JPH01166607A - 定電流発生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電源電圧の変動に対し一定の電流を発生す
るように構成された定電流発生回路に関するものでめる
。

〔従来の技術〕

第６図は従来の定電流発生回路装置を示す図でおり、ト
ランジスタのベース・エミッタ間の電圧を精度よく電流
Ｉｒ−変換し、この電流を源とすることにより、電源電
圧の変動に対して出力電圧を確実に安定化でき、さらに
トランジスタのベース・エミッタ間の電圧が持つ特有の
温度特性を出力電流特性として有するようにしたもので
ある。図において、第１トランジスタＱｌと第２トラン
ジスタＱ２はＰＮＰ型トランジスタで構成し、第３トラ
ンジスタＱ３と第６トランジスタＱ６はＮＰＮ型トラン
ジスタで構成する。第１トランジスタＱｌのエミッタは
第２トランジスタＱ２のエミッタに接続し、この接続点
を電源端子ＶＣＣとする。第１トランジスタＱ１のベー
スは第２トランジスタＱ２のベースとコレクタに接続し
、第１トランジスタＱ１のコレクタは第一３トランジス
タＱ３のベースと第６トランジスタＱ６のコレクタに接
続し、第３トランジスタＱ３のエミッタは第６トランジ
スタＱ６のベースと＠　６　抵抗Ｒ６の一方の端子に接
続し、第６トランジスタＱ６のエミッタは第６抵抗Ｒ６
の他方の端子に接続し、この接続点を接地端子ＧＮＤと
する。そして前記の電源端子ＶＣＣと前記の接地端子Ｇ
ＮＤの間に本発明の回路を動作させるための電源に接続
する。そして第１トランジスタＱ１と第２トランジスタ
Ｑ２で構成するカレントミラー回路から、電流を供給し
ようとするものである。

次に動作について説明でる。この回路がすでに動作を開
始していると仮定すると、第６トランジスタＱ６のベー
ス・エミッタ間の電圧ＶＢＥ　（Ｑ６　）　ヲ、笛６抵
抗Ｒ６の値Ｒ６で割算した形で第３トランジスタＱ３の
コレクタ電流１ｃ（Ｑ３）が決定される。

ＶＢ（Ｑ６）　　　　　　　　（１） ＩＣ（Ｑ３）”　　Ｒに こで、第１と第２のトランジスタＱｌ　、　Ｑ２の各々
のベースと各々のエミッタが相互に接続され、第２トラ
ンジスタＱ２のコレクタ電流１ｃ（Ｑ２）を基準電流と
するカレントミラー回路が構成されているので第１トラ
ンジスタＱｌのコレクタ電流Ｉｃ（Ｑｌ）は第２トラン
ジスタＱ２のコレクタ電流Ｉｃ（Ｑ２）に依存して流れ
るので次式が成立する。

Ｉｃ（Ｑ２）　＝　Ｉｃ（Ｑ３）　　　　　　　　　（
２）Ｉｃ（Ｑｌ）　＝　Ｉｃ（Ｑ２）　　　　　　　　
　（３）さらに第１トランジスタＱ１のコレクタ電流Ｉ
ｃ（Ｑｌ）は第６トランジスタＱ６のコレクタ電流Ｉｃ
（Ｑ６）として供給されるから（１）　、　（２）　、
　（３３式より次式が成立する。

ＶＢＥ（Ｑ６） Ｉｃ（Ｑ６）　＝　　　　　　　　　　　　　（４）し
たがって電源電圧の変動に対して第６トランジスタＱ６
のコレクタ電流Ｉｃ（Ｑ６）は、細胞（４）式よりわか
るようｌζ影響を受けないため、カレントミラー回路を
用いて基準電流に等しい電流を出力として取り出すこと
により安定した電流を供給することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の定電流発生回路は以上のように電源端子と接地端
子の間ｉこ３段のトランジスタがあるので、電源電圧と
して第３、第６トランジスタのベース・エミッタ間電圧
と第１トランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧の和、
２ＶＢＥ　＋　Ｖ（ｇ　ｓ＋　Ｌ！Ｓ　（ｖ）以上必要
であり、また、カレントミラーを構成する各トランジス
タのアーリ効果を補償する回路とはなっていないので、
各トランジスタのベース電流による出力電流値の誤差が
生じるなどの問題があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、電源電圧と接地端子間のトランジスタを２段
にして、電源電圧がＶＢＥ　＋　ＶＣＥ　−０，９（ｖ
）以上あれば動作可能であり、かつカレントミラー回路
を構成する各トランジスタのアーリ効果を補償するよう
Ｅこ構成した定電流発生回路を提供することを目的とし
ている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る定電流発生回路は、第１トランジスタと
第２トランジスタでカレントミラー回路を構成し、この
回路の基準電流を発生する＠３トランジスタと第１抵抗
から成る回路を接続し、カレントミラー回路のベースを
第４トランジスタを介して接地したものである。

〔作用〕

この発明ではカレントミラー回路のベースと接地端子の
間にｇ４トランジスタを挿入することにより、第１トラ
ンジスタのコレクタ・エミッタ間電圧と第３トランジス
タのベース・エミッタ間電圧以上の電源電圧により動作
可能となり、かつカレントミラー回路のトランジスタの
アーリ効果を補償している。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明の一実施例でめる。まず第６図と比較
して第１図を見ると、第６図Ｉζおける第６トランジス
タＱ６と第６抵抗Ｒ６を取りはずし、第６トランジスタ
の代わりに第１抵抗Ｒ１を挿入して一方の端子を第３ト
ランジスタＱ３のベースに接続し、ｆＩＸ１トランジス
タＱ２のベースとコレクタの相互接続を第４トランジス
タＱ４で行ない、１１４トランジスタＱ４のコレクタと
ベースは各々、第２トランジスタＱ２のベースとコレク
タに接続し、第４トランジスタＱ４のエミッタはｆｍｌ
抵抗Ｒ１の他方の端子とｆＭ３トランジスタＱ３のエミ
ッタに接続し、この接続点を接地端子ＧＮＤとして本回
路が構成されていることが分かる。

この回路がすでに動作していると仮定すると、第１トラ
ンジスタＱｌのコレクタ電流として、第３トランジスタ
Ｑ３のベース・エミッタｉｔｌ　ｔ　圧ｖａｇ（Ｑ３）
を第１抵抗Ｒ１の値Ｒ１で割算した値が得られる。

そしてこの第１トランジスタＱ１のコレクタ電流Ｉｃ（
Ｑｌ）　　は、第１と第２のトランジスタＱｌ　、　Ｑ
２で構成されたカレントミラー回路に供給され、第４ト
ランジスタＱ４は遮断状態にあるので第３トランジスタ
Ｑ３のコレクタ電流Ｉｃ（０３月よ次式で表わされる。

したがって電源電圧の変動により第３トランジスタＱ３
のコレクタ電流Ｉｃ（Ｑ３）は影響を受けず、カレント
ミラー回路から取り出した出力電流も電源電圧の変動に
影響されない回路となっている。

さらに第６図に示す従来回路ではトランジスタが３段に
接続されていたため電源電圧として第３、第６トランジ
スタＱ３．Ｑ６のコレクタ・エミッタ間電圧と第１トラ
ンジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間電圧の和として２
　ＶＢＥ　＋　Ｖ（ｇ　ｍ　Ｌ５（ｖ）　　が必要でめ
ったのに対し、第１図に示すこの発明回路ではトランジ
スタは２段ですむことから電源電圧は第３トランジスタ
Ｑ３のベース・エミッタ間電圧と第１トランジスタＱｌ
のコレクタ・エミッタ間電圧の和ＶＢＨ＋ＶＣ！　＝　
０．９（ｖ）で動作可能となっている。そしてこの発明
回路ではカレントミラー回路を構成する各トランジスタ
は、そのコレクタ・エミッタ間電圧の定電流領域で動作
し、アーリ効果を補償する構成となっているため、前記
のカレントミラー回路を構成する各トランジスタのペー
ス電流による出力電流値の誤差を減少することができ、
より精度が同上していることがわかる。

第２図にこの発明の第２の実施例を示す。まず第１図と
比較して第２図を見ると、これは前記第１．１１ｚトラ
ンジスタＱｌ、Ｑ２の各エミッタと前記の電源端子Ｖｃ
ｃとの間にそれぞれ第２、第３抵抗Ｒ２、Ｒ３を挿入し
て、各抵抗に電圧降下をさせること擾こよりこれらの素
子で構成されるカレントミラー回路の精度を向上させる
ようにしたものである。

次に第３図はこの発明の第３の実施例を示す。

第１図と比較して第３図を見るとカレントミラー回路を
構成する第１、第２トランジスタＱ１．Ｑ２のベース・
エミッタ間に第１ダイオードＤ１が挿入され、第４トラ
ンジスタＱ４のベース・コレクタ間に位相補償コンデン
サを挿入して位相補償性能を向上させて動作の安定化を
はかったものであることがわかる。

次に第４図はこの発明の定電流発生回路の出力回路を示
したものであり、これはその一実施例にすぎない。第１
図と比較して第４図を見ると、カレントミラー回路を構
成するトランジスタのベースに各ベースが、エミッタに
各エミッタが接続され、各コレクタを出力端子０ＵＴＰ
ＵＴとするＰＮＰ型トランジスタの第７．第８．・・・
、第１トランジスタＱ１　、　Ｑ８　、・・・、Ｑｎを
接続して、カレントミラー回路により第１トランジスタ
Ｑ１のコレクタ電流と等しい電流を出力できるようにし
ている。

次に第５図はこの発明の定電流発生回路の起動回路Ｓを
付加したものであり、これはこの発明の回路を起動する
ための一実施例にすぎない。第１図と比較して＠５図を
見ると、これは第１図の回路にＮＰＮ型の第５トランジ
スタＱ５と第５抵抗Ｒ５が追加されていることがわかる
。ここで第５トランジスタＱ５のベースは前記第２トラ
ンジスタＱ２のベースｌζ接続され、第５トランジスタ
Ｑ５のコレクタは前記の電源端子ＶＣＣに接続され、第
５トランジスタＱ５のエミッタは第５抵抗Ｒ５の一方の
端子ｌこ接続され、第３抵抗Ｒ３の他方の端子は前記の
接地端子ＧＮＤに接続されている。

まず第５図の回路に電源が投入されると、第１゜第２ト
ランジスタＱ１．Ｑ２のエミッタからベースに抜けて電
流が流れ、さらに第５トランジスタＱ５のベースからエ
ミッタに抜け、第５抵抗Ｒ５を介して接地端子ＧＮＤに
流れる。したがって第１．第２トランジスタＱｌ　、　
Ｑ２のベース電流が流れたことｌこより各トランジスタ
Ｑ１．Ｑ２にコレクタ電流が流れる。

特に第２トランジスタＱ２のコレクタ電流は第４トラン
ジスタＱ４のベース電流となって流れることにより第４
トランジスタＱ４のコレクタ電流が流れる。

したがって第１トランジスタＱｌのコレクタ電流が増加
して第１抵抗Ｒ１による電圧降下が増加するため第５ト
ランジスタＱ５のベース電流が流れ、そして第５トラン
ジスタＱ５のコレクタ電流が流れる。

このコレクタ電流が増加することにより第４トランジス
タＱ４のベース電流は減少して第４トランジスタＱ４の
コレクタ電流も減少するので、第１トランジスタＱ１の
コレクタ電流が減り、第１抵抗Ｒ１ｊζよる電圧降下も
減少するので負帰還がかかって動作が安定する。

〔発明の効果〕

以上のように、電源電圧として従来回路では約１．５ｖ
以上必要でおるのに対し、この発明回路では約０．９ｖ
以上で動作可能となり、従来回路では電源電圧変動を受
は易いのに対し、この発明回路ではアーリ効果を補償す
るように構成されているので、ｖｎｇに依存した積置の
高い電流を発生することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図は第
１図の回路に対してカレントミラー性能同上を実現した
この発明の一実施例を示す回路図、＠３図は第１図の回
路ｌζ対して位相補償性能向上を実現したこの発明の第
２の実施例を示す回路図、第４図はこの発明回路の出力
回路例を付加した第３の実施例を示す回路図、第５図は
この発明回路に対して起動回路を付加した第４の実施例
を示す回路図、第６図は従来の定電流発生回路を示す図
でるる。 図中、ＱｌないしＱｎは第１ないし第ｎのトランジスタ
、Ｒ１ないしＲ６は第１ないし第６の抵抗、Ｃ１はコン
デンサ、ＤＩはダイオード、Ｖｃｃは電源端子、ＧＮＤ
は接地端子、０（ＪＴＰＵＴ　ｔｌＪないし０ＵＴＰＵ
Ｔ　（ｎ）は第１ないし第ｎ出力端子、０は出力回路、
Ｓは起動回路でるる。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１トランジスタと第２トランジスタは導電型を
   同一にするトランジスタから成り、第３トランジスタと
   第４トランジスタは第１トランジスタと導電性を異にす
   るトランジスタから成り、第１トランジスタと第２トラ
   ンジスタで構成するカレントミラー回路が第１電源端子
   に接続して成り、前記カレントミラー回路と第２電源端
   子の間に第３トランジスタと第１抵抗から成る基準電流
   を発生する回路を接続して成り、また前記カレントミラ
   ー回路と前記第２電源の間に第４トランジスタを接続し
   て成り、前記カレントミラー回路を通して電流を出力す
   ることを特徴とする定電流発生回路。
2. （２）前記第１トランジスタ、前記第２トランジスタと
   前記第１電源端子の間に、第２抵抗及び第３抵抗を挿入
   してカレントミラー回路性能を向上したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の定電流発生回路。
3. （３）前記カレントミラー回路と、前記第１電源の間に
   第１ダイオードを挿入し、前記第４トランジスタのベー
   ス・コレクタ間に第１コンデンサを挿入し、前記第４ト
   ランジスタと、前記第２電源端子間に第４抵抗を挿入し
   て成る位相補償性能を向上したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の定電流発生回路。
4. （４）前記カレントミラー回路に、同様にカレントミラ
   ー回路を構成するように第７、第８、・・・、第ｎトラ
   ンジスタを接続し、それらを出力端子して成る出力回路
   を付加したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の定電流発生回路。
5. （５）前記第１電源と前記第２電源の間に第５トランジ
   スタと第５抵抗で構成された起動回路を付加して、電源
   投入時に安定して動作を開始できるようにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の定電流発生回路。
6. （６）特許請求の範囲第１項から第５項記載の回路の組
   み合わせより成る特許請求の範囲第１項記載の定電流発
   生回路。