JP2019169943A - Current drive circuit - Google Patents

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Abstract

To maintain an output current with high accuracy, even when an output voltage fluctuates.SOLUTION: A current drive circuit includes a first transistor that outputs a current, a second transistor that is cascode-connected to the first transistor, a third transistor that is cascode-connected to the second transistor, a first current source for supplying the current to the third transistor and the second transistor, a fourth transistor for causing the third transistor and a gate to be common, a fifth transistor for causing the second transistor and a gate to be common and that is cascode-connected to the fourth transistor, a second current source for supplying the current to the fourth transistor and the fifth transistor, a sixth transistor for causing the third transistor, the fourth transistor, and the gate to be common and for controlling a gate voltage of the first transistor, and a third current source for supplying a drain current of the sixth transistor.SELECTED DRAWING: Figure 1A

Description

本発明の実施形態は、電流駆動回路に関する。   Embodiments described herein relate generally to a current driving circuit.

液晶パネルのバックライト等に用いられるLED(Light Emitting Device)は、通電電流の大小で演色が変化するため、想定した演色で発光させるには、LEDに与える電流を高精度に制御する必要がある。その制御された電流で発光するLEDの調光は、LEDに与える電流のパルス幅制御により行われる。パルス電流の周波数が人間の可聴域にあると電源回路などで不快な音が発生する要因になることがあり、対策として、商用電源の周波数よりはるかに高い超音波領域の周波数にすることが多い。また、必要な光度を得るために、複数のLEDを直列駆動する必要があり、駆動電源の出力電圧が数十V以上になる場合がある。   An LED (Light Emitting Device) used for a backlight of a liquid crystal panel changes in color rendering depending on the magnitude of an energization current. Therefore, in order to emit light with an assumed color rendering, it is necessary to control the current applied to the LED with high accuracy. . Dimming of the LED that emits light with the controlled current is performed by controlling the pulse width of the current applied to the LED. If the frequency of the pulse current is in the human audible range, it may cause an unpleasant sound in the power circuit, etc., and as a countermeasure, the frequency in the ultrasonic range is often much higher than the frequency of the commercial power supply. . Moreover, in order to obtain a required luminous intensity, it is necessary to drive a plurality of LEDs in series, and the output voltage of the drive power supply may be several tens of volts or more.

LEDをパルス幅制御によりオン・オフ駆動すると、LEDに電流を与える電流駆動回路のLED接続端子の電圧が大きく変動するが、演色と調光に影響しないように、出力電圧が大きく変動しても電流駆動回路の出力電流は精度を維持することが望ましい。   When an LED is driven on / off by pulse width control, the voltage at the LED connection terminal of the current drive circuit that supplies current to the LED fluctuates greatly, but even if the output voltage fluctuates greatly so as not to affect color rendering and dimming It is desirable to maintain the accuracy of the output current of the current driving circuit.

特開2011−249760号公報JP 2011-249760 A

本発明の一実施形態は、出力電圧が変動しても、出力電流を高精度に維持できる電流駆動回路を提供するものである。   One embodiment of the present invention provides a current driving circuit capable of maintaining an output current with high accuracy even when an output voltage fluctuates.

本実施形態によれば、電流を出力する第1トランジスタと、前記第1トランジスタにカスコード接続される第2トランジスタと、
前記第2トランジスタにカスコード接続される第3トランジスタと、
前記第3トランジスタ及び前記第2トランジスタに電流を供給する第1電流源と、
前記第3トランジスタとゲート同士を共通にする第4トランジスタと、
前記第2トランジスタとゲート同士を共通にし、前記第4トランジスタにカスコード接続される第5トランジスタと、
前記第4トランジスタ及び前記第5トランジスタに電流を供給する第2電流源と、
前記第3トランジスタ及び前記第4トランジスタとゲート同士を共通にし、前記第1トランジスタのゲート電圧を制御する第6トランジスタと、
前記第6トランジスタのドレイン電流を供給する第3電流源と、を備える、電流駆動回路が提供される。
According to this embodiment, a first transistor that outputs current, a second transistor that is cascode-connected to the first transistor,
A third transistor cascode-connected to the second transistor;
A first current source for supplying current to the third transistor and the second transistor;
A fourth transistor sharing a gate with the third transistor;
A fifth transistor having a common gate to the second transistor and cascode-connected to the fourth transistor;
A second current source for supplying current to the fourth transistor and the fifth transistor;
A sixth transistor for controlling a gate voltage of the first transistor by sharing a gate with the third transistor and the fourth transistor;
And a third current source for supplying a drain current of the sixth transistor.

第1の実施形態による電流駆動回路の回路図。The circuit diagram of the current drive circuit by a 1st embodiment. 図1Aの電流駆動回路内の電気的特性を示すグラフ。The graph which shows the electrical property in the current drive circuit of FIG. 1A. 図1Aの回路の一変形例を示す回路図。The circuit diagram which shows the modification of the circuit of FIG. 1A. 図1Aと図1Cの回路内のN4とN8の電圧波形を示す図。The figure which shows the voltage waveform of N4 and N8 in the circuit of FIG. 1A and FIG. 1C. 図1Aの回路の他の一変形例を示す回路図。The circuit diagram which shows another modification of the circuit of FIG. 1A. 図1Aの回路の他の一変形例を示す回路図。The circuit diagram which shows another modification of the circuit of FIG. 1A. 第1の実施形態による電流駆動回路の一変形例の回路図。The circuit diagram of the modification of the current drive circuit by a 1st embodiment. 図2Aの電流駆動回路内の電気的特性を示すグラフ。The graph which shows the electrical property in the current drive circuit of FIG. 2A. 図2Aの回路の一変形例を示す回路図。The circuit diagram which shows the modification of the circuit of FIG. 2A. 図2Aの回路の他の一変形例を示す回路図。FIG. 2B is a circuit diagram showing another modification of the circuit of FIG. 2A. 図2Aの回路の他の一変形例を示す回路図。FIG. 2B is a circuit diagram showing another modification of the circuit of FIG. 2A. 図2Aの回路の他の一変形例を示すグラフ。The graph which shows another modification of the circuit of FIG. 2A. 図2Aの回路の他の一変形例を示す回路図。FIG. 2B is a circuit diagram showing another modification of the circuit of FIG. 2A. 図2Aの回路の他の一変形例を示す回路図。FIG. 2B is a circuit diagram showing another modification of the circuit of FIG. 2A. 第1の実施形態による電流駆動回路の主要部の等価回路図。The equivalent circuit schematic of the principal part of the current drive circuit by 1st Embodiment. 第1の実施形態による、起動補助回路を備えた第1具体例の電流駆動回路の回路図。The circuit diagram of the current drive circuit of the 1st example provided with the starting auxiliary circuit by a 1st embodiment. 第1の実施形態による、起動補助回路を備えた第2具体例の電流駆動回路の回路図。The circuit diagram of the current drive circuit of the 2nd example provided with the starting auxiliary circuit by a 1st embodiment. 第1の実施形態による、起動補助回路を備えた第3具体例の電流駆動回路の回路図。The circuit diagram of the current drive circuit of the 3rd example provided with the starting auxiliary circuit by a 1st embodiment. 第1の実施形態による、起動補助回路を備えた第3具体例の一変形例の回路図。The circuit diagram of the modification of the 3rd example provided with the starting auxiliary circuit by a 1st embodiment. 図5又は図6に示した電流駆動回路内の各部の動作波形図。FIG. 7 is an operation waveform diagram of each part in the current drive circuit shown in FIG. 5 or FIG. 6. 起動補助回路にバッファを介挿した例を示す回路図。The circuit diagram which shows the example which inserted the buffer in the starting auxiliary circuit. 図9Aの一変形例を示す回路図。FIG. 9B is a circuit diagram showing a modification of FIG. 9A. 図9の起動補助回路に更にパルス発生回路を付加した回路図。FIG. 10 is a circuit diagram in which a pulse generation circuit is further added to the startup auxiliary circuit of FIG. 図10Aの一変形例を示す回路図。FIG. 10B is a circuit diagram showing a modification of FIG. 10A. 第2の実施形態による電流駆動回路の回路図。The circuit diagram of the current drive circuit by a 2nd embodiment. 第2の実施形態による電流駆動回路の一変形例の回路図。The circuit diagram of the modification of the current drive circuit by a 2nd embodiment. 第2の実施形態による電流駆動回路に第13トランジスタを付加した回路図。The circuit diagram which added the 13th transistor to the current drive circuit by a 2nd embodiment. 第2の実施形態による電流駆動回路に第13トランジスタを付加した別の回路図。Another circuit diagram which added the 13th transistor to the current drive circuit by a 2nd embodiment. 第1、第2実施形態に係る第2トランジスタのオフ状態とオン状態の動作を説明する図。The figure explaining the operation | movement of the OFF state of the 2nd transistor which concerns on 1st, 2nd embodiment, and an ON state. 図15の一変形例の回路図。FIG. 16 is a circuit diagram of a modification of FIG. 15. 図15の一変形例の別の回路図。FIG. 16 is another circuit diagram of a modification of FIG. 15. 第1、第2実施形態に係る第2トランジスタを1倍部分とN倍部分に分ける場合の等価回路図。The equivalent circuit diagram in the case of dividing the 2nd transistor which concerns on 1st, 2nd embodiment into 1 time part and N time part. 実施形態による電流駆動装置に起動補助回路を付加した等価回路図。The equivalent circuit diagram which added the starting auxiliary circuit to the current drive device by an embodiment. 図19の起動補助回路の出力ノードと第2トランジスタのゲートとの間に、第6切替器を介挿した電流駆動回路100の回路図。FIG. 20 is a circuit diagram of a current drive circuit 100 in which a sixth switch is interposed between the output node of the startup assist circuit of FIG. 19 and the gate of the second transistor. 図19の起動補助回路の出力ノードと第2トランジスタのゲートとの間に、第6切替器を介挿した電流駆動回路の回路図。FIG. 20 is a circuit diagram of a current drive circuit in which a sixth switch is interposed between the output node of the startup assist circuit of FIG. 19 and the gate of the second transistor. 図19の起動補助回路の出力ノードと第2トランジスタのゲートとの間に、第6切替器を介挿した電流駆動回路100の回路図。FIG. 20 is a circuit diagram of a current drive circuit 100 in which a sixth switch is interposed between the output node of the startup assist circuit of FIG. 19 and the gate of the second transistor. 起動時には、起動補助回路のみで第2トランジスタのゲートを駆動する電流駆動回路100の回路図。The circuit diagram of the current drive circuit 100 which drives the gate of a 2nd transistor only by a starting auxiliary circuit at the time of starting. 起動時には、起動補助回路のみで第2トランジスタのゲートを駆動する電流駆動回路100の回路図。The circuit diagram of the current drive circuit 100 which drives the gate of a 2nd transistor only by a starting auxiliary circuit at the time of starting. 起動時には、起動補助回路のみで第2トランジスタのゲートを駆動する電流駆動回路100の回路図。The circuit diagram of the current drive circuit 100 which drives the gate of a 2nd transistor only by a starting auxiliary circuit at the time of starting. 第2トランジスタM2が1倍部分とN倍部分に分かれていない場合に、起動時に起動補助回路とノードN3の電位の両方を併用して第2トランジスタのゲートを駆動する電流駆動回路の回路図。FIG. 6 is a circuit diagram of a current driving circuit that drives the gate of the second transistor by using both the auxiliary start circuit and the potential of the node N3 at the time of startup when the second transistor M2 is not divided into a 1-fold portion and an N-fold portion. 第2トランジスタM2が1倍部分とN倍部分に分かれていない場合に、起動時に起動補助回路とノードN3の電位の両方を併用して第2トランジスタのゲートを駆動する電流駆動回路の回路図。FIG. 6 is a circuit diagram of a current driving circuit that drives the gate of the second transistor by using both the auxiliary start circuit and the potential of the node N3 at the time of startup when the second transistor M2 is not divided into a 1-fold portion and an N-fold portion. 第2トランジスタM2が1倍部分とN倍部分に分かれていない場合に、起動時に起動補助回路とノードN3の電位の両方を併用して第2トランジスタのゲートを駆動する電流駆動回路の回路図。FIG. 6 is a circuit diagram of a current driving circuit that drives the gate of the second transistor by using both the auxiliary start circuit and the potential of the node N3 at the time of startup when the second transistor M2 is not divided into a 1-fold portion and an N-fold portion. 第2トランジスタが1倍部分とN倍部分に分かれていない場合に、起動時に起動補助回路とノードN3の電位の両方を併用して第2トランジスタのゲートを駆動する電流駆動回路100の回路図。FIG. 5 is a circuit diagram of a current driving circuit 100 that drives the gate of the second transistor by using both of the auxiliary start circuit and the potential of the node N3 at the time of startup when the second transistor is not divided into a 1 × portion and an N × portion. 第2トランジスタが1倍部分とN倍部分に分かれていない場合に、起動時に起動補助回路とノードN3の電位の両方を併用して第2トランジスタのゲートを駆動する電流駆動回路100の回路図。FIG. 5 is a circuit diagram of a current driving circuit 100 that drives the gate of the second transistor by using both of the auxiliary start circuit and the potential of the node N3 at the time of startup when the second transistor is not divided into a 1 × portion and an N × portion. 第2トランジスタが1倍部分とN倍部分に分かれていない場合に、起動時に起動補助回路とノードN3の電位の両方を併用して第2トランジスタのゲートを駆動する電流駆動回路100の回路図。FIG. 5 is a circuit diagram of a current driving circuit 100 that drives the gate of the second transistor by using both of the auxiliary start circuit and the potential of the node N3 at the time of startup when the second transistor is not divided into a 1 × portion and an N × portion. 一比較例による電流駆動回路100の回路図。The circuit diagram of the current drive circuit 100 by one comparative example. 第1トランジスタのドレインに繋がるOUT端子から出力される出力電圧と、OUT端子から流れる出力電流との対応関係を示す曲線を示す図。The figure which shows the curve which shows the correspondence of the output voltage output from the OUT terminal connected to the drain of a 1st transistor, and the output current which flows from OUT terminal. (a)と(b)は本実施形態と一比較例による電流駆動回路100の出力電流の応答性を示す図。(A) And (b) is a figure which shows the responsiveness of the output current of the current drive circuit 100 by this embodiment and one comparative example.

以下、図面を参照して本開示の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。   Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, for the sake of illustration and ease of understanding, the scale, the vertical / horizontal dimension ratio, and the like are appropriately changed and exaggerated from those of the actual product.

さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。   Furthermore, as used in this specification, the shape and geometric conditions and the degree thereof are specified. For example, terms such as “parallel”, “orthogonal”, “identical”, length and angle values, etc. Without being bound by meaning, it should be interpreted including the extent to which similar functions can be expected.

(第1の実施形態)
図1Aは第1の実施形態による電流駆動回路100の回路図である。図1Aの電流駆動回路100は、例えばLEDドライバに内蔵されるが、その用途は、LEDの駆動に限定されるものではない。図1Bは図1Aの電流駆動回路100内の電気的特性を示すグラフ(graph1〜graph6)である。graph1〜graph6の横軸は出力電圧(V)である。graph1の縦軸は第1トランジスタM1のドレイン電流、graph2〜6の縦軸はN1、N2、N4、N8、N3の電圧(V)である。
(First embodiment)
FIG. 1A is a circuit diagram of a current driving circuit 100 according to the first embodiment. The current drive circuit 100 of FIG. 1A is built in, for example, an LED driver, but its application is not limited to driving LEDs. FIG. 1B is a graph (graph1 to graph6) showing electrical characteristics in the current driving circuit 100 of FIG. 1A. The horizontal axis of graph1 to graph6 is the output voltage (V). The vertical axis of graph1 is the drain current of the first transistor M1, and the vertical axes of graph2 to graph6 are the voltages (V) of N1, N2, N4, N8, and N3.

図1Aの電流駆動回路100は、電流出力の高耐圧の第1トランジスタM1を駆動する回路である。図1Aの電流駆動回路100は、第1トランジスタM1よりも耐圧が低い第2〜第6トランジスタM2〜M6と、第1〜第3電流源1〜3とを備えている。図1Aでは、第1〜第6トランジスタM1〜M6がn型MOS(Metal-Oxide-Silicon)トランジスタの例を示しているが、p型MOSトランジスタで構成することも可能である。第1〜第6トランジスタM1〜M6がp型MOSトランジスタの場合は、電源電圧ノードVDDと接地ノードとの間の各トランジスタの接続関係が図1Aとは逆になる。第1トランジスタM1のドレインは、出力端子OUTに接続されており、この出力端子OUTから定電流が出力される。本明細書では、第1〜第6トランジスタM1〜M6がn型MOSトランジスタである例を説明する。なお、第1トランジスタM1は、必ずしも高耐圧である必要はなく、第2〜第6トランジスタM2〜M6と同じ耐圧や低耐圧であってもよい。   A current driving circuit 100 in FIG. 1A is a circuit for driving a first transistor M1 having a high withstand voltage and having a current output. The current drive circuit 100 in FIG. 1A includes second to sixth transistors M2 to M6 having a lower withstand voltage than the first transistor M1, and first to third current sources 1 to 3. Although FIG. 1A shows an example in which the first to sixth transistors M1 to M6 are n-type MOS (Metal-Oxide-Silicon) transistors, they may be formed of p-type MOS transistors. When the first to sixth transistors M1 to M6 are p-type MOS transistors, the connection relationship of each transistor between the power supply voltage node VDD and the ground node is opposite to that in FIG. 1A. The drain of the first transistor M1 is connected to the output terminal OUT, and a constant current is output from the output terminal OUT. In this specification, an example in which the first to sixth transistors M1 to M6 are n-type MOS transistors will be described. The first transistor M1 does not necessarily have a high breakdown voltage, and may have the same breakdown voltage or low breakdown voltage as the second to sixth transistors M2 to M6.

第2トランジスタM2は、第1トランジスタM1にカスコード接続されている。第3トランジスタM3は、第2トランジスタM2にカスコード接続されている。1は、第3トランジスタM3及び第2トランジスタM2に電流を供給する。第1電流源1は、電源電圧ノードVDDと第3トランジスタM3のドレインとの間に介挿されている。第3トランジスタM3のソースは第2トランジスタM2のドレインに接続され、第2トランジスタM2のソースは接地ノードに接続されている。第3トランジスタM3のゲートとドレインは接続されている。   The second transistor M2 is cascode-connected to the first transistor M1. The third transistor M3 is cascode-connected to the second transistor M2. 1 supplies current to the third transistor M3 and the second transistor M2. The first current source 1 is interposed between the power supply voltage node VDD and the drain of the third transistor M3. The source of the third transistor M3 is connected to the drain of the second transistor M2, and the source of the second transistor M2 is connected to the ground node. The gate and drain of the third transistor M3 are connected.

第4トランジスタM4は、第3トランジスタM3とゲート同士を共通にしている。第5トランジスタM5は、第4トランジスタM4にカスコード接続されている。第2電流源2は、第4トランジスタM4及び第5トランジスタM5に電流を供給する。第2電流源2は、電源電圧ノードVDDと第4トランジスタM4のドレインとの間に介挿されている。第4トランジスタM4のソースは第5トランジスタM5のドレインに接続され、第5トランジスタM5のソースは接地ノードに接続されている。第5トランジスタM5のゲートと第4トランジスタM4のドレインとは接続されている。   The fourth transistor M4 has a common gate with the third transistor M3. The fifth transistor M5 is cascode-connected to the fourth transistor M4. The second current source 2 supplies current to the fourth transistor M4 and the fifth transistor M5. The second current source 2 is interposed between the power supply voltage node VDD and the drain of the fourth transistor M4. The source of the fourth transistor M4 is connected to the drain of the fifth transistor M5, and the source of the fifth transistor M5 is connected to the ground node. The gate of the fifth transistor M5 and the drain of the fourth transistor M4 are connected.

第6トランジスタM6は、第3トランジスタM3及び第4トランジスタM4とゲート同士を共通にしている。第6トランジスタM6は、第1トランジスタM1のゲート電圧を制御する。第3電流源は、第6トランジスタM6に電流を供給する。第3電流源3は、電源電圧ノードVDDと第6トランジスタM6のドレインとの間に介挿されている。第6トランジスタM6のドレインは第1トランジスタM1のゲートに接続されている。第6トランジスタM6のソースと接地ノードとの間には、例えば抵抗素子R1が接続されている。   The sixth transistor M6 has a common gate with the third transistor M3 and the fourth transistor M4. The sixth transistor M6 controls the gate voltage of the first transistor M1. The third current source supplies current to the sixth transistor M6. The third current source 3 is interposed between the power supply voltage node VDD and the drain of the sixth transistor M6. The drain of the sixth transistor M6 is connected to the gate of the first transistor M1. For example, a resistance element R1 is connected between the source of the sixth transistor M6 and the ground node.

第2トランジスタM2は、第3〜第6トランジスタM3〜M6よりも(N+1)倍大きいサイズを有する。Nは、例えば数十〜数千の値である。また、第1トランジスタM1のサイズも十分に大きいものとする。図1Aでは、第1トランジスタM1のサイズを「×N」と表記しているが、第1トランジスタM1のサイズは、第2トランジスタM2よりも大きくてもよい。   The second transistor M2 has a size (N + 1) times larger than the third to sixth transistors M3 to M6. N is a value of several tens to several thousand, for example. The size of the first transistor M1 is also sufficiently large. In FIG. 1A, the size of the first transistor M1 is described as “× N”, but the size of the first transistor M1 may be larger than that of the second transistor M2.

図1Aでは、第1トランジスタM1のソースと第2トランジスタM2のドレインとの接続ノードをN1、第3トランジスタM3、第4トランジスタM4及び第6トランジスタM6の共通ゲートをN2、第2トランジスタM2と第5トランジスタM5の共通ゲートをN3、第1トランジスタM1のゲートをN4、第6トランジスタM6のソースをN8としている。   In FIG. 1A, the connection node between the source of the first transistor M1 and the drain of the second transistor M2 is N1, the common gate of the third transistor M3, the fourth transistor M4, and the sixth transistor M6 is N2, and the second transistor M2 and the second transistor M2 are connected to each other. The common gate of the five transistors M5 is N3, the gate of the first transistor M1 is N4, and the source of the sixth transistor M6 is N8.

第3トランジスタM3と第4トランジスタM4はカレントミラー回路を構成するため、第1電流源1からの電流I1の単位電流あたりのM3の(ゲート幅W/ゲート長L)の値を、第2電流源2からの電流I2の単位電流あたりのM4の(ゲート幅W/ゲート長L)の値に等しくする。電流I1は第3トランジスタM3のゲートに繋がるノードN2に流れ、電流I2は第2トランジスタM2のゲートに繋がるノードN3に流れる。   Since the third transistor M3 and the fourth transistor M4 form a current mirror circuit, the value of M3 (gate width W / gate length L) per unit current of the current I1 from the first current source 1 is set as the second current. The current I2 from the source 2 is equal to the value of (gate width W / gate length L) of M4 per unit current. The current I1 flows to the node N2 connected to the gate of the third transistor M3, and the current I2 flows to the node N3 connected to the gate of the second transistor M2.

また、第3電流源3からの電流I3の単位電流あたりのM6の(ゲート幅W/ゲート長L)の値を、第1電流源1からの電流I1の単位電流あたりのM3の(ゲート幅W/ゲート長L)の値にすると、図1Bのgraph1に示すように、N1の飽和電位はN8の飽和電位の抵抗R1と電流I3の積で設定できる。   Further, the value of (gate width W / gate length L) of M6 per unit current of the current I3 from the third current source 3 is set to (gate width of M3 per unit current of the current I1 from the first current source 1). When the value is W / gate length L), the saturation potential of N1 can be set by the product of the resistance R1 and the current I3 of the saturation potential of N8, as shown in graph 1 of FIG. 1B.

N1とN8の飽和電位がほぼ同電位になるのはループrp2の帰還によるが、そのためには連動するN2やN4が電源電圧VDD付近で飽和しないように設定する必要がある。   The saturation potentials of N1 and N8 are substantially the same due to the feedback of the loop rp2, but for this purpose, it is necessary to set the interlocking N2 and N4 so as not to be saturated near the power supply voltage VDD.

図1Cは、図1Aの回路の一変形例を示す回路図である。図1Cは、N4の再立ち上げ時や、電流源の起動直後のN8をソースフォロア回路70で持ち上げて、ループrp2の帰還でN4が整定するまでの時間を短縮する回路例である。ソースフォロア回路70は、カレントミラー回路を構成するトランジスタM15,M16と、トランジスタM15のソースと接地ノードとの間に接続される抵抗R8と、トランジスタM16のソースと接地ノードとの間に接続される抵抗R9と、トランジスタM16のドレインと電源電圧VDDとの間に接続される電流源71とを有する。トランジスタM15のソースは、トランジスタM6のソースに接続されている。   FIG. 1C is a circuit diagram showing a modification of the circuit of FIG. 1A. FIG. 1C is an example of a circuit that shortens the time required for N4 to rise by feedback of the loop rp2 when N4 is restarted or N8 immediately after activation of the current source is lifted by the source follower circuit 70. The source follower circuit 70 is connected between the transistors M15 and M16 constituting the current mirror circuit, the resistor R8 connected between the source of the transistor M15 and the ground node, and between the source and ground node of the transistor M16. The resistor R9 and the current source 71 connected between the drain of the transistor M16 and the power supply voltage VDD are provided. The source of the transistor M15 is connected to the source of the transistor M6.

図1Dは図1Aと図1Cの回路内のN4とN8の電圧波形を示す図である。図1Dに示すように、初期状態でN4が0Vの場合、図1Aの回路では、N4が閾値電圧を超えるまでN8は0.1V付近に留まるが、図1Cの回路では、ソースフォロア回路70でN8が0.4V以上に即座に持ち上げられるため、整定時間が30%程度短くなる。   FIG. 1D is a diagram showing voltage waveforms of N4 and N8 in the circuits of FIGS. 1A and 1C. As shown in FIG. 1D, when N4 is 0V in the initial state, in the circuit of FIG. 1A, N8 stays near 0.1V until N4 exceeds the threshold voltage, but in the circuit of FIG. 1C, the source follower circuit 70 Since N8 is immediately raised to 0.4 V or higher, the settling time is shortened by about 30%.

図1Eは、図1Aの回路の他の一変形例を示す回路図である。図1Eは、電源VDDが不十分の場合、LED電流が発生しないようにN4を抵抗R10にてプルダウンする例を示す回路図である。図1Eでは、第6トランジスタM6のドレイン電流が、I3からI3−N4電位/R10に減少する。   FIG. 1E is a circuit diagram showing another modification of the circuit of FIG. 1A. FIG. 1E is a circuit diagram illustrating an example in which N4 is pulled down by a resistor R10 so that an LED current is not generated when the power supply VDD is insufficient. In FIG. 1E, the drain current of the sixth transistor M6 decreases from I3 to the I3-N4 potential / R10.

図1Fは、図1Aの回路の他の一変形例を示す回路図である。図1Fは図1Eの抵抗R10によるN4電位の減少を、バッファアンプA1で補償する回路例である。すなわち、図1Eの回路では、N4電位が下がり過ぎるため、バッファアンプA1でN4電位を引き上げる動作を行う。バッファアンプA1の出力ノードとN4との間には抵抗R11が接続され、バッファアンプA1の出力ノードと接地ノードとの間には抵抗R12が接続されている。抵抗R12=R10−R11に設定される。   FIG. 1F is a circuit diagram showing another modification of the circuit of FIG. 1A. FIG. 1F is a circuit example in which the buffer amplifier A1 compensates for the decrease in the N4 potential due to the resistor R10 of FIG. 1E. That is, in the circuit of FIG. 1E, since the N4 potential is too low, the buffer amplifier A1 operates to raise the N4 potential. A resistor R11 is connected between the output node of the buffer amplifier A1 and N4, and a resistor R12 is connected between the output node of the buffer amplifier A1 and the ground node. Resistance R12 = R10−R11 is set.

図2Aは図1Aの電流駆動回路100の一変形例の回路図、図2Bは図2Aの電流駆動回路100内の電気的特性を示すグラフ(graph7〜graph12)である。graph7〜graph12の横軸は出力電圧(V)である。graph7の縦軸は第1トランジスタM1のドレイン電流、graph8〜12の縦軸はN1、N2、N4、N8、N3の電圧(V)である。第7トランジスタM7のサイズを×1から×Aに変更することで、N1、N2、N4、N8、N3の電圧を変化させることが出来るが、これによるOUT端子電流の変化は小さい。   2A is a circuit diagram of a modification of the current drive circuit 100 of FIG. 1A, and FIG. 2B is a graph (graph7 to graph12) showing electrical characteristics in the current drive circuit 100 of FIG. 2A. The horizontal axis of graph7 to graph12 is the output voltage (V). The vertical axis of graph7 is the drain current of the first transistor M1, and the vertical axes of graphs 8 to 12 are the voltages (V) of N1, N2, N4, N8, and N3. By changing the size of the seventh transistor M7 from x1 to xA, the voltages at N1, N2, N4, N8, and N3 can be changed, but the change in the OUT terminal current due to this is small.

図2Aの電流駆動回路100は、抵抗素子R1の代わりに第7トランジスタM7を備えている。第7トランジスタM7は、第3トランジスタM3、第4トランジスタM4及び第6トランジスタM6と共通のゲートを有する。第7トランジスタM7のドレインは第6トランジスタM6のソースに接続され、第7トランジスタM7のソースは接地ノードに接続されている。第7トランジスタM7は、第3〜第6トランジスタM3〜M6と同程度のサイズを有する。第7トランジスタM7も、第2〜第6トランジスタM2〜M6と同様に低耐圧であり、例えばNMOSトランジスタである。   The current drive circuit 100 in FIG. 2A includes a seventh transistor M7 instead of the resistance element R1. The seventh transistor M7 has a common gate with the third transistor M3, the fourth transistor M4, and the sixth transistor M6. The drain of the seventh transistor M7 is connected to the source of the sixth transistor M6, and the source of the seventh transistor M7 is connected to the ground node. The seventh transistor M7 has the same size as the third to sixth transistors M3 to M6. Similarly to the second to sixth transistors M2 to M6, the seventh transistor M7 has a low breakdown voltage, and is an NMOS transistor, for example.

図2Aの第7トランジスタM7は、図1の抵抗素子R1と同様に、第1トランジスタM1のゲート電圧を発生させるために設けられている。図2Bに示すように、N1の飽和電位はN8の飽和電位のドレイン電流I3における第7トランジスタM7のオーバードライブ電圧で設定できる。図1Bと同様に、N1とN8の飽和電位がほぼ同電位になるのはループrp2の帰還によるが、そのためには連動するN2やN4が電源電圧VDD電位付近で飽和しないように設定する必要がある。   The seventh transistor M7 in FIG. 2A is provided to generate the gate voltage of the first transistor M1, similarly to the resistance element R1 in FIG. As shown in FIG. 2B, the saturation potential of N1 can be set by the overdrive voltage of the seventh transistor M7 at the drain current I3 of the saturation potential of N8. As in FIG. 1B, the saturation potentials of N1 and N8 are substantially the same due to the feedback of the loop rp2. To that end, it is necessary to set the interlocking N2 and N4 so that they are not saturated near the power supply voltage VDD potential. is there.

図2Cは、図2Aの回路の一変形例を示す回路図である。図2Cは、図2Aの第6トランジスタM6と第7トランジスタM7をひとつの第6トランジスタM6にまとめた回路例を示す回路図である。第6トランジスタM6のドレイン電流I3の時のオーバードライブ電圧と閾値電圧の合計が、図2Aにおける第7トランジスタM7のドレイン電流I3のオーバードライブ電圧と第6トランジスタM6のドレイン電流I3のオーバードライブ電圧と閾値電圧との合計と同じになるようにサイズ(ゲート幅W/ゲート長L)を設定する。   FIG. 2C is a circuit diagram showing a modification of the circuit of FIG. 2A. FIG. 2C is a circuit diagram showing a circuit example in which the sixth transistor M6 and the seventh transistor M7 of FIG. 2A are combined into one sixth transistor M6. The sum of the overdrive voltage and the threshold voltage at the time of the drain current I3 of the sixth transistor M6 is the overdrive voltage of the drain current I3 of the seventh transistor M7 and the overdrive voltage of the drain current I3 of the sixth transistor M6 in FIG. The size (gate width W / gate length L) is set to be the same as the sum of the threshold voltages.

図2Dは、図2Aの回路の他の一変形例を示す回路図である。図2Dは、N8の設定を第7トランジスタM7のサイズ設定とI3×R1の両方で行う回路例を示す回路図である。   FIG. 2D is a circuit diagram showing another modification of the circuit of FIG. 2A. FIG. 2D is a circuit diagram illustrating a circuit example in which N8 is set by both the size setting of the seventh transistor M7 and I3 × R1.

図2Eは、図2Aの回路の他の一変形例を示す回路図である。図2Eは、N4の再立ち上げ時や、電流源の起動直後のN8をソースフォロア回路70で持ち上げて、ループrp2の帰還でN4が整定するまでの時間を短縮する回路例を示す回路図である。図2Eのソースフォロア回路70の回路構成は、図1Cのソースフォロア回路70の抵抗R8,R9をトランジスタM17,M11に置換した以外は同様の回路構成である。   FIG. 2E is a circuit diagram showing another modification of the circuit of FIG. 2A. FIG. 2E is a circuit diagram showing a circuit example for shortening the time until N4 is settled by the feedback of the loop rp2 by lifting N8 immediately after the start of the current source or N8 immediately after the activation of the current source by the source follower circuit 70. is there. The circuit configuration of the source follower circuit 70 in FIG. 2E is the same as that of the source follower circuit 70 in FIG. 1C except that the resistors R8 and R9 are replaced with transistors M17 and M11.

図2Fは、図2Aの回路の他の一変形例を示すグラフである。図2Fに示すように、初期状態でN4が0Vの場合、図2Aの回路では、N4が閾値電圧を超えるまでN8は0.1V付近にとどまるが、図2Eの回路では、ソースフォロア回路70でN8が0.2V以上に即座に持ち上げられるため整定時間が20%程度短くなる。   FIG. 2F is a graph showing another modification of the circuit of FIG. 2A. As shown in FIG. 2F, when N4 is 0V in the initial state, in the circuit of FIG. 2A, N8 stays near 0.1V until N4 exceeds the threshold voltage, but in the circuit of FIG. 2E, the source follower circuit 70 Since N8 is immediately raised above 0.2V, the settling time is shortened by about 20%.

図2Gは、図2Aの回路の他の一変形例を示す回路図である。図2Gは、電源VDDが不十分の場合、LED電流が発生しないようにN4をプルダウンする例を示す回路図である。図2Gの回路では、第6トランジスタM6のドレイン電流が、I3からI3−N4電位/R10に減少している。   FIG. 2G is a circuit diagram showing another modification of the circuit of FIG. 2A. FIG. 2G is a circuit diagram illustrating an example of pulling down N4 so that LED current is not generated when the power supply VDD is insufficient. In the circuit of FIG. 2G, the drain current of the sixth transistor M6 decreases from I3 to I3-N4 potential / R10.

図2Hは、図2Aの回路の他の一変形例を示す回路図である。図2Hは図2Gの抵抗R10によるN4電位の減少を、バッファアンプA1で補償する回路例である。図2HのバッファアンプA1と、このバッファアンプA1に接続される抵抗R11、R12との関係は、図1Fと同様である。   FIG. 2H is a circuit diagram showing another modification of the circuit of FIG. 2A. FIG. 2H is a circuit example in which the buffer amplifier A1 compensates for the decrease in the N4 potential due to the resistor R10 in FIG. 2G. The relationship between the buffer amplifier A1 in FIG. 2H and the resistors R11 and R12 connected to the buffer amplifier A1 is the same as that in FIG. 1F.

図3は図1A及び図2Aの電流駆動回路100の主要部の等価回路図である。図3の等価回路は、第1トランジスタM1と、第2トランジスタM2と、第5トランジスタM5と、第2電流源2と、OTA(Operational Trans-conductance Amplifier)4と、差動増幅器5と、第1〜第3電圧源6〜8とを備えている。   FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the main part of the current driving circuit 100 of FIGS. 1A and 2A. The equivalent circuit of FIG. 3 includes a first transistor M1, a second transistor M2, a fifth transistor M5, a second current source 2, an OTA (Operational Trans-conductance Amplifier) 4, a differential amplifier 5, 1 to third voltage sources 6 to 8.

OTA4は、2つの入力電圧の差に比例した電流を出力する。OTA4の非反転入力端子は、第1電圧源6と差動増幅器5の反転入力端子とに接続されており、ノードN2に対応する。OTA4の反転入力端子は、電圧V2を出力する第2電圧源7に接続されている。OTA4の2つの電流出力端子は、第2電流源2からの電流経路上に介挿されている。
この電流経路上には、第2電流源2と、第5トランジスタM5とが接続されている。差動増幅器5の非反転入力端子には、電圧V3を出力する第3電圧源8が接続されている。差動増幅器5の反転入力端子には、電圧V1を出力する第1電圧源6が接続されている。差動増幅器5の出力端子には、ノードN4を介して第1トランジスタM1のゲートが接続されている。
The OTA 4 outputs a current proportional to the difference between the two input voltages. The non-inverting input terminal of the OTA 4 is connected to the first voltage source 6 and the inverting input terminal of the differential amplifier 5 and corresponds to the node N2. The inverting input terminal of the OTA 4 is connected to the second voltage source 7 that outputs the voltage V2. Two current output terminals of the OTA 4 are inserted on a current path from the second current source 2.
On the current path, the second current source 2 and the fifth transistor M5 are connected. A non-inverting input terminal of the differential amplifier 5 is connected to a third voltage source 8 that outputs a voltage V3. A first voltage source 6 that outputs a voltage V <b> 1 is connected to the inverting input terminal of the differential amplifier 5. The gate of the first transistor M1 is connected to the output terminal of the differential amplifier 5 via the node N4.

図3の等価回路は、第2トランジスタM2、OTA4及び第5トランジスタM5を通過する第1制御ループrp1と、差動増幅器5、第1トランジスタM1及び第1電圧源6を通過する第2制御ループrp2とを有する。   The equivalent circuit of FIG. 3 includes a first control loop rp1 that passes through the second transistor M2, OTA4, and the fifth transistor M5, and a second control loop that passes through the differential amplifier 5, the first transistor M1, and the first voltage source 6. rp2.

第1制御ループrp1では、ノードN1の電位にてノードN3の電位を決定する。また、第1制御ループrp1では、第2トランジスタM2のドレイン電流が、I2×(1+N)≒I2×Nになるように制御する。第2制御ループrp2では、ノードN1が図1A及び図2AのノードN8と同電位になるようにノードN4の電位を制御する。出力電圧VOUTがノードN1の目標電圧(ノードN8の電位=V3−V1)より高い場合は、第2制御ループrp2にてノードN1は目標電圧に維持されるため、ノードN4の電位変動は小さくなる。出力電圧VOUTが目標電圧より低くなると、第2制御ループrp2はノードN4の電位を持ち上げて、ノードN1の電位低下を防ぐように帰還する。このような帰還制御によっても、ノードN1の電位が低下する場合には、第1制御ループrp1がノードN3の電位を持ち上げて、第1トランジスタM1と第2トランジスタM2のドレイン電流を維持するように帰還制御を行う。   In the first control loop rp1, the potential of the node N3 is determined by the potential of the node N1. In the first control loop rp1, the drain current of the second transistor M2 is controlled to be I2 × (1 + N) ≈I2 × N. In the second control loop rp2, the potential of the node N4 is controlled so that the node N1 has the same potential as the node N8 in FIGS. 1A and 2A. When the output voltage VOUT is higher than the target voltage of the node N1 (the potential of the node N8 = V3−V1), the node N1 is maintained at the target voltage in the second control loop rp2, so that the potential fluctuation of the node N4 becomes small. . When the output voltage VOUT becomes lower than the target voltage, the second control loop rp2 raises the potential of the node N4 and feeds back so as to prevent the potential of the node N1 from decreasing. Even with such feedback control, when the potential of the node N1 decreases, the first control loop rp1 raises the potential of the node N3 so as to maintain the drain currents of the first transistor M1 and the second transistor M2. Perform feedback control.

図1A及び図2Aの回路において、第1制御ループrp1は、第4トランジスタM4、第5トランジスタM5、第2トランジスタM2及び第3トランジスタM3を通過する経路である。また、第2制御ループrp2は、第1トランジスタM1、第3トランジスタM3及び第6トランジスタM6を通過する経路である。   In the circuit of FIGS. 1A and 2A, the first control loop rp1 is a path that passes through the fourth transistor M4, the fifth transistor M5, the second transistor M2, and the third transistor M3. The second control loop rp2 is a path that passes through the first transistor M1, the third transistor M3, and the sixth transistor M6.

図1A及び図2Aの回路は、第1トランジスタM1と第2トランジスタM2のサイズが第3〜第7トランジスタM3〜M7のサイズよりもはるかに大きいため、電源投入時の起動信号が入力されてから、第1トランジスタM1が電流を出力し始めるまでに時間がかかる。この時間を短縮するための起動補助回路の回路構成には複数通りが考えられる。以下では、起動補助回路の代表的な第1〜第5具体例を説明する。   In the circuits of FIGS. 1A and 2A, since the size of the first transistor M1 and the second transistor M2 is much larger than the sizes of the third to seventh transistors M3 to M7, the power-on activation signal is input. It takes time for the first transistor M1 to start outputting current. There are a plurality of circuit configurations of the auxiliary start circuit for shortening this time. Hereinafter, typical first to fifth specific examples of the activation assist circuit will be described.

(起動補助回路の第1具体例)
起動補助回路の第1具体例は、第2トランジスタM2のゲートに繋がるノードN3の充電電流を一時的に増やすものである。一時的とは、例えば起動信号が入力されてから所定時間である。
(First specific example of the startup auxiliary circuit)
The first specific example of the activation assist circuit is to temporarily increase the charging current of the node N3 connected to the gate of the second transistor M2. “Temporary” means, for example, a predetermined time after an activation signal is input.

図4は第1具体例による起動補助回路25を備える電流駆動回路100の回路図である。図4の起動補助回路25は、例えば図2Aの電流駆動回路100の回路構成に加えて、第8トランジスタM8と、第9トランジスタM9と、第4電流源9と、第1起動切替器10と、第2起動切替器11とを有する。   FIG. 4 is a circuit diagram of the current driving circuit 100 including the activation auxiliary circuit 25 according to the first specific example. 4 includes, for example, an eighth transistor M8, a ninth transistor M9, a fourth current source 9, and a first start switch 10 in addition to the circuit configuration of the current drive circuit 100 of FIG. 2A. And a second start switch 11.

第8トランジスタM8は、第3トランジスタM3、第4トランジスタM4及び第6トランジスタM6とゲート同士を共通にする。第9トランジスタM9は、第2トランジスタM2及び第5トランジスタM5とゲート同士を共通にする。第8トランジスタM8のソースは第9トランジスタM9のドレインに接続され、第9トランジスタM9のソースは接地ノードに接続されている。第1起動切替器10は、第4電流源9と第8トランジスタM8のドレインとの間に介挿されている。第2起動切替器11は、第8トランジスタM8のドレインと第4トランジスタM4のドレインとの間に介挿されている。   The eighth transistor M8 has a common gate to the third transistor M3, the fourth transistor M4, and the sixth transistor M6. The ninth transistor M9 has a common gate to the second transistor M2 and the fifth transistor M5. The source of the eighth transistor M8 is connected to the drain of the ninth transistor M9, and the source of the ninth transistor M9 is connected to the ground node. The first start switch 10 is interposed between the fourth current source 9 and the drain of the eighth transistor M8. The second activation switch 11 is interposed between the drain of the eighth transistor M8 and the drain of the fourth transistor M4.

第8トランジスタM8と第9トランジスタM9は、第4トランジスタM4と第5トランジスタM5の(M−1)倍のサイズを有するため、第4電流源9は、第2電流源2の(M−1)倍の電流を流すことができる。   Since the eighth transistor M8 and the ninth transistor M9 have a size (M−1) times that of the fourth transistor M4 and the fifth transistor M5, the fourth current source 9 is equal to (M−1) of the second current source 2. ) Can pass twice as much current.

図4(a)は起動補助回路25が起動補助を行う前の状態を示している。図4(a)の場合、第1起動切替器10と第2起動切替器11がともに接続経路を遮断している。これにより、第8トランジスタM8と第9トランジスタM9は、オフ状態になる。   FIG. 4A shows a state before the start assist circuit 25 performs start assist. In the case of FIG. 4A, both the first activation switch 10 and the second activation switch 11 block the connection path. As a result, the eighth transistor M8 and the ninth transistor M9 are turned off.

図4(b)は起動信号が入力されてから所定期間内に起動補助回路25が起動補助を行う状態を示している。図4(b)の場合、第1起動切替器10と第2起動切替器11がともに接続経路を導通する。これにより、ノードN3には、第8及び第9トランジスタM9と第2電流源2がない場合と比べてM倍の電流が流れ、起動時間を1/Mに短縮できる。
所定期間が経過すると、図4(a)に示すように、第1起動切替器10と第2起動切替器11が接続経路を遮断するため、第8及び第9トランジスタM9と第2電流源2は動作を停止する。
FIG. 4B shows a state in which the start assist circuit 25 performs start assist within a predetermined period after the start signal is input. In the case of FIG.4 (b), both the 1st starting switch 10 and the 2nd starting switch 11 conduct | electrically_connect a connection path | route. As a result, M times the current flows in the node N3 as compared with the case where the eighth and ninth transistors M9 and the second current source 2 are not provided, and the activation time can be shortened to 1 / M.
When the predetermined period elapses, as shown in FIG. 4A, the first start switch 10 and the second start switch 11 cut off the connection path, so that the eighth and ninth transistors M9 and the second current source 2 Stops working.

(起動補助回路25の第2具体例)
起動補助回路25の第2具体例は、起動入力信号が入力されてから所定期間は、ノードN3の電位を高くする制御を行うものである。
(Second specific example of the startup auxiliary circuit 25)
The second specific example of the activation auxiliary circuit 25 performs control to increase the potential of the node N3 for a predetermined period after the activation input signal is input.

図5は第2具体例による起動補助回路25を備える電流駆動回路100の回路図である。図5の起動補助回路25は、例えば、第8〜第10トランジスタM8〜M10と、第4電流源9とを有する。第8トランジスタM8、第9トランジスタM9及び第4電流源9の接続形態は図4と同様である。第10トランジスタM10のゲートは、第8トランジスタM8のドレインに接続され、第10トランジスタM10のドレインは電源電圧ノードVDDに接続され、第10トランジスタM10のソースは、第2トランジスタM2、第5トランジスタM5及び第9トランジスタM9の共通ゲートに接続されている。この起動補助回路25はN3が所定の電圧になったとき、N5の電位が(N3の電位)+(M10の閾値電圧)未満に確実に下がるように、I4による電流の単位電流あたりの第8トランジスタM8の(ゲート幅W/ゲート長L)は、I2による電流の単位電流あたりの第4トランジスタM4の(ゲート幅W/ゲート長L)以上に設定される。第10トランジスタM10のサイズは、1倍〜Ma倍(Ma>1)である。   FIG. 5 is a circuit diagram of a current driving circuit 100 including the activation auxiliary circuit 25 according to the second specific example. 5 includes, for example, eighth to tenth transistors M8 to M10 and a fourth current source 9. The connection configuration of the eighth transistor M8, the ninth transistor M9, and the fourth current source 9 is the same as that in FIG. The gate of the tenth transistor M10 is connected to the drain of the eighth transistor M8, the drain of the tenth transistor M10 is connected to the power supply voltage node VDD, and the sources of the tenth transistor M10 are the second transistor M2 and the fifth transistor M5. And the common gate of the ninth transistor M9. The start assist circuit 25 has an eighth current per unit current of I4 so that when N3 becomes a predetermined voltage, the potential of N5 surely falls below (the potential of N3) + (the threshold voltage of M10). The (gate width W / gate length L) of the transistor M8 is set to be equal to or greater than (gate width W / gate length L) of the fourth transistor M4 per unit current of the current due to I2. The size of the tenth transistor M10 is 1 to Ma times (Ma> 1).

起動信号が入力されてから所定期間は、第10トランジスタM10のゲートがハイレベルになり、第2、第5及び第9トランジスタM2、M5、M9のゲートに繋がるノードN3の電位が高くなる。第2トランジスタM2のドレイン電流が、定常状態での第2トランジスタM2のドレイン電流のa倍(a<1で、例えばa=0.5)になると、第10トランジスタM10のゲートに繋がるノードN5がローレベルになり、第10トランジスタM10はオフ状態になり、起動補助動作は終了する。   For a predetermined period after the activation signal is input, the gate of the tenth transistor M10 becomes high level, and the potential of the node N3 connected to the gates of the second, fifth, and ninth transistors M2, M5, and M9 increases. When the drain current of the second transistor M2 becomes a times the drain current of the second transistor M2 in a steady state (a <1, for example, a = 0.5), the node N5 connected to the gate of the tenth transistor M10 is The tenth transistor M10 is turned off, and the startup assist operation ends.

ここで、「起動信号が入力されてから所定期間」、及び「(ドレイン電流の)a倍」の点について以下、補足する。まず、「起動信号が入力されてから所定期間」とは、「ノードN2とノードN3の電位が初期状態で、かつ、直列の第8トランジスタM8と第9トランジスタM9も通電しない初期状態において、第1〜第4電流源1〜3、9のノードN2〜ノードN5への給電が開始された時刻(起動信号の入力時)から、給電によりノードN2〜ノードN5が定常状態に近づき直列の第8トランジスタM8と第9トランジスタM9のドレイン電流が第2電流源2の電流のa×(M8のゲート幅W/ゲート長L)/(M4のゲート幅W/ゲート長L)倍に達するまでの期間(所定期間)」である。尚、起動信号の入力は、電流源のオン信号により行われてもよい。   Here, the points of “a predetermined period after the activation signal is input” and “a times (drain current)” will be supplemented. First, “a predetermined period after the activation signal is input” means “in the initial state in which the potentials of the node N2 and the node N3 are in the initial state and the eighth transistor M8 and the ninth transistor M9 in series are not energized. From the time when power supply to the nodes N2 to N5 of the first to fourth current sources 1 to 3 and 9 is started (when the activation signal is input), the power supply causes the nodes N2 to N5 to approach a steady state and Period until the drain currents of the transistor M8 and the ninth transistor M9 reach a times (gate width W / gate length L of M8) / (gate width W / gate length L of M4) times the current of the second current source 2 (Predetermined period) ". Note that the activation signal may be input by an on signal of a current source.

次に「(ドレイン電流の)a倍」の点について説明する。第4電流源9の電流は、第2電流源2の電流のa×(M8のゲート幅W/ゲート長L)/(M4のゲート幅W/ゲート長L)倍(ただし、a<1で、例えばa=0.5)に設定される。所定期間は、第4電流源9の給電能力が、直列の第8トランジスタM8と第9トランジスタM9のドレイン電流を上回るため、第10トランジスタM10のゲートがハイレベルになり、第2、第5及び第9トランジスタM2、M5、M9のゲートに繋がるノードN3の電位が定常状態に近づくように給電される。所定期間経過後は、直列の第8トランジスタM8と第9トランジスタM9の飽和領域でのドレイン電流が第4電流源9の電流供給能力を超えるため第10トランジスタM10のゲートに繋がるノードN5がローレベルになり、第10トランジスタM10はオフ状態になり、起動補助動作は終了する。そのタイミングは第2トランジスタM2のドレイン電流が、定常状態での第2トランジスタM2のドレイン電流のa倍を超えるときである。   Next, the point “a times the drain current” will be described. The current of the fourth current source 9 is a × (gate width W of M8 / gate length L) / (gate width W of M4 / gate length L) times the current of the second current source 2 (provided that a <1 For example, a = 0.5). During the predetermined period, the power supply capability of the fourth current source 9 exceeds the drain currents of the eighth transistor M8 and the ninth transistor M9 in series, so that the gate of the tenth transistor M10 becomes high level, and the second, fifth, and Power is supplied so that the potential of the node N3 connected to the gates of the ninth transistors M2, M5, and M9 approaches a steady state. After a predetermined period, the drain current in the saturation region of the eighth transistor M8 and the ninth transistor M9 in series exceeds the current supply capability of the fourth current source 9, so that the node N5 connected to the gate of the tenth transistor M10 is at the low level. Thus, the tenth transistor M10 is turned off, and the start assist operation is finished. The timing is when the drain current of the second transistor M2 exceeds a times the drain current of the second transistor M2 in the steady state.

(起動補助回路25の第3具体例)
起動補助回路25の第3具体例は、起動入力信号が入力されてから所定期間は、第1トランジスタM1のゲートに繋がるノードN4の電位を高くする制御を行うものである。
(Third specific example of the startup auxiliary circuit 25)
The third specific example of the activation auxiliary circuit 25 performs control to increase the potential of the node N4 connected to the gate of the first transistor M1 for a predetermined period after the activation input signal is input.

図6は第3具体例による起動補助回路25を備える電流駆動回路100の回路図である。図6の起動補助回路25は、例えば第8〜第12トランジスタM8〜M12と、第4電流源9とを有する。第8〜第10トランジスタM8〜M10及び第4電流源9の接続形態は図5と同様である。   FIG. 6 is a circuit diagram of a current driving circuit 100 including the activation auxiliary circuit 25 according to the third specific example. The activation assist circuit 25 in FIG. 6 includes, for example, eighth to twelfth transistors M8 to M12 and a fourth current source 9. The connection form of the eighth to tenth transistors M8 to M10 and the fourth current source 9 is the same as in FIG.

第12トランジスタM12は、第1〜第10トランジスタM1〜M10とは導電型が異なっている。第12トランジスタM12は、第1トランジスタM1のゲート電圧を制御する。第11トランジスタM11は、第10トランジスタM10とゲート同士を共通にしている。第12トランジスタM12のゲートは、第11トランジスタM11のドレインに接続されている。第11トランジスタM11のソースは接地ノードに接続されている。第12トランジスタM12のゲートと電源電圧ノードVDDとの間には抵抗素子R12が接続されている。第12トランジスタM12のサイズは、1倍〜Mb倍(Mb>1)である。   The twelfth transistor M12 is different in conductivity type from the first to tenth transistors M1 to M10. The twelfth transistor M12 controls the gate voltage of the first transistor M1. The eleventh transistor M11 has a common gate with the tenth transistor M10. The gate of the twelfth transistor M12 is connected to the drain of the eleventh transistor M11. The source of the eleventh transistor M11 is connected to the ground node. A resistance element R12 is connected between the gate of the twelfth transistor M12 and the power supply voltage node VDD. The size of the twelfth transistor M12 is 1 to Mb times (Mb> 1).

起動信号が入力されてから所定期間は、第10トランジスタM10のゲートがハイレベルになり、第2、第5及び第9トランジスタM2、M5、M9のゲートに繋がるノードN3の電位が高くなる。また、第11トランジスタM11のゲート電位も高くなるため、第12トランジスタM12のゲート電位が下がって、第1トランジスタM1のゲートに繋がるノードN4の電位が高くなる。所定期間が終了し、第2トランジスタM2のゲートに繋がるノードN3の電位がより定常状態に近づき、第2トランジスタM2のドレイン電流が定常状態のa倍(a<1で、例えばa=0.5)を超えると、第10トランジスタM10のゲートに繋がるノードN5がローレベルになり、第10トランジスタM10と第11トランジスタM11はオフ状態になる。これにより、第12トランジスタM12もオフする。   For a predetermined period after the activation signal is input, the gate of the tenth transistor M10 becomes high level, and the potential of the node N3 connected to the gates of the second, fifth, and ninth transistors M2, M5, and M9 increases. Further, since the gate potential of the eleventh transistor M11 is also increased, the gate potential of the twelfth transistor M12 is decreased and the potential of the node N4 connected to the gate of the first transistor M1 is increased. When the predetermined period ends, the potential of the node N3 connected to the gate of the second transistor M2 approaches a steady state, and the drain current of the second transistor M2 is a times the steady state (a <1, for example, a = 0.5). ) Exceeds the node N5 connected to the gate of the tenth transistor M10, the tenth transistor M10 and the eleventh transistor M11 are turned off. As a result, the twelfth transistor M12 is also turned off.

図6の一変形例として、図7に示すように、第12トランジスタM12にダーリントン接続される第14トランジスタM14と抵抗素子R13を設けてもよい。   As a modification of FIG. 6, as shown in FIG. 7, a fourteenth transistor M <b> 14 and a resistance element R <b> 13 that are Darlington-connected to the twelfth transistor M <b> 12 may be provided.

上述した基準補助回路の第1具体例と第2具体例では、起動信号が入力されてから所定期間内は、第8トランジスタM8と第9トランジスタM9に、a×I2(a<1)の電流を流すことで、第2トランジスタM2のドレイン電流の立ち上がりを早めているが、第8トランジスタM8のドレインに繋がるノードN5の電位は、起動信号が入力された直後はハイレベルで、その後急速に低下する。ノードN5の電位をモニタすることで、第2トランジスタM2の起動補助を終了するかどうか、すなわち所定期間の終了タイミングを判断できる。   In the first specific example and the second specific example of the reference auxiliary circuit described above, a current of a × I2 (a <1) is supplied to the eighth transistor M8 and the ninth transistor M9 within a predetermined period after the activation signal is input. , The drain current of the second transistor M2 rises earlier, but the potential at the node N5 connected to the drain of the eighth transistor M8 is high immediately after the start signal is input, and then rapidly decreases. To do. By monitoring the potential of the node N5, it is possible to determine whether or not to end the activation assistance of the second transistor M2, that is, the end timing of the predetermined period.

図8は図5又は図6の電流駆動回路100内の各部の動作波形である。時刻t0で起動信号が入力されると、第8及び第9トランジスタM8、M9にa×I2の電流が流れて起動補助が行われるため、第2トランジスタM2のゲートに繋がるノードN3の電位(波形w1)は線形に増加する。ノードN3が閾値電圧を超えた時点(時刻t1)以降で、第2トランジスタM2のドレイン電流(波形w2)は急激に増加する。また、第8トランジスタM8のドレインに繋がるノードN5の電位(波形w3)は急激に低下するが、このノードN5の電位が所定電位になった時点を起動補助の終了時刻とすればよい。   FIG. 8 is an operation waveform of each part in the current driving circuit 100 of FIG. 5 or FIG. When the activation signal is input at time t0, the a × I2 current flows through the eighth and ninth transistors M8 and M9 to assist activation, so that the potential (waveform) of the node N3 connected to the gate of the second transistor M2 w1) increases linearly. After the time point (time t1) when the node N3 exceeds the threshold voltage, the drain current (waveform w2) of the second transistor M2 increases rapidly. Further, although the potential of the node N5 (waveform w3) connected to the drain of the eighth transistor M8 rapidly decreases, the point in time when the potential of the node N5 becomes a predetermined potential may be set as the end time of activation assistance.

(起動補助回路25の第4具体例)
起動補助回路25の第4具体例は、第1トランジスタM1のゲートに繋がるノードN4上と、第2トランジスタM2のゲートに繋がるノードN3上との少なくとも一方に、バッファを介挿するものである。
(Fourth specific example of the startup auxiliary circuit 25)
In the fourth specific example of the activation auxiliary circuit 25, a buffer is inserted on at least one of the node N4 connected to the gate of the first transistor M1 and the node N3 connected to the gate of the second transistor M2.

図9A及び図9Bは第2トランジスタM2のノードに繋がるノードN3上にバッファを介挿する例を示す起動補助回路25の回路図である。図9A及び図9Bの起動補助回路25は、第1バッファ11と、第2バッファ12と、アナログスイッチ13とを備えている。第1バッファ11と第2バッファ12には、起動信号が入力されるタイミングに同期して、パルス信号XEN、ENが入力される。パルス信号XEN、ENは、入力時の立ち上がり(立ち下がり)エッジは急峻で、終了時の立ち下がり(立ち上がり)は緩やかに変化する信号である。終了時の立ち下がり(立ち上がり)を緩やかに変化させる理由は、オーバーシュートやアンダーシュートの発生を防止して、起動補助動作を緩やかに終了させるためである。   FIG. 9A and FIG. 9B are circuit diagrams of the activation auxiliary circuit 25 showing an example in which a buffer is inserted on the node N3 connected to the node of the second transistor M2. 9A and 9B includes a first buffer 11, a second buffer 12, and an analog switch 13. Pulse signals XEN and EN are input to the first buffer 11 and the second buffer 12 in synchronization with the input timing of the start signal. The pulse signals XEN and EN are signals in which the rising (falling) edge at the time of input is steep and the falling (rising) at the end changes slowly. The reason for gently changing the trailing edge (rising edge) at the end is to prevent the occurrence of overshoot and undershoot and to gently end the start assist operation.

図9Aに示す第1バッファ11は、電源電圧ノードVDDに接続されて電流源として機能するPMOSトランジスタ14と、このPMOSトランジスタ14のドレインと接地ノードとの間にカスコード接続されるPMOSトランジスタ15及びNMOSトランジスタ16と、同じくPMOSトランジスタ14のドレインと接地ノードとの間にカスコード接続されるPMOSトランジスタ17及びNMOSトランジスタ18とを有する。   The first buffer 11 shown in FIG. 9A includes a PMOS transistor 14 that is connected to the power supply voltage node VDD and functions as a current source, and a PMOS transistor 15 and an NMOS that are cascode-connected between the drain of the PMOS transistor 14 and the ground node. The transistor 16 has a PMOS transistor 17 and an NMOS transistor 18 that are also cascode-connected between the drain of the PMOS transistor 14 and the ground node.

図9Bに示す第1バッファ11は、図9Aのトランジスタ16とトランジスタ18のドレイン電圧を揃えるために、トランジスタ72〜76を追加したものであり、第1バッファ11の入出力オフセットを小さくすることができる。   The first buffer 11 shown in FIG. 9B is obtained by adding transistors 72 to 76 in order to make the drain voltages of the transistor 16 and the transistor 18 in FIG. 9A uniform, and the input / output offset of the first buffer 11 can be reduced. it can.

図9Aに示す第2バッファ12は、接地ノードに接続されて電流源として機能するNMOSトランジスタ19と、電源電圧ノードVDDとNMOSトランジスタ19のドレインとの間にカスコード接続されるPMOSトランジスタ20及びNMOSトランジスタ21と、同じく電源電圧ノードVDDとNMOSトランジスタ19のドレインとの間にカスコード接続されるPMOSトランジスタ22及びNMOSトランジスタ23とを有する。   The second buffer 12 shown in FIG. 9A includes an NMOS transistor 19 that is connected to the ground node and functions as a current source, and a PMOS transistor 20 and an NMOS transistor that are cascode-connected between the power supply voltage node VDD and the drain of the NMOS transistor 19. 21, and a PMOS transistor 22 and an NMOS transistor 23 that are also cascode-connected between the power supply voltage node VDD and the drain of the NMOS transistor 19.

図9Bに示す第2バッファ12は、図9Aのトランジスタ20とトランジスタ22のドレイン電圧を揃えるために、トランジスタ77〜81を追加したものであり、第2バッファ12の入出力オフセットを小さくすることができる。   The second buffer 12 shown in FIG. 9B is obtained by adding transistors 77 to 81 in order to make the drain voltages of the transistor 20 and the transistor 22 in FIG. 9A uniform, and the input / output offset of the second buffer 12 can be reduced. it can.

PMOSトランジスタ15のゲートとNMOSトランジスタ21のゲートは、アナログスイッチ13の入力ノードとともに、起動補助回路25の入力端子に接続されている。PMOSトランジスタ17のゲートとNMOSトランジスタ23のゲートは、第2トランジスタM2のゲートに接続されている。   The gate of the PMOS transistor 15 and the gate of the NMOS transistor 21 are connected to the input terminal of the auxiliary start circuit 25 together with the input node of the analog switch 13. The gate of the PMOS transistor 17 and the gate of the NMOS transistor 23 are connected to the gate of the second transistor M2.

アナログスイッチ13は、パルス信号XEN、ENが入力されると、ノードN3と第2トランジスタM2のゲートとの接続経路を遮断する。パルス信号XEN、ENが入力されなくなると、アナログスイッチ13は、ノードN3と第2トランジスタM2のゲートとを導通する。   When the pulse signals XEN and EN are input, the analog switch 13 blocks the connection path between the node N3 and the gate of the second transistor M2. When the pulse signals XEN and EN are not input, the analog switch 13 conducts the node N3 and the gate of the second transistor M2.

パルス信号XEN、ENが入力されている期間内は、ノードN3上の信号は、第1バッファ11と第2バッファ12でバッファリングされた後に第2トランジスタM2のゲートに入力される。第1バッファ11と第2バッファ12でバッファリングすることで、第2トランジスタM2のゲート電圧の立ち上がりが急峻になり、第2トランジスタM2の起動時間を短縮できる。パルス信号XEN、ENが入力されなくなると、第1バッファ11と第2バッファ12はバッファリング動作を行わなくなり、ノードN3と第2トランジスタM2のゲートとがアナログスイッチ13を通して導通し、通常動作が行われる。   During the period in which the pulse signals XEN and EN are input, the signal on the node N3 is buffered by the first buffer 11 and the second buffer 12 and then input to the gate of the second transistor M2. By buffering with the first buffer 11 and the second buffer 12, the rise of the gate voltage of the second transistor M2 becomes steep, and the startup time of the second transistor M2 can be shortened. When the pulse signals XEN and EN are not input, the first buffer 11 and the second buffer 12 do not perform the buffering operation, the node N3 and the gate of the second transistor M2 are conducted through the analog switch 13, and the normal operation is performed. Is called.

パルス信号XEN、ENは、例えば、起動信号の立ち上がりエッジに同期して生成することができる。図10Aは図9Aの起動補助回路25にパルス発生回路30を追加した回路図、図10Bは図9Bの起動補助回路25にパルス発生回路30を追加した回路図である。図10Aと図10Bのパルス発生回路30は、ワンショットパルス生成器31と、第1波形調整回路32と、第2波形調整回路33とを有する。   The pulse signals XEN and EN can be generated in synchronization with the rising edge of the activation signal, for example. FIG. 10A is a circuit diagram in which a pulse generation circuit 30 is added to the start-up auxiliary circuit 25 in FIG. 9A, and FIG. 10B is a circuit diagram in which the pulse generation circuit 30 is added to the start-up auxiliary circuit 25 in FIG. 9B. 10A and 10B includes a one-shot pulse generator 31, a first waveform adjustment circuit 32, and a second waveform adjustment circuit 33.

ワンショットパルス生成器31は、バッファ34と、抵抗素子R2と、キャパシタC1と、インバータ35と、論理ゲート36とを有する。バッファ34には、起動信号が入力される。起動信号が立ち上がると、抵抗素子R2とキャパシタC1で、起動信号の立ち上がり波形をなまらせる。論理ゲートには、起動信号と、起動信号をなまらせた信号とが入力されて、ワンショットパルス信号が生成される。このワンショットパルス信号は、立ち上がりがやや緩やかで、立ち下がりが裾を引くような信号である。   The one-shot pulse generator 31 includes a buffer 34, a resistance element R2, a capacitor C1, an inverter 35, and a logic gate 36. An activation signal is input to the buffer 34. When the activation signal rises, the rising waveform of the activation signal is smoothed by the resistor element R2 and the capacitor C1. The logic gate receives a start signal and a signal obtained by smoothing the start signal, and generates a one-shot pulse signal. This one-shot pulse signal is a signal whose rising edge is slightly gentle and the falling edge is trailing.

第1波形調整回路32は、カスコード接続された2つのPMOSトランジスタ37,38と、抵抗素子R3と、キャパシタC2とが並列接続された回路と、この回路に直列接続された抵抗素子R4及びNMOSトランジスタ39とを有する。   The first waveform adjustment circuit 32 includes a circuit in which two cascode-connected PMOS transistors 37 and 38, a resistor element R3, and a capacitor C2 are connected in parallel, and a resistor element R4 and an NMOS transistor connected in series to this circuit. 39.

第2波形調整回路33は、カスコード接続された2つのNMOSトランジスタ40,41と、抵抗素子R5と、キャパシタC3とが並列接続された回路と、この回路に直列接続された抵抗素子R6及びPMOSトランジスタ42とを有する。   The second waveform adjustment circuit 33 includes a circuit in which two cascode-connected NMOS transistors 40 and 41, a resistor element R5 and a capacitor C3 are connected in parallel, a resistor element R6 and a PMOS transistor connected in series to this circuit. 42.

NMOSトランジスタ39のドレインから図9Aと同様のパルス信号XENが出力される。また、PMOSトランジスタの42のドレインから図9Aと同様のパルス信号ENが出力される。   A pulse signal XEN similar to that in FIG. 9A is output from the drain of the NMOS transistor 39. Further, the same pulse signal EN as in FIG. 9A is output from the drain of the PMOS transistor 42.

また、図10Aの起動補助回路25は、第1トランジスタM1のゲートを高速起動する高速起動回路43を有する。この高速起動回路43は、PMOSトランジスタ44と、NMOSトランジスタ45と、抵抗素子R7とを有する。PMOSトランジスタ44のソースは電源電圧ノードVDDに接続され、PMOSトランジスタ44のドレインは、NMOSトランジスタ45のゲートと抵抗素子R7の一端とに接続されている。NMOSトランジスタ45のドレインは電源電圧ノードVDDに接続され、NMOSトランジスタ45のソースは、第1トランジスタM1のゲートに繋がるノードN4に接続されている。   10A has a high-speed start-up circuit 43 that starts up the gate of the first transistor M1 at high speed. The fast start circuit 43 includes a PMOS transistor 44, an NMOS transistor 45, and a resistance element R7. The source of the PMOS transistor 44 is connected to the power supply voltage node VDD, and the drain of the PMOS transistor 44 is connected to the gate of the NMOS transistor 45 and one end of the resistance element R7. The drain of the NMOS transistor 45 is connected to the power supply voltage node VDD, and the source of the NMOS transistor 45 is connected to a node N4 connected to the gate of the first transistor M1.

以上、図1Aで示した第1の実施形態による電流駆動回路100について、いくつかの変形例や具体例を用いて説明してきたが、これらの電流駆動回路100は、少なくとも、サイズの大きい高耐圧の第1トランジスタM1にカスコード接続されたサイズの大きい低耐圧の第2トランジスタM2を駆動するために、第3〜第6トランジスタM3〜M6を有する。第2〜第5トランジスタM2〜M5は、ノードN1の電位にてノードN3の電位を決定し、第2トランジスタM2のドレイン電流が約I2×Nとなるように制御する第1制御ループrp1を構成する。また、第3トランジスタM3と第6トランジスタM6は、第1トランジスタM1のソースと第2トランジスタM2のドレインが繋がるノードN1が第6トランジスタM6のソースが繋がるノードN6と同電位になるように制御する第2制御ループrp2を構成する。このような第1制御ループrp1と第2制御ループrp2を設ける構成とすることで、出力電圧VOUTが大きく変動しても、出力端子OUTから定電流を出力できる。   As described above, the current driving circuit 100 according to the first embodiment shown in FIG. 1A has been described using some modified examples and specific examples. However, these current driving circuits 100 have at least a large size and a high breakdown voltage. In order to drive the large-sized low-breakdown-voltage second transistor M2 that is cascode-connected to the first transistor M1, the third to sixth transistors M3 to M6 are provided. The second to fifth transistors M2 to M5 form a first control loop rp1 that determines the potential of the node N3 based on the potential of the node N1 and controls the drain current of the second transistor M2 to be about I2 × N. To do. The third transistor M3 and the sixth transistor M6 are controlled so that the node N1 where the source of the first transistor M1 and the drain of the second transistor M2 are connected has the same potential as the node N6 where the source of the sixth transistor M6 is connected. A second control loop rp2 is configured. By providing the first control loop rp1 and the second control loop rp2 as described above, a constant current can be output from the output terminal OUT even if the output voltage VOUT varies greatly.

また、図9A及び図10Aで説明したように、第1の実施形態による電流駆動回路100において、その回路内部に起動補助回路25を追加して設けることができる。起動補助回路25を設けることで、第1トランジスタM1が電流を出力し始めるまでの時間を短縮できる。起動補助回路25は、起動信号が入力されてから所定期間のみ動作し、所定期間が経過すると、動作を停止するため、消費電力が増えるおそれはない。   Further, as described with reference to FIGS. 9A and 10A, in the current driving circuit 100 according to the first embodiment, the start-up auxiliary circuit 25 can be additionally provided inside the circuit. By providing the start-up auxiliary circuit 25, the time until the first transistor M1 starts to output current can be shortened. The activation assist circuit 25 operates only for a predetermined period after the activation signal is input, and stops operating when the predetermined period elapses, so there is no possibility that the power consumption increases.

(第2の実施形態)
第2の実施形態は、図1Aの電流駆動回路100に、高速化のための回路を追加するものである。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, a circuit for increasing the speed is added to the current driving circuit 100 of FIG. 1A.

図11は第2の実施形態による電流駆動回路100の回路図である。図11の電流駆動回路100は、図1Aの電流駆動回路100の回路構成に加えて、第8〜第12トランジスタM8〜M12と、第4電流源9と、抵抗素子R1とを備えている。第8〜第12トランジスタM8〜M12と、第4電流源9と、抵抗素子R1との接続関係は、図6と同様であるため、説明を省略する。   FIG. 11 is a circuit diagram of the current driving circuit 100 according to the second embodiment. The current drive circuit 100 of FIG. 11 includes eighth to twelfth transistors M8 to M12, a fourth current source 9, and a resistance element R1 in addition to the circuit configuration of the current drive circuit 100 of FIG. 1A. The connection relationship among the eighth to twelfth transistors M8 to M12, the fourth current source 9, and the resistance element R1 is the same as that in FIG.

抵抗素子R1の抵抗値は、ノードN1の静定電位を第3電流源3が出力する電流I3で割った値に設定される。第2電流源2が出力する電流I2と第3電流源3が出力する電流I3との電流比は、第4トランジスタM4と第6トランジスタM6の電流ミラー比に設定される。   The resistance value of the resistance element R1 is set to a value obtained by dividing the static potential of the node N1 by the current I3 output from the third current source 3. The current ratio between the current I2 output from the second current source 2 and the current I3 output from the third current source 3 is set to the current mirror ratio of the fourth transistor M4 and the sixth transistor M6.

図11の第3トランジスタM3、第4トランジスタM4及び第5トランジスタM5は、第2トランジスタM2のゲート電圧発生回路を構成している。また、第6トランジスタM6、第7トランジスタM7及び第3電流源3は、第1トランジスタM1のゲート電圧発生回路を構成している。   The third transistor M3, the fourth transistor M4, and the fifth transistor M5 in FIG. 11 constitute a gate voltage generation circuit of the second transistor M2. Further, the sixth transistor M6, the seventh transistor M7, and the third current source 3 constitute a gate voltage generation circuit of the first transistor M1.

図12は図11の一変形例による電流駆動回路100の回路図である。図12の電流駆動回路100は、図11の抵抗素子R1の代わりに第7トランジスタM7を備えている。
第7トランジスタM7の接続関係は、図2Aと同様である。
FIG. 12 is a circuit diagram of a current driving circuit 100 according to a modification of FIG. The current drive circuit 100 in FIG. 12 includes a seventh transistor M7 instead of the resistance element R1 in FIG.
The connection relationship of the seventh transistor M7 is the same as that in FIG. 2A.

第2電流源2が出力する電流I2と第3電流源3が出力する電流I3との比は、第4トランジスタM4と第6トランジスタM6のゲート幅W/ゲート長Lの比で設定される。同様に、第5トランジスタM5と第7トランジスタM7のW/Lも同じ比に設定される。この比を調整することで、第1トランジスタM1のゲート電圧を調整でき、第1トランジスタM1のドレイン電流(電流駆動回路100の出力電流)を調整できる。出力電流Ioutは、以下の(1)式に示すように、第2電流源2が出力する電流I2に、第5トランジスタM5と第2トランジスタM2の電流ミラー比(W2/L2)/(W5/L5)を乗じた値から、第1電流源1が出力する電流I1を引いた値となる。
Iout=I2×(W2/L2)/(W5/L5)−I1 …(1)
The ratio between the current I2 output from the second current source 2 and the current I3 output from the third current source 3 is set by the ratio of the gate width W / gate length L of the fourth transistor M4 and the sixth transistor M6. Similarly, the W / L of the fifth transistor M5 and the seventh transistor M7 is also set to the same ratio. By adjusting this ratio, the gate voltage of the first transistor M1 can be adjusted, and the drain current of the first transistor M1 (the output current of the current driving circuit 100) can be adjusted. As shown in the following equation (1), the output current Iout is the current mirror ratio (W2 / L2) / (W5 / of the fifth transistor M5 and the second transistor M2) to the current I2 output from the second current source 2. A value obtained by subtracting the current I1 output from the first current source 1 from the value multiplied by L5).
Iout = I2 × (W2 / L2) / (W5 / L5) −I1 (1)

図11及び図12における第8〜第10トランジスタM8〜M10は、起動補助回路25の一部を構成し、第2トランジスタM2のゲート電圧を高速起動する。尚、図11及び図12に示した起動補助回路25は、図6に示した回路とその構成は基本的に同じであり、例えば、 第8〜第12トランジスタM8〜M12と、第4電流源9とを有する。第10トランジスタM10のゲートはノードN5に接続されており、ドレインはノードN3に接続されている。このように、ノードN3はソースフォロワ出力であり、起動時のみノードN3は第10トランジスタM10により所定の電位に設定される。   The eighth to tenth transistors M8 to M10 in FIGS. 11 and 12 constitute a part of the startup auxiliary circuit 25, and start up the gate voltage of the second transistor M2 at high speed. 11 and 12 is basically the same in configuration as the circuit shown in FIG. 6, for example, the eighth to twelfth transistors M8 to M12 and the fourth current source. 9. The gate of the tenth transistor M10 is connected to the node N5, and the drain is connected to the node N3. Thus, the node N3 is a source follower output, and the node N3 is set to a predetermined potential by the tenth transistor M10 only at the time of activation.

第4電流源9が出力する電流I4と第2電流源2が出力する電流I2との電流ミラー比は、第8トランジスタM8と第4トランジスタM4のW/L比と、第9トランジスタM9と第5トランジスタM5のW/L比とそれぞれ同じ値に設定される。   The current mirror ratio between the current I4 output from the fourth current source 9 and the current I2 output from the second current source 2 is the W / L ratio between the eighth transistor M8 and the fourth transistor M4, the ninth transistor M9, The W / L ratio of each of the five transistors M5 is set to the same value.

図13及び図14は、図11及び図12の電流駆動回路100にそれぞれ第13トランジスタM13を追加した回路図である。第13トランジスタM13は、第2トランジスタM2と共通のゲートを有する。第13トランジスタM13のドレインはノードN5に接続され、ソースは接地ノードに接続されている。   FIGS. 13 and 14 are circuit diagrams in which a thirteenth transistor M13 is added to the current driving circuit 100 of FIGS. 11 and 12, respectively. The thirteenth transistor M13 has a common gate with the second transistor M2. The drain of the thirteenth transistor M13 is connected to the node N5, and the source is connected to the ground node.

第13トランジスタM13を設けることで、ノードN5の電位が2Vth以上に上がらないようにクランプし、第10トランジスタM10の働きを抑制することができる。   By providing the thirteenth transistor M13, it is possible to clamp the potential of the node N5 so as not to rise above 2Vth, and to suppress the function of the tenth transistor M10.

図11〜図14の第11トランジスタM11は、第1トランジスタM1のゲート電圧を高速起動するための起動補助回路25の一部を構成している。第11トランジスタM11のゲートはノードN5に接続され、ソースは接地ノードに接続され、ドレインは第12トランジスタM12のゲートに接続されている。第12トランジスタM12は、第1〜第11トランジスタM1〜M11とは逆極性(例えばp型)のMOSトランジスタである。第12トランジスタM12のソースは電源電圧ノードVDDに接続され、ドレインはノードN4に接続されている。   The eleventh transistor M11 shown in FIGS. 11 to 14 constitutes a part of the auxiliary start circuit 25 for starting the gate voltage of the first transistor M1 at high speed. The eleventh transistor M11 has a gate connected to the node N5, a source connected to the ground node, and a drain connected to the gate of the twelfth transistor M12. The twelfth transistor M12 is a MOS transistor having a polarity opposite to that of the first to eleventh transistors M1 to M11 (for example, p-type). The source of the twelfth transistor M12 is connected to the power supply voltage node VDD, and the drain is connected to the node N4.

第12トランジスタM12をオンさせる回路を別個に設けてもよい。例えば、図10Aのパルス発生回路30から出力されたパルス信号やノードN5の電位を利用したパルス信号を第12トランジスタM12のゲートに付与してもよい。   A circuit for turning on the twelfth transistor M12 may be provided separately. For example, a pulse signal output from the pulse generation circuit 30 in FIG. 10A or a pulse signal using the potential of the node N5 may be applied to the gate of the twelfth transistor M12.

(第2トランジスタM2のオフ状態の動作)
第1トランジスタM1のドレイン電圧が下がったときに、第1電流源1からの電流I1が第1トランジスタM1のドレインからOUT端子に流れるのを防止する必要がある。この防止のために、図15に示すように、第2トランジスタM2のゲートに繋がるノードN3と接地ノードの間に第1切替器51を接続してもよい。図15(a)は第2トランジスタM2がオフ状態の場合、図15(b)は第2トランジスタM2がオン状態の場合を示している。この第1切替器51は、第2トランジスタM2がオフ状態のときには、図15(a)に示すようにノードN3を接地ノードに導通させる。また、第2トランジスタM2がオン状態のときには、図15(b)に示すようにノードN3と接地ノードとの接続を遮断する。
(Operation of the second transistor M2 in the off state)
When the drain voltage of the first transistor M1 decreases, it is necessary to prevent the current I1 from the first current source 1 from flowing from the drain of the first transistor M1 to the OUT terminal. In order to prevent this, as shown in FIG. 15, a first switch 51 may be connected between a node N3 connected to the gate of the second transistor M2 and the ground node. FIG. 15A shows a case where the second transistor M2 is in an off state, and FIG. 15B shows a case where the second transistor M2 is in an on state. The first switch 51 makes the node N3 conductive to the ground node as shown in FIG. 15A when the second transistor M2 is in the OFF state. When the second transistor M2 is on, the connection between the node N3 and the ground node is cut off as shown in FIG. 15 (b).

第1トランジスタM1のドレイン電圧が下がったときに、第1電流源1からの電流I1が第1トランジスタM1のドレインからOUT端子に流れるのを確実に防止するには、図16又は図17のような回路を採用してもよい。図16では、図15の第1切替器51を備える他に、第3トランジスタM3のソースとノードN1の間に第2切替器52を介挿している。図16(a)は第2トランジスタM2がオフ状態の場合、図16(b)は第2トランジスタM2がオン状態の場合を示している。   To reliably prevent the current I1 from the first current source 1 from flowing from the drain of the first transistor M1 to the OUT terminal when the drain voltage of the first transistor M1 decreases, as shown in FIG. A simple circuit may be adopted. In FIG. 16, in addition to the first switch 51 of FIG. 15, a second switch 52 is inserted between the source of the third transistor M3 and the node N1. FIG. 16A shows a case where the second transistor M2 is in an off state, and FIG. 16B shows a case where the second transistor M2 is in an on state.

第2トランジスタM2がオン状態の場合、図16(b)に示すように、第2切替器52は、第2トランジスタM2のドレインをノードN1に導通させる。一方、第2トランジスタM2がオフ状態の場合、第2切替器52は第3トランジスタM3のソースとノードN1との接続を遮断する。これにより、第2トランジスタM2がオフ状態の場合に、第1電流源1からの電流I1がノードN1を通ってOUT端子に流れ出すことを防止できる。   When the second transistor M2 is in the ON state, as shown in FIG. 16B, the second switch 52 makes the drain of the second transistor M2 conductive to the node N1. On the other hand, when the second transistor M2 is in the off state, the second switch 52 cuts off the connection between the source of the third transistor M3 and the node N1. Thereby, when the second transistor M2 is in the OFF state, it is possible to prevent the current I1 from the first current source 1 from flowing out to the OUT terminal through the node N1.

図17の電流駆動回路100は、図16の第2切替器52の代わりに、第3切替器53と第4切替器54を備えている。第3切替器53は、第1トランジスタM1のゲートに繋がるノードN4と接地ノードとの間に介挿されている。第4切替器54は、第3トランジスタM3のゲートに繋がるノードN2と接地ノードとの間に介挿されている。図17(a)は第2トランジスタM2がオフ状態の場合、図17(b)は第2トランジスタM2がオン状態の場合を示している。   The current drive circuit 100 in FIG. 17 includes a third switch 53 and a fourth switch 54 instead of the second switch 52 in FIG. The third switch 53 is interposed between the node N4 connected to the gate of the first transistor M1 and the ground node. The fourth switch 54 is interposed between the node N2 connected to the gate of the third transistor M3 and the ground node. FIG. 17A shows a case where the second transistor M2 is in an off state, and FIG. 17B shows a case where the second transistor M2 is in an on state.

第2トランジスタM2がオンの場合、第3切替器53は、第1トランジスタM1のゲートに繋がるノードN4と接地ノードとの接続を遮断する。第4切替器54は、第3トランジスタM3のゲートに繋がるノードN2と接地ノードとの接続を遮断する。一方、第2トランジスタM2がオフの場合、第3切替器53は、第1トランジスタM1のゲートに繋がるノードN4を接地ノードに導通させる。第4切替器54は、第3トランジスタM3のゲートに繋がるノードN2を接地ノードに導通させる。これにより、第2トランジスタM2と第3トランジスタM3は確実にオフし、第1電流源1からの電流I1がノードN1を通ってOUT端子に流れ込むおそれがなくなる。   When the second transistor M2 is on, the third switch 53 cuts off the connection between the node N4 connected to the gate of the first transistor M1 and the ground node. The fourth switch 54 cuts off the connection between the node N2 connected to the gate of the third transistor M3 and the ground node. On the other hand, when the second transistor M2 is off, the third switch 53 makes the node N4 connected to the gate of the first transistor M1 conductive to the ground node. The fourth switch 54 makes the node N2 connected to the gate of the third transistor M3 conductive to the ground node. Thereby, the second transistor M2 and the third transistor M3 are surely turned off, and there is no possibility that the current I1 from the first current source 1 flows into the OUT terminal through the node N1.

図11〜図14の電流駆動回路100において、第2トランジスタM2は、同じ低耐圧の第3〜第13トランジスタM3〜M13の(1+N)倍のサイズを有する。第2トランジスタM2は、第3〜第13トランジスタM3〜M13と同じ1倍サイズの1倍部分M2-1と、N倍サイズのN倍部分M2-Nとに分けて実装することが可能である。図18(a)及び図18(b)は第2トランジスタM2を1倍部分M2-1とN倍部分M2-Nに分ける場合の等価回路図である。図18(a)は第2トランジスタM2がオフ状態の等価回路図、図18(b)は第2トランジスタM2がオン状態の等価回路図である。この等価回路は、N倍部分M2-Nのゲートと接地ノードとの間に介挿される第1切替器51と、1倍部分M2-1のゲートとN倍部分M2-Nのゲートとの間に介挿される第5切替器55と、を有する。   In the current drive circuit 100 of FIGS. 11 to 14, the second transistor M2 has a size (1 + N) times that of the third to thirteenth transistors M3 to M13 having the same low breakdown voltage. The second transistor M2 can be divided into a 1-times size 1-times portion M2-1 and N-times-size N-times portion M2-N that are the same as the 3rd to 13th transistors M3 to M13. . FIG. 18A and FIG. 18B are equivalent circuit diagrams in the case where the second transistor M2 is divided into a 1 × portion M2-1 and an N × portion M2-N. FIG. 18A is an equivalent circuit diagram in which the second transistor M2 is in an OFF state, and FIG. 18B is an equivalent circuit diagram in which the second transistor M2 is in an ON state. This equivalent circuit includes a first switch 51 interposed between the gate of the N-fold portion M2-N and the ground node, and between the gate of the 1-fold portion M2-1 and the gate of the N-fold portion M2-N. And a fifth switching device 55 inserted in the.

第2トランジスタM2がオフ状態の場合、図18(a)のように、第5切替器55はオフであり、1倍部分M2-1のゲートはノードN3に接続されるが、N倍部分M2-NのゲートはノードN3から遮断される。また、第1切替器51はオンし、N倍部分M2-Nのゲートを接地ノードに接続する。これにより、N倍部分M2-Nのゲート電圧は完全に放電され、N倍部分M2-Nはオフする。1倍部分M2-1は動作するため、第1電流源1からノードN1に流れ込む電流I1は、1倍部分M2-1を通って接地ノードに流れる。   When the second transistor M2 is in the off state, as shown in FIG. 18A, the fifth switch 55 is off and the gate of the 1 × portion M2-1 is connected to the node N3. The gate of -N is cut off from the node N3. Further, the first switch 51 is turned on to connect the gate of the N-fold portion M2-N to the ground node. As a result, the gate voltage of the N-fold portion M2-N is completely discharged, and the N-fold portion M2-N is turned off. Since the 1 × portion M2-1 operates, the current I1 flowing from the first current source 1 to the node N1 flows through the 1 × portion M2-1 to the ground node.

第2トランジスタM2がオン状態の場合、図18(b)のように、第5切替器55はオンし、第1切替器51はオフする。よって、第1トランジスタM1のドレイン電流はN倍部分M2-Nに流れる。また、第1電流源1からノードN1に流れる電流は、1倍部分M2-1に流れる。   When the second transistor M2 is on, the fifth switch 55 is turned on and the first switch 51 is turned off as shown in FIG. Therefore, the drain current of the first transistor M1 flows through the N-fold portion M2-N. Further, the current flowing from the first current source 1 to the node N1 flows to the 1 × portion M2-1.

上述したように、第2トランジスタM2のゲートに繋がるノードN3に起動補助回路25を接続する場合、1倍部分M2-1は起動補助回路25の入力側に配置し、N倍部分M2-Nは起動補助回路25の出力側に配置するのが望ましい。   As described above, when the startup auxiliary circuit 25 is connected to the node N3 connected to the gate of the second transistor M2, the 1 × portion M2-1 is arranged on the input side of the startup auxiliary circuit 25, and the N × portion M2-N is It is desirable to arrange on the output side of the start-up auxiliary circuit 25.

図19(a)及び図19(b)は図18(a)及び図18(b)に起動補助回路25を追加した等価回路図である。図19(a)は第2トランジスタM2がオフ状態、図19(b)は第2トランジスタM2がオン状態の等価回路図である。図19(a)及び図19(b)に示すように、ノードN3と1倍部分M2-1との接続ノードの電位が起動補助回路25に入力される。起動補助回路25の出力信号は、起動補助回路25の入力端子は、N倍部分M2-Nのゲートに入力される。起動補助回路25は、信号cntに従って起動補助を行う。信号cntは起動信号が入力されてから所定期間だけ例えばハイレベルになる信号である。   19 (a) and 19 (b) are equivalent circuit diagrams in which a startup auxiliary circuit 25 is added to FIGS. 18 (a) and 18 (b). FIG. 19A is an equivalent circuit diagram in which the second transistor M2 is in an off state, and FIG. 19B is an equivalent circuit diagram in which the second transistor M2 is in an on state. As shown in FIGS. 19A and 19B, the potential of the connection node between the node N3 and the 1 × portion M2-1 is input to the activation assist circuit 25. The output signal of the start assist circuit 25 is input to the gate of the N-times portion M2-N at the input terminal of the start assist circuit 25. The start assist circuit 25 performs start assist according to the signal cnt. The signal cnt is a signal that becomes, for example, a high level only for a predetermined period after the activation signal is input.

図20A、図20B、図20Cは図19の起動補助回路25の出力ノードと第2トランジスタM2のゲートとの間に、第6切替器56を介挿した電流駆動回路100の回路図である。図20A〜図20Cの回路では、起動時に、起動補助回路25とノードN3の電位の両方を併用して第2トランジスタM2のゲートを駆動する。図20Aは第2トランジスタM2がオフ状態の場合、図20Bは第2トランジスタM2が起動時の場合、図20Cは第2トランジスタM2が起動後のオン状態の場合を示している。図20A〜図20Cの起動補助回路25は、図19と同様の第1切替器51と第5切替器55を備えている。図20A〜図20Cの第6切替器56は、起動補助回路25の出力ノードと第2トランジスタM2のゲートとを導通するか否かを切り替える。第2トランジスタM2がオフ状態の場合、図20Aのように、第1切替器51にて第2トランジスタM2のゲートを接地ノードに導通させる。また、第5切替器55と第6切替器56はオープン状態であり、第2トランジスタM2は完全にオフする。第2トランジスタM2が起動時の場合、図20Bに示すように、第1切替器51は第2トランジスタM2のゲートと接地ノードとの接続を遮断する。第5切替器55はノードN3と第2トランジスタM2のゲートとを接続する。第6切替器56は、起動補助回路25の出力ノードを第2トランジスタM2のゲートに接続する。
これにより、第2トランジスタM2は高速に起動する。第2トランジスタM2が起動後のオン状態の場合、図20Cに示すように、第1切替器51と第6切替器56はオープン状態になり、第5切替器55はノードN3と第2トランジスタM2のゲートとを接続する。
これにより、補助起動回路は切り離されて、第2トランジスタM2は、ノードN3の電位に基づいて動作する。
20A, 20B, and 20C are circuit diagrams of the current drive circuit 100 in which the sixth switch 56 is interposed between the output node of the auxiliary start circuit 25 of FIG. 19 and the gate of the second transistor M2. In the circuits of FIGS. 20A to 20C, at the time of startup, the gate of the second transistor M2 is driven using both the startup auxiliary circuit 25 and the potential of the node N3. FIG. 20A shows a case where the second transistor M2 is in an off state, FIG. 20B shows a case where the second transistor M2 is activated, and FIG. 20C shows a case where the second transistor M2 is in an on state after activation. 20A to 20C includes a first switch 51 and a fifth switch 55 similar to those in FIG. The sixth switch 56 in FIGS. 20A to 20C switches whether the output node of the auxiliary start-up circuit 25 and the gate of the second transistor M2 are conducted. When the second transistor M2 is off, the first switch 51 causes the gate of the second transistor M2 to conduct to the ground node as shown in FIG. 20A. Further, the fifth switch 55 and the sixth switch 56 are in an open state, and the second transistor M2 is completely turned off. When the second transistor M2 is activated, as shown in FIG. 20B, the first switch 51 cuts off the connection between the gate of the second transistor M2 and the ground node. The fifth switch 55 connects the node N3 and the gate of the second transistor M2. The sixth switch 56 connects the output node of the activation assist circuit 25 to the gate of the second transistor M2.
As a result, the second transistor M2 is activated at high speed. When the second transistor M2 is in an on state after startup, as shown in FIG. 20C, the first switch 51 and the sixth switch 56 are in an open state, and the fifth switch 55 is connected to the node N3 and the second transistor M2. Connect to the gate.
As a result, the auxiliary activation circuit is disconnected, and the second transistor M2 operates based on the potential of the node N3.

図21A、図21B、図21Cは、図20A〜図20Cとは異なり、起動時には、起動補助回路25のみで第2トランジスタM2のゲートを駆動する電流駆動回路100の回路図である。図21A〜図21Cは図19の回路に第6切替器56を追加した構成になっている。図21Aは第2トランジスタM2がオフ状態、図21Bは第2トランジスタM2の起動時、図21Cは第2トランジスタM2がオン状態の場合を示している。図21A〜図21Cの回路は、起動時において、第5切替器55がオープン状態になる点で図20A〜図20Cの回路とは異なる。起動時には、N倍部分M2-Nのゲートに起動補助回路25の出力ノードが接続され、1倍部分M2-1のゲートには起動補助回路25の出力ノードは接続されない。   21A, FIG. 21B, and FIG. 21C are circuit diagrams of the current driving circuit 100 that drives the gate of the second transistor M2 only by the auxiliary starting circuit 25 at the time of starting, unlike FIGS. 20A to 20C. 21A to 21C are configured by adding a sixth switch 56 to the circuit of FIG. 21A shows a case where the second transistor M2 is in an off state, FIG. 21B shows a case where the second transistor M2 is activated, and FIG. 21C shows a case where the second transistor M2 is in an on state. The circuits of FIGS. 21A to 21C are different from the circuits of FIGS. 20A to 20C in that the fifth switch 55 is in an open state at the time of startup. At the time of start-up, the output node of the start-up auxiliary circuit 25 is connected to the gate of the N-fold portion M2-N, and the output node of the start-up auxiliary circuit 25 is not connected to the gate of the one-time portion M2-1.

図22A、図22B、図22Cは、第2トランジスタM2が1倍部分M2-1とN倍部分M2-Nに分かれていない場合に、起動時に起動補助回路25とノードN3の電位の両方を併用して第2トランジスタM2のゲートを駆動する電流駆動回路100の回路図である。
図22Aは第2トランジスタM2がオフ状態、図22Bは第2トランジスタM2の起動時、図22Cは第2トランジスタM2がオン状態の場合を示している。図22における第1、第2及び第6切替器56の切替状態は図20と同様である。
22A, 22B, and 22C show that both the auxiliary auxiliary circuit 25 and the potential of the node N3 are used at the time of startup when the second transistor M2 is not divided into the 1-fold portion M2-1 and the N-fold portion M2-N. FIG. 5 is a circuit diagram of a current driving circuit 100 that drives the gate of the second transistor M2.
22A shows a case where the second transistor M2 is in an off state, FIG. 22B shows a case where the second transistor M2 is activated, and FIG. 22C shows a case where the second transistor M2 is in an on state. The switching states of the first, second and sixth switchers 56 in FIG. 22 are the same as those in FIG.

図23A、図23B、図23Cは、第2トランジスタM2が1倍部分M2-1とN倍部分M2-Nに分かれていない場合に、起動時に起動補助回路25とノードN3の電位の両方を併用して第2トランジスタM2のゲートを駆動する電流駆動回路100の回路図である。
図23Aは第2トランジスタM2がオフ状態、図23Bは第2トランジスタM2の起動時、図23Cは第2トランジスタM2がオン状態の場合を示している。図23における第1、第2及び第6切替器56の切替状態は図21と同様である。
FIG. 23A, FIG. 23B, and FIG. 23C show the case where both the auxiliary auxiliary circuit 25 and the potential of the node N3 are used at the time of startup when the second transistor M2 is not divided into the 1-fold portion M2-1 and the N-fold portion M2-N. FIG. 5 is a circuit diagram of a current driving circuit 100 that drives the gate of the second transistor M2.
23A shows a case where the second transistor M2 is in an off state, FIG. 23B shows a case where the second transistor M2 is activated, and FIG. 23C shows a case where the second transistor M2 is in an on state. The switching states of the first, second, and sixth switchers 56 in FIG. 23 are the same as those in FIG.

(一比較例の回路との相違)
図24は一比較例による電流駆動回路100の回路図である。図24の電流駆動回路100は、高耐圧の第1トランジスタM1にカスコード接続された低耐圧の第2トランジスタM2と、第3トランジスタM3と、第1電流源1と、第1差動増幅器61と、第2差動増幅器62とを備えている。第1差動増幅器61の非反転入力端子は、第1電流源1と第3トランジスタM3のドレインとの接続ノードに接続されている。第1差動増幅器61の反転入力端子は、第1トランジスタM1のソースと第2トランジスタM2のドレインとの接続ノードに接続されている。第1差動増幅器61の出力ノードは第1トランジスタM1のゲートに接続されている。第2差動増幅器62の非反転入力端子は、第1電流源1と第3トランジスタM3のドレインとの接続ノードに接続されている。第2差動増幅器62の反転入力端子には、所定の電圧を出力する電圧源63が接続されている。第2差動増幅器62の出力ノードは第2トランジスタM2のゲートに接続されている。
(Difference from the circuit of one comparative example)
FIG. 24 is a circuit diagram of a current driving circuit 100 according to a comparative example. The current drive circuit 100 of FIG. 24 includes a low breakdown voltage second transistor M2, cascode-connected to a high breakdown voltage first transistor M1, a third transistor M3, a first current source 1, a first differential amplifier 61, and the like. The second differential amplifier 62 is provided. The non-inverting input terminal of the first differential amplifier 61 is connected to a connection node between the first current source 1 and the drain of the third transistor M3. The inverting input terminal of the first differential amplifier 61 is connected to a connection node between the source of the first transistor M1 and the drain of the second transistor M2. The output node of the first differential amplifier 61 is connected to the gate of the first transistor M1. A non-inverting input terminal of the second differential amplifier 62 is connected to a connection node between the first current source 1 and the drain of the third transistor M3. A voltage source 63 that outputs a predetermined voltage is connected to the inverting input terminal of the second differential amplifier 62. The output node of the second differential amplifier 62 is connected to the gate of the second transistor M2.

図25は第1トランジスタM1のドレインに繋がるOUT端子から出力される出力電圧と、OUT端子から流れる出力電流との対応関係を示す曲線を示す図である。曲線w4は本実施形態による電流駆動回路100、曲線w5は図24の一比較例による電流駆動回路100を示している。曲線w4の方が曲線w5よりも立ち上がりが急峻であり、定電流性に優れていることがわかる。   FIG. 25 is a diagram illustrating a curve indicating a correspondence relationship between the output voltage output from the OUT terminal connected to the drain of the first transistor M1 and the output current flowing from the OUT terminal. A curve w4 shows the current drive circuit 100 according to the present embodiment, and a curve w5 shows the current drive circuit 100 according to one comparative example of FIG. It can be seen that the curve w4 has a sharper rise than the curve w5, and is superior in constant current characteristics.

図26(a)と図26(b)は本実施形態と一比較例による電流駆動回路100の出力電流の応答性を示す図である。図26(a)と図26(b)の横軸は時間、縦軸は出力電流である。図26(a)及び図26(b)では、本実施形態と一比較例による電流駆動回路100を200ns、400ns、600ns、800ns、1000nsの期間だけパルス駆動した場合の応答性を示しており、200ns〜1000nsの出力電流波形をw6〜w10で表している。図示のように、本実施形態では、起動直後に出力電流が一定になるのに対して、一比較例では、出力電流が一定になるまでの時間が長い。これにより、本実施形態では起動時間が短いことがわかる。   FIG. 26A and FIG. 26B are diagrams showing the response of the output current of the current drive circuit 100 according to this embodiment and a comparative example. In FIGS. 26A and 26B, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents output current. 26 (a) and 26 (b) show the responsiveness when the current driving circuit 100 according to the present embodiment and one comparative example is pulse-driven for a period of 200 ns, 400 ns, 600 ns, 800 ns, and 1000 ns. The output current waveform of 200 ns to 1000 ns is represented by w6 to w10. As illustrated, in the present embodiment, the output current becomes constant immediately after startup, whereas in one comparative example, the time until the output current becomes constant is long. Thereby, it turns out that starting time is short in this embodiment.

このように、第2の実施形態では、電流駆動回路100内に第7トランジスタM7又は抵抗素子R1を設けるため、所望の出力電流が第1トランジスタM1のドレインから出力されるように、第1トランジスタM1のゲート電圧を調整できる。また、第2の実施形態では、電流駆動回路100内に第8〜第12トランジスタM8〜M12を設けるため、第2トランジスタM2の起動を高速化することができる。さらに、第2の実施形態では、電流駆動回路100内に第11トランジスタM11を設けるため、第1トランジスタM1の起動を高速化できる。   Thus, in the second embodiment, since the seventh transistor M7 or the resistor element R1 is provided in the current driving circuit 100, the first transistor is set so that a desired output current is output from the drain of the first transistor M1. The gate voltage of M1 can be adjusted. In the second embodiment, since the eighth to twelfth transistors M8 to M12 are provided in the current driving circuit 100, the start-up of the second transistor M2 can be speeded up. Furthermore, in the second embodiment, since the eleventh transistor M11 is provided in the current driving circuit 100, the start-up of the first transistor M1 can be speeded up.

上述した第1及び第2の実施形態において、電流駆動回路100内に第1トランジスタM1を内蔵してもよいし、あるいは第1トランジスタM1を外付けしてもよい。   In the first and second embodiments described above, the first transistor M1 may be incorporated in the current driving circuit 100, or the first transistor M1 may be externally attached.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1 第1電流源、2 第2電流源、3 第3電流源、4 OTA、5 差動増幅器、6
第1電圧源、7 第2電圧源、8 第3電圧源、9 第4電流源、10 第1起動切替器、11 第2起動切替器、25 起動補助回路、100 電流駆動回路、
1 first current source, 2 second current source, 3 third current source, 4 OTA, 5 differential amplifier, 6
1st voltage source, 7 2nd voltage source, 8 3rd voltage source, 9 4th current source, 10 1st starting switch, 11 2nd starting switch, 25 starting auxiliary circuit, 100 current drive circuit,

Claims (10)

電流を出力する第1トランジスタと、
前記第1トランジスタにカスコード接続される第2トランジスタと、
前記第2トランジスタにカスコード接続される第3トランジスタと、
前記第3トランジスタ及び前記第2トランジスタに電流を供給する第1電流源と、
前記第3トランジスタとゲート同士を共通にする第4トランジスタと、
前記第2トランジスタとゲート同士を共通にし、前記第4トランジスタにカスコード接続される第5トランジスタと、
前記第4トランジスタ及び前記第5トランジスタに電流を供給する第2電流源と、
前記第3トランジスタ及び前記第4トランジスタとゲート同士を共通にし、前記第1トランジスタのゲート電圧を制御する第6トランジスタと、
前記第6トランジスタのドレイン電流を供給する第3電流源と、を備える、電流駆動回路。
A first transistor that outputs current;
A second transistor cascode-connected to the first transistor;
A third transistor cascode-connected to the second transistor;
A first current source for supplying current to the third transistor and the second transistor;
A fourth transistor sharing a gate with the third transistor;
A fifth transistor having a common gate to the second transistor and cascode-connected to the fourth transistor;
A second current source for supplying current to the fourth transistor and the fifth transistor;
A sixth transistor for controlling a gate voltage of the first transistor by sharing a gate with the third transistor and the fourth transistor;
And a third current source for supplying a drain current of the sixth transistor.
前記第2トランジスタは、前記第3乃至第6トランジスタよりもサイズが大きく、かつ、
起動信号が入力されてから所定期間、前記第1トランジスタ及び前記第2トランジスタの少なくとも一方の動作を高速化する起動補助回路を更に備える、請求項1に記載の電流駆動回路。
The second transistor is larger in size than the third to sixth transistors, and
2. The current drive circuit according to claim 1, further comprising a start assist circuit that speeds up an operation of at least one of the first transistor and the second transistor for a predetermined period after the start signal is input.
前記起動補助回路は、前記起動信号が入力されてから前記所定期間、前記第1トランジスタ及び前記第2トランジスタの少なくとも一方のゲート電流を増加させる、請求項2に記載の電流駆動回路。   3. The current drive circuit according to claim 2, wherein the activation assist circuit increases a gate current of at least one of the first transistor and the second transistor for the predetermined period after the activation signal is input. 前記起動補助回路は、
前記第1トランジスタのゲートに繋がる経路と、前記第2トランジスタのゲートに繋がる経路との少なくとも一方に介挿されるバッファと、
前記所定期間内は前記バッファを動作させ、前記所定期間経過後は、前記バッファをバイパスさせる切替回路と、を有する、請求項2に記載の電流駆動回路。
The starting auxiliary circuit is
A buffer interposed in at least one of a path connected to the gate of the first transistor and a path connected to the gate of the second transistor;
The current drive circuit according to claim 2, further comprising: a switching circuit that operates the buffer within the predetermined period and bypasses the buffer after the predetermined period has elapsed.
前記所定期間は、前記起動信号が入力されてから前記第2トランジスタのドレイン電流が所定の電流になるまでの期間である、請求項2乃至4のいずれか一項に記載の電流駆動回路。   5. The current drive circuit according to claim 2, wherein the predetermined period is a period from when the activation signal is input to when a drain current of the second transistor becomes a predetermined current. 6. 前記第6トランジスタにカスコード接続され、前記第6トランジスタとゲート同士を共通にする第7トランジスタを備える、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の電流駆動回路。   6. The current drive circuit according to claim 1, further comprising a seventh transistor that is cascode-connected to the sixth transistor and has a gate common to the sixth transistor. 前記第6トランジスタのドレイン電流が流れる経路上に介挿される抵抗素子を備える、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の電流駆動回路。   6. The current drive circuit according to claim 1, further comprising a resistance element interposed on a path through which a drain current of the sixth transistor flows. 前記第3トランジスタ、前記第4トランジスタ及び前記第6トランジスタとゲート同士を共通にする第8トランジスタと、
前記第2トランジスタ及び前記第5トランジスタとゲート同士を共通にし、前記第8トランジスタにカスコード接続される第9トランジスタと、
前記第8トランジスタ及び前記第9トランジスタのドレイン電流を供給する第4電流源と、
前記第4電流源と前記第8トランジスタとの接続ノードの電圧に基づいて、前記第2トランジスタ、前記第5トランジスタ及び前記第9トランジスタのゲート電圧を制御する第10トランジスタと、を備える、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の電流駆動回路。
An eighth transistor sharing a gate with the third transistor, the fourth transistor, and the sixth transistor;
A ninth transistor having a common gate to the second transistor and the fifth transistor and cascode-connected to the eighth transistor;
A fourth current source for supplying drain currents of the eighth transistor and the ninth transistor;
10. A tenth transistor that controls gate voltages of the second transistor, the fifth transistor, and the ninth transistor based on a voltage at a connection node between the fourth current source and the eighth transistor. The current drive circuit according to any one of 1 to 7.
前記第10トランジスタとゲート同士を共通にする第11トランジスタと、
前記第2乃至第11トランジスタとは異なる導電型で、前記第11トランジスタのドレイン電圧に応じて前記第1トランジスタのゲート電圧を制御する第12トランジスタと、を備える、請求項8に記載の電流駆動回路。
An eleventh transistor having a common gate with the tenth transistor;
The current drive according to claim 8, further comprising: a twelfth transistor having a conductivity type different from that of the second to eleventh transistors and controlling a gate voltage of the first transistor in accordance with a drain voltage of the eleventh transistor. circuit.
前記第2トランジスタ、前記第5トランジスタ及び前記第9トランジスタとゲート同士を共通にし、前記第4電流源からドレイン電流が供給される第13トランジスタを備える、請求項8又は9に記載の電流駆動回路。   10. The current drive circuit according to claim 8, further comprising a thirteenth transistor having a gate shared with the second transistor, the fifth transistor, and the ninth transistor and supplied with a drain current from the fourth current source. 11. .
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