JP3052818B2 - Constant current circuit - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は定電流回路に関し、
特にMOS集積回路化に好適な定電流回路に関する。The present invention relates to a constant current circuit,
In particular, the present invention relates to a constant current circuit suitable for MOS integration.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のこの種のMOSトランジスタで構
成される定電流回路としては、例えば、演算増幅器をボ
ルテージフォロワ構成にした従来の第1の定電流回路
や、カレントミラー回路とその電流を受ける2つのトラ
ンジスタと抵抗で構成されるセルフバイアス形の従来の
第2の定電流回路回路、およびドレインとゲートを共通
接続しこの共通接続ドレイン・ゲートに抵抗を負荷した
一般的な従来の第3の定電流回路回路が知られている。2. Description of the Related Art As a conventional constant current circuit composed of MOS transistors of this type, for example, a first conventional constant current circuit having an operational amplifier in a voltage follower configuration, a current mirror circuit and a current mirror circuit are received. A second conventional constant current circuit of a self-bias type composed of two transistors and a resistor; and a third conventional general circuit in which a drain and a gate are connected in common and a resistance is loaded on the common connection drain / gate. A constant current circuit is known.
【0003】従来の第1の定電流回路を回路図で示す図
5を参照すると、この図に示す定電流回路は、P.Rグ
レイ他著,永田穣監訳,超LSIのためのアナログ集積
回路設計技術,下巻,培風館(1990年),第310
頁(文献1)に記載されたもので、演算増幅1と、演算
増幅器1の正入力端に接続した電圧Vrの基準電圧回路
2と、正電源Dがドレインに演算増幅器1の出力端がゲ
ートにそれぞれ接続したトランジスタM101と、1端
がトランジスタM101のソースおよび演算増幅器1の
反転入力端に他端が負電源Eにそれぞれ接続した抵抗R
1と、正電源D,負電源Eに電位差すなわち電圧Vおよ
び回路動作電流を供給する基準電圧源8とを備える。[0005] Referring to FIG. 5 showing a circuit diagram of a first conventional constant current circuit, the constant current circuit shown in FIG. R Gray et al., Translated by Minoru Nagata, analog integrated circuit design technology for VLSI, 2nd volume, Baifukan (1990), 310
An operational amplifier 1, a reference voltage circuit 2 for a voltage Vr connected to a positive input terminal of the operational amplifier 1, a drain of a positive power supply D, and a gate of an output terminal of the operational amplifier 1. And a resistor R having one end connected to the source of the transistor M101 and the inverting input end of the operational amplifier 1 and the other end connected to the negative power supply E, respectively.
1 and a reference voltage source 8 for supplying a potential difference, that is, a voltage V and a circuit operating current to the positive power supply D and the negative power supply E.
【0004】図5を参照して従来の第1の定電流回路の
動作について説明すると、演算増幅器1がボルテージフ
ォロワの構成となっており、正入力端への基準電圧回路
2からの基準電圧Vrの供給に応答して反転入力端にも
電位Vrが発生するように動作する。演算増幅器1の出
力端と反転入力端との間にはトランジスタM101のゲ
ート・ソースが接続され、また、反転入力端は抵抗R1
を経由して接地されている。これにより、トランジスタ
M101のドレインに加わる電圧Vが変化しても抵抗R
1の両端には常に電位差Vrが生じているため、ドレイ
ンには定電流I=(Vr/R1)なる電流が流れ続け
る。Referring to FIG. 5, the operation of the first conventional constant current circuit will be described. The operational amplifier 1 has a voltage follower configuration, and a reference voltage Vr from a reference voltage circuit 2 to a positive input terminal. Operates in such a manner that the potential Vr is also generated at the inverting input terminal in response to the supply of V. The gate and source of the transistor M101 are connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier 1, and the inverting input terminal is connected to the resistor R1.
Is grounded via As a result, even if the voltage V applied to the drain of the transistor M101 changes, the resistance R
Since a potential difference Vr is always generated at both ends of the transistor 1, a current of constant current I = (Vr / R1) continues to flow through the drain.
【0005】特開平5−191166号公報(文献2)
およびR.グレゴリアン他著,信号処理用アナログMO
S集積回路,ジョン・ウィリイ・アンド・サンズ社,
(R.Gregorian et al.,Analo
g MOS Integrated Circuits
for Signal Processing,Jo
hn Willy & Sons)1986年,第12
7頁(文献3)等に記載された従来の第2の定電流回路
を回路図で示す図6を参照すると、この図に示す定電流
回路は、PMOSトランジスタM13,M14から成る
カレントミラー回路3と、トランジスタM13,M14
の電流をそれぞれ受けるNMOSトランジスタM11,
M12と、トランジスタM12のソースと接地間に接続
した抵抗R1と、初期起動用のスタートアップ回路4
と、第1の定電流回路と共通の基準電圧源8とを備え
る。JP-A-5-191166 (Reference 2)
And R. Gregorian et al., Analog MO for signal processing
S Integrated Circuit, John Willy and Sons,
(R. Gregorian et al., Analo.
g MOS Integrated Circuits
for Signal Processing, Jo
hn Willy & Sons) 1986, 12th
Referring to FIG. 6 showing a circuit diagram of a second conventional constant current circuit described on page 7 (Reference 3) and the like, the constant current circuit shown in FIG. 6 is a current mirror circuit 3 including PMOS transistors M13 and M14. And transistors M13 and M14
NMOS transistors M11 each receiving the current of
M12, a resistor R1 connected between the source of the transistor M12 and the ground, and a startup circuit 4 for initial startup.
And a first constant current circuit and a common reference voltage source 8.
【0006】図6を参照して従来の第2の定電流回路の
動作について説明すると、この定電流回路はセルフバイ
アス形回路になっているため、スタートアップ回路3か
ら供給したスタート信号により動作を開始する。カレン
トミラー回路3を構成するトランジスタM13,M14
のサイズは等しく、この電流を受けるトランジスタM1
1,M12のサイズは異なり、ソースに抵抗R1が接続
した方のトランジスタM12のサイズを大きくしてい
る。これにより、抵抗R1には(VGS1 −VGS2)/R
1の電流Iが流れる。ここで、VGS1 ,VGS2 はそれぞ
れトランジスタM11,M12のゲート・ソース間電圧
である。また、この電流Iはカレントミラー回路3の動
作により、トランジスタM11,M12にそれぞれ等し
く流れる。これらの条件より電流Iを求めていくと、最
終的には次式(1)で示す定電流が得られる。 I=(1/R2 ×k)×[(W/L)1 -1/2/(W/L)2 -1/2]2 …(1) ただし、k=μ×COX/2,μ:電子の移動度,COX:
ゲート酸化膜容量をそれぞれ示す。The operation of the second conventional constant current circuit will be described with reference to FIG. 6. Since this constant current circuit is a self-biased circuit, the operation is started by a start signal supplied from the start-up circuit 3. I do. Transistors M13 and M14 constituting current mirror circuit 3
Are equal in size and the transistor M1 receiving this current
1 and M12 are different in size, and the size of the transistor M12 having the source connected to the resistor R1 is increased. As a result, the resistance R1 has (V GS1 −V GS2 ) / R
One current I flows. Here, V GS1 and V GS2 are gate-source voltages of the transistors M11 and M12, respectively. The current I flows equally through the transistors M11 and M12 by the operation of the current mirror circuit 3. When the current I is obtained from these conditions, a constant current represented by the following equation (1) is finally obtained. I = (1 / R 2 × k) × [(W / L) 1 -1 / 2 / (W / L) 2 -1/2 ] 2 (1) where k = μ × C OX / 2 μ: electron mobility, C OX :
The gate oxide film capacitance is shown.
【0007】従来の第3の定電流回路を回路図で示す図
7を参照すると、この図に示す定電流回路は、ドレイン
とゲートを共通接続しソースに正電源Dを接続したトラ
ンジスタM1とトランジスタM1の共通接続ドレイン・
ゲートと負電源E間に接続した抵抗R1とをから成る電
流制御回路5と、第1の定電流回路と共通の基準電圧源
8とを備える。FIG. 7 is a circuit diagram showing a third conventional constant current circuit. The constant current circuit shown in FIG. 7 includes a transistor M1 having a drain and a gate commonly connected and a source connected to a positive power supply D and a transistor M1 and a transistor M1. M1 common connection drain
A current control circuit 5 including a gate and a resistor R1 connected between the negative power supply E and a reference voltage source 8 common to the first constant current circuit.
【0008】図7を参照して従来の第3の定電流回路の
動作について説明すると、トランジスタM1のソースと
抵抗R1の負電源側との間すなわち正電源Dと負電源E
間の電位差電位差をVとすれば、抵抗R1には電流I=
(V−VGS)/R1の定電流が流れる。The operation of the third conventional constant current circuit will be described with reference to FIG. 7. The operation between the source of the transistor M1 and the negative power supply of the resistor R1, that is, the positive power supply D and the negative power supply E
Assuming that the potential difference between the two is V, the current I =
A constant current of (V−V GS ) / R1 flows.
【0009】コンピュータシミュレーションにより解析
した従来の第2の定電流回路の抵抗値の変動に対する電
流変動特性の例を図8(A)に、従来の第3の定電流回
路の電圧電流特性の例を図8(B)にそれぞれ示す。FIG. 8A shows an example of a current variation characteristic with respect to a change in the resistance value of the second conventional constant current circuit analyzed by computer simulation, and FIG. 8A shows an example of a voltage-current characteristic of the third conventional constant current circuit. Each is shown in FIG.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の第1の
定電流回路は、演算増幅器と基準電圧回路とを必要とす
るので回路規模,占有回路面積ともに大きく、また、こ
の演算増幅器の動作用の別の定電流回路を必要とするこ
とと、これら演算増幅器,基準電圧回路を十分動作させ
るための電源の所要電圧が高いため、与えられた電源電
圧にに対して定電流領域が狭くなるという欠点があっ
た。The above-described first conventional constant current circuit requires an operational amplifier and a reference voltage circuit, so that both the circuit scale and the occupied circuit area are large. Requires a constant current circuit, and the required voltage of the power supply for sufficiently operating the operational amplifier and the reference voltage circuit is high, so that the constant current region becomes narrow for a given power supply voltage. There were drawbacks.
【0011】また、従来の第2の定電流回路は、セルフ
バイアス形回路であるため、外部スタートアップ回路等
により起動トリガを供給しないと回路の動作保証が不可
能であるという欠点があった。また、この定電流回路で
は実用上数十ナノA〜数マイクロA程度の微小な定電流
値しか得ることができないことと、この電流値は式
(1)に示すように1/R2 に比例するので、1/Rに
比例する他の回路に比較して抵抗値Rのばらつきに対す
る電流値のばらつきの幅が広くなるという欠点があっ
た。Further, since the conventional second constant current circuit is a self-bias type circuit, there is a disadvantage that the operation of the circuit cannot be guaranteed unless a start trigger is supplied by an external start-up circuit or the like. Further, this constant current circuit can practically obtain only a small constant current value of about several tens nanoA to several microA, and this current value is proportional to 1 / R 2 as shown in the equation (1). Therefore, there is a drawback that the range of variation of the current value with respect to the variation of the resistance value R is wider than that of other circuits proportional to 1 / R.
【0012】さらに、従来の第3の定電流回路は、電源
電圧の変動がそのまま電流値の変動になるため、安定度
が求められる定電流回路には不向きであるという欠点が
あった。Furthermore, the conventional third constant current circuit has a drawback that it is not suitable for a constant current circuit requiring stability because the fluctuation of the power supply voltage directly changes the current value.
【0013】本発明の目的は、演算増幅回路や基準電圧
回路やスタートアップ回路等の複雑な回路を用いること
なく、また、抵抗のばらつきに対する電流値のばらつき
を広げることなく、さらに小電圧領域から定電流を発生
させ広い電圧領域で定電流を得ることができるMOS集
積回路化に好適な定電流回路を提供することにある。An object of the present invention is to eliminate the use of complicated circuits such as an operational amplifier circuit, a reference voltage circuit, and a start-up circuit, to increase the variation of the current value with respect to the variation of the resistance, and to set the voltage from a small voltage range. An object of the present invention is to provide a constant current circuit suitable for realizing a MOS integrated circuit which can generate a current and obtain a constant current in a wide voltage range.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明の定電流回路は、
一端を第2の電源に接続した第1の抵抗とソースを第1
の電源にゲートとドレインとを共通接続して前記第1の
抵抗の他端に接続した第1の導電型の第1のMOSトラ
ンジスタとを含みこの第1のMOSトランジスタのドレ
イン電流を所定の定電流に保持する定電流回路におい
て、前記第1,第2の電源間の電位差である電源電圧が
第1の電圧値より低い場合に前記第1のMOSトランジ
スタのゲート・ソース間電圧を増加させて前記ドレイン
電流を増加するようシンク動作し前記第1の電圧値を超
えると前記シンク動作を停止する電流シンク回路と、前
記電源電圧が第2の電圧値を超えた場合に前記第1のM
OSトランジスタのゲート・ソース間電圧を予め定めた
一定値に保持するよう前記第1の抵抗に補正電流を供給
する電流ソース回路とを備えて構成されている。According to the present invention, there is provided a constant current circuit comprising:
A first resistor having one end connected to the second power source and a source connected to the first
And a first MOS transistor of a first conductivity type having a gate and a drain commonly connected to the power supply of the first type and connected to the other end of the first resistor. In a constant current circuit for holding current, when a power supply voltage which is a potential difference between the first and second power supplies is lower than a first voltage value, a voltage between a gate and a source of the first MOS transistor is increased. wherein a current sink circuit for stopping said sinking to sink operation to increase the drain current exceeds the first voltage value, the first when the power supply voltage exceeds a second voltage value M
A current source circuit for supplying a correction current to the first resistor so as to maintain the gate-source voltage of the OS transistor at a predetermined constant value.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】次に、本発明の第1の実施の形態
を図7と共通の構成要素は共通の文字を付して同様に回
路図で示す図1を参照すると、この図に示す本実施の形
態の定電流回路は、従来の第3の定電流回路と共通のP
MOS型のトランジスタM1,抵抗R1から成る電流制
御回路5と、NMOS型のトランジスタM2,M3,お
よび抵抗R2から成り低電圧時に電流制御回路1にシン
ク電流を供給する電流シンク回路6と、PMOS型のト
ランジスタM4,M5,抵抗R3,R4,R5から成り
高電圧時の電流を供給する電流ソース回路7と、正電源
Dと負電源Eとの電位差である基準電圧Vを供給する基
準電圧源8とを備える。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, common components of the first embodiment and FIG. 7 of the present invention Referring to Figure 1, which shows the circuit diagram similarly are denoted by common characters, in FIG. The constant current circuit according to the present embodiment shown in FIG.
A current control circuit 5 including a MOS transistor M1 and a resistor R1, a current sink circuit 6 including NMOS transistors M2 and M3 and a resistor R2 and supplying a sink current to the current control circuit 1 at a low voltage; Current source circuit 7 comprising transistors M4, M5, resistors R3, R4, R5 and supplying a current at a high voltage, and a reference voltage source 8 supplying a reference voltage V which is a potential difference between positive power supply D and negative power supply E. And
【0016】電流シンク回路6のトランジスタM2,M
3の各々のソースは負電源Eに接続されている。トラン
ジスタM2のゲートはトランジスタM1,M3のドレイ
ンに接続され、ドレインはトランジスタM3のゲートと
1端が正電源Dに接続した抵抗R2の他端に接続されて
いる。The transistors M2 and M of the current sink circuit 6
3 is connected to a negative power supply E. The gate of the transistor M2 is connected to the drains of the transistors M1 and M3, and the drain is connected to the gate of the transistor M3 and the other end of the resistor R2 whose one end is connected to the positive power supply D.
【0017】電源ソース回路7では、抵抗R3,R4,
R5が電源D,E間に直列接続されており、トランジス
タM4,M5の各々のソースが正電源Dに接続され、各
々のゲートが共通接続されさらに抵抗R3,R4の共通
接続点に接続されている。トランジスタM4のドレイン
は上記のように電流シンク回路6のトランジスタM3の
ドレインと共通接続され、トランジスタM5のドレイン
は抵抗R4,R5の共通接続点に接続されている。In the power source circuit 7, the resistors R3, R4,
R5 is connected in series between the power supplies D and E, each source of the transistors M4 and M5 is connected to the positive power supply D, each gate is commonly connected, and further connected to a common connection point of the resistors R3 and R4. I have. As described above, the drain of the transistor M4 is commonly connected to the drain of the transistor M3 of the current sink circuit 6, and the drain of the transistor M5 is connected to the common connection point of the resistors R4 and R5.
【0018】次に、図1を参照して本実施の形態の動作
について説明すると、まず、基準電圧源8が供給する基
準電圧Vが低く、電流制御回路1のトランジスタM1が
非飽和領域で動作する領域では、電流シンク回路6のト
ランジスタM2のゲート・ソース間電圧VGS2 がスレッ
ショルド電圧VT2より低いため、このトランジスタM2
はオフ状態にある。このため、トランジスタM3のゲー
ト電圧VGS3 は抵抗R2を経由して正電源Dの電圧Vが
印加され、このトランジスタM3はオン状態になる。こ
の結果、トランジスタM1のゲート・ソース間電圧V
GS1 が増大し、ドレイン電流すなわち基準電流Iを増加
させるので、基準電圧Vが低くても基準電流Iを十分に
流すことが出来る。Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. 1. First, the reference voltage V supplied by the reference voltage source 8 is low, and the transistor M1 of the current control circuit 1 operates in the unsaturated region. In the region where the current is flowing, the gate-source voltage V GS2 of the transistor M2 of the current sink circuit 6 is lower than the threshold voltage V T2.
Is in the off state. Therefore, the gate voltage V GS3 of the transistor M3 is applied with the voltage V of the positive power supply D via the resistor R2, and the transistor M3 is turned on. As a result, the gate-source voltage V of the transistor M1
Since GS1 increases and the drain current, that is, the reference current I increases, the reference current I can sufficiently flow even if the reference voltage V is low.
【0019】次に、基準電圧Vが増加していくと、トラ
ンジスタM2のゲート・ソース間電圧VGS2 がスレッシ
ョルド電圧VT2を越えオン状態となる。するといままで
オン状態であったトランジスタM3のゲート電位は電圧
Vからスレッショルド電圧VT3以下に低下しオフ状態と
なる。この結果、電圧Vが増加していくとある電圧のと
ころで電流シンク回路6の動作が停止する。Next, when the reference voltage V increases, the gate-source voltage V GS2 of the transistor M2 exceeds the threshold voltage V T2 and turns on. Then, the gate potential of the transistor M3, which has been in the on state, falls from the voltage V to the threshold voltage V T3 or less and turns off. As a result, as the voltage V increases, the operation of the current sink circuit 6 stops at a certain voltage.
【0020】さらに電圧Vが増加すると、抵抗R1の両
端間の電位差が増加するために、この電位差増加による
電流Iの補正分を抵抗R1に流す必要が生ずる。しか
し、この電流シンク回路6の停止する電圧Vの領域にな
ると、今度は電流ソース回路7が動作を開始し、トラン
ジスタM4を経由して抵抗R1に電流を流し始める。こ
の電流すなわち補正電流値はトランジスタM4,M5の
面積比,抵抗R3,R4,R5の値を選定することによ
り設定できる。適切な設計により、トランジスタM4か
ら電圧Vの増加分に対応する補正電流を抵抗R1に流し
込むことにより、トランジスタM1のドレイン電流Iを
一定値に保持し続けることができる。[0020] Furthermore the voltage V increases, because the potential difference across the resistor R1 is increased, due to the potential difference increases in this
Necessary to flow a correction amount of the current I in the resistor R1 is generated. However, in the region of the voltage V at which the current sink circuit 6 stops, the current source circuit 7 starts to operate, and starts flowing current to the resistor R1 via the transistor M4. This current, that is, the correction current value can be set by selecting the area ratio of the transistors M4 and M5 and the values of the resistors R3, R4 and R5. By appropriately flowing the correction current corresponding to the increase in the voltage V from the transistor M4 to the resistor R1 by appropriate design, the drain current I of the transistor M1 can be kept constant.
【0021】コンピュータシミュレーションにより解析
した本実施の形態の定電流回路の電圧電流特性および抵
抗値変動に対する電流変動(以下抵抗値変動)特性をそ
れぞれ示す図2(A),(B)を参照すると、この図に
示した抵抗値の変動幅としては、集積回路での一般的な
ばらつき量である±20%として解析を実行している。
図2(B)と図8(A)で示した従来の第2の定電流回
路の抵抗値変動特性と比較すると、抵抗R1の変動量±
20%に対して、本実施の形態の回路の場合の電流値の
変動はほぼ±20%程度であるのに対し、従来の第2の
定電流回路の電流値の変動は、+60%から−30%程
度と変動幅が増大している。この理由は本実施の形態の
回路の場合、電流値が1/Rに比例するのに対し、従来
の第2の定電流回路の場合は上述したように1/R2 に
比例するためである。Referring to FIGS. 2A and 2B, which show the voltage-current characteristics and the current fluctuation (hereinafter referred to as resistance fluctuation) characteristics with respect to the resistance fluctuation of the constant current circuit of the present embodiment analyzed by computer simulation, respectively. The analysis is performed assuming that the variation width of the resistance value shown in this figure is ± 20%, which is a general variation amount in an integrated circuit.
Compared with the resistance variation characteristics of the second conventional constant current circuit shown in FIGS. 2B and 8A, the variation of the resistance R1 is ±
While the variation of the current value in the circuit of the present embodiment is about ± 20% with respect to 20%, the variation of the current value of the second conventional constant current circuit is from −60% to −−20%. The fluctuation range is increased to about 30%. The reason is that the current value is proportional to 1 / R in the case of the circuit of the present embodiment, whereas it is proportional to 1 / R 2 in the case of the second conventional constant current circuit as described above. .
【0022】また、図2(A)と図8(B)で示した従
来の第3の定電流回路の電圧電流特性とを比較すると、
本実施の形態の回路の方が電流シンク回路の動作により
従来の第3の定電流回路よりも電圧Vの印加に対する電
流値の立ち上がりが早い。また、電圧Vの増加に伴い従
来の回路では電流値は比例して増加していくが、本実施
の形態の回路では電流ソース回路の動作によるほぼ一定
電流となっている。Further, comparing the voltage-current characteristics of the third conventional constant current circuit shown in FIGS. 2A and 8B,
In the circuit of the present embodiment, the rise of the current value with respect to the application of the voltage V is faster than that of the third conventional constant current circuit due to the operation of the current sink circuit. Further, in the conventional circuit, the current value increases in proportion to the increase in the voltage V, but in the circuit of the present embodiment, the current is almost constant due to the operation of the current source circuit.
【0023】次に、本発明の第2の実施の形態を図1と
共通の構成要素は共通の文字を付して同様に回路図で示
す図3を参照すると、この図に示す本実施の形態の上述
の第1の実施の形態との相違点は、電流ソース回路7の
代りにトランジスタM5のソースと正電源Dとの間にダ
イオードD1を、ドレインと負電源Eとの間にダイオー
ドD2をそれぞれ挿入し、抵抗R3〜R5を削除した電
流ソース回路7Aを備えることである。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3, which is a circuit diagram also showing components common to those in FIG. This embodiment differs from the first embodiment in that a diode D1 is provided between the source of the transistor M5 and the positive power supply D instead of the current source circuit 7, and a diode D2 is provided between the drain and the negative power supply E. And a current source circuit 7A in which the resistors R3 to R5 are removed.
【0024】また、本発明の第3の実施の形態を図3と
共通の構成要素は共通の文字を付して同様に回路図で示
す図4を参照すると、この図に示す本実施の形態の上述
の第1の実施の形態との相違点は、電流ソース回路7の
代りにトランジスタM5,M4のソースを共通接続し、
トランジスタM5のソースと正電源Dとの間にダイオー
ドD1をドレインと負電源Eとの間に抵抗R5をそれぞ
れ挿入し、抵抗R3,R4を削除した電流ソース回路7
Bを備えることである。Referring to FIG. 4, which is a circuit diagram of a third embodiment of the present invention, in which components common to those of FIG. The difference from the first embodiment is that the sources of the transistors M5 and M4 are commonly connected instead of the current source circuit 7,
A current source circuit 7 in which a diode D1 is inserted between the source of the transistor M5 and the positive power source D, and a resistor R5 is inserted between the drain and the negative power source E, and the resistors R3 and R4 are deleted.
B.
【0025】第2,第3の実施の形態の回路も動作原理
としては第1の実施の形態と同様であり、定電流を得る
ことが出来る。The circuits of the second and third embodiments also have the same operating principle as the first embodiment, and can obtain a constant current.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の定電流回
路は、電源電圧が第1の電圧値より低い場合に第1のM
OSトランジスタのドレイン電流を増加するようシンク
動作し第1の電圧値を超えるとシンク動作を停止する電
流シンク回路と、電源電圧が第2の電圧値を超えた場合
に上記第1のMOSトランジスタのゲート・ソース間電
圧を予め定めた一定値に保持するよう補正電流を供給す
る電流ソース回路とを備えているので、演算増幅器や基
準電圧回路や外部スタートアップ回路等の複雑な回路を
使用することなく、また電圧の低い領域から電流を流し
始め、さらに抵抗変動に対する電流値の変動量も大幅に
抑圧できるという効果がある。As described above, the constant current circuit according to the present invention has the first M circuit when the power supply voltage is lower than the first voltage value.
A current sink circuit that performs a sink operation to increase the drain current of the OS transistor and stops the sink operation when the power supply voltage exceeds the second voltage value, and a current sink circuit that stops the sink operation when the power supply voltage exceeds the second voltage value . Gate-source power
A current source circuit that supplies a correction current so as to maintain the voltage at a predetermined constant value, without using complicated circuits such as an operational amplifier, a reference voltage circuit, and an external start-up circuit. There is an effect that the current starts to flow from a low region and the amount of change in the current value with respect to the resistance change can be significantly suppressed.
【図1】本発明の定電流回路の第1の実施の形態を示す
回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a constant current circuit according to the present invention.
【図2】本実施の形態の定電流回路における電圧電流特
性および抵抗変動特性の一例をそれぞれ示す特性図であ
る。FIG. 2 is a characteristic diagram showing an example of a voltage-current characteristic and an example of a resistance variation characteristic in the constant current circuit of the present embodiment.
【図3】本発明の定電流回路の第2の実施の形態を示す
回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the constant current circuit of the present invention.
【図4】本発明の定電流回路の第2の実施の形態を示す
回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a constant current circuit according to a second embodiment of the present invention.
【図5】従来の第1の定電流回路の一例を示す回路図で
ある。FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a conventional first constant current circuit.
【図6】従来の第2の定電流回路の一例を示す回路図で
ある。FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a second conventional constant current circuit.
【図7】従来の第3の定電流回路の一例を示す回路図で
ある。FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of a third conventional constant current circuit.
【図8】従来の定電流回路における電圧電流特性および
抵抗変動特性の一例をそれぞれ示す特性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram illustrating an example of a voltage-current characteristic and an example of a resistance variation characteristic in a conventional constant current circuit.
1 演算増幅器 2 基準電圧回路 3 カレントミラー回路 4 スタートアップ回路 5 電流制御回路 6 電流シンク回路 7,7A,7B 電流ソース回路 8 基準電圧源 M1〜M5,M11〜M14,M101 トランジス
タ R1〜R5 抵抗 D1,D2 ダイオードREFERENCE SIGNS LIST 1 operational amplifier 2 reference voltage circuit 3 current mirror circuit 4 start-up circuit 5 current control circuit 6 current sink circuit 7, 7A, 7B current source circuit 8 reference voltage source M1 to M5, M11 to M14, M101 Transistors R1 to R5 Resistance D1, D2 diode
Claims (5)
ソースを第1の電源にゲートとドレインとを共通接続し
て前記第1の抵抗の他端に接続した第1の導電型の第1
のMOSトランジスタとを含みこの第1のMOSトラン
ジスタのドレイン電流を所定の定電流に保持する定電流
回路において、 前記第1,第2の電源間の電位差である電源電圧が第1
の電圧値より低い場合に前記第1のMOSトランジスタ
のゲート・ソース間電圧を増加させて前記ドレイン電流
を増加するようシンク動作し前記第1の電圧値を超える
と前記シンク動作を停止する電流シンク回路と、 前記電源電圧が第2の電圧値を超えた場合に前記第1の
MOSトランジスタのゲート・ソース間電圧を予め定め
た一定値に保持するよう前記第1の抵抗に補正電流を供
給する電流ソース回路とを備えることを特徴とする定電
流回路。A first resistor having one end connected to a second power source and a first conductive source having a source connected to the first power source, a gate and a drain connected in common, and connected to the other end of the first resistor; The first of the mold
And a constant current circuit that holds the drain current of the first MOS transistor at a predetermined constant current, wherein a power supply voltage, which is a potential difference between the first and second power supplies, is equal to the first power supply voltage.
A current sink that increases the gate-source voltage of the first MOS transistor to increase the drain current when the voltage is lower than the first voltage, and stops the sink operation when the voltage exceeds the first voltage. A first circuit when the power supply voltage exceeds a second voltage value;
A current source circuit for supplying a correction current to the first resistor so as to maintain a gate-source voltage of the MOS transistor at a predetermined constant value.
の電源に接続した第2の抵抗と、 ソースを前記第2の電源にゲートを前記第1のMOSト
ランジスタのゲートにドレインを前記第2の抵抗の他端
にそれぞれ接続した第2の導電型の第2のMOSトラン
ジスタと、 ソースを前記第2の電源にゲートを前記第2のMOSト
ランジスタのドレインにドレインを前記第1のMOSト
ランジスタのゲートにそれぞれ接続した第2の導電型の
第3のMOSトランジスタとを備えることを特徴とする
請求項1記載の定電流回路。2. The method according to claim 2, wherein the current sink circuit has one end connected to the first terminal.
A second resistor connected to a power source of the second conductivity type, a source connected to the second power source, a gate connected to the gate of the first MOS transistor, and a drain connected to the other end of the second resistor. A second MOS transistor, a third MOS transistor of a second conductivity type having a source connected to the second power supply, a gate connected to a drain of the second MOS transistor, and a drain connected to a gate of the first MOS transistor, respectively. The constant current circuit according to claim 1, further comprising a transistor.
の電源間に直列接続した第2,第3,および第4の抵抗
と、 ソースを前記第1の電源にドレインを前記第1のMOS
トランジスタのゲートにゲートを前記第2,第3の抵抗
の共通接続点にそれぞれ接続した第1の導電型の第2の
MOSトランジスタと、 ソースを前記第1の電源にドレインを前記第3,第4の
抵抗の共通接続点にゲートを前記第2,第3の抵抗の共
通接続点にそれぞれ接続した第1の導電型の第3のMO
Sトランジスタとを備えることを特徴とする請求項1記
載の定電流回路。3. The method according to claim 2, wherein the current source circuit comprises the first and second current source circuits.
Second , third , and fourth resistors connected in series between the power supplies, a source connected to the first power supply and a drain connected to the first MOS.
A second MOS transistor of a first conductivity type having a gate connected to a common connection point of the second and third resistors, and a source connected to the first power source and a drain connected to the third and third transistors. A third conductive type third MO having a gate connected to a common connection point of the second and third resistors, respectively, is connected to a common connection point of the second and third resistors.
The constant current circuit according to claim 1, further comprising an S transistor.
記第1の電源に接続した第1のダイオードと、 第2の電極を前記第2の電源に接続した第2のダイオー
ドと、 ソースを前記第1の電源にドレインを前記第1のMOS
トランジスタのゲートにゲートを前記第2のダイオード
の第1の電極にそれぞれ接続した第1の導電型の第2の
MOSトランジスタと、 ソースを前記第1のダイオードの第2の電極にゲートを
前記第2のMOSトランジスタのゲートにドレインを前
記第2のダイオードの第1の電極にそれぞれ接続した第
1の導電型の第3のMOSトランジスタとを備えること
を特徴とする請求項1記載の定電流回路。Wherein said current source circuit, a first dialog diode which connects the first electrode to the first power supply, a second dialog that the second electrode connected to said second power supply And a source connected to the first power supply and a drain connected to the first MOS.
A second MOS transistor of a first conductivity type having a gate connected to the first electrode of the second diode, and a source connected to the second electrode of the first diode; 2. The constant current circuit according to claim 1, further comprising a third MOS transistor of a first conductivity type, wherein a drain of the gate of the second MOS transistor is connected to a first electrode of the second diode. .
記第1の電源に接続したダイオードと、 1端を前記第2の電源に接続した第2の抵抗と、 ソースを前記ダイオードの第2の電極にゲートを前記第
2の抵抗の他端にドレインを前記第1のMOSトランジ
スタのゲートにそれぞれ接続した第1の導電型の第2の
MOSトランジスタと、 ソースを前記ダイオードの第2の電極にゲートを前記第
2のMOSトランジスタのゲートにドレインを前記第2
の抵抗の他端にそれぞれ接続した第1の導電型の第3の
MOSトランジスタとを備えることを特徴とする請求項
1記載の定電流回路。5. A current source circuit comprising: a diode having a first electrode connected to the first power supply; a second resistor having one end connected to the second power supply; Gate to the second electrode
Wherein a first conductivity type second MOS transistor of which drain to the other end of the second resistor connected to the gates of the first MOS transistor, a gate of the source to the second electrode before Kida diode first
The drain of the second MOS transistor is connected to the second
2. A constant current circuit according to claim 1, further comprising a third MOS transistor of a first conductivity type connected to the other end of said resistor.
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JP5800427B2 (en) | 2011-12-28 | 2015-10-28 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Power supply apparatus and power supply switching method |
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