JPH03139709A - 定電流回路 - Google Patents

定電流回路

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JPH03139709A
JPH03139709A JP27894289A JP27894289A JPH03139709A JP H03139709 A JPH03139709 A JP H03139709A JP 27894289 A JP27894289 A JP 27894289A JP 27894289 A JP27894289 A JP 27894289A JP H03139709 A JPH03139709 A JP H03139709A
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mos
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Haruki Yamaya
山家 春喜
Nobutaka Ishigaki
石垣 信孝
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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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、相補型MO8)ランジスタ(以下、CMOS
という)等で構成したアンプ等のバイパス回路に用いら
れる定電流回路に関するものである。
(従来の技術) 従来、この種の分野の技術としては、例えば、第2図の
ようなものがあった。以下、その構成を図を用いて説明
する。
第2図は、従来の定電流回路の一構成例を示す回路図で
ある。
この定電流回路は、正側電源VDDと負側電源■SSと
の間に、直列接続されたPチャネル型MOSトランジス
タ(以下、P−MOSという)1゜2およびNチャネル
MOSトランジスタ(以下、N−MOSという)3とを
有している。さらに、出力端子5と負側電源■SSとの
間にN−MOS4が接続され、そのN−MOS4のゲー
トがNMOS3のゲートに接続され、そのN−MOS4
のゲートがN−MOS3のゲートに接続されている。そ
して、N−MOS3,4て゛カレントミラー回路が構成
されている。
次に、動作を説明する。
まず、正側電源VDDおよび負側電源VSS間の電源電
圧とP−MO3L、2のオン抵抗とにより、P−MO8
L、2およびN−MO83を介して正側電源VDDおよ
び負側電源VSS間を流れる電流■1が発生する。さら
に、N−MO83゜4のカレントミラー回路により、N
−MO83゜4の面積比に対応した出力電流I2が出力
端子5から出力される。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記構成の定電流回路では、次のような
課題があった。
P−MO8I、2およびN−MO83,4のスレッショ
ルド電圧値vthは、予め設計段階で定められた値に対
して完全に一致せず、通常、誤差がある。さらに、例え
ば、電池の消耗等のため、正側電源VDDと負側電源■
SSとの間の電源電圧が変動する。これらにより、一定
であるべき出力電流I2に誤差が生ずるという問題があ
った。
本発明は、前記従来技術の持っていた課題として出力電
流に誤差が生ずる点について解決した定電流回路を提供
するものである。
(課題を解決するための手段〉 本発明は、前記課題を解決するために、コレクタ及びベ
ースが電源側に接続された一段または複数段のバイポー
ラトランジスタと、前記バイポーラトランジスタのベー
ス・エミッタ間電圧がソースに印加され、ゲート及びド
レインが共通接続された第1のFETと、前記第1のF
BTと同一のトランジスタ特性を有し、ゲートが前記第
1のFETのゲートに接続された第2のFETと、前記
第2のFETのソースに接続されたインピーダンス素子
とを備えたものである。
(作用) 本発明は、以上のように定電流回路を構成したので、各
バイポーラトランジスタのエミッタには、前段までのベ
ース・エミッタ間電圧の合計の電圧が発生する。第1お
よび第2のFETは、そのベース・エミッタ間電圧の合
計値をインピーダンス素子の両端に印加するように働く
。インピーダンス素子は、前記ベース・エミッタ間電圧
により一定電流を発生するように働く。
したがって、前記課題を解決できるのである。
(実施例) 第1図は、本発明の実施例を示す定電流回路の回路図で
ある。
この定電流回路は、正側電源VDDにベースおよびコレ
クタが接続されたNPN)ランジスタ10を有し、その
トランジスタ10のエミッタが1MO811のソースお
よびNPNトランジスタ12のベースにそれぞれ接続さ
れている。そのP−MOSi2のドレインおよびゲート
がP−MOSi2のソースに、P−MOSi2のドレイ
ンおよびゲートがN−MOSi2のドレインおよびゲー
トにそれぞれ接続されている。そして、N−MOSi4
のソースが負側電源■SSに接続されている。ここで、
P−MO8II、13は電流11生成するための負荷用
素子である。
さらに、トランジスタ12のコレクタが正側電源VDD
に、エミッタがP−MOSi2のソースにそれぞれ接続
され、そのP−MOSi2のゲートおよびドレインがN
−MOSi2のドレインに接続されている。そのN−M
OSi2のゲートがN−MOSi2のゲートに、ソース
が負側電源VSSにそれぞれ接続されている。これらN
−MO814,16で電流■2生成用のカレントミラー
回路を構成している。
また、正側電源VDDが電流11生成用の抵抗17を介
してP−MOSi2のソースに接続され、そのP−MO
Si2のドレインがN−MOSi2のドレイン及びゲー
トに接続されている。さらに、そのN−MOSi2のソ
ースが負側電源VSSに接続され、ゲートがN−MO8
20のゲートに接続されている。N−MO820のソー
スが負側電源VSSに、ドレインが出力端子21にそれ
ぞれ接続されている。そして、これらN−MOSi2゜
20で電流■4生成用のカレントミラー回路が構成され
ている。
以上のように構成される定電流回路は、次のように動作
する。
まず、P−MO3II、13のオン抵抗と、正側電源V
DDおよび負側電源VSS間の電源電圧とによって、正
側電源VDDおよび負側電源788間に、NPN)ラン
ジスタ10、P−MOSi2.13、N−MOSi2を
介して流れる電流■1が発生する。すると、N−MOS
i2.16のカレントミラー回路によって電流■1に対
応した電流■2がN−MOSi2のドレイン・ソース間
に発生する。このため、NPNトランジスタ12、P−
MOSi2およびN−MOSi2を介して流れる電流I
2が発生する。このように、NPNトランジスタ10.
12に電流11.I2がそれぞれ供給され、これらNP
N)ランジスタ10.12の電圧降下により、P−IV
IO815のソース電圧VS1が次式に従い得られる。
VS 1 =VBE 10+VBE 12但し、■BE
10;トランジスタ10のベース・エミッタ間電圧 ■BE12;トランジスタ12のベー ス・エミッタ間電圧 この時、P−MOSi2のソースにはP−MOSi2の
ソース電圧■S1に対応した電圧VS2が発生する。そ
の電圧VS2と抵抗17とにより電流■3が生成され、
その電流■3がN−MOSi2に供給される。そして、
N−MOSi2.20で構成されるカレントミラー回路
によって電流■3に対応した電流I4が、N−MO82
0のドレイン・ソース間に発生し、出力端子21から出
力される。
本実施例は、次のような利点を有している。
(1) −殻間に、NPN)ランジスタのベース・エミ
ッタ間電圧VBEは、次式のように示される。
VBE= (K−’r、/q> ・、u n (IE/
IS)但し、K;ボルツマン定数 (8,63X10−”eV/’K) T;絶対温度(°K) q;電子電荷(1,6X10−19) IE、エミッタ電流 IS、逆方向飽和電流 したがって、トランジスタ10のベース・エミッタ間電
圧VBE10は、 vBE10=(K−T/q)=、1ln(11/IS>
で示され、トランジスタ12のベース・エミッタ間電圧
VBE12は、 VBE12=(K−T/q)、、*n(I2/IS>で
表される。これにより、P−MOSi2のソース電圧■
S1は、 VS 1=VBE 10+VBE 12で示され、正側
電源VDDおよび負側電源788間の電源電圧の変動と
、MOSトランジスタのスレッショルド電圧値vthの
バラツキに影響されない電圧をP−MOSi2のソース
に与えることができる。
(2)  P−MOSi2.18は、同一の製造工程に
おいて同一面積で、しかも互いに近傍に製造されるため
、それぞれのスレッシヨレベル電圧値vthのバラツキ
は相殺され、P−MOSi2゜18の各ソース電圧VS
I、VS2が同一電圧となる。
電流I3は、P−MOSi2のソース電圧vs2を抵抗
17で割った値になり、出力電流■4は、N−MOSi
2.20によるカレントミラー回路により、電流■3に
対応した値となる。したがって、出力電流■4は、MO
Sトランジスタのスレッショルド電圧vthのバラツキ
と電源電圧の変動に影響されることがない。
なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可能である。その変形例としては、例えば次のような
ものがある。
(a)  上記実施例では、NPNトランジスタ10.
12をPNPトランジスタに、P−MO3I1.13,
15.18をN−MOSに、N−MO814,16,1
9,20をP−MOSに、それぞれ代えることも可能で
ある。その場合、正側電源VDD及び負側電源■SSを
それぞれ置き換える必要がある。
(b)  上記実施例はインピーダンス素子に抵抗17
を用いたが、他の負荷用の素子を用いてもよい。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、バイポー
ラトランジスタのベース・エミッタ間電圧に基づいて一
定電圧を発生させ、その一定電圧とインピーダンス素子
とによって電流を生成するようにしたので、出力電流が
電源電圧やFETのスレッショルド電圧値の誤差によっ
て影響されることがなく、所望の一定電流が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す定電流回路の回路図、第
2図は従来の定電流回路の回路図である。 10.12・・・・・・バイポーラトランジスタ、15
゜18・・・・・・第1.第2のFET、17・・・・
・・インピーダンス素子、VDD・・・・・・電源電圧
、VSS・・・・・・接地電圧、■ ・・・・・出力電
流。 4゛

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 コレクタ及びベースが電源側に接続された一段または複
    数段のバイポーラトランジスタと、前記バイポーラトラ
    ンジスタのベース・エミッタ間電圧がソースに印加され
    、ゲート及びドレインが共通接続された第1のFETと
    、 前記第1のFETと同一のトランジスタ特性を有し、ゲ
    ートが前記第1のFETのゲートに接続された第2のF
    ETと、 前記第2のFETのソースに接続されたインピーダンス
    素子とを備えたことを特徴とする定電流回路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1347570A1 (en) * 2002-03-20 2003-09-24 Motorola, Inc. Temperature-stable bias circuit for an integrated circuit field-effect transistor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60159919A (ja) * 1984-01-09 1985-08-21 モトローラ・インコーポレーテツド ほぼ零温度係数を有するバイアス電流基準回路
JPH0290306A (ja) * 1988-08-04 1990-03-29 Texas Instr Inc <Ti> 温度に無関係な電流基準回路

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