JPH04299403A - 定電流回路 - Google Patents
定電流回路Info
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- JPH04299403A JPH04299403A JP8779491A JP8779491A JPH04299403A JP H04299403 A JPH04299403 A JP H04299403A JP 8779491 A JP8779491 A JP 8779491A JP 8779491 A JP8779491 A JP 8779491A JP H04299403 A JPH04299403 A JP H04299403A
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- Japan
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- operational amplifier
- capacitor
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 101100070120 Xenopus laevis has-rs gene Proteins 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
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- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【技術分野】本発明は定電流回路に関し、特に電流源ト
ランジスタのバイアス回路としてオペアンプの負帰還回
路を用いる定電流回路に関する。
ランジスタのバイアス回路としてオペアンプの負帰還回
路を用いる定電流回路に関する。
【0002】
【従来技術】従来の吐出型の定電流回路は、図6に示す
ように、電流源トランジスタとしてのPMOSトランジ
スタQ1と、このトランジスタQ1のバイアス回路とし
て負帰還回路を構成するオペアンプOP1、および基準
抵抗Rs を有している。
ように、電流源トランジスタとしてのPMOSトランジ
スタQ1と、このトランジスタQ1のバイアス回路とし
て負帰還回路を構成するオペアンプOP1、および基準
抵抗Rs を有している。
【0003】次に、動作について説明する。オペアンプ
OP1の非反転(正相)入力に基準電圧Vr を与えて
、トランジスタQ1をバイアスし、負荷抵抗RL に出
力電流Io を流すようにする。この出力電流Io の
値は基準抵抗Rs の電圧降下で検出され、オペアンプ
OP1の反転(逆相)入力に負帰還される。このためオ
ペアンプOP1は、基準電圧Vr と基準抵抗Rs の
電圧降下が等しくなるようにトランジスタQ1をバイア
スし、負荷抵抗RL の値にかかわらず出力電流Io
が一定になるように動作する。
OP1の非反転(正相)入力に基準電圧Vr を与えて
、トランジスタQ1をバイアスし、負荷抵抗RL に出
力電流Io を流すようにする。この出力電流Io の
値は基準抵抗Rs の電圧降下で検出され、オペアンプ
OP1の反転(逆相)入力に負帰還される。このためオ
ペアンプOP1は、基準電圧Vr と基準抵抗Rs の
電圧降下が等しくなるようにトランジスタQ1をバイア
スし、負荷抵抗RL の値にかかわらず出力電流Io
が一定になるように動作する。
【0004】実際のオペアンプは入力オフセット電圧が
存在するため、オペアンプOP1の入力オフセット電圧
をEos1 、電源電圧を+Eとすると基準抵抗Rs
の電圧降下は、 Io ・Rs =E−Vr −Eos1となり、出力電
流Io は下式で示される。
存在するため、オペアンプOP1の入力オフセット電圧
をEos1 、電源電圧を+Eとすると基準抵抗Rs
の電圧降下は、 Io ・Rs =E−Vr −Eos1となり、出力電
流Io は下式で示される。
【0005】
Io =(E−Vr )/Rs −Eos1 /Rs
…(1)このうち右辺の第2項が入力オフセット電圧に
よる設定誤差となる。
…(1)このうち右辺の第2項が入力オフセット電圧に
よる設定誤差となる。
【0006】この従来の定電流回路では、出力電流Io
は(1)式できまるため、電源電圧+Eおよび基準電
圧Vr が一定であっても、オペアンプOP1の入力オ
フセット電圧Eos1 が出力電流の設定誤差を発生さ
せるという問題点がある。
は(1)式できまるため、電源電圧+Eおよび基準電
圧Vr が一定であっても、オペアンプOP1の入力オ
フセット電圧Eos1 が出力電流の設定誤差を発生さ
せるという問題点がある。
【0007】
【発明の目的】本発明の目的は、オペアンプの入力オフ
セット電圧による出力電流誤差を軽減するようにした定
電流回路を提供することである。
セット電圧による出力電流誤差を軽減するようにした定
電流回路を提供することである。
【0008】
【発明の構成】本発明によれば、電流源トランジスタと
、このトランジスタの出力電流を検出してこの検出電流
に応じた電圧を負帰還入力とする第1のオペアンプとを
含み、この第1のオペアンプの出力を前記トランジスタ
の動作バイアスとするようにした定電流回路であって、
第1及び第2のキャパシタと、前記第1のオペアンプの
正相入力と基準電位点との間に接続された第3のキャパ
シタと、所定基準電圧が正相入力に供給された第2のオ
ペアンプと、動作周期の前半で、前記第2のオペアンプ
の出力をその逆相入力に帰還し、前記第2のキャパシタ
を前記第2のオペアンプの正逆相入力間に接続し、更に
前記基準電圧と前記検出電流に応じた電圧との誤差電圧
により前記第1及び第2のキャパシタの直列回路を充電
制御する手段と、前記動作周期の後半で、前記第1のキ
ャパシタを前記基準電圧と前記第2のオペアンプの逆相
入力との間に接続し、前記第2のキャパシタを前記第2
のオペアンプの負帰還部として構成し、更にこの第2の
オペアンプの出力を前記第1のオペアンプの正相入力へ
供給するよう制御する手段とを含むことを特徴とする定
電流回路が得られる。
、このトランジスタの出力電流を検出してこの検出電流
に応じた電圧を負帰還入力とする第1のオペアンプとを
含み、この第1のオペアンプの出力を前記トランジスタ
の動作バイアスとするようにした定電流回路であって、
第1及び第2のキャパシタと、前記第1のオペアンプの
正相入力と基準電位点との間に接続された第3のキャパ
シタと、所定基準電圧が正相入力に供給された第2のオ
ペアンプと、動作周期の前半で、前記第2のオペアンプ
の出力をその逆相入力に帰還し、前記第2のキャパシタ
を前記第2のオペアンプの正逆相入力間に接続し、更に
前記基準電圧と前記検出電流に応じた電圧との誤差電圧
により前記第1及び第2のキャパシタの直列回路を充電
制御する手段と、前記動作周期の後半で、前記第1のキ
ャパシタを前記基準電圧と前記第2のオペアンプの逆相
入力との間に接続し、前記第2のキャパシタを前記第2
のオペアンプの負帰還部として構成し、更にこの第2の
オペアンプの出力を前記第1のオペアンプの正相入力へ
供給するよう制御する手段とを含むことを特徴とする定
電流回路が得られる。
【0009】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
説明する。
【0010】図1は本発明の一実施例の吐出型の定電流
回路の回路図である。電流源トランジスタのPMOSト
ランジスタQ1と、このトランジスタQ1のバイアス回
路として負帰還回路を構成するオペアンプOP1、およ
び基準抵抗Rs は従来の定電流回路と同様である。
回路の回路図である。電流源トランジスタのPMOSト
ランジスタQ1と、このトランジスタQ1のバイアス回
路として負帰還回路を構成するオペアンプOP1、およ
び基準抵抗Rs は従来の定電流回路と同様である。
【0011】これに加えて本実施例では、オフセット除
去用にアナログスイッチS1とS2、キャパシタC1よ
り構成されるスイッチドキャパシタ、およびキャパシタ
C2とアナログスイッチS3、S4、S5とオペアンプ
OP2により構成される誤差電圧増幅器を有している。 さらに、オペアンプOP1の非反転(正相)入力にはオ
ペアンプOP2の出力との間にアナログスイッチS6が
、接地との間にはキャパシタC3が挿入されている。
去用にアナログスイッチS1とS2、キャパシタC1よ
り構成されるスイッチドキャパシタ、およびキャパシタ
C2とアナログスイッチS3、S4、S5とオペアンプ
OP2により構成される誤差電圧増幅器を有している。 さらに、オペアンプOP1の非反転(正相)入力にはオ
ペアンプOP2の出力との間にアナログスイッチS6が
、接地との間にはキャパシタC3が挿入されている。
【0012】図2は図1の回路の動作波形図であり、タ
イミングt=T1、T3、T5ではアナログスイッチS
1、S3、S5をオンしS2、S4、S6をオフとし、
t=T2、T4、T6ではアナログスイッチS1、S3
、S5をオフしS2、S4、S6をオンとするように動
作する。
イミングt=T1、T3、T5ではアナログスイッチS
1、S3、S5をオンしS2、S4、S6をオフとし、
t=T2、T4、T6ではアナログスイッチS1、S3
、S5をオフしS2、S4、S6をオンとするように動
作する。
【0013】次に本実施例の動作について説明する。オ
ペアンプOP2の非反転入力に基準電圧Vr ’を与え
、オペアンプOP1の非反転入力に加わる電圧をVr
、オペアンプOP1およびOP2の入力オフセット電圧
をEos1 、Eos2 とする。
ペアンプOP2の非反転入力に基準電圧Vr ’を与え
、オペアンプOP1の非反転入力に加わる電圧をVr
、オペアンプOP1およびOP2の入力オフセット電圧
をEos1 、Eos2 とする。
【0014】t=T1のとき、アナログスイッチS1、
S3、S5はオンに、S2、S4、S6はオフであり、
このときの等価回路を図3に示す。この場合の誤差電圧
をVe とすると、 Ve =(Vr +Eos1 )−Vr ’で示される
。
S3、S5はオンに、S2、S4、S6はオフであり、
このときの等価回路を図3に示す。この場合の誤差電圧
をVe とすると、 Ve =(Vr +Eos1 )−Vr ’で示される
。
【0015】このとき、キャパシタC1、C2の電荷を
Qc1、Qc2とすると、 Qc1=C1・(Ve −Eos2 )=C1・(
Vr +Eos1 −Vr ’−Eos2 ) Qc
2=C2・Eos2 t=T2のとき、アナログスイッチS2、S4、S6は
オンに、S1、S3、S5はオフであり、このときの等
価回路を図4に示す。
Qc1、Qc2とすると、 Qc1=C1・(Ve −Eos2 )=C1・(
Vr +Eos1 −Vr ’−Eos2 ) Qc
2=C2・Eos2 t=T2のとき、アナログスイッチS2、S4、S6は
オンに、S1、S3、S5はオフであり、このときの等
価回路を図4に示す。
【0016】このとき、キャパシタC1の電荷をキャパ
シタC2に転送し、キャパシタC1、2の電荷をQc1
’Qc2’とすると、 Qc1’=−C1・Eos2 Qc2’=C2(Eos2 +Vr ’−Vr )とな
る。
シタC2に転送し、キャパシタC1、2の電荷をQc1
’Qc2’とすると、 Qc1’=−C1・Eos2 Qc2’=C2(Eos2 +Vr ’−Vr )とな
る。
【0017】オペアンプOP2の反転入力は仮想接地点
であり流入する電荷がゼロであるから、電荷保存則より
、 Qc1+Qc2=Qc1’+Qc2’ C1・(
Vr +Eos1 −Vr ’−Eos2 )+C2・
Eos2 =−C1・E
os2 +C2・(Eos2 +Vr ’−Vr )と
なる。
であり流入する電荷がゼロであるから、電荷保存則より
、 Qc1+Qc2=Qc1’+Qc2’ C1・(
Vr +Eos1 −Vr ’−Eos2 )+C2・
Eos2 =−C1・E
os2 +C2・(Eos2 +Vr ’−Vr )と
なる。
【0018】C1の容量はC2のα倍とし、C1=α・
C2とすると、 α・Vr +α・Eos1 −α・Vr ’−α・
Eos2 +Eos2 =−α
・Eos2 +Eos2 +Vr ’−Vr となり、これ等式によりVr を求めると、Vr =V
r ’−{α/(α+1)}・Eos1 …(2)とな
る。
C2とすると、 α・Vr +α・Eos1 −α・Vr ’−α・
Eos2 +Eos2 =−α
・Eos2 +Eos2 +Vr ’−Vr となり、これ等式によりVr を求めると、Vr =V
r ’−{α/(α+1)}・Eos1 …(2)とな
る。
【0019】(1)式に(2)式を代入すれば出力電流
Io は、 Io =(E−Vr )/Rs −Eos1 /R
s ={E−Vr ’+Eos1 ・α/(
α+1)}/Rs −Eos1 /Rs
=(E−Vr ’)/Rs −{1/(α+1)}・(
Eos1 /Rs )}
…(
3)となる。
Io は、 Io =(E−Vr )/Rs −Eos1 /R
s ={E−Vr ’+Eos1 ・α/(
α+1)}/Rs −Eos1 /Rs
=(E−Vr ’)/Rs −{1/(α+1)}・(
Eos1 /Rs )}
…(
3)となる。
【0020】(3)式では、出力電流Io の誤差はオ
フセット電圧Eos1 の1/(α+1)に軽減されて
いる。 また、(3)式にはオペアンプOP2のオフセット電圧
Eos2 を含まず除去されている。(3)式は、例え
ばC1をC2の10倍にすれば、オフセットによる出力
電流誤差を1/11に軽減できることを示している。こ
のときキャパシタC3は(2)式で示されるVr で充
電され、t=T3の間この電圧を保持する。
フセット電圧Eos1 の1/(α+1)に軽減されて
いる。 また、(3)式にはオペアンプOP2のオフセット電圧
Eos2 を含まず除去されている。(3)式は、例え
ばC1をC2の10倍にすれば、オフセットによる出力
電流誤差を1/11に軽減できることを示している。こ
のときキャパシタC3は(2)式で示されるVr で充
電され、t=T3の間この電圧を保持する。
【0021】t=T3、T5のとき、動作はT1と同様
であるがVr は{α/(α+1)}・Eos1 だけ
減少している。また、t=T4、T6のとき、動作はT
2と同様である。
であるがVr は{α/(α+1)}・Eos1 だけ
減少している。また、t=T4、T6のとき、動作はT
2と同様である。
【0022】図5は本発明の第二の実施例の吸込型の定
電流回路の回路図である。電流源トランジスタにNMO
SトランジスタQ2を使用し、基準抵抗Rs は接地さ
れ、負荷抵抗RL に出力電流Io が吸込まれる。
電流回路の回路図である。電流源トランジスタにNMO
SトランジスタQ2を使用し、基準抵抗Rs は接地さ
れ、負荷抵抗RL に出力電流Io が吸込まれる。
【0023】トランジスタQ2のバイアス回路として負
帰還回路を構成するオペアンプOP1、さらにオフセッ
ト除去用にアナログスイッチS1とS2、キャパシタC
1より構成されるスイッチドキャパシタ、およびキャパ
シタC2とアナログスイッチS3、S4、S5とオペア
ンプOP2により構成される誤差電圧増幅器を有し、さ
らに、オペアンプOP1の非反転入力にはオペアンプO
P2の出力との間にアナログスイッチS6が接地との間
にはキャパシタC3が挿入されていることは、第一の実
施例と同様である。
帰還回路を構成するオペアンプOP1、さらにオフセッ
ト除去用にアナログスイッチS1とS2、キャパシタC
1より構成されるスイッチドキャパシタ、およびキャパ
シタC2とアナログスイッチS3、S4、S5とオペア
ンプOP2により構成される誤差電圧増幅器を有し、さ
らに、オペアンプOP1の非反転入力にはオペアンプO
P2の出力との間にアナログスイッチS6が接地との間
にはキャパシタC3が挿入されていることは、第一の実
施例と同様である。
【0024】本実施例の動作についても第一の実施例と
同様であり、出力電流Io は、 Io =Vr /Rs +Eos1 /Rs …(4)
で示される。
同様であり、出力電流Io は、 Io =Vr /Rs +Eos1 /Rs …(4)
で示される。
【0025】t=T2のとき、Vr は(2)式により
示され、(4)式に(2)式を代入すれば出力電流Io
は、 Io ={Vr ’−Eos1 ・α/(α+1)
}/Rs +Eos1 /Rs =Vr ’
/Rs +{1/(α+1)}・Eos1 /Rs …
(5)と表わされる。
示され、(4)式に(2)式を代入すれば出力電流Io
は、 Io ={Vr ’−Eos1 ・α/(α+1)
}/Rs +Eos1 /Rs =Vr ’
/Rs +{1/(α+1)}・Eos1 /Rs …
(5)と表わされる。
【0026】(5)式では、出力電流Io の誤差はオ
フセット電圧Eos1 の1/(α+1)に軽減されて
いる。 また、(5)式にはオペアンプOP2のオフセット電圧
Eos2 を含まず除去されていることも第一の実施例
と同様である。
フセット電圧Eos1 の1/(α+1)に軽減されて
いる。 また、(5)式にはオペアンプOP2のオフセット電圧
Eos2 を含まず除去されていることも第一の実施例
と同様である。
【0027】尚、電流源トランジスタとしては、電界効
果トランジスタの他、バイポーラトランジスタを用いて
も良いことは明らかである。
果トランジスタの他、バイポーラトランジスタを用いて
も良いことは明らかである。
【0028】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、基準
電圧入力端子にアナログスイッチとキャパシタとにより
構成されるスイッチドキャパシタとオペアンプとの組合
わせによるスイッチドキャパシタ誤差電圧増幅器を設け
、このスイッチドキャパシタ誤差電圧増幅器により、負
帰還用オペアンプのオフセット電圧を除去するようにし
ているので、定電流出力の誤差が大幅に軽減できるとい
う効果がある。
電圧入力端子にアナログスイッチとキャパシタとにより
構成されるスイッチドキャパシタとオペアンプとの組合
わせによるスイッチドキャパシタ誤差電圧増幅器を設け
、このスイッチドキャパシタ誤差電圧増幅器により、負
帰還用オペアンプのオフセット電圧を除去するようにし
ているので、定電流出力の誤差が大幅に軽減できるとい
う効果がある。
【図1】本発明の一実施例の回路図である。
【図2】図1の回路の動作を示す波形図である。
【図3】図1の回路の、動作周期前半における等価回路
図である。
図である。
【図4】図1の回路の、動作周期後半における等価回路
図である。
図である。
【図5】本発明の他の実施例の回路図である。
【図6】従来の吐出型定電流回路の例を示す図である。
C1〜C3 キャパシタ
OP1,OP2 オペアンプ
Q1,Q2 トランジスタ
Rs 基準抵抗
RL 負荷抵抗
S1〜S6 スイッチ
Claims (1)
- 【請求項1】 電流源トランジスタと、このトランジ
スタの出力電流を検出してこの検出電流に応じた電圧を
負帰還入力とする第1のオペアンプとを含み、この第1
のオペアンプの出力を前記トランジスタの動作バイアス
とするようにした定電流回路であって、第1及び第2の
キャパシタと、前記第1のオペアンプの正相入力と基準
電位点との間に接続された第3のキャパシタと、所定基
準電圧が正相入力に供給された第2のオペアンプと、動
作周期の前半で、前記第2のオペアンプの出力をその逆
相入力に帰還し、前記第2のキャパシタを前記第2のオ
ペアンプの正逆相入力間に接続し、更に前記基準電圧と
前記検出電流に応じた電圧との誤差電圧により前記第1
及び第2のキャパシタの直列回路を充電制御する手段と
、前記動作周期の後半で、前記第1のキャパシタを前記
基準電圧と前記第2のオペアンプの逆相入力との間に接
続し、前記第2のキャパシタを前記第2のオペアンプの
負帰還部として構成し、更にこの第2のオペアンプの出
力を前記第1のオペアンプの正相入力へ供給するよう制
御する手段とを含むことを特徴とする定電流回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8779491A JPH04299403A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 定電流回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8779491A JPH04299403A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 定電流回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04299403A true JPH04299403A (ja) | 1992-10-22 |
Family
ID=13924888
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8779491A Pending JPH04299403A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 定電流回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04299403A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102778910A (zh) * | 2011-05-08 | 2012-11-14 | 曹先国 | 高电压基准 |
CN104407660A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-03-11 | 航天长峰朝阳电源有限公司 | 在线式集成一体化高精密恒流源 |
-
1991
- 1991-03-27 JP JP8779491A patent/JPH04299403A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102778910A (zh) * | 2011-05-08 | 2012-11-14 | 曹先国 | 高电压基准 |
CN104407660A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-03-11 | 航天长峰朝阳电源有限公司 | 在线式集成一体化高精密恒流源 |
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