JPH0529845A - カレントミラー回路 - Google Patents

カレントミラー回路

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JPH0529845A
JPH0529845A JP3208595A JP20859591A JPH0529845A JP H0529845 A JPH0529845 A JP H0529845A JP 3208595 A JP3208595 A JP 3208595A JP 20859591 A JP20859591 A JP 20859591A JP H0529845 A JPH0529845 A JP H0529845A
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JP
Japan
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transistor
circuit
current
base
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP3208595A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsu Takeda
克 竹田
Shigeyoshi Hayashi
成嘉 林
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.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/34DC amplifiers in which all stages are DC-coupled
    • H03F3/343DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-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
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/26Current mirrors
    • G05F3/265Current mirrors using bipolar transistors only

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  • Amplifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】入力信号の上限電圧と電源電圧との差が従来よ
り1Vf 小さくても動作が可能なカレントミラー回路を
実現する。 【構成】トランジスタQ1は、エミッタが抵抗R1を介
して電源端子Vccに接続され、ベースがコレクタに接続
され、ベースとコレクタの接続点が定電流回路を介して
接地端子GNDに接続されている。トランジスタQ2
は、エミッタが抵抗R2を介して電源端子Vccに接続さ
れ、自身のベースがトランジスタQ1のベースに接続さ
れている。そして、入力端子がトランジスタQ1のエミ
ッタに接続されて入力信号電流Iinを受け、出力端子が
トランジスタQ2のコレクタに接続されて出力信号電流
Iout を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、カレントミラー回路
に関し、詳しくは、音響機器,映像機器等の信号処理回
路に用いられるものであって低電源電圧でも動作可能な
カレントミラー回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の構成のカレントミラー回路
の一例であって、正電源Vcc側にPNP型トランジスタ
を用いた構成の回路図である。この回路は、構成素子と
してトランジスタQ1とトランジスタQ2,抵抗R1,
抵抗R2を備えている。トランジスタQ1は、エミッタ
が抵抗R1を介して電源Vccに接続され、ベースがコレ
クタに接続され、ベースとコレクタの接続点が入力端子
に接続されている。
【0003】トランジスタQ2は、エミッタが抵抗R2
を介して電源Vccに接続され、自身のベースがトランジ
スタQ1のベースに接続され、コレクタが出力端子に接
続されている。このように、トランジスタQ1とトラン
ジスタQ2のベースが互いに接続されて同電位なので、
トランジスタQ1,Q2が能動状態にあるときは、トラ
ンジスタQ1のベースにおける電源電圧Vccからの電圧
降下がトランジスタQ2のベースにおける電源電圧Vcc
からの電圧降下に等しい、すなわち抵抗R1による電位
差と1Vf の和が抵抗R2による電位差と1Vf の和に
等しい。
【0004】したがって、抵抗R1と抵抗R2の抵抗値
に応じて、抵抗R1を流れる電流と抵抗R2を流れる電
流との関係が定まる。特に、抵抗R1と抵抗R2の抵抗
値を等しくすれば、前記2つの電流の値は実質的に等し
くなる。その結果、微小な電流の差異を無視すれば、入
力端子から前段回路へ流れる入力信号電流Iinに等しい
出力信号電流Iout が出力端子から後段回路若しくは負
荷へ流れ出る。特に、電流変動分のみを信号電流とすれ
ば、入力信号電流と出力信号電流とはよく一致するの
で、この回路は、信号電流の向きを反転するために広く
用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の構成のカレント
ミラー回路にあっては、前述の如く、トランジスタQ1
のベースにおける電源電圧からの電圧降下が、抵抗R1
による電位差と1Vf の和である。そして、入力端子が
トランジスタQ1のベースとも直接接続されているか
ら、入力端子における電源電圧からの電圧降下も同じ値
である。このことは、電源電圧に対しこの電圧降下分だ
け低い電圧を、入力信号が越えた場合には、信号電流を
正しく反転できない。つまり、入力信号の上限電圧がそ
の電圧を越えては正常動作しないことを示す。入力信号
を基準として表現を改めると、電源電圧には、有効な信
号電圧に対して、抵抗R1による電位差と1Vfの和以
上の余裕が必要である。
【0006】しかし、近年の機器の小型化、特に携帯用
機器が小型バッテリーでも長時間作動できるようにする
ことへの要求が強く、さらにICパターンの微細化に伴
う耐電圧低下等の制約も在り、電源電圧が十分な余裕を
もつことを前提とした従来の回路構成だけでは、機器の
回路設計が極めて困難な状況に至っている。この発明の
目的は、このような従来技術の問題点を解決するための
ものであって、入力信号の上限電圧と電源電圧との差が
より小さくても正常動作が可能なカレントミラー回路の
構成を実現し、もって低消費電力,低電源電圧の機器の
回路設計の自由度増大に貢献することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
のこの発明のカレントミラー回路の構成は、第1,第2
のトランジスタと第1,第2の抵抗とを備えるものであ
る。第1のトランジスタは、PNPトランジスタで、エ
ミッタが第1の抵抗を介して電源端子に接続され、ベー
スがコレクタに接続され、ベースとコレクタの接続点が
定電流回路を介して接地端子に接続されている。第2の
トランジスタは、PNPトランジスタで、エミッタが第
2の抵抗を介して前記電源端子に接続され、自身のベー
スが第1のトランジスタのベースに接続されている。
【0008】そして、入力端子が第1のトランジスタの
エミッタに接続され、出力端子が第2のトランジスタの
コレクタに接続されている。なお、上記の第1,第2の
トランジスタが共にNPN型であってもよい。さらに、
前記電源端子は、他のバイアス点であってもよく、前記
接地端子は他の基準端子であってもよい。
【0009】
【作用】以上のような構成のカレントミラー回路(図1
参照)にあっては、第1のトランジスタ(Q1)は定電
流源によって流される電流(I1 )により常に能動状態
を保っている。そして、第1のトランジスタと第2のト
ランジスタ(Q2)のベースが互いに接続されて同電位
なので、第2のトランジスタも能動状態にあるときは、
第1のトランジスタのベースにおける電源電圧(Vcc)
からの電圧降下が第2のトランジスタのベースにおける
電源電圧からの電圧降下に等しい、すなわち第1の抵抗
(R1)における電位差と1Vf の和が第2の抵抗(R
2)における電位差と1Vf の和に等しい。
【0010】したがって、先に述べた従来のものと同様
に第1の抵抗と第2の抵抗の抵抗値に応じて、第1の抵
抗を流れる電流と第2の抵抗を流れる電流との関係が定
まり、特に、第1の抵抗と第2の抵抗の抵抗値を等しく
すれば、前記2つの電流は実質的に等しくなる。さら
に、入力端子が第1のトランジスタのエミッタと第1の
抵抗との接続点に接続されているから、入力端子から前
段回路へ流れる入力信号電流(Iin)と第1のトランジ
スタのエミッタ電流との和が、第1の抵抗を流れる前述
の電流である。そこで、ベース電流や素子の特性のばら
つき等に起因する微小な電流の差異を無視すれば、この
電流に等しい出力信号電流(Iout )が出力端子から後
段回路若しくは負荷へ流れ出る。
【0011】ここで、第1のトランジスタを流れる電流
は定電流源の働きで一定に保たれるから、特に、電流変
動分のみを信号電流とすれば、入力信号電流と出力信号
電流とはよく一致し、かつ、信号電流の向きが反転す
る。このようにして、この発明の構成のカレントミラー
回路は、電流変動分を信号とする限り、従来のカレント
ミラー回路と同等の作用をする。しかも、この発明の構
成のカレントミラー回路にあっては、入力端子が第1の
トランジスタのエミッタと第1の抵抗との接続点に接続
されているから、入力端子における電圧降下が、従来構
成の回路のそれよりも第1のトランジスタに起因する1
Vf だけ少なくてすむ。
【0012】この1Vf の値は、シリコントランジスタ
の場合で通常0.6V〜0.7V程度であるが、電源電
圧が5Vから3.3V,さらにそれ以下の値が要求され
ている状況にあっては、決して無視できるものではな
い。従来では、2〜4段の信号処理毎に要していた信号
電流の反転が、3〜5段毎に減るだけでも、信号の劣化
防止による性能向上および集積度の向上が可能であり、
回路設計の自由度が飛躍的に向上する。そして、従来と
同様の段数の回路構成をとるならば、他の回路構成の改
良と相まって、1Vf だけ低い電源電圧でも動作可能な
回路、従って消費電力も小さい回路を有する機器を提供
することが、この発明により可能となる。なお、第1,
第2のトランジスタが共にNPN型であっても、電源電
圧の正負,信号電流の向きに関すること以外は、全く同
様の作用である。
【0013】
【実施例】以下、この発明の一実施例について、図面を
参照して詳細に説明する。先に説明した図1はこの発明
の原理的な実施例であるが、次に説明する図2はこの発
明のカレントミラー回路を応用した差動信号出力回路の
具体的な実施例の説明図である。この回路は、2つの入
力信号電流Iin1 ,Iin2 を受けて、これらの差に従う
出力信号電流Iout を出力するものである。この発明の
構成のカレントミラー回路1が、入力信号電流Iin1 を
受けて、信号電流を反転し、さらに、従来の構成のカレ
ントミラー回路3が、この反転された電流を受けて、再
度信号電流を反転する。
【0014】さらに、この発明の構成のカレントミラー
回路2が、入力信号電流Iin2 を受けて、この信号電流
を反転し、回路3からの信号電流と合流させた出力信号
電流Iout を出力する。ここで、2つの入力信号電流I
in1 ,Iin2 の反転回数が1回異なるので、合流させた
ことで、入力信号の差に従う出力信号が得られる。した
がって、この回路は、電流信号の差動信号を出力するこ
とができる。しかも、差を演算する過程で、定電流I1
,I2 の成分が互いに打ち消し合うようにもできるの
で、従来より1Vf だけ低い電源電圧でも、従来の構成
のカレントミラー回路のみの組み合わせで構成された差
動信号出力回路と全く同様の動作が可能である。
【0015】図3は、前述の差動信号出力回路を応用し
た差動増幅器の回路図であって、この回路は、2つの入
力端子の間の電位差Vinを増幅して、電圧Vout を出力
するものである。電位差Vinは、これを受けた入力段回
路4により差動増幅され、次に、入力段回路4と抵抗R
1,R1′を共有する差動信号出力回路5によりさらに
差動増幅されて信号成分が倍増した電流として、負荷抵
抗RL へ出力される。
【0016】そして、負荷抵抗RL により電流−電圧変
換されて、電圧Vout が出力端子から出力される。この
信号増幅の過程において、差動信号出力回路5が、より
高い電圧レベルの信号を入力段回路4から受け取ること
ができるので、入力段回路4も、より高い電圧レベルの
電位差Vinの信号を入力することができる。その結果、
この回路は、より大きな同相成分除去能力を有する差動
増幅器として動作する。
【0017】図4は、前述の差動信号出力回路を応用し
た他の実施例としての乗算器の回路図である。この回路
は、2つの電位差信号Vin1 ,Vin2 を受けて、これら
の値を乗算した値に従う電圧Vout を出力するものであ
る。2つの電位差信号Vin1 ,Vin2 は、これを受けた
4象限掛け算回路6により演算されて2つの位相の異な
る電流信号にされ、次に、4象限掛け算回路6と抵抗R
1,R1′を共有する差動信号出力回路7によりさらに
差動増幅されて信号成分が倍増した電流として、負荷抵
抗RL へ出力される。
【0018】そして、負荷抵抗RL により電流−電圧変
換されて、電圧Vout が出力端子から出力される。この
信号の演算および増幅の過程においても、前述の差動増
幅器と同様の作用効果があるので、この乗算器も、より
高い電圧レベルの電位差信号Vin1 ,Vin2 を入力する
ことができる。その結果、この回路も、より大きな同相
成分除去能力を有する、あるいは、より低い電圧の電源
Vccのもとでも正常に動作することができる。
【0019】
【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明にあって
は、入力信号の上限電圧と電源電圧との差が従来より1
Vf 小さくても正常動作が可能なカレントミラー回路の
構成を実現することができ、その結果、回路設計の自由
度が増大する、さらに、高性能で低消費電力,低電源電
圧の機器の提供に貢献することができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の構成のカレントミラー回路の図であ
る。
【図2】この発明の構成のカレントミラー回路を2個用
いた差動信号出力回路の図である。
【図3】この発明の構成の差動信号出力回路を用いた差
動増幅器の回路図である。
【図4】この発明の構成の差動信号出力回路を用いた乗
算器の回路図である。
【図5】従来の構成のカレントミラー回路の図である。
【符号の説明】
1 カレントミラー回路 2 カレントミラー回路 3 従来の構成のカレントミラー回路 4 入力段回路 5 差動信号出力回路 6 4象限掛け算回路 7 差動信号出力回路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】エミッタが第1の抵抗を介して第1の基準
    端子に接続され、ベースがコレクタに接続され、コレク
    タが定電流回路を介して第2の基準端子に接続されたP
    NP型(又はNPN型)の第1のトランジスタと、 エミッタが第2の抵抗を介して第1の基準端子に接続さ
    れ、ベースが第1のトランジスタのベースに接続された
    PNP型(又はNPN型)の第2のトランジスタとを備
    え、 入力端子が第1のトランジスタのエミッタに接続され、
    出力端子が第2のトランジスタのコレクタに接続されて
    いることを特徴とするカレントミラー回路。
JP3208595A 1991-07-25 1991-07-25 カレントミラー回路 Pending JPH0529845A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3208595A JPH0529845A (ja) 1991-07-25 1991-07-25 カレントミラー回路
US07/918,449 US5357188A (en) 1991-07-25 1992-07-22 Current mirror circuit operable with a low power supply voltage
KR1019920013165A KR100218197B1 (ko) 1991-07-25 1992-07-23 전류거울회로

Applications Claiming Priority (1)

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JP3208595A JPH0529845A (ja) 1991-07-25 1991-07-25 カレントミラー回路

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JPH0529845A true JPH0529845A (ja) 1993-02-05

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ID=16558808

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JP3208595A Pending JPH0529845A (ja) 1991-07-25 1991-07-25 カレントミラー回路

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JP (1) JPH0529845A (ja)
KR (1) KR100218197B1 (ja)

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