JP4522299B2 - 定電流回路 - Google Patents
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- G05F3/245—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the field-effect type only with compensation for device parameters, e.g. channel width modulation, threshold voltage, processing, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage producing a voltage or current as a predetermined function of the temperature
Description
ここで、第1および第2電流設定部のうち一方は、MOSトランジスタを備え、第1および第2電流設定部のうち他方は、直列接続された複数の抵抗素子を備え、MOSトランジスタのゲート電圧は、バイアス電圧の抵抗素子による分圧に基づき供給される。
また、第1電流設定部は、第1の温度依存性を示す、ゲート電圧‐ドレイン電流特性においてドレイン電流に温度依存性がない特異点を挟んで2つに分割された領域のうち一方の領域でゲート電圧が印加された、直列接続された複数の第1MOSトランジスタを備え、第2電流設定部は、第2の温度依存性を示す、ゲート電圧‐ドレイン電流特性における2つの領域のうち他方の領域でゲート電圧が印加された第2MOSトランジスタを備え、第2MOSトランジスタのゲート電圧は、バイアス電圧の第1MOSトランジスタによる分圧に基づき供給される。
図2は、ドレイン電圧VDSがゲート電圧VGSと同電圧であり(VDS=VGS)、バックゲートバイアスVSBは印加されていない(VSB=0)条件で、式(2)を図示したものである。
例えば、本実施形態においては、抵抗素子R3、R4について、拡散層により構成され抵抗値が正の温度依存性を有するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。拡散層または拡散層以外の材料で構成され、抵抗値が負の温度依存性を有し電流I1が正の温度依存性を有する抵抗素子に対しても、ドレイン電流I2が負の温度依存性を有するNMOSトランジスタを調整することができる。
また、式(1)、(2)および図2では、NMOSトランジスタにおける飽和領域での特性について、移動度μ(T)と閾値電圧VT(T)に基づいて、ドレイン電流IDの温度依存性があることを説明したが、非飽和領域においても同様な温度依存性を奏することは言うまでもない。即ち、NMOSトランジスタの非飽和領域でのドレイン電流は、ドレイン電圧VDSとして、
と表わされる。式(3)では、式(2)と同様に移動度μ(T)と閾値電圧VT(T)とがドレイン電流IDに寄与している。ドレイン電流IDにおける電流域に応じて、移動度μ(T)と閾値電圧VT(T)との何れかの寄与が支配的になり、ドレイン電流IDの温度依存性が変化することとなる。但し、式(3)より明らかなように、非飽和領域では、ドレイン電流IDは、ゲート電圧VGSに加えてドレイン電圧VDSに応じて電流値が変化することに注意を要する。本実施形態にあるように、MOSトランジスタのドレイン端子に、一定の電圧V2が印加される構成においては、非飽和領域での使用も可能である。
また、実施形態では、NMOSトランジスタを例にとり説明したが、PMOSトランジスタにより構成することも可能である。この場合、ゲート端子をバイアスするバイアス電圧が低電圧ほど高電流域となることを除いて、NMOSトランジスタについて、式(2)および図2に基づいてドレイン電流の温度依存性を調整した場合と同様に調整を行なうことができる。更に、NMOSトランジスタとPMOSトランジスタを混在して構成することも可能である。
N1、N2、N3、N31、N32 NMOSトランジスタ
R1、R2、R3、R4 抵抗素子
VB1、VB2 バイアス電圧
Claims (4)
- 径路電流の温度依存性が、第1の温度依存性を示す第1電流設定部と、
前記第1電流設定部と並列接続され、前記第1の温度依存性とは逆の温度依存性である第2の温度依存性を示す第2電流設定部とを備え、
温度依存性が僅少なバイアス電圧が印加され、前記第1電流設定部および前記第2電流設定部より生成される電流が加算されて出力され、
前記第1および第2電流設定部のうち一方は、MOSトランジスタを備え、
前記第1および第2電流設定部のうち他方は、直列接続された複数の抵抗素子を備え、
前記MOSトランジスタの前記ゲート電圧は、前記バイアス電圧の前記抵抗素子による分圧に基づき供給されることを特徴とする定電流回路。 - 径路電流の温度依存性が、第1の温度依存性を示す第1電流設定部と、
前記第1電流設定部と並列接続され、前記第1の温度依存性とは逆の温度依存性である第2の温度依存性を示す第2電流設定部とを備え、
温度依存性が僅少なバイアス電圧が印加され、前記第1電流設定部および前記第2電流設定部より生成される電流が加算されて出力され、
前記第1電流設定部は、前記第1の温度依存性を示す、ゲート電圧‐ドレイン電流特性においてドレイン電流に温度依存性がない特異点を挟んで2つに分割された領域のうち一方の領域で前記ゲート電圧が印加された、直列接続された複数の第1MOSトランジスタを備え、
前記第2電流設定部は、前記第2の温度依存性を示す、前記ゲート電圧‐ドレイン電流特性における2つの領域のうち他方の領域で前記ゲート電圧が印加された第2MOSトランジスタを備え、
前記第2MOSトランジスタの前記ゲート電圧は、前記バイアス電圧の前記第1MOSトランジスタによる分圧に基づき供給されることを特徴とする定電流回路。 - 温度依存性が調整されたバイアス電圧が印加される第1ノードと基準電圧が印加される第2ノードとの間に直列に接続され、経路電流の温度依存性が第1の温度依存性を示す第1抵抗部および第2抵抗部を有する第1電流設定部と、
経路電流の温度依存性が前記第1の温度依存性とは逆の第2の温度依存性を有し、前記第1ノードと前記第2ノードとの間で前記第1抵抗部および前記第2抵抗部に対して並列にドレイン・ソース間が接続され、前記第1抵抗部と前記第2抵抗部との抵抗分圧による分圧をゲートで受けるMOSトランジスタを有する第2電流設定部とを有し、
前記第1電流設定部により生成される電流と前記第2電流設定部により生成される電流とが加算されて出力されることを特徴とする定電流回路。 - 前記第1抵抗部および前記第2抵抗部の少なくともいずれか一方は、前記第1の温度依存性を示す、ゲート電圧‐ドレイン電流特性においてドレイン電流に温度依存性がない特異点を挟んで2つに分割された領域のうち一方の領域でゲート電圧が印加されたMOSトランジスタを含むことを特徴とする請求項3に記載の定電流回路。
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