JPH0153928B2 - - Google Patents

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JPH0153928B2
JPH0153928B2 JP58159264A JP15926483A JPH0153928B2 JP H0153928 B2 JPH0153928 B2 JP H0153928B2 JP 58159264 A JP58159264 A JP 58159264A JP 15926483 A JP15926483 A JP 15926483A JP H0153928 B2 JPH0153928 B2 JP H0153928B2
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JP
Japan
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transistor
base
collector
transistors
emitter
Prior art date
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JP58159264A
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English (en)
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JPS6051306A (ja
Inventor
Hidehiko Aoki
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Priority to EP84305966A priority patent/EP0139425B1/en
Priority to US06/646,105 priority patent/US4578633A/en
Publication of JPS6051306A publication Critical patent/JPS6051306A/ja
Publication of JPH0153928B2 publication Critical patent/JPH0153928B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は定電流源回路に係り、特に低電圧動
作化を図つたものに関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、音響機器を含む電子機器一般に広く使用
される定電流源回路として第1図に示すように構
成されたものが知られている。
すなわち、電源VCCと基準電位点GND間に
PNPおよびNPNの二組のカレントミラートラン
ジスタQ1,Q2およびQ3,Q4が接続されてなる最
も基本的な定電流源回路である。
この場合、各トランジスタのベース電流による
誤差分やアーリー効果の影響を無視すると、各ト
ランジスタには I=VT/RloN なる定電流が流れるので、所望の部分から定電流
出力を導出するようにしてやればよい。なお、上
記VTはトランジスタQ1の熱電圧であり、Rはト
ランジスタQ1のエミツタに挿入された抵抗であ
り、NはトランジスタQ1とQ2のエミツタ面積比
である。
しかしながら、かかる第1図のものは、実際
上、ベース電流による誤差分やアーリー効果によ
る影響は必ずしも無視できるものでないと共に、
これに加えて電流増幅率βのばらつきや電流の電
源電圧依存性による影響も生じてしまうという問
題を有していた。
また、定電流出力の導出用としてトランジスタ
Q3,Q4のベース、エミツタと共通のトランジス
タを接続したりすると、さらに誤差分が大きくな
つてしまうという問題もあつた。
このため、従来、第2図に示すように、第1図
においてβのばらつきやアーリー効果による影響
がNPN側より大きいPNP側に、カレントミラー
トランジスタQ5,Q6を挿入して誤差分を補償す
る如くなしている。
つまり、第2図のものはトランジスタQ5,Q6
のコレクタ・エミツタ間電圧VCEが等しくなると
共に、トランジスタQ1,Q2のベース電流が等し
くなることによつて、特性やばらつきの点で第1
図のものより優れたものとすることができる。
しかしながら、第2図のものは電源VCCと基準
電位点GND間に縦続接続されるトランジスタの
段数が多くなるために、それだけ電圧損失(=ベ
ース・エミツタ間電圧VBE×2+VCE×1≒0.7×
2+0.2=1.6V)が大きくなり、近時の小形携帯
用機器等で要請される1V以下級の低電圧動作化
には不適なものであつた。
〔発明の目的〕
そこで、この発明は以上のような点に鑑みてな
されたもので、ベース電流による誤差が生じない
ようにし且つアーリー効果による影響を受けない
ようにすると共に、1V以下級の低電圧動作化を
図ることができるように改良した極めて良好な定
電流源回路を提供することを目的としている。
〔発明の概要〕
すなわち、この発明による定電流源回路は、エ
ミツタが第1電位点に接続された第1のトランジ
スタと、この第1のトランジスタのコレクタにベ
ースが接続されると共にエミツタが前記第1電位
点に接続された第2のトランジスタと、各エミツ
タが第2電位点に接続されたカレントミラー構成
の第3および第4のトランジスタと、前記第1の
トランジスタのベース−コレクタ間に直列に接続
された抵抗と、前記第3および第4のトランジス
タのうちダイオード接続側の第3のトランジスタ
のコレクタにコレクタが接続されると共にベース
前記第1のトランジスタのベースに接続され且つ
エミツタが前記第1電位点に接続された第5のト
ランジスタと、前記第2および第4のトランジス
タの各コレクタにベースが共通に接続されると共
にコレクタが前記第1のトランジスタののベース
に接続され且つエミツタが前記第2電位点い接続
された第6のトランジスタとを具備してなること
を特徴としている。
〔発明の実施例〕
以下図面を参照してこの発明の一実施例につき
詳細に説明する。
すなわち、第3図に示すようにNPNトランジ
スタQ11,Q12は前者のコレクタが後者のベース
に接続されると共に、互いのエミツタが基準電位
点GNDに接続されている。
ここで、上記トランジスタQ11はベース−コレ
クタ間に抵抗Rが接続されると共に、ベースが
NPNトランジスタQ13のベースに接続されてい
る。このトランジスタQ13はそのエミツタが基準
電位点GNDに接続され、且つそのコレクタが
PNPトランジスタQ14のコレクタ・エミツタ通路
を介して電源VCCに接続されている。
また、ダイオード接続となされた上記トランジ
スタQ14はPNPトランジスタQ15と共にカレント
ミラーを構成するもので、互いのベースが共通に
接続されている。
ここで、トランジスタQ15はそのエミツタが電
源VCCに接続され、且つそのコレクタが上記トラ
ンジスタQ12のコレクタに接続されると共に、
PNPトランジスタQ16のベースに接続されてい
る。
そして、上記トランジスタQ16はそのエミツタ
が電源VCCに接続され、且つそのコレクタが上記
トランジスタQ13のベースと抵抗Rとの接続点に
接続されている。
なお、上記トランジスタQ11,Q12はそれぞれ
トランジスタQ13とのエミツタ面積比がN:1に
なされている。
つまり、以上のよう定電流源回路は、トランジ
スタQ11のベース−コレクタ間に挿入した抵抗R
に対してトランジスタQ16を介して電流を流し、
該抵抗Rの両端に発生する電圧をそれぞれトラン
ジスタQ12,Q13のベース・エミツタ間に加える
ことにより上記電流の変化分を各トランジスタ
Q12,Q13の出力電流の差として検出し、それを
カレントミラー構成のトランジスタQ14,Q15
介して上記トランジスタQ16を帰還制御すること
により、各トランジスタに流れる電流が常時どこ
でも互いに等しい定電流となるように構成したも
のである。
而して、以上の構成において、トランジスタ
Q11,Q13およびQ14,Q15はそれぞれのベース・
エミツタ間電圧VBEが等しいので、それらの各コ
レクタ電流IC(Q11),IC(Q13),IC(Q14),IC(Q15)はIC(Q
11)

IC(Q13)およびIC(Q14)=IC(Q15)の関係にある。
また、各トランジスタQ11〜Q16のベース電流
を無視すると、それらの各コレクタ電流IC(Q11)
IC(Q16)はIC(Q12)=IC(Q15),IC(Q13)=IC(Q14),IC(Q1
1)

IC(Q16)の関係にある。
つまり、結局のところ各トランジスタQ11
Q16の各コレクタ電流IC(Q11)〜IC(Q16)は互いに相等
しくIC(Q11)=IC(Q12)=IC(Q13)=IC(Q14)=IC(Q15)=I
C(Q16)
の関係にある。
そして、第3図において VTloIC(Q11)/N・IS+IC(Q11)・R =VTloIC(Q13)/IS の関係が成立しているので、これから IC(Q11)=VT/RloN なる定電流出力が得られ、結局いずれのトランジ
スタIC(Q11)〜IC(Q16)からでもVT/RloNで決定される 定電流出力を導出し得るものであることが分る。
しかも、かかる第3図の定電流源回路は、電源
VCCと基準電位点GND間に縦続接続されるトラン
ジスタの段数が従来の第2図のものより少なくて
済むので、それだけ電圧損失(=VBE×1+VCE
×1≒0.7〜0.8V)が小さくなり、1V以下級の低
電圧動作化が可能である。
また、一般にアーリー効果の影響を受け易い
PNP側であるトランジスタQ14,Q15についてみ
てみるに、それらの各VCEが等しくなつているの
で、この場合はアーリー効果の影響を受けないも
のであることが分る。これは、NPN側であるト
ランジスタQ12,Q13についても同様である。
次に、ベース電流についてみてみると、トラン
ジスタQ13側にはトランジスタQ14,Q15の2個分
のベース電流が流れているのに対し、トランジス
タQ12側にはトランジスタQ16の1個分のベース
電流しか流れないようにみえる。しかし、実際
上、定電流出力の導出用として例えばトランジス
タQ11またはQ16と並列状に図示しないトランジ
スタを接続する如くしてトランジスタQ13および
Q12に流れるベース電流の個数を合わせることに
より、ベース電流による誤差分を生じないように
することが可能となる。
第4図は第1図のもの(図示破線)と対比によ
る第3図の定電流源回路(図示実線)のコンピユ
ータ・シミユレーシヨンによる出力特性を示すも
ので、電源VCC電圧0.7〜10Vまで殆んど変化のな
い定電流出力104.5〜105.7μAを得ることができる
から、アーリー効果による影響は殆んど受けてい
ないといつてよいい程である。
但し、この出力特性はモデルパラメータとして
N=4、R=360Ω、NPNトランジスタの電流増
幅率、飽和電流、アーク電圧をそれぞれ150、1.9
×10-16〔A〕、150〔V〕とし且つPNPトランジス
タのそれらを40、9.2×10-16〔A〕、34〔V〕に設
定した場合である。
なお、第3図において電流変化検出用となる抵
抗Rに流れる電流IC(R)はベース電流およびアーリ
ー効果による影響も考慮に入れると、次のように
表わされる。
IC(R)=VT/Rlo 〔N ・(1+1/βP)(1−1/ANAPβNβP)/1
+1/ANAPβP(1+1/βN)(1+1/βP)〕 但し AN=1+VCC−VBE/VAN/1+VBE/VAN、 AP=1+VCC−VBE/VAP/1+VBE/VAP であり、ここで、VAN,VAPおよびβN,βPはそれ
ぞれNPN,PNPトランジスタのアーリー電圧お
よび電流増幅率である。
そして、上式中の右辺〔 〕内のNを除く成分
がベース電流およびアーリー効果の影響による誤
差項であり、、例えばβN=150、βP=40、VAN
150V、VAP=34Vとして、VCCを1〜10Vまで変
化させたときこの誤差項は1022〜1029となつてた
かだか0.7%しか変化しない。
また、VAN=150V、VAP=34V、VCC=1V、βN
=150としてβPを20から100まで変化させたとして
も、上記誤差項は1041〜1009となつて3.3%しか
変化しない。この場合、トランジスタQ12,Q13
の各コレクタに流れ込むPNP側のトランジスタ
Q14,Q15,Q16のベース電流を同じ値にすること
によつて、3.3%よりも大幅に小さい変化に抑え
ることができる。
第5図は第3図の応用例を示すもので、図中ト
ランジスタQ18、ダイオードQ19および抵抗R6
スタータ回路であり、同トランジスタQ17、抵抗
R5,R7はスタータ回路によるスタート後にスタ
ータ回路をカツトオフさせるための回路であり、
同トランジスタQ20,Q21,Q22はそれぞれ定電流
出力導出用のトランジスタである。
そして、以上における各トランジスタQ12
Q14,Q15のエミツタ面積N2,N4,N5比は適宜に
選定することができ、この場合の定電流出力Iは I=VT/RloN2・N4/N5 となる。但し、第5図のようにPNP側の各トラ
ンジスタQ14〜Q17,Q20,Q21のエミツタに抵抗
R2〜R5,R8,R9を挿入した場合には、それも考
慮に入れてやる必要がある。
なお、この発明は上記し且つ図示した実施例の
みに限定されることなく、この発明の要旨を逸脱
しない範囲で種々の変形や適用が可能であること
は言う迄もない。
〔発明の効果〕
従つて、以上詳述したようにこの発明によれ
ば、ベース電流による誤差が生じないようにし且
つアーリー効果による影響を受けないようにする
と共に、1V以下級の低電圧動作化を図ることが
できるように改良した極めて良好な定電流源回路
を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は従来の定電流源回路を示す構
成説明図、第3図はこの発明による定電流源回路
の一実施例を示す構成説明図、第4図は第3図の
出力特性を示す曲線図、第5図は第3図の応用例
を示す構成説明図である。 Q11〜Q16……トランジスタ、R……抵抗、VCC
……電源、GND……基準電位点。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 エミツタが第1電位点に接続された第1のト
    ランジスタと、この第1のトランジスタのコレク
    タにベースが接続されると共にエミツタが前記第
    1電位点に接続された第2のトランジスタと、各
    エミツタが第2電位点に接続されたカレントミラ
    ー構成の第3および第4のトランジスタと、前記
    第1のトランジスタのベース−コレクタ間に直列
    に接続された抵抗と、前記第3および第4のトラ
    ンジスタのうちダイオード接続側の第3のトラン
    ジスタのコレクタにコレクタが接続されると共に
    ベースが前記第1のトランジスタのベースに接続
    され且つエミツタが前記第1電位点に接続された
    第5のトランジスタと、前記第2および第4のト
    ランジスタの各コレクタにベースが共通に接続さ
    れると共にコレクタが前記第1のトランジスタの
    ベースに接続され且つエミツタが前記第2電位点
    に接続された第6のトランジスタとを具備してな
    ることを特徴とする定電流源回路。
JP58159264A 1983-08-31 1983-08-31 定電流源回路 Granted JPS6051306A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58159264A JPS6051306A (ja) 1983-08-31 1983-08-31 定電流源回路
DE8484305966T DE3476476D1 (en) 1983-08-31 1984-08-31 A constant current source circuit
EP84305966A EP0139425B1 (en) 1983-08-31 1984-08-31 A constant current source circuit
US06/646,105 US4578633A (en) 1983-08-31 1984-08-31 Constant current source circuit

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JP58159264A JPS6051306A (ja) 1983-08-31 1983-08-31 定電流源回路

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JPS6051306A JPS6051306A (ja) 1985-03-22
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01103381A (ja) * 1987-10-16 1989-04-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd テープ装置
JPH01144881A (ja) * 1987-12-01 1989-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気テープ装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5260047A (en) * 1975-11-12 1977-05-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Bias current supply circuit
JPS58124309A (ja) * 1982-01-19 1983-07-23 ビ−エスア−ル ノ−スアメリカ リミテツド 電流発生装置

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