JP2006221579A - Reference current generation circuit - Google Patents

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英和 井上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To generate accurate reference current, without using external resistors in a reference current generation circuit. <P>SOLUTION: Current ratio is amplified by connecting current mirror circuits in multiple stages. A transistor Q1 supplies a collector current I<SB>CQ1</SB>to the input side transistor Q2 of a current mirror circuit of a 1st stage. The current, inputted into an emitter of Q1, suffers a loss in the base current I<SB>BQ1</SB>of Q1 and the remainder becomes I<SB>CQ1</SB>. The base of transistor Q12, in which a current according to I<SB>CQ1</SB>flows, is connected to a collector of Q2, a collector current I<SB>CQ2</SB>of Q2 is compensated by its base current I<SB>BQ12</SB>and fluctuation is suppressed. Here, h<SB>FE</SB>of the Q12 is constituted identical to that of Q1. Accordingly, I<SB>BQ12</SB>can suitably compensate for the fluctuations in I<SB>CQ1</SB>, corresponding to the variations in h<SB>FE</SB>. Q11 is set to pass the current which is obtained by multiplying I<SB>CQ1</SB>by an appropriate scale factor by means of a current mirror circuit structure, and the current is supplied to Q12. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、基準となる所定電流を発生する基準電流発生回路に関し、特にその精度の向上に関する。   The present invention relates to a reference current generation circuit that generates a predetermined current as a reference, and more particularly to improvement in accuracy thereof.

図3は、電子回路の動作において基準とされる所定の電流(基準電流)を発生する従来の回路の構成を示す回路図である。この回路の主要部は半導体基板上に集積形成された半導体素子を構成する。当該回路は、接地電位を供給するアースGNDとこれに対して正電圧を供給するVccとを電源として備える。VccとGNDとの間に直列接続された抵抗R1,R2により電圧を分割し、それら抵抗の接続点の電圧が入力電圧Vinとされる。入力電圧VinはオペアンプAを介してトランジスタQ1のベースに印加される。なお、オペアンプAはインピーダンス変換のために設けられている。トランジスタQ1のエミッタは半導体素子の端子(ピン)Nに接続される。この端子NとGNDとの間には、抵抗Rrが接続される。トランジスタQ1には、Vinと外付け抵抗Rrとによって定まるコレクタ電流Iが流れる。   FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional circuit that generates a predetermined current (reference current) that is used as a reference in the operation of the electronic circuit. The main part of this circuit constitutes a semiconductor element integrated on a semiconductor substrate. The circuit includes a ground GND that supplies a ground potential and Vcc that supplies a positive voltage as a power source. The voltage is divided by resistors R1 and R2 connected in series between Vcc and GND, and the voltage at the connection point of these resistors is set as the input voltage Vin. The input voltage Vin is applied to the base of the transistor Q1 through the operational amplifier A. The operational amplifier A is provided for impedance conversion. The emitter of the transistor Q1 is connected to a terminal (pin) N of the semiconductor element. A resistor Rr is connected between the terminal N and GND. A collector current I determined by Vin and the external resistor Rr flows through the transistor Q1.

Q1のコレクタとVccとの間にチャネルを接続されるトランジスタQ2は、トランジスタQ3と共にカレントミラー回路を構成する。Q3はエミッタをVccに接続される。Q3のコレクタとGNDとの間にチャネルを接続されるトランジスタQ4は、トランジスタQ5と共にカレントミラー回路を構成する。Q5はエミッタをGNDに接続され、またコレクタは出力端子OUTとされ、ここから出力電流が取り出される。これらカレントミラー回路は例えば、所定の電流比でQ1のコレクタ電流Iを増幅することができる。   The transistor Q2 whose channel is connected between the collector of Q1 and Vcc constitutes a current mirror circuit together with the transistor Q3. Q3 has its emitter connected to Vcc. A transistor Q4 having a channel connected between the collector of Q3 and GND forms a current mirror circuit together with the transistor Q5. Q5 has an emitter connected to GND and a collector connected to an output terminal OUT, from which an output current is taken. For example, these current mirror circuits can amplify the collector current I of Q1 at a predetermined current ratio.

上述の従来回路は、端子Nに外付けされる抵抗Rrに応じて電流Iが定まる。そのため抵抗Rrの精度に応じて基準電流の精度が影響を受ける。外付け抵抗Rrはばらつきが比較的大きく、その抵抗値を高精度に設定することが難しく、よって、精度良い基準電流を発生することが難しいという問題があった。   In the conventional circuit described above, the current I is determined according to the resistor Rr externally attached to the terminal N. Therefore, the accuracy of the reference current is affected according to the accuracy of the resistor Rr. The external resistor Rr has a relatively large variation, and it is difficult to set the resistance value with high accuracy. Therefore, it is difficult to generate a reference current with high accuracy.

また、半導体素子の端子数が、外付け抵抗の端子分、増加して当該半導体素子のサイズ縮小が制限されるという問題があった。   Further, there is a problem that the number of terminals of the semiconductor element is increased by the number of terminals of the external resistor, and the size reduction of the semiconductor element is restricted.

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、外付け抵抗を用いずに精度のよい基準電流を発生することができ、かつ素子サイズの縮小が可能な基準電流発生回路を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can generate a reference current with high accuracy without using an external resistor and can reduce the element size. The purpose is to provide.

本発明に係る基準電流発生回路は、ベースに印加される制御電圧に応じた電流Iを流すトランジスタQと、n段(n≧1)のカレントミラー回路からなり、第1段の前記カレントミラー回路のトランジスタとして前記トランジスタQに接続され前記電流Iに応じた入力電流が流れるトランジスタQを含み、前記電流Iに応じた基準電流を出力するカレントミラー部と、前記カレントミラー部の第k段(1≦k≦n)の前記カレントミラー回路と一方のトランジスタを共用する補償用カレントミラー回路と、前記補償用カレントミラー回路の他方のトランジスタQC1に互いにエミッタ−コレクタ間を直列にして接続されるトランジスタQC2と、を有し、前記トランジスタQC2は、前記トランジスタQのベース電流に応じたベース電流であって前記入力電流に合成されて前記トランジスタQに供給される補償用ベース電流を生じるものである。 Reference current generating circuit according to the present invention, a transistor Q S to flow a current I corresponding to the control voltage applied to the base, made from the current mirror circuit of n stages (n ≧ 1), the current mirror of the first stage It includes transistors Q M of input current connected to the transistor Q S as a transistor in the circuit according to the current I flows, a current mirror portion for outputting a reference current corresponding to the current I, the k of the current mirror portion stage (1 ≦ k ≦ n) of the the compensating current mirror circuit that share the current mirror circuit and one of the transistors, the other transistor Q C1 emitter mutually the compensating current mirror circuit - connecting the collector in the series Transistor Q C2, and the transistor Q C2 has a base corresponding to the base current of the transistor Q S. Are combined in the input current to a chromatography scan current is caused to compensating for the base current supplied to the transistor Q M.

他の本発明に係る基準電流発生回路においては、前記トランジスタQC2が、前記トランジスタQと共通の電流増幅率hFEを設定される。 In the reference current generating circuit according to another present invention, the transistor Q C2 is set to the transistor Q S and common current amplification factor h FE.

また他の本発明に係る基準電流発生回路においては、前記トランジスタQC2のチャネル電流が、所定の変動域での前記電流増幅率hFE及び温度の変動に対応した前記補償用ベース電流及び前記電流Iそれぞれの変動に関して、当該補償用ベース電流が前記電流Iの変動範囲に応じた範囲で変化するように設定される。 In the reference current generating circuit according to another present invention, the transistor channel current of Q C2 is, the current amplification factor h FE and the compensation for the base current and the current corresponding to the variations in temperature of a predetermined variation range With respect to each variation of I, the compensation base current is set to vary within a range corresponding to the variation range of the current I.

さらに他の本発明に係る基準電流発生回路は、前記トランジスタQC2のエミッタ−コレクタ間電流が、前記カレントミラー部の第1段から第(k−1)段までのカレントミラー回路の電流比及び前記補償用カレントミラー回路の電流比により調整されるものである。 Further reference current generating circuit according to another present invention, the emitter of the transistor Q C2 - collector current, the current ratio of the current mirror circuit from the first stage of the current mirror portion to the (k-1) stage and It is adjusted by the current ratio of the compensating current mirror circuit.

本発明の好適な態様は、前記トランジスタQ、偶数段の前記カレントミラー回路を構成するトランジスタ及び前記トランジスタQC1それぞれのエミッタ及びコレクタのうちの一方端子が第1の電源に接続され、奇数段の前記カレントミラー回路を構成するトランジスタ及び前記トランジスタQC2それぞれのエミッタ及びコレクタのうちの一方端子が第2の電源に接続され、前記トランジスタQC1のベースは、いずれかの前記偶数段のカレントミラー回路を構成するトランジスタのベースに接続され、前記トランジスタQC2のベースが、前記トランジスタQのエミッタ及びコレクタのうちの他方端子と共に、前記第1段の前記カレントミラー回路の入力側経路のトランジスタQのエミッタ及びコレクタのうちの他方端子に接続される基準電流発生回路である。 According to a preferred aspect of the present invention, one terminal of the transistor Q S , the transistors constituting the even-numbered current mirror circuit, and the emitter and collector of each of the transistors Q C1 is connected to a first power supply, and the odd-numbered stages One terminal of the emitter and the collector of each of the transistors constituting the current mirror circuit and the transistor Q C2 is connected to a second power source, and the base of the transistor Q C1 is the current mirror of any even stage. is connected to the base of the transistor constituting the circuit, the base of the transistor Q C2 is, the transistor Q with an emitter and the other terminal of the collector of S, the transistor Q of the input side path of the current mirror circuit of the first stage the other terminal of the emitter and collector of M A reference current generating circuit to be continued.

本発明によれば、外付け抵抗を用いない構成としたことにより、外付け抵抗の抵抗値のばらつきに起因する精度低下が回避され、また半導体素子として構成した場合の端子数が抑制され、素子サイズの縮小が可能となる。さらに、基準電流の元となる電流Iを発生するトランジスタQにおけるベース電流に起因する変動を補償することで、精度が向上した基準電流が発生される。 According to the present invention, since the external resistor is not used, a reduction in accuracy due to variations in the resistance value of the external resistor is avoided, and the number of terminals when configured as a semiconductor element is suppressed, and the element The size can be reduced. Furthermore, to compensate for the variations caused by the base current in the transistor Q S that generates the underlying current I of the reference current, the reference current accuracy is improved is produced.

[基本的構成]
以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)の説明に先立って、その基礎となる基本的構成について、図面に基づいて説明する。
[Basic configuration]
Prior to description of an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as an embodiment), a basic configuration serving as a basis thereof will be described with reference to the drawings.

図1は、当該基本的構成の一例を示す概略の回路図である。本回路は半導体基板上に集積回路として形成される。当該回路は、接地電位を供給するアースGNDとこれに対して正電圧を供給するVccとを電源として備える。VccとGNDとの間に直列接続された抵抗R1,R2により電圧を分割し、それら抵抗の接続点の電圧V1が基準電流を決める制御電圧となる。電圧V1はNPN型トランジスタQ1のベースに印加される。トランジスタQ1のエミッタは抵抗R3を介してVccに接続される。一方、Q1のコレクタはトランジスタQ2のコレクタに接続される。   FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing an example of the basic configuration. This circuit is formed as an integrated circuit on a semiconductor substrate. The circuit includes a ground GND that supplies a ground potential and Vcc that supplies a positive voltage as a power source. A voltage is divided by resistors R1 and R2 connected in series between Vcc and GND, and a voltage V1 at a connection point of these resistors becomes a control voltage for determining a reference current. The voltage V1 is applied to the base of the NPN transistor Q1. The emitter of transistor Q1 is connected to Vcc through resistor R3. On the other hand, the collector of Q1 is connected to the collector of transistor Q2.

PNP型トランジスタQ2,Q3,Q4は第1段のカレントミラー回路を構成し、Q2が入力側経路、Q4が出力側経路を構成する。Q2,Q4それぞれのエミッタはGNDに接続され、互いにベースを接続される。このベースはQ3のエミッタに接続され、Q3のベースはQ1のコレクタに、またQ3のコレクタはVccに接続される。Q3はオン状態とされ、これによりQ2,Q4もオンする。例えば、ここでは、Q2とQ4との電流比は1:1に設定され、Q4のコレクタにはQ2のコレクタ電流ICQ2と同等の電流が流れる。このQ4のコレクタはトランジスタQ5のコレクタに接続される。 PNP transistors Q2, Q3, and Q4 constitute a first stage current mirror circuit, Q2 constitutes an input side path, and Q4 constitutes an output side path. The emitters of Q2 and Q4 are connected to GND and their bases are connected to each other. This base is connected to the emitter of Q3, the base of Q3 is connected to the collector of Q1, and the collector of Q3 is connected to Vcc. Q3 is turned on, whereby Q2 and Q4 are also turned on. For example, here, the current ratio between Q2 and Q4 is set to 1: 1, and a current equivalent to the collector current ICQ2 of Q2 flows through the collector of Q4. The collector of Q4 is connected to the collector of transistor Q5.

NPN型トランジスタQ5,Q6,Q7は第2段のカレントミラー回路を構成し、Q5が入力側経路、Q7が出力側経路を構成する。Q5,Q7それぞれのエミッタはVccに接続され、互いにベースを接続される。このベースはQ6のエミッタに接続され、Q6のベースはQ4のコレクタに、またQ6のコレクタはGNDに接続される。Q6はオン状態とされ、これによりQ5,Q7もオンする。例えば、ここでは、Q5とQ7との電流比は1:8に設定され、Q7のコレクタにはQ5のコレクタ電流ICQ5を8倍した電流が流れる。このQ7のコレクタ電流は電流可変回路に入力される。 NPN transistors Q5, Q6, and Q7 constitute a second-stage current mirror circuit, Q5 constitutes an input side path, and Q7 constitutes an output side path. The emitters of Q5 and Q7 are connected to Vcc and their bases are connected to each other. This base is connected to the emitter of Q6, the base of Q6 is connected to the collector of Q4, and the collector of Q6 is connected to GND. Q6 is turned on, whereby Q5 and Q7 are also turned on. For example, here, the current ratio between Q5 and Q7 is set to 1: 8, and a current obtained by multiplying the collector current ICQ5 of Q5 by 8 flows through the collector of Q7. The collector current of Q7 is input to the current variable circuit.

電流可変回路は、入力された電流をa倍した電流I2を出力する。電流可変回路の出力はトランジスタQ8のコレクタに接続される。   The current variable circuit outputs a current I2 obtained by multiplying the input current by a. The output of the current variable circuit is connected to the collector of the transistor Q8.

PNP型トランジスタQ8,Q9,Q10は第3段のカレントミラー回路を構成し、Q8が入力側経路、Q10が出力側経路を構成する。Q8,Q10それぞれのエミッタはGNDに接続され、互いにベースを接続される。このベースはQ9のエミッタに接続され、Q9のベースはQ8のコレクタに、またQ9のコレクタはVccに接続される。Q9はオン状態とされ、これによりQ8,Q10もオンする。例えば、ここでは、Q8とQ10との電流比は1:50に設定され、Q10のコレクタにはQ8のコレクタ電流ICQ8を50倍した電流I3が流れる。このQ10のコレクタはこの基準電流発生回路の出力端子OUTとされ、電流I3が出力電流として他の回路に提供され利用される。 The PNP transistors Q8, Q9, and Q10 constitute a third-stage current mirror circuit, with Q8 constituting the input side path and Q10 constituting the output side path. The emitters of Q8 and Q10 are connected to GND and their bases are connected to each other. This base is connected to the emitter of Q9, the base of Q9 is connected to the collector of Q8, and the collector of Q9 is connected to Vcc. Q9 is turned on, whereby Q8 and Q10 are also turned on. For example, here, the current ratio between Q8 and Q10 is set to 1:50, and the current I3, which is 50 times the collector current ICQ8 of Q8, flows through the collector of Q10. The collector of Q10 serves as the output terminal OUT of the reference current generating circuit, and the current I3 is provided to other circuits as an output current for use.

この回路は、第1〜3段のカレントミラー回路及び電流可変回路によって、第1段のカレントミラー回路の入力側トランジスタQ2に流れるコレクタ電流ICQ2を増幅する電流増幅回路を構成し、増幅により得られた電流I3が基準電流として出力される。例えば、上述の構成では、I3=50・I2=400・a・ICQ2である。 This circuit constitutes a current amplifier circuit that amplifies the collector current I CQ2 flowing in the input side transistor Q2 of the first stage current mirror circuit by the first to third stage current mirror circuit and the current variable circuit, and is obtained by amplification. The obtained current I3 is output as a reference current. For example, in the above-described configuration, I3 = 50 · I2 = 400 · a · I CQ2 .

CQ2はQ1のコレクタ電流ICQ1に等しいものとして扱うことができ、電源Vccから抵抗R3を介して供給される電流Iに応じた値となる。電流Iは、抵抗R3の両端の電圧VccとV2との差電圧によって定まり、次式で与えられる。
I=(Vcc−V2)/R3 ・・・(1)
V2は、Q1のエミッタの電位であり、R1,R2で決定される電圧V1からQ1のベース-エミッタ間電圧VBE分だけ上昇した電位となる。すなわち、
V2=V1+VBE ・・・(2)
である。ちなみに、
V1=Vcc・R2/(R1+R2) ・・・(3)
である。
I CQ2 can be treated as equal to the collector current I CQ1 of Q1, a value corresponding to the current I supplied from the power supply Vcc via a resistor R3. The current I is determined by the voltage difference between the voltages Vcc and V2 across the resistor R3 and is given by the following equation.
I = (Vcc-V2) / R3 (1)
V2 is the potential of the emitter of Q1, R1, R2 base from the voltage V1 Q1 of which is determined by - the increased potential by emitter voltage V BE minute. That is,
V2 = V1 + V BE (2)
It is. By the way,
V1 = Vcc · R2 / (R1 + R2) (3)
It is.

ここで、ICQ1は、Q1のベース電流IBQ1分、Iと相違する。このベース電流は基本的には小さいが、基準電流の要求精度が高い場合にはそれを無視することはできず、特に上述の回路のように、電流増幅率が大きい場合にはその影響は顕著となる。Q1の電流増幅率hFEとすると、
CQ1=I−IBQ1=hFE・IBQ1 ・・・(4)
と表される。また、これを変形してIは、
I=(hFE+1)IBQ1 ・・・(5)
と表される。(5)式から、Iが一定の場合、hFEが高いとベース電流IBQ1 は減り、逆にhFEが低いとベース電流IBQ1 は増えることが理解できる。
Here, I CQ1 is different from I by the base current I BQ1 of Q1. Although this base current is basically small, it cannot be ignored when the required accuracy of the reference current is high, and the effect is particularly significant when the current amplification factor is large, as in the circuit described above. It becomes. When Q1 of the current amplification factor h FE,
I CQ1 = I−I BQ1 = h FE · I BQ1 (4)
It is expressed. Also, by transforming this, I
I = (h FE +1) I BQ1 (5)
It is expressed. From equation (5), it is understood that when I is constant, the base current I BQ1 decreases when h FE is high, and conversely, when h FE is low, the base current I BQ1 increases.

例えば、標準状態にてhFE=50,ICQ1=100μAである場合、ベース電流IBQ1は(4)式より、
BQ1=2μA
となる。また、電流Iは(4)式又は(5)式より、I=102μAとなる。さらに、電流可変回路において倍率a=0.5とすると、出力電流I3は、
I3=20mA
となる。
For example, when h FE = 50 and I CQ1 = 100 μA in the standard state, the base current I BQ1 is calculated from the equation (4):
I BQ1 = 2 μA
It becomes. Further, the current I is I = 102 μA from the equation (4) or (5). Further, when the magnification a is 0.5 in the current variable circuit, the output current I3 is
I3 = 20mA
It becomes.

ここで、hFEは必ずしも一定ではなく、時間的に変動したり、製造プロセスに応じてばらつき、標準値からずれることがある。例えば、hFEが標準値の1/2、つまりhFE=25となった場合を想定する。このときIはばらつきに関係なく標準状態と同じ値、すなわちI=102μAであるので、(5)式から、
BQ1=102/(25+1)=3.92μA
となる。つまり、hFEが半分になると、ベース電流IBQ1は約半分になり、その結果、ICQ1は(4)式より、
CQ1=100−3.92=96.08μA
となる。よって、I3は、
I3=19.22mA
となり、この値は、上記のhFE=50の場合と比較して、約−4%の変動を生じている。
Here, hFE is not necessarily constant, and may vary with time, may vary depending on the manufacturing process, and may deviate from a standard value. For example, it is assumed that h FE becomes 1/2 of the standard value, i.e. h FE = 25. At this time, since I is the same value as the standard state regardless of variations, that is, I = 102 μA, from the equation (5),
I BQ1 = 102 / (25 + 1) = 3.92 μA
It becomes. That is, when h FE is halved, the base current I BQ1 is approximately halved. As a result, I CQ1 is obtained from the equation (4):
I CQ1 = 100-3.92 = 96.08μA
It becomes. Therefore, I3 is
I3 = 19.22 mA
This value has a variation of about -4% compared to the case of h FE = 50 described above.

[実施形態]
以上の基本的構成を踏まえて、本発明の実施形態について以下説明する。図2は、本実施形態に係る基準電流発生回路の概略の回路図である。本回路は、図1に示した基本的構成の回路と共通する構成を有し、その部分に関しては同一の符号を用いて説明を省略する。
[Embodiment]
Based on the above basic configuration, embodiments of the present invention will be described below. FIG. 2 is a schematic circuit diagram of the reference current generating circuit according to the present embodiment. This circuit has a configuration common to the circuit having the basic configuration shown in FIG. 1, and the description thereof is omitted by using the same reference numerals for the portion.

本回路は上述の基本的構成の回路に、NPN型トランジスタQ11及びQ12が付加されている。トランジスタQ11とQ12とは、チャネルを直列にしてVccとGNDとの間に接続される。すなわち、Q11のエミッタはVccに接続され、Q12のコレクタはGNDに接続され、Q11のコレクタとQ12のエミッタとが互いに接続される。   In this circuit, NPN transistors Q11 and Q12 are added to the circuit having the above-described basic configuration. Transistors Q11 and Q12 are connected between Vcc and GND with their channels in series. That is, the emitter of Q11 is connected to Vcc, the collector of Q12 is connected to GND, and the collector of Q11 and the emitter of Q12 are connected to each other.

また、Q11のベースは第2段のカレントミラー回路を構成するQ5のベースに接続され、Q5とQ11とはカレントミラー回路を構成する。つまり、このカレントミラー回路(補償用カレントミラー回路)は、第2段のカレントミラー回路の入力側トランジスタQ5を共用し、一方、Q11を出力側経路トランジスタとして構成される。   The base of Q11 is connected to the base of Q5 constituting the second stage current mirror circuit, and Q5 and Q11 constitute a current mirror circuit. That is, this current mirror circuit (compensation current mirror circuit) shares the input side transistor Q5 of the second stage current mirror circuit, while Q11 is configured as an output side path transistor.

Q12のベースはQ2のコレクタに接続され、Q12のベース電流IBQ12がQ1からのICQ1に合成される。すなわち、Q2のコレクタ電流ICQ2はICQ2=ICQ1+IBQ12となる。ここで、Q12はQ1と電流増幅率hFEを共通に構成される。例えば、半導体基板上に、Q12とQ1とは、同じ形状で同じプロセスにて形成される。 Q12 based is connected to the collector of Q2, the base current I BQ12 the Q12 is synthesized in the I CQ1 from Q1. That is, the collector current I CQ2 of Q2 becomes I CQ2 = I CQ1 + I BQ12 . Here, Q12 is configured in common with Q1 and current amplification factor hFE . For example, Q12 and Q1 are formed in the same shape and in the same process on a semiconductor substrate.

本回路は、従来技術の回路と相違し、外付け抵抗を要せずに基準電流を発生すると共に、上記基本的構成で生じた電流増幅率hFEの相違に起因するICQ2の変動を抑制して、良好な精度の基準電流を供給することを可能とする。このICQ2の変動抑制は、Q12のベース電流IBQ12を補償電流(補償用ベース電流)としてICQ1に合成することによって実現される。以下、本回路の動作を説明する。 This circuit, unlike the circuits of the prior art, as well as generating a reference current without requiring an external resistor, suppress variations in I CQ2 due to the difference of the current amplification factor h FE generated in the basic configuration Thus, it is possible to supply a reference current with good accuracy. Fluctuation suppressing the I CQ2 is achieved by combining the I CQ1 the base current I BQ12 of Q12 as a compensation current (compensation for the base current). The operation of this circuit will be described below.

例えば、Q12をQ1と同じサイズのトランジスタに構成する。またQ11とQ5とを同じサイズとして、補償用カレントミラー回路の電流比を1:1に構成する。   For example, Q12 is configured as a transistor having the same size as Q1. Further, Q11 and Q5 are set to the same size, and the current ratio of the compensating current mirror circuit is set to 1: 1.

この構成では、Q2及びQ4からなる第1段カレントミラー回路の電流比も1:1であるので、カレントミラー回路が理想的なものであると仮定すると、Q11のコレクタ電流ICQ11は、Q2のコレクタ電流ICQ2と同じとなる。ここで、コレクタ電流ICQ2は近似的にIと見なすことができ、従って、コレクタ電流ICQ11もIと見なせる。その場合のQ12のベース電流IBQ12は、Q1のベース電流IBQ1と実質的に同等となる。このIBQ12をICQ1に合成することで、Q1でのベース電流IBQ1による損失分が補償され、ICQ2のIに対する差を縮小することができる。これにより、hFEの相違に起因するICQ2の変動が抑制され、ひいては基準電流の変動が抑制される。 In this configuration, since the current ratio of the first-stage current mirror circuit composed of Q2 and Q4 is 1: 1, assuming that the current mirror circuit is ideal, the collector current I CQ11 of Q11 is This is the same as the collector current I CQ2 . Here, the collector current I CQ2 can be approximately regarded as I. Therefore, the collector current I CQ11 can also be regarded as I. Its base current I BQ12 of Q12 case will be substantially equal to the base current I BQ1 of Q1. The I BQ12 by synthesizing the I CQ1, loss due to the base current I BQ1 in Q1 is compensated, it is possible to reduce the difference from the I in I CQ2. Thus, variation of I CQ2 due to the difference in h FE is suppressed, variations in turn reference current is suppressed.

この構成について、hFEが標準状態に対して例えば、2倍と1/2倍とに変動した場合についての測定値の例を示す。
(i)hFEが標準値の1/2倍の場合:
BQ1=3.67μA,ICQ1=116.0μA,ICQ2=119.7μA
(ii)hFEが標準値である場合:
BQ1=1.90μA,ICQ1=120.0μA,ICQ2=121.9μA
(iii)hFEが標準値の2倍の場合:
BQ1=0.98μA,ICQ1=122.0μA,ICQ2=123.0μA
With respect to this configuration, an example of measured values when h FE varies, for example, by 2 times and 1/2 times with respect to the standard state is shown.
(I) h When FE is ½ times the standard value:
I BQ1 = 3.67μA, I CQ1 = 116.0μA, I CQ2 = 119.7μA
(Ii) When hFE is a standard value:
I BQ1 = 1.90μA, I CQ1 = 120.0μA, I CQ2 = 121.9μA
(Iii) h When FE is twice the standard value:
I BQ1 = 0.98μA, I CQ1 = 122.0μA, I CQ2 = 123.0μA

この結果から、Q12による補償電流により、ICQ2の変動幅がICQ1の変動幅より抑制されていることがわかる。 From this result, the compensation current according to Q12, it can be seen that the fluctuation range of the I CQ2 is suppressed than the variation width of the I CQ1.

さて、ここまでは電流Iが一定であることを前提にしてきた。しかし、実際にはhFEに応じてVBEも変動し、V2が変化する。その結果、電流Iは変動し得る。このIの変動を考慮して、基準電流の一層の精度向上が図られた実施形態について以下に述べる。 So far, it has been assumed that the current I is constant. However, in practice V BE also vary depending on the h FE, V2 is changed. As a result, the current I can vary. An embodiment in which the accuracy of the reference current is further improved in consideration of the fluctuation of I will be described below.

一般に、VBEはhFEが高い場合には小さくなり、hFEが低い場合には大きくなる。よって、hFEが低い場合には、V2が高くなって電流Iが減り、ICQ1も減る。一方、hFEが高い場合には、V2が低くなって電流Iが増え、ICQ1も増える。すなわち、このhFEに応じてVBEが変化することに起因したICQ1の変化と、上述のhFEに応じてQ1のベース電流が変化することに起因したICQ1の変化とは、増減方向が同じとなる。この関係を踏まえて、Q12による補償電流がhFEに応じたICQ1の変動を好適に抑制するように、本実施形態ではQ11のコレクタ電流ICQ11のICQ2に対する倍率を調整する。このような調整は、hFEの変動範囲を想定して、少なくともその範囲にてICQ1の変動が好適に抑制されるように行うことが可能である。Q11のコレクタ電流の調整はそのサイズを調整して補償用カレントミラー回路の電流比を変えることにより可能である。このQ11のコレクタ電流ICQ11を調整することによって、補償電流IBQ12も連動させて変化させることができる。このとき、Q11のサイズに合わせてQ12のサイズも調整してもよい。 In general, V BE decreases when h FE is high and increases when h FE is low. Therefore, when hFE is low, V2 increases, current I decreases, and I CQ1 also decreases. On the other hand, when hFE is high, V2 decreases, current I increases, and ICQ1 also increases. That is, a change in the I CQ1 due to the V BE varies depending on the h FE, the change in I CQ1 due to the base current of Q1 according to the above-described h FE is changed, increased or decreased direction Are the same. Based on this relationship, the compensation current generated by Q12 is to appropriately suppress the fluctuation of the I CQ1 corresponding to h FE, in this embodiment to adjust the ratio to I CQ2 of the collector current I CQ11 of Q11. Such adjustments, assuming the variation range of h FE, can be performed as variations in I CQ1 is preferably suppressed by at least the range. The collector current of Q11 can be adjusted by changing the current ratio of the compensating current mirror circuit by adjusting its size. By adjusting the collector current I CQ11 of Q11, the compensation current I BQ12 can also be changed in conjunction with it. At this time, the size of Q12 may be adjusted in accordance with the size of Q11.

例えばhFEが標準値の1/2倍から2倍の範囲で変動し得る上述の場合には、Q11のサイズをQ5の2倍として補償用カレントミラー回路の電流比を1:2に設定する。これにより、Q11のコレクタ電流ICQ11が2倍となり、補償電流IBQ12も2倍となる。このとき、Q11のサイズに合わせてQ12のサイズも2倍とする。 For example, in the above case where h FE can vary within a range of 1/2 to 2 times the standard value, the size of Q11 is set to twice Q5, and the current ratio of the compensating current mirror circuit is set to 1: 2. . As a result, the collector current I CQ11 of Q11 is doubled, and the compensation current I BQ12 is also doubled. At this time, the size of Q12 is also doubled in accordance with the size of Q11.

この構成についての測定値の例を以下に示す。
(i)hFEが標準値の1/2倍の場合:
BQ1=3.67μA,ICQ1=116.0μA,IBQ12=7.24μA,ICQ2=123.2μA
(ii)hFEが標準値である場合:
BQ1=1.90μA,ICQ1=120.0μA,IBQ12=3.67μA,ICQ2=123.7μA
(iii)hFEが標準値の2倍の場合:
BQ1=0.98μA,ICQ1=122.0μA,IBQ12=1.88μA,ICQ2=123.9μA
Examples of measured values for this configuration are shown below.
(I) h When FE is ½ times the standard value:
I BQ1 = 3.67μA, I CQ1 = 116.0μA, I BQ12 = 7.24μA, I CQ2 = 123.2μA
(Ii) When hFE is a standard value:
I BQ1 = 1.90μA, I CQ1 = 120.0μA, I BQ12 = 3.67μA, I CQ2 = 123.7μA
(Iii) h When FE is twice the standard value:
I BQ1 = 0.98μA, I CQ1 = 122.0μA, I BQ12 = 1.88μA, I CQ2 = 123.9μA

これを上述の補償用カレントミラー回路の電流比1:1の場合の結果と比較すると、ICQ2の変動幅が一層抑制されていることがわかる。 When this is compared with the result in the case of the current ratio 1: 1 of the compensation current mirror circuit described above, it can be seen that the fluctuation range of I CQ2 is further suppressed.

Q11のコレクタ電流ICQ11の調整倍率は、例えば、シミュレーションや試作素子の測定結果に基づいて設定することができる。 The adjustment magnification of the collector current ICQ11 of Q11 can be set based on, for example, simulations or measurement results of prototype elements.

本発明の実施形態に関係する基本的構成の一例を示す概略の回路図である。It is a schematic circuit diagram which shows an example of the fundamental structure relevant to embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る基準電流発生回路の概略の回路図である。1 is a schematic circuit diagram of a reference current generating circuit according to an embodiment of the present invention. 従来の基準電流発生回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the conventional reference current generation circuit.

符号の説明Explanation of symbols

Q1〜Q12 トランジスタ、R1〜R3 抵抗。   Q1-Q12 transistors, R1-R3 resistors.

Claims (5)

ベースに印加される制御電圧に応じた電流Iを流すトランジスタQと、
n段(n≧1)のカレントミラー回路からなり、第1段の前記カレントミラー回路のトランジスタとして前記トランジスタQに接続され前記電流Iに応じた入力電流が流れるトランジスタQを含み、前記電流Iに応じた基準電流を出力するカレントミラー部と、
前記カレントミラー部の第k段(1≦k≦n)の前記カレントミラー回路と一方のトランジスタを共用する補償用カレントミラー回路と、
前記補償用カレントミラー回路の他方のトランジスタQC1に互いにエミッタ−コレクタ間を直列にして接続されるトランジスタQC2と、
を有し、
前記トランジスタQC2は、前記トランジスタQのベース電流に応じたベース電流であって前記入力電流に合成されて前記トランジスタQに供給される補償用ベース電流を生じること、
を特徴とする基準電流発生回路。
A transistor Q S for passing a current I according to a control voltage applied to the base;
n consists current mirror circuit stage (n ≧ 1), comprising the transistor Q S connected to the transistor Q M of the input current corresponding to the current I as a transistor of the current mirror circuit of the first stage, the current A current mirror that outputs a reference current according to I;
A compensating current mirror circuit sharing one transistor with the current mirror circuit of the k-th stage (1 ≦ k ≦ n) of the current mirror unit;
A transistor Q C2 connected to the other transistor Q C1 of the compensating current mirror circuit in series between the emitter and the collector;
Have
The transistor Q C2 is to cause compensating a base current supplied to said been synthesized in the input current to a base current according to the base current of the transistor Q S to the transistor Q M,
A reference current generating circuit characterized by the above.
請求項1に記載の基準電流発生回路において、
前記トランジスタQC2は、前記トランジスタQと共通の電流増幅率hFEを設定されること、を特徴とする基準電流発生回路。
The reference current generating circuit according to claim 1,
The transistor Q C2 is a reference current generating circuit, characterized in that, to set the transistor Q S and common current amplification factor h FE.
請求項2に記載の基準電流発生回路において、
前記トランジスタQC2のチャネル電流は、所定の変動域での前記電流増幅率hFE及び温度の変動に対応した前記補償用ベース電流及び前記電流Iそれぞれの変動に関して、当該補償用ベース電流が前記電流Iの変動範囲に応じた範囲で変化するように設定されること、
を特徴とする基準電流発生回路。
The reference current generating circuit according to claim 2,
The channel current of the transistor QC2 is the compensation base current corresponding to the current amplification factor hFE and temperature fluctuation in a predetermined fluctuation range, and the current I for compensation is the current of the compensation base current. Being set to change within a range corresponding to the fluctuation range of I,
A reference current generating circuit characterized by the above.
請求項3に記載の基準電流発生回路において、
前記トランジスタQC2のエミッタ−コレクタ間電流は、前記カレントミラー部の第1段から第(k−1)段までのカレントミラー回路の電流比及び前記補償用カレントミラー回路の電流比により調整されること、を特徴とする基準電流発生回路。
The reference current generating circuit according to claim 3,
The emitter of the transistor Q C2 - collector current is adjusted by the current ratio of the current ratio and the compensating current mirror circuit of the current mirror circuit from the first stage of the current mirror portion to the (k-1) stage A reference current generating circuit.
請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の基準電流発生回路において、
前記トランジスタQ、偶数段の前記カレントミラー回路を構成するトランジスタ及び前記トランジスタQC1それぞれのエミッタ及びコレクタのうちの一方端子は第1の電源に接続され、
奇数段の前記カレントミラー回路を構成するトランジスタ及び前記トランジスタQC2それぞれのエミッタ及びコレクタのうちの一方端子は第2の電源に接続され、
前記トランジスタQC1のベースは、いずれかの前記偶数段のカレントミラー回路を構成するトランジスタのベースに接続され、
前記トランジスタQC2のベースは、前記トランジスタQのエミッタ及びコレクタのうちの他方端子と共に、前記第1段の前記カレントミラー回路の入力側経路のトランジスタQのエミッタ及びコレクタのうちの他方端子に接続されること、
を特徴とする基準電流発生回路。
In the reference current generation circuit according to any one of claims 1 to 3,
One terminal of the transistor Q S , the transistors constituting the even-numbered current mirror circuit, and the emitter and collector of each of the transistors Q C1 is connected to a first power supply,
One terminal of the transistor and the transistor Q C2 respectively the emitter and collector constitute the current mirror circuit of the odd-numbered stage is connected to the second power supply,
The base of the transistor Q C1 is connected to the base of the transistor constituting the current mirror circuit of any one of the even-numbered stage,
Base of the transistor Q C2, together with the emitter and the other terminal of the collector of the transistor Q S, the other terminal of the emitter and collector of the transistor Q M of the input side path of the current mirror circuit of the first stage Being connected,
A reference current generating circuit characterized by the above.
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