JP2554682B2 - 定電流発生回路 - Google Patents

定電流発生回路

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JP2554682B2 JP62324433A JP32443387A JP2554682B2 JP 2554682 B2 JP2554682 B2 JP 2554682B2 JP 62324433 A JP62324433 A JP 62324433A JP 32443387 A JP32443387 A JP 32443387A JP 2554682 B2 JP2554682 B2 JP 2554682B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電源電圧の変動に対し一定の電流を発生
するように構成された定電流発生回路に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
第6図は従来の定電流発生回路装置を示す図であり、
トランジスタのベース・エミツタ間の電圧を精度よく電
流に変換し、この電流を源とすることにより、電源電圧
の変動に対して出力電圧を確実に安定化でき、さらにト
ランジスタのベース・エミツタ間の電圧が持つ特有の温
度特性を出力電流特性として有するようにしたものであ
る。図において、第1トランジスタQ1と第2トランジス
タQ2はPNP型トランジスタで構成し、第3トランジスタQ
3と第6トランジスタQ6はNPN型トランジスタで構成す
る。第1トランジスタQ1のエミツタは第2トランジスタ
Q2のエミツタに接続し、この接続点を電源端子Vccとす
る。第1トランジスタQ1のベースは第2トランジスタQ2
のベースとコレクタに接続し、第1トランジスタQ1のコ
レクタは第3トランジスタQ3のベースと第6トランジス
タQ6のコレクタに接続し、第3トランジスタQ3のエミツ
タは第6トランジスタQ6のベースと第6抵抗R6の一方の
端子に接続し、第6トランジスタQ6のエミツタは第6抵
抗R6の他方の端子に接続し、この接続点を接地端子GND
とする。そして前記の電源端子Vccと前記の接地端子GND
の間に本発明の回路を動作させるための電源に接続す
る。そして第1トランジスタQ1と第2トランジスタQ2で
構成するカレントミラー回路から、電流を供給しようと
するものである。
次に動作について説明する。この回路がすでに動作を
開始していると仮定すると、第6トランジスタQ6のベー
ス・エミツタ間の電圧VBE(Q6)を、第6抵抗R6の値R6
で割算した形で第3トランジスタQ3のコレクタ電流Ic
(Q3)が決定される。
ここで、第1と第2のトランジスタQ1,Q2の各々のベ
ースと各々のエミツタが相互に接続され、第2トランジ
スタQ2のコレクタ電流Ic(Q2)を基準電流とするカレン
トミラー回路が構成されているので第1トランジスタQ1
のコレクタ電流Ic(Q1)は第2トランシスタQ2のコレク
タ電流Ic(Q2)に依存して流れるので次式が成立する。
Ic(Q2)=Ic(Q3) (2) Ic(Q1)=Ic(Q2) (3) さらに第1トランジスタQ1のコレクタ電流Ic(Q1)は
第6トランジスタQ6のコレクタ電流Ic(Q6)として供給
されるから(1),(2),(3)式より次式が成立す
る。
したがつて電源電圧の変動に対して第6トランジスタ
Q6のコレクタ電流Ic(Q6)は、前記(4)式よりわかる
ように影響を受けないため、カレントミラー回路を用い
て基準電流に等しい電流を出力として取り出すことによ
り安定した電流を供給することができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の定電流発生回路は以上のように電源端子と接地
端子の間に3段のトランジスタがあるので、電源電圧と
して第3、第6トランジスタのベース・エミツタ間電圧
と第1トランジスタのコレクタ・エミツタ間電圧の和、
2VBE+VCE=1.5(v)以上必要であり、また、カレント
ミラーを構成する各トランジスタのアーリ効果を補償す
る回路とはなつていないので、各トランジスタのベース
電流による出力電流値の誤差が生じるなどの問題があつ
た。
この発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、電源電圧と接地端子間のトランジスタを2
段にして、電源電圧がVBE+VCE=0.9(v)以上あれば
動作可能であり、かつカレントミラー回路を構成する各
トランジスタのアーリ効果を補償するように構成した定
電流発生回路を提供することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る定電流発生回路は、第1トランジスタ
と第2トラジスタでカレントミラー回路を構成し、この
回路の基準電流を発生する第3トランジスタと第1抵抗
から成る回路を接続し、カレントミラー回路のベースを
第4トランジスタを介して接地したものである。
〔作用〕
この発明ではカレントミラー回路のベースと接地端子
の間に第4トランジスタを挿入することにより、第1ト
ランジスタのコレクタ・エミツタ間電圧と第3トランジ
スタのベース・エミツタ間電圧以上の電源電圧により動
作可能となり、かつカレントミラー回路のトランジスタ
のアーリ効果を補償している。
〔発明の実施例〕
第1図はこの発明の一実施例である。まず第6図と比
較して第1図を見ると、第6図における第6トランジス
タQ6と第6抵抗R6を取りはずし、第6トランジスタの代
わりに第1抵抗R1を挿入して一方の端子を第3トランジ
スタQ3のベースに接続し、第2トランジスタQ2のベース
とコレクタの相互接続を第4トランジスタQ4で行ない、
第4トランジスタQ4のコレクタとベースは各々、第2ト
ランジスタQ2のベースとコレクタに接続し、第4トラン
ジスタQ4のエミツタは第1抵抗R1の他方の端子と第3ト
ンランジスタQ3のエミツタに接続し、この接続点を接地
端子GNDとして本回路が構成されていることが分かる。
次の動作について説明する。電源電圧が電源端子Vcc
と接地端子GND間に供給されると、第1トランジスタQ1
のエミッタからベースに電流が流れ、このベース電流に
よって第1トランジスタQ1のコレクタ電流が第1抵抗R1
に流れる。これにより、第1抵抗R1の電圧降下により電
圧が発生し、第3トランジスタQ3に電流が供給され、そ
の第3トランジスタQ3のコレクタ電流が流れて、第2ト
ランジスタQ2のコレクタ電流を流すように働く。そして
第2トランジスタQ2のコレクタ電流をベース電流として
動作する第4トランジスタQ4のコレクタ電流を制御す
る。この第4トランジスタQ4のコレクタ電流が増大する
と第1トランジスタQ1のコレクタ電流が増大し、第1抵
抗R1での電圧降下も増大し、さらに、第3トランジスタ
Q3のベース電流が増大するため、第3トランジスタQ3の
コレクタ電位が下がり始めると、第4トランジスタQ4の
ベース電流が減少する方向になり負帰還がかかるように
なる。このようにして、回路が安定状態となる。
そして、このように回路がすでに安定している場合、
第1トランジスタQ1のコレクタ電流として、第3トラン
ジスタQ3のベース・エミツタ間電圧VBE(Q3)を第1抵
抗R1の値R1で割算した値が得られる。
そしてこの第1トランジスタQ1のコレクタ電流Ic(Q
1)は、第1と第2のトランジスタQ1,Q2で構成されたカ
レントミラー回路に供給され、第4トランジスタQ4は遮
断状態にあるので第3トランジスタQ3のコレクタ電流Ic
(Q3)は次式で表わされる。
したがって、式(5),式(6)に示すたように、い
ずれにおいても第3トランジスタQ3のベース・エミッタ
間電圧VBEを第1抵抗R1で割れば、一定のコレクタ電流I
cを得ることができ、すなわち、絶対温度Tに比例した
電流である第3トランジスタQ3のベース・エミッタ間電
圧VBEに依存した一定電流を作り出すことができる。
また電源電圧の変動により第3トランジスタQ3のコレ
クタ電流Ic(Q3)は影響を受けず、カレントミラー回路
から取り出した出力電流も電源電圧の変動に影響されな
い回路となつている。
さらに第6図に示す従来回路ではトランジスタが3段
に接続されていたため電源電圧として第3、第6トラン
ジスタQ3,Q6のコレクタ・エミツタ間電圧と第1トラン
ジスタQ1のコレクタ・エミツタ間電圧の和として2VBE
VCE=1.5(v)が必要であつたのに対し、第1図に示す
この発明回路ではトランジスタは2段ですむことから電
源電圧は第3トランジスタQ3のベース・エミツタ間電圧
と第1トランジスタQ1のコレクタ・エミツタ間電圧の和
VBE+VCE=0.9(v)で動作可能となつている。そして
この発明回路ではカレントミラー回路を構成する各トラ
ンジスタは、そのコレクタ・エミツタ間電圧の定電流領
域で動作し、アーリ効果を補償する構成となつているた
め、前記のカレントミラー回路を構成する各トランジス
タのベース電流による出力電流値の誤差を減少すること
ができ、より精度が向上していることがわかる。
第2図にこの発明の第2の実施例を示す。まず第1図
と比較して第2図を見ると、これは前記第1,第2トラン
ジスタQ1,Q2の各エミツタと前記の電源端子Vccとの間に
それぞれ第2、第3抵抗R2,R3を挿入して、各抵抗に電
圧降下をさせることによりこれらの素子で構成されるカ
レントミラー回路の精度を向上させるようにしたもので
ある。
次に第3図はこの発明の第3の実施例を示す。第1図
と比較して第3図を見るとカレントミラー回路を構成す
る第1、第2トランジスタQ1,Q2のベース・エミツタ間
に第1ダイオードD1が挿入され、第4トランジスタQ4の
ベース・コレクタ間に位相補償コンデンサを挿入して位
相補償性能を向上させて動作の安定化をはかつたもので
あることがわかる。
次に第4図はこの発明の定電流発生回路の出力回路を
示したものであり、これはその一実施例にすぎない。第
1図と比較して第4図を見ると、カレントミラー回路を
構成するトランジスタのベースに各ベースが、エミツタ
に各エミツタが接続され、各コレクタを出力端子OUTPUT
とするPNP型トランジスタの第7,第8,…,第nトランジ
スタQ7,Q8,…,Qnを接続して、カレントミラー回路によ
り第1トランジスタQ1のコレクタ電流と等しい電流を出
力できるようにしている。
次に第5図はこの発明の定電流発生回路の起動回路S
を付加したものであり、これはこの発明の回路を起動す
るための一実施例にすぎない。第1図と比較して第5図
を見ると、これは第1図の回路にNPN型の第5トランジ
スタQ5と第5抵抗R5が追加されていることがわかる。こ
こで第5トランジスタQ5のベースは前記第2トランジス
タQ2のベースに接続され、第5トランジスタQ5のコレク
タは前記の電源端子Vccに接続され、第5トランジスタQ
5のエミツタは第5抵抗R5の一方の端子に接続され、第
3抵抗R3の他方の端子は前記の接地端子GNDに接続され
ている。
まず第5図の回路に電源が投入されると、第1,第2ト
ランジスタQ1,Q2のエミツタからベースに抜けて電流が
流れ、さらに第5トランジスタQ5のベースからエミツタ
に抜け、第5抵抗R5を介して接地端子GNDに流れる。し
たがつて第1,第2トランジスタQ1,Q2のベース電流が流
れたことにより各トランジスタQ1,Q2にコレクタ電流が
流れる。特に第2トランジスタQ2のコレクタ電流は第4
トランジスタQ4のベース電流となつて流れることにより
第4トランジスタQ4のコレクタ電流が流れる。したがつ
て第1トランジスタQ1のコレクタ電流が増加して第1抵
抗R1による電圧降下が増加するため第3トランジスタQ3
のベース電流が流れ、そして第3トランジスタQ3のコレ
クタ電流が流れる。このコレクタ電流が増加することに
より第4トランジスタQ4のベース電流は減少して第4ト
ランジスタQ4のコレクタ電流も減少するので、第1トラ
ンジスタQ1のコレクタ電流が減り、第1抵抗R1による電
圧降下も減少するので負帰還がかかつて動作が安定す
る。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、第1および第2ト
ランジスタのベース同士を接続すると共にエミッタ同士
の接続点に電源端子を接続し、第1トランジスタのコレ
クタと第3トランジスタのベースを接続すると共に、第
2および第3トランジスタのコレクタ同士を接続し、第
4トランジスタのコレクタは第1トランジスタのベース
に、第4トランジスタのベースは第3トランジスタのコ
レクタに、第4トランジスタのエミッタは第3トランジ
スタのエミッタにそれぞれ接続し、その第4トランジス
タのエミッタの接続点を接地端子と接続するように構成
したので、絶対温度に比例した電流である第3トランジ
スタのベース・エミッタ間電圧に依存した一定電流を作
り出すことができる。また、第1トランジスタのコレク
タ・エミッタ間電圧と第3トランジスタのベース・エミ
ッタ間電圧を加えた0.9v程度の低い電源電圧により動作
できる。さらに、アーリ効果を補償することができるの
で、電源電圧変動に対して出力の電流変動を抑えること
ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す回路図、第2図は第
1図の回路に対してカレントミラー性能向上を実現した
この発明の一実施例を示す回路図、第3図は第1図の回
路に対して位相補償性能向上を実現したこの発明の第2
の実施例を示す回路図、第4図はこの発明回路の出力回
路例を付加した第3の実施例を示す回路図、第5図はこ
の発明回路に対して起動回路を付加した第4の実施例を
示す回路図、第6図は従来の定電流発生回路を示す図で
ある。 図中、Q1ないしQnは第1ないし第nのトランジスタ、R1
ないしR6は第1ないし第6の抵抗、C1はコンデンサ、D1
はダイオード、Vccは電源端子、GNDは接地端子、OUTPUT
(1)ないしOUTPUT(n)は第1ないし第n出力端子、
Oは出力回路、Sは起動回路である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−137717(JP,A) 特開 昭62−117019(JP,A) 特開 昭60−160708(JP,A) 特開 昭60−223308(JP,A) 実開 昭55−150426(JP,U) 実開 昭59−125116(JP,U)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電型を同一にするトランジスタから成る
    第1トランジスタおよび第2トランジスタと、前記第1
    および第2トランジスタとは導電型を異にするトランジ
    スタから成る第3トランジスタおよび第4トランジスタ
    と、前記第3トランジスタのベース・エミッタ間に接続
    された第1抵抗とを備え、電源端子を前記第1および第
    2トランジスタのエミッタ同士の接続点に接続すると共
    に、それら第1および第2トランジスタのベース同士を
    接続し、前記第1トランジスタのコレクタと前記第3ト
    ランジスタのベースを接続すると共に、前記第2および
    第3トランジスタのコレクタ同士を接続し、前記第4ト
    ランジスタのコレクタは前記第1トランジスタのベース
    に、前記第4トランジスタのベースは前記第3トランジ
    スタのコレクタに、前記第4トランジスタのエミッタは
    前記第3トランジスタのエミッタにそれぞれ接続し、そ
    の第4トランジスタのエミッタの接続点を接地端子と接
    続したことを特徴とする定電流発生回路。
  2. 【請求項2】第1トランジスタのエミッタに第2抵抗
    を、第2トランジスタのエミッタに第3抵抗をそれぞれ
    接続し、それら第2抵抗および第3抵抗の他端を電源端
    子と接続したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の定電流発生回路。
  3. 【請求項3】第1トランジスタのエミッタにアノード
    を、前記第1トランジスタのベースにカソードをそれぞ
    れ接続されたダイオードを設けたことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の定電流発生回路。
  4. 【請求項4】第4トランジスタのベース・コレクタ間に
    接続されたコンデンサを設けたことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の定電流発生回路。
  5. 【請求項5】第4トランジスタのエミッタと接地端子間
    に接続された第4抵抗を設けたことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の定電流発生回路。
  6. 【請求項6】第1トランジスタと導電型を同一にする第
    7,第8,・・・第n(nは9以上の整数)トランジスタを
    設け、前記第1トランジスタとそれら第7,第8,・・・第
    nトランジスタのエミッタ同士およびベース同士を接続
    し、前記第7,第8,・・・第nトランジスタのそれぞれの
    コレクタから電流を出力するようにしたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の定電流発生回路。
  7. 【請求項7】第1トランジスタのベース電流を入力し、
    当該定電流発生回路を起動する起動回路を設けたことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の定電流発生回
    路。
  8. 【請求項8】第2トランジスタのベース電流を入力し、
    当該定電流発生回路を起動する起動回路を設けたことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の定電流発生回
    路。
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