JP2003008368A - Current mirror circuit and trapezoidal wave voltage generating circuit - Google Patents

Current mirror circuit and trapezoidal wave voltage generating circuit

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JP2003008368A
JP2003008368A JP2001189697A JP2001189697A JP2003008368A JP 2003008368 A JP2003008368 A JP 2003008368A JP 2001189697 A JP2001189697 A JP 2001189697A JP 2001189697 A JP2001189697 A JP 2001189697A JP 2003008368 A JP2003008368 A JP 2003008368A
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current
transistor
voltage
transistors
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Susumu Ueda
進 上田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a current mirror circuit which can obtain always a constant mirror ratio and operate in the vicinity of a ground potential, and a trapezoidal wave voltage generating circuit using the current mirror circuit. SOLUTION: When a control signal Sc becomes H, a transistor Q18 turns to a saturated on-state, and transistors Q16, Q17 are turned off. A capacitor C11 is charged by a current Ia outputed from a constant current circuit 21. When the control signal Sc becomes L, an operational amplifier 22 performs negative feedback control of a voltage of a common base line 24, in such a manner that collector voltages of the transistors Q16 and Q17 become equal. Early effect appears equally in the transistors Q16, Q17, so that currents flowing in the transistors Q16, Q17 become equal without depending on an output voltage Vo. At this time, the capacitor C11 is discharged by a difference current Ia of an output current (2.Ia) of a constant current circuit 20 and an output current Ia of the constant current circuit 21.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、入力された電流に
応じた電流を出力するカレントミラー回路およびこれを
用いた台形波電圧発生回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current mirror circuit for outputting a current according to an input current and a trapezoidal wave voltage generating circuit using the current mirror circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は、カレントミラー回路を用いた台
形波発生回路の電気的構成を示している。台形波発生回
路1は、電源線2に対し接地されたトランジスタ3、4
からなるカレントミラー回路5、電源線6とトランジス
タ3との間に接続された定電流回路7、電源線6とトラ
ンジスタ4との間に接続された定電流回路8、トランジ
スタ3のコレクタ・エミッタ間に接続されたトランジス
タ9、およびトランジスタ4のコレクタ・エミッタ間に
接続されたコンデンサ10から構成されている。ここ
で、トランジスタ3と4のエミッタ面積は等しい。ま
た、定電流回路7、8は、それぞれ(2・Ia)、Ia
の電流を出力するようになっている。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows an electrical configuration of a trapezoidal wave generation circuit using a current mirror circuit. The trapezoidal wave generation circuit 1 includes transistors 3 and 4 which are grounded with respect to the power supply line 2.
A current mirror circuit 5, a constant current circuit 7 connected between the power supply line 6 and the transistor 3, a constant current circuit 8 connected between the power supply line 6 and the transistor 4, between the collector and the emitter of the transistor 3. And a capacitor 10 connected between the collector and emitter of the transistor 4. Here, the emitter areas of the transistors 3 and 4 are equal. The constant current circuits 7 and 8 are (2 · Ia) and Ia, respectively.
It is designed to output the current of.

【0003】図4は、トランジスタ9のベースに入力さ
れる制御信号Scと、コンデンサ10の両端子間に生成
される出力電圧Voの波形を示している。制御信号Sc
がHの場合にあっては、定電流回路8のIaの電流によ
ってコンデンサ10が充電される。制御信号ScがLの
場合にあっては、カレントミラー回路5で折り返された
定電流回路7の(2・Ia)の電流と定電流回路8のI
aの電流との差であるIaの電流によってコンデンサ1
0が放電される。その結果、制御信号Scに同期した台
形波状の出力電圧Voが生成される。
FIG. 4 shows the waveforms of the control signal Sc input to the base of the transistor 9 and the output voltage Vo generated between both terminals of the capacitor 10. Control signal Sc
When H is H, the capacitor 10 is charged by the current Ia of the constant current circuit 8. When the control signal Sc is L, the current of (2 · Ia) of the constant current circuit 7 folded by the current mirror circuit 5 and the I of the constant current circuit 8 are I.
The current of Ia which is the difference from the current of
0 is discharged. As a result, a trapezoidal wave-shaped output voltage Vo synchronized with the control signal Sc is generated.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、トランジス
タをエミッタ接地で用いるとアーリー効果が大きく現
れ、コレクタ・エミッタ間電圧に依存してコレクタ電流
が変化する。図3において、トランジスタ3のコレクタ
・エミッタ間電圧はベース・エミッタ間電圧VBEに固定
されているが、トランジスタ4のコレクタ・エミッタ間
電圧(出力電圧Vo)は台形波状に変化する。このた
め、トランジスタ3と4とでアーリー効果の影響が異な
り、出力電圧Voに応じてトランジスタ3のコレクタ電
流とトランジスタ4のコレクタ電流との比(ミラー比)
が変化してしまう。
By the way, when the transistor is used with the grounded emitter, the Early effect appears significantly, and the collector current changes depending on the collector-emitter voltage. In FIG. 3, the collector-emitter voltage of the transistor 3 is fixed to the base-emitter voltage VBE, but the collector-emitter voltage (output voltage Vo) of the transistor 4 changes in a trapezoidal waveform. Therefore, the influences of the Early effect are different between the transistors 3 and 4, and the ratio of the collector current of the transistor 3 and the collector current of the transistor 4 (mirror ratio) depends on the output voltage Vo.
Will change.

【0005】トランジスタ4のコレクタ・エミッタ間電
圧がVBEよりも高い場合、トランジスタ4のコレクタ電
流はトランジスタ3のコレクタ電流よりも大きくなる。
その結果、コンデンサ10の放電電流が充電電流(=I
a)よりも大きくなり、図4に示すように出力電圧Vo
の上昇時と下降時とでその傾き(絶対値)が異なってし
まう。こうした台形波電圧は上昇時間taと下降時間t
bとが異なる非対称波形となり、対称波形を持つ台形波
電圧を必要とする用途には不適となる。
When the collector-emitter voltage of the transistor 4 is higher than VBE, the collector current of the transistor 4 becomes larger than the collector current of the transistor 3.
As a result, the discharging current of the capacitor 10 becomes the charging current (= I
a), the output voltage Vo becomes larger as shown in FIG.
The slope (absolute value) of the ascending value and the ascending value will be different. Such trapezoidal wave voltage has rise time ta and fall time t
b has an asymmetric waveform different from that of b, which is unsuitable for applications requiring a trapezoidal wave voltage having a symmetrical waveform.

【0006】アーリー効果の影響を排除するカレントミ
ラー回路としては、ウィルソン定電流回路やカスコード
定電流回路などが知られている。しかし、何れの定電流
回路も出力側がトランジスタの縦積み構成とされている
ため、トランジスタの飽和電圧をVCE(sat) とすれば出
力電圧が(VBE+VCE(sat) )以上ないと動作せず、0
V(接地電位)付近の底辺電圧が必要となる用途には使
用できなかった。
Wilson constant current circuits and cascode constant current circuits are known as current mirror circuits for eliminating the influence of the Early effect. However, since the output side of each of the constant current circuits is composed of vertically stacked transistors, if the saturation voltage of the transistor is VCE (sat), it will not operate unless the output voltage is (VBE + VCE (sat)) or more.
It could not be used for applications that require a bottom voltage near V (ground potential).

【0007】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、常に一定のミラー比が得られるととも
に接地電位付近においても動作可能なカレントミラー回
路、およびこれを用いた台形波電圧発生回路を提供する
ことにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a current mirror circuit which can always obtain a constant mirror ratio and can operate even near the ground potential, and a trapezoidal wave voltage generation using the current mirror circuit. To provide a circuit.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載した手段
によれば、オペアンプは、カレントミラー回路の入力端
子である第1のトランジスタの第2の主端子(コレク
タ、ドレイン)の電圧と、カレントミラー回路の出力端
子である第2のトランジスタの第2の主端子の電圧とが
等しくなるように、両トランジスタに共通の制御端子
(ベース、ゲート)の電圧を制御する。例えばNPN形
トランジスタまたはNチャネル型トランジスタを用いた
構成においては、第2のトランジスタの第2の主端子の
電圧が上昇すると、オペアンプは共通の制御端子の電圧
を下げることにより、第1のトランジスタの第2の主端
子の電圧を上昇させる。
According to the means described in claim 1, the operational amplifier includes a voltage of a second main terminal (collector, drain) of the first transistor which is an input terminal of the current mirror circuit, The voltage of the control terminal (base, gate) common to both transistors is controlled so that the voltage of the second main terminal of the second transistor, which is the output terminal of the current mirror circuit, becomes equal. For example, in a configuration using an NPN transistor or an N-channel transistor, when the voltage of the second main terminal of the second transistor rises, the operational amplifier lowers the voltage of the common control terminal to Increase the voltage at the second main terminal.

【0009】その結果、第1の主端子(エミッタ、ソー
ス)同士および制御端子同士が共通に接続された第1お
よび第2のトランジスタについて、両トランジスタの主
端子間電圧が常に等しくなる。これにより、両トランジ
スタは同じバイアス状態で動作し、アーリー効果が等し
く現れるので、両トランジスタに流れる電流の比(ミラ
ー比)は出力端子の電圧によらず一定となる。また、カ
レントミラー回路の出力トランジスタは第2のトランジ
スタのみから構成されているので、出力端子の電圧が0
V(接地電位)付近に至るまで動作可能となる。
As a result, with respect to the first and second transistors in which the first main terminals (emitter, source) and the control terminals are commonly connected, the voltages between the main terminals of both transistors are always equal. As a result, both transistors operate in the same bias state and the Early effect appears equally, so that the ratio of the currents flowing through both transistors (mirror ratio) becomes constant regardless of the voltage at the output terminal. Further, since the output transistor of the current mirror circuit is composed of only the second transistor, the voltage at the output terminal is 0.
It is possible to operate up to near V (ground potential).

【0010】請求項2に記載した手段についてNPN形
トランジスタまたはNチャネル型トランジスタを用いた
構成で説明すれば、開閉回路を閉じると、第1のトラン
ジスタの第2の主端子がほぼ0Vとなるため、オペアン
プは共通の制御端子の電圧を下げて第1および第2のト
ランジスタがオフ状態となる。この時、第2の定電流回
路が出力する一定電流によりコンデンサが充電され、コ
ンデンサの両端電圧は直線的に増大する。
When the means according to claim 2 is described by using a configuration using an NPN type transistor or an N channel type transistor, when the switching circuit is closed, the second main terminal of the first transistor becomes almost 0V. , The operational amplifier lowers the voltage of the common control terminal to turn off the first and second transistors. At this time, the capacitor is charged by the constant current output from the second constant current circuit, and the voltage across the capacitor increases linearly.

【0011】開閉回路を開くと、オペアンプの負帰還制
御により第1および第2のトランジスタの主端子間電圧
が等しくなる。この時、第1の定電流回路の出力電流が
カレントミラー回路で正確に折り返されて第2のトラン
ジスタに流れる。従って、第1の定電流回路の出力電流
と第2の定電流回路の出力電流との差の電流によりコン
デンサが放電される。
When the switching circuit is opened, the voltages between the main terminals of the first and second transistors become equal due to the negative feedback control of the operational amplifier. At this time, the output current of the first constant current circuit is accurately folded back by the current mirror circuit and flows into the second transistor. Therefore, the capacitor is discharged by the difference current between the output current of the first constant current circuit and the output current of the second constant current circuit.

【0012】本手段によれば、カレントミラー回路のミ
ラー比が一定となるため、コンデンサの両端電圧の上昇
時および下降時における傾きを第1および第2の定電流
回路の出力電流に従って正確に設定可能となる。また、
0V(接地電位)付近の底辺電圧まで出力可能となる。
According to this means, since the mirror ratio of the current mirror circuit is constant, the slopes when the voltage across the capacitor rises and falls are set accurately according to the output currents of the first and second constant current circuits. It will be possible. Also,
It is possible to output up to the bottom voltage near 0 V (ground potential).

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明を負荷駆動回路に適
用した一実施形態について図1および図2を参照しなが
ら説明する。図1は、車両において用いられる負荷駆動
回路の電気的構成を示している。この負荷駆動回路11
は、図示しない電源回路や制御回路などとともに一つの
ICとして構成されており、外部から入力される制御信
号Scに基づいて、負荷12例えば車両のヘッドライ
ト、インストルメントパネルに設けられた各種のラン
プ、室内灯などを点灯・消灯制御および調光制御するも
のである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment in which the present invention is applied to a load drive circuit will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows an electrical configuration of a load drive circuit used in a vehicle. This load drive circuit 11
Is configured as one IC together with a power supply circuit, a control circuit and the like (not shown), and based on a control signal Sc input from the outside, the load 12 such as a headlight of a vehicle and various lamps provided on an instrument panel. It controls lighting / extinguishing of indoor lights and dimming control.

【0014】負荷駆動回路11は、台形波発生回路13
(台形波電圧発生回路に相当)と電流制御回路14とか
ら構成されている。台形波発生回路13において、制御
用の電源電圧Vddが供給される電源線15と16との間
には、ダイオード接続されたPNP形トランジスタQ1
1と定電流回路17との直列回路および定電圧回路18
と定電流回路19との直列回路が接続されている。
The load driving circuit 11 is a trapezoidal wave generating circuit 13.
(It corresponds to a trapezoidal wave voltage generating circuit) and a current control circuit 14. In the trapezoidal wave generation circuit 13, a diode-connected PNP transistor Q1 is connected between the power supply lines 15 and 16 to which the power supply voltage Vdd for control is supplied.
1 and constant current circuit 17 in series circuit and constant voltage circuit 18
And a constant current circuit 19 are connected in series.

【0015】電源線15には、トランジスタQ11とと
もにカレントミラー回路を構成するPNP形トランジス
タQ12、Q13が接続されている。PNP形トランジ
スタQ14、Q15のベースは定電圧回路18の負側端
子に接続されており、カスコード接続とされたトランジ
スタQ12とQ14およびQ13とQ15は、それぞれ
定電流回路20および21(第1および第2の定電流回
路に相当)を構成している。定電流回路20および21
は、それぞれ(2・Ia)、Iaの一定電流を出力する
ようになっている。
The power supply line 15 is connected to PNP type transistors Q12 and Q13 which form a current mirror circuit together with the transistor Q11. The bases of the PNP transistors Q14 and Q15 are connected to the negative terminal of the constant voltage circuit 18, and the cascode-connected transistors Q12 and Q14 and Q13 and Q15 are the constant current circuits 20 and 21 (first and first current circuits, respectively). 2 equivalent to the constant current circuit). Constant current circuits 20 and 21
Outputs a constant current of (2 · Ia) and Ia, respectively.

【0016】トランジスタQ14、Q15と電源線16
との間には、同じエミッタ面積を持つNPN形トランジ
スタQ16、Q17(第1、第2のトランジスタに相
当)とオペアンプ22とからなるカレントミラー回路2
3が接続されている。オペアンプ22は電源電圧Vddに
より動作し、ほぼ0Vから電源電圧Vddまでの電圧を出
力可能となっている(いわゆるレイルツ−レイル動
作)。トランジスタQ16とQ17のベース(制御端子
に相当)は共通ベース線24に接続されており、エミッ
タ(第1の主端子に相当)は電源線16に接地されてい
る。トランジスタQ16のコレクタ(第2の主端子、入
力端子に相当)は、トランジスタQ14のコレクタとオ
ペアンプ22の非反転入力端子とに接続され、トランジ
スタQ17のコレクタ(出力端子に相当)は、トランジ
スタQ15のコレクタとオペアンプ22の反転入力端子
とに接続されている。オペアンプ22の出力端子は上記
共通ベース線24に接続されている。
Transistors Q14, Q15 and power supply line 16
, And a current mirror circuit 2 including NPN transistors Q16 and Q17 (corresponding to first and second transistors) having the same emitter area and an operational amplifier 22.
3 is connected. The operational amplifier 22 operates with the power supply voltage Vdd, and can output a voltage from approximately 0 V to the power supply voltage Vdd (so-called rail-rail operation). The bases (corresponding to control terminals) of the transistors Q16 and Q17 are connected to the common base line 24, and the emitters (corresponding to the first main terminal) are grounded to the power supply line 16. The collector of the transistor Q16 (corresponding to the second main terminal and the input terminal) is connected to the collector of the transistor Q14 and the non-inverting input terminal of the operational amplifier 22, and the collector of the transistor Q17 (corresponding to the output terminal) is connected to the transistor Q15. It is connected to the collector and the inverting input terminal of the operational amplifier 22. The output terminal of the operational amplifier 22 is connected to the common base line 24.

【0017】トランジスタQ16のコレクタ・エミッタ
間にはNPN形トランジスタQ18(開閉回路に相当)
が並列に接続されており、そのトランジスタQ18のベ
ースは抵抗R11を介してICの端子25に接続されて
いる。この端子25は、制御信号Scを入力するための
ものである。トランジスタQ17のコレクタ・エミッタ
間には、台形波状の出力電圧Voが生成されるコンデン
サC11が接続されている。
An NPN transistor Q18 (corresponding to a switching circuit) is provided between the collector and emitter of the transistor Q16.
Are connected in parallel, and the base of the transistor Q18 is connected to the terminal 25 of the IC via the resistor R11. The terminal 25 is for inputting the control signal Sc. A capacitor C11 for generating a trapezoidal wave-shaped output voltage Vo is connected between the collector and the emitter of the transistor Q17.

【0018】一方、電流制御回路14は以下のように構
成されている。すなわち、ICの端子26、27にはそ
れぞれバッテリ28の正極端子、負極端子が接続されて
おり、ICの端子29とバッテリ28の負極端子に繋が
るグランド線との間には負荷12が接続されている。
On the other hand, the current control circuit 14 is constructed as follows. That is, the positive and negative terminals of the battery 28 are connected to the IC terminals 26 and 27, respectively, and the load 12 is connected between the IC terminal 29 and the ground line connected to the negative terminal of the battery 28. There is.

【0019】IC内において、端子27は電源線16に
接続されている。端子26と29との間には、負荷12
に流れる電流(負荷電流IL)を検出するための抵抗R
12とハイサイドスイッチとして機能するNチャネル型
のパワーMOSトランジスタQ19とが直列に接続され
ている。また、端子26と電源線16との間には、抵抗
R13、ダイオードD11、NPN形トランジスタQ2
0のコレクタ・エミッタ間および抵抗R14が直列に接
続されている。
In the IC, the terminal 27 is connected to the power supply line 16. Between the terminals 26 and 29, the load 12
Resistor R for detecting the current (load current IL) flowing through
12 and an N-channel type power MOS transistor Q19 which functions as a high side switch are connected in series. A resistor R13, a diode D11, and an NPN transistor Q2 are provided between the terminal 26 and the power supply line 16.
A collector-emitter of 0 and a resistor R14 are connected in series.

【0020】電圧−電流変換を行うオペアンプ30は電
源電圧Vddにより動作し、その非反転入力端子には出力
電圧Voが与えられ、その反転入力端子および出力端子
はそれぞれトランジスタQ20のエミッタおよびベース
に接続されている。また、電流負帰還制御を行うオペア
ンプ31はチャージポンプ回路(図示せず)で生成され
た昇圧電圧Vcpにより動作し、その反転入力端子はダイ
オードD11のアノードに接続され、非反転入力端子お
よび出力端子はそれぞれMOSトランジスタQ19のド
レインおよびゲートに接続されている。
The operational amplifier 30 for voltage-current conversion is operated by the power supply voltage Vdd, its non-inverting input terminal is supplied with the output voltage Vo, and its inverting input terminal and output terminal are connected to the emitter and base of the transistor Q20, respectively. Has been done. Further, the operational amplifier 31 for performing the current negative feedback control operates by the boosted voltage Vcp generated by the charge pump circuit (not shown), the inverting input terminal of which is connected to the anode of the diode D11, and the non-inverting input terminal and the output terminal. Are respectively connected to the drain and gate of the MOS transistor Q19.

【0021】次に、本実施形態の作用について図2も参
照しながら説明する。台形波発生回路13の出力電圧V
oが電流制御回路14に与えられると、抵抗R13の両
端電圧は出力電圧Voに比例した電圧となる。オペアン
プ31は、抵抗R12の両端電圧と抵抗R13の両端電
圧とが等しくなるように、MOSトランジスタQ19の
ゲート電圧を制御する。これにより、負荷12には台形
波発生回路13の出力電圧Voに比例した台形波状の負
荷電流ILが流れる。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. Output voltage V of trapezoidal wave generation circuit 13
When o is given to the current control circuit 14, the voltage across the resistor R13 becomes a voltage proportional to the output voltage Vo. The operational amplifier 31 controls the gate voltage of the MOS transistor Q19 so that the voltage across the resistor R12 is equal to the voltage across the resistor R13. As a result, a trapezoidal wave-shaped load current IL proportional to the output voltage Vo of the trapezoidal wave generation circuit 13 flows through the load 12.

【0022】ここで、出力電圧Voに従って負荷電流I
Lを台形波状とするのは、負荷電流ILの通断電時にお
いてラジオノイズの発生を抑制するためであり、電流増
加時の傾きと電流減少時の傾きとが絶対値として等し
く、且つ台形波状の負荷電流ILの下底電流が0となる
ことが好ましい。このため、台形波発生回路13は、上
昇時の傾きと下降時の傾きとが絶対値として等しく、且
つ下底電圧がほぼ0Vとなる対称台形波形を持つ出力電
圧Voを生成する。
Here, according to the output voltage Vo, the load current I
The trapezoidal waveform of L is to suppress the generation of radio noise when the load current IL is turned on and off, and the slope when the current increases and the slope when the current decreases are equal in absolute value and trapezoidal. It is preferable that the bottom current of the load current IL is zero. Therefore, the trapezoidal wave generation circuit 13 generates the output voltage Vo having a symmetrical trapezoidal waveform in which the rising slope and the falling slope are equal in absolute value and the lower bottom voltage is almost 0V.

【0023】図2は、制御信号Scと出力電圧Voの波
形を示している。台形波発生回路13において、制御信
号ScがLレベルからHレベルになると、トランジスタ
Q18が飽和オン状態となり、定電流回路20が出力す
る電流(2・Ia)はトランジスタQ18を通して流れ
る。この時、トランジスタQ16のコレクタ電圧はトラ
ンジスタQ18の飽和電圧VCE(sat) となり、トランジ
スタQ17のコレクタ電圧(出力電圧Vo)よりも低く
なる。その結果、オペアンプ22は共通ベース線24の
電圧を下げるように動作し、トランジスタQ16、Q1
7がともにオフ状態となる。従って、コンデンサC11
は、定電流回路21が出力する一定の電流Iaにより充
電される。
FIG. 2 shows the waveforms of the control signal Sc and the output voltage Vo. In the trapezoidal wave generation circuit 13, when the control signal Sc changes from the L level to the H level, the transistor Q18 enters the saturation ON state, and the current (2 · Ia) output from the constant current circuit 20 flows through the transistor Q18. At this time, the collector voltage of the transistor Q16 becomes the saturation voltage VCE (sat) of the transistor Q18, which is lower than the collector voltage (output voltage Vo) of the transistor Q17. As a result, the operational amplifier 22 operates so as to reduce the voltage of the common base line 24, and the transistors Q16 and Q1 are operated.
Both 7 are turned off. Therefore, the capacitor C11
Is charged by the constant current Ia output from the constant current circuit 21.

【0024】一方、制御信号ScがHレベルからLレベ
ルになると、トランジスタQ18がオフとなる。オペア
ンプ22は、トランジスタQ16とQ17のコレクタ電
圧が等しくなるように共通ベース線24の電圧を負帰還
制御する。その結果、トランジスタQ16、Q17のベ
ース・エミッタ間電圧VBE(Q16) 、VBE(Q17) およびコ
レクタ・エミッタ間電圧VCE(Q16) 、VCE(Q17) につい
て次の(1)式と(2)式が成立する。 VBE(Q16) =VBE(Q17) …(1) VCE(Q16) =VCE(Q17) …(2)
On the other hand, when the control signal Sc changes from H level to L level, the transistor Q18 is turned off. The operational amplifier 22 performs negative feedback control on the voltage of the common base line 24 so that the collector voltages of the transistors Q16 and Q17 become equal. As a result, regarding the base-emitter voltages VBE (Q16) and VBE (Q17) and the collector-emitter voltages VCE (Q16) and VCE (Q17) of the transistors Q16 and Q17, the following formulas (1) and (2) are obtained. To establish. VBE (Q16) = VBE (Q17) (1) VCE (Q16) = VCE (Q17) (2)

【0025】この時、両トランジスタQ16、Q17に
はアーリー効果が等しく現れて、コレクタ電流IC(Q1
6)、IC(Q17)について次の(3)式が成立する。すなわ
ち、出力電圧Voにかかわらず、両トランジスタQ1
6、Q17に流れる電流の比(ミラー比)が一定とな
る。 IC(Q16)=IC(Q17) …(3)
At this time, the Early effect appears equally in both transistors Q16 and Q17, and the collector current IC (Q1
The following equation (3) holds for 6) and IC (Q17). That is, regardless of the output voltage Vo, both transistors Q1
6, the ratio of the currents flowing through Q17 (mirror ratio) becomes constant. IC (Q16) = IC (Q17) (3)

【0026】これにより、トランジスタQ16に流れる
定電流回路20の出力電流(2・Ia)がカレントミラ
ー回路23で正確に折り返されてトランジスタQ17に
流れる。そして、定電流回路20の出力電流(2・I
a)と定電流回路21の出力電流Iaとの差の電流Ia
によりコンデンサC11が放電される。従って、コンデ
ンサC11に対する充放電電流がともにIaとなり、図
2に示すように出力電圧Voの上昇時の傾きと下降時の
傾きとが絶対値として等しくなる。
As a result, the output current (2 · Ia) of the constant current circuit 20 flowing through the transistor Q16 is accurately folded back by the current mirror circuit 23 and flows through the transistor Q17. Then, the output current of the constant current circuit 20 (2 · I
current Ia which is the difference between a) and the output current Ia of the constant current circuit 21.
This causes the capacitor C11 to be discharged. Therefore, the charging / discharging current for the capacitor C11 is both Ia, and the rising slope and the falling slope of the output voltage Vo are equal in absolute value as shown in FIG.

【0027】以上説明したように、台形波発生回路13
に用いたカレントミラー回路23は、オペアンプ22に
よってトランジスタQ16とQ17のコレクタ電圧が等
しくなるように制御されるので、アーリー効果の影響に
よるミラー比の変動がなく、トランジスタQ16とQ1
7のコレクタ電流は常に等しくなる。従って、定電流回
路20、21の出力電流をそれぞれ(2・Ia)、Ia
に設定した台形波発生回路13は、上昇時間taと下降
時間tbとが等しい対称波形の台形波電圧を生成するこ
とができる。また、定電流回路20、21は、カスコー
ド接続により構成されているのでアーリー効果の影響を
受けにくくなり、トランジスタQ14、Q15のコレク
タ電位によらず一定の電流を出力することができる。
As described above, the trapezoidal wave generation circuit 13
Since the current mirror circuit 23 used for the above is controlled by the operational amplifier 22 so that the collector voltages of the transistors Q16 and Q17 become equal, there is no change in the mirror ratio due to the effect of the Early effect, and the transistors Q16 and Q1 are not changed.
The collector currents of 7 are always equal. Therefore, the output currents of the constant current circuits 20 and 21 are (2 · Ia) and Ia, respectively.
The trapezoidal wave generation circuit 13 set to 1 can generate a trapezoidal wave voltage having a symmetrical waveform with the rising time ta and the falling time tb being equal. Further, since the constant current circuits 20 and 21 are configured by cascode connection, they are less susceptible to the Early effect, and can output a constant current regardless of the collector potentials of the transistors Q14 and Q15.

【0028】さらに、カレントミラー回路23の出力ト
ランジスタはトランジスタQ17のみから構成されてい
るので、カレントミラー回路23は出力端子Voがトラ
ンジスタQ17の飽和電圧VCE(sat) 以上(つまりほぼ
0V以上)の電圧領域で動作可能となる。従って、出力
端子Voの下底電圧をほぼ0Vとすることができ、電流
制御回路14と組み合わせて用いる本実施形態の場合、
負荷電流ILの下底電流をほぼ0Aとすることができ
る。これにより、ランプなどの負荷12に発光に寄与し
ない電流が流れることを防止でき、消費電流を低減する
ことができる。
Further, since the output transistor of the current mirror circuit 23 is composed of only the transistor Q17, the output terminal Vo of the current mirror circuit 23 is a voltage equal to or higher than the saturation voltage VCE (sat) of the transistor Q17 (that is, substantially equal to or higher than 0V). It becomes operable in the area. Therefore, the bottom voltage of the output terminal Vo can be set to approximately 0 V, and in the case of the present embodiment used in combination with the current control circuit 14,
The bottom current of the load current IL can be set to approximately 0A. This can prevent a current that does not contribute to light emission from flowing through the load 12 such as a lamp and reduce current consumption.

【0029】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
形態に限定されるものではなく、例えば、カレントミラ
ー回路23を構成するトランジスタにMOSトランジス
タなど他の種類のトランジスタを用いても良い。また、
カレントミラー回路23は、台形波発生回路13に限ら
ず他の回路に対しても適用することができる。
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and other types of transistors such as MOS transistors may be used as the transistors forming the current mirror circuit 23, for example. Also,
The current mirror circuit 23 can be applied not only to the trapezoidal wave generation circuit 13 but also to other circuits.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態を示す負荷駆動回路の電気
的構成図
FIG. 1 is an electrical configuration diagram of a load drive circuit showing an embodiment of the present invention.

【図2】制御信号Scと出力電圧Voの波形図FIG. 2 is a waveform diagram of a control signal Sc and an output voltage Vo.

【図3】従来技術を示す台形波発生回路の電気的構成図FIG. 3 is an electrical configuration diagram of a trapezoidal wave generation circuit showing a conventional technique.

【図4】図2相当図FIG. 4 is a view corresponding to FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13は台形波発生回路(台形波電圧発生回路)、20は
定電流回路(第1の定電流回路)、21は定電流回路
(第2の定電流回路)、22はオペアンプ、23はカレ
ントミラー回路、Q16はトランジスタ(第1のトラン
ジスタ)、Q17はトランジスタ(第2のトランジス
タ)、Q18はトランジスタ(開閉回路)、C11はコ
ンデンサである。
13 is a trapezoidal wave generation circuit (trapezoidal wave voltage generation circuit), 20 is a constant current circuit (first constant current circuit), 21 is a constant current circuit (second constant current circuit), 22 is an operational amplifier, and 23 is a current mirror. A circuit, Q16 is a transistor (first transistor), Q17 is a transistor (second transistor), Q18 is a transistor (open / close circuit), and C11 is a capacitor.

フロントページの続き Fターム(参考) 5H420 NA17 NA36 NB03 NB12 NB25 NC32 NE03 NE06 5J091 AA01 AA43 CA20 CA36 FA17 HA08 HA19 HA25 HA29 HA39 KA01 KA05 KA09 KA11 KA47 MA13 MA17 MA21 TA06 Continued front page    F term (reference) 5H420 NA17 NA36 NB03 NB12 NB25                       NC32 NE03 NE06                 5J091 AA01 AA43 CA20 CA36 FA17                       HA08 HA19 HA25 HA29 HA39                       KA01 KA05 KA09 KA11 KA47                       MA13 MA17 MA21 TA06

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の主端子が共通に接地され、制御端
子が共通に接続された第1および第2のトランジスタ
と、 非反転入力端子が前記第1のトランジスタの第2の主端
子に接続され、反転入力端子が前記第2のトランジスタ
の第2の主端子に接続され、出力端子が前記第1および
第2のトランジスタの共通の制御端子に接続されたオペ
アンプとから構成され、 前記第1のトランジスタの第2の主端子が入力端子とさ
れ、前記第2のトランジスタの第2の主端子が出力端子
とされていることを特徴とするカレントミラー回路。
1. A first and a second transistor having a first main terminal commonly grounded and a control terminal commonly connected, and a non-inverting input terminal connected to a second main terminal of the first transistor. And an inverting input terminal connected to a second main terminal of the second transistor and an output terminal connected to a common control terminal of the first and second transistors. A second mirror terminal of the first transistor is used as an input terminal, and a second main terminal of the second transistor is used as an output terminal.
【請求項2】 請求項1記載のカレントミラー回路と、 前記カレントミラー回路の第1のトランジスタの第2の
主端子に接続された第1の定電流回路と、 前記第1のトランジスタの主端子間に接続された開閉回
路と、 前記カレントミラー回路の第2のトランジスタの第2の
主端子に接続された第2の定電流回路と、 前記第2のトランジスタの主端子間に接続されたコンデ
ンサとから構成されていることを特徴とする台形波電圧
発生回路。
2. A current mirror circuit according to claim 1, a first constant current circuit connected to a second main terminal of a first transistor of the current mirror circuit, and a main terminal of the first transistor. A switching circuit connected between them; a second constant current circuit connected to the second main terminal of the second transistor of the current mirror circuit; and a capacitor connected between the main terminals of the second transistor. A trapezoidal wave voltage generating circuit characterized in that it is composed of and.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007013916A (en) * 2005-05-30 2007-01-18 Denso Corp Signal generator
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