JPH0526207B2 - - Google Patents
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- JPH0526207B2 JPH0526207B2 JP55046356A JP4635680A JPH0526207B2 JP H0526207 B2 JPH0526207 B2 JP H0526207B2 JP 55046356 A JP55046356 A JP 55046356A JP 4635680 A JP4635680 A JP 4635680A JP H0526207 B2 JPH0526207 B2 JP H0526207B2
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- Japan
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- transistor
- current
- emitter
- voltage
- collector
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
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-
- 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
- G05F3/22—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (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】
電源電圧の変動に対して安定な出力電流あるい
は出力電圧を供給できる電源回路として、第１図
あるいは第２図に示すようなものがある。
は出力電圧を供給できる電源回路として、第１図
あるいは第２図に示すようなものがある。
すなわち、第１図の回路においては、抵抗器
R1の端子電圧は、トランジスタQ1のベース・エ
ミツタ間電圧VBEに等しいので、この抵抗器R1に
流れる電流I1は、 I1＝VBE／R1 ……(i) となると共に、この電流I1はトランジスタQ2のコ
レクタ電流でもある。従つて、抵抗器Ｒに出力電
流I1を供給でき、あるいは、端子T1に得力電圧
E1 E1＝VBE／R1Ｒ ……(ii) を取り出すことができる。
R1の端子電圧は、トランジスタQ1のベース・エ
ミツタ間電圧VBEに等しいので、この抵抗器R1に
流れる電流I1は、 I1＝VBE／R1 ……(i) となると共に、この電流I1はトランジスタQ2のコ
レクタ電流でもある。従つて、抵抗器Ｒに出力電
流I1を供給でき、あるいは、端子T1に得力電圧
E1 E1＝VBE／R1Ｒ ……(ii) を取り出すことができる。
そして、この場合、トランジスタQ1，Q2の間
に負変還がかかつているので、出力電流I1あるい
は出力電圧E1は、電源電圧VCCの変動に対して安
定である。
に負変還がかかつているので、出力電流I1あるい
は出力電圧E1は、電源電圧VCCの変動に対して安
定である。
また、第２図の回路においては、ダイオード
D1，D2の端子電圧2VBEと、トランジスタQ1のベ
ース・エミツタ間電圧VBEとの差の電圧VBEが抵
抗器R1に供給されるので、この抵抗器R1に流れ
る電流I1は、やはり(i)式で示される大きさとなる
と共に、この電流I1はトランジスタQ1のコレクタ
電流でもある。従つて、抵抗器Ｒに出力電流I1を
供給でき、あるいは、端子T1に(ii)式で示される
出力電圧E1を得ることができる。
D1，D2の端子電圧2VBEと、トランジスタQ1のベ
ース・エミツタ間電圧VBEとの差の電圧VBEが抵
抗器R1に供給されるので、この抵抗器R1に流れ
る電流I1は、やはり(i)式で示される大きさとなる
と共に、この電流I1はトランジスタQ1のコレクタ
電流でもある。従つて、抵抗器Ｒに出力電流I1を
供給でき、あるいは、端子T1に(ii)式で示される
出力電圧E1を得ることができる。
そして、この場合、ダイオードD1，D2の端子
電圧2VBE及びトランジスタQ1のベース・エミツ
タ間電圧VBEは、電源電圧VCCの変動に対して安
定なので、出力電流I1あるいは出力電圧E1は、電
源電圧VCCの変動に対して安定である。
電圧2VBE及びトランジスタQ1のベース・エミツ
タ間電圧VBEは、電源電圧VCCの変動に対して安
定なので、出力電流I1あるいは出力電圧E1は、電
源電圧VCCの変動に対して安定である。
このように、これらの回路は、電源電圧VCCの
変動に対しては、安定な出力を供給できるが、ト
ランジスタのベース・エミツタ間電圧VBEは、通
常、−1.6〜−2.2ｍＶ／℃程度の負の温度特性を
もつているので、出力電流I1あるいは出力電圧E1
は、温度によつて変動してしまう。
変動に対しては、安定な出力を供給できるが、ト
ランジスタのベース・エミツタ間電圧VBEは、通
常、−1.6〜−2.2ｍＶ／℃程度の負の温度特性を
もつているので、出力電流I1あるいは出力電圧E1
は、温度によつて変動してしまう。
この場合、第２図の回路では、ダイオードD1，
D2を所定の温度係数を有するツエナーダイオー
ドとすることにより出力I1，E1の温度補償ができ
る。しかし、ツエナーダイオードでもツエナー電
圧がほぼ6V以下では、温度係数がトランジスタ
のベース・エミツタ間電圧VBEと同じ負特性にな
るので、電源電圧VCCが低いときには、ツエナー
ダイオードを使用することはできない。
D2を所定の温度係数を有するツエナーダイオー
ドとすることにより出力I1，E1の温度補償ができ
る。しかし、ツエナーダイオードでもツエナー電
圧がほぼ6V以下では、温度係数がトランジスタ
のベース・エミツタ間電圧VBEと同じ負特性にな
るので、電源電圧VCCが低いときには、ツエナー
ダイオードを使用することはできない。
この発明は、このような点にかんがみ、温度変
化に対しても安定な出力を得ることができ、しか
も、電源電圧VCCが低くても有効な電源回路を提
供しようとするものである。
化に対しても安定な出力を得ることができ、しか
も、電源電圧VCCが低くても有効な電源回路を提
供しようとするものである。
以下その一例について説明しよう。
第３図において、電源端子T2と接地との間に、
トランジスタQ1のエミツタ・コレクタ間と、抵
抗器R2とが直列接続され、トランジスタQ1のコ
レクタがトランジスタQ2のベースに接続され、
トランジスタQ2のエミツタがトランジスタQ1の
ベースに接続されると共に抵抗器R1を通じて端
子T2に接続されてはき出し型の電流源が構成さ
れる。
トランジスタQ1のエミツタ・コレクタ間と、抵
抗器R2とが直列接続され、トランジスタQ1のコ
レクタがトランジスタQ2のベースに接続され、
トランジスタQ2のエミツタがトランジスタQ1の
ベースに接続されると共に抵抗器R1を通じて端
子T2に接続されてはき出し型の電流源が構成さ
れる。
さらに、トランジスタQ2のコレクタがトラン
ジスタQ3のコレクタ及びベースに接続され、そ
のエミツタが接地される。また、トランジスタ
Q2のコレクタがトランジスタQ3と等しい特性の
ｎ個のトランジスタQ4a〜Q4oのベースに接続さ
れ、これらのトランジスタQ4a〜Q4oのエミツタ
が共通の抵抗器R3を通じて接地され、それらの
コレクタが共通に抵抗器Ｒを通じて端子T2に接
続されると共に、出力端子T1に接続される。
ジスタQ3のコレクタ及びベースに接続され、そ
のエミツタが接地される。また、トランジスタ
Q2のコレクタがトランジスタQ3と等しい特性の
ｎ個のトランジスタQ4a〜Q4oのベースに接続さ
れ、これらのトランジスタQ4a〜Q4oのエミツタ
が共通の抵抗器R3を通じて接地され、それらの
コレクタが共通に抵抗器Ｒを通じて端子T2に接
続されると共に、出力端子T1に接続される。
このような構成によれば、トランジスタQ1，
Q2は第１図の回路と同様に構成されているので、
トランジスタQ2のコレクタには(i)式で示される
コレクタ電流I1流れる。そして、この電流I1がト
ランジスタQ3のコレクタ電流となつて電圧を生
じると共に、この電圧がトランジスタQ4a〜Q4o
のベースバイアスとなるので、抵抗器Ｒには、ト
ランジスタQ4a〜Q4oの全部のコレクタ電流I2が流
れ、すなわち、抵抗器Ｒに出力電流I2を供給で
き、あるいは、端子T1に、 E1＝I2・Ｒ の出力電圧E1を取り、出すことができる。
Q2は第１図の回路と同様に構成されているので、
トランジスタQ2のコレクタには(i)式で示される
コレクタ電流I1流れる。そして、この電流I1がト
ランジスタQ3のコレクタ電流となつて電圧を生
じると共に、この電圧がトランジスタQ4a〜Q4o
のベースバイアスとなるので、抵抗器Ｒには、ト
ランジスタQ4a〜Q4oの全部のコレクタ電流I2が流
れ、すなわち、抵抗器Ｒに出力電流I2を供給で
き、あるいは、端子T1に、 E1＝I2・Ｒ の出力電圧E1を取り、出すことができる。
そして、この場合、トランジスタQ3のベース
電圧をVBとすれば、トランジスタQ3について、 I1＝Is exp（ｑ／kTVB） ∴VB＝kT／ｑlnI1／Is ……(iii) IS：飽和電流 ｑ：電子の電荷 ｋ：ボルツマン定数 Ｔ：周囲温度 となる。また、トランジスタQ4a〜Q4oについて、 VB＝kT／ｑln（I2／nIs）＋I2R3 ……(iv) となる。従つて、(iii)、(iv)式から I2＝kT／qR3lnnI1／I2 ……(v) となるが、(v)式に(i)式を代入すると、 I2＝kT／qR3lnnVBE／I2R1 ……(vi) となる。
電圧をVBとすれば、トランジスタQ3について、 I1＝Is exp（ｑ／kTVB） ∴VB＝kT／ｑlnI1／Is ……(iii) IS：飽和電流 ｑ：電子の電荷 ｋ：ボルツマン定数 Ｔ：周囲温度 となる。また、トランジスタQ4a〜Q4oについて、 VB＝kT／ｑln（I2／nIs）＋I2R3 ……(iv) となる。従つて、(iii)、(iv)式から I2＝kT／qR3lnnI1／I2 ……(v) となるが、(v)式に(i)式を代入すると、 I2＝kT／qR3lnnVBE／I2R1 ……(vi) となる。
そして、(vi)式を温度Ｔについて微分すると、
dI2／dT＝I2／１＋lnnVBE／I2R1（l
nnVBE／I2R1／Ｔ＋１／VBE dVBE／dT）……(vii) となるので、この(vii)式に(i)式を代入すると、 dI2／dT＝I2／１＋lnnI1／I2（ln
nI1／I2／Ｔ＋１／VBE dVBE／dT）……(viii) となる。
nnVBE／I2R1／Ｔ＋１／VBE dVBE／dT）……(vii) となるので、この(vii)式に(i)式を代入すると、 dI2／dT＝I2／１＋lnnI1／I2（ln
nI1／I2／Ｔ＋１／VBE dVBE／dT）……(viii) となる。
そして、電流I2が温度Ｔによつて変動しないた
めには、 dI2／dT＝０ であるから、(viii)式から lnnI1／I2／Ｔ＋１／VBE dVBE／dT＝０ であればよく、これより nI1／I2＝exp（１／VBE dVBE／dTＴ）……(ix
) とすればよいことになる。すなわち、(ix)式が成立
すれば、出力電流I2は温度Ｔによつて変動するこ
とがない。
めには、 dI2／dT＝０ であるから、(viii)式から lnnI1／I2／Ｔ＋１／VBE dVBE／dT＝０ であればよく、これより nI1／I2＝exp（１／VBE dVBE／dTＴ）……(ix
) とすればよいことになる。すなわち、(ix)式が成立
すれば、出力電流I2は温度Ｔによつて変動するこ
とがない。
これを検証するために温度Ｔが設定温度T0か
らΔTだけ変化した場合の出力電流I2の変化率ΔI2
を求める。
らΔTだけ変化した場合の出力電流I2の変化率ΔI2
を求める。
(viii)式から
ΔI2／ΔT＝I2／１＋lnnI1／I2（lnnI1／I2／Ｔ＋１／V
BE・ΔVBE／ΔT）＝I2／１＋lnnI1／I2（lnnI1／I2／T0
＋ΔT＋１／VBE・ΔVBE／ΔT） ＝I2／１＋lnnI1／I2（lnnI1／I2／T0（１＋ΔT／T0
）＋１／VBE・ΔVBE／ΔT） ここで １／（１＋ΔT／T0） を級数に展開してその第３項までをとればΔI2／ΔT は ΔI2／ΔT≒I2／１＋lnnI1／I2〔lnnI1／I2／T0｛１＋
ΔT／T0（ΔT／T0）2｝＋１／VBE・ΔVBE／ΔT〕 ここで（ΔT／T0）2は無視し得る値であるためこれ を削除すると ΔI2／ΔT≒I2／１＋lnnI1／I2〔lnnI1／I2／T0（１−
ΔT／T0）＋１／VBE・ΔVBE／ΔT となる。そして、この式に(ix)式を適用すると、 ΔI2／ΔT≒−I2／１＋lnnI1／I2・ｎnI1／I2／T0 2・Δ
T ∴ΔI2／I2≒−lnnI1／I2／１＋lnnI1／I2・ΔT2／T0
2……(x) lnnI1／I2＝−１／VBE・dVBE／dTT0 I1，I2はＴ＝T0における電流値 となる。
BE・ΔVBE／ΔT）＝I2／１＋lnnI1／I2（lnnI1／I2／T0
＋ΔT＋１／VBE・ΔVBE／ΔT） ＝I2／１＋lnnI1／I2（lnnI1／I2／T0（１＋ΔT／T0
）＋１／VBE・ΔVBE／ΔT） ここで １／（１＋ΔT／T0） を級数に展開してその第３項までをとればΔI2／ΔT は ΔI2／ΔT≒I2／１＋lnnI1／I2〔lnnI1／I2／T0｛１＋
ΔT／T0（ΔT／T0）2｝＋１／VBE・ΔVBE／ΔT〕 ここで（ΔT／T0）2は無視し得る値であるためこれ を削除すると ΔI2／ΔT≒I2／１＋lnnI1／I2〔lnnI1／I2／T0（１−
ΔT／T0）＋１／VBE・ΔVBE／ΔT となる。そして、この式に(ix)式を適用すると、 ΔI2／ΔT≒−I2／１＋lnnI1／I2・ｎnI1／I2／T0 2・Δ
T ∴ΔI2／I2≒−lnnI1／I2／１＋lnnI1／I2・ΔT2／T0
2……(x) lnnI1／I2＝−１／VBE・dVBE／dTT0 I1，I2はＴ＝T0における電流値 となる。
例えば、T0＝300°K、dVBE／dT＝−２ｍＶとすると
lnnI1／I2＝−１／0.6×（−２）×10-3×300＝１
となる。
従つて、(x)式は、
ΔI2／I2＝−１／１＋１・１／（300）2・（ΔT）2
≒−5.56×10-6・（ΔT）2
となり、出力電流I2は温度変化ΔTに対し非常に
ゆるやかな２次曲線的な変化となる。
ゆるやかな２次曲線的な変化となる。
すなわち、設定温度Ｔに対し(ix)式を満たすよう
に値I1、I2、ｎの関係を設定することで電流源の
温度特性を最も効果的に補償し、安定な出力電流
I2を得ることができる。そして、(ix)式において右
辺は設定温度Ｔ、電流源の温依存性などの使用条
件によつて決まりまた、電流I2は出力電流である
から、これも使用条件によつて決まる。従つて、
具体的には、値I1、ｎを(ix)式により所定値にすれ
ばよい。あるいは、(v)式によれば、電流I1とI2と
の比は、抵抗器R3によつても変わるから、この
抵抗器R3によつて電流I1を決めることもできる。
に値I1、I2、ｎの関係を設定することで電流源の
温度特性を最も効果的に補償し、安定な出力電流
I2を得ることができる。そして、(ix)式において右
辺は設定温度Ｔ、電流源の温依存性などの使用条
件によつて決まりまた、電流I2は出力電流である
から、これも使用条件によつて決まる。従つて、
具体的には、値I1、ｎを(ix)式により所定値にすれ
ばよい。あるいは、(v)式によれば、電流I1とI2と
の比は、抵抗器R3によつても変わるから、この
抵抗器R3によつて電流I1を決めることもできる。
こうして、この発明によれば、温度変化に対し
ても安定な出力電流I2あるいは出力電圧E1を得る
ことができる。しかも、その場合、トランジスタ
Q1のベース・エミツタ間電圧VBEと、トランジス
タQ2のコレクタ・エミツタ間電圧と、トランジ
スタQ3のベース・エミツタ間電圧VBとの和の電
圧が電源電圧VCCに等しいので、電源電圧VCCは
1.5〜1.6V以上であればよく、すなわち、電源電
圧VCCが低くても安定な出力電流I2あるいは出力
電圧E1を取り出すことができる。
ても安定な出力電流I2あるいは出力電圧E1を得る
ことができる。しかも、その場合、トランジスタ
Q1のベース・エミツタ間電圧VBEと、トランジス
タQ2のコレクタ・エミツタ間電圧と、トランジ
スタQ3のベース・エミツタ間電圧VBとの和の電
圧が電源電圧VCCに等しいので、電源電圧VCCは
1.5〜1.6V以上であればよく、すなわち、電源電
圧VCCが低くても安定な出力電流I2あるいは出力
電圧E1を取り出すことができる。
また、抵抗Ｒが温度特性をもつていても、抵抗
器R3によつてその温度特性を補償することもで
きる。
器R3によつてその温度特性を補償することもで
きる。
なお、上述において、トランジスタQ1，Q2の
部分は、第２図の回路で置きかえることもでき、
また、トランジスタQ4a〜Q4oの出力電流I2をカレ
ントミラー回路で取り出すこともできる。さら
に、ｎ個のトランジスタQ4a〜Q4oの代わりに１
個のトランジスタとすると共に、そのエミツタ接
合の接合面積ないし周囲長をｎ倍として等価的に
ｎ個のトランジスタQ4a〜Q4oとしてもよい。
部分は、第２図の回路で置きかえることもでき、
また、トランジスタQ4a〜Q4oの出力電流I2をカレ
ントミラー回路で取り出すこともできる。さら
に、ｎ個のトランジスタQ4a〜Q4oの代わりに１
個のトランジスタとすると共に、そのエミツタ接
合の接合面積ないし周囲長をｎ倍として等価的に
ｎ個のトランジスタQ4a〜Q4oとしてもよい。
第１図及び第２図は従来例の接続図、第３図は
この発明の一例の接続図である。 Q1〜Q4oはトランジスタである。
この発明の一例の接続図である。 Q1〜Q4oはトランジスタである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電流源を構成するトランジスタを有し、この
トランジスのベース・エミツタ間電圧VBEに基い
て所定の出力電流I1を出力させるようにし、ベー
ス及びコレクタが互いに接続されると共にこのベ
ース及びコレクタに上記電流源の出力端が接続さ
れた第１のトランジスタと、この第１のトランジ
スタのベース・エミツタ間特性と同等のベース・
エミツタ間特性を有し、ベース・コレクタ及びエ
ミツタが並列接続されたｎ個（ｎ＝複数）のトラ
ンジスタまたはエミツタ面積ないし周囲長をｎ倍
として等価的にｎ個のトランジスタとした第２の
トランジスタを設け、この第２のトランジスタの
ベースが上記第１のトランジスタのベースに接続
されると共に、エミツタが上記電流源の出力電流
I1の温度特性を補償するための抵抗器を通じて上
記第１のトランジスタのエミツタに接続され、こ
の第２のトランジスタのコレクタから上記電流源
の出力電流I1の温度特性が補償された所定の出力
電流I2を得る際に、 上記ｎの値が周囲温度をＴとしたとき、 nI1／I2＝exp（−１／VBE dVBE／dTＴ） を満足するように選定された電源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4635680A JPS56143022A (en) | 1980-04-08 | 1980-04-08 | Power supply circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4635680A JPS56143022A (en) | 1980-04-08 | 1980-04-08 | Power supply circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56143022A JPS56143022A (en) | 1981-11-07 |
| JPH0526207B2 true JPH0526207B2 (ja) | 1993-04-15 |
Family
ID=12744859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4635680A Granted JPS56143022A (en) | 1980-04-08 | 1980-04-08 | Power supply circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56143022A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009540409A (ja) * | 2006-06-07 | 2009-11-19 | オスラム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | １ｖ〜１０ｖインタフェース用の温度補償電流発生器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020067355A1 (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 株式会社村田製作所 | バイアス回路および電子回路 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5535634B2 (ja) * | 1976-09-10 | 1980-09-16 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5937852Y2 (ja) * | 1978-08-25 | 1984-10-20 | 三菱電機株式会社 | 定電流回路 |
-
1980
- 1980-04-08 JP JP4635680A patent/JPS56143022A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5535634B2 (ja) * | 1976-09-10 | 1980-09-16 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009540409A (ja) * | 2006-06-07 | 2009-11-19 | オスラム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | １ｖ〜１０ｖインタフェース用の温度補償電流発生器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56143022A (en) | 1981-11-07 |
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