JPH0563462A - 電流出力回路 - Google Patents

電流出力回路

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JPH0563462A
JPH0563462A JP3246690A JP24669091A JPH0563462A JP H0563462 A JPH0563462 A JP H0563462A JP 3246690 A JP3246690 A JP 3246690A JP 24669091 A JP24669091 A JP 24669091A JP H0563462 A JPH0563462 A JP H0563462A
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transistor
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Tatsuyuki Amano
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 出力電流を所定の比で切り換えて出力するこ
とができ、その形成面積を縮小することができる電流出
力回路を提供する。 【構成】 カレントミラー回路4はその入力端を入力端
子1に接続し、その一方の出力端を出力端子2に接続す
る。電流切換回路3はその入力端をカレントミラー回路
4の他方の入力端に接続し、その一方の出力端を出力端
子2に接続し、その他方の出力端を入力端子1に接続す
る。 【効果】 トランジスタQ3 ,Q4 ,Q5 のエミッタ面
積比をp:q:rとすると、トランジスタQ2 のベース
電位を変化させることにより、出力電流を1:(p・
r)(q・r)/(p・q)の比で切り換えることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は特に入力電流に比例した
2種類の出力電流を切り換えて出力することが可能であ
って半導体集積回路をIC化するのに好適の電流出力回
路に関する。
【0002】
【従来の技術】電流出力回路はその出力電流値を切り換
えて使用する場合がある。例えば、積分回路、発振回路
及び検波回路等のように電流値と容量とで時定数を決定
する回路では電流値を変化させることにより時定数を変
化させている。通常、この種の電流出力回路では2種類
の電流源を切り換えて使用する方法が使用されている。
【0003】図3は従来の電流出力回路を示す回路図で
ある。トランジスタQ23乃至Q25はそのベースが相互に
接続され、そのエミッタが接地されており、このトラン
ジスタQ23乃至Q25がカレントミラー回路4を構成して
いる。トランジスタQ23のコレクタ及びベースは入力端
子1に共通接続されており、カレントミラー回路4の入
力端になっている。入力端子1には入力電流Iinが供給
される。一方、トランジスタQ24,Q25のコレクタはカ
レントミラー回路4の2つの出力端になっており、トラ
ンジスタQ24のコレクタは出力端子2に接続されてい
る。トランジスタQ21,Q22はそのエミッタがトランジ
スタQ25のコレクタに共通接続されており、このトラン
ジスタQ21,Q22が差動型の電流切換回路3を構成して
いる。トランジスタQ21はそのベースが制御端子6に接
続され、そのコレクタが電源VCCに接続されている。一
方、トランジスタQ22はそのベースが基準電圧源5に接
続され、そのコレクタが出力端子2に接続されている。
このため、電流切換回路3は制御端子6に印加する制御
電圧と基準電圧源5の基準電圧Vref との関係に基づい
て、トランジスタQ21,Q22の共通接続点に流れる電流
をトランジスタQ21側又はトランジスタQ22側に切り換
えて流す。
【0004】このように構成される電流出力回路におい
ては、制御端子6の制御電圧が基準電圧Vref より高い
ときに出力端子2に流れる出力電流をIOLとし、制御端
子6の制御電圧が基準電圧Vref より低いときに出力端
子2に流れる出力電流をIOHとし、カレントミラー回路
4を構成するトランジスタQ23,Q24,Q25のエミッタ
面積比を1:1:nとすると、出力電流IOL,IOHは夫
々下記数式1及び2にて表される。
【0005】
【数1】IOL=Iin
【0006】
【数2】IOH=(n+1)Iin
【0007】従って、制御端子6に印加する制御電圧を
変化させることにより、出力電流IOL,IOHを1:(n
+1)の比で切り換えることができる。
【0008】なお、電流切換回路3の替わりに、トラン
ジスタQ24,Q25のコレクタと出力端子2との間に夫々
スイッチを挿入し、出力端子2にトランジスタQ24の電
流とトランジスタQ25の電流とを切り換えて出力する方
法も考えられるが、この場合、半導体集積回路をIC化
するに際して構成が複雑になるので、好ましくない。
【0009】図4は従来のその他の電流出力回路を示す
回路図である。トランジスタQ31,Q32はそのベースが
相互に接続され、そのエミッタが夫々抵抗R31,R32
介して接地されており、このトランジスタQ31,Q32
カレントミラー回路を構成している。トランジスタQ31
のコレクタ及びベースは入力端子1に共通接続されてお
り、カレントミラー回路の入力端になっている。入力端
子1には入力電流Iinが供給される。一方、トランジス
タQ32のコレクタは出力端子2に接続されており、カレ
ントミラー回路の出力端になっている。トランジスタQ
33はそのコレクタが抵抗R33を介してトランジスタQ32
のエミッタに接続され、そのエミッタが接地されてい
る。
【0010】このように構成される電流出力回路におい
ては、トランジスタQ33がオン状態であるときに出力端
子2に流れる出力電流をIOHとし、トランジスタQ33
オフ状態であるときに出力端子2に流れる出力電流をI
OLとすると、この出力電流IOH,IOLは夫々下記数式3
及び4にて表される。
【0011】
【数3】IOH≒Iin・R31/(R32/R33
【0012】
【数4】IOL≒Iin・R31/R32
【0013】従って、トランジスタQ33のゲート電圧を
変化させることにより、出力電流IOL,IOHを1:R33
/(R32+R33)の比で切り換えることができる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3に
示す従来の電流出力回路においては、トランジスタQ23
乃至Q25のエミッタ面積比で出力電流の比を設定してい
るため、出力電流の比が正確であるものの、素子数が多
く、その形成面積が大きくなるという問題点がある。例
えば、出力電流の比を1:9に設定する場合、上記数式
1よりトランジスタQ25のエミッタサイズはトランジス
タQ23,Q24の約8倍になり、トランジスタQ23乃至Q
25のエミッタ面積比を精度良くとるとトランジスタQ25
だけで8個相当のトランジスタ面積を占めてしまう。
【0015】一方、図4に示すものは、抵抗R31乃至R
33の抵抗比で出力電流比を設定しているため、トランジ
スタ面積の増大は回避できるものの、出力電流比の切り
換えを行うトランジスタQ33のオン抵抗及びトランジス
タQ32に流れる電流がトランジスタQ33のオン状態又は
オフ状態で異なるため、トランジスタQ32のベース・エ
ミッタ順方向電圧VBEに誤差が生じる。このため、この
トランジスタQ32のベース・エミッタ順方向電圧VBE
誤差が出力電流比に影響を与えるという問題点がある。
【0016】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、出力電流を所定の比で切り換えて出力する
ことができ、その形成面積を縮小することができる電流
出力回路を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電流出力回
路は、その入力端が入力端子に接続されその一方の出力
端が出力端子に接続されたカレントミラー回路と、その
入力端が前記カレントミラー回路の他方の出力端に接続
されその一方の出力端が前記出力端子に接続されその他
方の出力端が前記入力端子に接続されていて外部から供
給される制御電圧に基づいて電流を切り換えて出力する
電流切換回路とを有することを特徴とする。
【0018】
【作用】本発明においては、カレントミラー回路は入力
電流に比例した2種類の電流を出力する。このカレント
ミラー回路の一方の出力端は出力端子に接続され、他方
の出力端は電流切換回路の入力端に接続されている。従
来は電流切換回路がカレントミラー回路の他方の出力端
から出力される電流を出力端子に供給しているが、本発
明では電流切換回路がカレントミラー回路の他方の出力
端から出力される電流を制御電圧に基づいて入力端子又
は出力端子に供給することにより、出力端子における2
種類の出力電流の比を切り換えている。即ち、出力電流
を大きくする場合はカレントミラー回路の他方の出力端
から出力される電流が出力端子に供給され、出力電流を
小さくする場合にはカレントミラー回路の他方の出力端
から出力される電流が入力端子に供給される。このた
め、2種類の出力電流の比を大きく設定する場合に、カ
レントミラー回路を構成するトランジスタのエミッタ面
積の比は従来に比して小さくすることができ、その形成
面積を縮小することができる。これにより、半導体集積
回路を集積化することができ、半導体ペレットを小さく
することができる。
【0019】また、本発明においては、カレントミラー
回路を構成するトランジスタのエミッタ面積比に基づい
てその出力電流比を正確に設定することができる。
【0020】
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
【0021】図1は本発明の第1の実施例に係る電流出
力回路を示す回路図である。トランジスタQ3 乃至Q5
はそのベースが相互に接続され、そのエミッタが接地さ
れており、このトランジスタQ3 乃至Q5 がカレントミ
ラー回路4を構成している。トランジスタQ3のコレク
タ及びベースは入力端子1に共通接続されており、カレ
ントミラー回路4の入力端になっている。入力端子1に
は入力電流Iinが供給される。一方、トランジスタQ
4 ,Q5 のコレクタはカレントミラー回路4の2つの出
力端になっており、トランジスタQ4 のコレクタは出力
端子2に接続されている。トランジスタQ1 ,Q2はそ
のエミッタがトランジスタQ5 のコレクタに共通接続さ
れており、このトランジスタQ1 ,Q2 が差動型の電流
切換回路3を構成している。トランジスタQ1 はそのベ
ースが制御端子6に接続され、そのコレクタが入力端子
1に接続されている。一方、トランジスタQ2 はそのベ
ースが基準電圧源5に接続され、そのコレクタが出力端
子2に接続されている。このため、電流切換回路3は制
御端子6に印加する制御電圧と基準電圧源5の基準電圧
ref との関係に基づいて、トランジスタQ1 ,Q2
共通接続点に流れる電流をトランジスタQ1 側又はトラ
ンジスタQ2 側に切り換えて流す。
【0022】このように構成される電流出力回路におい
ては、トランジスタQ2 のベース電位をVQ2B とし、カ
レントミラー回路4を構成するトランジスタQ3 ,Q
4 ,Q5 のエミッタ面積比をp:q:rとすると、出力
電流IO はVQ2B >Vref のとき及びVQ2B <Vref
とき夫々下記数式5及び6にて表される。
【0023】
【数5】IO =q/(p+r)・Iin
【0024】
【数6】IO =(q+r)/p・Iin
【0025】従って、制御端子6の制御電圧に基づいて
トランジスタQ2のベース電位VQ2 B を変化させること
により、出力電流IO を1:(p・r)(q・r)/
(p・q)の比で切り換えることができる。
【0026】例えば、出力電流比を1:9に設定する場
合、上記数式5及び6よりp:q:rは1:1:2にす
れば良い。図3に示す従来例においては、トランジスタ
25のエミッタサイズはトランジスタQ23,Q24の8倍
にする必要があるが、本実施例においては、トランジス
タQ5 のエミッタサイズはトランジスタQ3 ,Q4 の2
倍にすれば良いので、電流出力回路の形成面積を縮小す
ることができる。これにより、半導体集積回路を従来に
比して集積化することができ、半導体ペレットを小さく
することができる。また、p:q:rを1:4:1にし
た場合、その出力電流比を1:25と大きく設定するこ
ともできる。
【0027】なお、本実施例においては、カレントミラ
ー回路4を構成するトランジスタQ 3 乃至Q5 のエミッ
タ面積比に基づいてその出力電流比を正確に設定するこ
とができる。
【0028】図2は本発明の第2の実施例に係る電流出
力回路を示す回路図である。なお、図2におけるトラン
ジスタQ11乃至Q15は、図1におけるトランジスタQ1
乃至Q5 に対応するものであるので、その部分の詳細な
説明は省略する。
【0029】トランジスタQ16はカレントミラー回路の
一方の出力端であるトランジスタQ14のコレクタと出力
端子2との間に挿入されており、そのベースが基準電圧
源5に接続されている。トランジスタQ17はそのベース
がカレントミラー回路の入力端であるトランジスタQ13
のコレクタに接続され、そのコレクタが電源VCCに接続
され、そのエミッタがトランジスタQ13のベースに接続
されている。
【0030】このように構成される電流出力回路は第1
の実施例と同様に動作するため、出力電流を所定の比で
切り換えて出力することができ、その形成面積を縮小す
ることができる。また、トランジスタQ17はカレントミ
ラー回路のベース電流を補償すると共に、トランジスタ
16は出力端子2の電圧変化によりトランジスタQ14
コレクタ電位が変化することを防止してトランジスタの
アーリー効果による電流増幅率hFEの変動を少なくす
る。従って、本実施例によれば、トランジスタQ16,Q
17を付加することにより、第1の実施例に比して入出力
間の電流相対比を設定しやすくなる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、カ
レントミラー回路はその入力端を入力端子に接続し、そ
の一方の出力端を出力端子に接続し、電流切換回路はそ
の入力端を前記カレントミラー回路の他方の入力端に接
続し、その一方の出力端を前記出力端子に接続し、その
他方の出力端を前記入力端子に接続するから、制御電圧
に基づいて出力電流を所定の比で切り換えて出力するこ
とができ、その形成面積を縮小することができる。これ
により、半導体集積回路を集積化することができ、半導
体ペレットを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る電流出力回路を示
す回路図である。
【図2】本発明の第2の実施例に係る電流出力回路を示
す回路図である。
【図3】従来の電流出力回路を示す回路図である。
【図4】従来のその他の電流出力回路を示す回路図であ
る。
【符号の説明】
1;入力端子 2;出力端子 3;電流切換回路 4;カレントミラー回路 5;基準電圧源 6;制御端子 Q1 乃至Q5 ,Q11乃至Q17,Q21乃至Q25,Q31乃至
33;トランジスタ R31乃至R33;抵抗

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 その入力端が入力端子に接続されその一
    方の出力端が出力端子に接続されたカレントミラー回路
    と、その入力端が前記カレントミラー回路の他方の出力
    端に接続されその一方の出力端が前記出力端子に接続さ
    れその他方の出力端が前記入力端子に接続されていて外
    部から供給される制御電圧に基づいて電流を切り換えて
    出力する電流切換回路とを有することを特徴とする電流
    出力回路。
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