JPH02163808A - 定電流供給回路 - Google Patents

定電流供給回路

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JPH02163808A
JPH02163808A JP63318801A JP31880188A JPH02163808A JP H02163808 A JPH02163808 A JP H02163808A JP 63318801 A JP63318801 A JP 63318801A JP 31880188 A JP31880188 A JP 31880188A JP H02163808 A JPH02163808 A JP H02163808A
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倉島 保美
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/24Regulating 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
    • G05F3/242Regulating 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
    • G05F3/247Regulating 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 supply voltage

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] 本発明は、定電流供給回路に関し、特に、半絶縁性砒化
ガリウム基板上等に形成された集積回路へ定電流を供給
するための、FET(電界効果トラジスタ)によって構
成された定を流供給回路に関する。
[従来の技術〕 従来、この種の定電流供給回路は、第3図(a)に示す
ように、FETQのソースとゲートを同一電源301に
接続することによりFETQのゲート・ソース間電圧(
以下、VO2と記す)を0■に固定し、ドレインを電流
供給端子302とするか、あるいは第3図(b)に示す
様にFETQのソースと電源301間に抵抗Rを挿入し
、ゲート端子303に内部発生電圧または外部電源によ
り一定電圧を印加し、FETQのドレインを電流供給端
子302とする回路となっていた。そして、これらの回
路では、FETを飽和領域で動作せしめ、FETのもつ
定電流特性を利用することによ゛り定電流を供給するも
のであった。
[発明が解決しようとする問題点] 上述した従来の定電流回路は、FETのしきい値電圧が
一定である限り優れた定電流特性を示すが、FETの飽
和電流は、FETのしきい値電圧〈以下、Vtと記す)
の2乗に比例するものであるため、FETのvTが設計
値からずれると供給電流が設計値から大幅にずれてしま
い、これを用いた論理回路や出力回路はノイズマージン
が低下したり、出力レベルが設計値から大きくずれると
いう欠点がある。
[問題点を解決するための手段] 本発明の定電流供給回路は、ドレインが第1の電源に接
続され、ゲートとソースが接続された第1のFETと、
一端が前記第1のFETのソースに接続され、他端が第
2の電源に接続されたインピーダンス素子と、ドレイン
が前記第1の電源に接続され、ゲートとソースが接続さ
れた第2のFETと、ドレインが前記第2のFETのソ
ースに接続され、ゲートが前記第1のFETのソースに
接続され、ソースが前記第2の電源に接続された第3の
FETと、ドレインが電流供給端子に接続され、ゲート
が前記第3のFETのソースに接続され、ソースが前記
第2の電源に接続された第4のFETとから構成されて
いる。
[実施例コ 次に、図面を参照して本発明の一実施例について説明す
る。
第1図は、本発明の一実施例を示す回路図であって、こ
の実施例では、FETQ6、Q7から構成され、入力端
子■1、参照電圧印加端子■2、第1、第2の出力端子
01.02を有するオーブンドレイン型差動論理回路に
定電流を供給している。この論理回路では、出力端子0
1,02を終端抵抗を介して終端することにより、終端
電位をハイレベルとし、終端抵抗の値と供給される定電
流の値できまる電位差を論理レベルとする論理が構成で
きる。
定電流供給回路100は、高電位電源101と低電位電
源102との間に配置されている。ドレインが高電位電
源101に接続されたFETQIのゲートは、そのソー
スと接続され、そのソースは、順方向に直列に接続され
た3個のダイオードDI、D2およびD3を介して低電
位電源102に接続されるとともに、FETQ2および
Q3のドレインと接続されている。FETQ2のゲート
は、そのソースと接続され、そのソースは、順方向に接
続されたダイオードD4と、抵抗R1およびR2からな
る第1の直列抵抗回路との並列回路を介して低電位電源
102と接続されている。FETQ3のゲートは、その
ソースに接続され、そのソースは、FETQ4と、抵抗
R3およびR4からなる第2の直列抵抗回路との並列回
路を介して、低電位電源102と接続されている。第1
の直列抵抗回路の節点N3にはFETQ4のゲートが、
また、第2の直列抵抗回路の節点N5にはFETQ5の
ゲートが接続されている。FETQ5のドレインは、定
電流の供給を受ける回路(この例では、FETQ6、Q
7からなる差動論理回路)へ接続され、そのソースは低
電位電源102と接続されている。この回路では、FE
TQIのソースが接続された節点N1の電位は、低電位
電源よりダイオードの順方向電圧(以下、VPと記す)
3段分高い電位にあるので、ここに接続された配線10
3は中電位電源となされているやこの回路は、次のよう
にしてVTのずれを補償している。今、VTが設計値よ
りも負側にずれたとする。中電位電源103の電位は、
低電位電源102よりダイオードのVF3段分高い電位
であり、また節点N2の電位は、電源102の電位より
ダイオードのVF1段分高い電位であるため、FETQ
2のドレイン・ソース間電圧(以下、Vosと記す)は
、絶えずダイオードのV、2段分あり、飽和状態にある
。また、ゲート・ソース間電圧はOVであるため、VT
が負側にずれるとFETQ2のドレイン・ソース間電流
(以下、108と記す)が増加する。従って、ダイオー
ドD4のVPが増加して節点N2の電位が上層し、これ
にともない節点N3の電位が上昇する。節点N3の電位
が上昇すると、FETQ4のVO2は増加して工D5が
増加するが、FETQ3のVO2はOvであるため、F
ETQ3、Q4が共に飽和するようなゲート幅比であれ
ば、FETQ4のID5の増加をFETQ3のVDSを
増加させることで吸収しようとするため、節点N4の電
位が、節点N3の電位上昇に対してきわめて敏感に下降
し、これにともない節点N5の電位が下降する。一方、
7丁が負側にずれたことにより、FETQ5の工。、は
増加する傾向にあるが、節点N5の電位が下降するため
FETQ5のVogは減少し、その結果7丁が負側にず
れたことによる影響を相殺することが可能であり、FE
TQ5の■Dsを一定に保つことができる。よって、出
力端子01.02の出力振幅は一定に保たれ、7丁の変
化に対して安定した出力レベルを得ることができる。
逆に、7丁が正側にずれると、FETQ2の工。5が減
少して節点N2、N3の電位が下降する。
すると、FETQ4のIosが減少して節点N4、N5
の電位がきわめて敏感に上昇し、FETQ5のV。二が
増加するため、insを一定に保つことができる。
例えば、V工=−0,4Vを設計中心としたとき、vT
が±0,2Vずれると従来例の第3図(b)の回路では
供給電流は、設計値に対して約15%変動していたが、
この実施例の回路では5%以下の変動に押さえることが
できる。
この実施例の回路は、各節点の電位が、低電位電源10
2よりダイオードのVPを基本として決められているた
め、電源電圧変動に対しても安定した動作が保証されて
いる6丈な、抵抗はt位差の分割に用いるだけであるた
め、比精度は問題となるが、絶対精度に対しては許容範
囲が広く、抵抗値変動に対しても安定した動作が得られ
る。
次に、第2図を参照して、本発明の他の実施例について
説明する。この実施例の回路では、先の実施例における
ダイオードD4を除去し、さらに定電流の供給を受ける
回路としてFETQ8、Q9、QIOおよびダイオード
D5により精成されるB F L (Buffered
 FET Logic)のレベルシフト部が接続されて
いる。この回路ではFETQIOのゲートは、入力端子
I3に接続され、そのソースは低電位第2を源104と
接続され、そして、レベルシフトダイオードD5のカソ
ードと定電流供給FETQ5のドレインとの接続点が出
力端子03に接続されている。
この実施例でも、7丁が設計値より負(正)側にずれる
と、FETQ2の電流が増加(減少)して、節点N2、
N3の電位を下降〈上昇)せしめて、■、のずれを補償
している。
なお、本発明は、MESFET、JPET以外に6M 
OS F E Tにも適用できるものであり、丈な、本
発明の回路素子が形成される基板材料としては、砒化ガ
リウム以外の化合物半導体または単体の半導体を用いう
る。
[発明の効果コ 以上説明したように、本発明は、FETの■。
の設計値からのずれをFETQ2とインピーダンス回路
との直列回路によって電圧変化の形で検知し、この電圧
変化をFETQ3およびQ4の直列接続回路によて鋭敏
に感応せしめて、定電流供給FETQ5のゲート電位を
、Vtの設計値からのずれを補償するように補正するも
のであるので、本発明によれば、VTが設計値からずれ
ても設計値通りの安定した電流を供給することができ、
また、本発明の定電流供給回路によって電流の供給を受
ける回路を安定にかつ正確に作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は、それぞれ本発明の実施例を示す回路
図、第3図(a>、(b)は、従来例分示す回路図であ
る。 100・・・定電流供給回路、 101・・・高電位電
源、 102・・・低電位電源、 103・・・配線、
104・・・低電位第2電源、  I1、工3・・入力
端子、 I2・・・参照電圧印加端子、 01.02.
03・・出力端子、 Q1〜QIO・・・FE”I”、
R1−R4・・・抵抗、 D1〜D5・・・ダイオード
、N1〜N5・・・節点。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ドレインが第1の電源に接続されゲートとソースが接続
    された第1のFETと、一端が前記第1のFETのソー
    スに接続され他端が第2の電源に接続されたインピーダ
    ンス素子と、ドレインが前記第1の電源に接続されゲー
    トとソースが接続された第2のFETと、ドレインが前
    記第2のFETのソースに接続されゲートが前記第1の
    FETのソースに接続されソースが前記第2の電源に接
    続された第3のFETと、ドレインが電流供給端子に接
    続されゲートが前記第3のFETのソースに接続されソ
    ースが前記第2の電源に接続された第4のFETとを具
    備することを特徴とする定電流供給回路。
JP63318801A 1988-12-17 1988-12-17 定電流供給回路 Expired - Lifetime JP2705169B2 (ja)

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