JPH0543131B2 - - Google Patents
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- JPH0543131B2 JPH0543131B2 JP61304109A JP30410986A JPH0543131B2 JP H0543131 B2 JPH0543131 B2 JP H0543131B2 JP 61304109 A JP61304109 A JP 61304109A JP 30410986 A JP30410986 A JP 30410986A JP H0543131 B2 JPH0543131 B2 JP H0543131B2
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- JP
- Japan
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- resistor
- temperature coefficient
- transistor
- circuit
- constant current
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
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- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、半導体集積回路内に用いられる定電
流回路に関するものである。
流回路に関するものである。
従来の技術
近年、バイポーラ集積回路の集積化が進んでい
る。その際、消費電力を押え、集積度を上げるた
めに用いられる高抵抗は温度係数が大きいという
欠点をもつ。そのためこの高抵抗を用いた定電流
源は温度特性が大きいという欠点をもつていた。
る。その際、消費電力を押え、集積度を上げるた
めに用いられる高抵抗は温度係数が大きいという
欠点をもつ。そのためこの高抵抗を用いた定電流
源は温度特性が大きいという欠点をもつていた。
以下、図面を参照しながら上述したような従来
の定電流回路について説明を行う。
の定電流回路について説明を行う。
第３図は従来の定電流回路を示すものである。
第３図において、１２は温度係数の大きい高抵
抗、１３はNPNトランジスタ、１４は温度係数
の大きい抵抗、１５はNPNトランジスタ、１６
は温度係数の大きい抵抗、１１はNPNトランジ
スタ１５、抵抗１６よりなる定電流源を用いるよ
うな回路Ａである。
第３図において、１２は温度係数の大きい高抵
抗、１３はNPNトランジスタ、１４は温度係数
の大きい抵抗、１５はNPNトランジスタ、１６
は温度係数の大きい抵抗、１１はNPNトランジ
スタ１５、抵抗１６よりなる定電流源を用いるよ
うな回路Ａである。
以上のように構成された定電流回路について、
以下その動作について説明する。まず、温度係数
の大きい抵抗１２の抵抗値をR5とし、温度係数
の大きい抵抗１４の値をＲ６とすると、NPNト
ランジスタ１３にはほぼ Ｉ＝（VCC−VBE）／（R5＋R6） なる電流が流れる。なおVCCは電源電圧、VBEは
トランジスタ１３のベース・エミツタ間電圧であ
る。また抵抗１６の値もR6とすると、トランジ
スタ１５には、トランジスタ１３の電流がミラー
され、ほぼ上記と同じ Ｉ＝（VCC−VBE）／（R5＋R6） の電流が流れる。このようにして回路Ａの定電流
源は動作する。
以下その動作について説明する。まず、温度係数
の大きい抵抗１２の抵抗値をR5とし、温度係数
の大きい抵抗１４の値をＲ６とすると、NPNト
ランジスタ１３にはほぼ Ｉ＝（VCC−VBE）／（R5＋R6） なる電流が流れる。なおVCCは電源電圧、VBEは
トランジスタ１３のベース・エミツタ間電圧であ
る。また抵抗１６の値もR6とすると、トランジ
スタ１５には、トランジスタ１３の電流がミラー
され、ほぼ上記と同じ Ｉ＝（VCC−VBE）／（R5＋R6） の電流が流れる。このようにして回路Ａの定電流
源は動作する。
発明が解決しようとする問題点
ところが、集積回路内では消費電流を小さくす
ることが求められ、同時にチツプサイズを小さく
することが求められている。そのため、抵抗１
２、抵抗１４としては少い面積で高抵抗を得られ
るものが用いられる。しかし、一般にこれらの高
抵抗は温度係数が大きく、定電流源の温度特性が
大きいという欠点があつた。仮に、VCC＝6.3V、
VBE＝0.7V、VBEの温特−2mV／℃、R5＝54K
Ω、R6＝2KΩ、R5、R6の温度係数5800P.P.M／
℃（VBE、抵抗値は30℃の時の値とする）とする
と、30℃のとき前記数式により定電流源の電流Ｉ
は0.1mAとなる。
ることが求められ、同時にチツプサイズを小さく
することが求められている。そのため、抵抗１
２、抵抗１４としては少い面積で高抵抗を得られ
るものが用いられる。しかし、一般にこれらの高
抵抗は温度係数が大きく、定電流源の温度特性が
大きいという欠点があつた。仮に、VCC＝6.3V、
VBE＝0.7V、VBEの温特−2mV／℃、R5＝54K
Ω、R6＝2KΩ、R5、R6の温度係数5800P.P.M／
℃（VBE、抵抗値は30℃の時の値とする）とする
と、30℃のとき前記数式により定電流源の電流Ｉ
は0.1mAとなる。
次に、温度が−20℃になつたとすると、VBE＝
0.8V、R5＝38KΩ、R6＝1.4KΩとなり定電流源
の電流Ｉは0.14mAとなる。
0.8V、R5＝38KΩ、R6＝1.4KΩとなり定電流源
の電流Ｉは0.14mAとなる。
また、温度が80℃になつたとすると、VBE＝
0.6V、R5＝70KΩ、R6＝2.6KΩとなり定電流源
の電流Ｉは0.079mAとなる。
0.6V、R5＝70KΩ、R6＝2.6KΩとなり定電流源
の電流Ｉは0.079mAとなる。
以上より、温度が±50℃変化すると定電流源の
電流Ｉは−21％、＋40％変化することになり回路
Ａの特性が変わつてしまう場合がある。
電流Ｉは−21％、＋40％変化することになり回路
Ａの特性が変わつてしまう場合がある。
本発明は上記問題点に鑑み、温度に対して安定
な定電流回路を提供することを目的とするもので
ある。
な定電流回路を提供することを目的とするもので
ある。
問題点を解決するための手段
この目的を達成するために、本発明の定電流回
路は、電源より温度係数の大きい第１の抵抗と第
２の抵抗を直列に接続し、この第２の抵抗に温度
補償用のダイオードのアノード側を接続し、任意
の数のダイオードをこのダイオードに直列に接続
し、さらに第１及び第２の抵抗の交点にNPNト
ランジスタによるエミツタフオロアのベースを接
続し、前記エミツタフオロアのエミツタに温度係
数の小さい第３の抵抗の一端を接続し、前記第３
の抵抗の他端には第１のNPN（またはPNP）ト
ランジスタのコレクタとベース及び第２のNPN
（またはPNP）トランジスタのベースを接続し、
第１のNPN（またはPNP）トランジスタのエミ
ツタと接地点の間に温度係数の小さい第４の抵抗
を接続し、第２のNPN（またはPNP）トランジ
スタと接地点の間に温度係数の小さい第５の抵抗
を接続し、前記第２のNPN（またはPNP）トラ
ンジスタのコレクタに適当な第１の回路を接続し
て構成されている。
路は、電源より温度係数の大きい第１の抵抗と第
２の抵抗を直列に接続し、この第２の抵抗に温度
補償用のダイオードのアノード側を接続し、任意
の数のダイオードをこのダイオードに直列に接続
し、さらに第１及び第２の抵抗の交点にNPNト
ランジスタによるエミツタフオロアのベースを接
続し、前記エミツタフオロアのエミツタに温度係
数の小さい第３の抵抗の一端を接続し、前記第３
の抵抗の他端には第１のNPN（またはPNP）ト
ランジスタのコレクタとベース及び第２のNPN
（またはPNP）トランジスタのベースを接続し、
第１のNPN（またはPNP）トランジスタのエミ
ツタと接地点の間に温度係数の小さい第４の抵抗
を接続し、第２のNPN（またはPNP）トランジ
スタと接地点の間に温度係数の小さい第５の抵抗
を接続し、前記第２のNPN（またはPNP）トラ
ンジスタのコレクタに適当な第１の回路を接続し
て構成されている。
また上記NPNトランジスタに代つてPNPトラ
ンジスタを用いた場合は、ダイオードの挿入され
る位置が変わるだけである。
ンジスタを用いた場合は、ダイオードの挿入され
る位置が変わるだけである。
作 用
このような構成によつて、第１及び第２の抵抗
は温度係数は大きいが、第１及び第２の抵抗の交
点には比較的安定した電圧が得られる。また、こ
の第１及び第２の抵抗の交点を低い電圧に設定す
ることにより、第１及び第２の抵抗の交点に
NPN（PNP）トランジスタによるエミツタフオ
ロアのベースに接続すると前記エミツタフオロア
のエミツタには、安定した低い電圧が得られる。
このエミツタフオロアのエミツタより温度係数の
低い第３の抵抗と第１のNPN（PNP）トランジ
スタ及び温度係数の低い第４の抵抗により安定し
た電流が得られる。これを第２のNPN（PNP）
トランジスタにミラーすることにより、温度に対
して安定した定電流源を得ることができる。
は温度係数は大きいが、第１及び第２の抵抗の交
点には比較的安定した電圧が得られる。また、こ
の第１及び第２の抵抗の交点を低い電圧に設定す
ることにより、第１及び第２の抵抗の交点に
NPN（PNP）トランジスタによるエミツタフオ
ロアのベースに接続すると前記エミツタフオロア
のエミツタには、安定した低い電圧が得られる。
このエミツタフオロアのエミツタより温度係数の
低い第３の抵抗と第１のNPN（PNP）トランジ
スタ及び温度係数の低い第４の抵抗により安定し
た電流が得られる。これを第２のNPN（PNP）
トランジスタにミラーすることにより、温度に対
して安定した定電流源を得ることができる。
またPNPトランジスタを用いた場合も前記と
同じ作用により温度に対して安定した定電流源を
得ることができる。
同じ作用により温度に対して安定した定電流源を
得ることができる。
実施例
以下、本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。第１図は本発明の一実施例に
おける定電流源回路の構成を示すものである。第
１図において、１は温度係数の大きい高抵抗、２
は同じく温度係数の大きい高抵抗、３，４は温度
補償用ダイオード、５はエミツタフオロアを構成
するNPNトランジスタ、６は温度係数の小さい
低抵抗、７はNPNトランジスタ、８は温度係数
の小さい低抵抗、９はNPNトランジスタ、１０
は温度係数の小さい低抵抗、１１はNPNトラン
ジスタ９、低抵抗１０で構成される定電流源を用
いる回路Ａである。
しながら説明する。第１図は本発明の一実施例に
おける定電流源回路の構成を示すものである。第
１図において、１は温度係数の大きい高抵抗、２
は同じく温度係数の大きい高抵抗、３，４は温度
補償用ダイオード、５はエミツタフオロアを構成
するNPNトランジスタ、６は温度係数の小さい
低抵抗、７はNPNトランジスタ、８は温度係数
の小さい低抵抗、９はNPNトランジスタ、１０
は温度係数の小さい低抵抗、１１はNPNトラン
ジスタ９、低抵抗１０で構成される定電流源を用
いる回路Ａである。
以上のように構成された定電流源回路につい
て、以下その動作について説明する。まず、温度
係数の大きい高抵抗１の値をＲ１、同じく高抵抗
２の抵抗値をR2、温度係数の小さい低抵抗６の
値をR3、同じく低抵抗８，１０の抵抗値をR4と
する。また電源電圧をVCC、NPNトランジスタ
５，７，９のベース・エミツタ間電圧をVBEとす
ると、ダイオード３，４に流れる電流I0は、 I0＝（VCC−２×VBE）／（R1＋R2） …(1) となる。
て、以下その動作について説明する。まず、温度
係数の大きい高抵抗１の値をＲ１、同じく高抵抗
２の抵抗値をR2、温度係数の小さい低抵抗６の
値をR3、同じく低抵抗８，１０の抵抗値をR4と
する。また電源電圧をVCC、NPNトランジスタ
５，７，９のベース・エミツタ間電圧をVBEとす
ると、ダイオード３，４に流れる電流I0は、 I0＝（VCC−２×VBE）／（R1＋R2） …(1) となる。
これにより、NPNトランジスタ５のベース電
位V0は V0＝２×VBE＋I0×R2＝２×VBE＋（VCC−２×V
BE）R2／（R1＋R2）…(2) となり、NPNトランジスタ５のエミツタ電位V1
は V1＝V0−VBE＝VBE＋（VCC−２×VBE）R2／（R1
＋R2）…(3) となり、NPNトランジスタ７を流れる電流I1は I1＝（V1−VBE）／（R3＋R4）＝（VCC−２×VB
E）R2／（R1＋R2）（R3＋R4）…(4) となる。
位V0は V0＝２×VBE＋I0×R2＝２×VBE＋（VCC−２×V
BE）R2／（R1＋R2）…(2) となり、NPNトランジスタ５のエミツタ電位V1
は V1＝V0−VBE＝VBE＋（VCC−２×VBE）R2／（R1
＋R2）…(3) となり、NPNトランジスタ７を流れる電流I1は I1＝（V1−VBE）／（R3＋R4）＝（VCC−２×VB
E）R2／（R1＋R2）（R3＋R4）…(4) となる。
この電流I1がNPNトランジスタ９にミラーさ
れ、抵抗８と抵抗１０の値が等しいことにより、
NPNトランジスタ９には(4)式で示される電流I1
が流れる。
れ、抵抗８と抵抗１０の値が等しいことにより、
NPNトランジスタ９には(4)式で示される電流I1
が流れる。
次にこの回路構成をとつたときに電流I1が温度
に対して安定であることを示す。
に対して安定であることを示す。
少電流化とチツプサイズを小さくするために、
抵抗１及び２には少い面積で高抵抗が得られるも
のを用いる。ここでは１つの単位正方形で2.5K
Ωというようなものを想定する。しかしこの高抵
抗は一般には温度係数が大きくここでは5800P.P.
M／℃とする。次に抵抗６，８はトランジスタ５
のエミツタ電位が低いために小電流を達成するに
も低抵抗で良いことになる。ここでは単位正方形
で200Ωというようなものを想定する。そしてこ
の抵抗は面積は必要とするが温度係数は小さく、
ここでは460P.P.M／℃とする。またVBEの温度特
性は−2mV／℃とする。
抵抗１及び２には少い面積で高抵抗が得られるも
のを用いる。ここでは１つの単位正方形で2.5K
Ωというようなものを想定する。しかしこの高抵
抗は一般には温度係数が大きくここでは5800P.P.
M／℃とする。次に抵抗６，８はトランジスタ５
のエミツタ電位が低いために小電流を達成するに
も低抵抗で良いことになる。ここでは単位正方形
で200Ωというようなものを想定する。そしてこ
の抵抗は面積は必要とするが温度係数は小さく、
ここでは460P.P.M／℃とする。またVBEの温度特
性は−2mV／℃とする。
次に30℃で、R1＝43KΩ、R2＝6KΩ、R3＝
4KΩ、R4＝2KΩ、VBE＝0.7Vとすると(3)式、(4)
式よりNPNトランジスタ５のエミツタ電位V1＝
1.3V、NPNトランジスタ７を流れる電流I1＝
100μAとなる。
4KΩ、R4＝2KΩ、VBE＝0.7Vとすると(3)式、(4)
式よりNPNトランジスタ５のエミツタ電位V1＝
1.3V、NPNトランジスタ７を流れる電流I1＝
100μAとなる。
次に温度が−20℃になつたとすると、R1＝
30.5KΩ、R2＝4.26KΩ、R3＝3.9KΩ、R4＝
1.95KΩ、VBE＝0.8Vとなり、上記同様V1＝
1.38V、I1＝98μAとなる。
30.5KΩ、R2＝4.26KΩ、R3＝3.9KΩ、R4＝
1.95KΩ、VBE＝0.8Vとなり、上記同様V1＝
1.38V、I1＝98μAとなる。
また温度が80℃になつたとすると、R1＝55.5K
Ω、R2＝7.7KΩ、Ｒ３＝4.1KΩ、R4＝2.05KΩ、
VBE＝0.6Vとなり、上記同様V1＝1.22V、I1＝
101μAとなる。
Ω、R2＝7.7KΩ、Ｒ３＝4.1KΩ、R4＝2.05KΩ、
VBE＝0.6Vとなり、上記同様V1＝1.22V、I1＝
101μAとなる。
このように、かかる構成によれば、前記のよう
に温度が±50℃変化し、温度係数の大きいR1、
R2が±30％変化しても、定電流源の電流値I1は
＋１％〜−２％しか変化せず温度に対してきわめ
て安定な定電流源回路が得られる。これは温度係
数の良い抵抗を用いれば実現出来るが単位正方形
で200Ωという抵抗を用いると、単位正方形で
2.5KΩの抵抗に比べ12.5倍の長さが必要となり、
集積回路のチツプ面積は増大してしまう。
に温度が±50℃変化し、温度係数の大きいR1、
R2が±30％変化しても、定電流源の電流値I1は
＋１％〜−２％しか変化せず温度に対してきわめ
て安定な定電流源回路が得られる。これは温度係
数の良い抵抗を用いれば実現出来るが単位正方形
で200Ωという抵抗を用いると、単位正方形で
2.5KΩの抵抗に比べ12.5倍の長さが必要となり、
集積回路のチツプ面積は増大してしまう。
本構成は温度係数の大きい高抵抗と温度係数の
小さい低抵抗の組み合せにより、少電流化と集積
回路のチツプ面積の削減をしつつ、きわめて温度
に対して安定な定電流回路を提供する。
小さい低抵抗の組み合せにより、少電流化と集積
回路のチツプ面積の削減をしつつ、きわめて温度
に対して安定な定電流回路を提供する。
また第２図にはPNPトランジスタ５′，７′，
９′を用いた実施例を示してあるが、この場合は
ダイオード３，４の挿入される位置等が変わるだ
けで、その動作については第１図のものとほぼ同
じであるため、ここでは説明を省略するが、第１
図の場合と同じようにきわめて温度に対して安定
な定電流回路を得ることができる。
９′を用いた実施例を示してあるが、この場合は
ダイオード３，４の挿入される位置等が変わるだ
けで、その動作については第１図のものとほぼ同
じであるため、ここでは説明を省略するが、第１
図の場合と同じようにきわめて温度に対して安定
な定電流回路を得ることができる。
発明の効果
以上のように、本発明は、集積回路上で面積が
小さくてすむが温度係数の大きい抵抗を高抵抗と
して用い、面積が大きくなるが、温度係数の小さ
い抵抗を低抵抗として用い、集積回路の小電流化
とチツプ面積の減少を実現しつつ、温度に対して
きわめて安定な定電流回路を得ることができ、そ
の実用的効果は大なるものがある。
小さくてすむが温度係数の大きい抵抗を高抵抗と
して用い、面積が大きくなるが、温度係数の小さ
い抵抗を低抵抗として用い、集積回路の小電流化
とチツプ面積の減少を実現しつつ、温度に対して
きわめて安定な定電流回路を得ることができ、そ
の実用的効果は大なるものがある。
第１図は本発明の第１の実施例における定電流
回路の回路図、第２図は本発明の第２の実施例に
おける定電流回路の回路図、第３図は従来例の回
路図である。 １，２……温度係数の大きい高抵抗、３，４…
…ダイオード、５，７，９……NPNトランジス
タ、６，８，１０……温度係数の小さい低抵抗、
１２，１４，１６……温度係数の大きい抵抗、１
３，１５……NPNトランジスタ。
回路の回路図、第２図は本発明の第２の実施例に
おける定電流回路の回路図、第３図は従来例の回
路図である。 １，２……温度係数の大きい高抵抗、３，４…
…ダイオード、５，７，９……NPNトランジス
タ、６，８，１０……温度係数の小さい低抵抗、
１２，１４，１６……温度係数の大きい抵抗、１
３，１５……NPNトランジスタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 温度係数の大きい第１の抵抗と第２の抵抗と
を直列にして電源に接続し、前記第２の抵抗に温
度補償用のダイオードのアノード側を接続し、任
意の数のダイオードを前記ダイオードのカソード
に直列に接続し、その最後のダイオードのカソー
ドを接地し、さらに前記第１、第２の抵抗の交点
にNPNトランジスタによるエミツタフオロア回
路のベースを接続し、前記エミツタフオロア回路
のエミツタに温度係数の小さい第３の抵抗の一端
を接続し、前記第３の抵抗の他端に第１のNPN
トランジスタのコレクタとベース及び第２の
NPNトランジスタのベースを接続し、第１の
NPNトランジスタのエミツタと接地点の間に温
度係数の小さい第４の抵抗を接続し、前記第２の
NPNトランジスタと接地点の間に温度係数の小
さい第５の抵抗を接続し、前記第２のNPNトラ
ンジスタのコレクタに第１の回路を接続し、第２
のNPNトランジスタが第１の回路の定電流源と
なるようにしたことを特徴とする定電流回路。 ２ 温度係数の大きい第１の抵抗と温度係数の大
きい第２の抵抗を直列にして接地に接続し、前記
第２の抵抗に温度補償用のダイオードのカソード
側を接続し、任意の数のダイオードを前記ダイオ
ードのアノードに直列に接続し、その最後のダイ
オードのアノードを電源に接続し、さらに前記第
１、第２の抵抗の交点にPNPトランジスタによ
るエミツタフオロア回路のベースを接続し、前記
エミツタフオロアのエミツタに温度係数の小さい
第３の抵抗の一端を接続し、前記第３の抵抗の他
端に第１のPNPトランジスタのコレクタとベー
ス及び第２のPNPトランジスタのベースを接続
し、第１のPNPトランジスタのエミツタと電源
の間に温度係数の小さい第４の抵抗を接続し、前
記第２のPNPトランジスタと電源の間に温度係
数の小さい第５の抵抗を接続し、前記第２の
PNPトランジスタのコレクタに第１の回路を接
続し、第２のPNPトランジスタが第１の回路の
定電流源となるようにしたことを特徴とする定電
流回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61304109A JPS63156208A (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 定電流回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61304109A JPS63156208A (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 定電流回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63156208A JPS63156208A (ja) | 1988-06-29 |
| JPH0543131B2 true JPH0543131B2 (ja) | 1993-06-30 |
Family
ID=17929137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61304109A Granted JPS63156208A (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 定電流回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63156208A (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 (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7969244B2 (en) * | 2008-07-15 | 2011-06-28 | General Electric Company | System and method for reducing flicker noise from CMOS amplifiers |
| JP2010165177A (ja) * | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Renesas Electronics Corp | 定電流回路 |
-
1986
- 1986-12-19 JP JP61304109A patent/JPS63156208A/ja active Granted
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 |
|---|---|
| JPS63156208A (ja) | 1988-06-29 |
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