を電
圧に変換する電流電圧変換回路とを備え、定電流発生回
路は、しきい値電圧Ｖｔを有する第１の電界効果トラン
ジスタと、第１の抵抗とを備え、第１の電界効果トラン
ジスタおよび第１の抵抗は、第１の電界効果トランジス
タが飽和領域で動作するとともに第１の電界効果トラン
ジスタのゲート・ソース間電圧により第１の抵抗の両端
にかかる電圧が一義的に定まりかつ第１の電界効果トラ
ンジスタに流れる電流および第１の抵抗に流れる電流が
等しいかまたは比例関係にあるように接続され、第１の
電界効果トランジスタのゲート・ソース間電圧が（Ｖｔ
＋０．１）ボルト以上（Ｖｔ＋０．４）ボルト以下の範
囲内に設定され、電流電圧変換回路は、定電流発生回路
の第１の抵抗と同じ材料により構成される第２の抵抗
と、定電流発生回路の第１の抵抗に流れる電流と等しい
かまたは比例関係にある電流を第２の抵抗に流す第２の
カレントミラー回路とを含み、定電圧定電流発生回路
は、定電圧発生回路の定電流発生回路の第１の抵抗に流
れる電流と等しいかまたは比例関係にある電流を発生す
る第３のカレントミラー回路をさらに備える。

【００５４】本発明に係る定電圧定電流発生回路におい
ては、電源電圧の変動、温度変化およびプロセス上のば
らつきに依存せずに一定の電圧および一定の電流を小面
積で発生することができる。

【００５５】第４の発明に係る増幅回路は、複数の演算
増幅器と、複数の演算増幅器のうち少なくとも１つの演
算増幅器の入力端子に基準電圧として一定の電圧を印加
するとともにバイアス電流として一定の電流を供給する
定電圧定電流発生回路とを備え、定電圧定電流発生回路
は、定電圧発生回路を備え、定電圧発生回路は、定電流
発生回路と、定電流発生回路により発生される電流を電
圧に変換する電流電圧変換回路とを備え、定電流発生回
路は、しきい値電圧Ｖｔを有する第１の電界効果トラン
ジスタと、第１の抵抗とを備え、第１の電界効果トラン
ジスタおよび第１の抵抗は、第１の電界効果トランジス
タが飽和領域で動作するとともに第１の電界効果トラン
ジスタのゲート・ソース間電圧により第１の抵抗の両端
にかかる電圧が一義的に定まりかつ第１の電界効果トラ
ンジスタに流れる電流および第１の抵抗に流れる電流が
等しいかまたは比例関係にあるように接続され、第１の
電界効果トランジスタのゲート・ソース間電圧が（Ｖｔ
＋０．１）ボルト以上（Ｖｔ＋０．４）ボルト以下の範
囲内に設定され、電流電圧変換回路は、定電流発生回路
の第１の抵抗と同じ材料により構成される第２の抵抗
と、定電流発生回路の第１の抵抗に流れる電流と等しい
かまたは比例関係にある電流を第２の抵抗に流す第２の
カレントミラー回路とを含み、定電圧定電流発生回路
は、定電圧発生回路の定電流発生回路の第１の抵抗に流
れる電流と等しいかまたは比例関係にある電流を発生す
る第３のカレントミラー回路をさらに備えたものであ
る。

【００５６】本発明に係る増幅回路においては、複数の
演算増幅器のうち少なくとも１つの演算増幅器の入力端
子に電源電圧の変動、温度変化およびプロセス上のばら
つきに依存せずに基準電圧として一定の電圧を印加する
とともにバイアス電流として一定の電流を供給すること
ができる。したがって、電源電圧の変動、温度変化およ
びプロセス上のばらつきに依存しない増幅回路が実現さ
れる。

【００５７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
における定電圧発生回路の構成を示す回路図である。

【００５８】図１の定電圧発生回路は、定電流発生回路
１０、パワーアップ回路２０および電流電圧変換回路３
０を備える。

【００５９】定電流発生回路１０は、ｐチャネルＭＯＳ
電界効果トランジスタ１１，１２，１７、ｎチャネルＭ
ＯＳ電界効果トランジスタ１３，１４，１５，１６およ
び抵抗１８により構成される。

【００６０】トランジスタ１１のソースは所定の電源電
圧を受ける電源端子に接続され、ドレインはノードＮ１
１に接続され、ゲートはノードＮ１２に接続されてい
る。トランジスタ１２のソースは電源端子に接続され、
ドレインおよびゲートはノードＮ１２に接続されてい
る。トランジスタ１１，１２はカレントミラー回路を構
成する。

【００６１】トランジスタ１３のドレインはノードＮ１
１に接続され、ソースはノードＮ１３に接続され、ゲー
トはノードＮ１４に接続されている。トランジスタ１４
のドレインはノードＮ１２に接続され、ソースはノード
Ｎ１４に接続され、ゲートはノードＮ１１に接続されて
いる。

【００６２】トランジスタ１５のドレインはノードＮ１
３に接続され、ソースは接地端子に接続され、ゲートに
は反転スタンバイ信号ＳＴＢが与えられる。トランジス
タ１６のドレインは抵抗１８を介してノードＮ１４に接
続され、ソースは接地端子に接続され、ゲートには反転
スタンバイ信号ＳＴＢが与えられる。

【００６３】トランジスタ１７のソースは電源端子に接
続され、ドレインはノードＮ１２に接続され、ゲートに
は反転スタンバイ信号ＳＴＢが与えられる。

【００６４】パワーアップ回路２０は、ｐチャネルＭＯ
Ｓ電界効果トランジスタ２１およびｎチャネルＭＯＳ電
界効果トランジスタ２２，２３，２４を含む。トランジ
スタ２１のソースは電源端子に接続され、ドレインおよ
びゲートはノードＮ２１に接続されている。トランジス
タ２２のドレインおよびゲートはノードＮ２１に接続さ
れ、ソースはノードＮ２２に接続されている。トランジ
スタ２３のドレインはノードＮ２２に接続され、ソース
は接地端子に接続され、ゲートには反転スタンバイ信号
ＳＴＢが与えられる。トランジスタ２４のソースは電源
端子に接続され、ドレインはノードＮ１１に接続され、
ゲートはノードＮ２１に接続されている。

【００６５】電流電圧変換回路３０は、ｐチャネルＭＯ
Ｓ電界効果トランジスタ３１、ｎチャネルＭＯＳ電界効
果トランジスタ３２および抵抗３３を含む。トランジス
タ３１のソースは電源端子に接続され、ドレインはノー
ドＮ３１に接続され、ゲートはノードＮ１２に接続され
ている。トランジスタ１２およびトランジスタ３１がカ
レントミラー回路を構成する。

【００６６】トランジスタ３２のドレインは抵抗３３を
介してノードＮ３１に接続され、ソースは接地端子に接
続され、ゲートには反転スタンバイ信号ＳＴＢが与えら
れる。

【００６７】抵抗１８，３３としては、温度係数の小さ
い２層ポリＳｉ（多結晶シリコン）からなる抵抗を用い
る。それにより、抵抗１８，３３の抵抗値が温度変化に
よらず一定となる。

【００６８】反転スタンバイ信号ＳＴＢがハイレベルに
なると、パワーアップ回路２０のトランジスタ２３がオ
ンする。それにより、電源端子からトランジスタ２１，
２２，２３を通して接地端子に電流が流れる。それによ
り、定電流発生回路１０のノードＮ１１の電位が接地電
位で安定することが防止される。トランジスタ２４に流
れる電流は実質上無視できるほど小さく、定電流発生回
路１０の動作にほとんど影響を与えない。

【００６９】また、定電流発生回路１０のトランジスタ
１５，１６，１７がオンする。これにより、電源端子か
らトランジスタ１１，１３，１５を通して接地端子に電
流Ｉｔが流れる。このとき、パワーアップ回路２０のト
ランジスタ２４に流れる電流は小さいため、定電流発生
回路１０に流れる電流Ｉｔにほとんど影響を与えない。

【００７０】このとき、電流Ｉｔと等しいかまたは定数
倍の電流Ｉｒが電源端子からトランジスタ１２，１４、
抵抗１８およびトランジスタ１６を通して接地端子に流
れる。ここでは、電流Ｉｔと等しい電流Ｉｒが電源端子
からトランジスタ１２，１４、抵抗１８およびトランジ
スタ１６を通して接地端子に流れるものとする。この場
合、トランジスタ１３は、飽和領域で動作するようにバ
イアスが設定される。そのため、トランジスタ１３のゲ
ート・ソース間電圧により抵抗１８の両端にかかる電圧
Ｖａが一義的に定まる。したがって、電源電圧と無関係
に抵抗１８の両端に一定電圧がかかり、抵抗１８に流れ
る電流Ｉｒが一定となる。

【００７１】電流電圧変換回路３０においては、トラン
ジスタ３２がオンする。それにより、定電流発生回路１
０の抵抗１８に流れる電流Ｉｒと等しいかまたは定数倍
の電流が電源端子からトランジスタ３１、抵抗３３およ
びトランジスタ３２を介して接地端子に流れる。ここで
は、抵抗１８に流れる電流Ｉｒと等しい電流が電源端子
からトランジスタ３１、抵抗３３およびトランジスタ３
２を介して接地端子に流れるものとする。このとき、抵
抗３３に流れる電流が一定となるため、ノードＮ３１か
ら一定の電圧ＶＲが出力される。

【００７２】プロセス上のばらつきにより定電流発生回
路１０の抵抗１８の抵抗値Ｒ１および電流電圧変換回路
３０の抵抗３３の抵抗値Ｒ２がばらつく場合には、抵抗
１８の抵抗値Ｒ１および抵抗３３の抵抗値Ｒ２が同じ方
向にずれる。例えば、プロセス上のばらつきにより抵抗
１８の抵抗値Ｒ１および抵抗３３の抵抗値Ｒ２がともに
１０％大きくなると、抵抗１８に流れる電流Ｉｒが１０
％小さくなる。それにより、ノードＮ３１の電圧ＶＲは
次式のようになる。

【００７３】ＶＲ＝Ｒ２(１＋０．１)×Ｉｒ（１−０．
１）≒Ｒ２×Ｉｒ 上式から電流電圧変換回路３０から出力される電圧ＶＲ
はプロセス上のばらつきにほとんど依存せずに一定とな
る。このように、抵抗１８の抵抗値Ｒ１のずれが抵抗３
３の抵抗値Ｒ２のずれにより相殺される。

【００７４】また、図１の定電圧発生回路では、次に説
明するように温度補償が行われる。図５は温度補償を行
わない場合のトランジスタ１３の電流−電圧特性および
抵抗１８の電流−電圧特性を示す図である。図６は温度
補償を行った場合のトランジスタ１３の電流−電圧特性
および抵抗１８の電流−電圧特性を示す図である。

【００７５】図５および図６の横軸はトランジスタ１３
のゲート・ソース間電圧および抵抗１８の両端の電圧で
あり、縦軸はトランジスタ１３に流れる電流Ｉｔおよび
抵抗１８に流れる電流Ｉｒである。図５および図６にお
いて、一点鎖線は室温２７℃でのトランジスタ１３の電
流−電圧特性を示し、破線は８０℃でのトランジスタ１
３の電流−電圧特性を示す。また、実線は抵抗１８の電
流−電圧特性を示す。

【００７６】トランジスタ１３に流れる電流Ｉｔと抵抗
１８に流れる電流Ｉｒとが等しくなるときのノードＮ１
４の電圧Ｖａは電源電圧に依存しない。しかしながら、
図５に示すように、温度補償を行わない場合には、トラ
ンジスタ１３に流れる電流Ｉｔと抵抗１８に流れる電流
Ｉｒとが等しくなるときのノードＮ１４の電圧Ｖａは室
温２７℃と８０℃とで異なり、すなわち温度により変動
する。

【００７７】これに対して、図６に示すように、以下に
説明する温度補償を行った場合には、トランジスタ１３
に流れる電流Ｉｔと抵抗１８に流れる電流Ｉｒとが等し
くなるときのノードＮ１４の電圧Ｖａは温度に依存せず
に一定となる。

【００７８】ここで、温度補償は、トランジスタ１３の
ゲート長Ｌおよびゲート幅Ｗを調整し、トランジスタ１
３の電流−電圧特性を変化させることにより行う。次に
説明するように、トランジスタ１３のしきい値電圧Ｖｔ
とノードＮ１４の電圧Ｖａ（トランジスタ１３のゲート
・ソース間電圧Ｖｇｓ）との差が０．１Ｖから０．４Ｖ
の範囲内にあれば、図６に示す特性が得られる。

【００７９】ＭＯＳ電界効果トランジスタの飽和領域で
のソース・ドレイン電流Ｉは次式で表される。

【００８０】Ｉ＝β・（Ｖｇｓ−Ｖｔ）² …（１） 上式（１）において、Ｖｇｓはトランジスタのゲート・
ソース間電圧、Ｖｔはトランジスタのしきい値電圧であ
る。また、βは次式で表される。

【００８１】 β＝（１／２）・（Ｗ／Ｌ）・Ｃｏｘ・μ …（２） 上式（２）において、Ｗはトランジスタのゲート幅、Ｌ
はトランジスタのゲート長、Ｃｏｘは単位酸化膜容量、
μは電子または正孔の移動度である。

【００８２】また、トランジスタのしきい値電圧Ｖｔの
温度特性は次式で近似される。 Ｖｔ（Ｔ） ＝Ｖｔ（Ｔｎｏｍ）＋ΔＶｔ（Ｔ） ≒Ｖｔ（Ｔｎｏｍ）＋（−０．２２）・｛（Ｔ／Ｔｎｏｍ）−１｝ …（３） 上式（３）において、Ｖｔ（Ｔ）はある温度Ｔでのしき
い値電圧、Ｖｔ（Ｔｎｏｍ）は室温Ｔｎｏｍでのしきい
値電圧、ΔＶｔ（Ｔ）は室温Ｔｎｏｍから温度Ｔへの温
度変化によるしきい値電圧の変動量である。なお、−
０．２２は定数であり、一般的なＭＯＳ電界効果トラン
ジスタの典型的な値である。また、移動度μの温度特性
は次式で近似される。

【００８３】 μ（Ｔ）≒μ（Ｔｎｏｍ）・（Ｔ／Ｔｎｏｍ）^-1.5 …（４） 上式（４）において、μ（Ｔ）は温度Ｔでの移動度、μ
（Ｔｎｏｍ）は室温での移動度である。なお、−１．５
は定数であり、一般的なＭＯＳ電界効果トランジスタの
典型的な値である。

【００８４】温度変化によるＭＯＳ電界効果トランジス
タの飽和領域でのソース・ドレイン電流Ｉの変動量は上
式（１）より次式のようになる。

【００８５】 ΔＩ（Ｔ）＝Ｉ（Ｔ）−Ｉ（Ｔｎｏｍ） ＝β（Ｔ）・｛Ｖｇｓ−Ｖｔ（Ｔ）｝²−β（Ｔｎｏｍ）・｛Ｖｇｓ−Ｖｔ（ Ｔｎｏｍ）｝² …（５） 上式（５）において、Ｉ（Ｔ）は温度Ｔでのトランジス
タのソース・ドレイン電流、Ｉ（Ｔｎｏｍ）は室温Ｔｎ
ｏｍでのトランジスタのソース・ドレイン電流、ΔＩ
（Ｔ）は室温Ｔｎｏｍから温度Ｔへの温度変化によるト
ランジスタのソース・ドレイン電流の変動量である。こ
こで、β（Ｔ）は次式で表される。

【００８６】 β（Ｔ）＝β（Ｔｎｏｍ）＋Δβ（Ｔ） …（６） 上式（６）において、β（Ｔ）は温度Ｔでのβの値、β
（Ｔｎｏｍ）は室温Ｔｎｏｍでのβの値、Δβ（Ｔ）は
室温Ｔｎｏｍから温度Ｔへの温度変化によるβの値の変
動量である。

【００８７】Ｔｎｏｍ＝３００Ｋ（＝２７℃）、Ｔ＝３
５３Ｋ（＝８０℃）とすれば、上式（４）より、移動度
μ（Ｔ）は次式のようになる。

【００８８】 μ（３５３）＝μ（３００）・（３５３／３００）^-1.5 ＝０．７８・μ（３００） …（７） よって、上式（２），（６），（７）より次式のように
なる。

【００８９】 Δβ（３５３）／β（３００）＝｛μ（３５３）−μ（３００）｝／μ（３０ ０）＝−０．２２ …（８） さらに、上式（３）によりΔＶｔ（３５３）が求められ
る。

【００９０】 ΔＶｔ（３５３）＝（−０．２２）・（３５３／３００−１）＝−０．０３９ …（９） よって、上式（９）より上式（５）において、ΔＩ
（Ｔ）＝０となる条件は次式のようになる。

【００９１】 Ｖｇｓ−Ｖｔ（Ｔｎｏｍ）＝０．２〜０．３［Ｖ］ …（１０） マージンを考慮してＶｇｓ−Ｖｔ（Ｔｎｏｍ）＝０．１
〜０．４［Ｖ］とする。すなわち、トランジスタ１３の
ゲート・ソース間電圧を（Ｖｔ＋０．１）［Ｖ］から
（Ｖｔ＋０．４）［Ｖ］の範囲内に設定することによ
り、トランジスタ１３に流れるソース・ドレイン電流Ｉ
ｔを温度変化に依存せずに一定とすることができる。

【００９２】このように、図１の定電圧発生回路におい
ては、安価なＣＭＯＳ回路により電源電圧の変動、温度
変化およびプロセス上のばらつきに依存することなく一
定の電圧ＶＲを発生することができる。

【００９３】図２は本発明の第２の実施の形態における
定電圧発生回路の構成を示す回路図である。

【００９４】図２の定電圧発生回路が図１の定電圧発生
回路と異なるのは、定電流発生回路１０の抵抗１８の代
わりにプログラマブル機能を有する抵抗１８ａが設けら
れている点および電流電圧変換回路３０の抵抗３３の代
わりにプログラマブル機能を有する抵抗３３ａが設けら
れている点である。ここで、プログラマブル機能とは、
少なくとも製造時に抵抗１８ａ，３３ａの抵抗値を調整
することができることを意味する。

【００９５】抵抗１８ａ，３３ａのプログラマブル機能
は、製造時のメタルマスク工程でメタルマスクを変更す
ることにより実現することができる。また、抵抗１８
ａ，３３ａを複数の抵抗およびヒューズを用いて構成
し、レーザ等を用いてヒューズを切断することにより抵
抗の接続を変更することにより抵抗１８ａ，３３ａのプ
ログラマブル機能を実現することもできる。さらに、抵
抗１８ａ，３３ａを複数の抵抗およびスイッチを用いて
構成し、複数の抵抗をスイッチで切り換えることにより
抵抗１８ａ，３３ａのプログラマブル機能を実現するこ
ともできる。抵抗１８ａ，３３ａのプログラマブル機能
は、これらの方法に限定されず、その他の方法を用いて
実現してもよい。

【００９６】図２の定電圧発生回路においては、ｎチャ
ネルＭＯＳ電界効果トランジスタ１３の特性のばらつき
により図６の温度補償がずれた場合にプログラマブル機
能を有する抵抗１８ａの抵抗値Ｒ１および抵抗３３ａの
抵抗値Ｒ２を調整することにより温度補償のずれを補正
することができる。したがって、図２の定電圧発生回路
では、トランジスタ１３の特性がばらついた場合でも、
電源電圧の変動、温度変化およびプロセス上のばらつき
に依存することなく一定の電圧ＶＲを発生することがで
きる。

【００９７】図３は本発明の第３の実施の形態における
定電圧定電流発生回路の構成を示す回路図である。図３
の定電圧定電流発生回路は、図１の定電流発生回路１０
を定電圧発生回路および演算増幅器の定電流源として共
有化した例である。

【００９８】図３において、電流コピー回路４０はｐチ
ャネルＭＯＳ電界効果トランジスタ４１およびｎチャネ
ルＭＯＳ電界効果トランジスタ４２を含む。トランジス
タ４１のソースは電源端子に接続され、ドレインはノー
ドＮ４１に接続され、ゲートは定電流発生回路１０のノ
ードＮ１２に接続されている。トランジスタ４２のソー
スは接地端子に接続され、ドレインおよびゲートはノー
ドＮ４１に接続されている。トランジスタ１２およびト
ランジスタ４１がカレントミラー回路を構成する。

【００９９】演算増幅器５０は、ｐチャネルＭＯＳ電界
効果トランジスタ５１，５２およびｎチャネルＭＯＳ電
界効果トランジスタ５３，５４，５５を含む。トランジ
スタ５１のソースは電源端子に接続され、ドレインおよ
びゲートはノードＮ５１に接続されている。トランジス
タ５２のソースは電源端子に接続され、ドレインはノー
ドＮ５２に接続され、ゲートはノードＮ５１に接続され
ている。トランジスタ５３のドレインはノードＮ５１に
接続され、ソースはノードＮ５３に接続され、ゲートに
は入力信号Ｉ１が与えられる。トランジスタ５４のドレ
インはノードＮ５２に接続され、ソースはノードＮ５３
に接続され、ゲートには入力信号Ｉ２が与えられる。ト
ランジスタ５５のドレインはノードＮ５３に接続され、
ソースは接地端子に接続され、ゲートはノードＮ４１に
接続されている。

【０１００】反転スタンバイ信号ＳＴＢがハイレベルに
なると、定電流発生回路１０の抵抗１８に流れる電流Ｉ
ｒと等しい電流または定数倍の電流が電流コピー回路４
０の電源端子からトランジスタ４１，４２を通して接地
端子に流れる。ここでは、電流コピー回路４０のトラン
ジスタ４１，４２に定電流発生回路１０の抵抗１８に流
れる電流Ｉｒと等しい電流が流れるものとする。

【０１０１】また、電流コピー回路４０のトランジスタ
４１，４２に流れる電流と等しい電流または定数倍の電
流が演算増幅器５０のトランジスタ５５に流れる。ここ
では、トランジスタ４１，４２に流れる電流と等しい電
流がトランジスタ５５に流れるものとする。この場合、
トランジスタ５５に流れる電流は一定となるので、トラ
ンジスタ５５は一定のバイアス電流を供給する定電流源
として働く。

【０１０２】演算増幅器５０のトランジスタ５３，５４
のゲートに与えられる入力信号Ｉ１，Ｉ２が差動増幅さ
れ、ノードＮ５１，Ｎ５２から増幅された出力電圧が出
力される。

【０１０３】一方、電流電圧変換回路３０からは一定の
電圧ＶＲが出力される。電流電圧変換回路３０から出力
される電圧ＶＲは基準電圧として用いることができる。

【０１０４】図３の定電圧定電流発生回路では、電源電
圧の変動、温度変化およびプロセス上のばらつきに依存
せず一定の基準電圧を発生することができる基準電圧発
生回路および一定のバイアス電流を演算増幅器５０に供
給するバイアス電流発生回路を小面積で実現することが
できる。

【０１０５】図４は本発明の第４の実施の形態における
定電圧定電流発生回路の構成を示す回路図である。図４
の定電圧定電流発生回路は、図２の定電流発生回路１０
を定電圧発生回路および演算増幅器の定電流源として共
有化した例である。

【０１０６】図４の定電圧定電流発生回路が図３の定電
圧定電流発生回路と異なるのは、定電流発生回路１０の
抵抗１８の代わりにプログラマブル機能を有する抵抗１
８ａが用いられ、電流電圧変換回路３０の抵抗３３の変
わりにプログラマブル機能を有する抵抗３３ａが用いら
れている点である。図４の定電圧定電流発生回路の他の
部分の構成は図３の定電圧定電流発生回路の構成と同様
である。

【０１０７】図４の定電圧定電流発生回路においては、
ｎチャネルＭＯＳ電界効果トランジスタ１３の特性のば
らつきにより図６の温度補償がずれた場合にプログラマ
ブル機能を有する抵抗１８ａの抵抗値Ｒ１および抵抗３
３の抵抗値Ｒ２を調整することにより温度補償のずれを
補正することができる。したがって、図４の定電圧定電
流発生回路では、トランジスタ１３の特性がばらついた
場合でも、電源電圧の変動、温度変化およびプロセス上
のばらつきに依存することなく一定の基準電圧を発生す
ることができる基準電圧発生回路および一定のバイアス
電流を演算増幅器５０に供給するバイアス電流発生回路
を小面積で実現することができる。

【０１０８】なお、図３および図４の演算増幅器５０の
構成は一例であり、種々の構成の演算増幅器を用いるこ
とができる。

【０１０９】図７は図３または図４の定電圧定電流発生
回路を用いたＡＰＣ回路（オートレーザパワーコントロ
ール回路）の構成を示す回路図である。図７のＡＰＣ回
路は、演算増幅回路１１０，１２０、ボルテージフォロ
ワ１３０，１４０、スイッチＳＷ、抵抗Ｒ１５、定電圧
定電流発生回路１００およびＡＮＤ回路１０１を含む。
定電圧定電流発生回路１００は図３または図４に示した
構成を有する。

【０１１０】演算増幅回路１１０は、演算増幅器ＯＰ
１、可変抵抗Ｒ１１および抵抗Ｒ１２を含む。演算増幅
回路１２０は、演算増幅器ＯＰ２および抵抗Ｒ１３，Ｒ
１４を含む。ボルテージフォロワ１３０は、演算増幅器
ＯＰ３を含む。ボルテージフォロワ１４０は、演算増幅
器ＯＰ４を含む。

【０１１１】定電圧定電流発生回路１１０およびＡＮＤ
回路１０１の一方の入力端子には反転スタンバイ信号Ｓ
ＴＢが与えられる。ＡＮＤ回路１０１の他方の入力端子
にはレーザ点灯信号ＬＤが与えられる。反転スタンバイ
信号ＳＴＢがハイレベルとなりかつレーザ点灯信号ＬＤ
がハイレベルとなっているときにＡＮＤ回路１０１の出
力信号がハイレベルとなり、スイッチＳＷがオンする。

【０１１２】定電圧定電流発生回路１００は、演算増幅
器ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３，ＯＰ４にバイアス電流ＢＩ
として定電流を供給する。また、定電圧定電流発生回路
１００は、ボルテージフォロワ１４０の演算増幅器ＯＰ
４の非反転入力端子に基準電圧Ｖｒｅｆとして定電圧を
与える。

【０１１３】ボルテージフォロワ１４０はインピーダン
ス変換を行い、一定の基準電圧ＲＥＦを出力する。

【０１１４】演算増幅回路１１０の演算増幅器ＯＰ１の
非反転入力端子にはレーザダイオードから出射されるレ
ーザ光をモニタするためのモニタ用フォトダイオードの
出力電圧ＬＤＳが与えられる。演算増幅回路１１０は、
フォトダイオードの出力電圧ＬＤＳを可変抵抗Ｒ１１お
よび抵抗Ｒ１２の抵抗値により定まる利得で増幅し、増
幅されたモニタ用電圧ＬＤＳ０を出力する。

【０１１５】演算増幅回路１２０は、モニタ用電圧ＬＤ
Ｓ０と基準電圧ＲＥＦとの差分を増幅し、増幅された差
分電圧ＡＰＣを出力する。ボルテージフォロワ１３０は
インピーダンス変換を行い、差分電圧ＡＰＣをスイッチ
ＳＷおよび抵抗Ｒ１５を介してレーザダイオード駆動電
圧ＬＤＤとして出力する。レーザダイオード駆動電圧Ｌ
ＤＤはレーザダイオードに与えられる。

【０１１６】このＡＰＣ回路は、モニタ用電圧ＬＤＳが
低くなると、レーザダイオード駆動電圧ＬＤＤが低くな
り、レーザダイオードを駆動するための駆動電流が大き
くなるように制御し、モニタ用電圧ＬＤＳが高くなる
と、レーザダイオード駆動電圧ＬＤＤが高くなり、レー
ザダイオードを駆動するための駆動電流が小さくなるよ
うに制御を行う。それにより、レーザダイオードから出
射されるレーザ光の光出力が一定に制御される。

【０１１７】図７のＡＰＣ回路においては、図３または
図４の定電圧定電流発生回路が用いられているので、演
算増幅器ＯＰ４に電源電圧の変動、温度変化およびプロ
セス上のばらつきに依存しない一定の基準電圧Ｖｒｅｆ
を印加することができるとともに、演算増幅器ＯＰ１，
ＯＰ２，ＯＰ３，ＯＰ４に電源電圧の変動、温度変化お
よびプロセス上のばらつきに依存しない一定のバイアス
電流を供給することができる。

【０１１８】したがって、電源電圧の変動、温度変化お
よびプロセス上のばらつきに依存せず、レーザダイオー
ドから出射されるレーザ光の光出力を一定に制御するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態における定
電圧発生回路の構成を示す回路図である。

【図２】図２は、本発明の第２の実施の形態における定
電圧発生回路の構成を示す回路図である。

【図３】図３は、本発明の第３の実施の形態における定
電圧定電流発生回路の構成を示す回路図である。

【図４】図４は、本発明の第４の実施の形態における定
電圧定電流発生回路の構成を示す回路図である。

【図５】図５は、定電圧発生回路において温度補償を行
わない場合のトランジスタの電流−電圧特性および抵抗
の電流−電圧特性を示す図である。

【図６】図６は、定電圧発生回路において温度補償を行
った場合のトランジスタの電流−電圧特性および抵抗の
電流−電圧特性を示す図である。

【図７】図７は、図３または図４の定電圧定電流発生回
路を用いたＡＰＣ回路の構成を示す回路図である。

【図８】図８は、従来の定電流発生回路の一例を示す回
路図である。

【符号の説明】

１０ 定電流発生回路 １１，１２，１７，２１，３１，４１，５１，５２ ｐ
チャネルＭＯＳ電界効果トランジスタ １３，１４，１５，１６，２２，２３，２４，３２，４
２，５３，５４，５５ｎチャネルＭＯＳ電界効果トラン
ジスタ １８，１８ａ，３３，３３ａ 抵抗 ２０ パワーアップ回路 ３０ 電流電圧変換回路 ４０ 電流コピー回路 ５０ 演算増幅器

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H420 BB02 BB03 BB12 BB13 CC02 DD02 EA14 EA24 EA39 EA40 EA42 EB15 FF03 FF04 FF25 NA16 NA17 NA28 NB02 NB03 NB14 NB20 NB22 NB25 NB31 NC02 NC14 NC23 NC26 NC27 NE22 NE28 5J090 AA01 AA58 AA59 CA02 CA04 CA14 FA01 HA10 HA17 HA19 HA25 HA26 HA38 HA44 HA49 KA01 KA06 KA09 KA11 KA24 KA27 KA33 MA05 MA21 TA01 TA02 TA06 5J091 AA01 AA58 AA59 CA02 CA04 CA14 FA01 HA10 HA17 HA19 HA25 HA26 HA38 HA44 HA49 KA01 KA06 KA09 KA11 KA24 KA27 KA33 MA05 MA21 TA01 TA02 TA06

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 しきい値電圧Ｖｔを有する第１の電界効
   果トランジスタと、 第１の抵抗とを備え、 前記第１の電界効果トランジスタおよび前記第１の抵抗
   は、前記第１の電界効果トランジスタが飽和領域で動作
   するとともに前記第１の電界効果トランジスタのゲート
   ・ソース間電圧により前記第１の抵抗の両端にかかる電
   圧が一義的に定まりかつ前記第１の電界効果トランジス
   タに流れる電流および前記第１の抵抗に流れる電流が等
   しいかまたは比例関係にあるように接続され、 前記第１の電界効果トランジスタのゲート・ソース間電
   圧が（Ｖｔ＋０．１）ボルト以上（Ｖｔ＋０．４）ボル
   ト以下の範囲内に設定されることを特徴とする定電流発
   生回路。
2. 【請求項２】 前記第１の電界効果トランジスタおよび
   前記第１の抵抗に互いに等しいかまたは比例関係にある
   電流を流す第１のカレントミラー回路をさらに備えるこ
   とを特徴とする請求項１記載の定電流発生回路。
3. 【請求項３】 第２の電界効果トランジスタをさらに備
   え、前記第１のカレントミラー回路は第３および第４の
   電界効果トランジスタを含み、 前記第１の電界効果トランジスタのゲートが前記抵抗の
   一端に電気的に接続され、前記第１の電界効果トランジ
   スタのソースが前記抵抗の他端に電気的に接続され、前
   記第１の電界効果トランジスタのドレインが前記第３の
   電界効果トランジスタのドレインに電気的に接続され、 前記第２の電界効果トランジスタのゲートが前記第１の
   電界効果トランジスタのドレインに電気的に接続され、
   前記第２の電界効果トランジスタのソースが前記抵抗の
   前記一端に電気的に接続され、前記第２の電界効果トラ
   ンジスタのドレインが前記第４の電界効果トランジスタ
   のドレインに電気的に接続され、 前記第３の電界効果トランジスタのソースが所定の電位
   に電気的に接続され、前記第３の電界効果トランジスタ
   のゲートが前記第４の電界効果トランジスタのゲートお
   よびドレインに電気的に接続され、前記第４の電界効果
   トランジスタのソースが前記所定の電位に電気的に接続
   されることを特徴とする請求項２記載の定電流発生回
   路。
4. 【請求項４】 前記第１、第２、第３および第４の電界
   効果トランジスタは金属酸化物半導体電界効果トランジ
   スタであることを特徴とする請求項３記載の定電流発生
   回路。
5. 【請求項５】 前記第１の電界効果トランジスタのドレ
   インを所定の電位に保つ電位保持手段をさらに備えるこ
   とを特徴とする請求項３または４記載の定電流発生回
   路。
6. 【請求項６】 前記第１の抵抗の抵抗値が少なくとも製
   造時に調整可能であることを特徴とする請求項１〜５の
   いずれかに記載の定電流発生回路。
7. 【請求項７】 前記第１の抵抗は多結晶シリコンにより
   構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに
   記載の定電流発生回路。
8. 【請求項８】 第１の温度時に前記第１の抵抗の両端に
   かかる電圧と前記第１の温度時と異なる第２の温度時に
   前記第１の抵抗にかかる電圧とが等しくなるように前記
   第１の電界効果トランジスタのゲート長およびゲート幅
   が設定されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか
   に記載の定電流発生回路。
9. 【請求項９】 前記第１の抵抗は、複数の抵抗およびス
   イッチを用いて構成され、前記複数の抵抗を前記スイッ
   チにより切り換えることにより、プログラマブル機能を
   有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載
   の定電流発生回路。
10. 【請求項１０】 定電流発生回路と、 前記定電流発生回路に流れる電流を電圧に変換する電流
    電圧変換回路とを備え、 前記定電流発生回路は、 しきい値電圧Ｖｔを有する第１の電界効果トランジスタ
    と、 第１の抵抗とを備え、 前記第１の電界効果トランジスタおよび前記第１の抵抗
    は、前記第１の電界効果トランジスタが飽和領域で動作
    するとともに前記第１の電界効果トランジスタのゲート
    ・ソース間電圧により前記第１の抵抗の両端にかかる電
    圧が一義的に定まりかつ前記第１の電界効果トランジス
    タに流れる電流および前記第１の抵抗に流れる電流が等
    しいかまたは比例関係にあるように接続され、 前記第１の電界効果トランジスタのゲート・ソース間電
    圧が（Ｖｔ＋０．１）ボルト以上（Ｖｔ＋０．４）ボル
    ト以下の範囲内に設定され、 前記電流電圧変換回路は、 前記定電流発生回路の前記第１の抵抗と同じ材料により
    構成される第２の抵抗と、 前記定電流発生回路の前記第１の抵抗に流れる電流と等
    しいかまたは比例関係にある電流を前記第２の抵抗に流
    す第２のカレントミラー回路とを含むことを特徴とする
    定電圧発生回路。
11. 【請求項１１】 前記第２の抵抗の抵抗値が少なくとも
    製造時に調整可能であることを特徴とする請求項１０記
    載の定電圧発生回路。
12. 【請求項１２】 前記定電流発生回路は、前記第１の電
    界効果トランジスタおよび前記第１の抵抗に互いに等し
    いかまたは比例関係にある電流を流す第１のカレントミ
    ラー回路をさらに備えることを特徴とする請求項１０ま
    たは１１記載の定電圧発生回路。
13. 【請求項１３】 前記定電流発生回路は、第２の電界効
    果トランジスタをさらに備え、前記第１のカレントミラ
    ー回路は第３および第４の電界効果トランジスタを含
    み、 前記第１の電界効果トランジスタのゲートが前記抵抗の
    一端に電気的に接続され、前記第１の電界効果トランジ
    スタのソースが前記抵抗の他端に電気的に接続され、前
    記第１の電界効果トランジスタのドレインが前記第３の
    電界効果トランジスタのドレインに電気的に接続され、 前記第２の電界効果トランジスタのゲートが前記第１の
    電界効果トランジスタのドレインに電気的に接続され、
    前記第２の電界効果トランジスタのソースが前記抵抗の
    前記一端に電気的に接続され、前記第２の電界効果トラ
    ンジスタのドレインが前記第４の電界効果トランジスタ
    のドレインに電気的に接続され、 前記第３の電界効果トランジスタのソースが所定の電位
    に電気的に接続され、前記第３の電界効果トランジスタ
    のゲートが前記第４の電界効果トランジスタのゲートお
    よびドレインに電気的に接続され、前記第４の電界効果
    トランジスタのソースが前記所定の電位に電気的に接続
    されることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに
    記載の定電圧発生回路。
14. 【請求項１４】 前記第１、第２、第３および第４の電
    界効果トランジスタは金属酸化物半導体電界効果トラン
    ジスタであることを特徴とする請求項１３記載の定電圧
    発生回路。
15. 【請求項１５】 前記定電流発生回路は、前記第１の電
    界効果トランジスタのドレインを所定の電位に保つ電位
    保持手段をさらに備えることを特徴とする請求項１０〜
    １４のいずれかに記載の定電圧発生回路。
16. 【請求項１６】 前記第１の抵抗の抵抗値が少なくとも
    製造時に調整可能であることを特徴とする請求項１０〜
    １５のいずれかに記載の定電圧発生回路。
17. 【請求項１７】 前記第１の抵抗は多結晶シリコンによ
    り構成されることを特徴とする請求項１０〜１６のいず
    れかに記載の定電圧発生回路。
18. 【請求項１８】 第１の温度時に前記第１の抵抗の両端
    にかかる電圧と前記第１の温度時と異なる第２の温度時
    に前記第１の抵抗にかかる電圧とが等しくなるように前
    記第１の電界効果トランジスタのゲート長およびゲート
    幅が設定されることを特徴とする請求項１０〜１７のい
    ずれかに記載の定電圧発生回路。
19. 【請求項１９】 前記第２の抵抗は、複数の抵抗および
    スイッチを用いて構成され、前記の複数の抵抗を前記ス
    イッチにより切り換えることにより、プログラマブル機
    能を有することを特徴とする請求項１０〜１８のいずれ
    かに記載の定電流発生回路。
20. 【請求項２０】 前記第１の抵抗は、複数の抵抗および
    スイッチを用いて構成され、前記複数の抵抗を前記スイ
    ッチにより切り換えることにより、プログラマブル機能
    を有することを特徴とする請求項１０〜１９のいずれか
    に記載の定電流発生回路。
21. 【請求項２１】 定電圧発生回路を備え、 前記定電圧発生回路は、 定電流発生回路と、 前記定電流発生回路に流れる電流を電圧に変換する電流
    電圧変換回路とを含み、 前記定電流発生回路は、 しきい値電圧Ｖｔを有する第１の電界効果トランジスタ
    と第１の抵抗とを備え、 前記第１の電界効果トランジスタおよび前記第１の抵抗
    は、前記第１の電界効果トランジスタが飽和領域で動作
    するとともに前記第１の電界効果トランジスタのゲート
    ・ソース間電圧により前記第１の抵抗の両端にかかる電
    圧が一義的に定まりかつ前記第１の電界効果トランジス
    タに流れる電流および前記第１の抵抗に流れる電流が等
    しいかまたは比例関係にあるように接続され、 前記第１の電界効果トランジスタのゲート・ソース間電
    圧が（Ｖｔ＋０．１）ボルト以上（Ｖｔ＋０．４）ボル
    ト以下の範囲内に設定され、 前記電流電圧変換回路は、 前記定電流発生回路の前記第１の抵抗と同じ材料により
    構成される第２の抵抗と、 前記定電流発生回路の前記第１の抵抗に流れる電流と等
    しいかまたは比例関係にある電流を前記第２の抵抗に流
    す第２のカレントミラー回路とを含み、 前記定電圧電流発生回路は、 前記定電圧発生回路の前記定電流発生回路の前記第１の
    抵抗に流れる電流と等しいかまたは比例関係にある電流
    を発生する第３のカレントミラー回路をさらに備えるこ
    とを特徴とする定電圧電流発生回路。
22. 【請求項２２】 複数の演算増幅器と、 前記複数の演算増幅器のうち少なくとも１つの演算増幅
    器の入力端子に基準電圧として一定の電圧を印加すると
    ともにバイアス電流として一定の電流を供給する定電圧
    定電流発生回路とを備え、 前記定電圧定電流発生回路は、 定電圧発生回路を備え、 前記定電圧発生回路は、 定電流発生回路と、 前記定電流発生回路に流れる電流を電圧に変換する電流
    電圧変換回路とを備え、 前記定電流発生回路は、 しきい値電圧Ｖｔを有する第１の電界効果トランジスタ
    と、 第１の抵抗とを備え、 前記第１の電界効果トランジスタおよび前記第１の抵抗
    は、前記第１の電界効果トランジスタが飽和領域で動作
    するとともに前記第１の電界効果トランジスタのゲート
    ・ソース間電圧により前記第１の抵抗の両端にかかる電
    圧が一義的に定まりかつ前記第１の電界効果トランジス
    タに流れる電流および前記第１の抵抗に流れる電流が等
    しいかまたは比例関係にあるように接続され、 前記第１の電界効果トランジスタのゲート・ソース間電
    圧が（Ｖｔ＋０．１）ボルト以上（Ｖｔ＋０．４）ボル
    ト以下の範囲内に設定され、 前記電流電圧変換回路は、 前記定電流発生回路の前記第１の抵抗と同じ材料により
    構成される第２の抵抗と、 前記定電流発生回路の前記第１の抵抗に流れる電流と等
    しいかまたは比例関係にある電流を前記第２の抵抗に流
    す第２のカレントミラー回路とを含み、 前記定電圧定電流発生回路は、 前記定電圧発生回路の前記定電流発生回路の前記第１の
    抵抗に流れる電流と等しいかまたは比例関係にある電流
    を発生する第３のカレントミラー回路をさらに備えるこ
    とを特徴とする増幅回路。