JPH06188646A - 高インピーダンス高ミラー比の電流ミラー回路 - Google Patents

高インピーダンス高ミラー比の電流ミラー回路

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JPH06188646A
JPH06188646A JP5230809A JP23080993A JPH06188646A JP H06188646 A JPH06188646 A JP H06188646A JP 5230809 A JP5230809 A JP 5230809A JP 23080993 A JP23080993 A JP 23080993A JP H06188646 A JPH06188646 A JP H06188646A
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JP
Japan
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current
transistor
circuit
current mirror
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP5230809A
Other languages
English (en)
Inventor
Luciano Tomasini
ルチアノ・トマシニ
Rinaldo Castello
リナルド・カステロ
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.)
SGS THOMSON MICROELECTRONICS
STMicroelectronics SRL
Original Assignee
SGS THOMSON MICROELECTRONICS
SGS Thomson Microelectronics SRL
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Filing date
Publication date
Application filed by SGS THOMSON MICROELECTRONICS, SGS Thomson Microelectronics SRL filed Critical SGS THOMSON MICROELECTRONICS
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    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的大きなミラー比の回路中でも高い正確
性で高いインピーダンスを有し容易に形成できる電流ミ
ラー回路を提供する。 【構成】 コントロールブランチと出力ブランチの2個
のブランチを有する電流ミラー回路中に、出力ノード側
に接続された電流出力トランジスタP3、該トランジス
タのコントロールターミナルと前記出力ブランチ間に接
続された電界効果トランジスタM4及び周波数補償キャ
パシタンスCcを有する電流ミラー回路。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コントロール電流から
始めて該コントロール電流よりn倍大きい他の電流を発
生させることのできる回路に関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】電子回路を設計する際に、
ミラーされるつまり出力電流と参照つまりコントロール
電流との間に大きな比のを有する電流ミラーを実現する
必要がしばしば生ずる。一般に電流ミラーはそれが10の
オーダーにあるときに大きな比を有すると言われる。電
流ミラーの付加的な要件は非常に正確であることであ
る。
【0003】電流ミラーの古典的な回路が図1に示され
ている。特別に高い正確性が要求される場合、図2に示
したような修正された回路がしばしば使用される。この
ような修正された回路は、回路の固有のエラーを減少さ
せるための第3のトランジスタN3を利用することによ
りベース電流の回収のために提供される。このエラー
は、電流寄与間のダイオード状のN1トランジスタを含
んで成る電流ミラー回路のコントロールブランチで前記
ミラーの2個のトランジスタのベース電流に起因するも
のがあるため生ずる。この「オフセット」電流は、ミラ
ー比と1/βにより与えられる項を加えたものに比例す
るエラーを作りだす。前記付加トランジスタN3はトラ
ンジスタN1及びN2のベース電流の実質的な回収を許
容し、従って固有な対称性の減少を許容する。この解決
法は、エラーが大きいまま残るため比較的高いミラー比
を実現しなければならない回路の場合には非常に効果的
という訳ではない。
【0004】図3に示されるようにトランジスタPを含
むフィードバックループを有するトランスコンダクタン
ス演算増幅器(OTA)がこれらの場合にしばしば使用
される。この回路は比較的大きいミラー比の場合にも高
い正確性を保証することができる。
【0005】他方のある種の用途、例えば電話回路、よ
り一般的にはシグナル伝送ラインがパワーサプライライ
ンとしても使用される用途、つまり回路が高いパワー−
サプライ−リジェクション−レイショ(PSRR)を有
することが特に重要である用途では、既知の電流ミラー
は、それらの挙動をサプライライン上のACシグナルの
存在に比較的鋭敏でなくすために十分高くないサプライ
ノード間で測定されたようなインピーダンスを有する。
このような既知の回路の欠点は、比較的高いミラー比を
有する電流ミラーでより顕著になる。更に幾つかの用途
では、既知の技術に従って形成された回路例えば図3に
示した回路の正確性はOTAの限られたゲインのため依
然として不十分である。
【0006】
【発明の構成】比較的大きなミラー比の回路中でも高い
正確度を保証できサプライノードを横切って測定された
ときに高いインピーダンスを有する容易に実行できる電
流ミラー回路を提供することが本発明の目的である。
【0007】基本的に本発明の対象である電流ミラー回
路はコントロールターミナル例えば電流出力トランジス
タのベースターミナルを通る電流を取り扱うための電界
効果トランジスタを使用する。ゲイン段の周波数補償は
フィードバックキャパシタンスにより行われる。サプラ
イノードを通るように測定された回路のインピーダンス
は、基本的な電流ミラー回路の出力ブランチトランジス
タとともに電流ミラーの出力インピーダンスを増加でき
るカスコード型の回路を形成するよう接続された電流ミ
ラー回路の出力ブランチに機能的に接続された付加トラ
ンジスタを使用することにより増加する。電流ミラー回
路の出力インピーダンスは、それがミラー比により分割
されるべきであるという観点から、回路のサプライノー
ドを横切って測定されるような高いインピーダンスを決
定する最も重要な因子である。エラーを減少させること
つまり回路の正確性を増加させることに加えてゲイン段
の使用により決定されるような高いループゲインは電流
ミラー回路のサプライノードを通る高いインピーダンス
の達成に協力的である。実際に電流出力トランジスタの
コントロール電流はゲイン段の電界効果トランジスタに
より駆動されるため、性能に負の影響を与えることなく
電流ミラーの2個のブランチの電流レベルを減少させる
ことが可能になる。このような電流レベルの減少は電力
消費の著しい節約を行いかつ電流ミラーの素子のサイズ
の適正化を容易に行うことに加えて更にインピーダンス
を増加させる。回路の出力インピーダンスつまりゲイン
段の電界効果トランジスタにより駆動されるトランジス
タの出力インピーダンスは増加する。これは、電流ミラ
ーの出力トランジスタはしばしば比較的高い電流を駆動
し従って比較的低い出力インピーダンスを有しなければ
ならないため、それ自身更に利点となる。
【0008】
【実施例の説明】既知の回路と比較した場合の本発明の
回路の異なった特徴及び利点が添付図面を参照しながら
引き続き行う本発明の好ましい態様の説明により更に明
瞭になるであろう。
【0009】図1は、電流ミラーの基本的な回路を示
す。図2は、上述の通り、既知技術に従ってベース電流
を回収するためのトランジスタを有する修正された電流
ミラー回路を示す。図3は、PNPトランジスタフィー
ドバックループを有するOTAの使用により形成された
電流ミラーを示す。図4は、本発明の好ましい態様に従
って形成された電流ミラー回路の基本的なダイアグラム
を示す。
【0010】図中に示された全ての電流ミラー回路は次
の関係Ispec/Irif=R1/R2 により与えられるミラー比を
与える。図4を参照すると、本発明の電流ミラー回路
は、基本的なコンフィギュレーションに従い、バイアス
電流発振器N6、第1のダイオード接続したトランジス
タP1及び、該トランジスタP1及び回路のサプライノ
ードAの間に機能的に接続された第1の縮退抵抗R1を
含んで成る第1のコントロールあるいは参照ブランチを
有している。電流ミラーの第2の出力ブランチは、バイ
アス電流発振器N7、電流ミラーの第2のあるいは出力
トランジスタP2及び、該トランジスタP2及びサプラ
イノードAの間に機能的に接続された第2の縮退抵抗R
2を含んで成っている。
【0011】このような基本的な電流ミラーコンフィギ
ュレーションでは、電流ミラーの縮退抵抗R2と出力ト
ランジスタP2間の接続ノードにより表される出力ノー
ドを通る回路により伝達されるミラーされた電流Ispec
はミラーの縮退抵抗R1及び参照ブランチのダイオード
接続されたトランジスタP1間の接続ノードから引かれ
るコントロール又は参照電流Irifに相当する。
【0012】本発明によると、このような基本的な電流
ミラー回路は、電流ミラーにより形成されたミラーされ
た電流Ispec がそれを通して流れる電流出力トランジス
タP3を駆動できる電界効果トランジスタM4を有する
ゲイン段を加えることにより修正される。電界効果トラ
ンジスタM4により構成されるゲイン段はフィードバッ
クキャパシタンスCcによりしばしば補償される。
【0013】該ゲイン段は、回路のループゲインを増加
させこれにより図3に示した従来技術の回路で行われて
いたようなバッファを使用する際に達成されかつ該バッ
ファの限られたゲインにより限定される正確性を越えた
正確性の度合いを増加させる。出力トランジスタP3の
駆動電流が電界効果トランジスタM4により与えられ従
って電流ミラー回路の2個のブランチを通って(つまり
P1、P2及びP5を通って)流れる電流は回路の性能
に悪影響を及ぼすことなく電流発振器N6及びN7のサ
イズを好適に設定することにより比較的小さく自由に設
定されるため、回路の増加したゲインは電流消費を減少
させることを許容する。
【0014】サプライノードAとグラウンド間で測定さ
れるような回路のインピーダンスは、基本的な電流ミラ
ー回路のトランジスタP2とともにカスコード回路を構
成するように電流ミラーの出力ブランチに機能的に接続
された第5のトランジスタP5を使用することにより都
合良く増加する。この場合、電流ミラーのトランジスタ
P2が飽和する可能性を排除するために、つまりトラン
ジスタP2のコレクタ−エミッタ電圧(VCE)をその
飽和電圧より高く維持することを確保するために、図に
示すようにバイアス抵抗Rbを電流ミラーの参照ブラン
チに導入しなければならない。
【0015】実質的に第5のトランジスタP5の付加に
より形成されるカスコード回路の効果は、電流ミラーの
出力トランジスタP2の出力インピーダンスを増加させ
これによりサプライノードAから見た回路のより高いイ
ンピーダンスを決定することである。この出力トランジ
スタの出力インピーダンスはサプライノードから見た回
路の高いインピーダンスを達成するための決定的な因子
であるため、電流ミラーの出力トランジスタP2のカス
コーデシィングは特に効果的である。これに関して実
際、トランジスタP2の出力インピーダンスはミラー比
により分割されなければならず、比較的高いミラー比の
場合にはそれは過度に低くなる。回路のグラウンドノー
ドとそれぞれのバイアス電流発振器N6及びN7の間に
2個の追加の縮退抵抗R3及びR4を導入することによ
り、図4に概略的に示したように、サプライノードを横
切って測定される回路のインピーダンスを更に増加させ
るように選択することもできる。電流ミラー回路の2個
のブランチに他のカスコード回路を追加することによっ
ても回路のインピーダンスを増加させることに関して更
に良い結果が得られる。
【0015】図4の例に示したように、周波数補償キャ
パシタンスCcが電流出力トランジスタP3のコントロ
ールノード(ベース)と好ましくはカスコード接続され
たトランジスタ対P2及びP5の中間接続ノード間に接
続され、これはゲイン段トランジスタM4のゲート間に
接続されるより好ましい。これは周波数に対する回路の
更に好ましいインピーダンス特性を生じさせる。
【0016】例えば図示の例ではn−チャンネルMOS
トランジスタであるゲイン段のM4トランジスタを例外
としてあるタイプの導電性のバイポーラトランジスタを
使用する好ましい態様に関連して本発明の回路を説明し
てきたが、逆のタイプの導電性のトランジスタを使用し
かつ極性を反転させることにより同様の回路を実現する
ことができる。更にこの回路はバイポーラトランジスタ
の代わりに電界効果トランジスタを使用して形成するこ
ともできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電流ミラーの基本的な回路。
【図2】既知技術に従ってベース電流を回収するための
トランジスタを有する修正された電流ミラー回路。
【図3】PNPトランジスタフィードバックループを有
するOTAの使用により形成された電流ミラー。
【図4】本発明の好ましい態様に従って形成された電流
ミラー回路の基本的なダイアグラム。
【符号の説明】
A・・・サプライノード M4・・・電界効果トランジ
スタ P1・・・ダイオード接続トランジスタ P2・
・・出力トランジスタ P3・・・電流出力トランジス
タ P5・・・付加トランジスタ R1、R2・・・縮
退抵抗 N6、N7・・・電流発振器 Cc・・・フィ
ードバックキャパシタンス
フロントページの続き (72)発明者 リナルド・カステロ イタリア国 アルコレ 20043 ヴィア・ ゴルジ 12

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電流ミラーの2個のブランチのバイアス
    電流発振器対、ミラー回路のサプライノードと第1の又
    はコントロールブランチのダイオード接続されたトラン
    ジスタ間に機能的に接続された第1の縮退抵抗、ミラー
    回路の前記サプライノードと第2の又は出力ブランチの
    第2のトランジスタ間に機能的に接続された第2の縮退
    抵抗、前記第1の抵抗と前記ダイオード接続されたトラ
    ンジスタ間のコントロール電流の入力ノードを構成する
    接続ノード、及び前記第2の抵抗と前記第2のトランジ
    スタ間にあり前記第1の抵抗値と前記第2の抵抗値の間
    の比により増加した前記コントロール電流に等しい値を
    有するミラーされた電流の出力ノードを構成する接続ノ
    ードを含んで成る電流ミラー回路において、 前記出力ノードに機能的に接続された第1のターミナ
    ル、コントロールターミナル及び出力ターミナルを有す
    る電流出力トランジスタ、 電流ミラーの前記出力ブランチに機能的に接続されたゲ
    ート、前記グラウンドノードに接続されたソース及び前
    記電流出力トランジスタの前記コントロールターミナル
    に接続されたドレーンを有する電界効果トランジスタを
    含んで成るゲイン段、 前記電流出力トランジスタの前記コントロールターミナ
    ルと電流ミラーの前記出力ブランチ間に接続された周波
    数補償キャパシタンスを含んで成ることを特徴とする電
    流ミラー回路。
  2. 【請求項2】 電流ミラー回路の前記出力ブランチに機
    能的に接続されかつ前記第2のトランジスタを含んで成
    り、該第2のトランジスタとともに回路のサプライノー
    ドを横切って測定されるインピーダンスを増加できるカ
    スコード回路を構成する付加的なトランジスタを更に含
    んで成り、該付加トランジスタのコントロールターミナ
    ルが電流ミラー回路の前記コントロールブランチに接続
    されたバイアス抵抗のターミナルに接続されかつ電流ミ
    ラー回路の前記第2のトランジスタの飽和を防止するた
    めに十分な値を有していることを特徴とする請求項1に
    記載の電流ミラー回路。
  3. 【請求項3】 前記バイアス電流発振器のそれぞれが、
    電流ミラーのそれぞれのブランチに接続されかつ縮退抵
    抗を通して回路の前記グラウンドノードに接続されてい
    る請求項2に記載の電流ミラー回路。
JP5230809A 1992-08-26 1993-08-25 高インピーダンス高ミラー比の電流ミラー回路 Pending JPH06188646A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT92830453.4 1992-08-26
EP92830453A EP0584435B1 (en) 1992-08-26 1992-08-26 High impedance,high ratio current mirror

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06188646A true JPH06188646A (ja) 1994-07-08

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ID=8212164

Family Applications (1)

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JP5230809A Pending JPH06188646A (ja) 1992-08-26 1993-08-25 高インピーダンス高ミラー比の電流ミラー回路

Country Status (4)

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US (1) US5485074A (ja)
EP (1) EP0584435B1 (ja)
JP (1) JPH06188646A (ja)
DE (1) DE69216824T2 (ja)

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Also Published As

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EP0584435A1 (en) 1994-03-02
DE69216824D1 (de) 1997-02-27
EP0584435B1 (en) 1997-01-15
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