JPH0346847B2 - - Google Patents
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- JPH0346847B2 JPH0346847B2 JP56088381A JP8838181A JPH0346847B2 JP H0346847 B2 JPH0346847 B2 JP H0346847B2 JP 56088381 A JP56088381 A JP 56088381A JP 8838181 A JP8838181 A JP 8838181A JP H0346847 B2 JPH0346847 B2 JP H0346847B2
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- Japan
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- current
- power supply
- mirror circuit
- current mirror
- resistor
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005513 bias potential Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F3/00—Non-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
- G05F3/02—Regulating voltage or current
- G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
- G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
- G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
- G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
- G05F3/26—Current mirrors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、定電流を負荷に供給することのでき
る電源回路、特に電源電圧の下で定電流を負荷へ
供給でき、低電圧、低消費電力回路に好適な電源
回路に関するものである。
る電源回路、特に電源電圧の下で定電流を負荷へ
供給でき、低電圧、低消費電力回路に好適な電源
回路に関するものである。
従来の電源回路の構成とその回路動作について
第１図を参照して説明する。端子１１と端子１２
の間に加えられた電源電圧＋Ｂがトラジスタ１６
のベース・エミツタ間順方向電圧以上になると、
端子１１とトランジスタ１６のベース間に接続さ
れた抵抗１３を流れる電流がトランジスタ１６の
ベース電流となり、さらに抵抗１５に流れ込みト
ランジスタ１６がON状態になる。さらに前記電
源電圧＋Ｂが増加することによつてトランジスタ
１６のエミツタ電流が増加し、抵抗１５の両端に
生じる電圧がトランジスタ１４のベース・エミツ
タ間順方向電圧に達するとトランジスタ１４は
ON状態になる。そしてトランジスタ１４のコレ
クタ電圧によりトランジスタ１６のベースに負帰
還がかかり抵抗１５の流れる電流が一定になるよ
うに動作する。トランジスタ１４，１６のベース
電流がコレクタ電流に対して十分小さいとすると
トランジスタ１６のコレクタ電流も電源電圧＋Ｂ
の増減に対して一定となりこのコレクタ電流をカ
レント・ミラー回路１７のような手段を介して負
荷へ供給するならば、負荷には電源電圧＋Ｂに対
して一定な電流が供給される。
第１図を参照して説明する。端子１１と端子１２
の間に加えられた電源電圧＋Ｂがトラジスタ１６
のベース・エミツタ間順方向電圧以上になると、
端子１１とトランジスタ１６のベース間に接続さ
れた抵抗１３を流れる電流がトランジスタ１６の
ベース電流となり、さらに抵抗１５に流れ込みト
ランジスタ１６がON状態になる。さらに前記電
源電圧＋Ｂが増加することによつてトランジスタ
１６のエミツタ電流が増加し、抵抗１５の両端に
生じる電圧がトランジスタ１４のベース・エミツ
タ間順方向電圧に達するとトランジスタ１４は
ON状態になる。そしてトランジスタ１４のコレ
クタ電圧によりトランジスタ１６のベースに負帰
還がかかり抵抗１５の流れる電流が一定になるよ
うに動作する。トランジスタ１４，１６のベース
電流がコレクタ電流に対して十分小さいとすると
トランジスタ１６のコレクタ電流も電源電圧＋Ｂ
の増減に対して一定となりこのコレクタ電流をカ
レント・ミラー回路１７のような手段を介して負
荷へ供給するならば、負荷には電源電圧＋Ｂに対
して一定な電流が供給される。
ところで、この従来の電源回路では、トランジ
スタ１４と１６のベース・エミツタ間順方向電圧
の和（シリコントランジスタで約1.4V）に達し
たところでトランジスタ１４と１６の双方がON
状態となるが、カレント・ミラー回路１７の入力
端子に定電流が流れるためには、電源電圧がトラ
ンジスタ１６のコレクタ・エミツタ間飽和電圧分
だけさらに上昇する必要がある。すなわち、従来
の電源回路では、上記の電圧（約1.4V）にトラ
ンジスタ１個分の飽和電圧を加えた値（約1.8V）
にまで電源電圧が上昇することが負荷へ定電流を
供給するための条件であつた。
スタ１４と１６のベース・エミツタ間順方向電圧
の和（シリコントランジスタで約1.4V）に達し
たところでトランジスタ１４と１６の双方がON
状態となるが、カレント・ミラー回路１７の入力
端子に定電流が流れるためには、電源電圧がトラ
ンジスタ１６のコレクタ・エミツタ間飽和電圧分
だけさらに上昇する必要がある。すなわち、従来
の電源回路では、上記の電圧（約1.4V）にトラ
ンジスタ１個分の飽和電圧を加えた値（約1.8V）
にまで電源電圧が上昇することが負荷へ定電流を
供給するための条件であつた。
本発明は、このような従来の欠点を除去するよ
うにしたもので以下にその実施例を図面と共に説
明する。
うにしたもので以下にその実施例を図面と共に説
明する。
第２図において、２１は外部電源＋Ｂが加えら
れる端子、２２は接地端子、２４と２５はそれぞ
れ第１および第２のカレント・ミラー回路、２８
は第１のカレント・ミラー回路２４の１個の出力
端子、２９は第２のカレント・ミラー回路２５の
入力端子であつて第１のカレント・ミラー回路出
力端子２８に接続されている。２７はその一端が
第２のカレント・ミラー回路の出力端子３０とエ
ミツタが接地されたトランジスタ２６のベースの
双方に接続され、他端が接地されている抵抗であ
る。トランジスタ２６のコレクタには第１のカレ
ント・ミラー回路２４の入力端子２０と抵抗２３
の一端が接続されている。この抵抗２３の他端は
電源端子２１に接続されている。
れる端子、２２は接地端子、２４と２５はそれぞ
れ第１および第２のカレント・ミラー回路、２８
は第１のカレント・ミラー回路２４の１個の出力
端子、２９は第２のカレント・ミラー回路２５の
入力端子であつて第１のカレント・ミラー回路出
力端子２８に接続されている。２７はその一端が
第２のカレント・ミラー回路の出力端子３０とエ
ミツタが接地されたトランジスタ２６のベースの
双方に接続され、他端が接地されている抵抗であ
る。トランジスタ２６のコレクタには第１のカレ
ント・ミラー回路２４の入力端子２０と抵抗２３
の一端が接続されている。この抵抗２３の他端は
電源端子２１に接続されている。
次に本発明の電源回路の動作について説明す
る。抵抗２３を流れる電流I3、第１のカレント・
ミラー回路の入力電流をI4、第１および第２のカ
レント・ミラー回路の出力電流と入力電流の比を
それぞれK1，K2とおけば第２のカレント・ミラ
ー回路２５の出力電流はK1×K2×I4になる。さ
らにトランジスタ２６のコレクタ電流IC6とエミ
ツタ電流IE6の比をhFE6、ベース・エミツタ間順方
向電圧をVBE6、トランジスタ２６の飽和電流を
IS6とすれば、IC6とVBE6の関係は次式で表わすこ
とができる。
る。抵抗２３を流れる電流I3、第１のカレント・
ミラー回路の入力電流をI4、第１および第２のカ
レント・ミラー回路の出力電流と入力電流の比を
それぞれK1，K2とおけば第２のカレント・ミラ
ー回路２５の出力電流はK1×K2×I4になる。さ
らにトランジスタ２６のコレクタ電流IC6とエミ
ツタ電流IE6の比をhFE6、ベース・エミツタ間順方
向電圧をVBE6、トランジスタ２６の飽和電流を
IS6とすれば、IC6とVBE6の関係は次式で表わすこ
とができる。
IC6＝hFE6／１＋hFE6IS6expqVBE6／KT ……(1)
また、VBE6はトランジスタ２６のベース電流を
IB6とすれば、VBE6＝（K1K2I4−IB6）×R27で表わさ
れる。なおR27は抵抗２７の値である。ところ
で、通常K1K2I4≫IB6であるから、VBE6
K1K2I4R27と近似できる。この近似を(1)式に代入
すると(1)式は次のようになる。
IB6とすれば、VBE6＝（K1K2I4−IB6）×R27で表わさ
れる。なおR27は抵抗２７の値である。ところ
で、通常K1K2I4≫IB6であるから、VBE6
K1K2I4R27と近似できる。この近似を(1)式に代入
すると(1)式は次のようになる。
IC6IS6exp
（qK1・K2・I4・R27／KT） ……(2)
従つて(2)式を用いるとI3は次式のように表わす
ことができる。
ことができる。
I3＝I4＋IC6
＝I4＋IS6exp（qK1・K2・I4・R27／KT） ……(3)
(3)式のI3とI4の関係を第３図ａに示す。第３図
ａを説明すると、は(3)式の第１項、は(3)式の
第２項、は(3)式の第１項と第２項を加えた電流
すなわち、I3である。I0はＩよりもが支配的に
なりかけるI3の値であり、I3＞I0の電流領域では
I4が定電流に近づく。第１あるいは第２のカレン
ト・ミラー回路の出力トランジスタの飽和電圧を
VCE（sat）とし、I0R23≦VCE（sat）となるように
R23の抵抗値を選ぶことにより、電源電圧＋Ｂが
ほぼダイオードの順方向電圧とVCE（sat）を加え
た電圧と等しいか、これ以上で電源回路が動作し
負荷に定電流を供給することができる。
ａを説明すると、は(3)式の第１項、は(3)式の
第２項、は(3)式の第１項と第２項を加えた電流
すなわち、I3である。I0はＩよりもが支配的に
なりかけるI3の値であり、I3＞I0の電流領域では
I4が定電流に近づく。第１あるいは第２のカレン
ト・ミラー回路の出力トランジスタの飽和電圧を
VCE（sat）とし、I0R23≦VCE（sat）となるように
R23の抵抗値を選ぶことにより、電源電圧＋Ｂが
ほぼダイオードの順方向電圧とVCE（sat）を加え
た電圧と等しいか、これ以上で電源回路が動作し
負荷に定電流を供給することができる。
第３図ｂは本発明の電源回路の電源電圧＋Ｂと
負荷電流ILの関係を示したものである。
負荷電流ILの関係を示したものである。
第４図は本発明の他の実施例を示す図で、この
電源回路は上記の第２図の実施例において示した
第２のカレント・ミラー回路２５の他の出力端子
を第１のカレント・ミラー回路２４の入力端子２
０に接続する回路接続の変更によつて構成されて
いる。この場合、第２図の抵抗R23に流れる電流
I3をI3＋K1×K2′×I4と置き換えて考えればよい。
したがつて、(3)式は次式のように表わすことがで
きる。
電源回路は上記の第２図の実施例において示した
第２のカレント・ミラー回路２５の他の出力端子
を第１のカレント・ミラー回路２４の入力端子２
０に接続する回路接続の変更によつて構成されて
いる。この場合、第２図の抵抗R23に流れる電流
I3をI3＋K1×K2′×I4と置き換えて考えればよい。
したがつて、(3)式は次式のように表わすことがで
きる。
I3＝（１−K1K2）I4
＋IS6exp（qK1・K2・I4・R27／KT） ……(4)
第４図において、４１は外部電源＋Ｂが加えら
れる端子、４２は接地端子、４４と４５はそれぞ
れ第１および第２のカレント・ミラー回路、４８
は第１のカレント・ミラー回路４４の１個の出力
端子、４９は第２のカレント・ミラー回路４５の
入力端子であつて第１のカレント・ミラー回路出
力端子４８に接続されている。４７はその一端が
第２のカレント・ミラー回路の出力端子４０とエ
ミツタが接地されたトランジスタ４６のベースの
双方に接続されて、他端が接地されている抵抗で
ある。トランジスタ４６のコレクタには第１のカ
レント・ミラー回路４４の入力端子４０と抵抗４
３の一端と第２のカレント・ミラー回路の出力端
子５０が接続されている。この抵抗４３他端は電
源端子４１に接続されている。
れる端子、４２は接地端子、４４と４５はそれぞ
れ第１および第２のカレント・ミラー回路、４８
は第１のカレント・ミラー回路４４の１個の出力
端子、４９は第２のカレント・ミラー回路４５の
入力端子であつて第１のカレント・ミラー回路出
力端子４８に接続されている。４７はその一端が
第２のカレント・ミラー回路の出力端子４０とエ
ミツタが接地されたトランジスタ４６のベースの
双方に接続されて、他端が接地されている抵抗で
ある。トランジスタ４６のコレクタには第１のカ
レント・ミラー回路４４の入力端子４０と抵抗４
３の一端と第２のカレント・ミラー回路の出力端
子５０が接続されている。この抵抗４３他端は電
源端子４１に接続されている。
第４図の実施例は第２図の実施令と同様に電源
電圧＋Ｂの増減に対して定電流を負荷に供給可能
な定電流源を構成している。さらにダイオードの
順方向電圧とトランジスタの飽和電圧を加えた値
まで電流電圧を下げても負荷に定電流を供給する
ことができる。加えて第２のカレント・ミラー回
路４５の出力電流を第１のカレント・ミラー回路
４４の入力端子４０に帰還している。
電圧＋Ｂの増減に対して定電流を負荷に供給可能
な定電流源を構成している。さらにダイオードの
順方向電圧とトランジスタの飽和電圧を加えた値
まで電流電圧を下げても負荷に定電流を供給する
ことができる。加えて第２のカレント・ミラー回
路４５の出力電流を第１のカレント・ミラー回路
４４の入力端子４０に帰還している。
実際には、ミラー係数は、K1１、K2１で
あり、(4)式は次のように表すことができる。
あり、(4)式は次のように表すことができる。
I3IS6exp（ｑ・I4・R47／KT） ……(5)
抵抗４３を流れる電流は電源の立ち上げ時の起
動電源として作用する。電源電圧＋Ｂを、ダイオ
ードの順方向電圧とトランジスタの飽和電圧を加
えた値まで、立ち上げると、抵抗４３に起動時の
微小電流が流れ始める。さらに、この微小電流は
第１のカレント・ミラー回路４４と第２のカレン
トミラー回路４５とでミラーされ、第１のカレン
トミラー回路４４の入力端子４０に正帰還されて
いる。そして、この帰還電流が抵抗４３流れる起
動時の微小電流に加算され、電流源電流が増加す
る。この電流源電流の増加は、第２のカレントミ
ラー回路４５の１つの出力端子に接続された抵抗
４７の両端間電位（電位差）がトランジスタ４６
のベース・エミツタ間の順バイアス電位、すなわ
ち、単位ダイオード順電圧（0.7V）に達するま
で生じるが、トランジスタ４６が動作を始める
と、第１のカレントミラー回路４４の入力端子４
０に負帰還をかける作用をなし、結果として、安
定な定電流源で動作することになり、これによ
り、電源電圧変動に対して安定動作をする。
動電源として作用する。電源電圧＋Ｂを、ダイオ
ードの順方向電圧とトランジスタの飽和電圧を加
えた値まで、立ち上げると、抵抗４３に起動時の
微小電流が流れ始める。さらに、この微小電流は
第１のカレント・ミラー回路４４と第２のカレン
トミラー回路４５とでミラーされ、第１のカレン
トミラー回路４４の入力端子４０に正帰還されて
いる。そして、この帰還電流が抵抗４３流れる起
動時の微小電流に加算され、電流源電流が増加す
る。この電流源電流の増加は、第２のカレントミ
ラー回路４５の１つの出力端子に接続された抵抗
４７の両端間電位（電位差）がトランジスタ４６
のベース・エミツタ間の順バイアス電位、すなわ
ち、単位ダイオード順電圧（0.7V）に達するま
で生じるが、トランジスタ４６が動作を始める
と、第１のカレントミラー回路４４の入力端子４
０に負帰還をかける作用をなし、結果として、安
定な定電流源で動作することになり、これによ
り、電源電圧変動に対して安定動作をする。
以上のように、本発明の電源回路は電源電圧の
増減に関係なく一定電流を負荷に供給することが
できるものである。しかも本発明は特にダイオー
ドの順方向電圧とトランジスタの飽和電圧を加え
た値まで電源電圧を下げても負荷に定電流を供給
することができるので、前述の従来の例と比較し
て低電圧・低消費電力回路に適した電源回路とし
て非常に優れた効果があり、IC化にも適してい
る。
増減に関係なく一定電流を負荷に供給することが
できるものである。しかも本発明は特にダイオー
ドの順方向電圧とトランジスタの飽和電圧を加え
た値まで電源電圧を下げても負荷に定電流を供給
することができるので、前述の従来の例と比較し
て低電圧・低消費電力回路に適した電源回路とし
て非常に優れた効果があり、IC化にも適してい
る。
第１図は従来の電源回路の構成図、第２図は本
発明の一実施例の電源回路構成図、第３図ａ，ｂ
は第２図の回路の動作説明図、第４図は本発明の
他の実施例の電源回路構成図である。 １１，２１，４１……電源端子、１２，２２，
４２……接地端子、１３，２３，４３……電流源
用抵抗、１４，１６……電流供給用トランジス
タ、１７，２４，２５，４４，４５……カレン
ト・ミラー回路、２６……トランジスタ、２７，
４７……ベースバイアス用抵抗、２０，２９，４
０，４９……入力端子、２８，３０，４８，５０
……出力端子。
発明の一実施例の電源回路構成図、第３図ａ，ｂ
は第２図の回路の動作説明図、第４図は本発明の
他の実施例の電源回路構成図である。 １１，２１，４１……電源端子、１２，２２，
４２……接地端子、１３，２３，４３……電流源
用抵抗、１４，１６……電流供給用トランジス
タ、１７，２４，２５，４４，４５……カレン
ト・ミラー回路、２６……トランジスタ、２７，
４７……ベースバイアス用抵抗、２０，２９，４
０，４９……入力端子、２８，３０，４８，５０
……出力端子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一端が電源の一端に接続された電流源用抵抗
と、同電流源用抵抗の他端に入力端子が接続され
第１のカレント・ミラー回路と、同第１のカレン
ト・ミラー回路の出力端子の１つに入力端子が接
続された第２のカレント・ミラーの回路と、同第
２のカレント・ミラーの１つの出力端子に一端が
接続され、他端が前記電源の他端に接続された抵
抗と、コレクタが前記第１のカレント・ミラー回
路の入力端子に接続され、エミツタが前記電源の
他端へ接続され、ベースが前記抵抗の一端に接続
されたトランジスタを具備することを特徴とする
電源回路。 ２ 一端が電源の一端に接続された電流源用抵抗
と、同電流源用抵抗の他端に入力端子が接続され
た第１のカレント・ミラー回路と、同第１のカレ
ント・ミラー回路の出力端子の１つに入力端子が
接続された第２のカレント・ミラー回路と、同第
２のカレント・ミラー回路の１つの出力端子に一
端が接続され、他端が前記電源の他端に接続され
た抵抗と、コレクタが前記第１のカレント・ミラ
ー回路の入力端子に接続され、エミツタが前記電
源の他端へ接続され、ベースが前記抵抗の一端に
接続されたトランジスタを具備するとともに、前
記第２のカレント・ミラー回路の他の１つの出力
端子が前記第１のカレント・ミラー回路の入力端
子に接続することを特徴とする電源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8838181A JPS57203114A (en) | 1981-06-09 | 1981-06-09 | Power supply circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8838181A JPS57203114A (en) | 1981-06-09 | 1981-06-09 | Power supply circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57203114A JPS57203114A (en) | 1982-12-13 |
| JPH0346847B2 true JPH0346847B2 (ja) | 1991-07-17 |
Family
ID=13941208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8838181A Granted JPS57203114A (en) | 1981-06-09 | 1981-06-09 | Power supply circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57203114A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5876915A (ja) * | 1981-10-30 | 1983-05-10 | Toshiba Corp | 電流供給回路 |
| DE3476476D1 (en) * | 1983-08-31 | 1989-03-02 | Toshiba Kk | A constant current source circuit |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5287649A (en) * | 1976-01-16 | 1977-07-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Constant current bias circuit |
-
1981
- 1981-06-09 JP JP8838181A patent/JPS57203114A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5287649A (en) * | 1976-01-16 | 1977-07-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Constant current bias circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57203114A (en) | 1982-12-13 |
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