JP2008269506A - 基準電流回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基準電圧VrefとノードNDの電位差を増幅する差動増幅器11の出力信号S11を、制御信号Sa〜Snで選択したスイッチ13a〜13nを介して電流調整用のPMOS14a〜14nに与えるように構成し、選択されたPMOSに流れる電流に応じた電圧をノードNDに発生させる。更に、出力信号S11は、PMOS14に対してでんりゅうミラー回路を構成するPMOS12のゲートに与えられ、このPMOS12から出力電流Ioutが出力される。これにより、電流調整用の抵抗が不要となり、低い電源電圧VDDにおいても、容易に出力電流Ioutを調整することができる。
【選択図】図1
Description
この基準電流回路は、基準電圧Vrefに応じた出力電流Ioutを出力するもので、反転入力端子にこの基準電圧Vrefが与えられる差動増幅器(AMP)1を有している。差動増幅器1の出力側は、PチャネルMOSトランジスタ(以下、「PMOS」という)2のゲートに接続されている。PMOS2のソースは電源電位VDDに接続され、ドレインはノードNAに接続されている。ノードNAは、電流調整用の抵抗3を介して接地電位GNDに接続されている。抵抗3には調整用の複数のタップが設けられ、スイッチ4によっていずれか1つのタップが選択されて、差動増幅器1の非反転入力端子に接続されるようになっている。
Vds+Va+Vb=VDD ・・(1)
ここで、Va,Vbは、それぞれ抵抗3a,3bにかかる電圧である。
VDD−Vref=Vds+Va ・・(2)
ここで、PMOS2に流れる電流をIoutとすると、Va=Ra×Iout、Vb=Vref=Rb×Ioutである。従って、スイッチ4によって抵抗3のタップを切り換え、この抵抗3の全抵抗値(Ra+Rb)に対する抵抗比(Ra:Rb)を調整することによって抵抗値Rbを決定し、出力電流Iout(=Vref/Rb)を決めることができる。
この基準電流回路は、基準電圧Vrefに応じた出力電流Ioutを出力するもので、反転入力端子にこの基準電圧Vrefが与えられる差動増幅器11を有している。差動増幅器11は、反転入力端子と非反転入力端子に与えられる電圧の差を増幅して出力するもので、その出力側がノードNCに接続されている。ノードNCには、基準電圧Vrefに応じた出力電流Ioutを出力するPMOS12のゲートが接続されている。PMOS12のソースは電源電位VDDに接続され、ドレインには図示しない負荷回路が接続されている。
この基準電流回路では、例えば制御信号Saによってスイッチ13aを入力端子X側に切り換えると、差動増幅器11の出力電圧S11がPMOS14aのゲートに印加される。また、スイッチ13aが入力端子Y側に切り換えられた場合は、PMOS14aのゲートが電源電位VDDに接続され、このPMOS14aはオフ状態となる。従って、スイッチ13a〜13nの内の少なくとも1つは、入力端子X側に切り換えられているものとする。
Id=Vd/R16=Vref/R16 ・・(3)
Iout=Id×(DIM12/DIM14)
=(Vref/R16)×(DIM12/DIM14) ・・(4)
VDD=Vds+Vref ・・(5)
定電圧定電流発生回路20のPMOS21,23,27のディメンジョンをすべて同一サイズに設定すると、各PMOSに流れる電流Ids2は等しくなり、次の(6)式で表される。
Ids2={KT/q×LN(m)}/R24 ・・(6)
Ids1=Vbe/R16 ・・(7)
Iout=Iout1+Iout2=Ids1+Ids2
=Vbe/R16+{KT/q×LN(m)}/R24
=[Vbe+(R16/R24){KT/q×LN(m)}]/R16
・・(8)
(a) 実施例1の説明では、図1中のPMOS14a〜14nのディメンジョンサイズ(電流駆動能力)について規定していないが、同一であっても良いし、電流駆動能力が2のべき乗の関係となるディメンジョンサイズに設定しても良い。
(b) 実施例2では、調整用のPMOS17を4個使用しているが、4個に限定する必要はない。
(c) 実施例3では、実施例1の基準電流回路に定電圧定電流発生回路20を組み合わせて構成しているが、実施例2の基準電流回路に定電圧定電流発生回路20を組み合わせて構成することもできる。
(d) 制御信号Sa〜Snは、外部からパッド15a〜15nを通して与えるようになっているが、製造時にこれらのパッド15a〜15nを調整結果に基づいて、レベル“L”または“H”に固定するようにしても良い。
11,26,100,200 差動増幅器
12,14,17,21,23,27 PMOS
13 スイッチ
15 パッド
16,24 抵抗
20 定電圧定電流発生回路
22,25 ダイオード
50 調整回路
Claims (5)
- 基準電圧と第1ノードの電位差を増幅して第2ノードに出力する差動増幅器と、
電源電位と前記第1ノードの間に接続された複数の調整用トランジスタと、
前記調整用トランジスタ毎に設けられ、それぞれ与えられる制御信号に従って前記第2ノードの電圧を対応する調整用トランジスタの制御電極に与える複数のスイッチと、
前記第1ノードと共通電位の間に接続された抵抗と、
前記第2ノードの電圧に従って導通状態が制御され、電源電位から負荷回路に供給する電流を制御する出力用トランジスタとを、
備えたことを特徴とする基準電流回路。 - 基準電圧と第1ノードの電位差を増幅して第2ノードに出力する第1の差動増幅器と、
電源電位と前記第1ノードの間に接続された複数の調整用トランジスタと、
前記調整用トランジスタ毎に設けられ、それぞれ与えられる制御信号に従って前記第2ノードの電圧を対応する調整用トランジスタの制御電極に与える複数のスイッチと、
前記第1ノードと共通電位の間に接続された第1の抵抗と、
前記第2ノードの電圧に従って導通状態が制御され、電源電位から出力ノードに供給する第1の電流を制御する第1の出力用トランジスタと、
前記基準電圧と第3ノードの電位差を増幅して第4ノードに出力する第2の差動増幅器と、
電源電位と前記基準電圧が出力される第5ノードの間に接続され、前記第4ノードの電圧で導通状態が制御される第1の制御用トランジスタと、
前記第5ノードと共通電位の間に接続された第1のダイオードと、
電源電位と前記第3ノードの間に接続され、前記第4ノードの電圧で導通状態が制御される第2の制御用トランジスタと、
前記第3ノードと第6ノードの間に接続された第2の抵抗と、
前記第6ノードと共通電位の間に接続され、前記第1のダイオードよりも電流容量の大きい第2のダイオードと、
前記第4ノードの電圧に従って導通状態が制御され、電源電位から前記出力ノードに供給する第2の電流を制御する第2の出力用トランジスタとを、
備えたことを特徴とする基準電流回路。 - 前記複数の調整用トランジスタは、電流駆動能力が2のべき乗の関係となるディメンジョンサイズに設定されていることを特徴とする請求項1または2記載の基準電流回路。
- 前記複数の調整用トランジスタは、同一サイズのトランジスタをそれぞれ異なる数だけ直列に接続して構成したことを特徴とする請求項1または2記載の基準電流回路。
- 前記異なる数は、2のべき乗となる関係を有する数であることを特徴とする請求項4記載の基準電流回路。
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