JP2888612B2 - 電流源回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、特に電源電圧に比例し、抵抗に反比例し
た電流出力が得られる電流源回路に関する。

（従来の技術） 従来、電源電圧に比例した電流が得られる電流源回路
として第２図に示すような回路が知られている。これは
トランジスタQ₁のエミッタと基準電位点の間に抵抗R₁を
接続し、ベースを抵抗R₃を介して電圧源Ｖrefに接続す
るとともに、ベースと基準電位点をダイオード接続した
トランジスタQ₂、Q₃および抵抗R₂の直列回路で接続し、
トランジスタQ₁のコレクタから電流出力I₀を得るように
したものである。

このような回路では、トランジスタQ₂、Q₃およびQ₁の
ベース・エミッタ電圧V_Fが全て等しいとすると、トラン
ジスタQ₁のコレクタ電流 I₀は、 ここで、R₂＝R₃とすると、 I₀＝1/2R₁・Ｖref すなわち、トランジスタQ₁のエミッタ電圧がＶref/2
となり、この電圧を抵抗R₁で割算したものがトランジス
タQ₁のコレクタ電流I₀となるので、Q₁のコレクタ電流I₀
は電圧源Ｖrefに比例し、抵抗R₁に反比例する。

したがって、このコレクタ電流I₀をカレントミラー回
路等を用いる適当な抵抗に供給することで電圧源Ｖref
のみに比例した任意の電圧が得られる。特にIC化した場
合、トランジスタや抵抗の相対精度が優れているので、
精度の良い電流出力または電圧が得られる。

しかしながら、実際には各トランジスタQ₁〜Q₃のベー
スに流れる電流には誤差を生じている。簡単のため、各
トランジスタQ₁〜Q₃のエミッタ電流I_E、ベース電流I_Bが
等しいとして説明すると、抵抗R₂にI_Eの値の電流が流
れ、抵抗R₃にはI_E＋I_Bの値の電流が流れる。抵抗R₁を流
れる電流はI_Eであるが、トランジスタQ₁のコレクタ電流
I₀はI_E−I_Bとなる。これにより、トランジスタQ₁のエミ
ッタ電圧はＶref/2となるばかりか、トランジスタQ₁の
コレクタ電流I₀はエミッタ電圧を抵抗R₁で割算したもの
からずれてしまう。

このため、トランジスタQ₁のコレクタ電流I₀は正確に
電圧源Ｖrefに比例し、抵抗R₁に反比例しておらず、こ
の電流をカレントミラー等で適当な抵抗に供給しても電
圧源Ｖrefに比例した任意の電圧を得られないという問
題を生じている。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように従来の電流源回路では、ベース電流
の影響により正確に電圧源に比例し、抵抗に反比例した
電流出力が得られず、任意の電圧源に比例した電圧が得
られないという問題があった。

この発明はベース電流による誤差の発生を減少させ、
精度良く電圧源に比例し、抵抗に反比例した電流出力が
得られる電流源回路を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明の電流源回路は、第１のトランジスタのエミ
ッタを第１の抵抗を介して基準電位点に接続するととも
に第２のトランジスタのベースに接続し、第２のトラン
ジスタのエミッタを第２の抵抗を介して基準電位点に接
続し、前記第１のトランジスタのベースを第３の抵抗を
介して電圧源に接続するとともに第２のトランジスタの
コレクタ電流路と接続し、前記第１のトランジスタのコ
レクタから電流出力を得るようにしたものである。

（作用） このように構成した電流源回路では、第１に、第２の
トランジスタのベース電流分だけ抵抗を流れる電流を減
少させるので、第２、第３の抵抗を流れる電流が等しく
なり、第１のトランジスタQ₁のエミッタから正確に電圧
源に比例した電圧が得られる。第２に、第２のトランジ
スタのベース電流分だけ第１の抵抗を流れる電流を減少
させるので、第１のトランジスタのコレクタ電流と第１
の抵抗を流れる電流が等しくなる。

したがって、第１のトランジスタのコレクタから正確
に電圧源に比例し、抵抗に反比例した電流出力が得られ
る。

（実施例） 以下、この発明の一実施例につき第１図を参照して詳
細に説明する。

第１図はトランジスタQ₁のエミッタと基準電圧点を抵
抗R₁を介して接続するとともに、トランジスタQ₂のベー
スに接続し、トランジスタQ₂のエミッタを抵抗R₂を介し
て基準電圧点に接続し、トランジスタQ₁のベースは抵抗
R₃を介して電圧源Ｖrefに接続するとともに、ダイオー
ド接続したトランジスタQ₃からコレクタ電流路を介して
トランジスタQ₂のコレクタと接続し、トランジスタQ₁の
コレクタから電流出力を得るようにしたものである。

このような構成において、抵抗R₂とR₃を等しく、トラ
ンジスタQ₁〜Q₃のベース・エミッタ電圧をV_F、トランジ
スタQ₂のエミッタ電流をI_E、抵抗R₁を流れる電流をI_R、
トランジスタQ₁〜Q₃のベース電流をI_Bとすると、第１図
に説明したように、抵抗R₂とR₃を流れる電流は等しくI_E
となる。したがって、トランジスタQ₁にエミッタ電圧は
正確にＶref/2となる。

また、トランジスタQ₁のエミッタ電流はI_R＋I_Bとなる
ので、コレクタ電流I_OはI_Rとなり、抵抗R₁を流れる電流
と等しくなる。すなわち、トランジスタQ₁のコレクタか
ら正確に電圧源Ｖrefに比例し、抵抗R₁に反比例した電
流出力が得られる。特にIC化した場合、トランジスタや
抵抗の相対精度が優れているので、精度の良い回路が実
現できる。なお、厳密にいえばトランジスタQ₁〜Q₃のベ
ース電流I_Bは等しくならないが、ほとんど無視できる程
度の誤差である。

この発明は電流源だけでなく電圧源としても用いるこ
とができる。上記の説明からわかるように、トランジス
タQ₁またはQ₃のエミッタから正確にＶref/2に等しい電
圧が得られる。但し、電圧の取出すために、たとえばト
ランジスタのベースを接続した場合は、このベース電流
の補償をしないと電流出力に誤差を生じる。もし、ベー
ス電流の補償がない場合に、トランジスタQ₃のエミッタ
から電圧を取出した方が誤差の増加を少なくできる。何
故ならば、トランジスタQ₁のエミッタから電圧を取出そ
うとすると、ベース電流はそのままトランジスタQ₁のコ
レクタ電流となり全て誤差となるが、トランジスタQ₃の
エミッタから電圧を取出す場合は、トランジスタのベー
ス・エミッタ電圧が一定で抵抗R₂＝R₃とすると、ベース
電流は1/2、R₂／R₁倍だけしかトランジスタQ₁のコレク
タ電流とならないからである。

本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、種
々の変形が可能である。たとえば、コレクタ電流路であ
るトランジスタQ₃はダイオードでもよく、さらに言えば
トランジスタQ₃を省略しトランジスタQ₂のコレクタを直
接トランジスタQ₁のベースに接続してもよい。但し、こ
の場合の電圧の取出しはトランジスタQ₁のエミッタのみ
になる。当然のことながら、NPNトランジスタをPNPトラ
ンジスタに置換えたりもできる。

［発明の効果］ 以上述べたように、この発明によれば、ベース電流に
よる誤差の発生を少なくしたことにより、電圧源に比例
し、抵抗に反比例した正確な電流出力が得られるばかり
か、電圧源に比例した正確な電圧出力を得ることもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電流源回路の一実施例を示す回路
図、第２図は従来の電流源回路を示す回路図である。 Q₁、Q₂、Q₃……トランジスタ R₁、R₂、R₃……抵抗 Ｖref……電圧源

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１のトランジスタのエミッタを第１の抵
   抗を介して基準電位点に接続するとともに第２のトラン
   ジスタのベースに接続し、前記第２のトランジスタのエ
   ミッタを第２の抵抗を介して基準電位点に接続し、前記
   第１のトランジスタのベースを第３の抵抗を介して電圧
   源に接続するとともに第２のトランジスタのコレクタ電
   流路と接続し、前記第１のトランジスタのコレクタから
   電流出力を得るようにしたことを特徴とする電流源回
   路。
2. 【請求項２】コレクタ電流路はPN接合を含むことを特徴
   とする請求項１記載の電流源回路。
3. 【請求項３】第１のトランジスタのエミッタから電圧を
   得ることを特徴とする請求項１記載の電流源回路。
4. 【請求項４】第２のトランジスタのコレクタから電圧を
   得ることを特徴とする請求項１記載の電流源回路。