JP3408077B2 - Current mirror circuit - Google Patents

Current mirror circuit

Info

Publication number
JP3408077B2
JP3408077B2 JP25051696A JP25051696A JP3408077B2 JP 3408077 B2 JP3408077 B2 JP 3408077B2 JP 25051696 A JP25051696 A JP 25051696A JP 25051696 A JP25051696 A JP 25051696A JP 3408077 B2 JP3408077 B2 JP 3408077B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
drain
mos transistor
source
voltage
gate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP25051696A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH1097332A (en
Inventor
真也 山瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP25051696A priority Critical patent/JP3408077B2/en
Publication of JPH1097332A publication Critical patent/JPH1097332A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3408077B2 publication Critical patent/JP3408077B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はカレントミラー回路
に関し、さらに詳しくいえば、MOSトランジスタで構
成され、電流値が同じ定電流を生成してこれを電圧変換
し、ディジタル回路の基準電圧などとして用いるカレン
トミラー回路の改善に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current mirror circuit, and more specifically, it is used as a reference voltage of a digital circuit, which is composed of MOS transistors, generates a constant current having the same current value, converts this constant voltage. Regarding improvement of a current mirror circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】以下で従来例に係るカレントミラー回路
について説明する。この回路は、図4に示すように、p
チャネルの第1のMOSトランジスタ(TR1),pチ
ャネルの第2のMOSトランジスタ(TR2),nチャ
ネルの第3のMOSトランジスタ(TR3)及び抵抗
(R1)を有し、第1のMOSトランジスタ(TR1)
から抵抗(R1)へ流れる定電流(I1)と同じ電流値
の定電流(I2)を第2のMOSトランジスタ(TR
2)→第3のMOSトランジスタ(TR3)側へ流し、
これらの定電流(I1,I2)を電圧変換して第1の基
準電圧(V1),第2の基準電圧(V2)を生成して他
の回路に出力する回路である。その適用例の一つを図5
に示す。
2. Description of the Related Art A conventional current mirror circuit will be described below. This circuit, as shown in FIG.
A first MOS transistor (TR1) having a channel first MOS transistor (TR1), a p-channel second MOS transistor (TR2), an n-channel third MOS transistor (TR3) and a resistor (R1). )
A constant current (I2) having the same current value as the constant current (I1) flowing from the resistor (R1) to the second MOS transistor (TR).
2) → flow to the third MOS transistor (TR3) side,
This is a circuit for converting these constant currents (I1, I2) into a voltage to generate a first reference voltage (V1) and a second reference voltage (V2) and outputting it to another circuit. One of the application examples is shown in FIG.
Shown in.

【0003】例えば5V系の電源電圧(Vdd)の場合に
は第1の基準電圧(V1)は4V、第2の基準電圧(V
2)は1Vというように、第1の基準電圧(V1)と第
2の基準電圧(V2)とは電圧値が対称になっており、
図5に示すように第1の基準電圧(V1)をpチャネル
のMOSトランジスタのゲートに出力し、第2の基準電
圧(V2)をnチャネルのMOSトランジスタに出力す
る。
For example, in the case of a 5V power supply voltage (Vdd), the first reference voltage (V1) is 4V, and the second reference voltage (V
2) is 1 V, and the first reference voltage (V1) and the second reference voltage (V2) have symmetrical voltage values.
As shown in FIG. 5, the first reference voltage (V1) is output to the gate of the p-channel MOS transistor, and the second reference voltage (V2) is output to the n-channel MOS transistor.

【0004】第1のMOSトランジスタ(TR1)は電
源電圧(Vdd)にソースが接続し、ゲートとドレインが
接続しており、第2のMOSトランジスタ(TR2)は
電源電圧(Vdd)にソースが接続し、ゲートが第1のM
OSトランジスタ(TR1)のゲートに接続する。また
第3のMOSトランジスタ(TR3)は第2のMOSト
ランジスタ(TR2)のドレインにそのドレインが接続
され、そのソースは接地電位(GND)に接続されてお
り、ゲートはドレインと接続されている。第2のMOS
トランジスタ(TR2)側に流れる電流(I2)を電圧
変換する素子である。さらに、抵抗(R1)は第1のM
OSトランジスタ(TR1)のドレインと接地電位(G
ND)との間に接続されている。
The source of the first MOS transistor (TR1) is connected to the power supply voltage (Vdd) and the gate and drain thereof are connected to each other, and the source of the second MOS transistor (TR2) is connected to the power supply voltage (Vdd). And the gate is the first M
Connect to the gate of the OS transistor (TR1). The drain of the third MOS transistor (TR3) is connected to the drain of the second MOS transistor (TR2), its source is connected to the ground potential (GND), and its gate is connected to the drain. Second MOS
It is an element that converts the current (I2) flowing on the transistor (TR2) side into a voltage. Furthermore, the resistance (R1) is the first M
The drain of the OS transistor (TR1) and the ground potential (G
ND).

【0005】また、第1のMOSトランジスタ(TR
1)と第2のMOSトランジスタ(TR2)とは対にな
ってカレントミラー回路を構成する都合上、同じ動作特
性を有するものを用いている。上記回路によれば、まず
第1のMOSトランジスタ(TR1)から抵抗(R1)
へ定電流(I1)が流れ、第1のMOSトランジスタ
(TR1),第2のMOSトランジスタ(TR2)及び
抵抗(R1)で構成されるカレントミラー回路の動作に
より、この定電流(I1)と同じ電流値の定電流(I
2)が第2のMOSトランジスタ(TR2)から第3の
MOSトランジスタ(TR3)へ流れる。定電流(I
1)は、第1のMOSトランジスタ(TR1)によって
電圧変換されて第1の基準電圧(V1)が生成され、定
電流(I2)は第3のMOSトランジスタ(TR3)に
よって電圧変換されて第2の基準電圧(V2)が生成さ
れ、不図示の外部回路にこれら第1,第2の基準電圧
(V1,V2)が出力される。
In addition, the first MOS transistor (TR
1) and the second MOS transistor (TR2) are paired to form a current mirror circuit, and therefore, those having the same operating characteristics are used. According to the above circuit, first, the first MOS transistor (TR1) is connected to the resistor (R1).
The constant current (I1) flows to the constant current (I1), and the constant current (I1) is the same as the constant current (I1) due to the operation of the current mirror circuit including the first MOS transistor (TR1), the second MOS transistor (TR2) and the resistor (R1). Constant current of current value (I
2) flows from the second MOS transistor (TR2) to the third MOS transistor (TR3). Constant current (I
1) is voltage-converted by the first MOS transistor (TR1) to generate the first reference voltage (V1), and the constant current (I2) is voltage-converted by the third MOS transistor (TR3) to generate the second voltage. Is generated and the first and second reference voltages (V1, V2) are output to an external circuit (not shown).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述のカレントミラー
回路は、第1のMOSトランジスタ(TR1),第2の
MOSトランジスタ(TR2),抵抗(R1)で構成さ
れるカレントミラー回路により、第1のMOSトランジ
スタ(TR1)側で作られた電流と同じ電流値の定電流
(I2)を第2のMOSトランジスタ(TR2)側へ転
移させており、第1のMOSトランジスタ(TR1)と
第2のMOSトランジスタ(TR2)は何れもゲート電
圧を等しくし、その飽和領域で動作させている。
The current mirror circuit described above has a first mirror circuit formed by a current mirror circuit including a first MOS transistor (TR1), a second MOS transistor (TR2) and a resistor (R1). The constant current (I2) having the same current value as the current generated on the MOS transistor (TR1) side is transferred to the second MOS transistor (TR2) side, and the first MOS transistor (TR1) and the second MOS transistor are transferred. The transistors (TR2) have the same gate voltage and are operated in the saturation region.

【0007】この動作において重要な事は、トランジス
タの飽和特性であり、ドレイン−ソース間の電圧(Vd
s)によらず、ドレイン−ソース間の電流(Ids)が一
定の電流となることである。そうでないとドレイン−ソ
ース間の電圧(Vds)が異なった時に、カレントミラー
回路として適正に動作しないことがあるからである。こ
の詳細について具体的に以下で説明する。ここでは電源
電圧(Vdd)を5Vとする。
What is important in this operation is the saturation characteristic of the transistor, which is the drain-source voltage (Vd
That is, the current (Ids) between the drain and the source becomes a constant current, regardless of (s). Otherwise, when the drain-source voltage (Vds) is different, the current mirror circuit may not operate properly. The details will be specifically described below. Here, the power supply voltage (Vdd) is set to 5V.

【0008】第1のMOSトランジスタ(TR1)はゲ
ート−ドレイン間が接続されており、ドレイン−ソース
間の電圧(Vd1)は、Vtp(第1のMOSトランジスタ
のスレッショルド電圧)+α(ある一定電圧)と設定さ
れ、約1Vとなる。一方、第2のMOSトランジスタ
(TR2)のドレイン−ソース間の電圧(Vd2)につい
ては、第2のMOSトランジスタ(TR2)のソースの
電位すなわち5Vと、ドレインの電位すなわち第3のM
OSトランジスタ(TR3)のソースの電位との差にな
る。
The first MOS transistor (TR1) is connected between the gate and the drain, and the drain-source voltage (Vd1) is Vtp (threshold voltage of the first MOS transistor) + α (a certain constant voltage). Is set to about 1V. On the other hand, regarding the drain-source voltage (Vd2) of the second MOS transistor (TR2), the source potential of the second MOS transistor (TR2), that is, 5 V, and the drain potential, that is, the third M
The difference is the potential of the source of the OS transistor (TR3).

【0009】第3のMOSトランジスタ(TR3)はゲ
ート−ドレイン間が接続されており、第3のMOSトラ
ンジスタ(TR3)のドレイン−ソース間の電位差は、
Vtn(第3のMOSトランジスタのスレッショルド電
圧)+α(ある一定電圧)と設定されており、約1Vと
なる。また、ソースは接地電位(GND)なので、第3
のMOSトランジスタ(TR3)のドレインの電位は1
Vとなる。
The gate and drain of the third MOS transistor (TR3) are connected, and the potential difference between the drain and source of the third MOS transistor (TR3) is
It is set to Vtn (threshold voltage of the third MOS transistor) + α (a certain constant voltage), which is about 1V. Also, since the source is the ground potential (GND), the third
The drain potential of the MOS transistor (TR3) is 1
It becomes V.

【0010】従って、前記第2のMOSトランジスタ
(TR2)のドレイン−ソース間の電圧(Vd2)は、ソ
ースの電位とドレインの電位との差すなわち5−1=4
Vとなる。このように、第1のMOSトランジスタ(T
R1)と第2のMOSトランジスタ(TR2)とでは、
ドレイン−ソース間の電圧(Vd1,Vd2)が一般的に異
なる。
Therefore, the drain-source voltage (Vd2) of the second MOS transistor (TR2) is the difference between the source potential and the drain potential, that is, 5-1 = 4.
It becomes V. In this way, the first MOS transistor (T
In R1) and the second MOS transistor (TR2),
The drain-source voltages (Vd1, Vd2) are generally different.

【0011】このため、ドレイン−ソース間電流(Id
s)がドレイン−ソース間電圧(Vds)に依存して変化
するような場合には、第1のMOSトランジスタ(TR
1)に流れる電流と第2のMOSトランジスタ(TR
2)に流れる電流が異なるので、カレントミラーとして
適正に動作しないことがある。この点について図6を参
照しながら説明する。図6は、MOSトランジスタの飽
和特性を示す図である。
Therefore, the drain-source current (Id
s) changes depending on the drain-source voltage (Vds), the first MOS transistor (TR
Current flowing in 1) and the second MOS transistor (TR
Since the current flowing in 2) is different, it may not operate properly as a current mirror. This point will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing the saturation characteristic of the MOS transistor.

【0012】一般的にMOSトランジスタは図6に示す
ように、前記ドレイン−ソース間電圧(Vds)が上昇す
ると、ドレイン−ソース間に流れる電流(Ids)は飽和
領域においてはほぼ一定になる。これが飽和特性が「良
好」な場合である。しかしMOSトランジスタのチャネ
ル長が短くなったりすると、ドレイン−ソース間に流れ
る電流(Ids)は飽和領域において一定にならず、多少
増加する傾向にある。これが飽和特性が「劣化」した場
合である(図6)。
Generally, in a MOS transistor, as shown in FIG. 6, when the drain-source voltage (Vds) rises, the current (Ids) flowing between the drain and source becomes substantially constant in the saturation region. This is the case where the saturation characteristic is "good". However, when the channel length of the MOS transistor is shortened, the current (Ids) flowing between the drain and the source is not constant in the saturation region and tends to increase to some extent. This is the case where the saturation characteristic has “degraded” (FIG. 6).

【0013】飽和特性が劣化すると、ドレイン−ソース
間の電圧によってドレイン電流(Ids)が変化する。上
述のように一般に図4のような回路構成をとった場合、
第1,第2のMOSトランジスタのドレイン−ソース間
電圧(Vd1,Vd2)は一般に異なるので、本来同じドレ
イン電流が流れるべき第1,第2のMOSトランジスタ
(TR1,TR2)に同じ電流が流れず、カレントミラ
ーとして正しく動作しない不都合が生じる。
When the saturation characteristic deteriorates, the drain current (Ids) changes depending on the drain-source voltage. Generally, when the circuit configuration shown in FIG. 4 is taken as described above,
Since the drain-source voltages (Vd1, Vd2) of the first and second MOS transistors are generally different, the same current does not flow in the first and second MOS transistors (TR1, TR2) where the same drain current should originally flow. , There is a problem that it does not work properly as a current mirror.

【0014】このような問題を抑止する為に、従来は飽
和特性と関係するトランジスタのチャネル長を長くする
ことでゲート−ソース間電圧(Vds)によらずドレイン
−ソース間電流(Ids)が一定の電流となるようにし
て、カレントミラーとして正しい動作をさせ、適正な基
準電圧(V1,V2)を生成していた。しかしながら、
微細化が要求されることなどにより、チャネル長を長く
することが困難となり、飽和特性の劣化が避けられず、
ドレイン−ソース間電流(Ids)がドレイン−ソース間
電圧(Vds)に依存して変化してしまい、カレントミラ
ーとして適正に動作せず、基準電圧(V1,V2)も所
定の値と異なってしまい、所望の動作をしないという問
題が生じていた。
In order to prevent such a problem, conventionally, by increasing the channel length of the transistor related to the saturation characteristic, the drain-source current (Ids) is constant regardless of the gate-source voltage (Vds). Therefore, the current mirror is operated properly and the appropriate reference voltages (V1, V2) are generated. However,
Due to the demand for miniaturization, it becomes difficult to increase the channel length, and deterioration of saturation characteristics is unavoidable.
The drain-source current (Ids) changes depending on the drain-source voltage (Vds), the current mirror does not operate properly, and the reference voltages (V1, V2) also differ from the predetermined values. However, there is a problem that the desired operation is not performed.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の欠点
に鑑み成されたもので、図1に示すように第1のソー
ス,第1のゲート及び第1のドレインを有し、第1の電
圧に前記第1のソースが接続し、前記第1のゲートと前
記第1のドレインが接続する第1のMOSトランジスタ
と、第2のソース,第2のゲート及び第2のドレインを
有し、前記第1の電圧に前記第2のソースが接続し、前
記第2のゲートが前記第1のゲートに接続する第2のM
OSトランジスタと、第3のソース,第3のゲート及び
第3のドレインを有し、前記第3のドレインと前記第3
のゲートとが接続し、前記第3のソースが、前記第1の
電圧よりも低い第2の電圧に接続する第3のMOSトラ
ンジスタと、前記第1のドレインと前記第2の電圧との
間に接続する抵抗素子と、前記第2のドレインと前記第
3のドレインとの間に接続し、これらの間に電位差を発
生させる電位差生成素子とを有するカレントミラー回路
により、上記課題を解決するものである。
The present invention has been made in view of the above drawbacks of the prior art, and has a first source, a first gate and a first drain as shown in FIG. A first MOS transistor having the first source connected to the voltage of, and the first gate connected to the first drain, and a second source, a second gate, and a second drain. , A second M having the second source connected to the first voltage and the second gate connected to the first gate
An OS transistor, a third source, a third gate, and a third drain, and the third drain and the third drain
A third MOS transistor connected to the gate of the third source and the third source connected to a second voltage lower than the first voltage, and between the first drain and the second voltage. The above problem is solved by a current mirror circuit having a resistance element connected to the second drain and a potential difference generation element connected between the second drain and the third drain and generating a potential difference between them. Is.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下で、本発明の実施形態に係る
カレントミラー回路について図面を参照しながら説明す
る。この回路は、図1、図2に示すように、pチャネル
の第1のMOSトランジスタ(TR11),pチャネル
の第2のMOSトランジスタ(TR12),nチャネル
の第3のMOSトランジスタ(TR13),第1の抵抗
(R11)及び第2の抵抗(R12)を有し、第1のM
OSトランジスタ(TR11)から抵抗(R11)へ流
れる定電流(I11)と同じ電流値の定電流(I12)
を第2のMOSトランジスタ(TR12),第3のMO
Sトランジスタ(TR13)側へ流し、これらの定電流
(I11,I12)を電圧変換して第1の基準電圧(V
11),第2の基準電圧(V12)を生成して外部の回
路に出力する回路である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A current mirror circuit according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, this circuit includes a p-channel first MOS transistor (TR11), a p-channel second MOS transistor (TR12), an n-channel third MOS transistor (TR13), A first resistor (R11) and a second resistor (R12),
A constant current (I12) having the same current value as the constant current (I11) flowing from the OS transistor (TR11) to the resistor (R11).
The second MOS transistor (TR12) and the third MO
It flows to the S transistor (TR13) side, these constant currents (I11, I12) are converted into voltage, and the first reference voltage (V
11), a circuit for generating a second reference voltage (V12) and outputting it to an external circuit.

【0017】これらの基準電圧は、電源電圧(Vdd)が
5Vの場合には第1の基準電圧(V11)は4V、第2
の基準電圧(V12)は1Vというように、第1の基準
電圧(V11)と第2の基準電圧(V2)とは電圧値が
対称になっている。このようにして生成された基準電圧
は、例えば第1の基準電圧(V11)がpチャネルのM
OSトランジスタのゲートに出力され、第2の基準電圧
(V12)がnチャネルのMOSトランジスタに出力さ
れるというような用途に用いられる。
Regarding these reference voltages, when the power supply voltage (Vdd) is 5V, the first reference voltage (V11) is 4V and the second reference voltage is
The reference voltage (V12) is 1 V, and the first reference voltage (V11) and the second reference voltage (V2) have symmetrical voltage values. The reference voltage generated in this way is, for example, the first reference voltage (V11) of the p-channel M
It is used for such an application that the second reference voltage (V12) is output to the gate of the OS transistor and is output to the n-channel MOS transistor.

【0018】前記第1のMOSトランジスタ(TR1
1)は第1の電圧の一例である電源電圧(Vdd)にソー
スが接続し、ゲートとドレインが接続しており、第2の
MOSトランジスタ(TR12)は電源電圧(Vdd)に
ソースが接続し、ゲートが第1のMOSトランジスタ
(TR11)のゲートに接続する。また、第3のMOS
トランジスタ(TR13)は、そのドレインが第2の抵
抗(R12)を介して第2のMOSトランジスタ(TR
12)のドレインに接続され、そのソースは接地電位
(GND)に接続されており、ゲートは自身のドレイン
と接続されている。これは第2のMOSトランジスタ
(TR12)側に流れる定電流(I12)を電圧変換す
る素子である。さらに、第1の抵抗(R11)は第1の
MOSトランジスタ(TR11)のドレインと、第2の
電圧の一例である接地電位(GND)との間に接続され
ている。
The first MOS transistor (TR1
In 1), the source is connected to the power supply voltage (Vdd), which is an example of the first voltage, and the gate and the drain are connected, and the second MOS transistor (TR12) is connected to the power supply voltage (Vdd). , The gate is connected to the gate of the first MOS transistor (TR11). Also, the third MOS
The drain of the transistor (TR13) is connected to the second MOS transistor (TR) via the second resistor (R12).
12) is connected to the drain, its source is connected to the ground potential (GND), and its gate is connected to its own drain. This is an element for converting the constant current (I12) flowing on the second MOS transistor (TR12) side into a voltage. Further, the first resistor (R11) is connected between the drain of the first MOS transistor (TR11) and the ground potential (GND) which is an example of the second voltage.

【0019】また、前記第1のMOSトランジスタ(T
R11)と前記第2のMOSトランジスタ(TR12)
とは対になってカレントミラー回路を構成する都合上、
同じ動作特性を有するものを用いている。さらに、第2
の抵抗(R12)は電位差生成素子の一例であって、第
2のMOSトランジスタ(TR12)のドレイン−ソー
ス間電圧(Vd12)が第1のMOSトランジスタ(TR
11)のドレイン−ソース間電圧(Vd11)とほぼ等し
くなるような電位差を発生させる素子である。
Further, the first MOS transistor (T
R11) and the second MOS transistor (TR12)
For the convenience of forming a current mirror circuit in pairs with
Those having the same operating characteristics are used. Furthermore, the second
The resistor (R12) is an example of a potential difference generating element, and the drain-source voltage (Vd12) of the second MOS transistor (TR12) is the first MOS transistor (TR12).
It is an element that generates a potential difference that is substantially equal to the drain-source voltage (Vd11) of 11).

【0020】上記回路によれば、まず第1のMOSトラ
ンジスタ(TR11)から第1の抵抗(R11)へ定電
流(I11)が流れ、第1のMOSトランジスタ(TR
11),第2のMOSトランジスタ(TR12)及び第
1の抵抗(R11)で構成されるカレントミラー回路の
動作により、この定電流(I11)と同じ電流値の定電
流(I12)が第2のMOSトランジスタ(TR12)
から第3のMOSトランジスタ(TR13)へ流れる。
According to the above circuit, first, the constant current (I11) flows from the first MOS transistor (TR11) to the first resistor (R11), and the first MOS transistor (TR11).
11), the operation of the current mirror circuit composed of the second MOS transistor (TR12) and the first resistor (R11) causes the constant current (I12) having the same current value as the constant current (I11) MOS transistor (TR12)
To the third MOS transistor (TR13).

【0021】定電流(I11)は第1のMOSトランジ
スタ(TR11)によって電圧変換されて第1の基準電
圧(V11)が生成され、定電流(I12)は第3のM
OSトランジスタ(TR13)によって電圧変換されて
第2の基準電圧(V12)が生成され、不図示の外部回
路にこれら第1,第2の基準電圧(V11,V12)が
出力される。
The constant current (I11) is voltage-converted by the first MOS transistor (TR11) to generate the first reference voltage (V11), and the constant current (I12) is the third M current.
The OS transistor (TR13) converts the voltage to generate the second reference voltage (V12), and outputs the first and second reference voltages (V11, V12) to an external circuit (not shown).

【0022】このとき、従来回路では第1のMOSトラ
ンジスタ(TR1)のドレイン−ソース間電圧(Vd1)
と第2のMOSトランジスタ(TR2)のドレイン−ソ
ース間電圧(Vd2)とが異なるために、飽和特性が劣化
してドレイン−ソース間電流(Ids)がドレイン−ソー
ス間電圧(Vds)に依存して変化するようなトランジス
タを用いた場合に、第1,第2のMOSトランジスタ
(TR1,TR2)に流れる定電流(I1,I2)が異
なってカレントミラーとして動作しないことがあった。
At this time, in the conventional circuit, the drain-source voltage (Vd1) of the first MOS transistor (TR1).
And the drain-source voltage (Vd2) of the second MOS transistor (TR2) are different from each other, the saturation characteristic is deteriorated and the drain-source current (Ids) depends on the drain-source voltage (Vds). In the case of using a transistor that changes with time, the constant currents (I1, I2) flowing through the first and second MOS transistors (TR1, TR2) may be different and may not operate as a current mirror.

【0023】しかしながら本実施形態に係る回路によれ
ば、第2のMOSトランジスタ(TR12)のドレイン
と第3のMOSトランジスタ(TR13)のドレインと
の間に第2の抵抗(R12)が接続されているので、通
常では第2のMOSトランジスタ(TR12)のドレイ
ンの電位が上昇し、第2のMOSトランジスタ(TR1
2)のドレイン−ソース間電圧(Vd12)が、ほぼ第1
のMOSトランジスタ(TR11)のドレイン−ソース
間電圧(Vd11)に等しくなるように設定することがで
きる。
However, according to the circuit of this embodiment, the second resistor (R12) is connected between the drain of the second MOS transistor (TR12) and the drain of the third MOS transistor (TR13). Therefore, normally, the potential of the drain of the second MOS transistor (TR12) rises, and the second MOS transistor (TR1)
The drain-source voltage (Vd12) in 2) is almost the first
Can be set to be equal to the drain-source voltage (Vd11) of the MOS transistor (TR11).

【0024】本実施形態では電源電圧(Vdd)を5Vと
しているので、この数値に即して具体的にこの詳細を以
下で説明する。第1のMOSトランジスタ(TR11)
はゲート−ドレイン間が接続されており、ドレイン−ソ
ース間電圧(Vd11)は、Vtp(第1のMOSトランジ
スタのスレッショルド電圧)+α(ある一定電圧)と設
定され、約1Vとなる。
In the present embodiment, the power supply voltage (Vdd) is set to 5V, so the details will be specifically described below in accordance with this numerical value. First MOS transistor (TR11)
Is connected between the gate and the drain, and the drain-source voltage (Vd11) is set to Vtp (threshold voltage of the first MOS transistor) + α (a certain constant voltage) and becomes about 1V.

【0025】一方、第2のMOSトランジスタ(TR1
2)のドレイン−ソース間電圧(Vd12)については、
第2のMOSトランジスタ(TR12)のソースの電位
すなわち5Vと、ドレインの電位との差になる。第3の
MOSトランジスタ(TR13)はゲート−ソース間が
接続されており、第3のMOSトランジスタ(TR1
3)のドレイン−ソース間の電位差は、Vtn(第3のM
OSトランジスタのスレッショルド電圧)+α(ある一
定電圧)と設定され、約1Vとなり、ドレインは接地電
位(GND)なので、第3のMOSトランジスタ(TR
13)のソースの電位は1Vとなる。
On the other hand, the second MOS transistor (TR1
Regarding the drain-source voltage (Vd12) of 2),
The difference is between the potential of the source of the second MOS transistor (TR12), that is, 5 V and the potential of the drain. The gate and source of the third MOS transistor (TR13) are connected to each other, and the third MOS transistor (TR1)
The drain-source potential difference of 3) is Vtn (third M
The threshold voltage of the OS transistor) + α (certain constant voltage) is set to about 1 V, and the drain is the ground potential (GND). Therefore, the third MOS transistor (TR
The source potential of 13) is 1V.

【0026】これに、第2の抵抗(R12)による電圧
降下が加わる。第2の抵抗(R12)では約3Vの電圧
降下が生じる様に抵抗値を設定しておけば、第2のMO
Sトランジスタ(TR12)のドレインの電位は1+3
=4Vとなり、第2のMOSトランジスタ(TR12)
のドレイン−ソース間電圧(Vd12)は、ソースの電位
とドレインの電位との差すなわち5−4=1Vとなる。
To this, a voltage drop due to the second resistor (R12) is added. If the resistance value is set so that a voltage drop of about 3V occurs in the second resistor (R12), the second MO
The drain potential of the S transistor (TR12) is 1 + 3
= 4V, the second MOS transistor (TR12)
The drain-source voltage (Vd12) of is equal to the difference between the source potential and the drain potential, that is, 5-4 = 1V.

【0027】このように、第2の抵抗(R12)を第2
のMOSトランジスタ(TR12)のドレインと第3の
MOSトランジスタ(TR13)のドレインとの間に接
続することで、第1のMOSトランジスタ(TR11)
と第2のMOSトランジスタ(TR12)のドレイン−
ソース間電圧(Vd11,Vd12)をほぼ同じに設定するこ
とができる。
In this way, the second resistor (R12)
Of the first MOS transistor (TR11) by connecting the drain of the second MOS transistor (TR12) and the drain of the third MOS transistor (TR13).
And the drain of the second MOS transistor (TR12)-
The source-to-source voltages (Vd11, Vd12) can be set to be almost the same.

【0028】このため、ドレイン−ソース間電流(Id
s)がドレイン−ソース間電圧(Vds)に依存して変化
するように、飽和特性が劣化したトランジスタを用いて
も、図3に示すように第1,第2のMOSトランジスタ
のドレイン−ソース間電圧(Vd11,Vd12)がほぼ等
しければ、これらに流れる定電流(I11,I12)の
電流値もほぼ等しくなるのでカレントミラーとして適正
に動作することができる。
Therefore, the drain-source current (Id
Even if a transistor whose saturation characteristic is deteriorated so that (s) changes depending on the drain-source voltage (Vds), as shown in FIG. 3, between the drain-source of the first and second MOS transistors. If the voltages (Vd11, Vd12) are substantially equal, the constant currents (I11, I12) flowing through them are also substantially equal to each other, so that the current mirror can properly operate.

【0029】従って、生成される第1,第2の基準電圧
(V11,V12)についても適正なものを生成するこ
とが可能になる。本発明は特に、飽和特性が劣化した素
子に用いることが有効であり、また、チャネル長が比較
的細いトランジスタを使用することができ、比較的大電
流のカレントミラー回路作製が容易となる。
Therefore, it becomes possible to generate proper first and second reference voltages (V11, V12). The present invention is particularly effective when used for an element having deteriorated saturation characteristics, and a transistor having a relatively small channel length can be used, which facilitates production of a current mirror circuit having a relatively large current.

【0030】なお、本実施形態では電位差生成素子とし
て第2の抵抗素子を用いているが、本発明はこれに限ら
ず、例えばMOSトランジスタのゲート−ソース間を短
絡させたものや、あるいはダイオードなど、電位差を生
じさせる素子であれば、およそどのようなものであって
も、同様の効果を奏する。尚、本実施の形態では、第1
のMOSトランジスタ及び第2のMOSトランジスタは
pチャネルのMOSトランジスタ、第3のMOSトラン
ジスタはnチャネルのMOSトランジスタとしたが、当
然のことながら第1のMOSトランジスタ及び第2のM
OSトランジスタはnチャネルのMOSトランジスタ、
第3のMOSトランジスタはpチャネルのMOSトラン
ジスタとしても良い。
Although the second resistance element is used as the potential difference generating element in the present embodiment, the present invention is not limited to this, and, for example, a MOS transistor whose gate and source are short-circuited, or a diode or the like is used. As long as it is an element that produces a potential difference, the same effect can be obtained with almost any element. In the present embodiment, the first
The MOS transistor and the second MOS transistor are p-channel MOS transistors, and the third MOS transistor is an n-channel MOS transistor. Of course, the first MOS transistor and the second M transistor are
The OS transistor is an n-channel MOS transistor,
The third MOS transistor may be a p-channel MOS transistor.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るカレ
ントミラー回路によれば、第1のソース,第1のゲート
及び第1のドレインを有し、第1の電圧に前記第1のソ
ースあるいは前記第1のドレインが接続し、前記第1の
ゲートと前記第1のドレインあるいはソースが接続する
第1のMOSトランジスタと、第2のソース,第2のゲ
ート及び第2のドレインを有し、前記第1の電圧に前記
第2のソースあるいは第2のドレインが接続し、前記第
2のゲートが前記第1のゲートに接続する第2のMOS
トランジスタと、第3のドレイン,第3のゲート及び第
3のソースを有し、前記第3のドレインあるいは前記第
3のソースと前記第3のゲートとが接続し、前記第3の
ソースあるいは前記第3のドレインが、前記第1の電圧
よりも低い第2の電圧に接続する第3のMOSトランジ
スタと、前記第1のドレインあるいは前記第1のソース
と前記第2の電圧との間に接続する抵抗素子と、前記第
2のドレインあるいは前記第2のソースと前記第3のド
レインあるいは前記第3のソースとの間に接続し、これ
らの間に電位差を発生させる電位差生成素子とを有する
ので、第2のMOSトランジスタの第2のドレインまた
はソースの電位を上昇させることで、第1のMOSトラ
ンジスタのドレイン−ソース間電圧と第2のMOSトラ
ンジスタのドレイン−ソース間電圧とをほぼ等しくする
ことが可能になる。
As described above, according to the current mirror circuit of the present invention, the first source, the first gate, and the first drain are provided, and the first source is set to the first voltage. Alternatively, it has a first MOS transistor connected to the first drain and connected to the first gate and the first drain or source, and a second source, a second gate, and a second drain. A second MOS whose second source or second drain is connected to said first voltage and whose second gate is connected to said first gate
A transistor, a third drain, a third gate, and a third source, the third drain or the third source and the third gate are connected to each other, and the third source or the third source A third drain connected between a third MOS transistor connected to a second voltage lower than the first voltage and the first drain or the first source and the second voltage; And a potential difference generating element that is connected between the second drain or the second source and the third drain or the third source to generate a potential difference between them. , The drain-source voltage of the first MOS transistor and the drain of the second MOS transistor are increased by raising the potential of the second drain or source of the second MOS transistor. - it is possible to substantially equalize the voltage across the source.

【0032】これにより、かりに飽和特性が劣化したM
OSトランジスタを用いても、第1のMOSトランジス
タと第2のMOSトランジスタとにほぼ同じ電流値の定
電流を流して、カレントミラーとして適正に動作させる
ことが可能になる。また、これらの定電流を電圧変換し
て、適正な2種類の対称な電圧を生成することが可能に
なる。
As a result, the saturation characteristic of M is deteriorated.
Even if the OS transistor is used, a constant current having substantially the same current value can be made to flow in the first MOS transistor and the second MOS transistor, and can properly operate as a current mirror. Further, it becomes possible to convert these constant currents into voltages and generate two appropriate types of symmetrical voltages.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態に係るカレントミラー回路を
説明する回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a current mirror circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態に係るカレントミラー回路の
動作を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an operation of the current mirror circuit according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明に係る電位差発生手段の作用効果を説明
する図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the function and effect of the potential difference generating means according to the present invention.

【図4】従来例に係るカレントミラー回路を説明する回
路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a current mirror circuit according to a conventional example.

【図5】カレントミラー回路の適用例を示す回路図であ
る。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an application example of a current mirror circuit.

【図6】一般的なMOSトランジスタの飽和特性及び従
来の問題を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a saturation characteristic of a general MOS transistor and a conventional problem.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

TR11:第1のMOSトランジスタ TR12:第2のMOSトランジスタ TR13:第3のMOSトランジスタ R11 :第1の抵抗 R12 :第2の抵抗 V11 :第1の基準電圧 V12 :第2の基準電圧 Vdd :電源電圧 TR11: First MOS transistor TR12: Second MOS transistor TR13: Third MOS transistor R11: First resistance R12: second resistance V11: First reference voltage V12: Second reference voltage Vdd: Power supply voltage

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1のソース,第1のゲート及び第1の
ドレインを有し、第1の電圧に前記第1のソースあるい
は前記第1のドレインが接続し、前記第1のゲートと前
記第1のドレインあるいはソースが接続する第1のMO
Sトランジスタと、 第2のソース,第2のゲート及び第2のドレインを有
し、前記第1の電圧に前記第2のソースあるいは第2の
ドレインが接続し、前記第2のゲートが前記第1のゲー
トに接続する第2のMOSトランジスタと、 第3のドレイン,第3のゲート及び第3のソースを有
し、前記第3のドレインあるいは前記第3のソースと前
記第3のゲートとが接続し、前記第3のソースあるいは
前記第3のドレインが、前記第1の電圧よりも低い第2
の電圧に接続する第3のMOSトランジスタと、 前記第1のドレインあるいは前記第1のソースと前記第
2の電圧との間に接続する抵抗素子と、前記第2のドレ
インあるいは前記第2のソースと前記第3のドレインあ
るいは前記第3のソースとの間に接続し、これらの間に
電位差を発生させる電位差生成素子とを有し、該電位差
生成素子は、前記第1のドレインと前記第1のソース間
の電圧と、前記第2のドレインと前記第2のソース間の
電圧とがほぼ同じになるような電位差を発生させること
を特徴とするカレントミラー回路。
1. A first source, a first gate, and a first drain, wherein the first source or the first drain is connected to a first voltage, and the first gate and the first gate are connected to each other. The first MO to which the first drain or source is connected
An S-transistor, a second source, a second gate, and a second drain, the second source or the second drain being connected to the first voltage, and the second gate being the second A second MOS transistor connected to the first gate, a third drain, a third gate, and a third source, and the third drain or the third source and the third gate A second source connected to the third source or the third drain having a voltage lower than the first voltage.
A third MOS transistor connected to the second voltage, a resistance element connected between the first drain or the first source and the second voltage, and a second drain or the second source And a third drain or the third source, and a potential difference generating element for generating a potential difference therebetween , and the potential difference
The generating element is between the first drain and the first source.
Voltage between the second drain and the second source
A current mirror circuit characterized by generating a potential difference that is substantially the same as the voltage .
【請求項2】 前記第1のMOSトランジスタ及び第2
のMOSトランジスタはpチャネルのMOSトランジス
タあるいはnチャネルのMOSトランジスタであって、
前記第3のMOSトランジスタはnチャネルのMOSト
ランジスタあるいはpチャネルのMOSトランジスタで
あることを特徴とする請求項1記載のカレントミラー回
路。
2. The first MOS transistor and the second MOS transistor.
MOS transistor is a p-channel MOS transistor
Or an n-channel MOS transistor,
The third MOS transistor is an n-channel MOS transistor.
With a transistor or p-channel MOS transistor
2. The current mirror circuit according to claim 1, wherein
Road.
【請求項3】 前記電位差生成素子は、抵抗若しくはゲ
ート−ソースまたはゲート−ドレインが接続されたMO
Sトランジスタであることを特徴とする請求項1記載の
カレントミラー回路。
3. The potential difference generating element is a resistor or a gate.
MO with gate-source or gate-drain connected
The S-transistor according to claim 1, which is an S-transistor.
Current mirror circuit.
JP25051696A 1996-09-20 1996-09-20 Current mirror circuit Expired - Fee Related JP3408077B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25051696A JP3408077B2 (en) 1996-09-20 1996-09-20 Current mirror circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25051696A JP3408077B2 (en) 1996-09-20 1996-09-20 Current mirror circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1097332A JPH1097332A (en) 1998-04-14
JP3408077B2 true JP3408077B2 (en) 2003-05-19

Family

ID=17209060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25051696A Expired - Fee Related JP3408077B2 (en) 1996-09-20 1996-09-20 Current mirror circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3408077B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5237549B2 (en) 2006-12-27 2013-07-17 セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー Constant current circuit
US10630072B2 (en) * 2017-12-28 2020-04-21 Texas Instruments Incorporated Voltage protection circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JPH1097332A (en) 1998-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3920236B2 (en) Differential amplifier
US7852142B2 (en) Reference voltage generating circuit for use of integrated circuit
US7609106B2 (en) Constant current circuit
JP3832943B2 (en) Constant current source circuit and digital / analog conversion circuit using the same
JP4958434B2 (en) Voltage selection circuit
JPH11154832A (en) Differential amplifier circuit and operational amplifier circuit
US5990708A (en) Differential input buffer using local reference voltage and method of construction
JP3408077B2 (en) Current mirror circuit
JP7097749B2 (en) Level shift circuit
JP3527190B2 (en) Band gap reference circuit
US9356587B2 (en) High voltage comparison circuit
JP4658838B2 (en) Reference potential generator
CN111628758A (en) Power-on clear circuit and semiconductor device
JP4884942B2 (en) Oscillator circuit
CN111628757A (en) Power-on clear circuit and semiconductor device
JP3855810B2 (en) Differential amplifier circuit
JP2926921B2 (en) Power-on reset circuit
US6828821B2 (en) Input buffer circuit
JP2889706B2 (en) Power-on reset circuit
JP5428259B2 (en) Reference voltage generation circuit and power supply clamp circuit
JPH0453448B2 (en)
JP4268890B2 (en) Reference voltage generator
JP2985673B2 (en) Delay circuit
JPH0555905A (en) Cmos logic gate
JP3077664B2 (en) Input circuit

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090314

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100314

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees