JP3144478B2 - カレントミラー回路 - Google Patents
カレントミラー回路Info
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Description
に関し、特に受信機等が備えた受信電界強度を検出する
ための受信電界強度検出回路に好適なカレントミラー回
路に関するものである。
m)等の通信システムで用いられる受信機には、受信電
界強度の変動を検出するための受信電界強度検出器(Re
ceived Signal Indicator:以下RSSIと称す)を備
えている。
である。
る直列に接続された複数の増幅器から成る多段アンプ1
01に接続され、各増幅器の出力電力をそれぞれ検波す
る検波回路103と、検波回路103の出力から多段ア
ンプ101の入力電力Pinに比例した検出電圧VSを出
力するためのカレントミラー回路104及び抵抗器RL
とによって構成されている。ここで、検波回路103か
らは多段アンプ101の入力電力Pinに比例する電流I
refが出力される。検波回路103の出力にバッファア
ンプとして動作するカレントミラー回路104を接続
し、その出力電流I Oを抵抗器RLに流すことで、抵抗器
RLの両端からは多段アンプ101の入力電力Pinに比
例した検出電圧VSが出力される。
Irefと出力電流IOとが所定の比になるように動作する
回路であり、最も簡単な構成として図11に示すような
回路がよく知られている。
ランジスタQ101のベース・エミッタ間に流れる電流
IB1、及びトランジスタQ102ベース・エミッタ間に
流れる電流IB2が入力電流Irefにそれぞれ流れ込むた
め、出力電流IOはIO=Iref+IB1+IB2となってし
まう。
ために図12に示すようなカレントミラー回路が提案さ
れている。
を示す回路図である。
路は、エミッタが抵抗器R111を介して電源VCCに接
続されたトランジスタQ111と、ベースがトランジス
タQ111のベースと接続され、エミッタが抵抗器R1
12を介して電源VCCに接続されたトランジスタQ11
2と、コレクタが電源VCCに接続され、ベースがトラン
ジスタQ111のコレクタに接続されたトランジスタQ
113と、エミッタがトランジスタQ111及びQ11
2のベースに接続され、ベースがトランジスタQ113
のエミッタに接続され、コレクタが接地されたトランジ
スタQ114と、一端がトランジスタQ113のエミッ
タと接続され、他端が接地された定電流源112とによ
って構成されている。
タQ111のコレクタに流れる電流をIC1、トランジス
タQ112のコレクタに流れる電流をIC2(=IO)、
トランジスタQ113のベースに流れる電流をIB3、ト
ランジスタQ114のエミッタに流れる電流をIE4、ト
ランジスタQ114のベースに流れる電流をIB4、定電
流源112に流れる電流をIaとすると、出力電流IOと
入力電流Irefの関係は、
11、Q112、Q114)の電流増幅率であり、h
FENはNPNトランジスタ(Q113)の電流増幅率で
ある。
た従来のカレントミラー回路は、入力電流Irefと出力
電流IOとの間にIa/(hFEN+1)の誤差が生じる。
しかしながら、一般にhFEP、hFEN>>1であるため、
図11に示した何も補償しないカレントミラー回路に比
べて誤差を小さくすることができる。
示したような従来のカレントミラー回路をRSSI等に
用いた場合、入力電流Irefの値が対数特性で変化する
ため、入力電流Irefの値が微小な値になると誤差が増
大する問題があった。これは、(1)式に示したように
入力電流Irefと出力電流IOとの間にはIa/(hFEN+
1)の誤差があるため、入力電流Irefが微小な値にな
ると定電流源の出力電流Ia(一定値)の影響が無視で
きないほど大きくなることによる。また、電流増幅率h
FEN、hFEPの値はその製造プロセスによって大きくばら
つくため、電流増幅率hFEN、hFEPの値が小さな値にな
ると入力電流Irefと出力電流IOの誤差が大きくなって
しまう。
る問題点を解決するためになされたものであり、入力電
流の変動やトランジスタの電流増幅率のばらつきが大き
い場合でも、入力電流に対する出力電流の誤差を小さく
することができるカレントミラー回路を提供することを
目的とする。
本発明のカレントミラー回路は、入力電流に対する所定
比の出力電流が得られるカレントミラー回路であって、
前記入力電流がコレクタに流れる第1極性の第1のトラ
ンジスタと、前記第1のトランジスタとベース同士が共
通に接続され、コレクタから前記出力電流が得られる第
1極性の第2のトランジスタと、ベースが前記第1のト
ランジスタのコレクタと接続され、エミッタに可変電流
源が接続された第2極性の第3のトランジスタと、ベー
スが前記第3のトランジスタのエミッタと接続され、エ
ミッタが前記第1のトランジスタ及び前記第2のトラン
ジスタのベースと接続された第1極性の第4のトランジ
スタと、前記入力電流を検出して前記可変電流源の電流
の値が前記入力電流に比例するように制御する入力電流
検出回路と、を有するものである。
第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタとベー
ス同士が共通に接続され、コレクタに前記第1のトラン
ジスタのコレクタに流れる電流と等しい電流が流れる第
1極性の第5のトランジスタと、前記第5のトランジス
タと直列に接続された第2極性の第6のトランジスタ
と、前記第6のトランジスタのコレクタとベースが接続
され、前記第6のトランジスタのベースとエミッタが接
続された第2極性の第7のトランジスタと、を有してい
てもよく、前記可変電流源は、前記第6のトランジスタ
とベース同士が共通に接続され、コレクタが前記第3の
トランジスタのエミッタに接続された第2極性の第8の
トランジスタを有していてもよい。
構成は、入力電流に対する所定比の出力電流が得られる
カレントミラー回路であって、前記入力電流がコレクタ
に流れる第1極性の第1のトランジスタと、前記第1の
トランジスタとベース同士が共通に接続され、コレクタ
から前記出力電流が得られる第1極性の第2のトランジ
スタと、ベースが前記第1のトランジスタのコレクタと
接続され、エミッタに可変電流源が接続された第2極性
の第3のトランジスタと、前記入力電流を検出して前記
可変電流源の電流の値が前記入力電流に比例するように
制御する入力電流検出回路と、を有し、 前記入力電流検
出回路は、 ベースが前記第3のトランジスタのエミッタ
と接続され、エミッタが前記第1のトランジスタ及び前
記第2のトランジスタのベースと接続された第1極性の
第4のトランジスタと、 前記第4のトランジスタと直列
に接続され、コレクタとベースが共通に接続された第2
極性の第5のトランジスタとを有し、 前記可変電流源
は、 前記第5のトランジスタとベース同士が共通に接続
された第2極性の第6のトランジスタを有するものであ
る。
記入力電流は、受信電界強度を検出するための検波回路
から出力される電流であってもよい。
路は、可変電流源によって第3のトランジスタに所定の
定電流を流すと共にその値を変更可能にし、入力電流検
出回路によって入力電流を検出し、可変電流源に流れる
電流が入力電流に比例するように可変電流源を制御す
る。したがって、入力電流が小さくなると可変電流源の
出力電流も小さくなるため、入力電流が大きく変動する
場合でもカレントミラー回路の入力電流と出力電流の誤
差を小さくすることができる。
て説明する。
示した従来のカレントミラー回路の定電流源をIaの値
が変更可能な可変電流源に変更し、入力電流Irefの変
動に応じて可変電流源の出力電流Iaを制御する構成に
したものである。
を示すブロック図である。
路は、エミッタが抵抗器R1を介して電源VCCに接続さ
れたトランジスタQ1と、ベースがトランジスタQ1の
ベースと接続され、エミッタが抵抗器R2を介して電源
VCCに接続されたトランジスタQ2と、コレクタが電源
VCCに接続され、ベースがトランジスタQ1のコレクタ
に接続されたトランジスタQ3と、エミッタがトランジ
スタQ1及びQ2のベースに接続され、ベースがトラン
ジスタQ3のエミッタに接続され、コレクタが接地され
たトランジスタQ4と、一端がトランジスタQ3のエミ
ッタと接続され、他端が接地された可変電流源2と、カ
レントミラー回路の入力電流Irefを検出し、可変電流
源2の出力電流Iaの値を制御する入力電流検出回路1
とによって構成される。
路1は入力電流Irefの値を検出し、可変電流源2の出
力電流Iaの値が入力電流Irefの値に比例するように可
変電流源2を制御する。
と可変電流源2の出力電流Iaも小さくなるため、入力
電流Irefが大きく変動する場合でもカレントミラー回
路の入力電流Irefと出力電流IOの誤差を小さくするこ
とができる。
説明する。
ラー回路の第1実施例の構成を示す回路図である。
路11は、ベースがトランジスタQ1及びQ2のベース
とそれぞれ接続され、エミッタが抵抗器R3を介して電
源V CCと接続されたトランジスタQ5と、コレクタが電
源VCCと接続され、ベースがトランジスタQ5のコレク
タと接続されたトランジスタQ6と、コレクタがトラン
ジスタQ5のコレクタ及びトランジスタQ6のベースと
それぞれ接続され、ベースがトランジスタQ6のエミッ
タと接続され、エミッタが抵抗器R5を介して接地され
たトランジスタQ8とによって構成される。なお、本実
施例の入力電流検出回路11では、トランジスタQ5と
トランジスタQ1の回路接続を同じにし、入力電流I
refとトランジスタQ5のコレクタに流れる電流とを等
しくすることで入力電流Irefを等価的に検出してい
る。
ンジスタQ3のエミッタと接続され、エミッタが抵抗器
R4を介して接地され、ベースが入力電流検出回路11
のトランジスタQ6のエミッタ及びトランジスタQ8の
ベースとそれぞれ接続されたトランジスタQ7によって
構成される。なお、トランジスタQ7、Q8のエミッタ
面積比は、Q7:Q8=N1:N2とし、R4・N1=
R5・N2とする。
に、トランジスタQ1のコレクタに流れる電流をIC1、
トランジスタQ2のコレクタに流れる電流をIC2(=I
O)、トランジスタQ3のベースに流れる電流をIB3、
トランジスタQ4のエミッタに流れる電流をIE4、トラ
ンジスタQ4のベースに流れる電流をIB4、トランジス
タQ5のコレクタに流れる電流をIC5、トランジスタQ
6のベースに流れる電流をIB6、トランジスタQ6のエ
ミッタに流れる電流をIE6、トランジスタQ8のコレク
タに流れる電流をIC8、トランジスタQ7のコレクタに
流れる電流をI C7(=Ia)とすると、出力電流IOと入
力電流Irefの関係は、
1、Q2、Q4、Q5)の電流増幅率であり、hFENは
NPNトランジスタ(Q3、Q6、Q7、Q8)の電流
増幅率である。
トランジスタQ5を介してトランジスタQ8のコレクタ
に流れる電流IC8が変化し、それに比例してトランジス
タQ7のコレクタに流れる電流IC7が変化する。
IOは入力電流Irefの関数であるため、入力電流Iref
が微小な値になると、可変電流源12に流れる電流IC7
(=Ia)も微小な値となり、トランジスタQ3のベー
スに流れる電流IB3も微小な値になるため、入力電流I
refと出力電流IOの誤差が小さくなる。また、誤差が1
/(hFEN+1)2に比例するため、電流増幅率hFEN、
hFEPの値が小さくなっても従来のカレントミラー回路
に比べて入力電流Irefと出力電流IOの誤差が小さくな
る。
入力電流Irefと出力電流IOの関係を示すと図3のグラ
フのようになる(但し、ミラー比=1)。なお、図3に
は参考として従来のカレントミラー回路の入力電流I
refと出力電流IOの関係も示している。また、電流増幅
率hFEN、hFEPのばらつきに対する入力電流Irefと出
力電流IOの比(IO/Iref)の関係を示すと図4のグ
ラフのようになる(但し、ミラー比=1)。なお、図4
には参考として従来のカレントミラー回路の電流増幅率
hFEN、hFEPのばらつきに対する入力電流Irefと出力
電流IOの比(IO/Iref)の関係も示している。
ラー回路は入力電流Irefの値が数桁の範囲で変動して
も出力電流IOの値がそれに追従し、従来例のように入
力電流Irefが微小な値になっても誤差が増大すること
がない。さらに、図4に示すように電流増幅率hFEN、
hFEPの変動に対しても誤差が小さくなる。
ラー回路の第2実施例の構成を示す回路図である。
路21は、エミッタがトランジスタQ1及びQ2のベー
スにそれぞれ接続され、ベースがトランジスタQ3のエ
ミッタに接続されたトランジスタQ15と、コレクタと
ベースが共通に接続されてトランジスタQ15のコレク
タと接続され、エミッタが抵抗器R15を介して接地さ
れるトランジスタQ18とによって構成される。なお、
トランジスタQ15は図1に示したトランジスタQ4と
同様にトランジスタQ3のベース電流を検出し、トラン
ジスタQ1、Q2のベースに帰還する機能を有してい
る。また、トランジスタQ15、Q18はトランジスタ
Q1、Q2のベース電流を検出することでカレントミラ
ー回路の入力電流Irefの値を等価的に検出する。
ンジスタQ3のエミッタと接続され、エミッタが抵抗器
R14を介して接地され、ベースが入力電流検出回路2
1のトランジスタQ18のベースと接続されたトランジ
スタQ17によって構成される。なお、トランジスタQ
17、Q18のエミッタ面積比は、Q17:Q18=N
1:N2とし、R14・N1=R15・N2とする。
に、トランジスタQ1のコレクタに流れる電流をIC1、
トランジスタQ2のコレクタに流れる電流をIC2(=I
O)、トランジスタQ1のベースに流れる電流をIB1、
トランジスタQ2のベースに流れる電流をIB2トランジ
スタQ3のベースに流れる電流をIB3、トランジスタQ
15のベースに流れる電流をIB15、トランジスタQ1
7のコレクタに流れる電流をIC17(=Ia)とすると、
出力電流IOと入力電流Irefの関係は、
1、Q2、Q15)の電流増幅率であり、hFENはNP
Nトランジスタ(Q3、Q17、Q18)の電流増幅率
である。
力電流検出回路21のトランジスタQ18とはカレント
ミラー回路を構成しているため、入力電流Irefが変化
するとトランジスタQ18のコレクタに流れる電流I
C18が変化し、それに比例してトランジスタQ17のコ
レクタに流れる電流IC17が変化する。
は入力電流Irefの関数となるため、第1実施例と同様
に、入力電流Irefが微小な値になると、可変電流源2
2に流れる電流IC17(=Ia)も微小な値となり、トラ
ンジスタQ3のベースに流れる電流IB3も微小な値にな
るため、入力電流Irefと出力電流IOの誤差が小さくな
る。
入力電流Irefと出力電流IOの関係を示すと図6のグラ
フのようになる(但し、ミラー比=1)。また、電流増
幅率hFEN、hFEPのばらつきに対する入力電流Irefと
出力電流IOの比(IO/Iref)の関係を示すと図7の
グラフのようになる(但し、ミラー比=1)。
ラー回路も第1実施例と同様に入力電流Irefの値が数
桁の範囲で変動しても出力電流IOの値がそれに追従
し、従来例のように入力電流Irefが微小な値になって
も誤差が増大することがない。さらに、図7に示すよう
に電流増幅率hFEN、hFEPの変動に対しても誤差が小さ
くなる。また、第1実施例に比べてトランジスタの数が
少なくて済むため、回路面積を小さくすることができ
る。
ラー回路の第3実施例の一構成例を示す回路図である。
また図9は本発明のカレントミラー回路の第3実施例の
他の構成例を示す回路図である。
路31は、ベースがトランジスタQ1及びQ2のベース
とそれぞれ接続され、エミッタが抵抗器R23を介して
電源VCCと接続されたトランジスタQ25と、コレクタ
とベースが共通に接続されてトランジスタQ25のコレ
クタと接続され、ベースがトランジスタQ4のコレクタ
と接続され、エミッタが抵抗器R25を介して接地され
たトランジスタQ28とによって構成される。なお、図
8に示した入力電流検出回路31では、トランジスタQ
25とトランジスタQ1の回路接続を同じにし、入力電
流IrefとトランジスタQ25のコレクタに流れる電流
とを等しくすることで入力電流Irefを等価的に検出し
ている。
ンジスタQ3のエミッタと接続され、エミッタが抵抗器
R24を介して接地され、ベースが入力電流検出回路3
1のトランジスタQ28のベースとそれぞれ接続された
トランジスタQ27によって構成される。
電流検出回路41は、ベースがトランジスタQ1及びQ
2のベースとそれぞれ接続され、エミッタが抵抗器R3
3を介して電源VCCと接続されたトランジスタQ35
と、コレクタがトランジスタQ35のコレクタと接続さ
れ、ベースがトランジスタQ4のコレクタと接続され、
エミッタが抵抗器R35を介して接地されたトランジス
タQ38とによって構成される。なお、図9に示した入
力電流検出回路41では、トランジスタQ35とトラン
ジスタQ1の回路接続を同じにし、入力電流Irefとト
ランジスタQ35のコレクタに流れる電流とを等しくす
ることで入力電流Irefを等価的に検出している。
ンジスタQ3のエミッタと接続され、エミッタが抵抗器
R34を介して接地され、ベースが入力電流検出回路4
1のトランジスタQ38のベースとそれぞれ接続された
トランジスタQ37によって構成される。
び第2実施例と同様に、入力電流I refが微小な値にな
ると、可変電流源に流れる電流も微小な値となり、トラ
ンジスタQ3のベースに流れる電流も微小な値になるた
め、入力電流Irefと出力電流IOの誤差が小さくなる。
また、第1実施例に比べてトランジスタの数が少なくて
済むため、回路面積を小さくすることができる。
いるので、以下に記載する効果を奏する。
流がコレクタに流れる第1のトランジスタと、第1のト
ランジスタとベース同士が共通に接続され、コレクタか
ら出力電流が得られる第2のトランジスタと、ベースが
第1のトランジスタのコレクタと接続され、エミッタに
所定の定電流が流れる第3のトランジスタと、ベースが
第3のトランジスタのエミッタと接続され、コレクタが
第1のトランジスタ及び第2のトランジスタのベースと
接続された第4のトランジスタと、第3のトランジスタ
に所定の定電流を流すと共にその値を変更可能な可変電
流源と、入力電流を検出して定電流の値が入力電流に比
例するように可変電流源を制御する入力電流検出回路と
を有することで、入力電流が数桁の範囲で大きく変動す
る場合でもカレントミラー回路の入力電流と出力電流の
誤差を小さくすることができる。また、電流増幅率の変
動に対しても誤差が小さくなる。
ック図である。
成を示す回路図である。
変動に対する出力電流の関係を示すグラフである。
の変動に対する入力電流/出力電流比の関係を示すグラ
フである。
成を示す回路図である。
変動に対する出力電流の関係を示すグラフである。
の変動に対する出力電流/入力電流比の関係を示すグラ
フである。
構成例を示す回路図である。
の構成例を示す回路図である。
回路図である。
図である。
8、Q35、Q37、Q38 トランジスタ R1〜R5、R14、R15、R23〜R25、R33
〜R35 抵抗器
Claims (5)
- 【請求項1】 入力電流に対する所定比の出力電流が得
られるカレントミラー回路であって、 前記入力電流がコレクタに流れる第1極性の第1のトラ
ンジスタと、 前記第1のトランジスタとベース同士が共通に接続さ
れ、コレクタから前記出力電流が得られる第1極性の第
2のトランジスタと、 ベースが前記第1のトランジスタのコレクタと接続さ
れ、エミッタに可変電流源が接続された第2極性の第3
のトランジスタと、 ベースが前記第3のトランジスタのエミッタと接続さ
れ、エミッタが前記第1のトランジスタ及び前記第2の
トランジスタのベースと接続された第1極性の第4のト
ランジスタと、 前記入力電流を検出して前記可変電流源の電流の値が前
記入力電流に比例するように制御する入力電流検出回路
と、 を有するカレントミラー回路。 - 【請求項2】 前記入力電流検出回路は、 前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタと
ベース同士が共通に接続され、コレクタに前記第1のト
ランジスタのコレクタに流れる電流と等しい電流が流れ
る第1極性の第5のトランジスタと、 前記第5のトランジスタと直列に接続された第2極性の
第6のトランジスタと、 前記第6のトランジスタのコレクタとベースが接続さ
れ、前記第6のトランジスタのベースとエミッタが接続
された第2極性の第7のトランジスタと、 を有する請求項1記載のカレントミラー回路。 - 【請求項3】 前記可変電流源は、 前記第6のトランジスタとベース同士が共通に接続さ
れ、コレクタが前記第3のトランジスタのエミッタに接
続された第2極性の第8のトランジスタを有する請求項
2記載のカレントミラー回路。 - 【請求項4】 入力電流に対する所定比の出力電流が得
られるカレントミラー回路であって、 前記入力電流がコレクタに流れる第1極性の第1のトラ
ンジスタと、 前記第1のトランジスタとベース同士が共通に接続さ
れ、コレクタから前記出力電流が得られる第1極性の第
2のトランジスタと、 ベースが前記第1のトランジスタのコレクタと接続さ
れ、エミッタに可変電流源が接続された第2極性の第3
のトランジスタと、 前記入力電流を検出して前記可変電流源の電流の値が前
記入力電流に比例するように制御する入力電流検出回路
と、 を有し、 前記入力電流検出回路は、 ベースが前記第3のトランジスタのエミッタと接続さ
れ、エミッタが前記第1のトランジスタ及び前記第2の
トランジスタのベースと接続された第1極性の第4のト
ランジスタと、 前記第4のトランジスタと直列に接続され、コレクタと
ベースが共通に接続された第2極性の第5のトランジス
タとを有し、 前記可変電流源は、 前記第5のトランジスタとベース同士が共通に接続され
た第2極性の第6のトランジスタを有する カレントミラ
ー回路。 - 【請求項5】 前記入力電流は、 受信電界強度を検出するための検波回路から出力される
電流である請求項1乃至4のいずれか1項記載の カレン
トミラー回路。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP30292197A JP3144478B2 (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | カレントミラー回路 |
US09/187,568 US6087819A (en) | 1997-11-05 | 1998-11-05 | Current mirror circuit with minimized input to output current error |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30292197A JP3144478B2 (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | カレントミラー回路 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP30292197A Expired - Fee Related JP3144478B2 (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | カレントミラー回路 |
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