JPH07106865A - 定電流回路 - Google Patents
定電流回路Info
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- JPH07106865A JPH07106865A JP5274777A JP27477793A JPH07106865A JP H07106865 A JPH07106865 A JP H07106865A JP 5274777 A JP5274777 A JP 5274777A JP 27477793 A JP27477793 A JP 27477793A JP H07106865 A JPH07106865 A JP H07106865A
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- base
- collector
- power supply
- emitter
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低い電源電圧でも動作が可能で、ＶBEによる
ミスマッチが生ぜず電源電圧に比例する出力が得られる
ようにした定電流回路を提供する。 【構成】 エミッタを電源８に、ベースを共通に接続し
た第１及び第２のトランジスタ１，２と、トランジスタ
１のコレクタと接地間に接続した抵抗６と、ベースをト
ランジスタ１のコレクタに、エミッタを接地に接続した
第３のトランジスタ３と、ベースをトランジスタ３のコ
レクタに、エミッタを接地に、コレクタをトランジスタ
２のコレクタとベースに接続した第４のトランジスタ４
と、ベースをトランジスタ１，２のベースに、エミッタ
を電源８に、コレクタを出力端子10に接続した第５のト
ランジスタ５と、第３のトランジスタ３のコレクタと電
源８との間に接続した電流源９と、トランジスタ３のコ
レクタとベース間に接続したコンデンサ７とで定電流回
路を構成する。
ミスマッチが生ぜず電源電圧に比例する出力が得られる
ようにした定電流回路を提供する。 【構成】 エミッタを電源８に、ベースを共通に接続し
た第１及び第２のトランジスタ１，２と、トランジスタ
１のコレクタと接地間に接続した抵抗６と、ベースをト
ランジスタ１のコレクタに、エミッタを接地に接続した
第３のトランジスタ３と、ベースをトランジスタ３のコ
レクタに、エミッタを接地に、コレクタをトランジスタ
２のコレクタとベースに接続した第４のトランジスタ４
と、ベースをトランジスタ１，２のベースに、エミッタ
を電源８に、コレクタを出力端子10に接続した第５のト
ランジスタ５と、第３のトランジスタ３のコレクタと電
源８との間に接続した電流源９と、トランジスタ３のコ
レクタとベース間に接続したコンデンサ７とで定電流回
路を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、トランジスタのベー
ス・エミッタ間電圧に比例した値を出力する定電流回路
に関し、特に電源電圧に比例した値を出力し且つ低い電
源電圧でも動作可能な定電流回路に関する。
ス・エミッタ間電圧に比例した値を出力する定電流回路
に関し、特に電源電圧に比例した値を出力し且つ低い電
源電圧でも動作可能な定電流回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、定電流回路には種々の構成のも
のが知られているが、電源電圧が変化しても出力電流値
の変化が小さい定電流回路に関しても、従来より種々の
構成のものが提案されている。特に出力電流がトランジ
スタのベース・エミッタ間電圧に比例するように構成し
た定電流回路は、その回路構成が簡単なため、いくつか
の構成のものが汎用的に使われてきている。その代表的
な構成例を、図４に示す（Bipolar And MOS Integrated
Circuit Design; John Willey & Sons 発行，191 頁参
照）。この定電流回路は、エミッタをそれぞれ電源ＶＣ
Ｃに接続し、ベースを共通に接続したＰＮＰ形の第１及
び第２のトランジスタＱ１，Ｑ２と、コレクタを第１の
トランジスタＱ１のコレクタに、エミッタを接地に接続
したＮＰＮ形の第３のトランジスタＱ３と、エミッタを
第３のトランジスタＱ３のベースに、ベースを第１のト
ランジスタＱ１のコレクタに、コレクタを第２のトラン
ジスタＱ２のコレクタとベースに接続したＮＰＮ形の第
４のトランジスタＱ４と、エミッタを電源ＶＣＣに、ベ
ースを第１及び第２のトランジスタＱ１，Ｑ２のベース
に、コレクタを出力端子ＯＵＴに接続したＰＮＰ形の第
５のトランジスタＱ５と、第３のトランジスタＱ３のベ
ースとエミッタ間に接続した抵抗素子Ｒ１とで構成され
ている。
のが知られているが、電源電圧が変化しても出力電流値
の変化が小さい定電流回路に関しても、従来より種々の
構成のものが提案されている。特に出力電流がトランジ
スタのベース・エミッタ間電圧に比例するように構成し
た定電流回路は、その回路構成が簡単なため、いくつか
の構成のものが汎用的に使われてきている。その代表的
な構成例を、図４に示す（Bipolar And MOS Integrated
Circuit Design; John Willey & Sons 発行，191 頁参
照）。この定電流回路は、エミッタをそれぞれ電源ＶＣ
Ｃに接続し、ベースを共通に接続したＰＮＰ形の第１及
び第２のトランジスタＱ１，Ｑ２と、コレクタを第１の
トランジスタＱ１のコレクタに、エミッタを接地に接続
したＮＰＮ形の第３のトランジスタＱ３と、エミッタを
第３のトランジスタＱ３のベースに、ベースを第１のト
ランジスタＱ１のコレクタに、コレクタを第２のトラン
ジスタＱ２のコレクタとベースに接続したＮＰＮ形の第
４のトランジスタＱ４と、エミッタを電源ＶＣＣに、ベ
ースを第１及び第２のトランジスタＱ１，Ｑ２のベース
に、コレクタを出力端子ＯＵＴに接続したＰＮＰ形の第
５のトランジスタＱ５と、第３のトランジスタＱ３のベ
ースとエミッタ間に接続した抵抗素子Ｒ１とで構成され
ている。
【０００３】このように構成されている定電流回路にお
いて、第１及び第２のトランジスタＱ１，Ｑ２はカレン
トミラーを構成し、第３及び第４のトランジスタＱ３，
Ｑ４のコレクタ電流Ｉ1 を等しくする。このコレクタ電
流Ｉ1 の値は、第３のトランジスタＱ３のベース・エミ
ッタ間電圧ＶBEと抵抗素子Ｒ１の抵抗値Ｒ1 とで決ま
り、次式（１）で表される。 Ｉ1 ＝ＶBE／Ｒ1 ・・・・・（１） 但し、各トランジスタのベース電流は、いずれも無視で
きるものとする。したがって出力電流ＩOUT も上記
（１）式の値となる。
いて、第１及び第２のトランジスタＱ１，Ｑ２はカレン
トミラーを構成し、第３及び第４のトランジスタＱ３，
Ｑ４のコレクタ電流Ｉ1 を等しくする。このコレクタ電
流Ｉ1 の値は、第３のトランジスタＱ３のベース・エミ
ッタ間電圧ＶBEと抵抗素子Ｒ１の抵抗値Ｒ1 とで決ま
り、次式（１）で表される。 Ｉ1 ＝ＶBE／Ｒ1 ・・・・・（１） 但し、各トランジスタのベース電流は、いずれも無視で
きるものとする。したがって出力電流ＩOUT も上記
（１）式の値となる。
【０００４】この図４に示した定電流回路は、非常に単
純であるが、第３のトランジスタＱ３のコレクタ電位が
ベース・エミッタ間電圧ＶBEのほぼ２倍になるため、電
源電圧ＶCCが、この値の近くにまで低くなると動作しな
くなるという欠点がある。またこの定電流回路には、安
定な動作状態にさせるためのスタータ回路が必要とな
る。
純であるが、第３のトランジスタＱ３のコレクタ電位が
ベース・エミッタ間電圧ＶBEのほぼ２倍になるため、電
源電圧ＶCCが、この値の近くにまで低くなると動作しな
くなるという欠点がある。またこの定電流回路には、安
定な動作状態にさせるためのスタータ回路が必要とな
る。
【０００５】また、上記図４に示したベース・エミッタ
間電圧に比例する出力が得られる定電流回路の考え方を
利用し、電源電圧に比例した出力電流を発生するように
構成した定電流回路も知られており、その構成例を図５
に示す（アナログＩＣの機能回路設計入門；ＣＱ出版株
式会社1992年９月20日発行，第90〜91頁参照）。
間電圧に比例する出力が得られる定電流回路の考え方を
利用し、電源電圧に比例した出力電流を発生するように
構成した定電流回路も知られており、その構成例を図５
に示す（アナログＩＣの機能回路設計入門；ＣＱ出版株
式会社1992年９月20日発行，第90〜91頁参照）。
【０００６】この図５に示した定電流回路の考え方を図
６に基づいて説明する。図６において、103 は電源、10
4 は出力端子、101 は電源電圧ＶCCからベース・エミッ
タ間電圧ＶBEを減じた値に比例した電流を出力する電流
源、102 はベース・エミッタ間電圧ＶBEに比例した電流
を出力する電流源である。そして、これらの２つの電流
源101 ，102 の出力電流を加えることにより、ベース・
エミッタ間電圧ＶBEの項がキャンセルでき、最終的に電
源電圧ＶCCに比例した出力電流を得ることができる。
６に基づいて説明する。図６において、103 は電源、10
4 は出力端子、101 は電源電圧ＶCCからベース・エミッ
タ間電圧ＶBEを減じた値に比例した電流を出力する電流
源、102 はベース・エミッタ間電圧ＶBEに比例した電流
を出力する電流源である。そして、これらの２つの電流
源101 ，102 の出力電流を加えることにより、ベース・
エミッタ間電圧ＶBEの項がキャンセルでき、最終的に電
源電圧ＶCCに比例した出力電流を得ることができる。
【０００７】このような機能をもつ定電流回路は、例え
ば図７に示すように、回路内のある基準電位ＶB から電
源電圧ＶCCに比例したレベルだけシフトした電圧を得る
場合に使われる。すなわち、図７において、電流源Ｉと
して電源電圧ＶCCに比例した出力が得られる電流源を用
いることにより、出力ＶOUT には、基準電位ＶB を基準
として電源電圧ＶCCに比例した電圧が発生する。
ば図７に示すように、回路内のある基準電位ＶB から電
源電圧ＶCCに比例したレベルだけシフトした電圧を得る
場合に使われる。すなわち、図７において、電流源Ｉと
して電源電圧ＶCCに比例した出力が得られる電流源を用
いることにより、出力ＶOUT には、基準電位ＶB を基準
として電源電圧ＶCCに比例した電圧が発生する。
【０００８】次に、図５に示した上記機能をもつ定電流
回路の具体的な動作について説明する。電源ＶＣＣとＮ
ＰＮ形の第１のトランジスタＱ１のコレクタとの間には
抵抗素子Ｒ１が接続されており、ここを流れる電流Ｉ1
は、次式（２）で表される。 Ｉ1 ＝（ＶCC−ＶBE1 −ＶBE2 ）／Ｒ1 ・・・・・（２） ここで、ＶCCは電源電圧、ＶBE1 は第１のトランジスタ
Ｑ１のベース・エミッタ間電圧、ＶBE2 はＮＰＮ形の第
２のトランジスタＱ２のベース・エミッタ間電圧、Ｒ1
は抵抗素子Ｒ１の抵抗値である。第２のトランジスタＱ
２に流れる電流Ｉ2 は、図３に示した定電流回路の場合
と同様に、第１のトランジスタＱ１のベース・エミッタ
間電圧ＶBE1 と、第１のトランジスタＱ１のベースとエ
ミッタ間に接続されている抵抗素子Ｒ２の抵抗値Ｒ2 と
で決まり、次式（３）で表される。 Ｉ2 ＝ＶBE1 ／Ｒ2 ・・・・・（３）
回路の具体的な動作について説明する。電源ＶＣＣとＮ
ＰＮ形の第１のトランジスタＱ１のコレクタとの間には
抵抗素子Ｒ１が接続されており、ここを流れる電流Ｉ1
は、次式（２）で表される。 Ｉ1 ＝（ＶCC−ＶBE1 −ＶBE2 ）／Ｒ1 ・・・・・（２） ここで、ＶCCは電源電圧、ＶBE1 は第１のトランジスタ
Ｑ１のベース・エミッタ間電圧、ＶBE2 はＮＰＮ形の第
２のトランジスタＱ２のベース・エミッタ間電圧、Ｒ1
は抵抗素子Ｒ１の抵抗値である。第２のトランジスタＱ
２に流れる電流Ｉ2 は、図３に示した定電流回路の場合
と同様に、第１のトランジスタＱ１のベース・エミッタ
間電圧ＶBE1 と、第１のトランジスタＱ１のベースとエ
ミッタ間に接続されている抵抗素子Ｒ２の抵抗値Ｒ2 と
で決まり、次式（３）で表される。 Ｉ2 ＝ＶBE1 ／Ｒ2 ・・・・・（３）
【０００９】そして、ＮＰＮ形の第２及び第３のトラン
ジスタＱ２，Ｑ３のコレクタを共通に接続して、ここか
ら出力を取り出すと、出力電流ＩOUT は次式（４）で表
される。 ＩOUT ＝ＶCC／Ｒ1 ＋（１／Ｒ2 −１／Ｒ1 ）ＶBE1 −（１／Ｒ1 ）ＶBE2 ・・・・・（４） ここで、２つのベース・エミッタ間電圧ＶBE1 ，ＶBE2
が等しいと仮定し、それらをＶBEとすると、次式（５）
が成立する。 ＩOUT ＝ＶCC／Ｒ1 ＋（１／Ｒ2 −２／Ｒ1 ）ＶBE ・・・・・（５） 更に、Ｒ1 ＝２Ｒ2 であると、次式（６）が得られる。 ＩOUT ＝ＶCC／Ｒ1 ・・・・・（６） 上記（６）式からわかるように、ベース・エミッタ間電
圧ＶBEの項が消え、出力電圧ＩOUT は単に電源電圧ＶCC
に比例した値となる。
ジスタＱ２，Ｑ３のコレクタを共通に接続して、ここか
ら出力を取り出すと、出力電流ＩOUT は次式（４）で表
される。 ＩOUT ＝ＶCC／Ｒ1 ＋（１／Ｒ2 −１／Ｒ1 ）ＶBE1 −（１／Ｒ1 ）ＶBE2 ・・・・・（４） ここで、２つのベース・エミッタ間電圧ＶBE1 ，ＶBE2
が等しいと仮定し、それらをＶBEとすると、次式（５）
が成立する。 ＩOUT ＝ＶCC／Ｒ1 ＋（１／Ｒ2 −２／Ｒ1 ）ＶBE ・・・・・（５） 更に、Ｒ1 ＝２Ｒ2 であると、次式（６）が得られる。 ＩOUT ＝ＶCC／Ｒ1 ・・・・・（６） 上記（６）式からわかるように、ベース・エミッタ間電
圧ＶBEの項が消え、出力電圧ＩOUT は単に電源電圧ＶCC
に比例した値となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示した定電流回路も、もともと図４に示した定電流回路
の特徴を踏襲しているため、電源電圧ＶCCがベース・エ
ミッタ間電圧ＶBEの２倍付近を下回る場合には動作しな
くなる。更に前記（５）式は、２つのベース・エミッタ
間電圧ＶBE1 ，ＶBE2 が等しいと仮定した場合、成立す
るものであり、実際は、場合によっては数十mVオーダの
違いが生じる。この差異は当然のことながら出力電流の
誤差になる。
示した定電流回路も、もともと図４に示した定電流回路
の特徴を踏襲しているため、電源電圧ＶCCがベース・エ
ミッタ間電圧ＶBEの２倍付近を下回る場合には動作しな
くなる。更に前記（５）式は、２つのベース・エミッタ
間電圧ＶBE1 ，ＶBE2 が等しいと仮定した場合、成立す
るものであり、実際は、場合によっては数十mVオーダの
違いが生じる。この差異は当然のことながら出力電流の
誤差になる。
【００１１】このように、従来の定電流回路において
は、電源電圧が低い場合には動作に支障を来たし、電源
電圧が動作にとって十分であっても、ベース・エミッタ
間電圧ＶBEの差異による誤差が避けられないという問題
点があった。
は、電源電圧が低い場合には動作に支障を来たし、電源
電圧が動作にとって十分であっても、ベース・エミッタ
間電圧ＶBEの差異による誤差が避けられないという問題
点があった。
【００１２】本発明は、従来の定電流回路における上記
問題点を解消するためなされたもので、低い電源電圧で
も動作が可能で、ベース・エミッタ間電圧ＶBEの差異に
よる出力のミスマッチが生じないようにした、電源電圧
に比例する高精度の定電流回路を提供することを目的と
する。
問題点を解消するためなされたもので、低い電源電圧で
も動作が可能で、ベース・エミッタ間電圧ＶBEの差異に
よる出力のミスマッチが生じないようにした、電源電圧
に比例する高精度の定電流回路を提供することを目的と
する。
【００１３】
【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、エミッタをそれぞれ電源に接続
し、ペースを共通に接続した第１の極性の第１及び第２
のトランジスタと、第１のトランジスタのコレクタと接
地との間に接続した抵抗素子と、ベースを第１のトラン
ジスタのコレクタに、エミッタを接地にそれぞれ接続し
た第２の極性の第３のトランジスタと、ベースを第３の
トランジスタのコレクタに、エミッタを接地に、コレク
タを第２のトランジスタのコレクタ及びベースにそれぞ
れ接続した第２の極性の第４のトランジスタと、ベース
を第１及び第２のトランジスタのベースに、エミッタを
電源に、コレクタを出力端子にそれぞれ接続した第１の
極性の第５のトランジスタと、第３のトランジスタのコ
レクタと電源との間に接続した電流源と、第３のトラン
ジスタのコレクタとベース間に接続したコンデンサとで
定電流回路を構成するものである。
決するため、本発明は、エミッタをそれぞれ電源に接続
し、ペースを共通に接続した第１の極性の第１及び第２
のトランジスタと、第１のトランジスタのコレクタと接
地との間に接続した抵抗素子と、ベースを第１のトラン
ジスタのコレクタに、エミッタを接地にそれぞれ接続し
た第２の極性の第３のトランジスタと、ベースを第３の
トランジスタのコレクタに、エミッタを接地に、コレク
タを第２のトランジスタのコレクタ及びベースにそれぞ
れ接続した第２の極性の第４のトランジスタと、ベース
を第１及び第２のトランジスタのベースに、エミッタを
電源に、コレクタを出力端子にそれぞれ接続した第１の
極性の第５のトランジスタと、第３のトランジスタのコ
レクタと電源との間に接続した電流源と、第３のトラン
ジスタのコレクタとベース間に接続したコンデンサとで
定電流回路を構成するものである。
【００１４】このように構成した定電流回路において
は、電源から接地へ抜ける全てのパスが一つのベース・
エミッタ間電圧と一つのコレクタ・エミッタ間電圧のみ
で決められるため、低い電源電圧で動作させることがで
きる。また上記電流源を、電源電圧からベース・エミッ
タ間電圧を減じた値に比例する定電流部で構成すること
により、ベース・エミッタ間電圧によるミスマッチが含
まれない、電源電圧に比例する出力電流が得られる。
は、電源から接地へ抜ける全てのパスが一つのベース・
エミッタ間電圧と一つのコレクタ・エミッタ間電圧のみ
で決められるため、低い電源電圧で動作させることがで
きる。また上記電流源を、電源電圧からベース・エミッ
タ間電圧を減じた値に比例する定電流部で構成すること
により、ベース・エミッタ間電圧によるミスマッチが含
まれない、電源電圧に比例する出力電流が得られる。
【００１５】
【実施例】次に実施例について説明する。図１は、本発
明に係る定電流回路の第１実施例を示す回路構成図であ
る。この実施例の定電流回路は、エミッタをそれぞれ電
源８に接続し、ベースを共通に接続したＰＮＰ形の第１
及び第２のトランジスタ１，２と、第１のトランジスタ
１のコレクタと接地との間に接続した抵抗６と、ベース
を第１のトランジスタ１のコレクタに、エミッタを接地
にそれぞれ接続したＮＰＮ形の第３のトランジスタ３
と、ベースを第３のトランジスタ３のコレクタに、エミ
ッタを接地に、コレクタを第２のトランジスタ２のコレ
クタ及びベースにそれぞれ接続したＮＰＮ形の第４のト
ランジスタ４と、ベースを第１及び第２のトランジスタ
１，２のベースに、エミッタを電源８に、コレクタを出
力端子10にそれぞれ接続したＰＮＰ形の第５のトランジ
スタ５と、第３のトランジスタ３のコレクタと電源８と
の間に接続した電流源９と、第３のトランジスタ３のコ
レクタとベースとの間に接続したコンデンサ７とで構成
されている。
明に係る定電流回路の第１実施例を示す回路構成図であ
る。この実施例の定電流回路は、エミッタをそれぞれ電
源８に接続し、ベースを共通に接続したＰＮＰ形の第１
及び第２のトランジスタ１，２と、第１のトランジスタ
１のコレクタと接地との間に接続した抵抗６と、ベース
を第１のトランジスタ１のコレクタに、エミッタを接地
にそれぞれ接続したＮＰＮ形の第３のトランジスタ３
と、ベースを第３のトランジスタ３のコレクタに、エミ
ッタを接地に、コレクタを第２のトランジスタ２のコレ
クタ及びベースにそれぞれ接続したＮＰＮ形の第４のト
ランジスタ４と、ベースを第１及び第２のトランジスタ
１，２のベースに、エミッタを電源８に、コレクタを出
力端子10にそれぞれ接続したＰＮＰ形の第５のトランジ
スタ５と、第３のトランジスタ３のコレクタと電源８と
の間に接続した電流源９と、第３のトランジスタ３のコ
レクタとベースとの間に接続したコンデンサ７とで構成
されている。
【００１６】このように構成された定電流回路において
は、第１及び第２のトランジスタ１，２はカレントミラ
ーを構成しており、抵抗６と第４のトランジスタ４に流
れる電流を等しくしている。抵抗６に流れる電流Ｉ、す
なわち出力端子10に現れる電流は、第３のトランジスタ
３のベース・エミッタ間電圧ＶBE3 で決まり、次式
（７）で表される。 Ｉ＝ＶBE3 ／Ｒ ・・・・・（７） ここで、Ｒは抵抗６の抵抗値である。コンデンサ７は、
系の負帰還を安定にするものであり、第３のトランジス
タ３のミラー効果を利用している。この第１実施例の定
電流回路は、電源８から接地へ抜ける全てのパスが一つ
のベース・エミッタ間電圧ＶBEと一つのコレクタ・エミ
ッタ間電圧ＶCEのみで決められるため、１Ｖ以下の低い
電源電圧ＶCCでも動作させることができる。
は、第１及び第２のトランジスタ１，２はカレントミラ
ーを構成しており、抵抗６と第４のトランジスタ４に流
れる電流を等しくしている。抵抗６に流れる電流Ｉ、す
なわち出力端子10に現れる電流は、第３のトランジスタ
３のベース・エミッタ間電圧ＶBE3 で決まり、次式
（７）で表される。 Ｉ＝ＶBE3 ／Ｒ ・・・・・（７） ここで、Ｒは抵抗６の抵抗値である。コンデンサ７は、
系の負帰還を安定にするものであり、第３のトランジス
タ３のミラー効果を利用している。この第１実施例の定
電流回路は、電源８から接地へ抜ける全てのパスが一つ
のベース・エミッタ間電圧ＶBEと一つのコレクタ・エミ
ッタ間電圧ＶCEのみで決められるため、１Ｖ以下の低い
電源電圧ＶCCでも動作させることができる。
【００１７】次に、上記第１実施例を利用して、電源電
圧ＶCCに比例した電流を出力するように構成した第２実
施例を、図２に示す。図２において、図１に示した第１
実施例と同一の構成要素には同一符号を付して示してい
る。この第２実施例に係る定電流回路は、第１実施例の
定電流回路に対して、次のような構成要素を付加するも
のである。すなわち、エミッタを接地に、ベース及びコ
レクタを抵抗16を介して電源８にそれぞれ接続したＮＰ
Ｎ形トランジスタ11と、該トランジスタ11のベースとコ
レクタにベースを接続し、エミッタを接地に接続したＮ
ＰＮ形トランジスタ12と、エミッタを電源８に、ベース
とコレクタをトランジスタ12のコレクタにそれぞれ接続
したＰＮＰ形トランジスタ13と、エミッタを電源８に、
ベースをトランジスタ13のベースとコレクタに、コレク
タを第３のトランジスタ３のコレクタ及び第４のトラン
ジスタ４のベースにそれぞれ接続したＰＮＰ形トランジ
スタ14と、エミッタを電源８に、ベースをトランジスタ
13，14のベースに、コレクタを出力端子10にそれぞれ接
続したＰＮＰ形トランジスタ15とを備えている。
圧ＶCCに比例した電流を出力するように構成した第２実
施例を、図２に示す。図２において、図１に示した第１
実施例と同一の構成要素には同一符号を付して示してい
る。この第２実施例に係る定電流回路は、第１実施例の
定電流回路に対して、次のような構成要素を付加するも
のである。すなわち、エミッタを接地に、ベース及びコ
レクタを抵抗16を介して電源８にそれぞれ接続したＮＰ
Ｎ形トランジスタ11と、該トランジスタ11のベースとコ
レクタにベースを接続し、エミッタを接地に接続したＮ
ＰＮ形トランジスタ12と、エミッタを電源８に、ベース
とコレクタをトランジスタ12のコレクタにそれぞれ接続
したＰＮＰ形トランジスタ13と、エミッタを電源８に、
ベースをトランジスタ13のベースとコレクタに、コレク
タを第３のトランジスタ３のコレクタ及び第４のトラン
ジスタ４のベースにそれぞれ接続したＰＮＰ形トランジ
スタ14と、エミッタを電源８に、ベースをトランジスタ
13，14のベースに、コレクタを出力端子10にそれぞれ接
続したＰＮＰ形トランジスタ15とを備えている。
【００１８】そして、トランジスタ14は第１実施例の電
流源９に相当するものであり、抵抗16及びトランジスタ
11，12で構成される回路は、電源電圧ＶCCからベース・
エミッタ間電圧ＶBEを減じたものに比例した電流を発生
する回路で、公知のものであり、出力電流ＩOUT はトラ
ンジスタ５及びトランジスタ15のコレクタから取り出さ
れるようになっている。
流源９に相当するものであり、抵抗16及びトランジスタ
11，12で構成される回路は、電源電圧ＶCCからベース・
エミッタ間電圧ＶBEを減じたものに比例した電流を発生
する回路で、公知のものであり、出力電流ＩOUT はトラ
ンジスタ５及びトランジスタ15のコレクタから取り出さ
れるようになっている。
【００１９】次に、このように構成した第２実施例の定
電流回路の動作について説明する。トランジスタ11及び
12で構成されるカレントミラーの電流Ｉ1 は、次式
（８）により求められる。 Ｉ1 ＝（ＶCC−ＶBE11）／Ｒ1 ・・・・・（８） ここで、ＶCCは電源電圧、ＶBE11はトランジスタ11のベ
ース・エミッタ間電圧、Ｒ1 は抵抗16の抵抗値を表す。
また第４のトランジスタ４のコレクタ電流Ｉ2は、前記
（７）式より次式（９）で表される。 Ｉ2 ＝ＶBE3 ／Ｒ2 ・・・・・（９） ここで、ＶBE3 はトランジスタ３のベース・エミッタ間
電圧、Ｒ2 は抵抗６の抵抗値を表す。したがって、出力
電流ＩOUT は次式（10）で表される。 ＩOUT ＝ＶCC／Ｒ1 −（ＶBE11／Ｒ1 −ＶBE3 ／Ｒ2 ） ・・・・・（10） ここで、第３のトランジスタ３のコレクタ電流は、トラ
ンジスタ11及び12で構成されるカレントミラーの電流と
同じであるため、次式（11）が成立する。 ＶBE11＝ＶBE3 ・・・・・（11） したがって、（10）式は、次式（12）のように表され
る。 ＩOUT ＝ＶCC／Ｒ1 −（１／Ｒ1 −１／Ｒ2 ）ＶBE11 ・・・・・（12） ここで、Ｒ1 ＝Ｒ2 とすることで、次式（13）が得られ
る。 ＩOUT ＝ＶCC／Ｒ1 ・・・・・（13）
電流回路の動作について説明する。トランジスタ11及び
12で構成されるカレントミラーの電流Ｉ1 は、次式
（８）により求められる。 Ｉ1 ＝（ＶCC−ＶBE11）／Ｒ1 ・・・・・（８） ここで、ＶCCは電源電圧、ＶBE11はトランジスタ11のベ
ース・エミッタ間電圧、Ｒ1 は抵抗16の抵抗値を表す。
また第４のトランジスタ４のコレクタ電流Ｉ2は、前記
（７）式より次式（９）で表される。 Ｉ2 ＝ＶBE3 ／Ｒ2 ・・・・・（９） ここで、ＶBE3 はトランジスタ３のベース・エミッタ間
電圧、Ｒ2 は抵抗６の抵抗値を表す。したがって、出力
電流ＩOUT は次式（10）で表される。 ＩOUT ＝ＶCC／Ｒ1 −（ＶBE11／Ｒ1 −ＶBE3 ／Ｒ2 ） ・・・・・（10） ここで、第３のトランジスタ３のコレクタ電流は、トラ
ンジスタ11及び12で構成されるカレントミラーの電流と
同じであるため、次式（11）が成立する。 ＶBE11＝ＶBE3 ・・・・・（11） したがって、（10）式は、次式（12）のように表され
る。 ＩOUT ＝ＶCC／Ｒ1 −（１／Ｒ1 −１／Ｒ2 ）ＶBE11 ・・・・・（12） ここで、Ｒ1 ＝Ｒ2 とすることで、次式（13）が得られ
る。 ＩOUT ＝ＶCC／Ｒ1 ・・・・・（13）
【００２０】上記（13）式からわかるように、図２に示
した第２実施例の定電流回路では、出力電流値を決める
２つのトランジスタ３及び11のベース・エミッタ間電圧
ＶBE3 及びＶBE11が等しくなるため、これらの誤差によ
る出力のミスマッチは生じない。更に、電源８から接地
へ抜ける全てのパスが、一つのベース・エミッタ間電圧
ＶBEと一つのコレクタ・エミッタ間電圧ＶCEのみで決ま
るため、１Ｖ以下の低い電源電圧ＶCCでも動作が可能で
ある。
した第２実施例の定電流回路では、出力電流値を決める
２つのトランジスタ３及び11のベース・エミッタ間電圧
ＶBE3 及びＶBE11が等しくなるため、これらの誤差によ
る出力のミスマッチは生じない。更に、電源８から接地
へ抜ける全てのパスが、一つのベース・エミッタ間電圧
ＶBEと一つのコレクタ・エミッタ間電圧ＶCEのみで決ま
るため、１Ｖ以下の低い電源電圧ＶCCでも動作が可能で
ある。
【００２１】次に第２実施例の変形例を図３に基づいて
説明する。この変形例は、図２に示した第２実施例の定
電流回路に対して、ベースをトランジスタ11，12のベー
スに、エミッタを接地にそれぞれ接続したＮＰＮ形トラ
ンジスタ17と、ベースをトランジスタ４のベースに、エ
ミッタを接地にそれぞれ接続したＮＰＮ形トランジスタ
18と、該トランジスタ17，18の各コレクタを共通に接続
した第２の出力端子19とを設け、該第２の出力端子19よ
り、出力端子10から出力される出力電流ＩOUTと同じ電
流値の第２の出力電流ＩOUT2が得られるようにしたもの
である。このように構成することにより、出力端子10か
らの出力電流ＩOUT は電流ソース用として、第２の出力
端子19からの出力電流ＩOUT2はシンク用として使い分け
ることができる。
説明する。この変形例は、図２に示した第２実施例の定
電流回路に対して、ベースをトランジスタ11，12のベー
スに、エミッタを接地にそれぞれ接続したＮＰＮ形トラ
ンジスタ17と、ベースをトランジスタ４のベースに、エ
ミッタを接地にそれぞれ接続したＮＰＮ形トランジスタ
18と、該トランジスタ17，18の各コレクタを共通に接続
した第２の出力端子19とを設け、該第２の出力端子19よ
り、出力端子10から出力される出力電流ＩOUTと同じ電
流値の第２の出力電流ＩOUT2が得られるようにしたもの
である。このように構成することにより、出力端子10か
らの出力電流ＩOUT は電流ソース用として、第２の出力
端子19からの出力電流ＩOUT2はシンク用として使い分け
ることができる。
【００２２】なお、上記各実施例において、各トランジ
スタの極性を交換し、すなわちＰＮＰ形をＮＰＮ形に、
ＮＰＮ形をＰＮＰ形に交換し、更に電源と接地とを交換
することによっても、同等の作用効果が得られるのは勿
論である。
スタの極性を交換し、すなわちＰＮＰ形をＮＰＮ形に、
ＮＰＮ形をＰＮＰ形に交換し、更に電源と接地とを交換
することによっても、同等の作用効果が得られるのは勿
論である。
【００２３】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、電源から接地へ抜ける全てのパスが一
つのベース・エミッタ間電圧と一つのコレクタ・エミッ
タ間電圧のみで決められるため、低い電源電圧で動作さ
せることができる。また電源電圧からベース・エミッタ
間電圧を減じた値に比例する定電流部で電流源を構成す
ることにより、出力電流にベース・エミッタ間電圧によ
るミスマッチが含まれない、電源電圧に比例する高精度
の定電流回路を得ることができる。
本発明によれば、電源から接地へ抜ける全てのパスが一
つのベース・エミッタ間電圧と一つのコレクタ・エミッ
タ間電圧のみで決められるため、低い電源電圧で動作さ
せることができる。また電源電圧からベース・エミッタ
間電圧を減じた値に比例する定電流部で電流源を構成す
ることにより、出力電流にベース・エミッタ間電圧によ
るミスマッチが含まれない、電源電圧に比例する高精度
の定電流回路を得ることができる。
【図１】本発明に係る定電流回路の第１実施例を示す回
路構成図である。
路構成図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す回路構成図である。
【図３】図２に示した第２実施例の変形例を示す回路構
成図である。
成図である。
【図４】従来の出力電流がトランジスタのベース・エミ
ッタ間電圧に比例する定電流回路の構成例を示す図であ
る。
ッタ間電圧に比例する定電流回路の構成例を示す図であ
る。
【図５】従来の電源電圧に比例した出力電流を発生させ
る定電流回路の構成例を示す図である。
る定電流回路の構成例を示す図である。
【図６】図５に示した定電流回路の考え方を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図７】図５に示した定電流回路の利用例を示す図であ
る。
る。
１，２，５ ＰＮＰ形トランジスタ ３，４ ＮＰＮ形トランジスタ ６ 抵抗 ７ コンデンサ ８ 電源 ９ 電流源 10 出力端子
Claims (2)
- 【請求項１】 エミッタをそれぞれ電源に接続し、ペー
スを共通に接続した第１の極性の第１及び第２のトラン
ジスタと、第１のトランジスタのコレクタと接地との間
に接続した抵抗素子と、ベースを第１のトランジスタの
コレクタに、エミッタを接地にそれぞれ接続した第２の
極性の第３のトランジスタと、ベースを第３のトランジ
スタのコレクタに、エミッタを接地に、コレクタを第２
のトランジスタのコレクタ及びベースにそれぞれ接続し
た第２の極性の第４のトランジスタと、ベースを第１及
び第２のトランジスタのベースに、エミッタを電源に、
コレクタを出力端子にそれぞれ接続した第１の極性の第
５のトランジスタと、第３のトランジスタのコレクタと
電源との間に接続した電流源と、第３のトランジスタの
コレクタとベース間に接続したコンデンサとで構成した
定電流回路。 - 【請求項２】 前記電流源を、電源電圧からトランジス
タのベース・エミッタ間電圧を減じた値に比例する電流
を出力するように構成した定電流部の出力部の一つで構
成し、該出力部の他の一つを前記出力端子に接続したこ
とを特徴とする請求項１記載の定電流回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5274777A JPH07106865A (ja) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | 定電流回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5274777A JPH07106865A (ja) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | 定電流回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07106865A true JPH07106865A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17546422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5274777A Pending JPH07106865A (ja) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | 定電流回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07106865A (ja) |
-
1993
- 1993-10-07 JP JP5274777A patent/JPH07106865A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030708 |