JPH03156513A - Current inverting circuit - Google Patents

Current inverting circuit

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JPH03156513A
JPH03156513A JP30036090A JP30036090A JPH03156513A JP H03156513 A JPH03156513 A JP H03156513A JP 30036090 A JP30036090 A JP 30036090A JP 30036090 A JP30036090 A JP 30036090A JP H03156513 A JPH03156513 A JP H03156513A
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Junichi Hikita
純一 疋田
Takuzo Kamimura
上村 卓三
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Abstract

PURPOSE:To perform the current inverting operation even at the time of reduc ing the voltage of a battery by leading a current from bases of first and second transistors Trs to the pair of Trs in accordance with the current on the collector side of the first Tr to reduce the minimum operating voltage. CONSTITUTION:A feedback loop is formed by a pair of Trs 30a and 30b in a current inverting circuit, and currents flowing to Trs 32 and 28b are balanced, and a constant current I1 is led to a Tr 50 from the side of a line 23 and is taken out from an output terminal 54. When the current amplification factor of Trs 32, 20a, 28a, 20b, and 28b is denmoted as beta, relations between the con stant current I1 and currents I2, I3, I4, and I5 are expressed with I4=I5/beta, I3=I4/beta, I2=I3/beta, and I5=I1/beta<4>. Consequently, the base current flowing to the Tr 20a is 1/beta<4> times as large as the constant current I1, and the voltage between the emitter and the collector of the Tr 20a is considerably reduced. Therefore, the minimum operating voltage of the current inverting circuit is reduced, and the current inverting operation of high reliability is realized with a low operat ing voltage.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

この発明は、集積回路で構成される各種回路における定
電流源等に用いられる電流反転回路に関する。
The present invention relates to a current inverting circuit used as a constant current source in various circuits constituted by integrated circuits.

【従来の技術】[Conventional technology]

従来、集積回路上で用いられている電流反転回路には、
例えば、第2図に示すように、ベース・コレツク間を共
通に接続(即ち、ダイオード接続)したトランジスタ2
が設置され、このトランジスタ2は、電源端子4と接地
端子6との間に、ベース・コレクタ側に設置された定電
流源8と直列回路を成して接続されている。トランジス
タ2のエミッタ側には電源端子4に加えられた駆動電圧
Vαが電源ライン5を通して加えられ、接地端子6は基
準電位点として接地点に接続されている。 このトランジスタ2のベース・コレクタには、トランジ
スタ10のベースが共通に接続され、このトランジスタ
10のエミッタはトランジスタ2のエミッタとともに電
源ライン5に接続され、コレクタには反転電流としての
定電流を取り出す出力端子12が形成されている。 したがって、この電流反転回路によれば、定電流源8に
より基準電流としての定電流Iが与えられると、ダイオ
ードとしてのトランジスタ2にその定電流Iが流れ、ト
ランジスタ2のエミッタ(ダイオードのアノード)とベ
ース・コレクタ(ダイオードのカソード)の間には順方
向降下電圧vFが生しる。トランジスタ100ベース・
エミッタ間電圧■□は、トランジスタ2に生じる順方向
降下電圧V、で規制されるから、トランジスタIOのベ
ース・エミッタ間には定電流源を挿入したことと等価に
なる。しかも、トランジスタ10のベース電流は定電流
源8で規制され、また、集積回路では各トランジスタ2
.10の電流増幅率等の電気的特性を高い精度で等しく
設定できるので、トランジスタ2に定電流1を与えると
、その定電流Iがトランジスタ10に流れて出力端子1
2から取り出されることになる。 このような電流反転回路では、トランジスタ2とトラン
ジスタlOのtfL反転特性(カレントミラー効果)に
より、トランジスタ2に流れる定電流Iに対応する定電
流をトランジスタ10側で取り出すことができるのであ
る。
Conventionally, current reversal circuits used on integrated circuits include:
For example, as shown in Figure 2, a transistor 2 whose base and collector are commonly connected (i.e., diode connected)
The transistor 2 is connected between the power supply terminal 4 and the ground terminal 6 to form a series circuit with a constant current source 8 installed on the base/collector side. The drive voltage Vα applied to the power supply terminal 4 is applied to the emitter side of the transistor 2 through the power supply line 5, and the ground terminal 6 is connected to a ground point as a reference potential point. The bases of transistors 10 are commonly connected to the base and collector of this transistor 2, the emitter of this transistor 10 is connected to the power supply line 5 together with the emitter of transistor 2, and the collector has an output that takes out a constant current as an inverted current. A terminal 12 is formed. Therefore, according to this current inversion circuit, when constant current I is applied as a reference current by constant current source 8, that constant current I flows through transistor 2 as a diode, and the emitter of transistor 2 (anode of the diode) A forward voltage drop vF occurs between the base and collector (cathode of the diode). transistor 100 base
Since the emitter voltage ■□ is regulated by the forward drop voltage V generated in the transistor 2, it is equivalent to inserting a constant current source between the base and emitter of the transistor IO. Moreover, the base current of the transistor 10 is regulated by the constant current source 8, and in an integrated circuit, each transistor 2
.. Since the electrical characteristics such as the current amplification factor of 10 can be set equally with high precision, when a constant current 1 is applied to the transistor 2, the constant current I flows to the transistor 10 and outputs the output terminal 1.
It will be taken out from 2. In such a current inversion circuit, a constant current corresponding to the constant current I flowing through the transistor 2 can be taken out on the transistor 10 side due to the tfL inversion characteristic (current mirror effect) of the transistor 2 and the transistor IO.

【発明が解決しようとする課題】[Problem to be solved by the invention]

ところで、この電流反転回路において、電源ライン5と
基準電位点との間にはダイオードとしてのトランジスタ
2と定電流源8の直列回路が挿入され、定電流源8はト
ランジスタで構成されるので、トランジスタ2に加えて
定電流源8を成すトランジスタが直列に挿入されること
になる。したがって、この電圧降下は順方向降下電圧■
、と定電流源8のトランジスタの飽和電圧■、□とから
なる。 一般に、シリコンで形成されたモノリシック集積回路で
は、順方向降下電圧■、は660mV、■、□は0.2
■程度であるため、合成値は860mVにも及び、動作
電圧は最低0.9v程度が必要である。そのため、この
電流反転回路が設置された各種の電子回路では、その駆
動電源としてバッテリが使用される場合等、その電源電
圧が低下した場合、0.9〜0.8 Vの電圧では動作
不能である。 そこで、この発明は、最低動作電圧を低下させ、バッテ
リの消耗等で電源電圧が低下した場合にも電流反転動作
を可能にした電流反転回路の提供を目的とする。
By the way, in this current inverting circuit, a series circuit of a transistor 2 as a diode and a constant current source 8 is inserted between the power supply line 5 and the reference potential point, and the constant current source 8 is composed of a transistor. In addition to the transistor 2, a transistor forming the constant current source 8 is inserted in series. Therefore, this voltage drop is the forward drop voltage
, and saturation voltages of the transistor of the constant current source 8, ■ and □. Generally, in a monolithic integrated circuit made of silicon, the forward voltage drop ■, is 660 mV, and the forward voltage drop ■, □ is 0.2
2, the combined value is as high as 860 mV, and the minimum operating voltage is required to be about 0.9 V. Therefore, in various electronic circuits equipped with this current reversal circuit, if the power supply voltage drops, such as when a battery is used as the drive power source, the circuit cannot operate at a voltage of 0.9 to 0.8 V. be. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a current inverting circuit that lowers the minimum operating voltage and enables current inverting operation even when the power supply voltage decreases due to battery exhaustion or the like.

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

即ち、この発明の電流反転回路は、ベースを共通にした
第1及び第2のトランジスタ(32,50)と、前記第
1のトランジスタ(32)に直列に接続されて前記第1
のトランジスタに基準電流を与える定電流源(26)と
、前記定電、流源によってベース電流が与えられて電源
ライン側から電流を引き込む第3のトランジスタ(20
a、20b)とともに、この第3のトランジスタを通じ
て与えられるベース電流に応じた電流を引き込む第4の
トランジスタ(28a、28b)を備え、前記第1のト
ランジスタに流れる電流に応じて前記第1及び第2のト
ランジスタのベースから引き込むトランジスタ対(30
a、30b)とを備えたものである。
That is, the current inversion circuit of the present invention includes first and second transistors (32, 50) having a common base, and the first transistor (32) connected in series to the first transistor (32).
a constant current source (26) that provides a reference current to the transistor; and a third transistor (20) that receives a base current from the constant current source and draws current from the power supply line side.
a, 20b), a fourth transistor (28a, 28b) that draws a current corresponding to the base current applied through the third transistor, and the first and second transistors Transistor pair (30
a, 30b).

【作   用】[For production]

定電流源の定電流によって第3のトランジスタにベース
電流が与えられると、そのベース電流に応じた電流が電
源ライン側から第3のトランジスタに引き込まれる。こ
の第3のトランジスタに流れる電流は、第4のトランジ
スタのベース電流となり、第4のトランジスタにはその
ベース電流に応じた電流の吸込み能力が与えられる。こ
のような機能を持つ第3及び第4のトランジスタからな
るトランジスタ対を以て、第1のトランジスタのコレク
タ側の電流に応じて第1及び第2のトランジスタのベー
スから電流をトランジスタ対側に引き込むことで、第1
のトランジスタに流れる定電流を第2のトランジスタ側
に流すことができるカレントミラー効果が得られる。 そして、この電流反転回路では、従来の電流反転回路の
ようにベース・コレクタを結合した形態のものと比較し
、トランジスタ対によって最低動作電圧を低下させるこ
とができ、電池の消耗等による電圧低下時にも電流反転
動作が得られる。
When a base current is applied to the third transistor by the constant current of the constant current source, a current corresponding to the base current is drawn into the third transistor from the power supply line side. The current flowing through the third transistor becomes the base current of the fourth transistor, and the fourth transistor is given a current sinking ability corresponding to the base current. By using a transistor pair consisting of a third and fourth transistor having such a function, current is drawn from the bases of the first and second transistors to the pair of transistors according to the current on the collector side of the first transistor. , 1st
A current mirror effect is obtained in which the constant current flowing through the second transistor can be caused to flow to the second transistor side. In addition, in this current inversion circuit, compared to a conventional current inversion circuit in which the base and collector are coupled, the minimum operating voltage can be lowered by the transistor pair, and when the voltage decreases due to battery depletion, etc. Also, current reversal operation can be obtained.

【実 施 例】【Example】

以下、この発明を図面に示した実施例を参照して詳細に
説明する。 第1図は、この発明の電流反転回路の一実施例を示す。 この電流反転回路には、ベースを共通にした第1及び第
2のトランジスタ32.50が設置されており、各トラ
ンジスタ3・2.50のエミッタは電源端子22を通し
て電源電圧VCCが加えられる電源ライン23側に接続
されている。トランジスタ32のコレクタ側には基準電
流■1をトランジスタ32に流す定電流源26が直列に
接続されている。 トランジスタ32のコレクタ側の電流に応じてトランジ
スタ32.50のベース電流を引き込む複数組のトラン
ジスタ対30a、30bが設置されており、トランジス
タ対30aは第3のトランジスタ20a及び第4のトラ
ンジスタ28a、  トランジスタ対30bは第3のト
ランジスタ20b及び第4のトランジスタ28bで構成
されている。 即ち、トランジスタ20aはベースがトランジスタ32
のコレクタ側に接続されて定電流源26によって定電流
■、が与えられ、トランジスタ20aには電源ライン2
3に接続されたエミッタ側からそのベース電流に応じた
電流が引き込まれる。 このトランジスタ20aのコレクタにはトランジスタ2
8aのベースが接続され、トランジスタ20aに流れる
電流がトランジスタ28aのベース電流になる。 トランジスタ28aのエミッタは接地されており、その
コレクタ側には次段のトランジスタ20bのベースが接
続されている。トランジスタ20bのエミッタは電源ラ
イン23に接続されており、トランジスタ20aに引き
込まれるベース電流に応じた電流が電源ライン23側か
らトランジスタ20bに流れる。このトランジスタ20
bのコレクタ側にはトランジスタ28bのベースが接続
されており、トランジスタ20bに流れる電流がトラン
ジスタ28bのベース電流になっている。トランジスタ
28bのコレクタはトランジスタ32.50のベースに
接続され、そのエミッタは接地されている。 そして、トランジスタ50のコレクタ側には抵抗52が
接続されているとともに、出力端子54が形成されてい
る。 以上の構成に基づき、動作を説明する。 定電流源26で与えられる基準電流としての定電流1+
に基づき、トランジスタ20aには一定のベース電流が
与えられ、トランジスタ20aには電源ライン23側か
ら電流I2が流れる。この電流■2はトランジスタ28
aのベース電流となり、トランジスタ28aには、その
ベース電流に応じた電流!、が引き込まれ、この電流I
、がトランジスタ20bのベース電流となる。このため
、トランジスタ20bには電流I4が流れ、この電流I
4がトランジスタ28bのベース電流となり、トランジ
スタ28bには電流■4をベース電流としてトランジス
タ32.50のベースから電流I、が引き込まれる。 この電流I、は、トランジスタ20aから定電流源26
に引き込まれる電流、即ち、トランジスタ32に流れる
電流に応じたものとなり、トランジスタ32に流れる電
流及び電流Isが平衡することになる。即ち、この電流
反転回路にはトランジスタ対30a、30bを以て帰還
ループが形成されており、トランジスタ32に流れる電
流とトランジスタ28bとが平衡することにより、電源
ライン23側から定電流11がトランジスタ50に引き
込まれ、これが出力端子54から取り出されることにな
る。 ここで、トランジスタ32、トランジスタ20a、28
a、20b、28bの電流増幅率をβとすれば、定電流
11及び電流L、!!、Im、■、の関係は、1.=1
./β、1.=1./β、It=■s/β、Is””I
I/β4となる。したがって、トランジスタ20aに流
れるベース電流は定電流■1の1/β4となり、トラン
ジスタ20aのエミッタ・コレクタ間電圧V、lは大幅
に減少する。このため、電流反転回路の最低動作電圧が
低下し、低い動作電圧でも信顛性のある電流反転動作が
得られる。 なお、実施例では、2段構成のトランジスタ対30a、
30bを設置したが、3段以上のトランジスタ対を縦続
接続してもよく、3段以上の構成とすれば、最低動作電
圧をさらに低下させることができる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the current inversion circuit of the present invention. This current inversion circuit is equipped with first and second transistors 32.50 having a common base, and the emitters of each transistor 3 and 2.50 are connected to a power supply line to which the power supply voltage VCC is applied through the power supply terminal 22. It is connected to the 23 side. A constant current source 26 that causes a reference current 1 to flow through the transistor 32 is connected in series to the collector side of the transistor 32 . A plurality of transistor pairs 30a and 30b are installed that draw base current of the transistor 32.50 according to the current on the collector side of the transistor 32, and the transistor pair 30a includes the third transistor 20a, the fourth transistor 28a, and the transistor The pair 30b consists of a third transistor 20b and a fourth transistor 28b. That is, the base of the transistor 20a is connected to the transistor 32.
The transistor 20a is connected to the collector side of the transistor 20a and is supplied with a constant current 2 by a constant current source 26, and the transistor 20a is connected to the power supply line 2
A current corresponding to the base current is drawn from the emitter side connected to 3. A transistor 2 is connected to the collector of this transistor 20a.
The base of transistor 8a is connected, and the current flowing through transistor 20a becomes the base current of transistor 28a. The emitter of the transistor 28a is grounded, and the base of the next stage transistor 20b is connected to its collector side. The emitter of the transistor 20b is connected to the power supply line 23, and a current corresponding to the base current drawn into the transistor 20a flows from the power supply line 23 side to the transistor 20b. This transistor 20
The base of the transistor 28b is connected to the collector side of the transistor 20b, and the current flowing through the transistor 20b becomes the base current of the transistor 28b. The collector of transistor 28b is connected to the base of transistor 32.50, and its emitter is grounded. A resistor 52 is connected to the collector side of the transistor 50, and an output terminal 54 is formed. The operation will be explained based on the above configuration. Constant current 1+ as a reference current given by constant current source 26
Based on this, a constant base current is applied to the transistor 20a, and a current I2 flows through the transistor 20a from the power supply line 23 side. This current ■2 is the transistor 28
a, and the transistor 28a has a current corresponding to the base current! , is drawn in, and this current I
, becomes the base current of the transistor 20b. Therefore, a current I4 flows through the transistor 20b, and this current I4 flows through the transistor 20b.
4 becomes the base current of the transistor 28b, and a current I is drawn into the transistor 28b from the base of the transistor 32.50 using the current 4 as the base current. This current I, flows from the transistor 20a to the constant current source 26
The current flowing through the transistor 32 and the current Is are balanced. That is, a feedback loop is formed in this current inversion circuit by the transistor pair 30a and 30b, and when the current flowing through the transistor 32 and the transistor 28b are balanced, a constant current 11 is drawn into the transistor 50 from the power supply line 23 side. This will be taken out from the output terminal 54. Here, the transistor 32, the transistors 20a, 28
If the current amplification factors of a, 20b, and 28b are β, then the constant current 11 and the current L,! ! The relationship between , Im, ■ is as follows: 1. =1
.. /β, 1. =1. /β, It=■s/β, Is""I
It becomes I/β4. Therefore, the base current flowing through the transistor 20a is 1/β4 of the constant current 1, and the emitter-collector voltages V and l of the transistor 20a are significantly reduced. Therefore, the minimum operating voltage of the current inverting circuit is lowered, and reliable current inverting operation can be obtained even at a low operating voltage. In the embodiment, a two-stage transistor pair 30a,
30b is installed, however, three or more stages of transistor pairs may be connected in cascade, and if a configuration of three or more stages is used, the minimum operating voltage can be further reduced.

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上説明したように、この発明によれば、構成トランジ
スタによる電圧降下を低減させて最低動作電圧を低下さ
せることができ、例えば、バッテリ等を駆動電源とする
場合、その消耗で端子電圧が低下しても安定した電流反
転動作を得ることができる。
As explained above, according to the present invention, it is possible to reduce the voltage drop due to the constituent transistors and lower the minimum operating voltage. For example, when a battery or the like is used as a drive power source, the terminal voltage decreases due to its consumption. Stable current reversal operation can be obtained even when the current is reversed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の電流反転回路の一実施例を示す回路
図、 第2図は従来の電流反転回路を示す回路図である。 20a、20b・・・第3のトランジスタ26・・・定
電流源 28a、28b・・・第4のトランジスタ30a、30
b・・・トランジスタ対 32・・・第1のトランジスタ 50・・・第2のトランジスタ
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the current inverting circuit of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional current inverting circuit. 20a, 20b...Third transistor 26...Constant current source 28a, 28b...Fourth transistor 30a, 30
b...Transistor pair 32...First transistor 50...Second transistor

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ベースを共通にした第1及び第2のトランジスタと
、 前記第1のトランジスタに直列に接続されて前記第1の
トランジスタに基準電流を与える定電流源と、 前記定電流源によってベース電流が与えられて電源ライ
ン側から電流を引き込む第3のトランジスタとともに、
この第3のトランジスタを通じて与えられるベース電流
に応じた電流を引き込む第4のトランジスタを備え、前
記第1のトランジスタに流れる電流に応じて前記第1及
び第2のトランジスタのベースから引き込むトランジス
タ対と、を備えたことを特徴とする電流反転回路。
[Claims] 1. First and second transistors having a common base; a constant current source connected in series to the first transistor to supply a reference current to the first transistor; With a third transistor that is given a base current by a current source and draws current from the power line side,
a transistor pair comprising a fourth transistor that draws current in accordance with the base current applied through the third transistor, and draws current from the bases of the first and second transistors in accordance with the current flowing through the first transistor; A current reversing circuit characterized by comprising:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101976094A (en) * 2010-11-19 2011-02-16 长沙景嘉微电子有限公司 Precise current generating circuit

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5015274A (en) * 1973-06-14 1975-02-18

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