JP3137154B2 - 定電流回路内蔵ic - Google Patents
定電流回路内蔵icInfo
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、定電流回路内蔵IC
に関し、詳しくは、いわゆるバンドギャップ電流源を改
良した定電流回路を内蔵するICに関する。
に関し、詳しくは、いわゆるバンドギャップ電流源を改
良した定電流回路を内蔵するICに関する。
【0002】
【従来の技術】IC内で基準となる定電流が必要とされ
る場合、通常、定電流回路もICに内蔵される。かかる
定電流回路内蔵ICの定電流回路として、いわゆるバン
ドギャップ電流源が知られている。この回路は、電源電
圧の変動による影響を受けないことに加え、抵抗によっ
て温度補償が行えるという特徴をも有することから、高
精度の基準電流源として用いられる。図2に、従来のバ
ンドギャップ電流源の回路を示す。(a)は基本回路で
あり、(b)は実際の具体的な回路である。これは、要
するに、電流比を決めるカレントミラー1と、電流値を
決めるトランジスタ回路2とからなる。
る場合、通常、定電流回路もICに内蔵される。かかる
定電流回路内蔵ICの定電流回路として、いわゆるバン
ドギャップ電流源が知られている。この回路は、電源電
圧の変動による影響を受けないことに加え、抵抗によっ
て温度補償が行えるという特徴をも有することから、高
精度の基準電流源として用いられる。図2に、従来のバ
ンドギャップ電流源の回路を示す。(a)は基本回路で
あり、(b)は実際の具体的な回路である。これは、要
するに、電流比を決めるカレントミラー1と、電流値を
決めるトランジスタ回路2とからなる。
【0003】カレントミラー1は電流I1,I2の電流
比を1:1とするものであり、これによって電流I1,
I2が等しい値とされ、トランジスタ回路2のトランジ
スタ対(Q3+Q4)が等しい電流で駆動される。トラ
ンジスタQ3,Q4は、カレントミラー接続の状態で結
ばれているが、エミッタ面積比が1:aと異なり、エミ
ッタの面積がa倍大きい方のトランジスタQ4はエミッ
タが抵抗R1を介して接地される。この面積比aと抵抗
R1に従って電流I1,I2の値が決まる。その電流値
は(k×T/(q×R1))×ln(a)である。そこ
で、これは電源電圧によらない一定の電流となる。な
お、kはボルツマン定数、Tは絶対温度、qは電子の電
荷である。また、aは通常4程度である。
比を1:1とするものであり、これによって電流I1,
I2が等しい値とされ、トランジスタ回路2のトランジ
スタ対(Q3+Q4)が等しい電流で駆動される。トラ
ンジスタQ3,Q4は、カレントミラー接続の状態で結
ばれているが、エミッタ面積比が1:aと異なり、エミ
ッタの面積がa倍大きい方のトランジスタQ4はエミッ
タが抵抗R1を介して接地される。この面積比aと抵抗
R1に従って電流I1,I2の値が決まる。その電流値
は(k×T/(q×R1))×ln(a)である。そこ
で、これは電源電圧によらない一定の電流となる。な
お、kはボルツマン定数、Tは絶対温度、qは電子の電
荷である。また、aは通常4程度である。
【0004】また、上式のうち(k×T/q)の部分は
熱電圧と呼ばれ常温では約26mVであるが、これはT
を含むことから常温で約3300ppmの温度係数を持
つ。これに関しては、抵抗R1にも同じ温度係数を持た
せることが行われる。これにより、それぞれの温度特性
による影響が相殺しあって、電流I1,I2は、温度変
化にもよらない一定の電流となる。そこで、定電流I
1,I2は、精度が良くて、基準電流に適する。
熱電圧と呼ばれ常温では約26mVであるが、これはT
を含むことから常温で約3300ppmの温度係数を持
つ。これに関しては、抵抗R1にも同じ温度係数を持た
せることが行われる。これにより、それぞれの温度特性
による影響が相殺しあって、電流I1,I2は、温度変
化にもよらない一定の電流となる。そこで、定電流I
1,I2は、精度が良くて、基準電流に適する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の定電
流回路内蔵ICでは、バンドギャップ電流源を内蔵して
基準電流となる定電流を発生するが、このような定電流
回路は各種ICに内蔵される標準的なものである。この
ことから、回路規模や消費電力の小さいことが要請さ
れ、この観点からは電流I1,I2は小さいほど好まし
い。ただし、回路が安定して動作するためには、電流I
1,I2は通常100μA程度は必要である。そして、
これより大きな基準電流が必要なときには、電流I1,
I2を複製や増幅等して基準電流が生成される。
流回路内蔵ICでは、バンドギャップ電流源を内蔵して
基準電流となる定電流を発生するが、このような定電流
回路は各種ICに内蔵される標準的なものである。この
ことから、回路規模や消費電力の小さいことが要請さ
れ、この観点からは電流I1,I2は小さいほど好まし
い。ただし、回路が安定して動作するためには、電流I
1,I2は通常100μA程度は必要である。そして、
これより大きな基準電流が必要なときには、電流I1,
I2を複製や増幅等して基準電流が生成される。
【0006】電流値100μAを下限とすると、上述の
式より、抵抗R1の設計値は、約360Ωが上限とな
る。そして、温度補償のために、IC化に際してイオン
注入抵抗が割り当てられて、抵抗R1は約3300pp
mの温度係数を持たされる。しかし、この温度係数のイ
オン注入抵抗は、温度係数を気にしない通常の抵抗に比
べてシート抵抗がかなり大きい。このことから、約36
0Ωの比較的小さな抵抗値の抵抗を実現するためには広
い面積を要する。上述の具体例では、抵抗R1に割り当
てられるIC内領域として、約4500μm2の面積が必
要である。
式より、抵抗R1の設計値は、約360Ωが上限とな
る。そして、温度補償のために、IC化に際してイオン
注入抵抗が割り当てられて、抵抗R1は約3300pp
mの温度係数を持たされる。しかし、この温度係数のイ
オン注入抵抗は、温度係数を気にしない通常の抵抗に比
べてシート抵抗がかなり大きい。このことから、約36
0Ωの比較的小さな抵抗値の抵抗を実現するためには広
い面積を要する。上述の具体例では、抵抗R1に割り当
てられるIC内領域として、約4500μm2の面積が必
要である。
【0007】このため、抵抗R1だけで定電流回路全体
の約35%の領域が占められ、抵抗R1の存在によって
定電流回路の占有面積が大幅に拡げられている。そし
て、この定電流回路を標準回路として内蔵する各種のI
Cは、全て、その分だけチップ面積が大きいものとなっ
てしまう。これでは、集積化の要請に反するので、不都
合である。この発明の目的は、このような従来技術の問
題点を解決するものであって、定電流回路の占有面積が
少ない定電流回路内蔵ICを実現することにある。
の約35%の領域が占められ、抵抗R1の存在によって
定電流回路の占有面積が大幅に拡げられている。そし
て、この定電流回路を標準回路として内蔵する各種のI
Cは、全て、その分だけチップ面積が大きいものとなっ
てしまう。これでは、集積化の要請に反するので、不都
合である。この発明の目的は、このような従来技術の問
題点を解決するものであって、定電流回路の占有面積が
少ない定電流回路内蔵ICを実現することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
のこの発明の定電流回路内蔵ICの構成は、電流比が1
対1のカレントミラー回路とこれの電流値を定めるトラ
ンジスタ回路とからなる定電流回路を内蔵する定電流回
路内蔵ICであって、前記トランジスタ回路は、エミッ
タの面積が異なりカレントミラー接続され前記カレント
ミラー回路による等しい電流をそれぞれのコレクタに受
けるトランジスタ対と、常温での温度係数が熱電圧のそ
れにほぼ等しいものであり前記トランジスタ対のうちエ
ミッタの面積の少ない方のトランジスタのエミッタ電流
を一端に受けこれを他端から接地ライン等の基準電圧ラ
インへ直接流す第1の抵抗と、常温での温度係数が前記
熱電圧のそれにほぼ等しいものであり前記トランジスタ
対のうちエミッタの面積の多い方のトランジスタのエミ
ッタ電流を一端に受けこれを他端から前記基準電圧ライ
ンへ直接流す第2の抵抗と、を備え、前記カレントミラ
ー回路による電流について目標として定められた電流値
に対応して決まる分だけ前記第2の抵抗の抵抗値が前記
第1の抵抗の抵抗値よりも大きいものである。
のこの発明の定電流回路内蔵ICの構成は、電流比が1
対1のカレントミラー回路とこれの電流値を定めるトラ
ンジスタ回路とからなる定電流回路を内蔵する定電流回
路内蔵ICであって、前記トランジスタ回路は、エミッ
タの面積が異なりカレントミラー接続され前記カレント
ミラー回路による等しい電流をそれぞれのコレクタに受
けるトランジスタ対と、常温での温度係数が熱電圧のそ
れにほぼ等しいものであり前記トランジスタ対のうちエ
ミッタの面積の少ない方のトランジスタのエミッタ電流
を一端に受けこれを他端から接地ライン等の基準電圧ラ
インへ直接流す第1の抵抗と、常温での温度係数が前記
熱電圧のそれにほぼ等しいものであり前記トランジスタ
対のうちエミッタの面積の多い方のトランジスタのエミ
ッタ電流を一端に受けこれを他端から前記基準電圧ライ
ンへ直接流す第2の抵抗と、を備え、前記カレントミラ
ー回路による電流について目標として定められた電流値
に対応して決まる分だけ前記第2の抵抗の抵抗値が前記
第1の抵抗の抵抗値よりも大きいものである。
【0009】
【作用】このような構成のこの発明の定電流回路内蔵I
Cにあっては、電流値を定めるトランジスタ回路におけ
るトランジスタ対の双方のトランジスタのエミッタライ
ンにそれぞれ抵抗が設けられ、これらの抵抗値の差が目
標の電流値に対応している。ここで、これらの抵抗のう
ち第2の抵抗を仮に第1の抵抗に抵抗値の等しい第3の
抵抗と上記の抵抗値の差に抵抗値の等しい第4の抵抗と
の直列接続からなる抵抗回路とみなし、この等価回路に
ついて考察する。この等価回路の下では、この定電流回
路から第1の抵抗と第3の抵抗を除いた残りの回路部分
は、従来のバンドギャップ電流源と同一の構成である。
Cにあっては、電流値を定めるトランジスタ回路におけ
るトランジスタ対の双方のトランジスタのエミッタライ
ンにそれぞれ抵抗が設けられ、これらの抵抗値の差が目
標の電流値に対応している。ここで、これらの抵抗のう
ち第2の抵抗を仮に第1の抵抗に抵抗値の等しい第3の
抵抗と上記の抵抗値の差に抵抗値の等しい第4の抵抗と
の直列接続からなる抵抗回路とみなし、この等価回路に
ついて考察する。この等価回路の下では、この定電流回
路から第1の抵抗と第3の抵抗を除いた残りの回路部分
は、従来のバンドギャップ電流源と同一の構成である。
【0010】しかも、カレントミラー回路によってトラ
ンジスタ対の双方のトランジスタに流される電流ひいて
は第1,第2の抵抗に流される電流が等しいことから、
第1の抵抗の両端に発生する電圧と第3の抵抗の両端に
発生する電圧とが一致する。このことは、第1の抵抗と
第3の抵抗は等価回路の残りの回路部分に対してはその
動作特性と無関係に単に基準電圧を遷移させるに過ぎな
いことを意味する。そこで、この定電流回路は、トラン
ジスタ対のエミッタの面積比と第4の抵抗に従って電流
値が定められるバンドギャップ電流源と同等に動作しう
る。
ンジスタ対の双方のトランジスタに流される電流ひいて
は第1,第2の抵抗に流される電流が等しいことから、
第1の抵抗の両端に発生する電圧と第3の抵抗の両端に
発生する電圧とが一致する。このことは、第1の抵抗と
第3の抵抗は等価回路の残りの回路部分に対してはその
動作特性と無関係に単に基準電圧を遷移させるに過ぎな
いことを意味する。そこで、この定電流回路は、トラン
ジスタ対のエミッタの面積比と第4の抵抗に従って電流
値が定められるバンドギャップ電流源と同等に動作しう
る。
【0011】一方、本来の第1,第2の抵抗について
は、これらの抵抗値の差については設計目標に対応した
制約があるが、その絶対値については特段の制約はな
い。そこで、IC化に際しシート抵抗の大きな領域にこ
れらの抵抗を割り当てる場合であっても、これらの抵抗
の絶対値をある程度大きなものとして、これらの抵抗に
よって占められる領域の面積を少なくすることができ
る。したがって、バンドギャップ電流源の持つ機能およ
び性能を損なわずに定電流回路の占有面積が少ない定電
流回路内蔵ICを実現することができる。
は、これらの抵抗値の差については設計目標に対応した
制約があるが、その絶対値については特段の制約はな
い。そこで、IC化に際しシート抵抗の大きな領域にこ
れらの抵抗を割り当てる場合であっても、これらの抵抗
の絶対値をある程度大きなものとして、これらの抵抗に
よって占められる領域の面積を少なくすることができ
る。したがって、バンドギャップ電流源の持つ機能およ
び性能を損なわずに定電流回路の占有面積が少ない定電
流回路内蔵ICを実現することができる。
【0012】
【実施例】以下、この発明の定電流回路内蔵ICの一実
施例について図面を参照して説明する。図1に、このI
Cに内蔵されるバンドギャップ電流源の回路を示す。
(a)は基本回路であり、(b)は実際の具体的な回路
である。これは、要するに、電流比を決めるカレントミ
ラー1と、電流値を決めるトランジスタ回路20とから
なる。図中、Q1〜Q8はバイポーラトランジスタ、R
2〜R6は抵抗であり、21,22も抵抗である。な
お、図2と同様の構成要素は同一の符号で示している。
施例について図面を参照して説明する。図1に、このI
Cに内蔵されるバンドギャップ電流源の回路を示す。
(a)は基本回路であり、(b)は実際の具体的な回路
である。これは、要するに、電流比を決めるカレントミ
ラー1と、電流値を決めるトランジスタ回路20とから
なる。図中、Q1〜Q8はバイポーラトランジスタ、R
2〜R6は抵抗であり、21,22も抵抗である。な
お、図2と同様の構成要素は同一の符号で示している。
【0013】先ず(a)の基本回路について説明する。
カレントミラー1は電流I1,I2の電流比を1:1と
するものである。これにより、電源電圧Vccの変動によ
る影響を排して、電流値の等しい2つの電流I1,I2
が生成され、これらはトランジスタ回路20に出力され
る。トランジスタ回路20は、電流I1,I2の電流値
を決めるためにカレントミラー1と接地GNDとの間に
設けられた回路であり、トランジスタ対(Q3+Q4)
と抵抗21と抵抗22とからなる。ここに、電流I1,
I2の設計上の目標値は従来同様回路の安定動作に必要
な100μAである。なお、接地GNDは一定の基準電
圧を与える役割を果たす。
カレントミラー1は電流I1,I2の電流比を1:1と
するものである。これにより、電源電圧Vccの変動によ
る影響を排して、電流値の等しい2つの電流I1,I2
が生成され、これらはトランジスタ回路20に出力され
る。トランジスタ回路20は、電流I1,I2の電流値
を決めるためにカレントミラー1と接地GNDとの間に
設けられた回路であり、トランジスタ対(Q3+Q4)
と抵抗21と抵抗22とからなる。ここに、電流I1,
I2の設計上の目標値は従来同様回路の安定動作に必要
な100μAである。なお、接地GNDは一定の基準電
圧を与える役割を果たす。
【0014】トランジスタ対(Q3+Q4)は、トラン
ジスタQ3とトランジスタQ4がカレントミラー接続さ
れている。すなわち、トランジスタQ3はダイオード接
続され、しかもトランジスタQ3とトランジスタQ4は
ベースが共通接続されている。そして、トランジスタQ
3はコレクタにカレントミラー1からの電流I1を受
け、トランジスタQ4はコレクタにカレントミラー1か
らの電流I2を受け、これらは等しい電流で駆動され
る。
ジスタQ3とトランジスタQ4がカレントミラー接続さ
れている。すなわち、トランジスタQ3はダイオード接
続され、しかもトランジスタQ3とトランジスタQ4は
ベースが共通接続されている。そして、トランジスタQ
3はコレクタにカレントミラー1からの電流I1を受
け、トランジスタQ4はコレクタにカレントミラー1か
らの電流I2を受け、これらは等しい電流で駆動され
る。
【0015】トランジスタQ3,Q4は、エミッタ面積
比が1:aと異なり、トランジスタQ4のエミッタ面積
がトランジスタQ3のエミッタ面積よりもa倍大きい。
この例では、通例に従いaは4である。これにより、等
しい電流で駆動されながらも、トランジスタQ3に発生
するベース−エミッタ間電圧VBE3がトランジスタQ4
に発生するベース−エミッタ間電圧VBE4よりも大きな
ものとなり、これらの間にエミッタ面積比に応じた差電
圧ΔVBEが現れる。具体的には、熱電圧(k×T/q)
をVT とおいて、ΔVBE=(VBE3−VBE4)=(VT
×ln(a))である。なお、kはボルツマン定数、Tは
絶対温度、qは電子の電荷である。
比が1:aと異なり、トランジスタQ4のエミッタ面積
がトランジスタQ3のエミッタ面積よりもa倍大きい。
この例では、通例に従いaは4である。これにより、等
しい電流で駆動されながらも、トランジスタQ3に発生
するベース−エミッタ間電圧VBE3がトランジスタQ4
に発生するベース−エミッタ間電圧VBE4よりも大きな
ものとなり、これらの間にエミッタ面積比に応じた差電
圧ΔVBEが現れる。具体的には、熱電圧(k×T/q)
をVT とおいて、ΔVBE=(VBE3−VBE4)=(VT
×ln(a))である。なお、kはボルツマン定数、Tは
絶対温度、qは電子の電荷である。
【0016】抵抗21は、トランジスタQ3のエミッタ
と接地GND間に設けられて両端子がそれぞれに接続さ
れ、トランジスタQ3のエミッタ電流すなわち電流I1
が流される。これにより、抵抗21には、その抵抗値と
電流I1とに応じた電圧ΔV21が発生する。具体的に
は、抵抗値をR21とおいて、ΔV21=I1×R21
である。抵抗22は、トランジスタQ4のエミッタと接
地GND間で同様に設けられて、そのエミッタ電流すな
わち電流I2が流される。これにより、抵抗22には、
その抵抗値と電流I1とに応じた電圧電圧ΔV22が発
生する。具体的には、抵抗値をR22とおいて、ΔV2
2=I2×R22である。
と接地GND間に設けられて両端子がそれぞれに接続さ
れ、トランジスタQ3のエミッタ電流すなわち電流I1
が流される。これにより、抵抗21には、その抵抗値と
電流I1とに応じた電圧ΔV21が発生する。具体的に
は、抵抗値をR21とおいて、ΔV21=I1×R21
である。抵抗22は、トランジスタQ4のエミッタと接
地GND間で同様に設けられて、そのエミッタ電流すな
わち電流I2が流される。これにより、抵抗22には、
その抵抗値と電流I1とに応じた電圧電圧ΔV22が発
生する。具体的には、抵抗値をR22とおいて、ΔV2
2=I2×R22である。
【0017】抵抗21,22は、IC製造プロセスにお
いてイオン注入によって製造され、これらの温度係数が
常温で約3300ppmとなるようにされる。これによ
り、これらの温度係数が熱電圧VT の温度係数に一致す
る。さらに、これらの抵抗値の差ΔR=(R22−R2
1)も、温度係数が熱電圧VT の温度係数に一致する。
ただし、この温度係数のイオン注入抵抗は温度係数を気
にしない通常の抵抗に比べてシート抵抗がかなり大きい
ことは、従来通り避けることができない。
いてイオン注入によって製造され、これらの温度係数が
常温で約3300ppmとなるようにされる。これによ
り、これらの温度係数が熱電圧VT の温度係数に一致す
る。さらに、これらの抵抗値の差ΔR=(R22−R2
1)も、温度係数が熱電圧VT の温度係数に一致する。
ただし、この温度係数のイオン注入抵抗は温度係数を気
にしない通常の抵抗に比べてシート抵抗がかなり大きい
ことは、従来通り避けることができない。
【0018】ここで、抵抗21,22の具体的な抵抗値
は、抵抗値R21が3kΩであり、抵抗値R22が3.
36kΩである。これらの抵抗値はいずれも従来の図2
における抵抗R1の抵抗値360Ωに較べてほぼ一桁大
きい。このことと、シート抵抗が大きくても比較的大き
な抵抗値の抵抗は広い面積を必要としないということか
ら、従来通りのイオン注入抵抗であっても、抵抗21,
22は占有面積が少ない。3kΩと3.36kΩとの両
方で約900μm2の面積だけで済む。これは従来の約4
500μm2の面積に較べると1/5程度の僅かなもので
ある。これにより、定電流回路全体においてこれらの抵
抗が占める割合も約10%と妥当なものとなる。
は、抵抗値R21が3kΩであり、抵抗値R22が3.
36kΩである。これらの抵抗値はいずれも従来の図2
における抵抗R1の抵抗値360Ωに較べてほぼ一桁大
きい。このことと、シート抵抗が大きくても比較的大き
な抵抗値の抵抗は広い面積を必要としないということか
ら、従来通りのイオン注入抵抗であっても、抵抗21,
22は占有面積が少ない。3kΩと3.36kΩとの両
方で約900μm2の面積だけで済む。これは従来の約4
500μm2の面積に較べると1/5程度の僅かなもので
ある。これにより、定電流回路全体においてこれらの抵
抗が占める割合も約10%と妥当なものとなる。
【0019】このような構成の定電流回路の電流値がど
のようにして定まるのかを説明する。抵抗値R22は抵
抗値R21よりも360Ωだけ大きい。この抵抗値の差
ΔRの360Ωは、従来の図2において電流値を決める
働きをする抵抗R1の抵抗値に等しいものであり、やは
り目標の電流値が100μAであることに対応して決め
られた値である。
のようにして定まるのかを説明する。抵抗値R22は抵
抗値R21よりも360Ωだけ大きい。この抵抗値の差
ΔRの360Ωは、従来の図2において電流値を決める
働きをする抵抗R1の抵抗値に等しいものであり、やは
り目標の電流値が100μAであることに対応して決め
られた値である。
【0020】詳述すると、(ΔV22−ΔV21)は
(I2×R22−I1×R21)であるが、I1=I2
の関係より、これはI2×(R22−R21)すなわち
I2×ΔRである。さらに、トランジスタQ3,Q4が
ベースを共通接続されてこれらのベース電圧が等しいこ
とから、(ΔV22−ΔV21)=ΔVBEの関係があ
る。この式を上記の関係で展開すると、I2×ΔR=V
T ×ln(a)の関係式が得られる。これよりΔR=VT
×ln(a)/I2となるが、ここでVT に26mV、a
に“4”、I2に目標値100μAを代入することで、
ΔRの設計値としての360Ωが求まるのである。
(I2×R22−I1×R21)であるが、I1=I2
の関係より、これはI2×(R22−R21)すなわち
I2×ΔRである。さらに、トランジスタQ3,Q4が
ベースを共通接続されてこれらのベース電圧が等しいこ
とから、(ΔV22−ΔV21)=ΔVBEの関係があ
る。この式を上記の関係で展開すると、I2×ΔR=V
T ×ln(a)の関係式が得られる。これよりΔR=VT
×ln(a)/I2となるが、ここでVT に26mV、a
に“4”、I2に目標値100μAを代入することで、
ΔRの設計値としての360Ωが求まるのである。
【0021】同様にしてI1=VT ×ln(a)/ΔRの
式が求まるが、逆に、この式でΔRに製造値としての3
60Ωを代入することで、トランジスタ回路20によっ
て決められる定電流値I2が100μAであることが裏
付けられる。しかも、この式では、温度係数の一致する
熱電圧VT と抵抗値ΔRとがそれぞれ分子と分母とに存
在することから、これらの特性が互いに相殺しあって定
電流値I2は温度変化によらずほぼ一定となる。これに
より、精度が良くて基準電流に適する定電流I2を生成
することができる。この定電流I2は、上記の式が電源
電圧Vccを全く含まないことから、電源電圧にもよらな
い一定の電流である。
式が求まるが、逆に、この式でΔRに製造値としての3
60Ωを代入することで、トランジスタ回路20によっ
て決められる定電流値I2が100μAであることが裏
付けられる。しかも、この式では、温度係数の一致する
熱電圧VT と抵抗値ΔRとがそれぞれ分子と分母とに存
在することから、これらの特性が互いに相殺しあって定
電流値I2は温度変化によらずほぼ一定となる。これに
より、精度が良くて基準電流に適する定電流I2を生成
することができる。この定電流I2は、上記の式が電源
電圧Vccを全く含まないことから、電源電圧にもよらな
い一定の電流である。
【0022】次に、図1(b)における実際的な回路に
ついて説明する。これは、上述の基本回路に対し、トラ
ンジスタQ2等のベース電流調整のためのトランジスタ
Q5と、トランジスタQ6と抵抗R6とからなるスター
トアップ回路と、トランジスタQ2に対してカレントミ
ラーを構成するように接続されたトランジスタQ7と、
やはりトランジスタQ2に対してカレントミラーを構成
するように接続されたトランジスタQ8とが付加された
回路である。なお、3は定電流I3,I4を基準電流と
して入力する処理回路である。
ついて説明する。これは、上述の基本回路に対し、トラ
ンジスタQ2等のベース電流調整のためのトランジスタ
Q5と、トランジスタQ6と抵抗R6とからなるスター
トアップ回路と、トランジスタQ2に対してカレントミ
ラーを構成するように接続されたトランジスタQ7と、
やはりトランジスタQ2に対してカレントミラーを構成
するように接続されたトランジスタQ8とが付加された
回路である。なお、3は定電流I3,I4を基準電流と
して入力する処理回路である。
【0023】トランジスタQ1,Q2,Q7,Q8のエ
ミッタと電源電圧Vccのラインとの間には、それぞれの
エミッタ電流を流す抵抗R2,R3,R4,R5が設け
られているが、これらは抵抗値が皆同じであり、通常5
kΩ程度である。これらの抵抗比に従ってカレントミラ
ーのミラー比が決まるので、カレントミラー(Q2+Q
1)、カレントミラー(Q2+Q7)、カレントミラー
(Q2+Q8)における電流比が、全て1:1となる。
そこで、トランジスタQ7を介して回路3に出力される
基準電流I3も、トランジスタQ8を介して処理回路3
に出力される基準電流I4も、100μAの定電流とな
る。これにより、この定電流回路内蔵ICでは、電源変
動にも温度変化にもよらない定電流を得ることができ
る。
ミッタと電源電圧Vccのラインとの間には、それぞれの
エミッタ電流を流す抵抗R2,R3,R4,R5が設け
られているが、これらは抵抗値が皆同じであり、通常5
kΩ程度である。これらの抵抗比に従ってカレントミラ
ーのミラー比が決まるので、カレントミラー(Q2+Q
1)、カレントミラー(Q2+Q7)、カレントミラー
(Q2+Q8)における電流比が、全て1:1となる。
そこで、トランジスタQ7を介して回路3に出力される
基準電流I3も、トランジスタQ8を介して処理回路3
に出力される基準電流I4も、100μAの定電流とな
る。これにより、この定電流回路内蔵ICでは、電源変
動にも温度変化にもよらない定電流を得ることができ
る。
【0024】
【発明の効果】以上の説明から理解できるように、この
発明の定電流回路内蔵ICにあっては、電流比を決める
カレントミラー回路と電流値を決めるトランジスタ回路
とからなる定電流回路を内蔵し、トランジスタ回路は、
カレントミラー接続されたトランジスタ対と、トランジ
スタ対のうちエミッタの狭い方のトランジスタのエミッ
タ電流を流す所定の温度係数の第1の抵抗と、エミッタ
の広い方のトランジスタのエミッタ電流を流す所定の温
度係数の第2の抵抗と、を備え、第2の抵抗の値が第1
の抵抗の値よりも大きい。
発明の定電流回路内蔵ICにあっては、電流比を決める
カレントミラー回路と電流値を決めるトランジスタ回路
とからなる定電流回路を内蔵し、トランジスタ回路は、
カレントミラー接続されたトランジスタ対と、トランジ
スタ対のうちエミッタの狭い方のトランジスタのエミッ
タ電流を流す所定の温度係数の第1の抵抗と、エミッタ
の広い方のトランジスタのエミッタ電流を流す所定の温
度係数の第2の抵抗と、を備え、第2の抵抗の値が第1
の抵抗の値よりも大きい。
【0025】これにより、電流値を決めるトランジスタ
回路における抵抗の値が大きくても良くなり、大きな値
の抵抗は小さな面積で実現可能であることから、抵抗の
占める面積を大幅に削減することができるという効果が
ある。すなわち、バンドギャップ電流値を決定する抵抗
値を見掛け上大きな抵抗値を使用することが可能にな
り、温度特性を考慮してイオン注入抵抗を用いた場合に
おいても小さな面積で高精度を実現可能であり、高精度
であるにも拘らず、抵抗の占める面積を大幅に削減する
ことができるという効果がある。その結果、定電流回路
の占有面積が少ない定電流回路内蔵ICを実現すること
ができる。
回路における抵抗の値が大きくても良くなり、大きな値
の抵抗は小さな面積で実現可能であることから、抵抗の
占める面積を大幅に削減することができるという効果が
ある。すなわち、バンドギャップ電流値を決定する抵抗
値を見掛け上大きな抵抗値を使用することが可能にな
り、温度特性を考慮してイオン注入抵抗を用いた場合に
おいても小さな面積で高精度を実現可能であり、高精度
であるにも拘らず、抵抗の占める面積を大幅に削減する
ことができるという効果がある。その結果、定電流回路
の占有面積が少ない定電流回路内蔵ICを実現すること
ができる。
【図1】図1は、この発明の構成の定電流回路内蔵IC
の一実施例について、(a)が定電流回路の基本回路、
(b)がその実際的な回路である。
の一実施例について、(a)が定電流回路の基本回路、
(b)がその実際的な回路である。
【図2】図2は、従来の定電流回路内蔵ICについて、
(a)が定電流回路の基本回路、(b)がその実際的な
回路である。
(a)が定電流回路の基本回路、(b)がその実際的な
回路である。
1 カレントミラー回路 2 トランジスタ回路 3 処理回路 20 トランジスタ回路 21,22 抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05F 3/26 G05F 1/56
Claims (1)
- 【請求項1】電流比が1対1のカレントミラー回路とこ
れの電流値を定めるトランジスタ回路とからなる定電流
回路を内蔵する定電流回路内蔵ICであって、前記トラ
ンジスタ回路は、エミッタの面積が異なりカレントミラ
ー接続され前記カレントミラー回路による等しい電流を
それぞれのコレクタに受けるトランジスタ対と、常温で
の温度係数が熱電圧((k×T/q)ただし、kはボル
ツマン定数、Tは絶対温度、qは電子の電荷)のそれに
ほぼ等しく、前記トランジスタ対のうちエミッタの面積
の少ない方のトランジスタのエミッタ電流を接地等の基
準電圧ラインへ直接流す第1の抵抗と、常温での温度係
数が前記熱電圧のそれにほぼ等しく、前記トランジスタ
対の他方のトランジスタのエミッタ電流を前記基準電圧
ラインへ直接流す第2の抵抗と、を備え、前記カレント
ミラー回路による電流について目標として定められた電
流値に対応して前記第2の抵抗の抵抗値が前記第1の抵
抗の抵抗値よりも大きいことを特徴とする定電流回路内
蔵IC。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05274891A JP3137154B2 (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | 定電流回路内蔵ic |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05274891A JP3137154B2 (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | 定電流回路内蔵ic |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07104876A JPH07104876A (ja) | 1995-04-21 |
JP3137154B2 true JP3137154B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=17547976
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05274891A Expired - Fee Related JP3137154B2 (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | 定電流回路内蔵ic |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3137154B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE9801116D0 (sv) * | 1998-03-30 | 1998-03-30 | Astra Ab | Electrical device |
JP2009194558A (ja) * | 2008-02-13 | 2009-08-27 | Toshiba Corp | カレントミラー回路及びデジタルアナログ変換回路 |
JP4670969B2 (ja) * | 2009-01-23 | 2011-04-13 | ソニー株式会社 | バイアス回路及びそれを備えたgm−Cフィルタ回路並びに半導体集積回路 |
JP5323142B2 (ja) * | 2010-07-30 | 2013-10-23 | 株式会社半導体理工学研究センター | 基準電流源回路 |
-
1993
- 1993-10-06 JP JP05274891A patent/JP3137154B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07104876A (ja) | 1995-04-21 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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