JPH06177731A - 電流切換回路 - Google Patents

電流切換回路

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JPH06177731A
JPH06177731A JP4321741A JP32174192A JPH06177731A JP H06177731 A JPH06177731 A JP H06177731A JP 4321741 A JP4321741 A JP 4321741A JP 32174192 A JP32174192 A JP 32174192A JP H06177731 A JPH06177731 A JP H06177731A
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transistor
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transistors
switching circuit
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Koji Narukawa
浩司 成川
Yoshiyuki Tamura
慶幸 田村
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    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/60Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors
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Abstract

(57)【要約】 【目的】スイッチトランジスタのベース電流を補正する
事で、精度良く定電流を所望の負荷に流すこと。 【構成】カレントミラー回路,スイッチ回路,ベース電
流補正用トランジスタTrA,TrBから構成される電
流切換回路3は、電流設定回路2により設定された定電
流がスイッチ切換回路4により選択されたスイッチトラ
ンジスタTrsw1〜Trswnをオンさせることで、
目的の負荷Z1〜Znに電流を流す。この時、トランジ
スタTrA,TrBで、スイッチトランジスタのベース
電流を補正することで、精度良く負荷に電流を流すこと
を可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電流切換回路に関し、特
にベース電流補正回路を有する定電流切換回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、電流切換回路とは、図2に示す
ように、負荷Z1からZnのうち、スイッチ切換回路2
1の選択した負荷にのみ定電流22を流す回路である。
【0003】このような従来の電流切換回路を、図3に
示す。図3において、点線で囲んだ部分が、電流切換回
路3である。オペアンプ(オペレーション増幅器)4
1,抵抗R1,NPNトランジスタTr4,リファレン
ス電圧Vref源45により構成される電流設定回路2
にて設定した電流I0を、トランジスタTr1,Tr
2,Tr3で構成されたカレントミラー回路の基準側ト
ランジスタTr1に流すと、カレントミラー側のトラン
ジスタTr2に電流が流れる。このトランジスタTr2
のコレクタを流れる電流をI1とおく。トランジスタT
rsw1〜Trswnの各ベース電圧をスイッチ切換回
路4にてコントロールし、電流を流したい負荷に接続し
たトランジスタTrswをオンすることで、所望の負荷
に電流を流す。この負荷に流れる電流をIzxとおく
と、I0とIzxとの関係は、スイッチトランジスタの
ベース電流をIB2xとおくと、次の(1),(2)式
で示される。
【0004】 I1=I0−IB1 …(1) Izx=I1−IB2x …(2) ここで、トランジスタTr3のベース電流IB1は、次
の(3)式となる。
【0005】 IB1=2(I0−IB1)/{hFE(Tr1)×hFE(Tr3)} IB1=2I0/{hFE(Tr1)×hFE(Tr3)+2} …(3) 次に、Trswxのベース電流IB2xは、次式とな
る。
【0006】IB2x=Izx/hFE(Trswx) 従って、前記(3)式より、IB1<<I0となり、I
B1はほぼ0となる。よって、前記(1)式より、I1
=I0となる。
【0007】次に、Izx=I0(1−1/hFEsw
x)となるから、スイッチトランジスタのhFEにより
Izxが変動してしまう。
【0008】尚、前記各式において、hFE(Tr1)
はトランジスタTr1の直流電流増幅率,hFE(Tr
3)はトランジスタTr3のhFE,hFE(Trsw
x)はトランジスタTrswxのhFEをそれぞれ示し
ている。
【0009】次に、従来の技術で、トランジスタTrs
wのベース電流IB2xを補正する回路の一例を図4に
示す。
【0010】図4において、トランジスタTr1,Tr
2,Tr3で構成するカレントミラー回路の出力側トラ
ンジスタTr2のコレクタと、トランジスタTrsw1
〜Trswnの共通エミッタとの間に、トランジスタT
rswと同一サイズのトランジスタTr5を挿入し、ト
ランジスタTr5のエミッタとトランジスタTr2のカ
レクタとを接続し、トランジスタTr5のコレクタとト
ランジスタTrsw1〜Trswnの共通エミッタを接
続する。トランジスタTr5のベースをベース電流補正
回路内のトランジスタTr8,Tr9で構成する第1カ
レントミラー回路の基準側に接続し、カレントミラー回
路側をトランジスタTr6,Tr7で構成する第2カレ
ントミラー回路の基準側に接続し、ミラー回路側はトラ
ンジスタTrsw1〜Trswnの共通エミッタに接続
している。ただし、第2カレントミラー回路のミラー側
トランジスタTr6は基準側トランジスタTr7の2倍
のエミッタサイズ(Tr6:Tr7=2:1)とする。
また、第1カレントミラー回路のトランジスタTr8,
Tr9のエミッタは共通で、トランジスタTr5のベー
スのバイアスを設定する素子即ちm段のダイオードD
1,D2,…,Dmを接続している。
【0011】このベース電流補正回路のある電流切換回
路3′は、トランジスタTr2のコレクタ電流をI1,
トランジスタTr5のベース電流をIB3,第1カレン
トミラー回路のトランジスタTr8,Tr9のベース電
流をそれぞれIB4,第2カレントミラー回路のトラン
ジスタTr6,Tr7のベース電流をIB5と2IB
5,トランジスタTr6のコレクタ電流をI2とする
と、次の(4),(5)式が得られる。
【0012】 Izx=I1−IB3+I2−IB2x …(4) I2=(IB3−2IB4−3IB5)×2 …(5) ゆえに、Izx=I1−IB2x+IB3−4IB4−6IB5 ここで、トランジスタTrswの1つと、トランジスタ
Tr5のトランジスタサイズが同一なので、IB2x≒
IB3とおける。
【0013】またIB4は、次のように示される。
【0014】 IB4=〔{(I1−IB3)/hFE(Tr5)}−2IB4〕/hFE( Tr8) ゆえに、IB4=(I1−IB3)/〔hFE(Tr5)×{hFE(Tr8 )+2}〕 そして、IB5は、次のようになる。
【0015】 IB5=(〔{(I1−IB3)/hFE(Tr5)}−2IB4〕/{hF E(Tr7)+3} ゆえに、IB5=〔{(I1−IB3)/HFE(Tr5)}−2IB4〕/ {hFE(Tr7)+3} IB4<<I1より、IB4≒0 IB5<<I1より、IB5≒0 前記(5)式を(4)式に代入して、次のようになる。
【0016】 Izx=I1−IB3+2(IB3−2IBL1−3IB5)−IB2x =I1−IB3+2IB3−IB3 =I1
【発明が解決しようとする課題】従来の電流切換回路3
においては、負荷に流れる電流はIzx=I1×{1+
1/HFE(swx)}で決まるため、スイッチトラン
ジスタのhFE(Trswx)が小さい時、1/hFE
(swx)が無視できなくなり、Izx<I1となる欠
点がある。
【0017】また、従来のベース電流を補正する回路に
おいては、一応補正は行えるが、そのために多大な素子
数を必要とする欠点がある。
【0018】本発明の目的は、前記欠点を解決し、少な
い素子数で、ベース電流が補正できるようにした電流切
換回路を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明の電流切換回路の
構成は、期待する電流を設定する電流設定回路をカレン
トミラー回路の基準側に接続し、スイッチ回路を構成す
る第1乃至第nのトランジスタの共通エミッタに前記カ
レントミラー回路の出力側を接続し、前記第1乃至第n
のトランジスタのコレクタにそれぞれ第1乃至第nの負
荷を接続し、前記第1乃至第nのトランジスタのベース
にスイッチ切換回路を接続し、前記カレントミラー回路
の出力側のトランジスタと同様なサイズの第1の補正ト
ランジスタを前記出力側のトランジスタのエミッタ及び
ベースを共通接続して、前記第1乃至第nのトランジス
タと同様サイズの第2の補正トランジスタのエミッタを
前記第1の補正トランジスタのコレクタと接続し、前記
第2の補正トランジスタのベースを前記第1乃至第nの
トランジスタの共通エミッタに接続し、前記第2の補正
トランジスタのコレクタは接地又は負荷に接続したこと
を特徴とする。
【0020】
【実施例】図1は本発明の一実施例の電流切換回路を示
す回路図である。
【0021】図1において、本発明の一実施例の電流切
換回路は、比較電圧Vref源45と、オペアンプ41
と、NPN型トランジスタTr4と抵抗R1とから構成
される電流設定回路2にて負荷に流す定電流を設定し、
PNP型トランジスタTr1,Tr2,Tr3により構
成されるカレントミラー回路の入力側に定電流を流す。
出力側トランジスタTr2のコレクタをPNP型スイッ
チトランジスタTrsw1〜Trswnの共通エミッタ
に接続し、トランジスタTrsw1からTrswnの各
コレクタは各々負荷Z1〜Znに接続している。
【0022】そして、カレントミラー回路のトランジス
タTr2とエミッタ及びベースを共通とする同一サイズ
のPNP型トランジスタTrAと、スイッチトランジス
タと同一サイズのPNP型トランジスタTrBとは、ト
ランジスタTrAのコレクタとトランジスタTrBのエ
ミッタとが接続しており、トランジスタTrBのベース
はスイッチトランジスタの共通エミッタと接続し、コレ
クタは接地している。スイッチトランジスタTrsw1
〜Trswnの各ベースは、各々スイッチ切換回路4と
接続している。
【0023】次に、この電流切換回路の動作を説明す
る。カレントミラー回路の入力側に、電流I0が流れる
と、出力側トランジスタTr2とトランジスタTrAの
コレクタに電流I1が流れる。トランジスタTrAのコ
レクタから出た電流が、トランジスタTrBのエミッタ
に流れ、トランジスタTrBのベース電流とトランジス
タTr2のコレクタ電流との和が、スイッチトランジス
タTrsw1からTrswnの共通エミッタに流れる。
トランジスタTrsw1〜Trswnの各ベース電圧を
スイッチ切換回路4にてコントロールし、電流を流した
い負荷に接続したトランジスタTrswxをオンするこ
とで、負荷に電流が流れる。
【0024】電流設定回路2にて、設定した電流I0と
トランジスタTr2とトランジスタTrAのコレクタに
流れる電流はI0≒I1とおける。また、トランジスタ
Trswxのベースを流れる電流をIB2x,トランジ
スタTrBのベースを流れる電流をIBBとすると、負
荷Zxを流れる電流Izxは、Izx=I1+IBB−
IB2xとなる。
【0025】ここで、IBBは次式となる。
【0026】 IBB=(I1−IBB)/hFE(TrB) ゆえに、IBB=I1/{hFE(TrB)+1} IB2xを流れる電流は、IB2x=Izx/hFE
(Trswx)となる。
【0027】また、トランジスタTrswxとトランジ
スタTrBは同一サイズなので、hFE(Trsw)≒
hFE(TrB)より、
【0028】
【0029】
【発明の効果】以上の説明で明らかな如く、本発明の電
流切換回路によれば、電流源より流れる電流を、スイッ
チのhFEに関係なく、精度良く負荷に流すことができ
るという効果が得られ、そのために必要な素子数も、従
来のものと比較して極めて少ない構成でできるという効
果が得られる。
【0030】尚、本実施例では、PNP型トランジスタ
で構成する電流切換回路をあげたが、これに限られるこ
とはなく、NPN型トランジスタでも同様の効果が得ら
れる。また、一例としてスイッチトランジスタを複数個
から選ぶ場合について示したが、スイッチトランジスタ
が唯一つの場合でも本発明の目的を達成することができ
るのは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の電流切換回路を示す回路図
である。
【図2】電流切換回路の原理を示す回路図である。
【図3】従来の電流切換回路の回路図である。
【図4】従来のベース電流補正機能のある電流切換回路
の回路図である。
【符号の説明】
Tr1〜Tr3,Tr5〜Tr7 PNP型トランジ
スタ Trsw1〜Trswn PNP型トランジスタ Tr4,Tr8,Tr9 NPN型トランジスタ TrA,TrB PNP型補正トランジスタ R1 抵抗 Z1〜Zn 負荷 D1〜Dm ダイオード 1 電源端子 2 電流設定回路 3 電流切換回路 4 スイッチ切換回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 期待する電流を設定する電流設定回路を
    カレントミラー回路の基準側に接続し、スイッチ回路を
    構成する第1乃至第nのトランジスタの共通エミッタに
    前記カレントミラー回路の出力側を接続し、前記第1乃
    至第nのトランジスタのコレクタにそれぞれ第1乃至第
    nの負荷を接続し、前記第1乃至第nのトランジスタの
    ベースにスイッチ切換回路を接続し、前記カレントミラ
    ー回路の出力側のトランジスタと同様なサイズの第1の
    補正トランジスタを前記出力側のトランジスタのエミッ
    タ及びベースを共通接続して、前記第1乃至第nのトラ
    ンジスタと同様サイズの第2の補正トランジスタのエミ
    ッタを前記第1の補正トランジスタのコレクタと接続
    し、前記第2の補正トランジスタのベースを前記第1乃
    至第nのトランジスタの共通エミッタに接続し、前記第
    2の補正トランジスタのコレクタは接地又は負荷に接続
    したことを特徴とする電流切換回路。
  2. 【請求項2】 第1,第2の補正トランジスタが、出力
    側のトランジスタと同じ導電型である請求項1に記載の
    電流切換回路。
JP4321741A 1992-12-01 1992-12-01 電流切換回路 Expired - Lifetime JP2776709B2 (ja)

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