JPH0656935B2 - 定電流制御回路 - Google Patents

定電流制御回路

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JPH0656935B2
JPH0656935B2 JP57068902A JP6890282A JPH0656935B2 JP H0656935 B2 JPH0656935 B2 JP H0656935B2 JP 57068902 A JP57068902 A JP 57068902A JP 6890282 A JP6890282 A JP 6890282A JP H0656935 B2 JPH0656935 B2 JP H0656935B2
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JP
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constant current
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mos transistor
transistor
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JP57068902A
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Inventor
伴  博行
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日本電装株式会社
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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
    • G05F3/262Current mirrors using field-effect transistors only

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Automation & Control Theory (AREA)
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  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えば減光機能のあるディジタルメータの
タコメータ用LED駆動回路等に使用される定電流ドライ
バとして効果的に使用され、IC化に適するようにMOS構
成とした定電流制御回路に関する。
従来において、定電流源をオン、オフ制御する手段とし
ては、定電流回路部を流れる出力電流回路に対して、直
列的にアナログスイッチあるいはトランジスタを接続
し、これを開閉制御することによって出力電流回路をそ
の途中で選択的に遮断することが多く行なわれている。
すなわち、定電流回路とこの回路からの出力定電流の遮
断制御部とを別個に構成しているもので、このような手
段は特にバイポーラ工程のICで多くみられる。
このように定電流回路とこの定電流回路からの出力定電
流の遮断制御部とをそれぞれ別個の素子によって構成す
ると、定電流回路内部の定電流が流れるトランジスタと
共に、この定電流のアナログ出力を遮断するアナログス
イッチあるいはトランジスタは、その出力電流に耐える
電流容量の大きなもので構成する必要があり、必然的に
サイズの大きなものが要求される。また、定電流部を構
成するトランジスタと、その出力定電流を遮断するアナ
ログスイッチあるいはトランジスタは直列に接続される
状態となり、したがってこの直列回路部における電圧ド
ロップが問題となることもある。このような問題のある
時には、定電流回路部のトランジスタと共に、定電流遮
断用のアナログスイッチあるいはトランジスタのサイズ
をより大きくして、電圧ドロップ分を小さくするように
構成しなければならない。
さらに、数多くの定電流出力を取り出す場合には、その
各定電流出力に対してそれぞれ遮断制御用のアナログス
イッチあるいはトランジスタを直列に接続設定しなけれ
ばならず、これをIC化した場合には必然的にICパターン
の面積の増大化をまねいてしまう。特にMOS回路によっ
て上記のような定電流制御回路を構成した場合、定電流
を通過させるトランジスタあるいはアナログスイッチ
は、バイポーラトランジスタに比較して電流容量が小さ
いものであるため、パターンサイズの大型化が特に要求
される。
この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、特に
定電流出力の遮断制御のために、電流容量を大きくした
アナログスイッチあるいはトランジスタ等の開閉素子を
用いることなく、IC化した場合のパターンサイズを充分
小さなものとして、定電流ドライバ等として効果的に使
用し得るようにするMOS構成の定電流制御回路を提供し
ようとするものである。
すなわち、この発明に係る定電流制御回路は、定電流設
定用のゲート電圧信号の供給される出力MOSトランジス
タを備え、このMOSトランジスタのゲート回路に上記ゲ
ート電圧信号を選択的に遮断制御するアナログスイッチ
を設けるようにしたものである。
以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。第
1図は吸込み型の定電流回路の構成を示すもので、11
および12はNチャンネルのMOSトランジスタで、MOSト
ランジスタ11のドレインには端子Aから定電流I
バイアス供給されている。このMOSトランジスタ11の
ドレインとゲートとは接続されるものであり、このトラ
ンジスタ11のゲートはアナログスイッチ13を介して
他方のMOSトランジスタ12のゲートに接続され、この
スイッチ13がオンされた状態でトランジスタ11および12
のそれぞれゲートに設定されるアナログ電圧値が等しく
設定されるようにする。このMOSトランジスタ12は
出力端OUTに対して定電流I′0を流すようにする出力MO
Sトランジスタを構成するもので、このMOSトランジスタ
12のソースはMOSトランジスタ11のソールと共に電
源VSS(−電源)に接続する。また、出力MOSトランジ
スタ12のゲートは、さらにアナログスイッチ14を介
して電源VSSに接続されるものである。
ここで、アナログスイッチ13,14は、制御入力がハ
イ「H」レベルの時にオンし、ロー「L」レベルでオフさ
れるように2つの状態に切換えられるように開閉駆動さ
れるもので、アナログスイッチ13には制御入力INから
の信号を開閉制御信号として、またアナログスイッチ1
4には制御入力INをインバータ15で反転して開閉制御
信号として供給し、スイッチ13,14は相反的にオ
ン、オフ制御されるようにする。
すなわち、上記のように構成される定電流制御回路にお
いて、制御入力INが「H」レベルの時はアナログスイッ
チ13がオンし、アナログスイッチ14がオフ状態にな
り、第2図に示す等価回路のようになる。したがって、
MOSトランジスタ11のゲート電圧と出力MOSトランジス
タ12のゲート電圧は等しくなる。ここで、MOSトラン
ジスタ11のゲートとドレインとが接続されているもの
であるため、MOSトランジスタ11および12はカレン
トミラー回路を構成するようになり、したがって出力MO
Sトランジスタ12のドレインに出力端OUTから流れ込む
電流は、MOSトランジスタ11のドレインに流れ込む定
電流I0に比例した定電流I′となる。この出力定電
流I′は、MOSトランジスタ11および12のパター
ンサイズの比で決定されるものであり、もしトランジス
タ11,12が同一サイズで構成される場合は「I
′」となる。
また、制御入力INが「L」レベルの時は、アナログスイ
ッチ13がオフし、アナログスイッチ14がオンして、
出力MOSトランジスタ12のゲートが電源VSSに接続さ
れる状態となり、その等価回路は第3図に示すようにな
る。すなわち、出力MOSトランジスタ12のゲート電圧
はVSS(−電源)となるため、このトランジスタ12の
ソースとドレインの間は非導通状態となる。したがっ
て、この状態では出力端OUTには電流が流れ込まず、定
電流回路が遮断された状態となる。
すなわち、制御入力INによって定電流回路として作動す
る状態、さらに定電流の遮断制御の状態が選択的に切替
設定されるようになるものである。
ここで、アナログスイッチ14は出力MOSトランジスタ
12のゲートに対して電源VSS(−電源)レベルを伝達
するか否かを切替選択するだけのものである。したがっ
て、例えば第4図に示すように出力MOSトランジスタ1
2のゲートであるC点に対して、NチャンネルのMOSト
ランジスタのアナログスイッチ14を用いて、VSSのレ
ベルの開閉制御を行なってもよい。
第5図は上記のような定電流制御回路の応用例を示すも
ので、3組の定電流出力I′,I″,Iを取り
出す場合を示している。すなわち、3組の定電流出力I
′,I″,Iを得る出力端OUT1,OUT2,OUT
3は、それぞれ出力MOSトランジスタ12a,12b,12cのドレ
インに接続し、このMOSトランジスタ12a〜12cの
ソースは電源VSSに接続する。そして、これらMOSトラ
ンジスタ12a〜12cのそれぞれゲートは、アナログ
スイッチ13a,13b,13cをそれぞれ介して一括
し、MOSトランジスタ11のゲートに接続する。このト
ランジスタ11は第1図の場合と同様にゲートとドレイ
ンが接続され、そのドレインに定電流I0の供給される
もので、アナログスイッチ13a〜13cのオン状態
で、MOSトランジスタ12a〜12cがそれぞれカレン
トミラー回路を構成するようにしてなる。
そして、上記アナログスイッチ13a〜13cに対して
は、それぞれ異なる制御入力IN1,IN2,IN3を供給する
ものであり、この各制御入力はそれぞれインバータ15
a,15b,15cを介して、MOSトランジスタ12a
〜12cそれぞれのゲート電源VSSに接続するアナログ
スイッチ14a,14b,14cに制御入力として供給
する。
すなわち、この回路においては任意に定電流出力のオ
ン、オフ制御できる3組の吸込み型の定電流回路が構成
されるもので、これら定電流回路の定電流出力I′,
″,Iは全て定電流Iに比例する状態とな
る。ここで、3個の出力MOSトランジスタ12a〜12
cに対して1個の定電流用MOSトランジスタ11を使用
する状態で示しているが、これはもちろん出力トランジ
スタ12a〜12cそれぞれに対して、基準となる定電
流用MOSトランジスタを設定するようにしてもよいもの
である。
そして、これら複数の定電流出力I′,I″,I
のそれぞれ定電流値は、それぞれ独立性をもって設定
可能となるものである。
さらに、出力MOSトランジスタに対する定電流用ゲート
電圧レベルを複数組設定し、これをアナログスイッチ回
路によって出力MOSトランジスタのゲート制御に供する
ようにすれば、定電流出力の電流値を可変にする定電流
制御回路を構成することも可能である。
上記実施例では吸込み型の定電流制御回路を示したが、
これは吐き出し型定電流制御回路も同様に構成すること
もできる。すなわち、第6図に示すように定電流用およ
び出力用としてのMOSトランジスタとしてNチャンネルM
OSに代りPチャンネルMOSトランジスタ21,22を用
いるようになるもので、このMOSトランジスタ21,2
2のソースは電源VDD(+電源)に接続するようにな
る。そして、定電流用MOSトランジスタ21のドレイン
に接続される端子Aに定電流I0を流すようにすると共
に、出力MOSトランジスタ22のドレインから出力OUTの
定電流I′を取り出すもので、第1図の回路に対して
電流の方向が逆となるものである。第1図と同一構成部
分は同一符号を付してその説明は省略する。
すなわち、この回路においても、制御入力INが「H」レ
ベルでアナログスイッチ13がオンの時は、第7図に示
す等価回路のようになり、定電流出力I′が得られ
る。また制御入力INの「L」レベルの時はアナログスイ
ッチ14がオンとなり、その等価回路は第8図に示すよ
うになって、定電流出力が遮断されるようになる。そし
てこの場合も前記第4図と同様に第9図に示すように、
出力MOSトランジスタ22のゲートCをPチャンネルのM
OSトランジスタのアナログスイッチ14を用いてVDD
ベルの開閉制御を行なうことも可能となる。ただし、こ
の場合開閉制御端子であるゲートには、制御入力INと同
相の信号を供給するようにする。
第10図は上記のような吐き出し型の定電流制御回路に
よって3組の定電流出力I′,I″,Iを得る
場合の応用例を示すもので、第5図さらに第6図と同一
構成部分は同一符号を付してその説明を省略する。
以上のようにこの発明によれば、定電流出力用MOSトラ
ンジスタに供給されるゲート電圧を、アナログスイッチ
で選択的にオン、オフ制御し、これによって出力MOSト
ランジスタをオフ状態にしたり、また定電流出力トラン
ジスタとして作用するように切替制御するようにした。
したがって、出力MOSトランジスタに対してさらに定電
流遮断用の電流容量の大きい(パターンサイズの大き
い)スイッチ素子を接続する必要はなく、充分パターン
サイズを縮少する状態で定電流制御回路を構成し得るよ
うになる。したがって、当然のことながら定電流遮断の
ための回路による電圧ドロップ等の障害も考慮する必要
のないものである。そして、MOS構成のみでディジタル
およびアナログ回路を混在できるようになるものである
ため、回路の自由度が増し、高集積化のために大きな効
果を発揮するものである。
そして、さらにその応用により、例えばゲート電圧レベ
ルを多数設定する等の手段で、定電流値の可変制御も可
能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係る定電流制御回路を示
す図、第2図および第3図はそれぞれ上記実施例の定電
流出力時および遮断時の等価回路を示す図、第4図は出
力MOSトランジスタへの電圧レベル伝達手段のアナログ
スイッチの一例を示す図、第5図は上記制御回路の応用
例を示す回路図、第6図はこの発明の他の実施例を示す
回路図、第7図および第8図はその動作を説明する等価
回路、第9図は出力MOSトランジスタ部への電圧伝達手
段を示すアナログスイッチの一例を示す図、第10図は
この実施例の応用例を示す図である。 11,21……MOSトランジスタ(定電流制御用)、1
2,22……出力MOSトランジスタ、13,14……ア
ナログスイッチ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力定電流が供給される第1のMOSトラ
    ンジスタと、 出力電流が取り出される第2のMOSトランジスタと、 前記第1および第2のMOSトランジスタのそれぞれゲ
    ートの相互を接続し、そのオン状態で第1および第2の
    MOSトランジスタでカレントミラー回路を形成させる
    第1のアナログスイスッチと、 前記第2のMOSトランジスタのゲートを前記入力と反
    対側の電位に接続する第2のアナログスイッチとを具備
    し、 前記第1および第2のアナルゴスイッチは、制御入力に
    よって逆の状態にオン・オフ制御され、第2のアナログ
    スイッチのオン状態で第2のMOSトランジスタがオフ
    制御されるようにしたことを特徴とする定電流制御回
    路。
JP57068902A 1982-04-24 1982-04-24 定電流制御回路 Expired - Lifetime JPH0656935B2 (ja)

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JPS58186817A JPS58186817A (ja) 1983-10-31
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