JPH0642184B2 - 電流安定化回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は第１と第２の共通端子間に並列に配置された第
１と第２の回路を具え、第１の回路を第１の導電形の第
１のトランジスタのコレクタ−エミッタ路と、第２の導
電形の第２のトランジスタのコレクタ−エミッタ部との
直列回路により形成し、第２の回路を第１の導電形の第
３のトランジスタのコレクタ−エミッタ路と、第２の導
電形の第４のトランジスタのコレクタ−エミッタ路と、
抵抗との直列回路により形成し、第１と第３のトランジ
スタが共通制御電極を有し、第２と第４のトランジスタ
が共通制御電極を有し、第２と第４のトランジスタの共
通制御電極を第１と第２の入力端子を有する第１の差動
増幅器の出力により駆動し、前記の第１の入力端子を第
１と第２のトランジスタ間の第１の回路に結合した電流
安定化回路に関するものである。

このような電流安定化回路は、例えば、相互コンダクタ
ンス要素とコンデンサとから組立てられるタイプの集積
化されたフィルタ回路で使用することもできる。このよ
うなフィルタ回路は、例えば、IEEEのJournal of solid
-state circuits SC-17,第713 〜722 頁に載っている
「Integration of analogue filters in a bipolar pro
cess」に記載されている。

このような電流安定化回路は周知のタイプの電流安定化
器から導びかれ、そこでは第１と第３のトランジスタが
電流ミラー回路の一部を形成し、これらのトランジスタ
のエミッタ面積が等しい場合は第１と第２の回路に互に
等しい電流を流す。そしてこれらの電流の大きさは抵抗
の抵抗値と、タイオードとして接続されている第２のト
ランジスタのエミッタ面積と第４のトランジスタのエミ
ッタ面積との間の比とにより決まる。しかし、第１と第
３のトランジスタのエミッタ面積の間の比を等しくない
ように選ぶことにより、第１と第２の回路内を等しくな
い電流が流れるようにすることもできる。

冒頭に述べたタイプの電流安定化回路は米国特許第３９
１４６８３号の第２図から既知である。そしてそこでは
電流ミラー回路が３トランジスタ電流ミラーにより形成
される。第１のトランジスタのコレクタ−エミッタ路と
直列に付加的なトランジスタのコレクタ−エミッタ路を
配置し、その制御電極を第３のトランジスタのコレクタ
に接続する。この回路では第２のトランジスタはダイオ
ードとして接続することはせず、第２と第４のトランジ
スタのベース電流を差動増幅器の出力端子から供給す
る。そして差動増幅器の一方の入力端子を第２のトラン
ジスタのコレクタに接続し、他方の入力端子を第４のト
ランジスタのコレクタに接続する。差動増幅器は第２と
第４のトランジスタのコレクタ−ベース電圧が何時も等
しく、従って電源電圧が変動する時これらのコレクタ−
ベース電圧が同じに変化し、その結果ベース−エミッタ
電圧に同じように反作用し（アーリー効果の補償）、回
路の対称性がくずれず、第１と第２の回路の電流間の比
が一定に保たれるようにする。また差動増幅器の入力端
子は付加的トランジスタのコレクタ−ベース接合両端間
にかかっているから、このトランジスタのコレクタ−ベ
ース電圧は電源電圧の変動に対しほぼ独立である。

この従来技術の電流安定化回路の欠点は電流ミラー回路
の付加的トランジスタのために電源電圧のスペースが必
要となるため、約１Ｖという非常に低い電源電圧には適
しないことである。しかし、付加的トランジスタを省
き、第１と第３のトランジスタだけで電流ミラー回路を
形成することもできる。この場合は第３のトランジスタ
をダイオードとして接続する必要がある。しかし、これ
にも欠点があって、それは第１と第３のトランジスタの
ベース電流が第２の回路から取出され、その結果電流ミ
ラー回路のミラー比が乱され、２個の回路を流れる電流
は正確に互に等しくならないことである。もつ一つの欠
点はベース−エミッタ接合が第１のトランジスタのベー
ス−エミッタ接合と並列なトランジスタを設けることに
より電流安定化回路から導びかれる電流源がアーリー効
果を補償しないことである。

それ故本発明の目的は良く電源電圧の変動に耐え且つ非
常に低い電源電圧でも非常に正確に動作し続ける電流安
定化回路を提供するにある。

この目的を達成するため、本発明によれば、冒頭に記載
したタイプの回路において、第１と第３のトランジスタ
の共通制御電極を第１と第２の入力端子を有する第２の
差動増幅器の出力により駆動し、第２の差動増幅器の第
１の入力端子を第３と第４のトランジスタ間の第２の回
路に結合し、第１と第２の共通端子間に分圧器を入れ、
第１と第２の差動増幅器の第２の入力端子を分圧器のタ
ップに結合したことを特徴とする。

このような本発明によれば、第２と第４のトランジスタ
のベース電流が差動増幅器により供給されるだけでな
く、第１と第３のトランジスタのベース電流も差動増幅
器により供給される。この結果第１と第３のトランジス
タのベース電流の電流ミラー効果に対する影響を著しく
小さくすることができる。２個の差動増幅器の各々の一
方の入力端子は電流回路に結合され、他方の入力端子は
分圧器のタップに接続されるから、第３と第１のトラン
ジスタのコレクタ−ベース電圧と第２と第４のトランジ
スタのコレクタ−ベース電圧が等しく、従って電源電圧
の変動がある場合、これらのコレクタ−ベース電圧は同
じに変化する。このため回路の対称性が保たれ、その結
果第１と第２の回路の電流間の比は一定に保たれる。

このような電流回路を用いると、例えば、ベース−エミ
ッタ路が第１のトランジスタのベース−エミッタ部と並
列に接続されているトランジスタのコレクタと、ベース
−エミッタ路が第２のトランジスタのベース−エミッタ
路と並列に接続されているトランジスタのコレクタとか
ら安定化された出力電流を取出すことができる。このよ
うにしてこれらのトランジスタは他の回路の電流源トラ
ンジスタとなる。

前述したように、このような電流安定化回路は相互コン
ダクタンスとコンデンサとから組立てられている集積化
されたフィルタ回路で用いるのに適している。相互コン
ダクタンスとコンデンサとを用いれば、抵抗、コンデン
サ及びコイルを用いて作られる任意のタイプのフィルタ
回路を作ることができる。

このような種類のフィルタ回路では、相互コンダクタン
スが２個の並列に接続された差動段により形成される１
個の差動段回路を具え、２個の差動段がベース−エミッ
タ路が第１のトランジスタのベース−エミッタ路と並列
に接続されている第１の導電形の電流源トランジスタの
コレクタ間と、ベース−エミッタ路が第２のトランジス
タのベース−エミッタ路と並列に接続されている第２の
導電形の電流源トランジスタのコレクタ間とに配置され
る。こうすると互に逆の導電形の２個の電流源トランジ
スタのコレクタ間には両端に１個分のベース−エミッタ
電圧が存在する１個のベース−エミッタ接合が存在す
る。加えて、各差動段の２個の入力端子の一方は信号に
対するフィルタアースとして働らき、ほぼ一定の電圧を
担う電流安定化回路の一点、例えば、第３と第４のトラ
ンジスタ間の第２の回路内の接続点に結合される。

このような回路では反対の導電形の２個の電流源トラン
ジスタのコレクタ間にベース−エミッタ接合が存在する
から、これらの電流源トランジスタのコレクタ−ベース
電圧は電流安定化回路のトランジスタのコレクタ−ベー
ス電圧と異なりがちである。このため電源電圧の変動が
ある時電流源トランジスタのコレクタ−ベース電圧は電
流安定化回路のトランジスタのコレクタ−ベース電圧と
異なって変化する。電源電圧の変動のベース−エミッタ
電圧に対する反作用のため、この場合電流源トランジス
タから出る電流はも早や正確に電流安定化回路の第１及
び第２の回路内の安定化された電流に等しくなることは
なくなる。

電源電圧の変動がある時電流源トランジスタのコレクタ
−ベース電圧が電流安定化回路のトランジスタのコレク
タ−ベース電圧と同じように変化する電流安定化回路の
一実施例は少なくとも夫々第１と第２のトランジスタの
コレクタ−エミッタ路間と、第３と第４のトランジスタ
のコレクタ−エミッタ路間の第１と第２の回路内に順方
向に接続された半導体接合を入れたことを特徴とする。
こうすると各電流回路に半導体接合が存在し、この結果
コレクタ−ベース電圧はこの場合も等しくなる。第１と
第２の差動増幅器の入力端子は第１と第２の電流回路内
の半導体接合の正極又は負極に結合することができる。
これらの入力端子が夫々の接合の対応する極に接続され
ている場合は、分圧器にも半導体接合を入れねばならな
い。第１と第２の回路内に入れるべき半導体接合の数は
差動段の構造により決まる。即ち、差動段の入力トラン
ジスタは一対のダーリントランジスタの形態にすること
ができる。この場合は各電流回路に２個の半導体接合を
設けねばならない。

いくつかの実施例を挙げて図面につき本発明を詳細に説
明する。

第１ａ図は既知の電流安定化回路の基本的な回路図を示
す。この回路は、第１と第２の共通端子５及び６間に接
続された第１と第２の並列な（電流）回路１及び２を具
える。回路１はＰＮＰトランジスタＴ_１とダイオード接
続したＮＰＮトランジスタＴ_２との直列回路により構成
される。回路２はダイオード接続されたＰＮＰトランジ
スタＴ_３と、ＮＰＮトランジスタＴ_４と、抵抗Ｒ_１との
直列回路により構成されている。共通ベースを有するト
ランジスタＴ_１とＴ_３は電流ミラーを形成する。トラン
ジスタＴ_１とＴ_３のエミッタの面積が等しい時は、この
電流ミラーは両方の回路に等しい大きさの電流を流す。
この場合はトランジスタＴ_４のエミッタ面積をトランジ
スタＴ_２のエミッタ面積よりも大きくし、ゼロと異なる
安定化された電流を生ずるようにする必要がある。この
時両方の回路を流れる安定化された電流の大きさは で与えられる。但し、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温
度、ｑは電気素量、ｎはトランジスタＴ_４とＴ_２のエミ
ッタ面積間の比である。代りにトランジスタＴ_１とＴ_３
のエミッタ面積間の比を１と異なるように選ぶことによ
り２個の回路を等しくない電流が流れるようにすること
もできる。この場合はトランジスタＴ_２とＴ_４のエミッ
タの面積を等しくすることができる。この回路では安定
化された電流がなお電源電圧の変動に依存することが知
られているが、これはこれらの変動がほぼ完全にトラン
ジスタＴ_１及びＴ_４のコレクタ−ベース接合にまたがっ
て存在し、これにより回路の対称性が乱されるためであ
る。

第１ｂ図は電源電圧の変動を一層良く抑圧した従来の電
流安定化回路を示したものである。第１ａ図と同じ要素
には同じ符号を付してある。第１ｂ図では電流ミラー回
路はトランジスタＴ_１，Ｔ_３及びＴ_５により形成され、
トランジスタＴ_５のコレクタ−エミッタ路がトランジス
タＴ_１のコレクタ−エミッタ路と直列に入り、トランジ
スタＴ_１がダイオードとして接続されている。この電流
ミラー回路は第１ａ図の電流ミラー回路より正確に動作
するが、これは第１の回路からトランジスタＴ_１とＴ_３
のベース電流をとり出すことが第２の回路からとり出さ
れるトランジスタＴ_５のベース電流により部分的に補償
されるからである。トランジスタＴ_２とＴ_４のベース電
流は差動増幅器３により生ずるが、差動増幅器３の非反
転入力端子はトランジスタＴ_２のコレクタに接続され、
反転入力端子はトランジスタＴ_４のコレクタに接続され
る。差動増幅器３はトランジスタＴ_２とＴ_４のコレクタ
−ベース電圧が何時も等しくなり、従って同じ態様で電
源電圧の変動と共に変化するようにする。同時に差動増
幅器３はトランジスタＴ_５のコレクタ−ベース電圧を如
何なる電源電圧の変動があっても一定に保つ。

この第１ｂ図の回路は良く電源電圧の変動を抑圧する
が、トランジスタＴ_５にコレクタ−エミッタ電圧を必要
とするため電源電圧が非常に低い場合は適当ではない。
しかし、トランジスタＴ_５を除くと、トランジスタＴ_１
とＴ_３のベース電流を第２の回路から取ることにより回
路の対称性が乱れるという欠点を生ずる。加えて、ベー
ス−エミッタ路がトランジスタＴ_１のベース−エミッタ
路と並列な電源電圧を結合することも問題を伴う。

第２図は非常に低い電源電圧に適し且つ同時に満足のゆ
く電圧変動の抑圧を示す本発明に掛かる第１の電流安定
化回路を示したものである。第１ｂ図と同じ要素には同
じ符号を与えてある。トランジスタＴ_２とＴ_４のベース
電流はここでも差動増幅器３の出力端子から供給され、
差動増幅器３の非反転入力端子はトランジスタＴ_２のコ
レクタに結合されている。しかし、反転入力端子はこの
場合２個の抵抗Ｒ_２とＲ_３の接続点７に結合されて、抵
抗Ｒ_２及びＲ_３は正の電源端子５と負の電源端子６との
間に入っている。電流ミラー回路はトランジスタＴ_１と
Ｔ_３だけで形成される。これらのトランジスタのベース
電流は差動増幅器４の出力端子から供給され、差動増幅
器４の非反転入力端子はトランジスタＴ_３のコレクタに
結合されている。反転入力端子は抵抗Ｒ_２とＲ_３の接続
点７に結合される。トランジスタＴ_２及びＴ_４のベース
電流も、トランジスタＴ_１及びＴ_３のベース電流も差動
増幅器から供給されるから、回路の対称性が保たれ、電
流安定化回路の両方の回路に等しい電流が流れる。差動
増幅器３及び４の利得は十分高いから、各差動増幅器の
両方の入力端子の電圧は等しい。これは、図から明らか
な通り、トランジスタＴ_１及びＴ_３のコレクタ−ベース
電圧とトランジスタＴ_２及びＴ_４のコレクタ−ベース電
圧とを互いに等しくする。そして電源電圧の変動があっ
た場合、これらのトランジスタのコレクタ−ベース電圧
は同じように変化し、従って電源電圧の変動のこれらの
トランジスタのコレクタ電流に対する影響も同じにな
る。この結果、電源電圧の変動があった場合でも回路の
対称性が保たれる。抵抗Ｒ_２とＲ_３の抵抗値が等しい場
合は、全てのトランジスタＴ_１〜Ｔ_４のコレクタ−ベー
ス電圧が等しくなる。ここでは抵抗Ｒ_２とＲ_３により分
圧器が形成されているが、代わりに、コンデンサのよう
な他のインピーダンス要素により分圧器を形成すること
ができる。

第３図は第２図の回路を実際に具体化したもので、第２
図と同じ要素には同一符号を付してある。差動増幅器３
はトランジスタＴ_６及びＴ_７により形成され、その共通
エミッタリード線内にトランジスタＴ_８により構成され
る電流源が含まれ、トランジスタＴ_８のベース−エミッ
タ路がトランジスタＴ_１のベース−エミッタ路と並列に
配置されている。トランジスタＴ_６のベースはトランジ
スタＴ_２のコレクタに接続し、トランジスタＴ_６のコレ
クタは負の電源端子６に接続する。トランジスタＴ_７の
ベースは抵抗Ｒ_２とＲ_３の間の接続点７に接続する。ト
ランジスタＴ_７のコレクタはダイオードＤ_１を介して負
の電源端子６に接続する。ダイオードＤ_１のアノードは
トランジスタＴ_２とＴ_４の共通ベースに接続し、ダイオ
ードＤ_１のカソードはトランジスタＴ_７のコレクタに接
続する。このダイオードＤ_１はコレクタ−ベース接合を
短絡したトランジスタの形態とすることもできる。ＰＮ
ＰトランジスタＴ_６のベース電流（この電流は第１の回
路から取出される）の影響を小さくするために、トラン
ジスタＴ_１のエミッタ面積をトランジスタＴ_８のエミッ
タ面積の２倍にし、ダイオードＤ_１のｐｎ接合面積をト
ランジスタＴ_２のエミッタ面積の1/4 にする。差動増幅
器４は２個のＮＰＮトランジスタＴ_９及びＴ₁₀で形成さ
れ、共通エミッタリード線内にトランジスタＴ₁₁で形成
される電流源を含み、トランジスタＴ₁₁のエミッタリー
ド線内に抵抗Ｒ_１を含み、この結果高周波で不安定にな
らないようになる。トランジスタＴ₁₀のベースはトラン
ジスタＴ_３のコレクタに接続し、トランジスタＴ₁₀のコ
レクタを正の電源端子５に接続する。トランジスタＴ_９
のベースを抵抗Ｒ_２とＲ_３の間の接続点７に結合し、ト
ランジスタＴ_９のコレクタをダイオードＤ_３を介して正
の電源端子５に結合する。ダイオードＤ_３のカソードは
トランジスタＴ_１及びＴ_３の共通ベースに結合し、ダイ
オードＤ_３のアノードは電源端子５に結合する。加え
て、トランジスタＴ_９及びＴ₁₀の共通エミッタリード線
をスタータ抵抗Ｒ_４に接続する。スタータ抵抗Ｒ_４は電
源電圧が加えられた時、回路が自動的にゼロと異なる安
定化電流に調整されるようにする。高周波で不安定にな
らないようにするために、トランジスタＴ_６のベースと
トランジスタＴ_２及びＴ_４の共通ベースとの間並びにト
ランジスタＴ₁₀のベースとトランジスタＴ_１及びＴ_３の
共通ベースとの間に夫々コンデンサＣ_１及びＣ_２を設け
る。しかし、これらのコンデンサは必ずしも必要ではな
く、省くこともできる。

ダイオードＤ_１はトランジスタＴ_７のコレクタ電流の大
部分を電源端子６に流す作用をする。ダイオードＤ_３は
トランジスタＴ_９のコレクタ電流の大部分を電源端子５
から流す作用をする。

第４図は本発明に係る第２の電流安定化回路を具えるフ
ィルタ回路を示す。第２図と同じ要素には同じ符号を与
えてある。

電流安定化回路のトランジスタＴ_１のコレクタとトラン
ジスタＴ_２のコレクタとの間の第１の回路内にダイオー
ドＤ_５を入れ、ダイオードＤ_５のカソードを差動増幅器
３の非反転入力端子に結合する。同じように、トランジ
スタＴ_３のコレクタとトランジスタＴ_４のコレクタとの
間の第２の回路内にダイオードＤ_６を入れ、ダイオード
Ｄ_６のアノードを差動増幅器４の非反転入力端子に結合
する。ダイオードＤ_７を抵抗Ｒ_２とＲ_３の間の分圧器内
に入れ、差動増幅器３の反転入力端子と差動増幅器４の
反転入力端子とを夫々ダイオードＤ_７のカソード及びア
ノードに結合する。これらのダイオードＤ_５，Ｄ_６及び
Ｄ_７はベース−コレクタ接合を短絡したトランジスタに
より構成することができる。本例ではフィルタ回路を２
個の相互コンダクタンス回路を具えるジャイレータ共振
回路により構成するが、２個の相互コンダクタンス回路
は同じ構造を有し、第１の相互コンダクタンス回路の要
素に対応する第２の相互コンダクタンス回路の要素には
ダッシュを付してある。第１の相互コンダクタンス回路
はトランジスタＴ₂₂及びＴ₂₃により形成される差動段に
より構成され、トランジスタＴ₂₂とＴ₂₃のエミッタ面積
は等しくない。この第１の差動段と並列にトランジスタ
Ｔ₂₅及びＴ₂₆により形成される第２の差動段を設ける。
トランジスタＴ₂₅とＴ₂₂のエミッタ面積間の比はトラン
ジスタＴ₂₃とＴ₂₂のエミッタ面積間の比と等しくする。
これらの２個の差動段の共通エミッタリード線内にベー
ス−エミッタ接合がトランジスタＴ_２のベース−エミッ
タ接合と並列になるように電流源トランジスタＴ₂₄とＴ
₂₇を入れる。トランジスタＴ₂₃とＴ₂₅の共通コレクタリ
ード線及びトランジスタＴ₂₃とＴ₂₆の共通コレクタリー
ド線内に夫々ベース−エミッタ接合がトランジスタＴ_１
のベース−エミッタ接合と並列な電流源トランジスタＴ
₂₀及びＴ₂₁を入れる。例えば、トランジスタＴ₂₂とＴ₂₃
のエミッタ面積の比が４に等しい場合は、信号電流と２
個の入力端子間の信号電圧との間の比に等しい相互コン
ダクタンスＧは で与えられる。ここではＩは電流源トランジスタＴ₂₀，
Ｔ₂₁，Ｔ₂₄及びＴ₂₇で運ばれる電流である。２個の相互
コンダクタンス回路はジャイレータとして接続され、ト
ランジスタＴ₂₂，Ｔ₂₅のベースがトランジスタＴ′₂₃，
Ｔ′₂₆のコレクタに接続され、トランジスタＴ′₂₃，
Ｔ′₂₆のベースがトランジスタＴ₂₃，Ｔ₂₆のコレクタに
接続され、トランジスタＴ₂₃，Ｔ₂₆のベースがトランジ
スタＴ′₂₂，Ｔ′₂₅のベースに接続され、トランジスタ
Ｔ′₂₂，Ｔ′₂₅のコレクタがトランジスタＴ₂₂，Ｔ₂₅の
コレクタに接続されている。トランジスタＴ₂₆とＴ′₂₂
の共通ベース接続点１２を負性インピーダンス変換器Ｔ
₄₀……Ｔ₄₄の出力端子１３に結合する。この出力端子は
信号電圧に対する低抵抗フィルタのアースとして役立
つ。ジャイレータの出力端子１１と１２の間にコンデン
サＣ_４に入れるが、このコンデンサＣ_４は既知のように
ジャイレータの入力端子１０及び１２ではインダクタン
スとして見える。この他に、入力端子１０と１２の間に
コンデンサＣ_３を入れるが、このコンデンサＣ_３は上記
インダクタンスと組んでＬＣ共振回路をシミュレートす
る。

注意すべきことは、この相互コンダクタンスとコンデン
サとを具えるＬＣ回路の他に凡ゆるタイプのフィルタ回
路を作れることであり、これは通常のコイル、コンデン
サ及び抵抗から組立てることができ、相互コンダクタン
ス回路は何時でも本例と同じように電流源トランジスタ
のコレクタ間に入れられる。

負性インピーダンス変換器は電流源トランジスタＴ₄₀を
具えるが、そのベース−エミッタ接合はトランジスタＴ
_３のベース−エミッタ接合と並列であり、このトランジ
スタＴ₄₀はＰＮＰトランジスタＴ₄₁に対するエミッタ電
流を生ずる。トランジスタＴ₄₁のエミッタは負性インピ
ーダンス変換器の出力端子１３を構成する。トランジス
タＴ₄₁のコレクタ電流は電流ミラー回路（Ｄ₁₀，Ｔ₄₂）
によりＮＰＮトランジスタＴ₄₃のエミッタの方に反射さ
れる。このエミッタは更にトランジスタＴ₄₁のベースに
接続する。トランジスタＴ₄₃のコレクタは正の電源端子
５に接続し、負性インピーダンス変換器の入力端子を構
成するこのトランジスタＴ₄₃のベースは電流安定化回路
の第２の回路内の点８に結合する。この負性インピーダ
ンス変換器回路は出力端子１３の電圧をこの出力端子か
ら取出される信号電流と無関係にする特性を有する。即
ち、この回路はゼロに等しい出力インピーダンスを有す
る。蓋し、入力電圧と出力電圧の間の差は、トランジス
タＴ₄₃とＴ₄₁のベース−エミッタ電圧間の差に等しい
が、トランジスタＴ₄₁とトランジスタＴ₄₃とのエミッタ
面積比及びダイオードＤ₁₀のｐｎ接合面積とトランジス
タＴ₄₂のエミッタ面積との比だけで決まり、出力端子１
３での信号電流には依存しないからである。入力端子８
の電圧は一定であるから、出力端子１３の電圧も一定で
ある。この回路は更にＰＮＰトランジスタＴ₄₄を具える
が、そのコレクタ−エミッタ路はトランジスタＴ₄₂のベ
ースと出力端子１３との間に接続され、ベースは入力端
子８に接続される。このトランジスタＴ₄₄は電源電圧が
加えられた時、回路が自動的に適切に調整されるように
する。注意すべきことは負性インピーダンス変換器の入
力端子は代わりに接続点７又は９に結合することもでき
ることである。負性インピーダンス変換器の代わりに出
力インピーダンスが非常に低い他の回路、例えば、エミ
ッタホロワに接続された演算増幅器をフィルタアースと
して用いることもできる。トランジスタＴ₂₀とトランジ
スタＴ′₂₀のコレクタは点１２に接続され、トランジス
タＴ₂₁及びＴ′₂₁のコレクタが夫々点１１及び１０に接
続されているから、この回路は負帰還を内蔵する。これ
は等しい大きさの零入力電流を全てのトランジスタ
Ｔ₂₂，Ｔ₂₅，Ｔ₂₃，Ｔ₂₆，Ｔ′₂₂，Ｔ′₂₅，Ｔ′₂₃及び
Ｔ′₂₆に流す。この結果、点１０，１１及び１２は同じ
直流電圧を担う。これから結論されることはトランジス
タＴ₂₀，Ｔ₂₁，Ｔ′₂₀及びＴ′₂₁のコレクタ電圧が等し
いことである。

トランジスタＴ₂₀，Ｔ₂₁，Ｔ′₂₀及びＴ′₂₁の各々のコ
レクタとトランジスタＴ₂₄，Ｔ₂₇，Ｔ′₂₄及びＴ′₂₇の
コレクタとの間には、１個のダイオード電圧をとるベー
ス−エミッタ接合が一つある。それ故、トランジスタＴ
₂₄，Ｔ₂₇，Ｔ′₂₄及びＴ′₂₇のコレクタはトランジスタ
Ｔ₂₀，Ｔ₂₁，Ｔ′₂₀及びＴ′₂₁のコレクタの直流電圧よ
りも１個のダイオード電圧分だけ低い直流電圧を担う。
電流安定化回路で何の手段も施さなければ、トランジス
タＴ₂₀，Ｔ₂₁，Ｔ′₂₀，Ｔ′₂₁のコレクタ−ベース電圧
はトランジスタＴ_１及びＴ_３のコレクタ−ベース電圧と
異なってしまい、トランジスタＴ₂₄，Ｔ₂₇，Ｔ′₂₄，
Ｔ′₂₇のコレクタ−ベース電圧はトランジスタＴ_２及び
Ｔ_４のコレクタ−ベース電圧と異なってくる。この結
果、電源電圧に変動がある時、電流源トランジスタから
出る電流はこの変動による影響のため電流安定化回路の
電流と等しくなくなってしまう。しかし、ダイオードＤ
_５，Ｄ_６及びＤ_７を設けると、トランジスタＴ₂₀，
Ｔ₂₁，Ｔ′₂₀，Ｔ′₂₁のコレクタ−ベース電圧でトラン
ジスタＴ_１及びＴ_３のコレクタ−ベース電圧と等しくな
り、トランジスタＴ₂₄，Ｔ₂₇，Ｔ′₂₄，Ｔ′₂₇のコレク
タ−ベース電圧がトランジスタＴ_２及びＴ_４のコレクタ
−ベース電圧と等しくなり、従って、これらは電源電圧
の変動がある時同じように変化する。ダイオードＤ_７は
ダイオードＤ_５及びＤ_６による電圧降下を補償する。差
動増幅器３及び４の二つの入力端子上の電圧が等しいと
仮定すると、図から簡単に導かれるようにトランジスタ
Ｔ_１のコレクタ−ベース電圧はトランジスタＴ_３のコレ
クタ−ベース電圧と等しくなる。トランジスタＴ_３，Ｔ
₄₀及びＴ₂₀のコレクタ電圧が等しい場合は、トランジス
タＴ₂₀，Ｔ₂₁，Ｔ′₂₀，Ｔ′₂₁のコレクタ−ベース電圧
がトランジスタＴ_１及びＴ_３のコレクタ−ベース電圧に
等しくなる。そして、トランジスタＴ_２，Ｔ_４及び
Ｔ₂₄，Ｔ₂₇，Ｔ′₂₄，Ｔ′₂₇のコレクタ電圧は全てトラ
ンジスタＴ_１，Ｔ_３，Ｔ₂₀，Ｔ₂₁，Ｔ′₂₀，Ｔ′₂₁のコ
レクタ電圧よりも１ダイオード電圧だけ低いのであるか
ら、トランジスタＴ_２，Ｔ_４及びＴ₂₄，Ｔ₂₇，Ｔ′₂₄，
Ｔ′₂₇のコレクタ電圧も等しくなる。注意すべきことは
抵抗Ｒ_２とＲ_３の抵抗値が等しい場合は、全てのトラン
ジスタのコレクタ−ベース電圧が等しくなることであ
る。

第５図は第４図に示した電流安定化回路の一変形例であ
り、違いは差動増幅器３の非反転入力端子がダイオード
Ｄ_５のカソードではなく、アノードに接続され、反転入
力端子がダイオードＤ_７のカソードではなく、アノード
に接続されていることである。同じように、差動増幅器
４の非反転入力端子はダイオードＤ_６のカソードに接続
され、反転入力端子はダイオードＤ_７のカソードに接続
されている。

第６図は本発明に係る第３の電流安定化回路を示したも
ので、第５図と同じ要素には同じ符号を付してある。本
例では第１及び第２の回路にのみダイオードが設けられ
ているだけである。差動増幅器３及び４の非反転入力端
子は、夫々、ダイオードＤ_５及びＤ_６のカソードに結合
され、反転入力端子はＲ_２とＲ_３の間の接続点７に接続
する。この場合、負性インピーダンス変換器の入力端子
をＲ_２とＲ_３の間の接続点７にではなく第１または第２
の回路に結合できる。注意すべきことは他のタイプの負
性インピーダンス変換器を用いても類似した結果が得ら
れることである。この回路の場合も全ての電流源トラン
ジスタのコレクタ−ベース電圧が電流安定化回路のトラ
ンジスタのコレクタ−ベース電圧に等しい。

第７図は第６図の回路の一変形例を示すが、ここでは差
動増幅器３及び４の非反転入力端子が、夫々、ダイオー
ドＤ_５及びＤ_６のカソードではなく、アノードに接続さ
れている。

第８図は第４図の電流安定化回路を具えるフィルタ回路
を示し、第４図の要素と同じ要素には同じ符号を付して
ある。このフィルタ回路が第４図の回路と異なる点は、
相互コンダクタンス回路の入力トランジスタがエミッタ
ホロワに接続されたトランジスタＴ₂₈（Ｔ′₂₈）及びＴ
₂₉（Ｔ′₂₉）を具え、このエミッタリード線内に電流源
トランジスタＴ₃₀（Ｔ′₃₀）及びＴ₃₁（Ｔ′₃₁）が設け
られていることである。そしてこの場合、負性インピー
ダンス変換器の出力端子１３がトランジスタＴ₂₉，Ｔ′
₂₈の共通ベースに結合され、これがまたトランジスタＴ
₂₀及びＴ′₂₂のコレクタに結合されている。トランジス
タＴ₂₈及びＴ′₂₉のベースは、夫々、トランジスタＴ′
₂₁及びＴ₂₁のコレクタに結合する。しかしてこの回路は
負帰還を内蔵しているから、トランジスタＴ₂₈，Ｔ₂₉，
Ｔ′₂₈及びＴ′₂₉のベースは同じ電圧を担う。この結果
トランジスタＴ₄₀，Ｔ₂₀，Ｔ₂₁，Ｔ′₂₀及びＴ′₂₁のコ
レクタ電圧は等しくなる。この場合、トランジスタ
Ｔ₂₀，Ｔ₂₁，Ｔ′₂₀及びＴ′₂₁のコレクタと、トランジ
スタＴ₂₄，Ｔ₂₇，Ｔ′₂₄，Ｔ′₂₇のコレクタとの間に２
個分のダイオード電圧をとる２つのベース−エミッタ接
合がある。

電流安定化回路の第１の回路は２個の直列に接続された
ダイオードＤ_５とＤ_８とを具え、差動増幅器３の非反転
入力端子をこれらのダイオードＤ_５とＤ_８の間の接続点
に接続する。同じように、第２の回路は２個の直列に接
続されたダイオードＤ_６とＲ_９を具え、差動増幅器４の
非反転入力端子をこれらのダイオードＤ_６とＤ_９の間の
接続点に接続する。差動増幅器３及び４の反転入力端子
はＲ_２とＲ_３の間の接続点７に接続する。差動増幅器３
及び４の各々の２個の入力端子の電圧が等しいと仮定す
ると容易に判るようにトランジスタＴ₂₀，Ｔ₂₁，Ｔ′₂₀
及びＴ′₂₁のコレクタ−ベース電圧はここでも電流安定
化回路のトランジスタＴ_１及びＴ_３のコレクタ−ベース
電圧に等しくなる。加えて、トランジスタＴ₂₄，Ｔ₂₇，
Ｔ′₂₄及びＴ′₂₇のコレクタ−ベース電圧はトランジス
タＴ_２及びＴ_４のコレクタ−ベース電圧に等しい。

注意すべきことは２個の直列に接続されたダイオードを
内蔵すれば、第４，５，６及び７図に示されている電流
安定化回路も第８図に示したフィルタ回路に使用できる
ことである。

第９図は第８図に示した電流安定化回路の実際例を示し
たもので、第３図と同じ要素には同じ符号を付してあ
る。差動増幅器４は凡ゆる点で第３図に示した差動増幅
器と構造が同じである。本例では、差動増幅器３をＮＰ
ＮトランジスタＴ₅₀により構成するが、このＮＰＮトラ
ンジスタＴ₅₀はＰＮＰトランジスタＴ₅₁と組んで増幅器
を形成する。トランジスタＴ₅₀のベースは第１の電流回
路に結合し、コレクタは正の電源端子５に接続する。ト
ランジスタＴ₅₀のベース電流はコレクタ−エミッタ路が
第１の電流回路内に入っているトランジスタＴ₅₃のベー
ス電流により補償される。このようにトランジスタＴ_１
とＴ_２のコレクタどうしの間には２個のベース−エミッ
タ接合が存在し、２個のダイオードを個別に設ける必要
がなくなっている。トランジスタＴ₅₁のベースはエミッ
タホロワに接続されたトランジスタＴ₅₂により駆動さ
れ、エミッタリード線内に抵抗Ｒ_１が入っているトラン
ジスタＴ₅₄により構成される電流源がトランジスタＴ₅₂
のエミッタリード線内に入っている。トランジスタＴ₅₁
のコレクタはダイオードＤ₁₂を介して負の電源端子に結
合するが、ダイオードＤ₁₂のアノードをトランジスタＴ
_２とＴ_４の共通制御電極に接続する。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は従来技術の電流安定化回路の基本的な回路
図、 第１ｂ図は第１ａ図に示した電流安定化回路から導かれ
る従来技術の電流安定化回路の回路図、 第２図は本発明に係る第１の電流安定化回路の回路図、 第３図は第２図の電流安定化回路の実用例の回路図、 第４図は本発明に係る第２の電流安定化回路を具えるフ
ィルタ回路の回路図、 第５図は第４図内の電流安定化回路の変形例の回路図、 第６図は本発明に係る第３の電流安定化回路の回路図、 第７図は第６図の電流安定化回路の変形例の回路図、 第８図は本発明に係る第４の電流安定化回路を具えるフ
ィルタ回路の回路図、 第９図は第８図内の電流安定化回路の実用例の回路図で
ある。 １……第１の回路 ２……第２の回路 ３……差動増幅器 ４……差動増幅器 ５……第１の共通端子（＋） ６……第２の共通端子（−） ７……Ｒ_２とＲ_３の接続点

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１と第２の共通端子間に並列に配置され
   た第１と第２の回路を具え、第１の回路を第１の導電形
   の第１のトランジスタのコレクタ−エミッタ路と、第２
   の導電形の第２のトランジスタのコレクタ−エミッタ路
   との直列回路により形成し、第２の回路を第１の導電形
   の第３のトランジスタのコレクタ−エミッタ路と、第２
   の導電形の第４のトランジスタのコレクタ−エミッタ路
   と、抵抗との直列回路により形成し、第１と第３のトラ
   ンジスタが共通制御電極を有し、第２と第４のトランジ
   スタが共通制御電極を有し、第２と第４のトランジスタ
   の共通制御電極を第１と第２の入力端子を有する第１の
   差動増幅器の出力により駆動し、前記の第１の入力端子
   を第１と第２のトランジスタ間の第１の回路に結合した
   電流安定化回路において、第１と第３のトランジスタの
   共通制御電極を第１と第２の入力端子を有する第２の差
   動増幅器の出力により駆動し、第２の差動増幅器の第１
   の入力端子を第３と第４のトランジスタ間の第２の回路
   に結合し、第１と第２の共通端子間に分圧器を入れ、第
   １と第２の差動増幅器の第２の入力端子を分圧器のタッ
   プに結合したことを特徴とする電流安定化回路。
2. 【請求項２】少なくとも夫々第１と第２のトランジスタ
   のコレクタ−エミッタ路間と、第３と第４のトランジス
   タのコレクタ−エミッタ路間の第１と第２の回路内に順
   方向に接続された半導体接合を入れたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の電流安定化回路。
3. 【請求項３】分圧器を２つのインピーダンスの直列回路
   により形成した特許請求の範囲第２項記載の電流安定化
   回路において、分圧器が、前記の２つのインピーダンス
   間に配置された且つ順方向に接続された少なくとも１つ
   の半導体接合を具えることを特徴とする電流安定化回
   路。