JPH0740211B2 - Constant current circuit - Google Patents

Constant current circuit

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JPH0740211B2
JPH0740211B2 JP60228642A JP22864285A JPH0740211B2 JP H0740211 B2 JPH0740211 B2 JP H0740211B2 JP 60228642 A JP60228642 A JP 60228642A JP 22864285 A JP22864285 A JP 22864285A JP H0740211 B2 JPH0740211 B2 JP H0740211B2
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drain
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修 松原
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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、定電流回路に関するもので、例えば、MOSF
ET(絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)により構成さ
れ、絶対値的に等しい電流値とされた正及び負の定電流
を形成する定電流回路に利用して有効な技術に関するも
のである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a constant current circuit, for example, a MOSF circuit.
The present invention relates to a technique effectively used for a constant current circuit which is composed of an ET (insulated gate type field effect transistor) and forms a positive and a negative constant current whose current values are equal in absolute value.

〔背景技術〕[Background technology]

MOSFETを用いて絶対値的に等しい正及び負の定電流を形
成する場合、定電流を流すNチャンネルMOSFETとPチャ
ンネルMOSFETの定数を回路動作シュミレーションから設
計し、試作品の実測結果に基づいて両MOSFETの定数(チ
ャンネル幅W/チャンネル長L)の比の合わせ込みを行う
ものであった。しかしながら、プロセス変動や温度変動
の影響を受けて、上記等しい正,負の定電流を得ること
が極めて難しい。上記のような定電流回路は、例えばデ
ィジタル電話機用自動等価器やPLL(フェーズ・ロック
ド・ループ)回路のループフィルタにおいて必要とされ
る。
When using MOSFETs to form positive and negative constant currents that are equal in absolute value, the constants of the N-channel MOSFET and P-channel MOSFET that flow the constant current are designed from circuit operation simulation, and based on the measured results of the prototype, The ratio of MOSFET constants (channel width W / channel length L) was adjusted. However, it is extremely difficult to obtain the same positive and negative constant currents under the influence of process fluctuations and temperature fluctuations. The constant current circuit as described above is required, for example, in an automatic equalizer for digital telephones and a loop filter of a PLL (phase locked loop) circuit.

そこで、本願発明者は、差動増幅回路を用いた負帰還回
路を利用して正負両極性の電流の電流値を等しくさせる
ことを考えた。
Therefore, the inventor of the present application considered making the current values of the positive and negative polarities equal by using a negative feedback circuit using a differential amplifier circuit.

なお、差動増幅回路を利用した定電流回路の例として、
特開昭55−59515号公報がある。
As an example of a constant current circuit using a differential amplifier circuit,
There is JP-A-55-59515.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

この発明の目的は、高精度にその電流値が等しくされた
正負両極性の定電流を得ることのできる定電流回路を提
供することにある。
An object of the present invention is to provide a constant current circuit capable of obtaining a positive and negative polar constant currents whose current values are equalized with high accuracy.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、抵
抗手段に接続されたドレインを有する第1導電性の第1M
OSFETと、非反転入力端子に上記第1MOSFETのドレインが
接続され、反転入力端子に定電圧が供給されるように接
続され、差動出力電圧が上記MOSFETのゲートに供給され
るように接続されて成り、上記定電圧を基準として、上
記抵抗手段に流れる電流を定電流化するための第1差動
増幅回路と、上記第1MOSFETのゲート及びソースにそれ
ぞれ接続されたゲート及びソースを有する第1導電型の
第2MOSFETと、この第2MOSFETのドレインに接続されたド
レインを有する第2導電型の第3MOSFETと、非反転入力
端子に上記第3MOSFETのドレインが接続され、反転入力
端子に、上記第2、第3MOSFETのソース間に供給される
電源電圧の中点電圧が供給され、差動出力電圧が上記第
3MOSFETのゲートに供給されるように結合された第2差
動増幅回路と、上記第2MOSFETのゲート及びソースにそ
れぞれ接続されたゲート及びソースを有し、ドレインか
ら第1定電流を形成するための第1導電型の第4MOSFET
と、上記第3MOSFETのゲート及びソースにそれぞれ接続
されたゲート及びソースを有し、ドレインから第2定電
流を形成するための第2導電型の第5MOSFETとを含むも
のである。
The outline of a typical one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, the first conductive first M having a drain connected to the resistance means.
The drain of the first MOSFET is connected to the OSFET and the non-inverting input terminal, the constant voltage is supplied to the inverting input terminal, and the differential output voltage is connected to the gate of the MOSFET. And a first differential amplifier circuit for converting the current flowing through the resistance means into a constant current with the constant voltage as a reference, and a first conductive circuit having a gate and a source respectively connected to the gate and the source of the first MOSFET. Type second MOSFET, a second conductivity type third MOSFET having a drain connected to the drain of the second MOSFET, a non-inverting input terminal to which the drain of the third MOSFET is connected, and an inverting input terminal to the second, The midpoint voltage of the power supply voltage supplied between the sources of the third MOSFET is supplied, and the differential output voltage is
A second differential amplifier circuit coupled to be supplied to the gate of the 3MOSFET, and a gate and a source connected to the gate and the source of the second MOSFET, respectively, for forming a first constant current from the drain. First conductivity type fourth MOSFET
And a second conductivity type fifth MOSFET having a gate and a source respectively connected to the gate and the source of the third MOSFET and forming a second constant current from the drain.

〔実施例1〕 第1図には、この発明に係る定電流回路の一実施例の回
路図が示されている。同図の各回路素子は、特に制限さ
れないが、公知のCMOS(相補型MOS)集積回路の製造技
術によって、1個の単結晶シリコンのような半導体基板
上において形成される。
[Embodiment 1] FIG. 1 shows a circuit diagram of an embodiment of a constant current circuit according to the present invention. Although not particularly limited, each circuit element in the figure is formed on one semiconductor substrate such as single crystal silicon by a known CMOS (complementary MOS) integrated circuit manufacturing technique.

特に制限されないが、集積回路は、単結晶P型シリコン
からなる半導体基板に形成される。NチャンネルMOSFET
は、かかる半導体基板表面に形成されたソース領域、ド
レイン領域及びソース領域とドレイン領域との間の半導
体基板表面に薄い厚さのゲート絶縁膜を介して形成され
たポリシリコンからなるようなゲート電極から構成され
る。PチャンネルMOSFETは、上記半導体基板表面に形成
されたN型ウェル領域に形成される。これによって、半
導体基板は、その上に形成された複数のNチャンネルMO
SFETの共通の基板ゲートを構成する。N型ウェル領域
は、その上に形成されたPチャンネルMOSFETの基板ゲー
トを構成する。NチャンネルMOSFETの基板ゲートすなわ
ち半導体基板は回路の接地電位とされ、PチャンネルMO
SFETの基板ゲートすなわちN型ウェル領域は、第1図の
電源端子Vccに結合される。
Although not particularly limited, the integrated circuit is formed on a semiconductor substrate made of single crystal P-type silicon. N-channel MOSFET
Is a gate electrode made of polysilicon formed through a thin gate insulating film on the surface of the semiconductor substrate between the source region and the drain region and between the source region and the drain region. Composed of. The P-channel MOSFET is formed in the N-type well region formed on the surface of the semiconductor substrate. As a result, the semiconductor substrate has a plurality of N channel MOs formed thereon.
Configure a common substrate gate for SFETs. The N-type well region constitutes the substrate gate of the P-channel MOSFET formed thereon. The substrate gate of the N-channel MOSFET, that is, the semiconductor substrate is set to the ground potential of the circuit, and the P-channel MO
The substrate gate of the SFET, that is, the N-type well region, is coupled to the power supply terminal Vcc in FIG.

NチャンネルMOSFETQ1は、基準となる定電流I1を形成す
る。すなわち、MOSFETQ1のドレインと、特に制限されな
いが、電源電圧Vccとの間に固定抵抗Rが設けられる。
上記MOSFETQ1のドレイン電圧は、差動増幅回路(演算増
幅回路)OP1の非反転入力端子(+)に供給される。こ
の差動増幅回路OP1の反転入力端子(−)には、例えば
定電圧Vcc−Vrefが供給される。上記差動増幅回路OP1の
出力電圧は上記MOSFETQ1のゲートに供給される。演算増
幅回路OP1は、MOSFETQ1のドレイン電圧が、上記定電圧V
cc−Vrefと等しくなるような出力電圧を供給してMOSFET
Q1のコンダクタンスを制御する。例えば、抵抗Rにおけ
る電圧降下(I1×R)が定電圧Vrefより高い場合、差動
増幅回路OP1の出力電圧が低くなってMOSFETQ1を浅くバ
イアスし、上記電流I1を減少させ、抵抗Rにおける電圧
降下(I1×R)が定電圧Vrefより低い場合、差動増幅回
路OP1の出力電圧が高くなってMOSFETQ1を深くバイアス
し、上記電流I1を増加させる。このような差動増幅回路
OP1による負帰還にループにより、MOSFETQ1には、次式
(1)のような定電流I1が流れる。
The N-channel MOSFET Q1 forms a reference constant current I1. That is, the fixed resistance R is provided between the drain of the MOSFET Q1 and the power supply voltage Vcc, although not particularly limited thereto.
The drain voltage of the MOSFET Q1 is supplied to the non-inverting input terminal (+) of the differential amplifier circuit (operational amplifier circuit) OP1. A constant voltage Vcc-Vref, for example, is supplied to the inverting input terminal (-) of the differential amplifier circuit OP1. The output voltage of the differential amplifier circuit OP1 is supplied to the gate of the MOSFET Q1. In the operational amplifier circuit OP1, the drain voltage of MOSFET Q1 is
Supply MOSFET with output voltage equal to cc-Vref
Controls the conductance of Q1. For example, when the voltage drop (I1 × R) in the resistor R is higher than the constant voltage Vref, the output voltage of the differential amplifier circuit OP1 becomes low and the MOSFET Q1 is biased shallowly to reduce the current I1 and reduce the voltage drop in the resistor R. When (I1 × R) is lower than the constant voltage Vref, the output voltage of the differential amplifier circuit OP1 becomes high and the MOSFET Q1 is deeply biased to increase the current I1. Such a differential amplifier circuit
Due to the loop of the negative feedback by OP1, a constant current I1 as shown in the following equation (1) flows through the MOSFET Q1.

I1=Vref/R ……(1) このように、差動増幅回路OP1の反転入力端子(−)に
電源電圧Vccを基準とした定電圧Vref(Vcc−Vref)を用
いた場合には、上記定電流I1を電源電圧Vccの変動に無
関係にできる。
I1 = Vref / R (1) As described above, when the constant voltage Vref (Vcc-Vref) based on the power supply voltage Vcc is used for the inverting input terminal (-) of the differential amplifier circuit OP1, The constant current I1 can be made independent of the fluctuation of the power supply voltage Vcc.

NチャンネルMOSFETQ2は、上記MOSFETQ1と同じ電圧がゲ
ートに供給されることによって、例えばMOSFETQ1とサイ
ズ(W/L)が同じなら、等しい定電流I1を流すものとさ
れ、或いは両MOSFETQ1とQ2のイサズ比に従った定電流を
流すものとなる。上記MOSFETQ2のドレインにはPチャン
ネルMOSFETQ3が直列接続される。このMOSFETQ3に流れる
電流I2を上記MOSFETQ2に流れる定電流I1と等しくさせる
ため、MOSFETQ3のドレイン(MOSFETQT3とQ2の接続点)
電圧は、上記同様な差動増幅回路OP2の非反転入力端子
(+)に供給される。この差動増幅回路OP2の反転入力
端子(−)には、上記MOSFETQ2とQ3の両ソース間に供給
される動作電圧Vccの中点電圧(Vcc/2)が供給される。
The same voltage as that of the MOSFET Q1 is supplied to the gate of the N-channel MOSFET Q2, so that, for example, if the size (W / L) is the same as that of the MOSFET Q1, the same constant current I1 is caused to flow, or the equal ratio of both MOSFETs Q1 and Q2. According to the above, a constant current will flow. A P-channel MOSFET Q3 is connected in series to the drain of the MOSFET Q2. In order to make the current I2 flowing through this MOSFET Q3 equal to the constant current I1 flowing through the above MOSFET Q2, the drain of MOSFET Q3 (connection point between MOSFET QT3 and Q2)
The voltage is supplied to the non-inverting input terminal (+) of the differential amplifier circuit OP2 similar to the above. The midpoint voltage (Vcc / 2) of the operating voltage Vcc supplied between the sources of the MOSFETs Q2 and Q3 is supplied to the inverting input terminal (-) of the differential amplifier circuit OP2.

上記MOSFETQ3に設けられた差動増幅回路OP2による負帰
還作用によって、MOSFETQ3の電流I2はMOSFETQ2の定電流
I1と等しくなるようバランスさせる。例えば、両電流が
I2>I1の関係なら、上記MOSFETQ3のドレイン電圧は中点
電圧Vcc/2より高くされるため、差動増幅回路OP2の出力
電圧が高くされる。これにより、PチャンネルMOSFETQ3
が浅くバイアスされるため、そのドレイン電流I2を小さ
くさせる。一方、両電流がI1>I2の関係なら、上記MOSF
ETQ3のドレイン電圧は中点電圧Vcc/2より低くされるた
め、差動増幅回路OP2の出力電圧が低くされる。これに
より、PチャンネルMOSFETQ3が深くバイアスされるた
め、そのドレイン電流I2を大きくさせる。このような差
動増幅回路OP2による負帰還動作によって、MOSFETQ3とQ
2の接続点の電位(MOSFETQ2,Q3のドレイン電位)は、常
に上記基準としての中点電位Vcc/2と等しくなるよう
に、言い換えるならば、PチャンネルMOSFETQ3に流れる
電流I2がNチャンネルMOSFETQ2に流れる定電流I1に等し
くなるよう制御する。
Due to the negative feedback effect of the differential amplifier circuit OP2 provided in the MOSFET Q3, the current I2 of the MOSFET Q3 is the constant current of the MOSFET Q2.
Balance to be equal to I1. For example, both currents
In the relation of I2> I1, the drain voltage of the MOSFET Q3 is made higher than the midpoint voltage Vcc / 2, so that the output voltage of the differential amplifier circuit OP2 is made higher. As a result, P-channel MOSFET Q3
Is shallowly biased, which reduces its drain current I2. On the other hand, if both currents have a relation of I1> I2, the above MOSF
Since the drain voltage of ETQ3 is made lower than the midpoint voltage Vcc / 2, the output voltage of the differential amplifier circuit OP2 is made low. As a result, the P-channel MOSFET Q3 is deeply biased, so that its drain current I2 is increased. Due to the negative feedback operation of the differential amplifier circuit OP2, MOSFETs Q3 and Q3
The potential at the connection point of 2 (drain potential of MOSFETs Q2 and Q3) is always equal to the midpoint potential Vcc / 2 as the above reference. In other words, the current I2 flowing through the P-channel MOSFET Q3 flows through the N-channel MOSFET Q2. Control so that it becomes equal to the constant current I1.

上記のような電流バランス回路により形成された定電流
I1(=I2)は、それぞれNチャンネル出力MOSFETQ4及び
PチャンネルMOSFETQ5を介して出力される。すなわち、
Nチャンネル出力MOSFETQ4は、そのゲートがMOSFETQ1及
びQ2と共通接続されることによって、これらのMOSFETQ1
及びQ2のゲート電圧と等しい上記差動増幅回路OP1の出
力電圧が供給される。Pチャンネル出力MOSFETQ5は、そ
のゲートが上記MOSFETQ3と共通接続されることによっ
て、このMOSFETQ3のゲート電圧と等しい上記差動増幅回
路OP2の出力電圧が供給される。そして、MOSFETQ2とQ4
のサイズ比と、MOSFETQ3とQ5のサイズ比とを等しく設定
することにより、上記MOSFETQ4のドレインから得られる
吸い込み電流(負電流)I1′と、上記MOSFETQ5のドレイ
ンから得られる押し出し電流(正電流)I2′を上記バラ
ンス回路のMOSFETQ2,Q3と同様な等しい電流値とするこ
とができる。
Constant current formed by the above current balance circuit
I1 (= I2) is output via the N-channel output MOSFET Q4 and the P-channel MOSFET Q5, respectively. That is,
The N-channel output MOSFET Q4 has its gate commonly connected to MOSFETs Q1 and Q2, thereby
, And the output voltage of the differential amplifier circuit OP1 equal to the gate voltage of Q2 is supplied. The gate of the P-channel output MOSFET Q5 is commonly connected to the MOSFET Q3, so that the output voltage of the differential amplifier circuit OP2 equal to the gate voltage of the MOSFET Q3 is supplied. And MOSFETs Q2 and Q4
And the size ratio of MOSFETs Q3 and Q5 are set equal, the sink current (negative current) I1 ′ obtained from the drain of the MOSFET Q4 and the push current (positive current) I2 obtained from the drain of the MOSFET Q5 are set. ′ Can be set to the same current value as the MOSFETs Q2 and Q3 of the balance circuit.

〔実施例2〕 第2図には、この発明を微少電圧発生回路に応用した場
合の一実施例の回路図が示されている。
[Embodiment 2] FIG. 2 shows a circuit diagram of an embodiment in which the present invention is applied to a minute voltage generating circuit.

この実施例では、正及び負の微少電流を形成するため、
上記第1図に示したNチャンネルMOSFETQ4に比べてNチ
ャンネルMOSFETQ4′とQ4″は、それぞれのサイズがΔW/
Lだけ異なるように形成される。すなわち、正の微少電
流+ΔIを形成するMOSFETQ4′は、そのサイズが上記MO
SFETQ4に比べてΔW/Lだけ小さく、負の微少電流−ΔI
を形成するためのMOSFETQ4″は、そのサイズが上記MOSF
ETQ4に比べてΔW/Lだけ大きく形成される。
In this example, to form positive and negative minute currents,
Compared to the N-channel MOSFET Q4 shown in FIG. 1, the N-channel MOSFETs Q4 ′ and Q4 ″ have a size of ΔW /
It is formed so that only L is different. That is, the size of the MOSFET Q4 'that forms the positive minute current + ΔI has the above-mentioned MO.
Compared to SFETQ4, it is smaller by ΔW / L, and a negative minute current −ΔI
MOSFET Q4 ″ for forming the
It is formed larger than ETQ4 by ΔW / L.

また、これらの微少信号を必要なタイミングで形成する
ため、PチャンネルMOSFETQ5のソースには、タイミング
信号▲▼を受けるCMOSインバータ回路N3によ
って形成される回路の接地電位のようなロウレベルと電
源電圧Vccのようなハイレベルが供給される。また、上
記MOSFETQ4′のソースには、タイミング信号UPを受ける
CMOSインバータ回路N1の上記同様なハイレベルとロウレ
ベルが供給され、MOSFETQ4″のソースには、タイミング
信号DWを受けるCMOSインバータ回路N2の上記同様なハイ
レベルとロウレベルが供給される。
Further, in order to form these minute signals at required timing, the source of the P-channel MOSFET Q5 has a low level such as the ground potential of the circuit formed by the CMOS inverter circuit N3 which receives the timing signal ▲ ▼ and the power supply voltage Vcc. Such a high level is supplied. Further, the timing signal UP is received by the source of the MOSFET Q4 ′.
The same high level and low level of the CMOS inverter circuit N1 are supplied, and the same high level and low level of the CMOS inverter circuit N2 receiving the timing signal DW are supplied to the source of the MOSFET Q4 ″.

例えば、タイミング信号(アップ信号)UPがハイレベル
にされると、その間、インバータ回路N1の出力信号がロ
ウレベルに、インバータ回路N3の出力信号がハイレベル
にされるため、MOSFETQ5とQ4′にそれぞれ電流I2とI1′
が流れる(なお、MOSFETQ3とQ5は同じサイズ、MOSFETQ2
と仮想のMOSFETQ4とは同じサイズである)。上記MOSFET
Q4′は、そのサイズがΔW/Lだけ小さいため、そのサイ
ズに従ったΔIだけMOSFETQ5の電流I2(仮想のMOSFETQ4
の電流I1)より小さい。これにより、ΔIがキャパシタ
Cの充電を行い、その電圧Vcを上昇させる。一方、タイ
ミング信号(ダウン信号)DWがハイレベルにされると、
その間、インバータ回路N2の出力信号がロウレベルに、
インバータ回路N3の出力信号がハイレベルにされるた
め、MOSFETQ5とQ4″にそれぞれ電流I2とI1″が流れる。
上記MOSFETQ4″は、そのサイズがΔW/Lだけ大きいた
め、そのサイズに従ったΔIだけMOSFETQ5の電流I2(仮
想のMOSFETQ4の電流I1)より大きい。これにより、ΔI
がキャパシタCの放電を行い、その電圧Vcを低下させ
る。
For example, when the timing signal (up signal) UP is set to the high level, the output signal of the inverter circuit N1 is set to the low level and the output signal of the inverter circuit N3 is set to the high level during that time, so that the currents in the MOSFETs Q5 and Q4 'are increased. I2 and I1 ′
(Note that MOSFETs Q3 and Q5 have the same size, MOSFET Q2
And the virtual MOSFET Q4 is the same size). Above MOSFET
Since the size of Q4 'is smaller by ΔW / L, the current I2 of the MOSFET Q5 (the virtual MOSFET Q4
Current I1) is less than. As a result, ΔI charges the capacitor C and raises its voltage Vc. On the other hand, when the timing signal (down signal) DW is set to high level,
During that time, the output signal of the inverter circuit N2 goes low,
Since the output signal of the inverter circuit N3 is set to the high level, the currents I2 and I1 ″ flow through the MOSFETs Q5 and Q4 ″, respectively.
Since the size of the MOSFET Q4 ″ is large by ΔW / L, it is larger than the current I2 of the MOSFET Q5 (current I1 of the virtual MOSFET Q4) by ΔI according to the size.
Discharges the capacitor C and reduces its voltage Vc.

上記タイミング信号UPとDWを基準時間に従って発生させ
れれば、ステップ状に制御される電圧Vcを形成すること
ができる。このような電圧は、例えばA/D又はD/A変換回
路やディジタル電話機用自動等価器における線路のエコ
ー成分を相殺させる電圧信号として利用できる。
If the timing signals UP and DW are generated according to the reference time, the voltage Vc controlled stepwise can be formed. Such a voltage can be used as a voltage signal for canceling the echo component of the line in an A / D or D / A conversion circuit or an automatic equalizer for digital telephones, for example.

〔実施例3〕 第3図は、この発明をPLL回路におけるループフィルタ
(ロウパスフィルタ)LPPに適用した場合の一実施例の
回路図が示されている。
[Third Embodiment] FIG. 3 shows a circuit diagram of an embodiment in which the present invention is applied to a loop filter (low-pass filter) LPP in a PLL circuit.

この実施例では、前記定電流回路におけるNチャンネル
出力MOSFETQ4とPチャンネル出力MOSFETQ5は、それぞれ
同じ電流を流すようにそれぞれのサイズが設定される。
Nチャンネル出力MOSFETQ4ソースには、位相比較回路PD
により形成されたダウン信号DWを受けるCMOSインバータ
回路N1の出力信号が供給され、Pチャンネル出力MOSFET
Q5のソースには、位相比較回路PDにより形成されたアッ
プ信号▲▼を受けるCMOSインバータ回路N3の出力信
号が供給される。
In this embodiment, the sizes of the N-channel output MOSFET Q4 and the P-channel output MOSFET Q5 in the constant current circuit are set so that the same current flows.
N-channel output MOSFET Q4 source has a phase comparison circuit PD
The output signal of the CMOS inverter circuit N1 which receives the down signal DW formed by
The source of Q5 is supplied with the output signal of the CMOS inverter circuit N3 that receives the up signal ▲ formed by the phase comparison circuit PD.

上記MOSFETQ4とQ5の接続点と回路の接地電位との間に
は、キャパシタCが設けられる。このキャパシタCに保
持された電圧VCは、電圧制御型発振回路VCOの制御信号
とされる。
A capacitor C is provided between the connection point of the MOSFETs Q4 and Q5 and the ground potential of the circuit. The voltage VC held in the capacitor C is used as a control signal for the voltage controlled oscillator circuit VCO.

この電圧制御型発振回路VCOを所望の周波数に設定する
た、その発振信号φoは例えば分周回路COUNによって1/
Nに分周される。位相比較回路PDは、上記分周回路COUN
の出力信号φo′と基準周波数信号φrとの位相差、言
い換えるならば、周波数差にしたがったパルス幅のアッ
プUP及びダウン信号DWを形成する。
This voltage-controlled oscillator circuit VCO is set to a desired frequency, and its oscillation signal φo is 1 /
Divided to N. The phase comparison circuit PD is the frequency division circuit COUN
Phase difference between the output signal φo ′ and the reference frequency signal φr, in other words, an up-up and down signal DW having a pulse width according to the frequency difference is formed.

例えば、上記基準周波数φrに対して分周出力φo′の
位相が遅れたなら、言い換えるならば、分周出力φo′
の周波数が低くされたなら、位相比較回路PDはアップ信
号▲▼をロウレベルにする。これにより、Pチャン
ネルMOSFETQ5がその間動作状態にされ、上記のような定
電流IをキャパシタCに供給するので、制御電圧VCが高
くされる。これにより、電圧制御型発振回路VCOの発振
周波数φoが高くされる。一方、上記基準周波数φrに
対して分周出力φo′の位相が進んだなら、言い換える
ならば、分周出力φo′の周波数が高くされたなら、位
相比較回路PDはダウン信号DWをハイレベルにする。これ
により、NチャンネルMOSFETQ4がその間動作状態にさ
れ、上記のような定電流IによりキャパシタCの放電を
行うので、制御電圧VCが低くされる。これにより、電圧
制御型発振回路VCOの発振周波数φoが低くされる。以
上のような動作によって、発信周波数φoは、基準周波
数φrのN倍の周波数に設定することができる。この実
施例では、上記キャパシタCの放電電流を形成するMOSF
ETQ4の電流と、キャパシタCの充電電流を形成するMOSF
ETQ5の電流が等しくできるから、ループフィルタでのオ
フセットが生じない。これにより、精度の高いPLL動作
を行わせることができる。
For example, if the phase of the divided output φo 'is delayed with respect to the reference frequency φr, in other words, the divided output φo'.
If the frequency of is decreased, the phase comparison circuit PD sets the up signal ▲ ▼ to low level. As a result, the P-channel MOSFET Q5 is activated during that time, and the constant current I as described above is supplied to the capacitor C, so that the control voltage VC is increased. As a result, the oscillation frequency φo of the voltage controlled oscillator circuit VCO is increased. On the other hand, if the phase of the frequency-divided output φo ′ advances with respect to the reference frequency φr, in other words, if the frequency of the frequency-divided output φo ′ is increased, the phase comparison circuit PD sets the down signal DW to the high level. To do. As a result, the N-channel MOSFET Q4 is activated during that time and the capacitor C is discharged by the constant current I as described above, so that the control voltage VC is lowered. As a result, the oscillation frequency φo of the voltage controlled oscillator circuit VCO is lowered. With the above operation, the transmission frequency φo can be set to a frequency N times the reference frequency φr. In this embodiment, the MOSF that forms the discharge current of the capacitor C is
MOSF that forms the current of ETQ4 and the charging current of capacitor C
Because the ETQ5 currents can be equal, there is no offset in the loop filter. This enables highly accurate PLL operation.

〔効 果〕[Effect]

(1)差動増幅回路を用いて、第1導電型の定電流MOSF
ETと直接接続された第2のMOSFETのドレイン電圧が、そ
の動作電圧の中点電位と等しくなるように上記第2導電
型のMOSFETのゲート電圧を制御することによって、上記
両MOSFETに流れる電流を等しくできる。これによって、
上記両MOSFETのそれぞれと同じサイズ比に設定され、ゲ
ートが共通化された出力MOSFETのドレインからプロセス
バラツキや温度変動に影響されない高精度のもとで同じ
電流値とされた正及び負の両極性の出力電流を得ること
ができるという効果が得られる。
(1) Using a differential amplifier circuit, a first conductivity type constant current MOSF
By controlling the gate voltage of the second conductivity type MOSFET so that the drain voltage of the second MOSFET directly connected to ET becomes equal to the midpoint potential of the operating voltage, the current flowing through both MOSFETs is controlled. Can be equal by this,
Both positive and negative polarities are set to the same current value from the drain of the output MOSFET, which has the same size ratio as both MOSFETs and has a common gate, and is not affected by process variations and temperature fluctuations. It is possible to obtain the output current of

(2)上記第1導電型の定電流MOSFETとして、差動増幅
回路を用いてドレイン電圧が一定の定電圧となるように
そのゲート電圧を制御して基準定電流を形成することに
よって、正及び負の定電流そのものを高精度に設定する
ことができるという効果が得られる。
(2) As the first conductivity type constant current MOSFET, a differential amplifier circuit is used to control the gate voltage so that the drain voltage becomes a constant constant voltage to form a reference constant current. The effect that the negative constant current itself can be set with high precision is obtained.

(3)上記定電流MOSFETのドレイン電圧が、電源電圧を
基準とした定電圧に等しくさせるようにすることによっ
て、電源電圧の変動に無関係な基準定電流を形成するこ
とができるという効果が得られる。
(3) By making the drain voltage of the constant current MOSFET equal to the constant voltage with reference to the power supply voltage, it is possible to form a reference constant current irrelevant to fluctuations in the power supply voltage. .

(4)上記一方の出力MOSFETのサイズを上記同じ電流を
得るためのMOSFETのサイズに対して微少な差を持って形
成することにより、その微少差に従った微少定電流を得
ることができるという効果が得られる。
(4) By forming the size of the one output MOSFET with a small difference from the size of the MOSFET for obtaining the same current, it is possible to obtain a small constant current according to the small difference. The effect is obtained.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、第1図におい
て、基準定電流を形成するための抵抗Rに供給される電
圧は、電源電圧Vccの他所定の定電圧としてもよい。上
記抵抗Rは、半導体集積回路装置の外付部品としてもよ
い。また、PチャンネルMOSFETとNチャンネルMOSFETと
を逆にするものとしてもよい。この場合には、その動作
電圧の極性も逆にすればよい。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the invention is not limited to the above-mentioned embodiments and can be variously modified without departing from the scope of the invention. Nor. For example, in FIG. 1, the voltage supplied to the resistor R for forming the reference constant current may be a predetermined constant voltage other than the power supply voltage Vcc. The resistor R may be an external component of the semiconductor integrated circuit device. Further, the P-channel MOSFET and the N-channel MOSFET may be reversed. In this case, the polarity of the operating voltage may be reversed.

また、基準定電流を形成する回路は、上記差動増幅回路
による帰還回路を利用するものの他、何であってもよ
い。
Further, the circuit for forming the reference constant current may be any circuit other than the circuit using the feedback circuit by the differential amplifier circuit.

〔利用分野〕[Field of application]

この発明は、正及び負の両極性の等しい電流値の電流を
形成する回路として広く利用できるものである。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used as a circuit that forms a current having the same positive and negative polarities.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、この発明の一実施例を示す定電流回路の回路
図、 第2図は、この発明を電圧発生回路に適用した場合の一
実施例を示す回路図、 第3図は、この発明をPLL回路に適用した場合の一実施
例を示す回路図である。 OP1,OP2……差動増幅回路(演算増幅回路)、VCO……電
圧制御型発振回路、COUN……分周回路、PD……位相比較
回路、LPF・ループフィルタ(ロウパスフィルタ)
FIG. 1 is a circuit diagram of a constant current circuit showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention applied to a voltage generating circuit, and FIG. FIG. 9 is a circuit diagram showing an example in which the present invention is applied to a PLL circuit. OP1, OP2 …… Differential amplifier circuit (arithmetic amplifier circuit), VCO …… Voltage control type oscillator circuit, COUN …… Dividing circuit, PD …… Phase comparator circuit, LPF / loop filter (low-pass filter)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】抵抗手段に接続されたドレインを有する第
1導電型の第1MOSFET(Q1)と、 非反転入力端子に上記第1MOSFET(Q1)のドレインが接
続され、反転入力端子に定電圧(Vref)が供給されるよ
うに接続され、差動出力電圧が上記MOSFET(Q1)のゲー
トに供給されるように接続されて成り、上記定電圧(Vr
ef)を基準として、上記抵抗手段に流れる電流を定電流
化するための第1差動増幅回路と、 上記第1MOSFET(Q1)のゲート及びソースにそれぞれ接
続されたゲート及びソースを有する第1導電型の第2MOS
FET(Q2)と、 この第2MOSFET(Q2)のドレインに接続されたドレイン
を有する第2導電型の第3MOSFET(Q3)と、 非反転入力端子に上記第3MOSFET(Q3)のドレインが接
続され、反転入力端子に、上記第2、第3MOSFET(Q2とQ
3)のソース間に供給される電源電圧の中点電圧が供給
され、差動出力電圧が上記第3MOSFET(Q3)のゲートに
供給されるように結合された第2差動増幅回路と、 上記第2MOSFET(Q2)のゲート及びソースにそれぞれ接
続されたゲート及びソースを有し、ドレインから第1定
電流を形成するための第1導電型の第4MOSFET(Q4)
と、 上記第3MOSFET(Q3)のゲート及びソースにそれぞれ接
続されたゲート及びソースを有し、ドレインから第2定
電流を形成するための第2導電型の第5MOSFET(Q5)と
を含むことを特徴とする定電流回路。
1. A first conductivity type first MOSFET (Q1) having a drain connected to a resistance means, a drain of the first MOSFET (Q1) connected to a non-inverting input terminal, and a constant voltage ( Vref) is supplied so that the differential output voltage is supplied to the gate of the MOSFET (Q1), and the constant voltage (Vr
ef) as a reference, a first differential amplifier circuit for making the current flowing through the resistance means a constant current, and a first conductive circuit having a gate and a source connected to the gate and the source of the first MOSFET (Q1), respectively. Second MOS of type
The FET (Q2), the second MOSFET of the second conductivity type having the drain connected to the drain of the second MOSFET (Q2) (Q3), the drain of the third MOSFET (Q3) is connected to the non-inverting input terminal, Connect the second and third MOSFETs (Q2 and Q2) to the inverting input terminal.
A second differential amplifier circuit coupled so that the midpoint voltage of the power supply voltage supplied between the sources of 3) is supplied and the differential output voltage is supplied to the gate of the third MOSFET (Q3); A fourth MOSFET (Q4) of the first conductivity type having a gate and a source respectively connected to the gate and the source of the second MOSFET (Q2) and for forming a first constant current from the drain.
And a second conductivity type fifth MOSFET (Q5) having a gate and a source respectively connected to the gate and the source of the third MOSFET (Q3) and forming a second constant current from the drain. Characteristic constant current circuit.
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