JP2008009710A - Constant current source and integrated circuit device for proximity sensor - Google Patents

Constant current source and integrated circuit device for proximity sensor Download PDF

Info

Publication number
JP2008009710A
JP2008009710A JP2006179480A JP2006179480A JP2008009710A JP 2008009710 A JP2008009710 A JP 2008009710A JP 2006179480 A JP2006179480 A JP 2006179480A JP 2006179480 A JP2006179480 A JP 2006179480A JP 2008009710 A JP2008009710 A JP 2008009710A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
resistor
side transistor
constant current
current source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006179480A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Daisuke Hayakawa
代祐 早川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Industrial Devices SUNX Co Ltd
Original Assignee
Sunx Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sunx Ltd filed Critical Sunx Ltd
Priority to JP2006179480A priority Critical patent/JP2008009710A/en
Publication of JP2008009710A publication Critical patent/JP2008009710A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a constant current source and an integrated circuit device for a proximity sensor having an excellent temperature characteristic in a smaller circuit area. <P>SOLUTION: The constant current source formed as an integrated circuit is composed of a current mirror circuit 11 having a master side transistor QO to which a collector and a base are connected, and a slave side transistor Q1. In the current mirror circuit, an emitter of the master side transistor and an emitter of the slave side transistor are connected to a first power supply line X1 supplied with a first predetermined voltage, respectively through an implanted resistor RH and a base diffusion resistor RB, and the resistance value of the implanted resistor RH is set larger than the resistance value of the base diffusion resistor RB. Further, the collector of the master side transistor is connected to a second power supply line X2 supplied with a second predetermine voltage, through a limiting implanted resistor RHO for limiting the flowing current, and the supply current of the constant current source is set to a current I1 flowing to the slave side transistor. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、定電流源及び近接センサ用集積回路装置に関するものである。   The present invention relates to a constant current source and an integrated circuit device for proximity sensors.

従来、例えば高周波発振型の近接センサ用集積回路装置として、図3に示すものが知られている。すなわち、この集積回路装置は、カレントミラー回路を備えており、ベース−コレクタ間の接続されたトランジスタQ91には、マスターとなる定電流源91が接続されている。そして、定電流源91の供給する電流I91をカレントミラーで折り返したスレーブ電流は、トランジスタQ92に接続された基準電圧源92の基準電圧生成用電流I92として、あるいはトランジスタQ93に接続された発振回路93のバイアス電流I93として供給される。なお、基準電圧源92は、基準電圧生成用電流I92に基づいて所定の基準電圧Vthを生成する。また、発振回路93は、バイアス電流I93に基づいてそのLC共振回路93aで発振する正弦波電圧Voscを電圧シフトするためのバイアス電圧Voffsetを生成する。発振回路93は、このバイアス電圧Voffset分だけ電圧シフトされ正弦波電圧Voscに基づいて検出電圧Vsを生成する。   2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a high frequency oscillation type integrated circuit device for a proximity sensor is shown in FIG. That is, this integrated circuit device includes a current mirror circuit, and a constant current source 91 as a master is connected to the transistor Q91 connected between the base and the collector. The slave current obtained by turning back the current I91 supplied from the constant current source 91 by the current mirror is used as the reference voltage generating current I92 of the reference voltage source 92 connected to the transistor Q92 or the oscillation circuit 93 connected to the transistor Q93. Is supplied as a bias current I93. The reference voltage source 92 generates a predetermined reference voltage Vth based on the reference voltage generation current I92. The oscillation circuit 93 generates a bias voltage Voffset for voltage shifting the sine wave voltage Vosc oscillated by the LC resonance circuit 93a based on the bias current I93. The oscillation circuit 93 is shifted in voltage by the bias voltage Voffset and generates the detection voltage Vs based on the sine wave voltage Vosc.

ここで、基準電圧Vthの生成に係る基準電圧生成用電流I92や、バイアス電圧Voffsetの生成に係るバイアス電流I93の温度による変動は、近接センサの温度特性(検出特性)に及ぼす影響が大きい。そこで、前記定電流源91として抵抗を採用する場合には、例えば特許文献1に記載されるように集積回路装置で適用し得るベース拡散抵抗又はインプラ抵抗のうち、安定度のより優れた温度特性を有するベース拡散抵抗を採用することが好ましい。   Here, the variation due to the temperature of the reference voltage generation current I92 related to the generation of the reference voltage Vth and the bias current I93 related to the generation of the bias voltage Voffset has a great influence on the temperature characteristics (detection characteristics) of the proximity sensor. Therefore, when a resistor is employed as the constant current source 91, for example, as described in Patent Document 1, among base diffusion resistors or implant resistors that can be applied in an integrated circuit device, temperature characteristics with better stability. It is preferable to employ a base diffusion resistor having

すなわち、図4にスレーブ電流(I92,I93)の温度特性を示したように、定電流源91としてベース拡散抵抗RBを採用した場合には、インプラ抵抗RHを採用した場合に比べて、スレーブ電流が温度変化に対しより安定していることが確認される。つまり、スレーブ電流をその折り返しとするベース拡散抵抗RBの供給する電流(I91)は、温度変化に対しより安定していることが確認される。そして、この場合には、基準電圧源92及び発振回路93において、温度による変動の抑制された基準電圧Vth及びバイアス電圧Voffsetがそれぞれ生成される。
特開平11−122195号公報
That is, as shown in FIG. 4 showing the temperature characteristics of the slave currents (I92, I93), when the base diffusion resistor RB is adopted as the constant current source 91, the slave current is compared with the case where the implant resistor RH is adopted. Is more stable against temperature changes. That is, it is confirmed that the current (I91) supplied from the base diffusion resistor RB with the slave current turned back is more stable against temperature changes. In this case, the reference voltage source 92 and the oscillation circuit 93 generate the reference voltage Vth and the bias voltage Voffset in which fluctuation due to temperature is suppressed, respectively.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-122195

ところで、前記定電流源91としてベース拡散抵抗RBを採用する場合には、該定電流源91の供給する電流I91の温度変化に対する安定度が優れるものの、インプラ抵抗RHに比べて該ベース拡散抵抗RBの作り込みに非常に大きな面積を必要とする。具体的には、同一抵抗値で比較した場合、ベース拡散抵抗RBのサイズは、インプラ抵抗RHのサイズの10倍程度となることが知られている。この場合、集積回路装置としてのチップサイズの大型化を余儀なくされる。   By the way, when the base diffusion resistor RB is adopted as the constant current source 91, the stability of the current I91 supplied from the constant current source 91 with respect to a temperature change is excellent, but the base diffusion resistor RB is compared with the implantation resistor RH. It takes a very large area to build in. Specifically, it is known that when compared with the same resistance value, the size of the base diffusion resistor RB is about 10 times the size of the implantation resistor RH. In this case, the chip size of the integrated circuit device must be increased.

本発明の目的は、より小さな回路面積で温度特性に優れた定電流源及び近接センサ用集積回路装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a constant current source and a proximity sensor integrated circuit device which have a smaller circuit area and excellent temperature characteristics.

上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、集積回路化された定電流源において、前記定電流源は、一対のトランジスタの一方をコレクタ及びベースの接続されたマスター側トランジスタとし他方をスレーブ側トランジスタとするカレントミラー回路で構成され、前記カレントミラー回路は、前記マスター側トランジスタのエミッタ及び前記スレーブ側トランジスタのエミッタが、それぞれインプラ抵抗及びベース拡散抵抗を介して第1の所定電圧の供給される第1電源線に接続され、前記インプラ抵抗の抵抗値が、前記ベース拡散抵抗の抵抗値よりも大きく設定され、前記マスター側トランジスタのコレクタが、該マスター側トランジスタに流れる電流を制限するための制限用インプラ抵抗を介して第2の所定電圧の供給される第2電源線に接続され、前記定電流源の供給電流を、前記スレーブ側トランジスタに流れる電流としたことを要旨とする。   In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 is an integrated circuit constant current source, wherein the constant current source is a master side transistor in which one of a pair of transistors is connected to a collector and a base. And the other of which is a slave-side transistor, wherein the emitter of the master-side transistor and the emitter of the slave-side transistor are connected to a first predetermined resistor via an implant resistor and a base diffusion resistor, respectively. Connected to a first power supply line to which a voltage is supplied, a resistance value of the implantation resistor is set to be larger than a resistance value of the base diffusion resistor, and the collector of the master side transistor generates a current flowing through the master side transistor. The second predetermined voltage is supplied via the limiting implantation resistor for limiting. Is connected to the second power supply line, the supply current of said constant current source, and summarized in that the current flowing through the slave transistor.

同構成によれば、前記定電流源の供給電流は、前記スレーブ側トランジスタに流れる電流、即ち前記ベース拡散抵抗に流れる電流とされる。このベース拡散抵抗に流れる電流は、前記マスター側トランジスタに流れる電流、即ち前記インプラ抵抗に流れる電流をカレントミラーで折り返してなるものの、その温度特性は該ベース拡散抵抗の温度特性が支配的になっていることが本出願人により確認されている。従って、前記定電流源の供給電流を、温度変化に対しより安定化することができる。また、前記インプラ抵抗の抵抗値を、前記ベース拡散抵抗の抵抗値よりも大きく設定したことで、定電流源(カレントミラー回路)全体として必要な面積増加の一因である前記ベース拡散抵抗の抵抗値を小さくした分、該定電流源の回路面積を小さくすることができる。そして、定電流源の集積回路としてのチップサイズをより小型化することができる。   According to this configuration, the supply current of the constant current source is a current flowing through the slave transistor, that is, a current flowing through the base diffusion resistor. The current flowing through the base diffusion resistor is formed by folding the current flowing through the master side transistor, that is, the current flowing through the implantation resistor, with a current mirror. However, the temperature characteristic of the base diffusion resistor is dominant. It has been confirmed by the applicant. Therefore, the supply current of the constant current source can be further stabilized against temperature changes. In addition, the resistance value of the base diffusion resistor that contributes to an increase in the area required for the entire constant current source (current mirror circuit) by setting the resistance value of the implantation resistor larger than the resistance value of the base diffusion resistor. The circuit area of the constant current source can be reduced by reducing the value. And the chip size as an integrated circuit of a constant current source can be further reduced.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の定電流源を備えた近接センサ用集積回路装置において、検出コイルを発振要素とする発振回路を備え、前記発振回路のバイアス電流は、前記定電流源の供給電流に基づき生成されることを要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the integrated circuit device for a proximity sensor including the constant current source according to the first aspect, the proximity sensor integrated circuit device includes an oscillation circuit having a detection coil as an oscillation element, and the bias current of the oscillation circuit is It is generated based on the supply current of the constant current source.

同構成によれば、前記定電流源の供給電流、即ち前記発振回路のバイアス電流を温度変化に対しより安定化することができるため、近接センサとしての検出特性をより安定化させることができる。また、前記定電流源の回路面積を小さくすることができるため、近接センサ用集積回路装置としてのチップサイズをより小型化することができる。   According to this configuration, since the supply current of the constant current source, that is, the bias current of the oscillation circuit can be further stabilized against temperature change, detection characteristics as a proximity sensor can be further stabilized. In addition, since the circuit area of the constant current source can be reduced, the chip size of the proximity sensor integrated circuit device can be further reduced.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の近接センサ用集積回路装置において、前記発振回路の発振振幅に基づく検出電圧と、所定の基準電圧との比較によって被検出対象物を検出する検出手段を備え、前記所定の基準電圧は、前記定電流源の供給電流に基づき生成されることを要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, in the integrated circuit device for proximity sensors according to the second aspect, the detection target object is detected by comparing a detection voltage based on the oscillation amplitude of the oscillation circuit with a predetermined reference voltage. The gist is provided with detection means, and the predetermined reference voltage is generated based on a supply current of the constant current source.

同構成によれば、前記所定の基準電圧は、前記定電流源の供給電流に基づき生成されるため、該基準電圧を温度変化に対しより安定化することができる。そして、前記検出手段による被検出対象物の検出特性を温度変化に対しより安定化させることができる。   According to this configuration, since the predetermined reference voltage is generated based on the supply current of the constant current source, the reference voltage can be further stabilized against a temperature change. And the detection characteristic of the to-be-detected target object by the said detection means can be stabilized more with respect to a temperature change.

請求項1乃至3に記載の発明では、より小さな回路面積で温度特性に優れた定電流源及び近接センサ用集積回路装置を提供することができる。   According to the first to third aspects of the present invention, it is possible to provide a constant current source and a proximity sensor integrated circuit device having a smaller circuit area and excellent temperature characteristics.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1は、本実施形態に係る近接センサ用集積回路装置の電気的構成を示す回路図である。同図に示されるように、この近接センサ用集積回路装置は、定電流源を構成するカレントミラー回路11を備えるとともに、該カレントミラー回路11は、コレクタ及びベースの接続(いわゆるダイオード接続)されたNPN型のマスター側トランジスタQ0と、該マスター側トランジスタQ0と同等の特性を有するNPN型のスレーブ側トランジスタQ1とを備えて構成される。そして、このカレントミラー回路11は、前記マスター側トランジスタQ0のエミッタ及び前記スレーブ側トランジスタQ1のエミッタが、それぞれインプラ抵抗RH及びベース拡散抵抗RBを介して第1電源線X1に接続されている。この第1電源線X1は、グランドGNDに接地されて、低電位側となる第1の所定電圧(例えば0V)が供給される。なお、本実施形態では、前記インプラ抵抗RHの抵抗値は、前記ベース拡散抵抗RBの抵抗値よりも大きく設定されている。具体的には、前記インプラ抵抗RHの抵抗値(例えば10kΩ)は、前記ベース拡散抵抗RBの抵抗値(例えば5kΩ)の2倍程度に設定されている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit diagram showing an electrical configuration of the proximity sensor integrated circuit device according to the present embodiment. As shown in the figure, this integrated circuit device for proximity sensor includes a current mirror circuit 11 constituting a constant current source, and the current mirror circuit 11 is connected to a collector and a base (so-called diode connection). An NPN type master side transistor Q0 and an NPN type slave side transistor Q1 having the same characteristics as the master side transistor Q0 are configured. In the current mirror circuit 11, the emitter of the master-side transistor Q0 and the emitter of the slave-side transistor Q1 are connected to the first power supply line X1 via the implant resistor RH and the base diffusion resistor RB, respectively. The first power supply line X1 is grounded to the ground GND and supplied with a first predetermined voltage (for example, 0 V) on the low potential side. In the present embodiment, the resistance value of the implantation resistor RH is set larger than the resistance value of the base diffusion resistor RB. Specifically, the resistance value (for example, 10 kΩ) of the implantation resistor RH is set to about twice the resistance value (for example, 5 kΩ) of the base diffusion resistor RB.

また、前記マスター側トランジスタQ0及びスレーブ側トランジスタQ1のベース同士は接続されている。そして、マスター側トランジスタQ0のコレクタは、制限用インプラ抵抗RH0を介して高電位側となる第2の所定電圧(例えば3.5V)VREGが供給される第2電源線X2に接続されている。この制限用インプラ抵抗RH0は、前記インプラ抵抗RHの抵抗値に対し十分に大きな抵抗値(例えば92kΩ)を有しており、前記マスター側トランジスタQ0に流れる電流を制限する。   The bases of the master side transistor Q0 and the slave side transistor Q1 are connected to each other. The collector of the master side transistor Q0 is connected to a second power supply line X2 to which a second predetermined voltage (for example, 3.5 V) VREG on the high potential side is supplied via the limiting implant resistor RH0. The limiting implantation resistor RH0 has a sufficiently large resistance value (eg, 92 kΩ) with respect to the resistance value of the implantation resistor RH, and limits the current flowing through the master side transistor Q0.

このカレントミラー回路11では、元となる制限用インプラ抵抗RH0を通じてインプラ抵抗RHに電流I0が供給されるとともに、該電流I0をカレントミラーで折り返した電流I1がベース拡散抵抗RBに流れる。このベース拡散抵抗RB(スレーブ側トランジスタQ1)を流れる電流I1は、定電流源(カレントミラー回路11)の供給電流となっている。   In the current mirror circuit 11, a current I0 is supplied to the implantation resistor RH through the original limiting implantation resistor RH0, and a current I1 obtained by folding the current I0 by the current mirror flows to the base diffusion resistor RB. A current I1 flowing through the base diffusion resistor RB (slave side transistor Q1) is a supply current of a constant current source (current mirror circuit 11).

前記スレーブ側トランジスタQ1のコレクタには、PNP型のトランジスタQ11のコレクタが接続されるとともに、該トランジスタQ11のエミッタが前記第2電源線X2に接続され、更に該トランジスタQ11のコレクタ及びベースが接続されている。   The collector of the slave transistor Q1 is connected to the collector of a PNP transistor Q11, the emitter of the transistor Q11 is connected to the second power supply line X2, and the collector and base of the transistor Q11 are further connected. ing.

また、前記第1電源線X1には、基準電圧発生回路12を介してPNP型のトランジスタQ12のコレクタが接続されるとともに、該トランジスタQ12のエミッタが前記第2電源線X2に接続されている。さらに、前記第1電源線X1には、発振回路13を介してPNP型のトランジスタQ13のコレクタが接続されるとともに、該トランジスタQ13のエミッタが前記第2電源線X2に接続されている。   The first power supply line X1 is connected to the collector of a PNP transistor Q12 via a reference voltage generating circuit 12, and the emitter of the transistor Q12 is connected to the second power supply line X2. Furthermore, the collector of a PNP transistor Q13 is connected to the first power supply line X1 through the oscillation circuit 13, and the emitter of the transistor Q13 is connected to the second power supply line X2.

そして、トランジスタQ11〜Q13のベース同士は接続されている。従って、これらトランジスタQ11〜Q13は、カレントミラー回路を構成しており、前記カレントミラー回路11の供給電流である電流I1をカレントミラーで折り返したスレーブ電流が、トランジスタQ12に接続された基準電圧発生回路12の基準電圧生成用電流I2として、あるいはトランジスタQ13に接続された発振回路13のバイアス電流I3として供給される。これら基準電圧生成用電流I2及びバイアス電流I3は、互いに同等の大きさ及び温度特性を有する。   The bases of the transistors Q11 to Q13 are connected to each other. Therefore, these transistors Q11 to Q13 constitute a current mirror circuit, and a reference voltage generating circuit in which a slave current obtained by turning back the current I1 that is the current supplied to the current mirror circuit 11 by the current mirror is connected to the transistor Q12. 12 is supplied as a reference voltage generation current I2 or as a bias current I3 of the oscillation circuit 13 connected to the transistor Q13. The reference voltage generating current I2 and the bias current I3 have the same magnitude and temperature characteristics.

前記基準電圧発生回路12は、基準電圧生成用電流I2に基づいて所定の基準電圧Vthを生成する。すなわち、この基準電圧発生回路12は、前記トランジスタQ12のコレクタに一端の接続された抵抗Rを備えるとともに、該抵抗Rの他端には前記第1電源線X1との間で順方向になるように2つのダイオードD2が直列接続されている。なお、各ダイオードD2は、例えばNPN型のトランジスタのコレクタ及びベースを接続することで構成されており、基準電圧生成用電流I2が流れるときに該トランジスタのベース及びエミッタ間の電圧はPN接合によるシフト電圧である所定電圧Vbeとなる。従って、基準電圧発生回路12は、トランジスタQ12及び抵抗Rの接続点C2において、基準電圧生成用電流I2に抵抗Rの抵抗値を乗じた電圧と、所定電圧Vbeを2倍にした電圧とを加算してなる基準電圧Vth(=I2×(Rの抵抗値)+2Vbe)を生成・出力する。   The reference voltage generation circuit 12 generates a predetermined reference voltage Vth based on a reference voltage generation current I2. That is, the reference voltage generating circuit 12 includes a resistor R having one end connected to the collector of the transistor Q12, and the other end of the resistor R is forward with the first power supply line X1. Two diodes D2 are connected in series. Each diode D2 is configured by, for example, connecting the collector and base of an NPN transistor, and when the reference voltage generating current I2 flows, the voltage between the base and emitter of the transistor is shifted by a PN junction. The voltage is a predetermined voltage Vbe. Therefore, the reference voltage generation circuit 12 adds the voltage obtained by multiplying the reference voltage generation current I2 by the resistance value of the resistor R and the voltage obtained by doubling the predetermined voltage Vbe at the connection point C2 between the transistor Q12 and the resistor R. A reference voltage Vth (= I2 × (resistance value of R) +2 Vbe) is generated and output.

前記発振回路13は、その発振要素となるLC共振回路13aにおいて正弦波電圧Voscを生成するとともに、バイアス電流I3に基づいて該正弦波電圧Voscを電圧シフトするためのバイアス電圧Voffsetを生成する。すなわち、この発振回路13は、前記トランジスタQ13のコレクタ及びLC共振回路13a間で順方向になるように2つのダイオードD3が直列接続されるとともに、LC共振回路13aにおいて第1電源線X1と接続されている。そして、トランジスタQ13及び一方のダイオードD3の接続点C31と、他方のダイオードD3及びLC共振回路13aの接続点C32との間は、発振電流帰還回路13bを介して接続されている。   The oscillation circuit 13 generates a sine wave voltage Vosc in the LC resonance circuit 13a serving as an oscillation element, and generates a bias voltage Voffset for voltage shifting the sine wave voltage Vosc based on the bias current I3. That is, in the oscillation circuit 13, two diodes D3 are connected in series so as to be in the forward direction between the collector of the transistor Q13 and the LC resonance circuit 13a, and also connected to the first power supply line X1 in the LC resonance circuit 13a. ing. The connection point C31 between the transistor Q13 and one diode D3 and the connection point C32 between the other diode D3 and the LC resonance circuit 13a are connected via an oscillation current feedback circuit 13b.

従って、検出コイルLosc及び検出コンデンサCoscを並列接続することで構成されるLC共振回路13aは、発振電流帰還回路13bを通じて帰還電流が供給されることでそれらのインダクタンス及び容量に応じた共振周波数の正弦波電圧Voscを生成する。また、各ダイオードD3は、前記ダイオードD2と同等の特性を有するNPN型のトランジスタのコレクタ及びベースを接続することで構成されており、バイアス電流I3が流れるときに該トランジスタのベース及びエミッタ間の電圧は前記所定電圧Vbeとなる。従って、発振回路13は、正弦波電圧Voscに、所定電圧Vbeを2倍にした電圧(=2Vbe)をバイアス電圧Voffsetとして加算してなる電圧(=Vosc+Voffset)を生成する。そして、前記発振電流帰還回路13bは、バイアス電圧Voffset分だけ電圧シフトされた正弦波電圧Voscを、例えば整流・平滑化することで検出電圧Vsを生成・出力する。なお、正弦波電圧Voscの発振振幅は所定振幅に設定されており、例えば前記検出コイルLoscに金属製の被検出対象物Wが近接すると、該被検出対象物W中に誘導電流が生じて熱損失が発生することで、前記正弦波電圧Voscの発振振幅が減衰し検出電圧Vsのレベルが低下する。つまり、検出電圧Vsのレベルは、検出コイルLoscに被検出対象物Wの近接がないときに所定レベルに設定されており、検出コイルLoscに被検出対象物Wが近接するに従い低下するように変動する。この検出電圧Vsに設定された所定レベルは、前記基準電圧Vthのレベルよりも大きく設定されている。   Accordingly, the LC resonance circuit 13a configured by connecting the detection coil Losc and the detection capacitor Cosc in parallel is supplied with a feedback current through the oscillation current feedback circuit 13b, so that a sine of a resonance frequency corresponding to the inductance and the capacitance thereof. A wave voltage Vosc is generated. Each diode D3 is configured by connecting the collector and base of an NPN transistor having the same characteristics as the diode D2, and the voltage between the base and emitter of the transistor when the bias current I3 flows. Becomes the predetermined voltage Vbe. Therefore, the oscillation circuit 13 generates a voltage (= Vosc + Voffset) obtained by adding a voltage (= 2Vbe) obtained by doubling the predetermined voltage Vbe to the sine wave voltage Vosc as a bias voltage Voffset. The oscillation current feedback circuit 13b generates and outputs a detection voltage Vs by, for example, rectifying and smoothing the sine wave voltage Vosc that has been shifted by the bias voltage Voffset. The oscillation amplitude of the sine wave voltage Vosc is set to a predetermined amplitude. For example, when a metal detection target object W comes close to the detection coil Losc, an induced current is generated in the detection target object W and heat is generated. When the loss occurs, the oscillation amplitude of the sine wave voltage Vosc is attenuated and the level of the detection voltage Vs is lowered. That is, the level of the detection voltage Vs is set to a predetermined level when the detection target object W is not close to the detection coil Losc, and varies so as to decrease as the detection target object W approaches the detection coil Losc. To do. The predetermined level set for the detection voltage Vs is set larger than the level of the reference voltage Vth.

前記基準電圧発生回路12の接続点C2は、検出手段としての比較器14の非反転入力端子(+)に接続されるとともに、該比較器14の反転入力端子(−)は前記発振回路13の発振電流帰還回路13bに接続される。比較器14は、これら入力端子から入力した基準電圧Vth及び検出電圧Vsの両レベルを比較するとともに、これらレベルの比較結果に応じた検出信号を出力する。具体的には、検出コイルLoscに被検出対象物Wの近接がなく、検出電圧Vsが所定レベルにあるときには、比較器14は、検出電圧Vsのレベルが基準電圧Vthのレベルよりも大きくなることで、オフ状態となる検出信号を出力する。一方、検出コイルLoscへの被検出対象物Wの近接に伴い、検出電圧Vsのレベルが低下して基準電圧Vthのレベルを下回ると、オン状態となる検出信号を出力する。   A connection point C2 of the reference voltage generation circuit 12 is connected to a non-inverting input terminal (+) of a comparator 14 serving as a detection unit, and an inverting input terminal (−) of the comparator 14 is connected to the oscillation circuit 13. The oscillation current feedback circuit 13b is connected. The comparator 14 compares the levels of the reference voltage Vth and the detection voltage Vs input from these input terminals, and outputs a detection signal corresponding to the comparison result of these levels. Specifically, when the detection object W is not close to the detection coil Losc and the detection voltage Vs is at a predetermined level, the comparator 14 indicates that the level of the detection voltage Vs is higher than the level of the reference voltage Vth. Then, a detection signal that is turned off is output. On the other hand, when the level of the detection voltage Vs decreases and falls below the level of the reference voltage Vth as the detection target object W approaches the detection coil Losc, a detection signal that is turned on is output.

ここで、前記基準電圧Vth及び検出電圧Vsの生成に係るスレーブ電流(基準電圧生成用電流I2及びバイアス電流I3)の温度特性について説明する。図2は、前記カレントミラー回路11に同一のベース拡散抵抗RBを接続した状態で前記インプラ抵抗RHの抵抗値を±25%の範囲でばらつかせたときのスレーブ電流の温度特性を求めたグラフである。なお、同図では、第2の所定電圧VREGを3.5V、制限用インプラ抵抗RH0、インプラ抵抗RH及びベース拡散抵抗RBの各抵抗値を92kΩ、10kΩ及び5kΩとして、50μA程度のスレーブ電流を流す場合の特性を示している。すなわち、ベースエミッタ間の所定電圧Vbeを0.7Vとして、スレーブ電流は下式により求まる。   Here, temperature characteristics of slave currents (reference voltage generation current I2 and bias current I3) related to generation of the reference voltage Vth and the detection voltage Vs will be described. FIG. 2 is a graph showing the temperature characteristics of the slave current when the resistance value of the implantation resistor RH is varied in a range of ± 25% with the same base diffusion resistor RB connected to the current mirror circuit 11. It is. In the figure, the second predetermined voltage VREG is 3.5 V, the resistance values of the limiting implantation resistor RH0, the implantation resistor RH, and the base diffusion resistor RB are 92 kΩ, 10 kΩ, and 5 kΩ, and a slave current of about 50 μA flows. The case characteristics are shown. That is, when the predetermined voltage Vbe between the base and the emitter is 0.7 V, the slave current is obtained by the following equation.

I0=(3.5−0.7)/(92k+10k)
I1=10k・I0/5k=55μA≒スレーブ電流
同図に示されるように、スレーブ電流の温度特性は、インプラ抵抗RHの抵抗値のばらつきに関わらず、ベース拡散抵抗RBの温度特性が支配的になっていることが確認される。つまり、このスレーブ電流の元となるベース拡散抵抗RBに流れる電流I1(カレントミラー回路11の供給電流)は、前記マスター側トランジスタQ0に流れる電流、即ち前記インプラ抵抗RHに流れる電流I0をカレントミラーで折り返してなるものの、その温度特性は該ベース拡散抵抗RBの温度特性が支配的になっていることが間接的に確認される。そして、同図から明らかなように、ベース拡散抵抗RBの温度特性が支配的であるスレーブ電流は、温度変化に対しより安定化されている。従って、基準電圧発生回路12及び発振回路13において、このスレーブ電流(基準電圧生成用電流I2及びバイアス電流I3)に基づき、温度による変動の抑制された基準電圧Vth及びバイアス電圧Voffsetがそれぞれ生成される。
I0 = (3.5−0.7) / (92k + 10k)
I1 = 10k · I0 / 5k = 55 μA≈slave current As shown in the figure, the temperature characteristic of the slave current is dominated by the temperature characteristic of the base diffused resistor RB regardless of variations in the resistance value of the implant resistor RH. It is confirmed that That is, the current I1 (supply current of the current mirror circuit 11) that flows through the base diffusion resistor RB that is the source of the slave current is the current mirror that is the current that flows through the master transistor Q0, that is, the current I0 that flows through the implant resistor RH. Although it is folded, it is indirectly confirmed that the temperature characteristic of the base diffusion resistor RB is dominant. As can be seen from the figure, the slave current, in which the temperature characteristic of the base diffusion resistor RB is dominant, is more stabilized against temperature changes. Accordingly, the reference voltage generation circuit 12 and the oscillation circuit 13 generate the reference voltage Vth and the bias voltage Voffset, respectively, in which fluctuations due to temperature are suppressed, based on the slave current (reference voltage generation current I2 and bias current I3). .

ちなみに、定電流源(91)としてベース拡散抵抗RBを採用した従来形態(図3参照)において50μA程度のスレーブ電流を流す場合には、該ベース拡散抵抗RBの抵抗値を56kΩ程度の大きさに設定する必要がある。   Incidentally, when a slave current of about 50 μA is passed in the conventional mode (see FIG. 3) in which the base diffusion resistor RB is employed as the constant current source (91), the resistance value of the base diffusion resistor RB is set to a magnitude of about 56 kΩ. Must be set.

I91=(3.5−0.7)/(56k)=50μA≒スレーブ電流
つまり、本実施形態では、従来形態に比べて極めて小さな抵抗値を有するベース拡散抵抗RBを備えるカレントミラー回路11にて、その供給電流(I1)及びスレーブ電流の温度変化に対する安定度を向上することができる。
I91 = (3.5−0.7) / (56k) = 50 μA≈slave current That is, in the present embodiment, in the current mirror circuit 11 including the base diffusion resistor RB having a very small resistance value as compared with the conventional embodiment. The stability of the supply current (I1) and the slave current with respect to temperature changes can be improved.

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)本実施形態では、定電流源としてのカレントミラー回路11の供給電流は、前記スレーブ側トランジスタQ1に流れる電流、即ち前記ベース拡散抵抗RBに流れる電流I1とされる。このベース拡散抵抗RBに流れる電流I1は、前記マスター側トランジスタQ0に流れる電流、即ち前記インプラ抵抗RHに流れる電流I0をカレントミラーで折り返してなるものの、その温度特性は該ベース拡散抵抗RBの温度特性が支配的になっている。従って、カレントミラー回路11の供給電流を、温度変化に対しより安定化することができる。また、前記インプラ抵抗RHの抵抗値を、前記ベース拡散抵抗RBの抵抗値よりも大きく設定したことで、定電流源(カレントミラー回路11)全体として必要な面積増加の一因である前記ベース拡散抵抗RBの抵抗値を小さくした分、カレントミラー回路11の回路面積を小さくすることができる。そして、近接センサ用集積回路装置としてのチップサイズをより小型化することができ、ひいてはコストの削減を図ることができる。
As described above in detail, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the present embodiment, the supply current of the current mirror circuit 11 as a constant current source is the current flowing through the slave transistor Q1, that is, the current I1 flowing through the base diffusion resistor RB. The current I1 flowing through the base diffusion resistor RB is formed by folding the current flowing through the master side transistor Q0, that is, the current I0 flowing through the implantation resistor RH with a current mirror, and its temperature characteristic is the temperature characteristic of the base diffusion resistor RB. Has become dominant. Therefore, the supply current of the current mirror circuit 11 can be further stabilized against temperature changes. In addition, since the resistance value of the implantation resistor RH is set to be larger than the resistance value of the base diffusion resistor RB, the base diffusion that contributes to an increase in area required for the entire constant current source (current mirror circuit 11). As the resistance value of the resistor RB is reduced, the circuit area of the current mirror circuit 11 can be reduced. Further, the chip size as the proximity sensor integrated circuit device can be further reduced, and as a result, the cost can be reduced.

(2)本実施形態では、カレントミラー回路11の供給電流(I1)、即ちこれに基づくスレーブ電流である前記発振回路13のバイアス電流I3を温度変化に対しより安定化することができるため、バイアス電圧Voffset及び正弦波電圧Voscの発振振幅を安定化させ、近接センサとしての検出特性(温度特性)をより安定化させることができる。また、カレントミラー回路11の回路面積を小さくすることができるため、近接センサ用集積回路装置としてのチップサイズをより小型化することができる。   (2) In the present embodiment, the supply current (I1) of the current mirror circuit 11, that is, the bias current I3 of the oscillation circuit 13 that is a slave current based on the supply current (I1) can be more stabilized against temperature changes. The oscillation amplitude of the voltage Voffset and the sine wave voltage Vosc can be stabilized, and the detection characteristic (temperature characteristic) as a proximity sensor can be further stabilized. Further, since the circuit area of the current mirror circuit 11 can be reduced, the chip size as the proximity sensor integrated circuit device can be further reduced.

(3)本実施形態では、カレントミラー回路11の供給電流(I1)、即ちこれに基づくスレーブ電流である基準電圧生成用電流I2を温度変化に対しより安定化することができるため、該基準電圧生成用電流I2に基づき生成される基準電圧Vthを温度変化に対しより安定化することができる。そして、前記比較器14による被検出対象物Wの検出特性を温度変化に対しより安定化することができる。   (3) In the present embodiment, the supply current (I1) of the current mirror circuit 11, that is, the reference voltage generation current I2, which is a slave current based on the supply current (I1), can be more stabilized against temperature changes. The reference voltage Vth generated based on the generation current I2 can be further stabilized against a temperature change. And the detection characteristic of the to-be-detected target object W by the said comparator 14 can be stabilized more with respect to a temperature change.

(4)本実施形態では、前記基準電圧Vthの電圧シフト分(2Vbe)を、発振回路13のバイアス電圧Voffsetを生成するNPN型のトランジスタからなるダイオードD3と同等の特性を有するダイオードD2にて生成したため、例えば温度変化などでダイオードD2,D3の特性が変動したとしても、これによる基準電圧Vth及び検出電圧Vsの各電圧シフト分は互いに同等とされる。従って、ダイオードD2,D3の特性変動によって、比較器14による比較結果、即ち被検出対象物Wの検出精度の変動を抑制することができる。   (4) In the present embodiment, the voltage shift (2 Vbe) of the reference voltage Vth is generated by the diode D2 having the same characteristics as the diode D3 composed of an NPN transistor that generates the bias voltage Voffset of the oscillation circuit 13. Therefore, for example, even if the characteristics of the diodes D2 and D3 fluctuate due to a temperature change or the like, the respective voltage shifts of the reference voltage Vth and the detection voltage Vs are equal to each other. Therefore, the fluctuation of the comparison result by the comparator 14, that is, the detection accuracy of the detection target W can be suppressed by the characteristic fluctuation of the diodes D2 and D3.

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態において、検出コイルを発振要素とするのであれば、発振回路13の回路構成を適宜変更してもよい。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the embodiment, if the detection coil is an oscillation element, the circuit configuration of the oscillation circuit 13 may be changed as appropriate.

・前記実施形態において、カレントミラー回路11のマスター側トランジスタ及びスレーブ側トランジスタを、PNP型の一対のトランジスタで構成してもよい。   In the above embodiment, the master side transistor and the slave side transistor of the current mirror circuit 11 may be configured by a pair of PNP transistors.

本発明の一実施形態の電気的構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the electrical constitution of one Embodiment of this invention. スレーブ電流の温度特性を示すグラフ。The graph which shows the temperature characteristic of a slave current. 従来形態の電気的構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the electrical constitution of a prior art form. スレーブ電流の温度特性を示すグラフ。The graph which shows the temperature characteristic of a slave current.

符号の説明Explanation of symbols

Losc…検出コイル、Q0…マスター側トランジスタ、Q1…スレーブ側トランジスタ、RB…ベース拡散抵抗、RH…インプラ抵抗、RH0…制限用インプラ抵抗、W…被検出対象物、X1…第1電源線、X2…第2電源線、11…定電流源を構成するカレントミラー回路、12…基準電圧発生回路、13…発振回路、14…検出手段としての比較器。   Losc ... Detection coil, Q0 ... Master side transistor, Q1 ... Slave side transistor, RB ... Base diffusion resistor, RH ... Impulse resistor, RH0 ... Limiting implant resistor, W ... Detected object, X1 ... First power line, X2 2nd power supply line 11 Current mirror circuit constituting constant current source 12 Reference voltage generating circuit 13 Oscillating circuit 14 Comparator as detecting means

Claims (3)

集積回路化された定電流源において、
前記定電流源は、一対のトランジスタの一方をコレクタ及びベースの接続されたマスター側トランジスタとし他方をスレーブ側トランジスタとするカレントミラー回路で構成され、
前記カレントミラー回路は、
前記マスター側トランジスタのエミッタ及び前記スレーブ側トランジスタのエミッタが、それぞれインプラ抵抗及びベース拡散抵抗を介して第1の所定電圧の供給される第1電源線に接続され、
前記インプラ抵抗の抵抗値が、前記ベース拡散抵抗の抵抗値よりも大きく設定され、
前記マスター側トランジスタのコレクタが、該マスター側トランジスタに流れる電流を制限するための制限用インプラ抵抗を介して第2の所定電圧の供給される第2電源線に接続され、
前記定電流源の供給電流を、前記スレーブ側トランジスタに流れる電流としたことを特徴とする定電流源。
In an integrated circuit constant current source,
The constant current source is composed of a current mirror circuit in which one of a pair of transistors has a collector side and a base side transistor connected to a base, and the other a slave side transistor.
The current mirror circuit is:
The emitter of the master side transistor and the emitter of the slave side transistor are respectively connected to a first power supply line to which a first predetermined voltage is supplied via an implant resistor and a base diffusion resistor,
The resistance value of the implantation resistor is set larger than the resistance value of the base diffusion resistor,
A collector of the master-side transistor is connected to a second power supply line to which a second predetermined voltage is supplied via a limiting implantation resistor for limiting a current flowing through the master-side transistor;
A constant current source characterized in that a supply current of the constant current source is a current flowing through the slave side transistor.
請求項1に記載の定電流源を備えた近接センサ用集積回路装置において、
検出コイルを発振要素とする発振回路を備え、
前記発振回路のバイアス電流は、前記定電流源の供給電流に基づき生成されることを特徴とする近接センサ用集積回路装置。
In the integrated circuit device for proximity sensors comprising the constant current source according to claim 1,
An oscillation circuit having a detection coil as an oscillation element is provided.
2. The proximity sensor integrated circuit device according to claim 1, wherein the bias current of the oscillation circuit is generated based on a supply current of the constant current source.
請求項2に記載の近接センサ用集積回路装置において、
前記発振回路の発振振幅に基づく検出電圧と、所定の基準電圧との比較によって被検出対象物を検出する検出手段を備え、
前記所定の基準電圧は、前記定電流源の供給電流に基づき生成されることを特徴とする近接センサ用集積回路装置。
The integrated circuit device for a proximity sensor according to claim 2,
A detection means for detecting a detection target object by comparing a detection voltage based on an oscillation amplitude of the oscillation circuit and a predetermined reference voltage;
The integrated circuit device for a proximity sensor, wherein the predetermined reference voltage is generated based on a supply current of the constant current source.
JP2006179480A 2006-06-29 2006-06-29 Constant current source and integrated circuit device for proximity sensor Pending JP2008009710A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006179480A JP2008009710A (en) 2006-06-29 2006-06-29 Constant current source and integrated circuit device for proximity sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006179480A JP2008009710A (en) 2006-06-29 2006-06-29 Constant current source and integrated circuit device for proximity sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008009710A true JP2008009710A (en) 2008-01-17

Family

ID=39067870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006179480A Pending JP2008009710A (en) 2006-06-29 2006-06-29 Constant current source and integrated circuit device for proximity sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008009710A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101105414A (en) Temperature sensing apparatus for producing sensing signal and its method
CN108415500B (en) Low voltage locking circuit and device for integrating reference voltage generating circuit
JP2011007545A (en) Temperature sensor
JP5433510B2 (en) Power supply voltage monitoring circuit
JPH05121954A (en) Potential detection circuit
KR100982623B1 (en) Temperature detection circuit
JP2008009710A (en) Constant current source and integrated circuit device for proximity sensor
TWI448695B (en) Oscillation detection circuit
KR101854754B1 (en) Signal transfer circuit
JP4655154B2 (en) Window comparator circuit
JP5008846B2 (en) Electronic circuit
JP4941718B2 (en) Voltage shift circuit
JP2004266809A (en) Operational amplifier circuit, overheat detection circuit, and comparator circuit
JP2004007025A (en) Detection sensor
JP5350889B2 (en) Resistance multiplication circuit
JP2007163376A (en) Detector and lighting device for discharge lamp
JP2002016436A (en) Oscillation circuit for proximity sensor
JP5350882B2 (en) Capacity multiplier circuit
JP2008205828A (en) Comparator circuit
JP2009253454A (en) Semiconductor integrated circuit device
JP2008028804A (en) Impedance circuit and signal generation circuit using the same
JP2011141653A (en) Regulator circuit
JP2012107980A (en) Temperature detector
JPH11330941A (en) High-frequency oscillation type proximity sensor
JPH022545B2 (en)