JP3179273B2 - 定電流回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は定電流回路に関し、特に
低電圧動作可能な定電流回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の定電流回路を図８に示す。図８に
おいて、従来の定電流回路は、電源（ＶＣＣ）端子１
と、接地（ＧＮＤ）端子３と、基準電圧（ＶＲＥＦ）入
力端子２と、出力端子４と、ＮＰＮ型トランジスタ（以
下Ｔｒと略記す）５，８，１０と、ＰＮＰ型トランジス
タ（以下Ｔｒと略記す）１１，２１と、抵抗１５とを備
えている。

【０００３】ＮＰＮＴｒ５のベースは基準端子２とし、
ＮＰＮＴｒ５のエミッタは抵抗１５を介して電源端子の
他端である接地端子３に接続し、ＰＮＰＴｒ２１のコレ
クタとベースは共通接続し、ＮＰＮＴｒ５のコレクタに
接続し、ＰＮＰＴｒ２１のエミッタは電源端子の一端の
ＶＣＣ端子１に接続する。ＰＮＰＴｒ１１のエミッタは
電源端子の一端子１に接続し、ＰＮＰＴｒ１１のベース
は、ＰＮＰＴｒ２１のコレクタとベースの共通接続点に
接続し、ここでＰＮＰＴｒ２１とＰＮＰＴｒ１１はカレ
ントミラー構成をしている。ＰＮＰＴｒ１１のコレクタ
はＮＰＮＴｒ８のコレクタとベースとの共通接続点に接
続し、ＮＰＮＴｒ１０のベースはＮＰＮＴｒ８のコレク
タとベースの共通接続点に接続し、ＮＰＮＴｒ８及びＮ
ＰＮＴｒ１０のエミッタは各々電源端子の他端子３に接
続し、ここでＮＰＮＴｒ８及びＮＰＮＴｒ１０はカレン
トミラー構成をしている。ＮＰＮＴｒ１０のコレクタは
出力端子４とする。

【０００４】図８の従来例の動作について説明する。従
来の定電流回路における設定電流（ＮＰＮＴｒ５のエミ
ッタ電流）Ｉは、ＮＰＮＴｒ５のベース・エミッタ間電
圧ＶＢＥ５と基準端子２の基準電圧（以下ＶＲＥＦとす
る）と抵抗１５の抵抗値Ｒ１５とから、次の（１）式の
ように設定される。

【０００５】 Ｉ＝（ＶＲＥＦ−ＶＢＥ５）／Ｒ１５ …（１） また、ＮＰＮＴｒ５のコレクタ電流ＩＣ５は、次の
（２）式となる。

【０００６】 ＩＣ５＝Ｉ−ＩＢ５＝Ｉ−ＩＣ５／ｈＦＥ５ …（２） ここで、ＩＢ５はＮＰＮＴｒ５のベース電流，ｈＦＥ５
はＮＰＮＴｒ５の電流増幅率。

【０００７】ＰＮＰＴｒ２１とＰＮＰＴｒ１１とで構成
されるカレントミラー回路において、トランジスタの形
状及びエミッタ面積が等しい場合、次の（３）式が得ら
れる。

【０００８】 ＩＣ１１＝ＩＣ５−ＩＢ２１−ＩＢ１１＝ＩＣ５−ＩＣ２１／ｈＦＥ−ＩＣ１ １／ｈＦＥ１１ …（３） ここで、ＩＢ２１はＰＮＰＴｒ２１のベース電流，ＩＢ
１１はＰＮＰＴｒ１１のベース電流，ｈＦＥ２１はＰＮ
ＰＴｒ２１の電流増幅率，ｈＦＥ１１はＰＮＰＴｒ１１
の電流増幅率，ＩＣ２１はＰＮＰＴｒ２１のコレクタ電
流，ＩＣ１１はＰＮＰＴｒ１１のコレクタ電流。

【０００９】ＮＰＮＴｒ８とＮＰＮＴｒ１０において
も、カレントミラー回路となっているので、求める出力
端子４の出力電流ＩＬは、次の（４）式となる。

【００１０】 ＩＬ＝ＩＣ１１−ＩＢ８−ＩＢ１０＝ＩＣ１１−（ＩＣ８／ｈＦＥ８）−（Ｉ Ｌ／ｈＦＥ１０） …（４） ここで、ＩＢ８はＮＰＮＴｒ８のベース電流，ＩＢ１０
はＮＰＮＴｒ１０のベース電流，ｈＦＥ８はＮＰＮＴｒ
８の電流増幅率，ｈＦＥ１０はＮＰＮＴｒ１０の電流増
幅率，ＩＣ８はＮＰＮＴｒ８のコレクタ電流。

【００１１】ただしＮＰＮＴｒ８とＮＰＮＴｒ１０は、
トランジスタの形状及びエミッタ面積が等しい。よって
設定電流Ｉと出力電流ＩＬとの関係は、前記（１），
（２），（３），（４）式を用いると、次の（５）式が
得られる。

【００１２】

【００１３】ここで、電流増幅率ｈＦＥは充分に大き
く、計算上無視できるものとすると、次の（６）式が得
られる。

【００１４】 ＩＬ≒Ｉ …（６） 即ち、出力電流ＩＬは、設定電流Ｉにほぼ等しくなる。

【００１５】又、この定電流回路が動作する電源電圧の
下限値ＶＣＣ（ＭＩＮ）は、電流端子の一端子１の電源
電圧ＶＣＣに対して、基準電圧ＶＲＥＦが、次の（７）
式を満足する必要がある。

【００１６】 ＶＣＣ（ＭＩＮ）＞ＶＲＥＦ＋ＶＢＥ２１ …（７） ここで、ＶＢＥ２１は、ＰＮＰＴｒ２１のベース・エミ
ッタ間電圧。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】この従来の定電流回路
では、電源電圧の下限値ＶＣＣ（ＭＩＮ）は、前記
（７）式で決まる。しかしながら、電源電圧ＶＣＣが下
限値ＶＣＣ（ＭＩＮ）以下となると、前記（７）式の関
係が満足できなくなり、たとえばＶＲＥＦ＝ＶＣＣとな
った場合、ＰＮＰＴｒ２１のＶＢＥ２１の為にＮＰＮＴ
ｒ５のコレクタがエミッタと同電位となり、前記（３）
式の関係が維持できなくなり、定電流回路が動作しな
い。従って、電源電圧ＶＣＣの動作範囲が狭いという問
題点があった。

【００１８】本発明の目的は、前記問題点が解決され、
電源電圧ＶＣＣが下限値以下となっても、正常に動作し
えるようにした定電流回路を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の定電流回
路の構成は、コレクタを第１の抵抗を介して電源端子の
一端子に接続し、ベースを基準電圧入力端子とし、エミ
ッタを第２の抵抗を介して電源端子の他端子に接続した
第１のトランジスタと、コレクタを前記電源端子の一端
子に接続し、ベースを前記第１のトランジスタのコレク
タに接続した第２のトランジスタと、ベースを前記第２
のトランジスタのエミッタに接続し、エミッタを第３の
抵抗を介して前記電源端子の一端子に接続した第３のト
ランジスタとを有する第１の回路を設け、前記第２のト
ランジスタのエミッタ及び前記第３のトランジスタのコ
レクタと出力端子と前記他端子とに接続されたカレント
ミラー回路を設け、前記第１の回路を起動させるための
第２の回路を設けたことを特徴とする。

【００２０】本発明の第２の定電流回路の構成は、基準
電流設定回路と、この基準電流設定回路により設定され
る設定電流を電流変換手段により変換し、出力電流を得
るカレントミラー回路と、このカレントミラー回路を起
動させる起動回路と、この起動回路を定常動作時に停止
させるクランプ回路とを備える定電流回路において、前
記クランプ回路は、クランプ電圧を任意の値に調整でき
るように、抵抗の直列接続回路を設けたことを特徴とす
る。

【００２１】本発明の第３の定電流回路の構成は、基準
電流設定回路と、この基準電流設定回路により設定され
る設定電流を電流変換手段により変換し出力電流を得る
カレントミラー回路と、このカレントミラー回路を起動
させる起動回路と、定常時前記起動回路のバイアスを一
定にするクランプ回路とを有する定電流回路において、
起動時電流変換手段により前記起動回路の電流を前記カ
レントミラー回路へ供給する手段を設けたことを特徴と
する。

【００２２】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の第１の実施例の定電流回路を示す回
路図である。図１において、図８中の従来例と共通する
部分に関しては、同一記号を付した。

【００２３】図１において、第１の実施例の定電流回路
は、電源（ＶＣＣ）端子の一端子１と、接地（ＧＮＤ）
となる他端子３と、基準電圧（ＶＲＥＦ）の入力端子２
と、出力端子４と、ＮＰＮ型トランジスタ（以下Ｔｒと
略記す）５，６，７，８，１０と、ＰＮＰ型トランジス
タ（以下Ｔｒと略記す）１１，１２と、抵抗１４〜２０
とを備えている。

【００２４】ＮＰＮＴｒ５のベースは、基準電圧（ＶＲ
ＥＦ）端子２とし、そのエミッタは抵抗１５を介して電
源端子の他端子３に接続し、そのコレクタは、抵抗１４
を介して電源端子の一端子１に接続する。ＮＰＮＴｒ６
のベースはＮＰＮＴｒ５のコレクタと抵抗１４との接続
点に接続し、そのコレクタは電源端子の一端子１に接続
し、そのエミッタはＮＰＮＴｒ７のコレクタと接続す
る。ＮＰＮＴｒ７のベースはＮＰＮＴｒ８のコレクタと
ベースの共通接続点に接続する。ＰＮＰＴｒ１１のコレ
クタはＮＰＮＴｒ８のコレクタとベースの共通接続点に
接続し、そのエミッタは抵抗１７を介して電源端子の一
端子１に接続し、そのベースはＮＰＮＴｒ６のエミッタ
とＮＰＮＴｒ７のコレクタとの接続点に接続する。ＮＰ
ＮＴｒ１０のベースはＮＰＮＴｒ８のコレクタとベース
の共通接続点に接続し、ＮＰＮＴｒ７，ＮＰＮＴｒ８及
びＮＰＮＴｒ１０のエミッタは各々電源端子の他端子３
に接続し、ＮＰＮＴｒ１０のコレクタを出力端子４とす
る。

【００２５】ＮＰＮＴｒ９のベースは抵抗１６を介して
ＮＰＮＴｒ５のベースと接続し、そのコレクタはＮＰＮ
Ｔｒ６のエミッタとＮＰＮＴｒ７のコレクタとの接続点
に接続し、そのエミッタは抵抗２０を介して電源端子の
他端子３に接続する。ＰＮＰＴｒ１２のコレクタはＮＰ
ＮＴｒ９のエミッタと抵抗２０の接続点に接続し、その
ベースは抵抗１８を介してＮＰＮＴｒ６のエミッタとＮ
ＰＮＴｒ７のコレクタとの接続点に接続し、そのエミッ
タは抵抗１９を介して電源端子の一端子１に接続する。
ここで、ＮＰＮＴｒ９，ＮＰＮＴｒ１２及び抵抗１６，
抵抗１８，抵抗１９，抵抗２０で構成する起動回路があ
る。

【００２６】次に図１の動作について説明する。本実施
例の定電流回路における設定電流Ｉ（但し、設定電流Ｉ
はＮＰＮＴｒ５のエミッタ電流である）は、前記（１）
式のように設定する。ＮＰＮＴｒ５のコレクタ電流ＩＣ
５は、前記（２）式のようになる。抵抗１４の抵抗値Ｒ
１４に流れる電流をＩ１４とすると、次の（８）式が得
られる。

【００２７】 Ｉ１４＝ＩＣ５＋ＩＢ６＝Ｉ−（ＩＣ５／ｈＦＥ５）＋（ＩＣ６／ｈＦＥ６） …（８） ここで、ＩＣ５はＮＰＮＴｒ５のコレクタ電流，ｈＦＥ
５はＮＰＮＴｒ５の電流増幅率，ＩＢ６はＮＰＮＴｒ６
のベース電流，ＩＣ６はＮＰＮＴｒ６のコレクタ電流，
ｈＦＥ６はＮＰＮＴｒ６の電流増幅率。

【００２８】次に抵抗１７の抵抗値Ｒ１７に流れる電流
をＩ１７とすると、次の（９）式が得られる。

【００２９】 Ｉ１７＝（Ｉ１４・Ｒ１４−ＶＢＥ６−ＶＢＥ１１）／Ｒ１７ …（９） ここで、ＶＢＥ１１はＰＮＰＴｒ１１のベース・エミッ
タ間電圧。

【００３０】電源電圧ＶＣＣが基準電圧ＶＲＥＦと同電
位になっても、ＮＰＮＴｒ５が飽和せず、前記（１）
式，前記（８），（９）式を満足するためには、下記
（１０）式の条件を満足する必要がある。

【００３１】 ＶＢＥ５−ＶＲ１４＞ＶＣＥ（ＳＡＴ）５ …（１０） ここで、ＶＲ１４は抵抗１４の抵抗値Ｒ１４の両端に発
生する電圧（ＶＲ１４−Ｉ１４・Ｒ１４）、ＶＣＥ（Ｓ
ＡＴ）５はＮＰＮＴｒ５の飽和時のコレクタ・エミッタ
間電圧。

【００３２】また、ＰＮＰＴｒ１１のコレクタ電流ＩＣ
１１は、次の（１１）式となる。

【００３３】 ＩＣ１１＝Ｉ１７−ＩＢ１１＝｛（Ｉ１４・Ｒ１４＋ＶＢＥ６−ＶＢＥ１１） ／Ｒ１７）｝−（ＩＣ１１／ｈＦＥ１１） …（１１） ここで、ｈＦＥ１１はＰＮＰＴｒ１１の電流増幅率。

【００３４】ＮＰＮＴｒ８を基準とし、ＮＰＮＴｒ７と
ＮＰＮＴｒ１０とで構成されるカレントミラー回路にお
いて、トランジスタの形状及びエミッタ面積が等しい場
合、求める出力端子４の出力電流ＩＬは、次式となる。

【００３５】ＩＬ＝ＩＣ１１−ＩＢ７−ＩＢ８−ＩＢ１
０＝ＩＣ１１−（ＩＣ７／ｈＦＥ７）−（ＩＣ８／ｈＦ
Ｅ８）−（ＩＬ／ｈＦＥ１０） 従って次の（１２）式が得られる。

【００３６】

【００３７】ここで、ＩＢ７はＮＰＮＴｒ７のベース電
流、ｈＦＥ７はＮＰＮＴｒ７の電流増幅率、ＩＣ７はＮ
ＰＮＴｒ７のコレクタ電流。

【００３８】よって、設定電流Ｉと出力電流ＩＬの関係
は、前記（１），（２），（８），（９），（１１），
（１２）式より、次の（１３）式が得られる。

【００３９】

【００４０】 …（１３） ここで、電流増幅率ｈＦＥは充分に大きく、計算上無視
できるものとすると、次の近似（１４）式が得られる。

【００４１】 ＩＬ≒（Ｉ・Ｒ１４＋ＶＢＥ６−ＶＢＥ１１）／Ｒ１７ …（１４） ここでＲ１７＝Ｒ１４，ＶＢＥ１１＝ＶＢＥ６と設定し
た場合、 ＩＬ≒Ｉ …（１５） と近似式としてあらわされる。

【００４２】又、起動回路の動作は、電源端子の一端子
１の電源電圧値ＶＣＣが充分に高い時、基準端子２の基
準電圧値ＶＲＥＦが、ＮＰＮＴｒ９のベース・エミッタ
間電圧ＶＢＥ９よりも大きくなるとＮＰＮＴｒ９が動作
し、ＮＰＮＴｒ９のコレクタがＰＮＰＴｒ１１，ＰＮＰ
Ｔｒ１２のベース電流を吸い込み、ＰＮＰＴｒ１１及び
ＰＮＰＴｒ１２のエミッタ・ベース間電圧が生じて動作
し、且つＮＰＮＴｒ６のエミッタ電流をＮＰＮＴｒ９が
吸い込むので、ＮＰＮＴｒ６も動作する。

【００４３】ＰＮＰＴｒ１１の動作により、ＮＰＮＴｒ
８の電流が供給され、ＮＰＮＴｒ８が動作する。ＮＰＮ
Ｔｒ８とカレントミラーを構成するＮＰＮＴｒ７及びＮ
ＰＮＴｒ１０も同様に動作する。ＮＰＮＴｒ７が動作す
ることにより、ＮＰＮＴｒ６のエミッタ電流及びＮＰＮ
Ｔｒ１１，ＰＮＰＴｒ１２のベース電流を吸い込み、定
電流回路動作になる。

【００４４】ＰＮＰＴｒ１２のコレクタ電流が抵抗２０
に流れ込む為、抵抗２０の抵抗値Ｒ２０の両端に発生す
る電圧ＶＲ２０が高くなり、次の（１６），（１７）式
となる。

【００４５】 ＶＢＥ９＜ＶＲＥＦ−ＶＥ９ …（１６） ここで、ＶＢＥ９はＮＰＮＴｒ９のベース・エミッタ間
電圧、ＶＥ９はＮＰＮＴｒ９のエミッタ電圧。

【００４６】 ＶＥ９＝（ＩＥ９＋ＩＣ１２）×Ｒ２０＝ＩＣ１２×Ｒ２０（近似式）＝ＶＲ ２０ …（１７） 前記（１６），（１７）式となる様に、抵抗２０の抵抗
値Ｒ２０を設定すれば、前記（１６）式の関係より、Ｖ
ＢＥ９が小さくなることによりＮＰＮＴｒ９が動作を停
止し、起動回路動作は終了する。

【００４７】図１において、本実施例の定電流回路は電
源電圧の下限値ＶＣＣ（ＭＩＮ）が、次の（１８）式で
きまる。

【００４８】 ＶＣＣ（ＭＩＮ）≧ＶＲＥＦ …（１８） かつ、前記式（１０）の条件を満足すれば、ＶＣＣとＶ
ＲＥＦとが同電位となっても正常に定電流回路は動作可
能となり、ＶＣＣの動作範囲を大きくできるという効果
を得ることができる。

【００４９】図２は本発明の第２の実施例の定電流回路
を示した回路図である。図２において、図１と共通する
部分に関しては、同一記号を付した。

【００５０】図２において、本実施例は、ＮＰＮＴｒ９
のエミッタと抵抗２０との共通接続点に、ＰＮＰＴｒ１
３のエミッタを接続し、ＮＰＮＴｒ５のエミッタと抵抗
１５との共通接続点にＰＮＰＴｒ１３のベースを接続
し、さらにこのＰＮＰＴｒ１３のコレクタは電源端子と
他端子３に接続している。その他の回路部分は図１と共
通する。

【００５１】本実施例の回路動作においても、前記第１
の実施例と同等の作用・効果を得ることができる。

【００５２】図１の回路において、たとえば電源電圧Ｖ
ＣＣが高くなり、抵抗２０の抵抗値Ｒ２０の両端に発生
する電圧ＶＲ２０が高くなると、ＮＰＮＴｒ９のエミッ
タ電圧ＶＥ９が高くなり、ＮＰＮＴｒ９のベースとエミ
ッタの電位が逆転し逆バイアスの状態となり、極端な場
合には、エミッタ・ベース間でブレークダウンを起こ
し、ＮＰＮＴｒ９が劣化・破壊もしくは動作異常となる
恐れが考えられる。

【００５３】ところが、図２の回路においては、ＰＮＰ
Ｔｒ１３を挿入することにより、ＮＰＮＴｒ９のベース
とエミッタの電位を等しくし、図１の弱点であるＮＰＮ
Ｔｒ９の劣化・破壊もしくは動作異常を完全に防止する
ことができる。

【００５４】図３は本発明の第３の実施例の定電流回路
を示す回路図である。

【００５５】図３において、本実施例は、図２における
第２の実施例中のＮＰＮ型トランジスタをＰＮＰ型トラ
ンジスタに、ＰＮＰ型トランジスタをＮＰＮ型トランジ
スタに、それぞれ置き換えた回路であり、これにともな
い抵抗や接続配線関係等を変更しており、動作機能は図
２と同様である。

【００５６】尚、図３中のＮＰＮ型トランジスタ１３′
の無い場合を、本発明の第４の実施例の定電流回路とす
ることもできる。この場合、本第４の実施例は、その動
作機能は図１と同様である。

【００５７】図３において、ＰＮＰ型トランジスタ
５′，６′，７′，８′，９′，１０′と、ＮＰＮ型ト
ランジスタ１１′，１２′，１３′と、抵抗１４〜２０
と、入力端子１，２，３と、出力端子４とを備えてい
る。

【００５８】以上説明したように、本発明の第１乃至第
４の実施例の定電流回路によれば、例えばベースが基準
電圧入力端子に接続された入力のＮＰＮトランジスタと
このＮＰＮトランジスタにより設定された電流をＮＰＮ
トランジスタとＰＮＰトランジスタを用いて定電流を発
生する回路と、この回路を起動する起動回路と定常動作
時起動用ＮＰＮトランジスタのベースとエミッタが逆転
し逆バイアスの状態とならないように電圧クランプ回路
とを設けた場合には、電源端子と基準電圧入力端子とが
接続された状態でも安定に定電流回路が動作するという
効果があり、また特にＰＮＰトランジスタ１１のコレク
タ電流はＰＮＰトランジスタ１１のエミッタ面積又は抵
抗１７の抵抗値を変更することにより、容易に設定でき
るという効果もある。

【００５９】これにより、本実施例は、電源端子と基準
電圧入力端子が同電位になる迄電源端子の電圧が下がっ
た状態でも、安定に動作可能であるため、電源端子の動
作範囲を大きくできるという効果を有する。

【００６０】次に、図２の回路動作について説明する。
以下の説明で特にことわらない限り、ＩＥＮはトランジ
スタＮのエミッタ電流、ＩＣＮはトランジスタＮのコレ
クタ電流、ＩＢＮはトランジスタＮのベース電流、ｈＦ
ＥＮはトランジスタＮの電流増幅率、ＶＢＥＮはトラン
ジスタＮのベース・エミッタ間電圧、ＶＥＮはトランジ
スタＮのエミッタ電位、ＶＲＮは抵抗Ｎの抵抗値ＲＮの
両端に発生する電圧、ＶＲＥＦは基準端子２の基準電圧
とする（ただし、Ｎ＝１，２，３，…）。また、Ｉは抵
抗１５に流れる電流とする。

【００６１】定電流回路における設定電流Ｉは、次の
（１９）式のように設定する。

【００６２】 Ｉ＝（ＶＲＥＦ−ＶＢＥ５）／Ｒ１５ …（１９） トランジスタ５のコレクタ電流ＩＣ５は、次の（２０）
式となる。

【００６３】 ＩＣ５＝Ｉ−ＩＢ５＝Ｉ−（ＩＣ５／ｈＦＥ５） …（２０） ここで、Ｉはトランジスタ５のエミッタ電流である。

【００６４】抵抗１４の抵抗値Ｒ１４に流れる電流をＩ
１４とすると、この電流Ｉ１４は次の（２１）式とな
る。

【００６５】 Ｉ１４＝ＩＣ５＋ＩＢ６＝Ｉ−（ＩＣ５／ｈＦＥ５）＋（ＩＣ６／ｈＦＥ６） …（２１） 次に抵抗１７の抵抗値Ｒ１７に流れる電流をＩ１７とす
ると、この電流Ｉ１７は次の（２２）式となる。

【００６６】 Ｉ１７＝（Ｉ１４・Ｒ１４＋ＶＢＥ６−ＶＢＥ１１）／Ｒ１７ …（２２） 電源電圧ＶＣＣが基準電圧ＶＲＥＦと同電位となって
も、トランジスタ５が飽和せず、前記（１９），（２
１），（２２）式を満足するためには、次の（２３）式
の条件を満足する必要がある。

【００６７】 ＶＢＥ５−ＶＲ１４＞ＶＣＥ（ＳＡＴ）５ …（２３） ここで、ＶＣＥ（ＳＡＴ）５は、トランジスタ５の飽和
時のコレクタ・エミッタ間電圧。

【００６８】トランジスタ１１のコレクタ電流ＩＣ１１
は、次の（２４）式となる。

【００６９】 ＩＣ１１＝Ｉ１７−ＩＢ１１ ＝（Ｉ１４・Ｒ１４＋ＶＢＥ６−ＶＢＥ１１）／Ｒ１７−ＩＣ１１／ ｈＦＥ１１ …（２４） トランジスタ８を基準とし、トランジスタ７とトランジ
スタ１０とで構成されるカレントミラー回路において、
トランジスタの形状が、半導体基板上等しい場合、求め
る出力端子４の出力電流ＩＬは、次式となる。

【００７０】 ＩＬ＝ＩＣ１１−ＩＢ７−ＩＢ８−ＩＢ１０ ＝ＩＣ１１−（ＩＣ７／ｈＦＥ７）−（ＩＣ８／ｈＦＥ
８）−（ＩＬ／ｈＦＥ１０） これから、次式が得られる。

【００７１】 ＩＬ＝（ＩＣ１１−ＩＣ７／ｈＦＥ７−ＩＣ８／ｈＦＥ８）／（１＋１／ｈＦ Ｅ１０） …（２５） 従って、ＩとＩＬとの関係式は、前記（１９），（２
０），（２１），（２２），（２４），（２５）式か
ら、次の（２６）式が得られる。

【００７２】

【００７３】 ＩＬ＝（Ｉ・Ｒ１４＋ＶＢＥ６−ＶＢＥ１１）／Ｒ１７ …（２７） ここで、電流増幅率ｈＦＥは、充分大きく１／ｈＦＥＮ
を無視できるものとする。

【００７４】Ｒ１７＝Ｒ１４・ＶＢＥ１１＝ＶＢＥ６と
設定した場合、 ＩＬ≒Ｉ …（２８） と表わされる。

【００７５】又、起動回路の動作は、電源端子の一端子
１の電源電圧ＶＣＣが充分に高い時、基準端子２の基準
電圧値ＶＲＥＦがトランジスタ９のベース・エミッタ間
電圧ＶＢＥ９よりも大きくなると、トランジスタ９が動
作し、トランジスタ９のコレクタがトランジスタ１１，
１２のベース電流を吸い込み、トランジスタ１１及びト
ランジスタ１２のエミッタ・ベース間電圧が生じて動作
し、且つトランジスタ６のエミッタ電流をトランジスタ
９が吸い込むので、トランジスタ６も動作する。

【００７６】トランジスタ１１の動作により、トランジ
スタ８に電流が供給され、トランジスタ８が動作する。
トランジスタ８とカレントミラーを構成するトランジス
タ７及びトランジスタ１０も同様に動作する。

【００７７】トランジスタ７が動作することにより、ト
ランジスタ６のエミッタ電流、及びトランジスタ１１，
１２のベース電流を吸い込み、定電流回路動作になる。

【００７８】トランジスタ１２のコレクタ電流が抵抗２
０に流れ込む為、抵抗２０の抵抗値Ｒ２０の両端に発生
する電圧ＶＲ２０が高くなる。

【００７９】 ＶＢＥ９＞ＶＲＥＦ−ＶＥ９ …（２９） ＶＢＥ９＝（ＩＥ９＋ＩＣ１２）×Ｒ２０≒ＩＣ１２×Ｒ２０＝ＶＲ２０ …（３０） となる様に、抵抗２０の抵抗値Ｒ２０を設定すれば、上
記（２９）式の関係より、（ＶＲＥＦ−ＶＥ９）が小さ
くなることにより、トランジスタ９が動作を停止し、起
動回路動作は終了する。

【００８０】図２において、この定電流回路は電源電圧
の下限値ＶＣＣ（ＭＩＮ）が、 ＶＣＣ（ＭＩＮ）≒ＶＲＥＦ …（３１） できまり、且つ上式（２３）の条件を満足すれば、ＶＣ
ＣとＶＲＥＦとが同電位となっても、正常に定電流回路
は動作可能となり、ＶＣＣの動作範囲を大きくできると
いう効果を得る。

【００８１】また、電源電圧ＶＣＣが高くなると、トラ
ンジスタ１２のコレクタ・エミッタ間電圧が大きくな
り、抵抗Ｒ２０への電流供給能力が増大し、ＶＲ２０が
高くなる。抵抗２０の両端電圧ＶＲ２０が高くなると、
トランジスタ９のエミッタ電圧ＶＥ９が高くなり、トラ
ンジスタ９のベースとエミッタの電位が逆転し、逆バイ
アスの状態となり、逆バイアスが大きくなると、エミッ
タ・ベース間でブレークダウンを起こし、劣化・破壊す
る。

【００８２】そこで、トランジスタ１３を挿入すること
により、トランジスタ９のベースとエミッタの電位を等
しくし、電源電圧ＶＣＣが高くなっても、トランジスタ
９の劣化・破壊を防止することができる。

【００８３】これにより、本実施例は、電源端子と基準
電圧入力端子が同電位になる迄電源端子の電圧が下がっ
た状態でも、安定に動作可能であるため、電源端子の動
作範囲を大きくできるという効果を有する。

【００８４】前述した第２の実施例の定電流回路では、
トランジスタ１２のコレクタ電圧ＶＣ（Ｑ１２）は、Ｖ
Ｃ（Ｑ１２）＝ＶＲＥＦ−ＶＢＥＱ５＋ＶＢＥＱ１３で
決まる。しかし、電源電圧ＶＣＣが低くなると、上式よ
りＶＣ（Ｑ１２）はＶＣＣに近づく。

【００８５】例えば、ＶＲＥＦ＝ＶＣＣとなった場合、
ＶＢＥＱ５≒ＶＢＥＱ１３とすると、ＶＣ（Ｑ１２）≒
ＶＣＣとなり、トランジスタ１２のコレクタ電位とエミ
ッタ電位とは同電位に近づき、トランジスタ１２は飽和
状態となり、カレントミラーの動作点がずれて、Ｉ１が
ＩＬと等しくなくなり、電源電圧ＶＣＣの動作範囲が狭
くなってしまう。

【００８６】特に低電圧動作が要求される電源回路で
は、ＶＣＣ＝ＶＲＥＦでも動作を要求される為、第１の
実施例の回路では不十分である。

【００８７】本発明の第５の実施例では、以上の欠点を
解消して、ＶＣＣ≧ＶＲＥＦで定電流を流すことのでき
る定電流回路を提供する。

【００８８】本発明の第５の実施例の定電流回路を示す
図４を参照すると、この実施例は、ＮＰＮ型トランジス
タ５のエミッタとＰＮＰ型トランジスタ１３のベース及
び抵抗１５の一端との間に抵抗２１を接続している以外
は、図２と共通するため、同図と共通の参照数字を付す
に留め、説明を省略する。

【００８９】尚、抵抗２１を含む基準電流設定回路３
１′，同抵抗２１を含むクランプ回路３４′として示
し、図２と区別している。ここで、ＶＲＥＦは定電流回
路の基準電圧、Ｉは抵抗１５に流れる電流とする。これ
以外は図２の説明と共通する。

【００９０】この定電流回路における設定電流Ｉは、次
の（３２）式となる。

【００９１】 Ｉ＝ＩＥ５＋ＩＢ１３＝（ＶＲＥＦ−ＶＢＥ５）／（Ｒ２１＋Ｒ１５）＋ＩＣ １３／ｈＦＥ１３ …（３２） ここで、ｈＦＥが充分に大きく無視できるものとする
と、次の（３３）式となる。

【００９２】 Ｉ≒ＩＥ５＝（ＶＲＥＦ−ＶＢＥ５）／（Ｒ２１＋Ｒ１５） …（３３） ＮＰＮトランジスタ（Ｔｒ）８のＮＰＮＴｒ１０におい
ても、カレントミラー回路となっているので、求める出
力端子４の出力電流ＩＬは前記（２５）式となる。ただ
し、ＮＰＮＴｒ８とＮＰＮＴｒ１０はＴｒの形状が等し
い。

【００９３】よって、ＩとＩＬの関係は上記式（３
２），（２０），（２１），（２２），（２４），（２
５）を用いると、前記（２６）式となる。

【００９４】ここで、電流増幅率ｈＦＥは充分に大きく
無視できるものとすると、ＩＬは前記（２７）式で表わ
され、Ｒ１７＝Ｒ１４，ＶＢＥ１１＝ＶＢＥ６と設定し
た場合、ＩＬ≒Ｉと表わされる。

【００９５】ＮＰＮＴｒ９のエミッタ電位ＶＥ９は、次
の（３４）式となる。

【００９６】 ＶＥ９＝ＶＲＥＦ−ＶＢＥ５−Ｒ２１×（ＶＲＥＦ−ＶＢＥ５）／（Ｒ１５＋ Ｒ２１）＋ＶＢＥ１３ …（３４） ＮＰＮＴｒ９のベース電位ＶＢ９をＶＢ９≒ＶＲＥＦと
すれば、次の（３５）式が得られる。

【００９７】 ＶＢ９−ＶＥ９＝ＶＲＥＦ−〔ＶＲＥＦ−ＶＢＥ５＋Ｒ２１×（ＶＲＥＦ−Ｖ ＢＥ５）／（Ｒ１５＋Ｒ２１）＋ＶＢＥ１３〕＝ＶＢＥ５−ＶＢＥ１３＋Ｒ２１ ×（ＶＲＥＦ−ＶＢＥ５）／（Ｒ１５＋Ｒ２１）≒Ｒ２１×（ＶＲＥＦ−ＶＢＥ ５）／（Ｒ１５＋Ｒ２１） …（３５） 電源電圧ＶＣＣが基準電圧ＶＲＥＦと同電位になっても
ＰＮＰＴｒ１２が飽和せず、ＮＰＮＴｒ９のベースとエ
ミッタの電位が逆バイアスの状態にならず、前記式（３
４），（３５）を満足するためには、下記条件を満足す
るようにＲ１５，Ｒ２１を設定しなければならない。

【００９８】 ＶＣＥ（ＳＡＴ）１２＜Ｒ２１×（ＶＲＥＦ−ＶＢＥ５）／（Ｒ１５＋Ｒ２１ ）＜ＶＢＥ９ …（３６） ここで、ＶＣＥ（ＳＡＴ）１２はＰＮＰＴｒ１２の飽和
時のコレクタ・エミッタ間電圧。

【００９９】上記（３６）式の条件を満足すれば、ＶＣ
ＣとＶＲＥＦとが同電位となっても正常に定電流回路は
動作可能となり、ＶＣＣの動作範囲を大きくできるとい
う効果を得る。

【０１００】本発明の第６の実施例を示した図５におい
て、図４と共通する部分に関しては同一記号を付した。

【０１０１】この実施例では、ＰＮＰＴｒ１３のエミッ
タにＮＰＮＴｒ２２のコレクタを接続し、ＰＮＰＴｒ１
３のコレクタにＮＰＮＴｒ２２のベースを接続し、ＮＰ
ＮＴｒ２２のエミッタを電源端子の他端子３に接続して
いる。

【０１０２】図４において、ＰＮＰＴｒ１３のｈＦＥが
極端に小さくなると、ＰＮＰＴｒ１３のベース電流が大
きくなり、抵抗１５に流れる電流Ｉが変動して、ＩＬも
変動してしまう心配があるが、図６においてはＮＰＮＴ
ｒ２２を挿入することにより、ｈＦＥの劣化によるＩの
変動を防止できる。その他の動作は図４と共通するた
め、図示するに留め、説明を省略する。

【０１０３】以上説明したように、本実施例の定電流回
路は、ベースが基準端子に接続された入力のＮＰＮトラ
ンジスタとこのＮＰＮトランジスタにより設定された電
流をＮＰＮトランジスタとＰＮＰトランジスタとを用い
て定電流を発生する回路と、この回路を起動する起動回
路と定常動作時起動用ＮＰＮトランジスタのベースとエ
ミッタが逆転し逆バイアスの状態とならないように電圧
クランプ回路を有しており、電源端子と基準端子が接続
された状態でも安定に定電流回路が動作するように構成
されている。

【０１０４】更に、ＰＮＰＴｒ１１のコレクタ電流はＰ
ＮＰＴｒ１１のエミッタ面積又は抵抗１７の抵抗値を変
更することにより、容易に設定できる効果も有する。

【０１０５】上述した通り、本実施例によれば、電源端
子と基準端子が同電位になるまで電源端子の電圧が下が
った状態でも安定に動作可能であるため、電源端子の動
作範囲を大きくできるという効果を有する。

【０１０６】図４の動作について図面を参照して説明す
る。

【０１０７】ここで、特にことわらない限り、ＶＢＥＮ
はＴｒＮのベース・エミッタ間電圧、ＶＣＣは電源端子
の一端子の電源電圧、ＩＥＮはＴｒＮのエミッタ電流、
ＩＣＮはＴｒＮのコレクタ電流、ＩＢＮはＴｒＮのベー
ス電流、ｈＦＥＮはＴｒＮの電流増幅率、ＶＥＮはＴｒ
Ｎのエミッタ電位、ＶＲＮは抵抗Ｎの抵抗値ＲＮの両端
に発生する電圧、ＶＲＥＦは基準端子２の基準電圧、Ｉ
Ｎは抵抗Ｎに流れる電流、ＶＢＮはＴｒＮのベース電
位、ＶＢＣＮはＴｒＮのベース・コレクタ間電圧、ＶＣ
ＮはＴｒＮのコレクタ電位、ＲＮは抵抗Ｎの抵抗値とす
る（ただし、Ｎ＝１，２，３，…）。

【０１０８】基準電流設定回路３１′における設定電流
Ｉは次式となる。

【０１０９】Ｉ＝ＩＥ５＋ＩＢ１３＝〔（ＶＲＥＦ−Ｖ
ＢＥ５）／（Ｒ２１＋Ｒ１５）〕＋（ＩＣ１３／ｈＦＥ
１３） ここで、ｈＦＥが充分に大きく無視できるものとすると
次式となる。

【０１１０】 Ｉ≒ＩＥ５＝（ＶＲＥＦ−ＶＢＥ５）／（Ｒ２１＋Ｒ１５） …（３７） また、ＮＰＮＴｒ５のコレクタ電流ＩＣ５は、（３８）
式となる。

【０１１１】 ＩＣ５＝Ｉ−ＩＢ５＝Ｉ−（ＩＣ５／ｈＦＥ５） …（３８） 抵抗１４の抵抗値Ｒ１４に流れる電流をＩ１４とする
と、次の（３９）式となる。

【０１１２】Ｉ１４＝ＩＣ５＋ＩＢ６＝Ｉ−（ＩＣ５／
ｈＦＥ５）＋（ＩＣ６／ｈＦＥ６） 次に抵抗１７の抵抗値Ｒ１７に流れる電流をＩ１７とす
ると、次式となる。

【０１１３】 Ｉ１７＝（Ｉ１４・Ｒ１４＋ＶＢＥ６−ＶＢＥ１１）／Ｒ１７ …（４０） 電源電圧ＶＣＣが基準電圧ＶＲＥＦと同電位になっても
ＮＰＮＴｒ５が飽和せず、前記（３７），（３９），
（４０）式を満足するためには、下記条件を満足する必
要がある。

【０１１４】 ＶＢＥ５−ＶＲ１４＞ＶＣＥ（ＳＡＴ）５ …（４１） ＶＣＥ（ＳＡＴ）５はＮＰＮＴｒ５の飽和時のコレクタ
・エミッタ間電圧。

【０１１５】ＰＮＰＴｒ１１のコレクタ電流ＩＣ１１は
次式となる。

【０１１６】 ＩＣ１１＝Ｉ１７−ＩＢ１１＝｛（Ｉ１４・Ｒ１４＋ＶＢＥ６−ＶＢＥ１１） ／Ｒ１７｝−（ＩＣ１１／ｈＦＥ１１） …（４２） ＮＰＮＴｒ８を基準とし、ＮＰＮＴｒ７とＮＰＮＴｒ１
０で構成されるカレントミラー回路において、Ｔｒの形
状が等しい場合、求める出力端子４の出力電流ＩＬは、
次式となる。

【０１１７】ＩＬ＝ＩＣ１１−ＩＢ７−ＩＢ８−ＩＢ１
０＝ＩＣ１１−（ＩＣ７／ｈＦＥ７）−（ＩＣ８／ｈＦ
Ｅ８）−（ＩＬ／ｈＦＥ１０） これを整理すると次式となる。

【０１１８】 ＩＬ＝｛ＩＣ１１−（ＩＣ７／ｈＦＥ７）−（ＩＣ８／ｈＦＥ８）｝／（１＋ １／ｈＦＥ１０） …（４３） よってＩとＩＬの関係は、前記（３７），（３８），
（３９），（４２），（４３）式より、次式となる。

【０１１９】

【０１２０】ここで電流増幅率ｈＦＥは充分に大きく無
視できるものとすると、次式で示される。

【０１２１】 ＩＬ≒（Ｉ１５・Ｒ１４＋ＶＢＥ６−ＶＢＥ１１）／Ｒ１７ …（４５） Ｒ１７＝Ｒ１４，ＶＢＥ１１＝ＶＢＥ６と設定した場
合、次の（４６）式で示される。

【０１２２】 ＩＬ≒Ｉ …（４６） 又、起動回路３３の動作は、電源端子の一端子１の電源
電圧値ＶＣＣが充分に高い時、基準端子２の基準電圧値
ＶＲＥＦが、ＮＰＮＴｒ９のベース・エミッタ間電圧Ｖ
ＢＥ９よりも大きくなるとＮＰＮＴｒ９が動作し、ＮＰ
ＮＴｒ９のコレクタがＰＮＰＴｒ１１，ＰＮＰＴｒ１２
のベース電流を吸い込み、ＰＮＰＴｒ１１及びＰＮＰＴ
ｒ１２のベース・エミッタ間電圧ＶＢＥ１１，ＶＢＥ１
２が生じて動作し、且つＮＰＮＴｒ６のエミッタ電流を
ＮＰＮＴｒ９が吸い込むので、ＮＰＮＴｒ６も動作す
る。ＰＮＰＴｒ１１の動作により、ＮＰＮＴｒ８に電流
が供給され、ＮＰＮＴｒ８が動作する。

【０１２３】ＮＰＮＴｒ８とカレントミラーを構成する
ＮＰＮＴｒ７及びＮＰＮＴｒ１０も同様に動作する。Ｎ
ＰＮＴｒ７が動作することにより、ＮＰＮＴｒ６のエミ
ッタ電流及びＰＮＰＴｒ１１，ＰＮＰＴｒ１２のベース
電流を吸い込み、定電流回路動作になる。

【０１２４】クランプ回路３４′の動作において、ＮＰ
ＮＴｒ９のエミッタ電位ＶＥ９は、次式となる。

【０１２５】

【０１２６】ＮＰＮＴｒ９のベース電位ＶＢ９をＶＢ９
≒ＶＲＥＦとすれば、次の（４８）式となる。

【０１２７】

【０１２８】ただし、ＶＢＥ５≒ＶＢＥ１３とする。

【０１２９】電源電圧ＶＣＣが基準電圧ＶＲＥＦと同電
位になってもＰＮＰＴｒ１２が飽和せず、ＮＰＮＴｒ９
のベースとエミッタの電位が逆バイアスの状態になら
ず、前記（３９），（４０），（４６）式を満足するた
めには、下記条件を満足するようにＲ１５，Ｒ２１を設
定しなければならない。

【０１３０】

【０１３１】ＶＣＥ（ＳＡＴ）１２はＰＮＰＴｒ１２の
飽和時のコレクタ・エミッタ間電圧上記（４９）式の条
件を満足すれば、ＶＣＣとＶＲＥＦが同電位となって
も、クランプ回路３４が正常に動作し、カレントミラー
回路３２は正常動作可能となり、ＶＣＣの動作範囲を大
きくできる。

【０１３２】図４の定電流回路では、ＮＰＮＴｒ９のコ
レクタ電位ＶＣ９は次式で決まる。ＶＣＣ＝ＶＲＥＦ時
において、 ＶＣ９＝ＶＣＣ−Ｉ１４・Ｒ１４−ＶＢＥ６ …（５０） ＶＢＥ９≒ＶＲＥＦ＝ＶＣＣとなるので、次式となる。

【０１３３】 ＶＢＣ９＝ＶＢ９−ＶＣ９＝ＶＣＣ−（ＶＣＣ−Ｉ１４・Ｒ１４−ＶＢＥ６） ＝ＶＢＥ６＋Ｉ１４・Ｒ１４＞ＶＢＥ９ …（５１） しかし、ＮＰＮＴｒ９のベース電位よりコレクタ電位が
（５１）式のようにＶＢＥ６＋Ｉ１４・Ｒ１４だけ下が
り、コレクタ・ベース間において、ＰＮ接合が順方向で
導通し、ベースよりコレクタに電流が流れる為、電源端
子の一端子１から基準端子２に流れる電流ＩＲＥＦが増
加するという問題点があった。

【０１３４】又、ＮＰＮＴｒ９のベースよりコレクタに
電流が流れ、ＮＰＮＴｒ７のコレクタに流れ込み、ＮＰ
ＮＴｒ１０のコレクタを出力端子４とし、ＮＰＮＴｒ
６，ＮＰＮＴｒ７，ＮＰＮＴｒ８，ＮＰＮＴｒ１０，Ｐ
ＮＰＴｒ１１，抵抗１７で構成するカレントミラー回路
３２の設定電流がずれるという問題点もあった。

【０１３５】この問題点を解決した本発明の第７，第８
の実施例を、図６，図７を参照して説明する。図６は本
発明の第７の実施例の回路図である。尚、図中図４の実
施例と共通する部分に関しては、同一記号を付した。

【０１３６】図６において、１は電源端子の一端子（Ｖ
ＣＣ）、２は基準端子（ＲＥＦ），３は電源端子の他端
子（ＧＮＤ）、４は出力端子、５，６，７，８，９，１
０はＮＰＮＴｒ、１１，１２，１３，２２，２３はＰＮ
ＰＴｒ、１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，
２１は抵抗である。

【０１３７】ＮＰＮＴｒ５のベースは基準端子２とし、
エミッタは互いに直列接続された抵抗２１及び抵抗１５
を介して電源端子の他端子３に接続し、コレクタは抵抗
１４を介して電源端子の一端子１に接続し、ＮＰＮＴｒ
５，抵抗１４，１５，２１は基準電流設定回路３１を構
成している。

【０１３８】ＮＰＮＴｒ６のベースは、ＮＰＮＴｒ５の
コレクタと抵抗１４の接続点に接続し、コレクタは電源
端子の一端子１に接続し、エミッタはＮＰＮＴｒ７のコ
レクタと接続する。ＮＰＮＴｒ７のベースはＮＰＮＴｒ
８のコレクタとベースの接続点に接続する。ＰＮＰＴｒ
１１のコレクタはＮＰＮＴｒ８のコレクタとベースの接
続点に接続し、エミッタは抵抗１７を介して電源端子の
一端子１に接続し、ベースはＮＰＮＴｒ６のエミッタと
ＮＰＮＴｒ７のコレクタの接続点に接続する。ＮＰＮＴ
ｒ１０のベースはＮＰＮＴｒ８のコレクタとベースの接
続点に接続し、ＮＰＮＴｒ７，ＮＰＮＴｒ８及びＮＰＮ
Ｔｒ１０のエミッタは各々電源端子の他端子３に接続
し、ＮＰＮＴｒ１０のコレクタを出力端子４とし、ＮＰ
ＮＴｒ６，ＮＰＮＴｒ７，ＮＰＮＴｒ８，ＮＰＮＴｒ１
０，ＰＮＰＴｒ１１，抵抗７はカレントミラー回路３２
を構成している。

【０１３９】ＮＰＮＴｒ９のベースは抵抗１５を介して
ＮＰＮＴｒ５のベースと接続し、コレクタはＰＮＰＴｒ
２３のコレクタとベースの接続点に接続し、エミッタは
抵抗２０を介して電源端子の他端子３に接続する。ＰＮ
ＰＴｒ２２のベースはＮＰＮＴｒ２３のコレクタとベー
スの接続点に接続し、コレクタはＮＰＮＴｒ８のコレク
タとベースの接続点に接続し、ＰＮＰＴｒ２２，ＰＮＰ
Ｔｒ２３のエミッタは各々電源端子の一端子１に接続す
る。ＰＮＰＴｒ１２のコレクタはＮＰＮＴｒ９のエミッ
タと抵抗２０の接続点に接続し、ベースは抵抗１８を介
してＮＰＮＴｒ６のエミッタとＮＰＮＴｒ７のコレクタ
の接続点に接続し、エミッタは抵抗１９を介して電源端
子の一端子１に接続し、ＮＰＮＴｒ９，ＰＮＰＴｒ１
２，ＰＮＰＴｒ２２，ＰＮＰＴｒ２３，抵抗１６，抵抗
１８，抵抗１９，抵抗２０は起動回路３３を構成してい
る。

【０１４０】ＰＮＰＴｒ１３のエミッタはＮＰＮＴｒ９
のエミッタと抵抗２０の接続点に接続し、ベースは抵抗
２１と抵抗１５の接続点に接続し、コレクタは電源端子
の他端子３に接続し、ＰＮＰＴｒ１３，抵抗１５，抵抗
２１はクランプ回路を構成している。

【０１４１】図６の動作について図面を参照して説明す
る。

【０１４２】ここで、特にことわらない限り、ＶＢＥＮ
はＴｒＮのベース・エミッタ間電圧、ＶＣＣは電源端子
の一端子の電源電圧、ＩＥＮはＴｒＮのエミッタ電流、
ＩＣＮはＴｒＮのコレクタ電流、ＩＢＮはＴｒＮのベー
ス電流、ｈＦＥＮはＴｒＮの電流増幅率、ＶＥＮはＴｒ
Ｎのエミッタ電位、ＶＣＮはＴｒＮのコレクタ電位、Ｖ
ＢＮはＴｒＮのベース電位、、ＶＲＮは抵抗Ｎの抵抗値
ＲＮの両端に発生する電圧、ＶＲＥＦは基準端子２の基
準電圧、ＶＢＣＮはＴｒＮのベース・コレクタ間電圧、
ＩＮは抵抗Ｎに流れる電流、ＲＮは抵抗Ｎの抵抗値とす
る（ただし、Ｎ＝１，２，３，…）。

【０１４３】基準電流設定回路３１における設定電流Ｉ
は前記（３７）式となる。ＮＰＮＴｒ５のコレクタ電流
ＩＣ５は前記（３８）式となる。抵抗１４の抵抗値Ｒ１
４に流れる電流Ｉ１４は前記（３９）式となる。抵抗１
７の抵抗値Ｒ１７に流れる電流Ｉ１７は前記（４０）式
となる。

【０１４４】電源電圧ＶＣＣが基準電圧ＶＲＥＦと同電
位になってもＮＰＮＴｒ５が飽和せず、前記（３７），
（３９），（４０）式を満足するためには、（４１）式
の条件を満足する必要がある。ＰＮＰＴｒ１１のコレク
タ電流ＩＣ１１は前記（４２）式となる。

【０１４５】ＮＰＮＴｒ８を基準とし、ＮＰＮＴｒ７と
ＮＰＮＴｒ１０で構成されるカレントミラー回路におい
て、Ｔｒの形状が等しい場合、求める出力端子４の出力
電流ＩＬは（４３）式となる。

【０１４６】よって、ＩとＩＬの関係は、前記（３
７），（３８），（３９），（４２），（４３）式を用
いると（２６）式となる。ここで電流増幅率ｈＦＥは充
分に大きく無視できるものとすると、Ｒ１７＝Ｒ１４，
ＶＢＥ１１＝ＶＢＥ５と設定した場合、ＩＬ≒Ｉと表わ
される。

【０１４７】クランプ回路３４の動作において、ＮＰＮ
Ｔｒ９のエミッタ電位ＶＥ９は前記（４７）式となる。

【０１４８】ＮＰＮＴｒ９のベース電位ＶＢ９をＶＢ９
≒ＶＲＥＦとすれば、前記（４８）式となる（ただし、
ＶＢＥ５＝ＶＢＥ１３とする）。電源電位ＶＣＣが基準
電圧ＶＲＥＦと同電位になってもＰＮＰＴｒ１２が飽和
せずＮＰＮＴｒ９のベースとエミッタの電位が逆バイア
スの状態にならず、前記（３７），（４０），（４６）
式を満足するためには、前記（４９）式の条件を満足す
るようにＲ１５，Ｒ２１を設定しなければならない。前
記（４９）式の条件を満足すれば、ＶＣＣとＶＲＥＦが
同電位となってもクランプ回路３４が正常に動作し、カ
レントミラー回路３２は正常動作となり、ＶＣＣの動作
範囲を大きくできる。

【０１４９】ＮＰＮＴｒ９のコレクタ電位ＶＣ９は次式
で決まる。

【０１５０】 ＶＣＣ＝ＶＲＥＦの時において、ＶＣ９＝ＶＣＣ−ＶＢＥ２３ …（５２） ＶＢ９≒ＶＲＥＦ＝ＶＣＣとなるので、次式となる。

【０１５１】 ＶＢＣ９＝ＶＢ９−ＶＣ９＝ＶＢＥ２３ …（５３） さらに、ＮＰＮＴｒ９のエミッタ電位は前記（４７）式
となる為、ＮＰＮＴｒ９のベース・エミッタ間電圧ＶＢ
Ｅ９が小さくなりＴｒ動作を停止し、ＮＰＮＴｒ９のコ
レクタがＰＮＰＴｒ２２，ＰＮＰＴｒ２３のベース電流
を吸い込まなくなり、ＰＮＰＴｒ２２及びＰＮＰＴｒ２
３のベース・エミッタ間電圧ＶＢＥ２２，ＶＢＥ２３が
小さくなり起動回路３３は停止する。

【０１５２】この状態において、次の（５４）式とな
る。

【０１５３】 ＶＢＥ２２＝ＶＢＥ２３≒０ …（５４） 上記（５３）式より、次式となる。

【０１５４】 ＶＢＣ９＝ＶＢＥ２３≒０ …（５５） ＶＣＣ＝ＶＲＥＦ≒ＶＢＥ９≒ＶＣ９ …（５６） 従って、ベースよりコレクタに電流が流れ込むことはな
い為、ＶＣＣ＝ＶＲＥＦ時において、基準端子２に流れ
込む電流ＩＲＥＦは増加しないという効果を得ることが
できる。

【０１５５】又、ＮＰＮＴｒ９のベースからコレクタに
電流が流れ、ＮＰＮＴｒ７のコレクタに流れ込む電流が
なくなり、カレントミラー回路３２の設定電流がずれな
い為、安定動作するという効果を得ることができる。

【０１５６】図７は本発明の第８の実施例を示した回路
図である。尚、図６と共通する部分に関しては同一記号
を付した。

【０１５７】図７の実施例において、ＰＮＰＴｒ２３の
エミッタに抵抗２４を接続し、ＰＮＰＴｒ２３のエミッ
タは抵抗２４を介して電源端子の一端子１に接続してい
る。この回路動作においても本発明の一実施例と同等の
作用，効果を得ることができる。

【０１５８】図７の回路図において、抵抗２４を挿入す
ることにより、ＰＮＰＴｒ２２とＰＮＰＴｒ２３で構成
しているカレントミラー回路のＩＣ２２とＩＣ２３の電
流比を容易に設定でき、起動回路３３の起動特性を任意
に設定できる。

【０１５９】以上説明したように本発明の第７，第８の
実施例の定電流回路は、ＮＰＮＴｒトランジスタ（以下
Ｔｒと略す）のベースが基準端子に接続された基準電流
設定回路と、この回路より設定された電流をＮＰＮＴｒ
とＰＮＰＴｒを用いて、定電流を発生するカレントミラ
ー回路と、このカレントミラー回路を起動する起動回路
と、定常動作時起動用ＮＰＮＴｒ９のベースとエミッタ
が逆転し、逆バイアスの状態とならないようにする電圧
クランプ回路を有しており、定常動作時起動用ＮＰＮＴ
ｒ９のコレクタとベースが逆転し、ＰＮ接合の順方向で
導通し、ベースよりコレクタに電流が流れ込み、基準端
子２に流れる電流ＩＲＥＦが増加するのを防止するカレ
ントミラー回路を有しており、ＩＲＥＦが安定動作でき
るという効果を有する。

【０１６０】又、定常動作時起動用ＮＰＮＴｒ９のベー
スよりコレクタに電流が流れ、ＮＰＮＴｒ７のコレクタ
に流れ込む電流がなくなり、カレントミラー回路３２の
設定電流がずれない為、安定動作するという効果を有す
る。

【０１６１】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、電源端子
と基準端子が同電位になるまで電源端子の電圧が下がっ
た状態でも安定に動作可能であるため、電源端子の動作
範囲を大きくできるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の定電流回路を示す回路
図である。

【図２】本発明の第２の実施例の回路図である。

【図３】本発明の第３の実施例の回路図である。

【図４】本発明の第５の実施例の回路図である。

【図５】本発明の第６の実施例の回路図である。

【図６】本発明の第７の実施例の回路図である。

【図７】本発明の第８の実施例の回路図である。

【図８】従来の定電流回路の回路図である。

【符号の説明】

１ 電源端子の一端子 ２ 基準電圧入力端子 ３ 電源端子の他端子 ４ 出力端子 ５，５′，６，６′，７，７′，８，８′，９，９′，
１０，１０′ ＮＰＮ型トランジスタ １１，１１′，１２，１２′，１３，１３′，２１
ＰＮＰ型トランジスタ １４，１５，１６，１７，１８，１９，２０ 抵抗 ３１ 基準電流設定回路ブロック ３２ カレントミラー回路ブロック ３３ 起動回路ブロック ３４ クランプ回路ブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 哲也 神奈川県川崎市中原区小杉町一丁目403 番53 日本電気アイシーマイコンシステ ム株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−104505（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−173656（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−250055（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−28048（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−139608（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−301313（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05F 3/22 H03F 3/343

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コレクタを第１の抵抗を介して電源端子
   の一端子に接続し、ベースを基準電圧入力端子とし、エ
   ミッタを第２の抵抗を介して電源端子の他端子に接続し
   た第１のトランジスタと、コレクタを前記電源端子の一
   端子に接続し、ベースを前記第１のトランジスタのコレ
   クタに接続した第２のトランジスタと、ベースを前記第
   ２のトランジスタのエミッタに接続し、エミッタを第３
   の抵抗を介して前記電源端子の一端子に接続した第３の
   トランジスタとを有する第１の回路を設け、前記第２の
   トランジスタのエミッタ及び前記第３のトランジスタの
   コレクタと出力端子と前記他端子とに接続されたカレン
   トミラー回路を設け、前記第１の回路を起動させるため
   の第２の回路を設けたことを特徴とする定電流回路。
2. 【請求項２】 前記カレントミラー回路が、コレクタと
   ベースとを共通接続し、前記第３のトランジスタのコレ
   クタに接続し、エミッタを前記他端子に接続した第４の
   トランジスタと、コレクタを前記第２のトランジスタの
   エミッタと前記第３のトランジスタのベースとの共通接
   続点に接続し、エミッタを前記他端子に接続した第５の
   トランジスタと、ベースを前記第４のトランジスタのベ
   ースに接続し、エミッタを前記他端子に接続し、コレク
   タを前記出力端子とした第６のトランジスタとを有する
   請求項１記載の定電流回路。
3. 【請求項３】 前記第２の回路が、コレクタを前記第２
   のトランジスタのエミッタに接続し、ベースを第４の抵
   抗を介して前記第１のトランジスタのベースに接続し、
   エミッタを第５の抵抗を介して前記他端子に接続した第
   ７のトランジスタと、コレクタを前記第７のトランジス
   タのエミッタと前記第５の抵抗との共通接続点に接続
   し、ベースを第６の抵抗を介して前記第２のトランジス
   タのエミッタに接続し、エミッタを第７の抵抗を介して
   前記一端子に接続した第８のトランジスタとを有する請
   求項１記載の定電流回路。
4. 【請求項４】 コレクタを前記他端子に接続し、ベース
   を前記第１のトランジスタのエミッタと前記第２の抵抗
   との共通接続点に接続し、エミッタを前記第７のトラン
   ジスタのエミッタに接続した第９のトランジスタを有す
   る電圧クランプ回路を設けた請求項１記載の定電流回
   路。
5. 【請求項５】 前記第１，第２，第４，第５，第６，第
   ７のトランジスタがいずれもＮＰＮ型のトランジスタで
   あり、前記第３，第８，第９のトランジスタがいずれも
   ＰＮＰ型のトランジスタである請求項及２及び３並びに
   ４記載の定電流回路。
6. 【請求項６】 前記第１，第２，第４，第５，第６，第
   ７のトランジスタがいずれもＰＮＰ型のトランジスタで
   あり、前記第３，第８，第９のトランジスタがいずれも
   ＮＰＮ型のトランジスタである請求項及２及び３並びに
   ４記載の定電流回路。
7. 【請求項７】 基準電流設定回路と、この基準電流設定
   回路により設定される設定電流を電流変換手段により変
   換し、出力電流を得るカレントミラー回路と、このカレ
   ントミラー回路を起動させる起動回路と、この起動回路
   を定常動作時に停止させるクランプ回路とを備える定電
   流回路において、前記クランプ回路は、クランプ電圧を
   任意の値に調整できるように、抵抗の直列接続回路を設
   けたことを特徴とする定電流回路。
8. 【請求項８】 前記直列接続回路に流れる電流を一定と
   するように、前記クランプ回路内に複数のトランジスタ
   を備えた請求項７記載の定電流回路。
9. 【請求項９】 基準電流設定回路と、この基準電流設定
   回路により設定される設定電流を電流変換手段により変
   換し出力電流を得るカレントミラー回路と、このカレン
   トミラー回路を起動させる起動回路と、定常時前記起動
   回路のバイアスを一定にするクランプ回路とを有する定
   電流回路において、起動時電流変換手段により前記起動
   回路の電流を前記カレントミラー回路へ供給する手段を
   設けたことを特徴とする定電流回路。