JPH05297969A - バンドギャップ定電流回路 - Google Patents

バンドギャップ定電流回路

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JPH05297969A
JPH05297969A JP9662892A JP9662892A JPH05297969A JP H05297969 A JPH05297969 A JP H05297969A JP 9662892 A JP9662892 A JP 9662892A JP 9662892 A JP9662892 A JP 9662892A JP H05297969 A JPH05297969 A JP H05297969A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
circuit
collector
base
constant current
Prior art date
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Pending
Application number
JP9662892A
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English (en)
Inventor
Ayumi Adachi
歩 安達
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 定常動作中の消費電力を低減することができ
るバンドギャップ定電流回路を得る。 【構成】 スタータ回路17において、電源ラインと接
地との間に、電源オン時に急速に充電し所定時間経過後
に満充電するコンデンサCを抵抗Rを介して設け
る。電源オン時には、コンデンサCを流れる電流によ
り抵抗Rの電源端に生ずる電圧によりトランジスタQ
がオンする。これにより、メイン定電流回路11の起
動が確実に行われる。一方、起動後所定時間が経過する
とコンデンサCが満充電となり、抵抗Rを電流が流
れなくなる。これにより、トランジスタQがオフとな
りスタータ回路17の各素子を流れる電流が停止する。
従って、メイン定電流回路11の定常動作中における無
駄な電力消費を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はバンドギャップ定電流回
路に係わり、特に電源電圧印加時にバンドギャップ定電
源回路を起動させるためのスタータ回路の構成に関す
る。
【0002】
【従来の技術】トランジスタのベース電流の定電流源と
して、いわゆるバンドギャップ定電流回路があるが、こ
の回路は温度変化に影響されずにベース電流を安定化す
ることができ、集積回路内においても広く用いられてい
る。
【0003】一般に、このバンドギャップ定電流回路に
おいては、電源電圧印加時に起動させるためのスタータ
回路が用いられている。
【0004】以下、図3とともに、従来のバンドギャッ
プ定電流回路について説明する。
【0005】このバンドギャップ定電流回路は、定電流
源として動作するメイン定電流回路11と、このメイン
定電流回路に起動をかけるためのスタータ回路12と、
起動後にスタータ回路12を停止させるための停止回路
13から構成される。
【0006】メイン定電流回路11には、コレクタ・ベ
ース間が接続されたトランジスタQ、及びこれと同一
の特性を有するトランジスタQが設けられ、両者はい
わゆるミラー接続されている。すなわち、トランジスタ
,Qのエミッタはそれぞれ同一の値を有する抵抗
,Rを介して直流電圧VCCが印加される電源端
子15に接続され、両者のベース同士は接続されてい
る。
【0007】トランジスタQのコレクタは、コレクタ
・ベース間が接続されたトランジスタQのコレクタに
接続され、トランジスタQのコレクタはトランジスタ
のコレクタに接続される。トランジスタQのエミ
ッタの面積はトランジスタQのエミッタの面積のn倍
となっている。トランジスタQのベースはトランジス
タQ,Qのベースに接続され、これら3つのトラン
ジスタはミラー接続となっている。トランジスタQ
エミッタは直接接地され、トランジスタQのエミッタ
は抵抗Rを介して接地されている。また、トランジス
タQのコレクタは、定電流の供給を必要とする回路
(図示せず)の端子14に接続され、エミッタは接地さ
れている。
【0008】スタータ回路12には、コレクタ・ベース
間が接続されたエミッタ接地のトランジスタQが設け
られている。このトランジスタQのコレクタは、抵抗
を介して電源端子15に接続される一方、ベースは
トランジスタQと同一特性のエミッタ接地のトランジ
スタQのベースに接続される。これにより両者はミラ
ー接続となっている。トランジスタQのコレクタはメ
イン定電流回路11のトランジスタQのコレクタに接
続されている。
【0009】停止回路13には、メイン定電流回路11
のトランジスタQ,Qと同一特性を有しこれらとベ
ース同士を接続されたトランジスタQが設けられてい
る。このトランジスタQのコレクタは抵抗Rを介し
て電源端子15に接続され、エミッタは抵抗Rを介し
て接地されるとともに、エミッタ接地のトランジスタQ
のベースに接続されている。このトランジスタQ
コレクタはスタータ回路12のトランジスタQのコレ
クタに接続されている。
【0010】以上のような構成のバンドギャップ定電流
回路の動作を説明する。
【0011】電源端子15に直流電圧VCCを印加する
と、まずスタータ回路12の抵抗Rを介してトランジ
スタQのコレクタ・エミッタ間に電流が流れ、トラン
ジスタQにはベース・エミッタ間電圧VBEが発生す
る。これにより、トランジスタQのミラーとなってい
るトランジスタQがオンし、メイン定電流回路11の
抵抗R,トランジスタQのエミッタ・コレクタ間、
及びトランジスタQのコレクタ・エミッタ間の経路で
電流が流れるため、トランジスタQにはベース・エミ
ッタ間電圧VBEが発生する。このため、トランジスタ
のミラーとなっているトランジスタQ,Qがオ
ンとなり、抵抗R,トランジスタQのエミッタ・ベ
ース間を電流Iが流れ、トランジスタQがオンとな
る。これにより、トランジスタQのミラーとなってい
るトランジスタQ,Qがオンし、トランジスタQ
を流れる電流Iと同一の電流Iが流れる。すなわ
ち、図示しない回路から端子14を介して定電流I
引き出されることとなる。
【0012】なお、このようにして得られる定電流I
は以下のようにして求められる。すなわち、上記したよ
うに、トランジスタQ,Qは同一特性のトランジス
タであること、トランジスタQのエミッタ面積はトラ
ンジスタQのエミッタ面積のn倍であること、及び抵
抗R=Rであることを考慮すると、トランジスタQ
のベース・エミッタ間電圧VBE(Q)は次の
(1)式となる。
【0013】 VBE(Q)=(kT/q)・ln(I/IS) ……(1) 但し、ISは飽和電流で一定値、kはボルツマン定数
(1.38×10-23 J/K)、qは電子の電荷量
(1.6×10-19 C)、及びTは絶対温度(K)であ
る。
【0014】一方、トランジスタQのベース・エミッ
タ間電圧VBE(Q)は図より明らかなように次の
(2)式として表される。
【0015】 VBE(Q)=VBE(Q)+R・I =(kT/q)・ln〔I/(IS・n)〕+R・I ……(2) 従って、(1),(2)式より、電流Iは次の(3)
式となる。
【0016】 I0=(VT/R)・ln(n) ……(3) 但し、VT=kT/qである。
【0017】一方、トランジスタQの動作に伴ってト
ランジスタQがオンすると、抵抗Rの両端にはこれ
を流れる電流に応じた電圧が発生するため、トランジス
タQがオンとなる。このため、トランジスタQ,Q
はオフとなり、このスタータ回路12が動作が停止す
る。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】このように、上記した
従来のバンドギャップ電源回路では、メイン定電流回路
11の起動後は、停止回路13の働きによりスタータ回
路12が停止されるためこのスタータ回路12に電流が
流れることはなく、メイン定電流回路11は単独で動作
する。しかしながら、停止回路13においては、その後
も、抵抗R〜トランジスタQの経路、及び抵抗R
〜トランジスタQ〜抵抗Rの経路で電流が常時流れ
ることとなる。このため、定常状態において無駄な電力
を消費するという問題があった。
【0019】この発明は、かかる課題を解決するために
なされたもので、定常動作中の消費電力を低減すること
ができるバンドギャップ定電流回路を得ることを目的と
する。
【0020】
【課題を解決するための手段】この発明に係るバンドギ
ャップ電源回路は、第1の抵抗を介してエミッタを第1
電源に接続した第1トランジスタと、第2の抵抗を介し
てエミッタを第1電源に接続しベースを前記第1トラン
ジスタのベースに接続するとともにコレクタ・ベース間
を接続した第2トランジスタと、コレクタ・ベース間を
接続するとともにコレクタを前記第1トランジスタのコ
レクタに接続しエミッタを第2電源に接続した第3トラ
ンジスタと、コレクタを前記第2トランジスタのコレク
タに接続しベースを前記第3トランジスタのベースに接
続するとともにエミッタを第3の抵抗を介して第2電源
に接続した第4トランジスタと、エミッタを第2電源に
接地しコレクタを定電流供給の対象となる回路に接続す
るとともにベースを前記第3トランジスタのベースに接
続した第5トランジスタとを有するメイン定電流回路を
備えたバンドギャップ定電流回路において、一端を第1
電源に接続したコンデンサと、一端を前記コンデンサの
他端に接続し他端を第2電源に接続した第4の抵抗と、
ベースを前記コンデンサと第4の抵抗との間に接続する
とともにコレクタを前記第2トランジスタのコレクタと
第4トランジスタのコレクタとの間に接続しエミッタを
第2電源に接続した第6トランジスタを含むスタータ回
路を備えたことを特徴とするものである。
【0021】
【作用】この発明に係るバンドギャップ電源回路では、
電源ラインと接地との間に、電源オン時に急速に充電し
所定時間経過後に満充電するコンデンサを抵抗を介して
設け、電源オン時にコンデンサを流れる電流により第4
の抵抗端に生ずる電圧を用いてメイン定電流回路起動用
の第6トランジスタをオンさせることとしたので、メイ
ン定電流回路の起動を確実に行うことができるととも
に、所定時間経過後はスタータ回路の各素子を流れる電
流が停止する。
【0022】
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【0023】図1は本発明の一実施例におけるバンドギ
ャップ定電流回路を表わしたものである。この図で、従
来例(図3)と同一部分には同一の符号を付し、適宜説
明を省略する。
【0024】この回路には、一端を電源端子15に接続
され他端をエミッタ接地のトランジスタQのベースに
接続されたコンデンサCが設けられている。トランジ
スタQのベースは、一端を接地された抵抗Rの他端
に接続され、コレクタはメイン定電流回路11のトラン
ジスタQのコレクタに接続されている。その他の構成
は従来例と同一である。
【0025】このような構成のバンドギャップ定電流回
路の動作を説明する。
【0026】まず、電源端子15に直流電圧VCCが印
加されると、スタータ回路17のコンデンサCが瞬時
に短絡状態となり、コンデンサC〜抵抗Rの経路に
電流が流れる。これにより、抵抗Rの両端に電圧が発
生し、トランジスタQがオンとなる。
【0027】このため、メイン定電流回路11の抵抗R
,トランジスタQのエミッタ・コレクタ間、及びト
ランジスタQのコレクタ・エミッタ間の経路で電流が
流れ、トランジスタQにはベース・エミッタ間電圧V
BEが発生する。これにより、トランジスタQのミラ
ーとなっているトランジスタQがオンとなり、抵抗R
,トランジスタQのエミッタ・ベース間を電流I
が流れ、トランジスタQがオンとなる。これにより、
トランジスタQのミラーとなっているトランジスタQ
,Qがオンし、トランジスタQを流れる電流I
と同一の電流Iが流れる。すなわち、図示しない回路
から端子14を介して定電流Iが引き出されることと
なる。なお、このようにして得られる定電流Iは上記
した(3)式により表される。
【0028】一方、メイン定電流回路11の起動後、ス
タータ回路17のコンデンサCの両端電圧がVCCに
等しくなる時間t(=C・R)を経過すると、コン
デンサCに流れる電流は停止し、トランジスタQ
オフとなる。これにより、スタータ回路17には電流が
全く流れず、メイン定電流回路11の定常動作中におけ
る無駄な電力消費を防止することができる。
【0029】なお、コンデンサCをIC回路内に設け
る場合は、図2のような構成とすることにより、その専
有面積を小さくすることができる。すなわち、電源端子
15(図1)をパッド27とし、これより電源ラインと
してのアルミ配線25を延設する。一方、他の配線層に
抵抗R(図1)として抵抗体22を設け、これをビア
26を介してアルミ配線23に接続する。このとき、ア
ルミ配線23と25とを並列に長く配置する。これによ
りこの並列配線領域24がコンデンサCとして機能す
ることとなる。なお、並列配線領域24の長さはコンデ
ンサCに要求される容量に応じて適宜設定すればよ
い。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電源ラインと接地との間に、電源オン時に急速に充電し
所定時間経過後に満充電するコンデンサを抵抗を介して
設け、電源オン時にコンデンサを流れる電流により抵抗
端に生ずる電圧を用いてメイン定電流回路起動用のトラ
ンジスタをオンさせることとしたので、メイン定電流回
路の起動を確実に行うことができるとともに、所定時間
経過後はこれらの素子を流れる電流が停止する。従っ
て、メイン定電流回路起動後において無駄な電流が流れ
るのを防止でき、省電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるバンドギャップ定電
流回路を示す回路図である。
【図2】このバンドギャップ定電流回路におけるスター
タ回路の実体配線パターンを示す説明図である。
【図3】従来のバンドギャップ定電流回路を示す回路図
である。
【符号の説明】
11 メイン定電流回路 12 スタータ回路 13 停止回路 15 電源端子 17 スタータ回路 C コンデンサ Q トランジスタ R 抵抗

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の抵抗を介してエミッタを第1電源
    に接続した第1トランジスタと、第2の抵抗を介してエ
    ミッタを第1電源に接続しベースを前記第1トランジス
    タのベースに接続するとともにコレクタ・ベース間を接
    続した第2トランジスタと、コレクタ・ベース間を接続
    するとともにコレクタを前記第1トランジスタのコレク
    タに接続しエミッタを第2電源に接続した第3トランジ
    スタと、コレクタを前記第2トランジスタのコレクタに
    接続しベースを前記第3トランジスタのベースに接続す
    るとともにエミッタを第3の抵抗を介して第2電源に接
    続した第4トランジスタと、エミッタを第2電源に接地
    しコレクタを定電流供給の対象となる回路に接続すると
    ともにベースを前記第3トランジスタのベースに接続し
    た第5トランジスタとを有するメイン定電流回路を備え
    たバンドギャップ定電流回路において、 一端を第1電源に接続したコンデンサと、一端を前記コ
    ンデンサの他端に接続し他端を第2電源に接続した第4
    の抵抗と、ベースを前記コンデンサと第4の抵抗との間
    に接続するとともにコレクタを前記第2トランジスタの
    コレクタと第4トランジスタのコレクタとの間に接続し
    エミッタを第2電源に接続した第6トランジスタを含む
    スタータ回路を備えたことを特徴とするバンドギャップ
    定電流回路。
JP9662892A 1992-04-16 1992-04-16 バンドギャップ定電流回路 Pending JPH05297969A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07230331A (ja) * 1994-02-15 1995-08-29 Lg Semicon Co Ltd 起動回路を有する基準電圧発生回路
US6498528B2 (en) 2000-02-08 2002-12-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Reference voltage generation circuit
US7633279B2 (en) 2005-03-04 2009-12-15 Elpida Memory, Inc. Power supply circuit

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