JPH0521444B2 - - Google Patents

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JPH0521444B2
JPH0521444B2 JP61093619A JP9361986A JPH0521444B2 JP H0521444 B2 JPH0521444 B2 JP H0521444B2 JP 61093619 A JP61093619 A JP 61093619A JP 9361986 A JP9361986 A JP 9361986A JP H0521444 B2 JPH0521444 B2 JP H0521444B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
gate
drain
transistors
voltage
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP61093619A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62249505A (en
Inventor
Masakazu Ikegami
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
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Publication of JPS62249505A publication Critical patent/JPS62249505A/en
Publication of JPH0521444B2 publication Critical patent/JPH0521444B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電流ミラー回路に関し、特にもMOS
トランジスタにより作られるモノリシツク電流ミ
ラー回路に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a current mirror circuit, and particularly to a MOS
It concerns a monolithic current mirror circuit made of transistors.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

電流ミラー回路は演算増幅器の定電流源や差動
増幅段の負荷として使用されるように、アナログ
回路の主要回路の1つである。従来よりよく使用
されている電流ミラー回路の一例を第2図に示
す。同図において出力端子3より流れ込む電流I0
は定電流源の電流値とMOSトランジスタQ7と
Q8の形状比によつて決まるが、出力端子3の電
圧変動によつてMOSトランジスタQ8がチヤネ
ル長変調効果を受け、電流I0が変化するという欠
点がある。この欠点を除去するためには出力端子
3の電圧変動がMOSトランジスタQ8に及ばな
いようにすればよい。
A current mirror circuit is one of the main circuits of an analog circuit, as it is used as a constant current source of an operational amplifier or as a load of a differential amplification stage. An example of a conventionally commonly used current mirror circuit is shown in FIG. In the same figure, the current flowing from output terminal 3 is I 0
is determined by the current value of the constant current source and the shape ratio of MOS transistors Q7 and Q8, but the disadvantage is that MOS transistor Q8 is subjected to a channel length modulation effect due to voltage fluctuations at output terminal 3, and current I 0 changes. There is. In order to eliminate this drawback, it is sufficient to prevent voltage fluctuations at the output terminal 3 from reaching the MOS transistor Q8.

第3図にこの欠点を改良した従来のカスケード
電流ミラー回路を示す。第3図において出力端子
3の電圧変動はMOSトランジスタQ11によつ
てアイソレートされるためMOSトランジスタQ
12のドレイン−ソース間電圧が一定となり、出
力端子4から流れ込む電流はその端子電圧に依存
せず安定する。また第4図に示す改良型ウイルソ
ンカレントミラー回路においても同様に出力端子
6から流れ込む電流は、その端子電電圧に依頼せ
ず安定する。
FIG. 3 shows a conventional cascade current mirror circuit that improves this drawback. In Fig. 3, the voltage fluctuation at the output terminal 3 is isolated by the MOS transistor Q11, so the MOS transistor Q
The drain-source voltage of the output terminal 4 becomes constant, and the current flowing from the output terminal 4 becomes stable regardless of the terminal voltage. Similarly, in the improved Wilson current mirror circuit shown in FIG. 4, the current flowing from the output terminal 6 is stabilized without depending on the terminal voltage.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら上述した従来のカスケード電流ミ
ラー回路は基準電流入力側のMOSトランジスタ
がダイオード接続された2段直列接続となるため
定電流源と接続される点の電圧はVDSsatの2倍以
上の電圧であることが必要になり、マイコンイン
ターフエース持つアナログ−デジタル混存LSI
(例えばA/D変換器、D/A変換器)のように
5V単一電源で動作が必要な場合に基準入力側
MOSトランジスタと直列に接続可能なトランジ
スタはせいぜい1個か2個となり電流ミラー回路
としてアプリケーシヨン上制約を受けるという欠
点がある。また改良型ウイルソンカレントミラー
回路においても定電流源と接続される点の電圧は
VDSsatの2倍以上必要となり同じような制約を受
けるという欠点がある。
However, in the conventional cascade current mirror circuit described above, the MOS transistor on the reference current input side is diode-connected and connected in series, so the voltage at the point connected to the constant current source is more than twice V DS sat. Analog-digital mixed LSI with microcontroller interface is required.
(e.g. A/D converter, D/A converter)
Reference input side when operation with a single 5V power supply is required.
The disadvantage is that the number of transistors that can be connected in series with the MOS transistor is at most one or two, which limits the application of the current mirror circuit. Also, in the improved Wilson current mirror circuit, the voltage at the point connected to the constant current source is
It has the disadvantage that it requires more than twice the V DS sat and is subject to similar restrictions.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の電流ミラー回路は、ゲートが共通に接
続された第1と第2のトランジスタと、第1のト
ランジスタのドレインにドレインとゲートが接続
された第3のトランジスタと、第2のトランジス
タのドレインにドレインが接続された第4のトラ
ンジスタと、第4のトランジスタのドレインにゲ
ートが接続され第4のトランジスタのゲートにソ
ースが接続された第5のトランジスタと、第5の
トランジスタのソースにドレインが接続され第3
のトランジスタのゲートにゲートが接続された第
6のトランジスタとからなり、前記第1と第2の
トランジスタの形状比と前記第3と第4のトラン
ジスタの形状比とを等しく設定しさらに前記第5
と第6のトランジスタの形状を等しく設定したこ
とを特徴とする。
The current mirror circuit of the present invention includes first and second transistors whose gates are commonly connected, a third transistor whose drain and gate are connected to the drain of the first transistor, and a drain of the second transistor. a fourth transistor whose drain is connected to the fourth transistor; a fifth transistor whose gate is connected to the drain of the fourth transistor and whose source is connected to the gate of the fourth transistor; and a fifth transistor whose drain is connected to the source of the fifth transistor. connected third
a sixth transistor whose gate is connected to the gate of the transistor, the shape ratio of the first and second transistors and the shape ratio of the third and fourth transistors are set equal;
and the sixth transistor are set to have the same shape.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明にいて図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例の回路図を示してい
る。MOSトランジスタQ1,Q2(以下MOSは
省略)は同じ素子形状(ゲート長L、ゲート幅W
が等しい)のPchトランジスタであり端子1より
ゲートが一定電圧でバイアスされた定電流源であ
る。トランジスタQ3はドレインとゲートとが短
絡されたダイオード接続のNchトランジスタであ
り、トランジスタQ1から流れる電流によつてト
ランジスタQ6のゲートをバイアスする電圧を作
つている。またトランジスタQ6はNchトランジ
スタで構成され、出力電流I0を流すための定電流
源である。トランジスタQ4はトランジスタQ2
と同じ素子サイズのNchトランジスタで構成さ
れ、トランジスタQ2と対になつてインバーター
となる。トランジスタQ5はNchトランジスタで
構成され、出力端子2の電圧変動からトランジス
タQ6をアイソレートするためのものであり、ト
ランジスタQ2,Q4よりなるインバータによつ
て帰還がかけられている。
FIG. 1 shows a circuit diagram of one embodiment of the present invention. MOS transistors Q1 and Q2 (hereinafter MOS is omitted) have the same element shape (gate length L, gate width W).
It is a constant current source whose gate is biased at a constant voltage from terminal 1. The transistor Q3 is a diode-connected Nch transistor whose drain and gate are short-circuited, and generates a voltage that biases the gate of the transistor Q6 by the current flowing from the transistor Q1. Further, the transistor Q6 is composed of an Nch transistor, and is a constant current source for flowing the output current I0 . Transistor Q4 is transistor Q2
It is composed of N-channel transistors with the same element size as , and is paired with transistor Q2 to form an inverter. Transistor Q5 is composed of an Nch transistor, and is used to isolate transistor Q6 from voltage fluctuations at output terminal 2, and is fed back by an inverter composed of transistors Q2 and Q4.

次に動作について説明する。端子1によりバイ
アスされたトランジスタQ1よりの電流はトラン
ジスタQ3によつて電圧に変えられトランジスタ
Q6のゲートをバイアスする。トランジスタQ1
と同じ素子形状のトランジスタQ2にも端子1か
ら同じ電圧がバイアスされるためトランジスタQ
1と同じ電流が流れる。トランジスタQ4はQ3
と同じ素子形状であり、トランジスタQ2から流
れる電流を引き込むためにはトランジスタQ4の
ゲートはトランジスタQ3のゲートと同じ電圧で
バイアスされなければならない。この動作がトラ
ンジスタQ2,Q4,Q5より構成される帰還系
によつてなされる。従つてトランジスタQ6のド
レインはトランジスタQ3のドレインと同じ電圧
となり、もしもトランジスタQ3とQ6とが同じ
素子形状の場合には同値の電流が流れる。また出
力端子2の電圧変化はトランジスタQ2,Q4よ
り構成されたインバーターによつて帰還のかけら
れたトランジスタQ5によつてアイソレートされ
るため、トランジスタQ6のドレイン電圧が出力
端子2の電圧変化に何ら影響を受けなくなり出力
電流I0は出力端子2の電圧変化に対して安定化す
る。さらに従来例のカスゲート電流ミラー回路の
場合トランジスタQ5に相当するトランジスタは
一定電圧でバイアスされているだけであるが本発
明においては、インバーターによつて帰還がかけ
られているため出力端子でのインピーダンスはさ
らにインバーターの増幅度倍されるために非常に
高いものとなる。また入力電流側の構成はドレイ
ンゲート短絡されたトランジスタが1個だけであ
り、トランジスタQ5にデイプリツシヨン型のも
のを使用すれば低電圧でも動作可能となり、アプ
リケーシヨン上自由度が増す。
Next, the operation will be explained. The current from transistor Q1 biased by terminal 1 is converted to a voltage by transistor Q3 biasing the gate of transistor Q6. Transistor Q1
The same voltage is biased from terminal 1 to transistor Q2, which has the same element shape as transistor Q2.
The same current as 1 flows. Transistor Q4 is Q3
The gate of transistor Q4 must be biased with the same voltage as the gate of transistor Q3 in order to draw the current flowing from transistor Q2. This operation is performed by a feedback system composed of transistors Q2, Q4, and Q5. Therefore, the drain of transistor Q6 has the same voltage as the drain of transistor Q3, and if transistors Q3 and Q6 have the same element shape, the same current flows. Furthermore, since the voltage change at the output terminal 2 is isolated by the transistor Q5 which is fed back by the inverter composed of the transistors Q2 and Q4, the drain voltage of the transistor Q6 has no effect on the voltage change at the output terminal 2. The output current I 0 becomes stable against voltage changes at the output terminal 2. Furthermore, in the conventional cassgate current mirror circuit, the transistor corresponding to transistor Q5 is only biased with a constant voltage, but in the present invention, since feedback is applied by an inverter, the impedance at the output terminal is Furthermore, since the amplification factor of the inverter is multiplied, it becomes very high. Furthermore, the configuration on the input current side has only one transistor whose drain and gate are short-circuited, and if a depletion type transistor is used as the transistor Q5, it can be operated even at a low voltage, increasing the degree of freedom in terms of application.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明はミラー側電流源
MOSトランジスタにインバーターによつて帰還
をかけられたトランジスタを縦続接続することに
よつて出力端子でのインピーダンスを非常に高め
ることができ、よつて出力電流が出力端子での電
圧変化に対して安定となる。また低電圧でも動作
可能であるためアプリケーシヨン上の自由度も増
すことになる。また本発明は各トランジスタの導
電型を逆にしVDD,GNDを入れかえても同様な
動作することは明らかであり、またバイポーラト
ランジスタによつても同様な構成可能である。
As explained above, the present invention is based on a current source on the mirror side.
By cascading a MOS transistor with a transistor fed back by an inverter, the impedance at the output terminal can be greatly increased, and the output current is therefore stable against voltage changes at the output terminal. Become. Furthermore, since it can operate even at low voltages, the degree of freedom in applications increases. Furthermore, it is clear that the present invention operates in the same way even if the conductivity type of each transistor is reversed and VDD and GND are switched, and a similar configuration can also be made using bipolar transistors.

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

第1図は本発明の一実施例の回路図、第2図は
従来の電流ミラー回路の回路図、第3図は従来の
カスケード電流ミラー回路の回路図、第4図は従
来の改良型ウイルソン電流ミラー回路の回路図で
ある。 Q1〜Q12……MOSトランジスタ、1……
バイアス端子、2,3,4,5……出力端子。
Fig. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a circuit diagram of a conventional current mirror circuit, Fig. 3 is a circuit diagram of a conventional cascade current mirror circuit, and Fig. 4 is a circuit diagram of a conventional improved Wilson circuit. FIG. 3 is a circuit diagram of a current mirror circuit. Q1-Q12...MOS transistor, 1...
Bias terminal, 2, 3, 4, 5...output terminal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ゲートが共通に接続された第1と第2のトラ
ンジスタと、前記第1のトランジスタのドレイン
にドレインとゲートが接続された第3のトランジ
スタと、第2のトランジスタのドレインにドレイ
ンが接続された第4のトランジスタと、第4のト
ランジスタのドレインにゲートが接続され第4の
トランジスタのゲートにソースが接続された第5
のトランジスタと、第5のトランジスタのソース
にドレインが接続され第3のトランジスタのゲー
トにゲートが接続された第6のトランジスタとか
らなり、前記第1と第2のトランジスタの形状比
と前記第3と第4のトランジスタとの形状比とを
等しく設定しさらに前記第5と第6のトランジス
タとの形状を等しく設定したことを特徴とする電
流ミラー回路。
1 first and second transistors whose gates are commonly connected; a third transistor whose drain and gate are connected to the drain of the first transistor; and whose drain is connected to the drain of the second transistor. a fourth transistor, and a fifth transistor whose gate is connected to the drain of the fourth transistor and whose source is connected to the gate of the fourth transistor.
and a sixth transistor whose drain is connected to the source of the fifth transistor and whose gate is connected to the gate of the third transistor, and the shape ratio of the first and second transistors and the third A current mirror circuit characterized in that the shape ratios of the and fourth transistors are set equal, and the shapes of the fifth and sixth transistors are set equal.
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JPS62249505A JPS62249505A (en) 1987-10-30
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