JP4852435B2

JP4852435B2 - Constant current source

Info

Publication number: JP4852435B2
Application number: JP2007011451A
Authority: JP
Inventors: イクバルザマンカジ; 年啓正垣; 順治伊藤; 真一曽根高; 尚晃岡田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-01-22
Filing date: 2007-01-22
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2027-01-22
Also published as: JP2008176702A

Description

本発明は、安定した電流を供給可能な定電流源に関する。 The present invention relates to a constant current source capable of supplying a stable current.

低雑音アンプ（Low Noise Amplifier：ＬＮＡ）は増幅回路の１つであり、特に、微弱信号を増幅するために用いられる。図３は、関連技術としてのＬＮＡを示す回路図である。図３に示されたＬＮＡは、カレントミラー回路を構成するバイポーラトランジスタＱ１，Ｑ２（以下、単に「トランジスタＱ１，Ｑ２」という。）と、トランジスタＱ１，Ｑ２の共通ベースにエミッタが接続されたトランジスタＱ３（以下、単に「トランジスタＱ３」という。）と、抵抗Ｒ１とを備える。トランジスタＱ２のエミッタは、抵抗Ｒ１を介して接地されている。なお、抵抗Ｒ１は、トランジスタＱ２，Ｑ３及び抵抗Ｒ１から構成されるバイアス回路１０の入力インピーダンスをトランジスタＱ１の入力インピーダンスよりも高くするために設けられている。 A low noise amplifier (Low Noise Amplifier: LNA) is one of amplification circuits, and is used particularly for amplifying weak signals. FIG. 3 is a circuit diagram showing an LNA as a related technique. The LNA shown in FIG. 3 includes bipolar transistors Q1 and Q2 (hereinafter simply referred to as “transistors Q1 and Q2”) constituting a current mirror circuit, and a transistor Q3 having an emitter connected to a common base of the transistors Q1 and Q2. (Hereinafter simply referred to as “transistor Q3”) and a resistor R1. The emitter of the transistor Q2 is grounded through the resistor R1. The resistor R1 is provided to make the input impedance of the bias circuit 10 composed of the transistors Q2 and Q3 and the resistor R1 higher than the input impedance of the transistor Q1.

ＬＮＡの入力信号はトランジスタＱ１，Ｑ２の共通ベースに接続された入力端子１１から入力され、増幅信号はトランジスタＱ１のコレクタに接続された出力端子１３から出力される。また、トランジスタＱ３のコレクタには電圧源からの電源電圧Ｖｃｃが印加される。さらに、トランジスタＱ２のコレクタとトランジスタＱ３のベースは互いに接続されており、定電流源２１から一定電流が供給される。 The input signal of the LNA is input from the input terminal 11 connected to the common base of the transistors Q1 and Q2, and the amplified signal is output from the output terminal 13 connected to the collector of the transistor Q1. The power supply voltage Vcc from the voltage source is applied to the collector of the transistor Q3. Further, the collector of the transistor Q2 and the base of the transistor Q3 are connected to each other, and a constant current is supplied from the constant current source 21.

図４は、図３に示した増幅回路に一定電流を供給する定電流源２１の等価回路及び増幅回路１０１を示す回路図である。図４に示すように、電流源２１は、バンドギャップリファレンス回路によって構成されており、増幅回路１０１のカレントミラー回路と対称なカレントミラー回路を有する。バンドギャップリファレンス回路は、バイポーラトランジスタのベース・エミッタ間電圧ＶＢＥと熱電圧ＶＴの重み付き和を基準電圧として出力する回路であり、一般的には基準電圧源として用いられる。ベース・エミッタ間電圧ＶＢＥの温度係数が負である一方で、熱電圧ＶＴの温度係数は正であるため、バンドギャップリファレンス回路の出力電圧は理論的には温度変動に対して安定である。 FIG. 4 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the constant current source 21 that supplies a constant current to the amplifier circuit shown in FIG. As shown in FIG. 4, the current source 21 is configured by a band gap reference circuit, and has a current mirror circuit that is symmetrical to the current mirror circuit of the amplifier circuit 101. The bandgap reference circuit is a circuit that outputs a weighted sum of the base-emitter voltage VBE of the bipolar transistor and the thermal voltage VT as a reference voltage, and is generally used as a reference voltage source. Since the temperature coefficient of the base-emitter voltage VBE is negative while the temperature coefficient of the thermal voltage VT is positive, the output voltage of the bandgap reference circuit is theoretically stable against temperature fluctuations.

Alan B. Grebene著，「BIPOLAR AND MOS ANALOG INTEGRATED CIRCUIT DESIGN」，A Wiley-Interscience Publication, John Wiley & Sons，２００２年１１月，ｐ．１６９−２１３Alan B. Grebene, “BIPOLAR AND MOS ANALOG INTEGRATED CIRCUIT DESIGN”, A Wiley-Interscience Publication, John Wiley & Sons, November 2002, p. 169-213

図５（Ａ）は、上記説明した増幅回路１０１及び電流源２１を、電源電圧Ｖｃｃに対する出力電流を異なる温度条件下でシミュレートした結果を示すグラフである。また、図５（Ｂ）は、上記説明した増幅回路１０１及び電流源２１を、電源電圧Ｖｃｃに対する出力電流を抵抗ばらつき下でシミュレートした結果を示すグラフである。電源電圧Ｖｃｃが約２Ｖ以上の領域において、図５（Ａ）に示すように温度変動に対する電流変動は小さいが、図５（Ｂ）に示すように抵抗の製造ばらつきによる電流変動が大きい。このため、抵抗ばらつきに対しても安定した電流を供給可能な定電流源が望まれていた。なお、本明細書における抵抗ばらつきは、ロット間、ウェーハ間又はチップ間の抵抗値のばらつきであり、チップ内でのばらつきではない。 FIG. 5A is a graph showing the result of simulating the output current with respect to the power supply voltage Vcc under different temperature conditions for the amplifier circuit 101 and the current source 21 described above. FIG. 5B is a graph showing a result of simulating the output current with respect to the power supply voltage Vcc under resistance variation in the amplifier circuit 101 and the current source 21 described above. In the region where the power supply voltage Vcc is about 2 V or more, the current fluctuation due to the temperature fluctuation is small as shown in FIG. 5A, but the current fluctuation due to the manufacturing variation of the resistance is large as shown in FIG. 5B. For this reason, a constant current source capable of supplying a stable current against resistance variations has been desired. The resistance variation in this specification is a variation in resistance values between lots, between wafers, or between chips, and not within a chip.

本発明の目的は、抵抗ばらつきに対しても安定した電流を供給可能な定電流源を提供することである。 An object of the present invention is to provide a constant current source capable of supplying a stable current against resistance variations.

本発明は、第１のバイポーラトランジスタと、前記第１のバイポーラトランジスタとカレントミラー回路を構成する第２のバイポーラトランジスタと、前記第１のバイポーラトランジスタ及び前記第２のバイポーラトランジスタの共通ベースにエミッタが接続され、前記第２のバイポーラトランジスタのコレクタにベースが接続され、コレクタに電源電圧が印加される第３のバイポーラトランジスタと、前記第２のバイポーラトランジスタのエミッタに接続された第１の抵抗と、を有する増幅回路の前記第３のバイポーラトランジスタのベースに定電流を供給する定電流源であって、第４のバイポーラトランジスタと、第５のバイポーラトランジスタと、前記第４のバイポーラトランジスタのエミッタに接続された第２の抵抗と、前記第５のバイポーラトランジスタのエミッタに接続された第３の抵抗と、前記第４のバイポーラトランジスタのベースと前記第５のバイポーラトランジスタのベースとの間に、前記第５のバイポーラトランジスタから前記第４のバイポーラトランジスタへの方向を順方向として設けられた第１の電圧降下部と、前記第４のバイポーラトランジスタのベースと前記第１の電圧降下部との接続点に接続され、前記第１の電圧降下部と共に分圧手段を構成する第２の電圧降下部と、前記第４のバイポーラトランジスタのコレクタにゲートが接続され、前記第３のバイポーラトランジスタのベースにソースが接続され、ドレインに電源電圧が供給される第１のＭＯＳトランジスタと、前記第５のバイポーラトランジスタのコレクタにゲートが接続され、前記第３のバイポーラトランジスタのベースにソースが接続され、ドレインに電源電圧が供給される第２のＭＯＳトランジスタと、前記第５のバイポーラトランジスタのコレクタにゲート及びソースが接続され、ドレインに電源電圧が供給される第３のＭＯＳトランジスタと、前記第４のバイポーラトランジスタのコレクタにゲートが接続され、前記第５のバイポーラトランジスタのベースにソースが接続され、ドレインに電源電圧が供給される第４のＭＯＳトランジスタと、前記第４のバイポーラトランジスタのコレクタにゲート及びソースが接続され、ドレインに電源電圧が供給される第５のＭＯＳトランジスタと、を備え、前記第１〜第５のバイポーラトランジスタはｎｐｎ型であり、前記第１〜第５のＭＯＳトランジスタはＰ型である定電流源を提供する。 In the present invention, an emitter is provided at a common base of the first bipolar transistor, the second bipolar transistor constituting the current mirror circuit with the first bipolar transistor, and the first bipolar transistor and the second bipolar transistor. A third bipolar transistor having a base connected to the collector of the second bipolar transistor and having a power supply voltage applied to the collector; a first resistor connected to the emitter of the second bipolar transistor; A constant current source for supplying a constant current to a base of the third bipolar transistor of the amplifier circuit having a connection to the emitter of the fourth bipolar transistor, the fifth bipolar transistor, and the fourth bipolar transistor The second resistor and the fifth resistor The fifth bipolar transistor to the fourth bipolar transistor are connected between a third resistor connected to an emitter of the bipolar transistor and a base of the fourth bipolar transistor and a base of the fifth bipolar transistor. Connected to a connection point between the first voltage drop unit provided in the forward direction and the base of the fourth bipolar transistor and the first voltage drop unit, together with the first voltage drop unit A gate is connected to the second voltage drop unit constituting the voltage dividing means and the collector of the fourth bipolar transistor, a source is connected to the base of the third bipolar transistor, and a power supply voltage is supplied to the drain. A gate is connected to a collector of the first MOS transistor and the fifth bipolar transistor; A source is connected to the base of the bipolar transistor, a second MOS transistor whose power supply voltage is supplied to the drain, a gate and a source are connected to the collector of the fifth bipolar transistor, and a power supply voltage is supplied to the drain. A third MOS transistor, a fourth MOS transistor having a gate connected to a collector of the fourth bipolar transistor, a source connected to a base of the fifth bipolar transistor, and a power supply voltage supplied to a drain; A fifth MOS transistor having a gate and a source connected to a collector of the fourth bipolar transistor and a power supply voltage supplied to a drain thereof, wherein the first to fifth bipolar transistors are npn-type, The first to fifth MOS transistors are P-type constant currents Provide a source.

本発明は、第１のバイポーラトランジスタと、前記第１のバイポーラトランジスタとカレントミラー回路を構成する第２のバイポーラトランジスタと、前記第１のバイポーラトランジスタ及び前記第２のバイポーラトランジスタの共通ベースにエミッタが接続され、前記第２のバイポーラトランジスタのコレクタにベースが接続され、コレクタに電源電圧が印加される第３のバイポーラトランジスタと、前記第２のバイポーラトランジスタのエミッタに接続された第１の抵抗と、を有する増幅回路の前記第３のバイポーラトランジスタのベースに定電流を供給する定電流源であって、第４のバイポーラトランジスタと、第５のバイポーラトランジスタと、前記第４のバイポーラトランジスタのエミッタに接続された第２の抵抗と、前記第５のバイポーラトランジスタのエミッタに接続された第３の抵抗と、前記第４のバイポーラトランジスタのベースと前記第５のバイポーラトランジスタのベースとの間に、前記第５のバイポーラトランジスタから前記第４のバイポーラトランジスタへの方向を順方向として設けられた第１の電圧降下部と、前記第４のバイポーラトランジスタのベースと前記第１の電圧降下部との接続点に接続され、前記第１の電圧降下部と共に分圧手段を構成する第２の電圧降下部と、前記第４のバイポーラトランジスタのコレクタにベースが接続され、前記第３のバイポーラトランジスタのベースにエミッタが接続され、コレクタに電源電圧が供給される第６のバイポーラトランジスタと、前記第５のバイポーラトランジスタのコレクタにベースが接続され、前記第３のバイポーラトランジスタのベースにエミッタが接続され、コレクタに電源電圧が供給される第７のバイポーラトランジスタと、前記第５のバイポーラトランジスタのコレクタにベース及びエミッタが接続され、コレクタに電源電圧が供給される第８のバイポーラトランジスタと、前記第４のバイポーラトランジスタのコレクタにベースが接続され、前記第５のバイポーラトランジスタのベースにエミッタが接続され、コレクタに電源電圧が供給される第９のバイポーラトランジスタと、前記第４のバイポーラトランジスタのコレクタにベース及びエミッタが接続され、コレクタに電源電圧が供給される第１０のバイポーラトランジスタと、を備え、前記第１〜第５のバイポーラトランジスタはｎｐｎ型であり、前記第６〜第１０のバイポーラトランジスタはｐｎｐ型である定電流源を提供する。 In the present invention, an emitter is provided at a common base of the first bipolar transistor, the second bipolar transistor constituting the current mirror circuit with the first bipolar transistor, and the first bipolar transistor and the second bipolar transistor. A third bipolar transistor having a base connected to the collector of the second bipolar transistor and having a power supply voltage applied to the collector; a first resistor connected to the emitter of the second bipolar transistor; A constant current source for supplying a constant current to a base of the third bipolar transistor of the amplifier circuit having a connection to the emitter of the fourth bipolar transistor, the fifth bipolar transistor, and the fourth bipolar transistor The second resistor and the fifth resistor The fifth bipolar transistor to the fourth bipolar transistor are connected between a third resistor connected to an emitter of the bipolar transistor and a base of the fourth bipolar transistor and a base of the fifth bipolar transistor. Connected to a connection point between the first voltage drop unit provided in the forward direction and the base of the fourth bipolar transistor and the first voltage drop unit, together with the first voltage drop unit A base is connected to the second voltage drop part constituting the voltage dividing means and the collector of the fourth bipolar transistor, an emitter is connected to the base of the third bipolar transistor, and a power supply voltage is supplied to the collector. A base is connected to a collector of the sixth bipolar transistor and the fifth bipolar transistor; An emitter is connected to the base of the third bipolar transistor, a power supply voltage is supplied to the collector, and a base and an emitter are connected to the collector of the fifth bipolar transistor, and the power supply voltage is applied to the collector. A base is connected to the collector of the eighth bipolar transistor and the collector of the fourth bipolar transistor, an emitter is connected to the base of the fifth bipolar transistor, and a power supply voltage is supplied to the collector. And a tenth bipolar transistor having a base and an emitter connected to the collector of the fourth bipolar transistor and a power supply voltage supplied to the collector, wherein the first to fifth bipolar transistors are npn type Yes, the sixth to tenth bars The bipolar transistor provides a constant current source that is pnp type.

上記定電流源では、前記第１の電圧降下部はダイオード又は抵抗である。 In the constant current source, the first voltage drop unit is a diode or a resistor.

上記定電流源では、前記第２の電圧降下部はダイオード又は抵抗である。 In the constant current source, the second voltage drop unit is a diode or a resistor.

上記定電流源は、前記第４のバイポーラトランジスタにベース電圧を印加するスタータ回路を備える。 The constant current source includes a starter circuit that applies a base voltage to the fourth bipolar transistor.

上記定電流源では、前記スタータ回路は、電源電圧を分圧する分圧部と、分圧された電圧を減圧する減圧部と、を有する。 In the constant current source, the starter circuit includes a voltage dividing unit that divides the power supply voltage and a pressure reducing unit that reduces the divided voltage.

本発明に係る定電流源によれば、抵抗ばらつきに対しても安定した電流を増幅回路に供給することができる。 According to the constant current source of the present invention, a stable current can be supplied to the amplifier circuit against resistance variations.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、増幅回路、定電流源及びスタータ回路を示す回路図である。図１に示される回路は、点線で示す３つのブロックに分けられ、右から増幅回路１０１、定電流源１０３、スタータ回路１０５を示す。また、図１の回路は、図示しない電圧源からの電源電圧Ｖｃｃが印加される端子と、増幅回路１０１の出力端子ＯＵＴ及び入力端子ＩＮとを有する。以下、各ブロックの構成を説明する。 FIG. 1 is a circuit diagram showing an amplifier circuit, a constant current source, and a starter circuit. The circuit shown in FIG. 1 is divided into three blocks indicated by dotted lines, and shows an amplifier circuit 101, a constant current source 103, and a starter circuit 105 from the right. 1 has a terminal to which a power supply voltage Vcc from a voltage source (not shown) is applied, and an output terminal OUT and an input terminal IN of the amplifier circuit 101. Hereinafter, the configuration of each block will be described.

本実施形態の増幅回路１０１は、図４に示した増幅回路と略同様である。本実施形態の増幅回路１０１は、カレントミラー回路を構成するトランジスタＱ１，Ｑ２と、トランジスタＱ３と、抵抗Ｒ１，Ｒ２と、コンデンサＣ１とを備える。トランジスタＱ１〜Ｑ３は、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタである。 The amplifier circuit 101 of this embodiment is substantially the same as the amplifier circuit shown in FIG. The amplifier circuit 101 of this embodiment includes transistors Q1 and Q2, a transistor Q3, resistors R1 and R2, and a capacitor C1 that form a current mirror circuit. Transistors Q1-Q3 are npn-type bipolar transistors.

トランジスタＱ２のエミッタは、抵抗Ｒ１を介して接地されている。また、トランジスタＱ１，Ｑ２の共通ベースには、抵抗Ｒ２を介してトランジスタＱ３のエミッタが接続されている。図１中における当該接続点には符号Ｙを付し、以下、当該接続点を「ノードＹ」という。また、トランジスタＱ２のコレクタとトランジスタＱ３のベースは互いに接続されている。図１中における当該接続点には符号Ｘを付し、以下、当該接続点を「ノードＸ」という。ノードＸには、ノイズをフィルタリングするためのコンデンサＣ１が接続されている。 The emitter of the transistor Q2 is grounded through the resistor R1. The common base of the transistors Q1 and Q2 is connected to the emitter of the transistor Q3 via a resistor R2. In FIG. 1, the connection point is denoted by a symbol Y, and the connection point is hereinafter referred to as “node Y”. The collector of the transistor Q2 and the base of the transistor Q3 are connected to each other. In FIG. 1, the connection point is denoted by reference symbol X, and the connection point is hereinafter referred to as “node X”. A capacitor C1 for filtering noise is connected to the node X.

トランジスタＱ１は、トランジスタＱ１のベースに接続された入力端子ＩＮから入力された信号を増幅する。増幅された信号は、トランジスタＱ１のコレクタに接続された出力端子ＯＵＴから出力される。ノードＸには定電流源１０３から電流が供給される。トランジスタＱ３のコレクタには電源電圧Ｖｃｃが印加される。 The transistor Q1 amplifies the signal input from the input terminal IN connected to the base of the transistor Q1. The amplified signal is output from the output terminal OUT connected to the collector of the transistor Q1. A current is supplied to the node X from the constant current source 103. A power supply voltage Vcc is applied to the collector of the transistor Q3.

上記説明したトランジスタＱ２，Ｑ３及び抵抗Ｒ１，Ｒ２は、トランジスタＱ１のバイアス回路を構成する。抵抗Ｒ１は、バイアス回路の入力インピーダンスをトランジスタＱ１の入力インピーダンスよりも高くするために設けられている。また、抵抗Ｒ２は、入力端子ＩＮからのノイズをフィルタリングするために設けられている。抵抗Ｒ２によりトランジスタＱ３側のインピーダンスが高くなるため、入力端子ＩＮから入力された信号のトランジスタＱ３のエミッタ側へのリークを防止することができる。 The transistors Q2 and Q3 and the resistors R1 and R2 described above constitute a bias circuit of the transistor Q1. The resistor R1 is provided to make the input impedance of the bias circuit higher than the input impedance of the transistor Q1. The resistor R2 is provided for filtering noise from the input terminal IN. Since the impedance on the transistor Q3 side is increased by the resistor R2, leakage of a signal input from the input terminal IN to the emitter side of the transistor Q3 can be prevented.

本実施形態の定電流源１０３は、図４に示した定電流源と同様に、バンドギャップリファレンス回路によって構成されている。本実施形態の定電流源１０３は、トランジスタＱ４，Ｑ５と、ダイオードＤ２，Ｄ３と、抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ７〜Ｒ１１と、ＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ５とを備える。トランジスタＱ４，Ｑ５は、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタであり、ＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ５はＰ型である。 The constant current source 103 of the present embodiment is configured by a bandgap reference circuit, similarly to the constant current source shown in FIG. The constant current source 103 of this embodiment includes transistors Q4 and Q5, diodes D2 and D3, resistors R3, R4, R7 to R11, and MOS transistors M1 to M5. Transistors Q4 and Q5 are npn-type bipolar transistors, and MOS transistors M1 to M5 are P-type.

トランジスタＱ４のエミッタは、抵抗Ｒ３を介して接地されている。また、トランジスタＱ５のエミッタは、抵抗Ｒ４を介して接地されている。トランジスタＱ４のベースとトランジスタＱ５のベースの間には、トランジスタＱ５からトランジスタＱ４への方向を順方向としてダイオードＤ３が設けられている。また、トランジスタＱ４のベースとダイオードＤ３のカソードとの接続点にはダイオードＤ２のアノードが接続され、前記接続点はダイオードＤ２を介して接地されている。 The emitter of the transistor Q4 is grounded via the resistor R3. The emitter of the transistor Q5 is grounded through the resistor R4. A diode D3 is provided between the base of the transistor Q4 and the base of the transistor Q5 with the direction from the transistor Q5 to the transistor Q4 as the forward direction. The anode of the diode D2 is connected to the connection point between the base of the transistor Q4 and the cathode of the diode D3, and the connection point is grounded via the diode D2.

ＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ５の各ドレインには抵抗Ｒ１１〜Ｒ７を介して電源電圧Ｖｃｃが印加される。ＭＯＳトランジスタＭ５のソースはトランジスタＱ４のコレクタに接続されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ４のソースは、トランジスタＱ５のベースとダイオードＤ３のアノードとの接続点（以下「ノードＰ」という。）に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ３のソースはトランジスタＱ５のコレクタに接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ２，Ｍ３の各ゲートは互いに接続されており、これらの共通ゲートはトランジスタＱ５のコレクタ（ＭＯＳトランジスタＭ３のソース）に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２の各ソースは互いに接続されており、増幅回路１０１のノードＸに接続されている。 A power supply voltage Vcc is applied to each drain of the MOS transistors M1 to M5 via resistors R11 to R7. The source of the MOS transistor M5 is connected to the collector of the transistor Q4. The source of the MOS transistor M4 is connected to a connection point (hereinafter referred to as “node P”) between the base of the transistor Q5 and the anode of the diode D3. The source of the MOS transistor M3 is connected to the collector of the transistor Q5. The gates of the MOS transistors M2 and M3 are connected to each other, and these common gates are connected to the collector of the transistor Q5 (the source of the MOS transistor M3). The sources of the MOS transistors M1 and M2 are connected to each other and connected to the node X of the amplifier circuit 101.

ＭＯＳトランジスタＭ４，Ｍ５の各ゲートは互いに接続されており、これらの共通ゲート（以下「ノードＺ」という。）はＭＯＳトランジスタＭ５のソースに接続されている。なお、当該共通ゲートには、ＭＯＳトランジスタＭ１のゲート（以下「ノードＳ」という。）も接続されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ２，Ｍ３はカレントミラー回路を構成し、これらの共通ゲートはＭＯＳトランジスタＭ３のソースに接続されている。 The gates of the MOS transistors M4 and M5 are connected to each other, and the common gate (hereinafter referred to as “node Z”) is connected to the source of the MOS transistor M5. Note that the gate of the MOS transistor M1 (hereinafter referred to as “node S”) is also connected to the common gate. The MOS transistors M2 and M3 form a current mirror circuit, and their common gate is connected to the source of the MOS transistor M3.

本実施形態のスタータ回路１０５は、定電流源１０３を始動するための回路である。スタータ回路１０５は、抵抗Ｒ５，Ｒ６及びダイオードＤ１を備える。スタータ回路１０５は、電源電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ６及びダイオードＤ１で分圧し、抵抗Ｒ５によって減圧した電圧を、定電流源１０３のトランジスタＱ４のベースに印加する。 The starter circuit 105 of this embodiment is a circuit for starting the constant current source 103. The starter circuit 105 includes resistors R5 and R6 and a diode D1. The starter circuit 105 divides the power supply voltage Vcc by the resistor R6 and the diode D1, and applies the voltage reduced by the resistor R5 to the base of the transistor Q4 of the constant current source 103.

以上説明した増幅回路１０１では、増幅回路１０１が備える抵抗Ｒ１の抵抗値に応じて、増幅回路１０１の出力端子ＯＵＴから出力される信号の電流値が増減する。抵抗Ｒ１の抵抗値が大きいとノードＸの電位は上がり、抵抗値が小さいとノードＸの電位は下がる。ノードＸの電位はトランジスタＱ３のベース電圧であるため、ノードＹの電位に影響する。ノードＸの電位が上がるとトランジスタＱ３の抵抗成分が小さくなるため、ノードＹの電位が上がる。逆に、ノードＸの電位が下がるとトランジスタＱ３の抵抗成分が大きくなるため、ノードＹの電位が下がる。ノードＹの電位は増幅回路が備えるカレントミラー回路の共通ベース電圧であるため、トランジスタＱ１のコレクタ電圧に影響する。トランジスタＱ１のコレクタ電圧が大きいと出力端子ＯＵＴから出力される信号の電流値は増し、コレクタ電圧が小さいと当該信号の電流値は減る。このように、増幅回路１０１の抵抗Ｒ１の抵抗値が大きければ出力電流は大きく、抵抗値が小さければ出力電流は小さくなる。 In the amplifier circuit 101 described above, the current value of the signal output from the output terminal OUT of the amplifier circuit 101 increases or decreases according to the resistance value of the resistor R1 included in the amplifier circuit 101. When the resistance value of the resistor R1 is large, the potential of the node X increases, and when the resistance value is small, the potential of the node X decreases. Since the potential of the node X is the base voltage of the transistor Q3, the potential of the node Y is affected. When the potential of the node X increases, the resistance component of the transistor Q3 decreases, so that the potential of the node Y increases. On the contrary, when the potential of the node X is lowered, the resistance component of the transistor Q3 is increased, so that the potential of the node Y is lowered. Since the potential at the node Y is a common base voltage of the current mirror circuit included in the amplifier circuit, it affects the collector voltage of the transistor Q1. When the collector voltage of the transistor Q1 is large, the current value of the signal output from the output terminal OUT increases, and when the collector voltage is small, the current value of the signal decreases. Thus, if the resistance value of the resistor R1 of the amplifier circuit 101 is large, the output current is large, and if the resistance value is small, the output current is small.

一方、定電流源１０３が備える抵抗Ｒ３の抵抗値に応じて、増幅回路１０１の出力端子ＯＵＴから出力される信号の電流値が増減する。抵抗Ｒ３の抵抗値が大きいとノードＺ及びノードＳの各電位は上がり、抵抗値が小さいと各電位は下がる。ノードＳの電位はＭＯＳトランジスタＭ１のゲート電圧であり、ＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ５はＰ型である。このため、ノードＳの電位が上がるとＭＯＳトランジスタＭ１のソース電圧は下がる。逆に、ノードＳの電位が下がるとＭＯＳトランジスタＭ１のソース電圧は上がる。ＭＯＳトランジスタＭ１のソース電圧は、増幅回路１０１が備えるトランジスタＱ３のゲート電圧であるため、最終的に増幅回路１０１の出力電流に影響する。このように、定電流源１０３の抵抗Ｒ３の抵抗値が大きければノードＳの電位は小さくなるため出力電流は小さくなる。逆に、定電流源１０３の抵抗Ｒ３の抵抗値が小さければノードＳの電位は大きくなるため出力電流は大きくなる。 On the other hand, the current value of the signal output from the output terminal OUT of the amplifier circuit 101 increases or decreases according to the resistance value of the resistor R3 provided in the constant current source 103. When the resistance value of the resistor R3 is large, the potentials of the node Z and the node S are increased, and when the resistance value is small, the potentials are decreased. The potential of the node S is the gate voltage of the MOS transistor M1, and the MOS transistors M1 to M5 are P-type. For this reason, when the potential of the node S increases, the source voltage of the MOS transistor M1 decreases. Conversely, when the potential of the node S decreases, the source voltage of the MOS transistor M1 increases. Since the source voltage of the MOS transistor M1 is the gate voltage of the transistor Q3 included in the amplifier circuit 101, it finally affects the output current of the amplifier circuit 101. In this way, if the resistance value of the resistor R3 of the constant current source 103 is large, the potential of the node S is small, so the output current is small. On the other hand, if the resistance value of the resistor R3 of the constant current source 103 is small, the potential of the node S increases and the output current increases.

このように、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ３の各抵抗値と出力電流の値とがそれぞれ逆の関係を有するため、抵抗Ｒ１の抵抗値と抵抗Ｒ３の抵抗値との比を調整することによって、抵抗ばらつきがあっても安定した出力電流を供給することができる。図２（Ａ）は、本実施形態の増幅回路１０１及び定電流源１０３を、電源電圧Ｖｃｃに対する出力電流を異なる温度条件下でシミュレートした結果を示すグラフである。また、図２（Ｂ）は、本実施形態の増幅回路１０１及び定電流源１０３を、電源電圧Ｖｃｃに対する出力電流を抵抗ばらつき下でシミュレートした結果を示すグラフである。図２（Ｂ）に示すように、抵抗ばらつきによる電流変動はほとんどない。さらに、図２（Ａ）に示すように、電源電圧Ｖｃｃが約２Ｖ以上の領域において、温度変動に対する電流変動も小さい。 As described above, each resistance value of the resistors R1 and R3 and the value of the output current have opposite relations. Therefore, by adjusting the ratio between the resistance value of the resistor R1 and the resistance value of the resistor R3, the resistance variation Even if there is, stable output current can be supplied. FIG. 2A is a graph showing the results of simulating the output current with respect to the power supply voltage Vcc under different temperature conditions for the amplifier circuit 101 and the constant current source 103 of the present embodiment. FIG. 2B is a graph showing a result of simulating the output current with respect to the power supply voltage Vcc under resistance variation in the amplifier circuit 101 and the constant current source 103 of the present embodiment. As shown in FIG. 2B, there is almost no current fluctuation due to resistance variation. Further, as shown in FIG. 2A, the current fluctuation with respect to the temperature fluctuation is small in the region where the power supply voltage Vcc is about 2 V or more.

上記実施形態では、Ｐ型のＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ５を例に説明したが、各ＰＭＯＳトランジスタの代わりにｐｎｐ型のバイポーラトランジスタを用いても良い。また、定電流源１０３に設けられたダイオードＤ２，Ｄ３の代わりに抵抗を用いても良い。さらに、スタータ回路１０５に設けられた抵抗Ｒ６の代わりにダイオードを用いても良い。 In the above embodiment, the P-type MOS transistors M1 to M5 have been described as an example. However, pnp-type bipolar transistors may be used instead of the PMOS transistors. A resistor may be used instead of the diodes D2 and D3 provided in the constant current source 103. Further, a diode may be used instead of the resistor R6 provided in the starter circuit 105.

本発明に係る定電流源は、増幅回路に安定した電流を供給可能な定電流源等の用途にも適用できる。 The constant current source according to the present invention can be applied to uses such as a constant current source capable of supplying a stable current to the amplifier circuit.

増幅回路、定電流源及びスタータ回路を示す回路図Circuit diagram showing amplifier circuit, constant current source and starter circuit 一実施形態の増幅回路及び電流源を電源電圧Ｖｃｃに対する出力電流を異なる温度条件下でシミュレートした結果を示すグラフ（Ａ）、及び一実施形態の増幅回路及び電流源を電源電圧Ｖｃｃに対する出力電流を抵抗ばらつき下でシミュレートした結果を示すグラフ（Ｂ）The graph (A) showing the result of simulating the output current with respect to the power supply voltage Vcc under different temperature conditions for the amplifier circuit and current source of one embodiment, and the output current with respect to the power supply voltage Vcc of one embodiment. (B) which shows result that we simulated under resistance variation 関連技術としてのＬＮＡを示す回路図Circuit diagram showing LNA as related technology 図３に示した増幅回路に一定電流を供給する定電流源の等価回路及び増幅回路を示す回路図3 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a constant current source for supplying a constant current to the amplifier circuit shown in FIG. 3 and an amplifier circuit. 図４の増幅回路及び電流源を電源電圧Ｖｃｃに対する出力電流を異なる温度条件下でシミュレートした結果を示すグラフ（Ａ）、及び図４の増幅回路及び電流源を電源電圧Ｖｃｃに対する出力電流を抵抗ばらつき下でシミュレートした結果を示すグラフ（Ｂ）The graph (A) showing the result of simulating the output current with respect to the power supply voltage Vcc under the different temperature conditions for the amplifier circuit and current source of FIG. Graph (B) showing the simulation result under variation

Explanation of symbols

１０１増幅回路
１０３定電流源
１０５スタータ回路 101 Amplifying circuit 103 Constant current source 105 Starter circuit

Claims

A first bipolar transistor;
A second bipolar transistor constituting a current mirror circuit with the first bipolar transistor;
A third bipolar transistor having an emitter connected to a common base of the first bipolar transistor and the second bipolar transistor, a base connected to a collector of the second bipolar transistor, and a power supply voltage applied to the collector; ,
A first resistor connected to the emitter of the second bipolar transistor;
A constant current source for supplying a constant current to a base of the third bipolar transistor of the amplifier circuit comprising:
A fourth bipolar transistor;
A fifth bipolar transistor;
A second resistor connected to the emitter of the fourth bipolar transistor;
A third resistor connected to the emitter of the fifth bipolar transistor;
A first voltage drop provided between the base of the fourth bipolar transistor and the base of the fifth bipolar transistor with the direction from the fifth bipolar transistor to the fourth bipolar transistor as a forward direction. And
A second voltage drop unit connected to a connection point between the base of the fourth bipolar transistor and the first voltage drop unit and constituting a voltage dividing means together with the first voltage drop unit;
A first MOS transistor having a gate connected to a collector of the fourth bipolar transistor, a source connected to a base of the third bipolar transistor, and a power supply voltage supplied to a drain;
A second MOS transistor having a gate connected to the collector of the fifth bipolar transistor, a source connected to the base of the third bipolar transistor, and a power supply voltage supplied to the drain;
A third MOS transistor having a gate and a source connected to the collector of the fifth bipolar transistor and a power supply voltage supplied to the drain;
A fourth MOS transistor having a gate connected to the collector of the fourth bipolar transistor, a source connected to the base of the fifth bipolar transistor, and a power supply voltage supplied to the drain;
A fifth MOS transistor having a gate and a source connected to the collector of the fourth bipolar transistor and a power supply voltage supplied to the drain;
The first to fifth bipolar transistors are npn-type, and the first to fifth MOS transistors are P-type.

A first bipolar transistor;
A second bipolar transistor constituting a current mirror circuit with the first bipolar transistor;
A third bipolar transistor having an emitter connected to a common base of the first bipolar transistor and the second bipolar transistor, a base connected to a collector of the second bipolar transistor, and a power supply voltage applied to the collector; ,
A first resistor connected to the emitter of the second bipolar transistor;
A constant current source for supplying a constant current to a base of the third bipolar transistor of the amplifier circuit comprising:
A fourth bipolar transistor;
A fifth bipolar transistor;
A second resistor connected to the emitter of the fourth bipolar transistor;
A third resistor connected to the emitter of the fifth bipolar transistor;
A first voltage drop provided between the base of the fourth bipolar transistor and the base of the fifth bipolar transistor with the direction from the fifth bipolar transistor to the fourth bipolar transistor as a forward direction. And
A second voltage drop unit connected to a connection point between the base of the fourth bipolar transistor and the first voltage drop unit and constituting a voltage dividing means together with the first voltage drop unit;
A sixth bipolar transistor having a base connected to the collector of the fourth bipolar transistor, an emitter connected to the base of the third bipolar transistor, and a power supply voltage supplied to the collector;
A seventh bipolar transistor having a base connected to the collector of the fifth bipolar transistor, an emitter connected to the base of the third bipolar transistor, and a power supply voltage supplied to the collector;
An eighth bipolar transistor having a base and an emitter connected to the collector of the fifth bipolar transistor and a power supply voltage supplied to the collector;
A ninth bipolar transistor having a base connected to the collector of the fourth bipolar transistor, an emitter connected to the base of the fifth bipolar transistor, and a power supply voltage supplied to the collector;
A tenth bipolar transistor having a base and an emitter connected to the collector of the fourth bipolar transistor and a power supply voltage supplied to the collector;
The constant current source, wherein the first to fifth bipolar transistors are npn type, and the sixth to tenth bipolar transistors are pnp type.

The constant current source according to claim 1 or 2,
The constant current source, wherein the first voltage drop unit is a diode or a resistor.

The constant current source according to claim 1 or 2,
The constant current source, wherein the second voltage drop unit is a diode or a resistor.

The constant current source according to claim 1 or 2,
A constant current source comprising a starter circuit for applying a base voltage to the fourth bipolar transistor.

The constant current source according to claim 5,
The starter circuit includes a voltage dividing unit that divides a power supply voltage and a pressure reducing unit that depressurizes the divided voltage.