JPH063569B2 - 微小定電流回路 - Google Patents
微小定電流回路Info
- Publication number
- JPH063569B2 JPH063569B2 JP62145625A JP14562587A JPH063569B2 JP H063569 B2 JPH063569 B2 JP H063569B2 JP 62145625 A JP62145625 A JP 62145625A JP 14562587 A JP14562587 A JP 14562587A JP H063569 B2 JPH063569 B2 JP H063569B2
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- photodiode
- current
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は微小定電流回路に関し、特に微小な電流を発生
できるカレントミラー回路を有する微小定電流回路に関
する。
できるカレントミラー回路を有する微小定電流回路に関
する。
従来、精度が高い定電流源を得ようとするときは、演算
増幅器（以下、オペアンプと称す）とトランジスタとが
用いられている。
増幅器（以下、オペアンプと称す）とトランジスタとが
用いられている。
第３図はかかる従来の一例を示す定電流回路図である。
第３図に示すように、かかる定電流回路の出力端子１９
から得られる出力電流はオペアンプ１５に入力される基
準電圧源１６の電圧Ｖｓと出力トランジスタ１７のエミ
ッタ側の電圧とを比較演算し、ベース電流の変化をトラ
ンジスタ１７のコレクタ電流の変化として得られる。そ
の電源値Ｉoは で与えられる。ここでαはトランジスタ１７のベース接
地電流増幅率、Ｖsは基準電圧、Ｒ3は所定の定電流を得
るための定電流源調整用抵抗１８の可変抵抗値をそれぞ
れ表わす。かかる定電流回路で微小定電流を得るには調
整用抵抗１８の抵抗値R3を大きく設定し、オペアンプに
ついては入力バイアス電流の小さいＭＯＳ入力型かＪ−
FET入力型を選択する必要がある。
から得られる出力電流はオペアンプ１５に入力される基
準電圧源１６の電圧Ｖｓと出力トランジスタ１７のエミ
ッタ側の電圧とを比較演算し、ベース電流の変化をトラ
ンジスタ１７のコレクタ電流の変化として得られる。そ
の電源値Ｉoは で与えられる。ここでαはトランジスタ１７のベース接
地電流増幅率、Ｖsは基準電圧、Ｒ3は所定の定電流を得
るための定電流源調整用抵抗１８の可変抵抗値をそれぞ
れ表わす。かかる定電流回路で微小定電流を得るには調
整用抵抗１８の抵抗値R3を大きく設定し、オペアンプに
ついては入力バイアス電流の小さいＭＯＳ入力型かＪ−
FET入力型を選択する必要がある。
しかしながら、かかる定電流回路において、例えば100p
Aの定電流を得るために、基準電圧Ｖs＝１ｖの場合は、 の抵抗を必要とする。尚、ここでは電流増幅率αが低電
流域まで伸びているトランジスタを用いることによりα
＝１としている。
Aの定電流を得るために、基準電圧Ｖs＝１ｖの場合は、 の抵抗を必要とする。尚、ここでは電流増幅率αが低電
流域まで伸びているトランジスタを用いることによりα
＝１としている。
従って、このように１04ＭΩというような高抵抗をもつ
可変抵抗の実現は困難であるため、第３図の定電流回路
においてｐＡから連続的に出力する定電流源を得ること
はできないという欠点があった。
可変抵抗の実現は困難であるため、第３図の定電流回路
においてｐＡから連続的に出力する定電流源を得ること
はできないという欠点があった。
一方、前述の式(1)より可変抵抗１８の抵抗値R3を例え
ば100ＭΩに固定し且つＶsを可変にすれば、連続的な定
電流源は得られるが、微小電流になればなるほど基準電
圧Ｖsの値が小さくなり、ポテンショメータを用いてオ
ペアンプの入力電圧を制御しなければならないという欠
点があった。
ば100ＭΩに固定し且つＶsを可変にすれば、連続的な定
電流源は得られるが、微小電流になればなるほど基準電
圧Ｖsの値が小さくなり、ポテンショメータを用いてオ
ペアンプの入力電圧を制御しなければならないという欠
点があった。
例えば、Ｒ3＝100ＭΩに固定し、１０pAの定電流源を得
るには、基準電圧Ｖs＝100ＭΩ×10pA＝1mVに制御しな
ければならない。従って、ここに用いるオペアンプにつ
いては、オフセット電圧変動の小さいものを選択しなけ
ればならなくなり、いずれにしても大きな問題である。
るには、基準電圧Ｖs＝100ＭΩ×10pA＝1mVに制御しな
ければならない。従って、ここに用いるオペアンプにつ
いては、オフセット電圧変動の小さいものを選択しなけ
ればならなくなり、いずれにしても大きな問題である。
本発明の微小定電流回路は駆動電源に可変抵抗を介して
接続される発光ダイオードと，バイアス電源に接続され
るホトダイオードとからなるホトカプラと、前記ホトダ
イオードにコレクタ・ベース間を短絡して接続された第
一のトランジスタと，出力端子にコレクタを接続した第
二のトランジスタとからなるカレントミラー回路とを有
し、前記カレントミラー回路の入力端子に接続した前記
ホトダイオードを逆バイアスして接続し、且つ前記カレ
ントミラー回路の前記出力端子から微小定電流を得られ
るように構成している。
接続される発光ダイオードと，バイアス電源に接続され
るホトダイオードとからなるホトカプラと、前記ホトダ
イオードにコレクタ・ベース間を短絡して接続された第
一のトランジスタと，出力端子にコレクタを接続した第
二のトランジスタとからなるカレントミラー回路とを有
し、前記カレントミラー回路の入力端子に接続した前記
ホトダイオードを逆バイアスして接続し、且つ前記カレ
ントミラー回路の前記出力端子から微小定電流を得られ
るように構成している。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は本発明の第一の実施例を示す微小定電流回路図
である。
である。
第１図に示すように、ホトカプラ１と、二つのトランジ
スタ４，５からなるカレントミラー回路とを有し、ホト
ダイオード３を逆バイアス接続している。すなわち、逆
バイアス時におけるホトダイオード３の光入力Ｖs出力
電流のリニアリティが数pAまで保たれているという優れ
た入出力特性を利用している。一方、ホトカプラ１は発
光ダイオード(LED)２とホトダイオード(pD)３からな
り、外来光の影響をなくすために遮光性の物質でおおっ
たカプラ構造に収められる。また、ＮＰＮトランジスタ
４，５は前述のとおりカレントミラー回路を構成し、こ
のカレントミラー回路の入力端子，即ちＮＰＮトランジ
スタ４の短絡されたコレクタ・ベース端子にはホトダイ
オード(PD)３のアノードが接続される。また、ホトダイ
オード３のカソードは、約0.7Ｖ以上の電圧を印加され
たホトダイオードバイアス電源端子８に接続される。こ
の結果、ホトダイオード３は逆バイアス状態に保たれ、
カレントミラー回路の出力、即ちＮＰＮトランジスタ５
のコレクタに接続された出力端子９からは微小定電流が
得られる。
スタ４，５からなるカレントミラー回路とを有し、ホト
ダイオード３を逆バイアス接続している。すなわち、逆
バイアス時におけるホトダイオード３の光入力Ｖs出力
電流のリニアリティが数pAまで保たれているという優れ
た入出力特性を利用している。一方、ホトカプラ１は発
光ダイオード(LED)２とホトダイオード(pD)３からな
り、外来光の影響をなくすために遮光性の物質でおおっ
たカプラ構造に収められる。また、ＮＰＮトランジスタ
４，５は前述のとおりカレントミラー回路を構成し、こ
のカレントミラー回路の入力端子，即ちＮＰＮトランジ
スタ４の短絡されたコレクタ・ベース端子にはホトダイ
オード(PD)３のアノードが接続される。また、ホトダイ
オード３のカソードは、約0.7Ｖ以上の電圧を印加され
たホトダイオードバイアス電源端子８に接続される。こ
の結果、ホトダイオード３は逆バイアス状態に保たれ、
カレントミラー回路の出力、即ちＮＰＮトランジスタ５
のコレクタに接続された出力端子９からは微小定電流が
得られる。
次に、ホトカプラ１の動作と合わせて少しく詳細に微小
定電流源動作を説明する。まず発光ダイオード(LED)２
の電流を制御するために、LED２の一端はＬＥＤ駆動電
源（Ｖ1）と接続された端子７に可変抵抗（Ｒ1）６を介
して接続され、他端は接地される。前記可変抵抗６の抵
抗値R1を可変にすることによりＬＥＤ２の発光出力を制
御する。この結果、トランジスタ４のコレクタとバイア
ス電源端子８とに接続されたホトダイオード３の出力電
流が変化する。その電流はトランジスタ４，５からなる
カレントミラー回路によりトランジスタ５のコレクタ電
流となって伝達される。要するに、このトランジスタ５
のコレクタ電流は微小定電流源になるので、可変抵抗６
の抵抗値R1をコントロールすることによって任意の定電
流が得られる。これは、いわゆる吸込み型微小定電流回
路と呼ばれる。
定電流源動作を説明する。まず発光ダイオード(LED)２
の電流を制御するために、LED２の一端はＬＥＤ駆動電
源（Ｖ1）と接続された端子７に可変抵抗（Ｒ1）６を介
して接続され、他端は接地される。前記可変抵抗６の抵
抗値R1を可変にすることによりＬＥＤ２の発光出力を制
御する。この結果、トランジスタ４のコレクタとバイア
ス電源端子８とに接続されたホトダイオード３の出力電
流が変化する。その電流はトランジスタ４，５からなる
カレントミラー回路によりトランジスタ５のコレクタ電
流となって伝達される。要するに、このトランジスタ５
のコレクタ電流は微小定電流源になるので、可変抵抗６
の抵抗値R1をコントロールすることによって任意の定電
流が得られる。これは、いわゆる吸込み型微小定電流回
路と呼ばれる。
次に、第２図は本発明の第二の実施例を示す微小定電流
回路図である。この第２図に示す実施例はいわゆる吸出
し型微小定電流回路の例である。
回路図である。この第２図に示す実施例はいわゆる吸出
し型微小定電流回路の例である。
第２図に示すように、この微小定電流回路が第１図に示
す回路と異なる点は、カレントミラー回路を構成するト
ランジスタ10,11がPNP型になったこと、トランジスタ１
０の短絡されたコレクタ・ベースに接続されるホトダイ
オード３の端子はカソードになったことである。また、
ホドダイオード３のバイアス電源（Ｖ3）に接続される
端子１２は微小定電流回路の電圧範囲を広くとるために
比較的大きい電圧が印加されることが望ましい。この結
果、ホトダイオード３のバイアス電圧は（Ｖ3−ＶBE）
となる。尚、ＶBEはPNPトランジスタ１０のベース・エ
ミッタ間電圧である。
す回路と異なる点は、カレントミラー回路を構成するト
ランジスタ10,11がPNP型になったこと、トランジスタ１
０の短絡されたコレクタ・ベースに接続されるホトダイ
オード３の端子はカソードになったことである。また、
ホドダイオード３のバイアス電源（Ｖ3）に接続される
端子１２は微小定電流回路の電圧範囲を広くとるために
比較的大きい電圧が印加されることが望ましい。この結
果、ホトダイオード３のバイアス電圧は（Ｖ3−ＶBE）
となる。尚、ＶBEはPNPトランジスタ１０のベース・エ
ミッタ間電圧である。
上述した微小定電流回路の動作については、第１図に示
す実施例とほぼ同じであり、PNPトランジスタ１１のコ
レクタからは出力端子９に吸出し電流が出力される点だ
けが異なる 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明の微小定電流回路は高抵抗
や低バイアス電流型オペアンプあるいはポテンショメー
タや高精度・低バイアス電流型オペアンプを用いること
なしに、安価な発光ダイオードとホトダイオードからな
るホトカプラと、トランジスタからなるカレントミラー
回路とを有し、前記カレントミラー回路の入力端子に前
記ホトダイオードを逆バイアスして接続し、前記カレン
トミラー回路の出力端子から数pA程度までの微小定電流
を得られる効果がある。また、かかる定電流回路の制御
側と出力側とが光学的に結合されているので、電磁雑音
および静電雑音に対しても強いという効果があり、更に
は制御側の抵抗素子を出力側より遠く離して配置できる
ので、回路の取り扱いが容易となるという効果もある。
す実施例とほぼ同じであり、PNPトランジスタ１１のコ
レクタからは出力端子９に吸出し電流が出力される点だ
けが異なる 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明の微小定電流回路は高抵抗
や低バイアス電流型オペアンプあるいはポテンショメー
タや高精度・低バイアス電流型オペアンプを用いること
なしに、安価な発光ダイオードとホトダイオードからな
るホトカプラと、トランジスタからなるカレントミラー
回路とを有し、前記カレントミラー回路の入力端子に前
記ホトダイオードを逆バイアスして接続し、前記カレン
トミラー回路の出力端子から数pA程度までの微小定電流
を得られる効果がある。また、かかる定電流回路の制御
側と出力側とが光学的に結合されているので、電磁雑音
および静電雑音に対しても強いという効果があり、更に
は制御側の抵抗素子を出力側より遠く離して配置できる
ので、回路の取り扱いが容易となるという効果もある。
第１図は本発明の第一の実施例を示す微小定電流回路
図、第２図は本発明の第二の実施例を示す微小定電流回
路図、第３図は従来の一例を示す定電流回路図である。 １……ホトカプラ、２……発光ダイオード(LED)、３…
…ホトダイオード(PD)、４，５……NPN型トランジス
タ、６……定電流源調整用可変抵抗、７……LED駆動電
源端子(V1)、８……ＰＤバイアス電源端子(V2)、９……
出力端子、10,11……PNP型トランジスタ、１２……バイ
アス電源端子(V3)。
図、第２図は本発明の第二の実施例を示す微小定電流回
路図、第３図は従来の一例を示す定電流回路図である。 １……ホトカプラ、２……発光ダイオード(LED)、３…
…ホトダイオード(PD)、４，５……NPN型トランジス
タ、６……定電流源調整用可変抵抗、７……LED駆動電
源端子(V1)、８……ＰＤバイアス電源端子(V2)、９……
出力端子、10,11……PNP型トランジスタ、１２……バイ
アス電源端子(V3)。
Claims (1)
- 【請求項１】駆動電源に可変抵抗を介して接続される発
光ダイオードと，バイアス電源に接続されるホトダイオ
ードとからなるホトカプラと、前記ホトダイオードにコ
レクタ・ベース間を短絡して接続された第一のトランジ
スタと，出力端子にコレクタを接続した第二のトランジ
スタとからなるカレントミラー回路とを有し、前記カレ
ントミラー回路の入力端子に接続した前記ホトダイオー
ドを逆バイアスして接続し、且つ前記カレントミラー回
路の前記出力端子から微小定電流を得るようにしたこと
を特徴とする微小定電流回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62145625A JPH063569B2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 微小定電流回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62145625A JPH063569B2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 微小定電流回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63308617A JPS63308617A (ja) | 1988-12-16 |
| JPH063569B2 true JPH063569B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=15389339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62145625A Expired - Fee Related JPH063569B2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 微小定電流回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063569B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04117709A (ja) * | 1990-09-03 | 1992-04-17 | Nec Ic Microcomput Syst Ltd | 定電流回路 |
| JP4510987B2 (ja) * | 2000-03-22 | 2010-07-28 | 川崎マイクロエレクトロニクス株式会社 | Ｄａ変換装置 |
| JP5166898B2 (ja) * | 2008-02-04 | 2013-03-21 | 三洋半導体株式会社 | 出力値調整回路及び電流値調整回路 |
| JP6715790B2 (ja) * | 2017-03-03 | 2020-07-01 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 基準電流源回路 |
-
1987
- 1987-06-10 JP JP62145625A patent/JPH063569B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63308617A (ja) | 1988-12-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |