JPH08115136A - Current source circuit and voltage source circuit - Google Patents

Current source circuit and voltage source circuit

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JPH08115136A
JPH08115136A JP25032694A JP25032694A JPH08115136A JP H08115136 A JPH08115136 A JP H08115136A JP 25032694 A JP25032694 A JP 25032694A JP 25032694 A JP25032694 A JP 25032694A JP H08115136 A JPH08115136 A JP H08115136A
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JP
Japan
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field effect
effect transistor
circuit
source
drain
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JP25032694A
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Hiroshi Yamazaki
博 山▲崎▼
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To enlarge output resistance without narrowing down the range of an output voltage and complicating the circuit concerning the current source circuit to be used for a semiconductor integrated circuit. CONSTITUTION: Concerning the current source circuit serially connecting field effect transistors(FET) A and B of the same polarity, the gates of two FET are commonly connected, the source of the FET B is connected to a power source, and the source of the FET A and the drain of the FET B are connected. Then, the FET A is operated in a saturated area with the drain of the FET A as its output, the characteristics of the FET A and B are decided so that the FET B can be operated at an operating point near the saturated area of a linear area, and a current control signal is impressed to the gates of two commonly connected FET.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は,半導体集積回路で使用
する電流源回路および電圧源回路に関するものであり,
特にMOSトランジスタ等の電界効果トランジスタによ
り構成されるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current source circuit and a voltage source circuit used in a semiconductor integrated circuit,
In particular, it is composed of a field effect transistor such as a MOS transistor.

【0002】MOS集積回路技術の向上にともない,ア
ナログのMOS集積回路が実用化されているが,アナロ
グ回路は集積化しにくいため,MOSトランジスタによ
る集積化しやすいアナログ回路の開発が望まれる。
With the improvement of MOS integrated circuit technology, analog MOS integrated circuits have been put into practical use, but analog circuits are difficult to integrate. Therefore, it is desired to develop analog circuits that are easy to integrate with MOS transistors.

【0003】アナログ回路では電流源が多く用いられ,
電流源の特性がアナログ回路の性能に大きく影響する。
アナログ回路に用いる電流源には,出力抵抗の大きい,
すなわち出力電流が負荷の変動に影響されにくいように
する必要があり,そのような条件を満足する電流源回路
もしくは電圧源回路が必要である。
Current sources are often used in analog circuits,
The characteristics of the current source greatly affect the performance of the analog circuit.
The current source used in the analog circuit has a large output resistance,
That is, it is necessary to prevent the output current from being influenced by the load fluctuation, and a current source circuit or a voltage source circuit that satisfies such conditions is required.

【0004】[0004]

【従来の技術】図7は従来の技術の説明図1である。図
7 (a), (c)において,100は電界効果トランジスタ
であって,NチャネルのMOSトランジスタである。
2. Description of the Related Art FIG. 7 is an explanatory diagram 1 of a conventional technique. In FIGS. 7A and 7C, 100 is a field effect transistor, which is an N-channel MOS transistor.

【0005】Sはソース,Dはドレイン,Gはゲートで
ある。図7 (a)は最も簡単な電流源回路の例である。電
界効果トランジスタ100を電流源回路として使用する
場合には,ソースに電源を接続して飽和領域で動作させ
る。ゲートに電流制御信号を印加する。
S is a source, D is a drain, and G is a gate. FIG. 7A is an example of the simplest current source circuit. When the field effect transistor 100 is used as a current source circuit, a power source is connected to the source to operate in the saturation region. A current control signal is applied to the gate.

【0006】図7 (b)は図5(A)の電界効果トランジ
スタ100の出力電圧と出力電流の関係を示す。電界効
果トランジスタのゲートの閾値電圧をVth,電流制御
信号電圧(電流制御信号入力),即ちゲート−ソース間
電位をVth+ΔVと表すと,出力電流として使用可能
な出力電圧の範囲は, V>(Vth+ΔV)−Vth=ΔV から,V>ΔVである(ΔVは必要な出力を得るために
設定される飽和領域の電圧値である)。
FIG. 7 (b) shows the relationship between the output voltage and the output current of the field effect transistor 100 of FIG. 5 (A). When the threshold voltage of the gate of the field effect transistor is Vth and the current control signal voltage (current control signal input), that is, the gate-source potential is Vth + ΔV, the range of the output voltage that can be used as the output current is V> (Vth + ΔV From -Vth = ΔV, V> ΔV (ΔV is the voltage value in the saturation region set to obtain the required output).

【0007】また,例えば,ΔVを飽和領域の一番低い
電圧とすると,V>ΔVの飽和領域でも,電界効果トラ
ンジスタ100のチャネル長変調効果により,出力電圧
が大きくなると出力電流が増大する。そのときの出力抵
抗をRdsと表す。Rds=dV/dIである。トラン
ジスタを電流源回路として使用する場合には,この出力
抵抗Rdsができるだけ大きい必要がある。
Further, for example, assuming that ΔV is the lowest voltage in the saturation region, even in the saturation region where V> ΔV, the output current increases as the output voltage increases due to the channel length modulation effect of the field effect transistor 100. The output resistance at that time is represented by Rds. Rds = dV / dI. When using a transistor as a current source circuit, this output resistance Rds needs to be as large as possible.

【0008】この出力抵抗を増大させるための方法とし
て図7 (c)に示すように電界効果トランジスタのソース
と電源の間に抵抗Rを加える方法がある。そのとき,ト
ランジスタの相互コンタクタンスをgm,加えた抵抗の
抵抗値をRとすると,出力抵抗は,およそ,Rds(1
+gmR)となる。gmはおよそ数百μS(マイクロジ
ーメンス)であるので図7 (c)の出力抵抗を大きくする
ためには,数十kΩ程度以上の抵抗が必要となる。とこ
ろで,抵抗として飽和領域で動作するMOSトランジス
タを用いることも可能である。
As a method of increasing the output resistance, there is a method of adding a resistance R between the source of the field effect transistor and the power supply as shown in FIG. 7 (c). At that time, assuming that the mutual contact of the transistors is gm and the resistance value of the added resistance is R, the output resistance is approximately Rds (1
+ GmR). Since gm is about several hundred μS (microsiemens), a resistance of several tens of kΩ or more is required to increase the output resistance of FIG. 7 (c). By the way, it is also possible to use a MOS transistor operating in the saturation region as the resistor.

【0009】図8は従来の技術の説明図2である。図8
(a)は出力抵抗を増大させるための抵抗として飽和領域
で動作するMOSトランジスタを使用した場合の回路構
成を示す。図8 (b)は図8 (a)の回路を使用してカレン
トミラー回路を構成した場合を示す。図8 (c)は図8
(b)の回路を改良した回路例を示す。
FIG. 8 is an explanatory diagram 2 of the conventional technique. FIG.
(a) shows a circuit configuration when a MOS transistor operating in a saturation region is used as a resistance for increasing the output resistance. FIG. 8B shows a case where a current mirror circuit is configured using the circuit of FIG. 8A. FIG. 8 (c) is FIG.
An example of a circuit obtained by improving the circuit of (b) is shown.

【0010】図8(a) において,110,111はMO
Sトランジスタである。MOSトランジスタ110のゲ
ートに電流制御信号入力1を印加し,MOSトランジス
タ111のゲートに電流制御信号入力2を印加する。
In FIG. 8 (a), 110 and 111 are MO
It is an S transistor. The current control signal input 1 is applied to the gate of the MOS transistor 110, and the current control signal input 2 is applied to the gate of the MOS transistor 111.

【0011】MOSトランジスタ111の出力抵抗をR
dsとすると,回路の出力抵抗は,Rds(1+gmR
ds)となる。従って,図7 (a)の回路と比較すると,
図8(a)の回路では出力抵抗は(1+gmRds)倍と
なる。
The output resistance of the MOS transistor 111 is set to R
If ds, the output resistance of the circuit is Rds (1 + gmR
ds). Therefore, comparing with the circuit in Fig. 7 (a),
In the circuit of FIG. 8A, the output resistance is (1 + gmRds) times.

【0012】図8 (b)は図8 (a)の回路を使用してカレ
ントミラー回路に構成した例である。図8 (b)におい
て,115,116はMOSトランジスタである。
FIG. 8B shows an example in which the circuit of FIG. 8A is used to form a current mirror circuit. In FIG. 8B, 115 and 116 are MOS transistors.

【0013】117,118はMOSトランジスタであ
る。120は直列回路Xであって,MOSトランジスタ
115とMOSトランジスタ116の直列回路である。
Reference numerals 117 and 118 denote MOS transistors. 120 is a series circuit X, which is a series circuit of a MOS transistor 115 and a MOS transistor 116.

【0014】121は直列回路Yであって,MOSトラ
ンジスタ117とMOSトランジスタ118の直列回路
である。119は電流源を表す(別の電流源回路)。
Reference numeral 121 is a series circuit Y, which is a series circuit of a MOS transistor 117 and a MOS transistor 118. Reference numeral 119 represents a current source (another current source circuit).

【0015】図8 (b)において,MOSトランジスタ1
16のゲートに印加する電流制御信号電圧はVth+Δ
Vである。従って,MOSトランジスタ115のゲート
に印加する電流制御信号電圧は2(Vth+ΔV)であ
る。従って,MOSトランジスタ117のゲートに印加
される電圧は2(Vth+ΔV)であるので,出力とし
て使用できる電圧範囲は, V>2(Vth+ΔV)ーVth=Vth+2ΔV 従って,V>Vth+2ΔVとなり,図7 (a)の電圧範
囲より小さくなる。
In FIG. 8B, the MOS transistor 1
The current control signal voltage applied to the gate of 16 is Vth + Δ
V. Therefore, the current control signal voltage applied to the gate of the MOS transistor 115 is 2 (Vth + ΔV). Therefore, since the voltage applied to the gate of the MOS transistor 117 is 2 (Vth + ΔV), the voltage range that can be used as the output is V> 2 (Vth + ΔV) −Vth = Vth + 2ΔV Therefore, V> Vth + 2ΔV, and FIG. ) Smaller than the voltage range.

【0016】この点を改良したのが,図8 (c)である。
図8 (c)において,135,136はMOSトランジス
タである。
FIG. 8C shows a modification of this point.
In FIG. 8C, 135 and 136 are MOS transistors.

【0017】137,138はMOSトランジスタであ
る。139,140はMOSトランジスタである。14
1は直列回路Xであって,MOSトランジスタ135と
MOSトランジスタ136の直列回路である。
Reference numerals 137 and 138 are MOS transistors. 139 and 140 are MOS transistors. 14
Reference numeral 1 is a series circuit X, which is a series circuit of a MOS transistor 135 and a MOS transistor 136.

【0018】142は直列回路Yであって,MOSトラ
ンジスタ137とMOSトランジスタ138の直列回路
である。143は直列回路Zであって,MOSトランジ
スタ139とMOSトランジスタ140の直列回路であ
る。
Reference numeral 142 is a series circuit Y, which is a series circuit of a MOS transistor 137 and a MOS transistor 138. 143 is a series circuit Z, which is a series circuit of a MOS transistor 139 and a MOS transistor 140.

【0019】145は電流源を表す。図8 (c)の構成に
おいて,直列回路X(141)と直列回路Y(142)
は図8 (b)と同じであり,カレントミラー回路を構成す
る。
Reference numeral 145 represents a current source. In the configuration of FIG. 8C, the series circuit X (141) and the series circuit Y (142)
Is the same as in FIG. 8B and constitutes a current mirror circuit.

【0020】図8 (b)と同様に,MOSトランジスタ1
36のゲートに印加する電流制御信号電圧はVth+Δ
Vである。MOSトランジスタ135のゲートに印加す
る電流制御信号電圧は2(Vth+ΔV)である。従っ
て,MOSトランジスタ139のゲートに印加される電
圧はVth+2ΔV程度となるので,出力として使用で
きる電圧範囲は,V>2ΔVである。
Similar to FIG. 8B, the MOS transistor 1
The current control signal voltage applied to the gate of 36 is Vth + Δ
V. The current control signal voltage applied to the gate of the MOS transistor 135 is 2 (Vth + ΔV). Therefore, the voltage applied to the gate of the MOS transistor 139 is about Vth + 2ΔV, and the voltage range that can be used as the output is V> 2ΔV.

【0021】図9は従来の電流源回路(図8 (b))の集
積回路の構成を示す。図9において,115はMOSト
ランジスタであって,ドレイン領域,ソース領域を備
え,絶縁膜(図示せず)を介してゲートを有するもので
ある。
FIG. 9 shows the structure of an integrated circuit of a conventional current source circuit (FIG. 8 (b)). In FIG. 9, a MOS transistor 115 has a drain region and a source region, and has a gate via an insulating film (not shown).

【0022】116はMOSトランジスタであって,ド
レイン領域,ソース領域を備え,絶縁膜(図示せず)を
介してゲートを有するものである。117はMOSトラ
ンジスタであって,ドレイン領域,ソース領域を備え,
絶縁膜(図示せず)を介してゲートを有するものであ
る。
A MOS transistor 116 has a drain region and a source region, and has a gate via an insulating film (not shown). A MOS transistor 117 has a drain region and a source region,
It has a gate through an insulating film (not shown).

【0023】118はMOSトランジスタであって,ド
レイン領域,ソース領域を備え,絶縁膜(図示せず)を
介してゲートを有するものである。120は直列回路X
であって,MOSトランジスタ115とMOSトランジ
スタ116の直列回路である。
Reference numeral 118 denotes a MOS transistor which has a drain region and a source region and has a gate via an insulating film (not shown). 120 is a series circuit X
And is a series circuit of the MOS transistor 115 and the MOS transistor 116.

【0024】121は直列回路Yであって,MOSトラ
ンジスタ117とMOSトランジスタ118の直列回路
である。119は電流源であって,実際には別の電流源
の回路であるが,図では省略する。
Reference numeral 121 is a series circuit Y, which is a series circuit of a MOS transistor 117 and a MOS transistor 118. Reference numeral 119 is a current source, which is actually a circuit of another current source, but is omitted in the figure.

【0025】また,各電界効果トランジスタの各領域を
接続する配線層があるが,図では各領域を結合する実線
で配線を表す。MOSトランジスタ116のゲートとド
レイン領域の接続用配線,MOSトランジスタ116の
ゲートとMOSトランジスタ118のゲートを接続する
配線,MOSトランジスタ115のゲートとドレイン領
域の接続用配線,MOSトランジスタ115のゲートと
MOSトランジスタ117のゲートを接続する配線,電
流源119とMOSトランジスタのドレイン領域を接続
する配線,MOSトランジスタ117のドレイン領域と
出力を接続する配線等がそれぞれに必要である。
Further, although there is a wiring layer for connecting each region of each field effect transistor, the wiring is shown by a solid line connecting the regions in the figure. A wiring for connecting the gate and the drain region of the MOS transistor 116, a wiring for connecting the gate of the MOS transistor 116 and the gate of the MOS transistor 118, a wiring for connecting the gate and the drain region of the MOS transistor 115, a gate of the MOS transistor 115 and the MOS transistor A wiring connecting the gate of 117, a wiring connecting the current source 119 and the drain region of the MOS transistor, a wiring connecting the drain region of the MOS transistor 117 and the output, etc. are required respectively.

【0026】[0026]

【発明が解決しようとする課題】図8 (c)の回路の電流
源回路は出力抵抗が大きくかつ出力電圧範囲を広くとる
ことができるが,電流制御信号を複数必要とするので電
流制御信号を生成する回路が複雑になる。カレントミラ
ー回路自体も複雑で集積回路の配線が複雑になり,集積
回路の設計を困難なものとする。図8 (c)以外の従来の
回路の構成は比較的に簡単であるが,出力として取り出
せる電圧範囲が狭い欠点がある。
The current source circuit of the circuit of FIG. 8 (c) has a large output resistance and a wide output voltage range. However, since a plurality of current control signals are required, The circuit to generate becomes complicated. The current mirror circuit itself is complicated and the wiring of the integrated circuit is complicated, which makes the design of the integrated circuit difficult. The configuration of the conventional circuit other than that shown in FIG. 8 (c) is relatively simple, but has a drawback that the voltage range that can be taken out as an output is narrow.

【0027】本発明は,出力電圧の範囲を狭ばめること
なく,また,回路を複雑にすることなく出力抵抗の大き
い電流源回路もしくは電圧源回路を提供することを目的
とする。
An object of the present invention is to provide a current source circuit or a voltage source circuit having a large output resistance without narrowing the output voltage range and complicating the circuit.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】本発明は,極性が同じで
ある電界効果トランジスタAと電界効果トランジスタB
を直列接続した電流源回路において,該二つの電界効果
トランジスタA,Bのゲートを共通に接続し,電界効果
トランジスタBのソースは電源に接続され,電界効果ト
ランジスタAのソースと電界効果トランジスタBのドレ
インが接続され,該電界効果トランジスタAが飽和領域
で動作し,該電界効果トランジスタBが線形領域の飽和
領域に近い動作点で動作するように該電界トランジスタ
A,該電界トランジスタBの特性を定め,電界効果トラ
ンジスタAのドレインを出力とし,共通に接続された該
二つの電界効果トランジスタA,Bのゲートに電流制御
信号を印加するようにした。
According to the present invention, field effect transistors A and B having the same polarity are used.
In the current source circuit in which the two field effect transistors A and B are connected in common, the source of the field effect transistor B is connected to the power source, and the source of the field effect transistor A and the field effect transistor B are connected. The characteristics of the field transistor A and the field transistor B are determined so that the drain is connected, the field effect transistor A operates in a saturation region, and the field effect transistor B operates at an operating point close to a saturation region in a linear region. The drain of the field effect transistor A is used as an output, and the current control signal is applied to the gates of the two field effect transistors A and B connected in common.

【0029】図1は本発明の基本構成を示す。図1にお
いて,1は電界効果トランジスタAであって,Saはソ
ース,Daはドレイン,Gaはゲートである。
FIG. 1 shows the basic configuration of the present invention. In FIG. 1, 1 is a field effect transistor A, Sa is a source, Da is a drain, and Ga is a gate.

【0030】2は電界効果トランジスタBであって,S
bはソース,Dbはドレイン,Gbはゲートである。3
は電流制御信号入力であって,電流制御電圧を入力する
ものである。
Reference numeral 2 is a field effect transistor B, and S
b is a source, Db is a drain, and Gb is a gate. Three
Is a current control signal input for inputting a current control voltage.

【0031】4は出力であって,電圧もしくは電流を出
力するものである。電界効果トランジスタB(2) のソー
スSbは電源に接続する。電界効果トランジスタA(1)
のソースSaと電界効果トランジスタB(2) のドレイン
Dbを接続する。電界効果トランジスタA(1) のゲート
Gaと電界効果トランジスタB(2)のゲートGbを接続
し,共通の電流制御信号入力をする。電界効果トランジ
スタA(1) のドレインを出力とする。
Reference numeral 4 denotes an output, which outputs a voltage or a current. The source Sb of the field effect transistor B (2) is connected to the power supply. Field effect transistor A (1)
Source Sa and the drain Db of the field effect transistor B (2) are connected. The gate Ga of the field effect transistor A (1) and the gate Gb of the field effect transistor B (2) are connected and a common current control signal is input. The drain of the field effect transistor A (1) is used as an output.

【0032】本発明は,Nチャネル電界効果トランジス
タ,Pチャネル電界効果トランジスタのいずれにも適用
できるものである。図1の回路で,Nチャネル電界効果
トランジスタを使用する場合には,電源は基準電位(接
地電位)であり,Pチャネル電界効果トランジスタを使
用する場合には,電源は正の電源電圧である。
The present invention can be applied to both N-channel field effect transistors and P-channel field effect transistors. In the circuit of FIG. 1, when the N-channel field effect transistor is used, the power source is a reference potential (ground potential), and when the P-channel field effect transistor is used, the power source is a positive power source voltage.

【0033】[0033]

【作用】図1の構成において,電界効果トランジスタA
(1) は飽和領域で動作し,電界効果トランジスタB(2)
は飽和領域に近い線形領域で動作するようにそれぞれの
電界効果トランジスタA,Bの特性を定める。例えば,
電界効果トランジスタB(2) の駆動力を電界効果トラン
ジスタA(1) の駆動力より小さくする(電界効果トラン
ジスタB(2) のゲート領域のサイズ(チャネル幅Wとチ
ャネル長Lの比W/L)を電界効果トランジスタA(1)
のゲート領域のサイズより小さくする)。このようにす
ることにより上記の条件を満足する回路にすることがで
きる。また,電界効果トランジスタB(2) の抵抗は飽和
領域に近い線形領域の動作で得られる抵抗であるので,
出力抵抗Rsdは大きく,図1の回路を電流源回路とし
て使用する場合の出力抵抗を大きくすることができる。
In the configuration of FIG. 1, the field effect transistor A
(1) operates in the saturation region, and field effect transistor B (2)
Defines the characteristics of the field effect transistors A and B so that they operate in a linear region close to the saturation region. For example,
The driving force of the field effect transistor B (2) is made smaller than that of the field effect transistor A (1) (the size of the gate region of the field effect transistor B (2) (the ratio of the channel width W to the channel length W / L ) Is a field effect transistor A (1)
Smaller than the size of the gate area). By doing so, a circuit satisfying the above conditions can be obtained. Also, the resistance of the field effect transistor B (2) is the resistance obtained by the operation in the linear region close to the saturation region,
The output resistance Rsd is large, and the output resistance can be increased when the circuit of FIG. 1 is used as a current source circuit.

【0034】電流制御信号入力の印加電圧をVth+Δ
V程度とする。このとき,電界効果トランジスタA(1)
のゲート電圧もVth+ΔV程度であるので,出力とし
て,取り出せる電圧範囲はV>ΔVとなる。従って,図
1の回路構成によれば,大きい出力抵抗で,出力電圧範
囲の広い電流源回路および電圧源回路を得ることができ
る。
The applied voltage of the current control signal input is Vth + Δ
It is about V. At this time, the field effect transistor A (1)
Since the gate voltage of is also about Vth + ΔV, the voltage range that can be taken out as an output is V> ΔV. Therefore, according to the circuit configuration of FIG. 1, a current source circuit and a voltage source circuit having a wide output voltage range can be obtained with a large output resistance.

【0035】[0035]

【実施例】図2は本発明の実施例1である。図2におい
て,11は電界効果トランジスタAであって,Saはソ
ース,Daはドレイン,Gaはゲートである。
EXAMPLE 1 FIG. 2 shows Example 1 of the present invention. In FIG. 2, 11 is a field effect transistor A, Sa is a source, Da is a drain, and Ga is a gate.

【0036】2は電界効果トランジスタBであって,S
bはソース,Dbはドレイン,Gbはゲートである。3
は電流制御信号入力であって,電流制御電圧を入力する
ものである。
Reference numeral 2 is a field effect transistor B, and S
b is a source, Db is a drain, and Gb is a gate. Three
Is a current control signal input for inputting a current control voltage.

【0037】14は出力1である。15は出力2であ
る。16は電流源である。
14 is the output 1. 15 is an output 2. 16 is a current source.

【0038】電界効果トランジスタA(11)のドレインD
aとゲートGaを接続する。電界効果トランジスタB
(2) のソースSbは電源に接続する。電界効果トランジ
スタA(1) のソースSaと電界効果トランジスタB(12)
のドレインDbを接続する。電界効果トランジスタA
(1) のゲートGaと電界効果トランジスタB(12)のゲー
トGbを接続し,共通の電流制御信号入力にする。
Drain D of field effect transistor A (11)
a and the gate Ga are connected. Field effect transistor B
The source Sb of (2) is connected to the power supply. Source Sa of field effect transistor A (1) and field effect transistor B (12)
The drain Db of is connected. Field effect transistor A
The gate Ga of (1) and the gate Gb of the field effect transistor B (12) are connected to be a common current control signal input.

【0039】電界効果トランジスタB(12)の駆動力を電
界効果トランジスタA(11)の駆動力より小さくする。こ
のようにして,電界効果トランジスタA(11)は飽和領域
で動作し,電界効果トランジスタB(12)は飽和領域に近
い線形領域で動作するようにする。
The driving force of the field effect transistor B (12) is made smaller than that of the field effect transistor A (11). In this way, the field effect transistor A (11) operates in the saturation region and the field effect transistor B (12) operates in the linear region close to the saturation region.

【0040】出力1の出力電圧はVth+ΔVである。
出力2はドレインDaの電圧よりVthを差し引いた電
圧より幾分低いので,出力2の電圧はΔV弱である。出
力1もしくは出力2の双方もしくはいずれか一方から出
力を得ることが可能である。
The output voltage of the output 1 is Vth + ΔV.
Since the output 2 is somewhat lower than the voltage obtained by subtracting Vth from the voltage of the drain Da, the voltage of the output 2 is slightly less than ΔV. It is possible to obtain the output from the output 1 or the output 2 or both of them.

【0041】図3は本発明の実施例2である。直列回路
X(30)(図2の実施例1の回路)と直列回路Y(31)(図
1の回路)により電流源26を参照電流とするカレント
ミラー回路を構成し,直列回路Y(31)から出力を取り出
すようにしたものである。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. A current mirror circuit that uses the current source 26 as a reference current is configured by the series circuit X (30) (the circuit of the first embodiment shown in FIG. 2) and the series circuit Y (31) (the circuit shown in FIG. 1). ) Is to take the output from.

【0042】直列回路X(30)において,21は電界効果
トランジスタAであって,Saはソース,Daはドレイ
ン,Gaはゲートである。
In the series circuit X (30), 21 is a field effect transistor A, Sa is a source, Da is a drain, and Ga is a gate.

【0043】22は電界効果トランジスタBであって,
Sbはソース,Dbはドレイン,Gbはゲートである。
電界効果トランジスタA(21)のドレインDaとゲートG
aを接続する。電界効果トランジスタB(22)のソースS
aは電源に接続する。電界効果トランジスタA(21)のソ
ースSaと電界効果トランジスタB(22)のドレインDb
を接続する。電界効果トランジスタA(21)のゲートGa
と電界効果トランジスタB(22)のゲートGbを接続し,
共通の電流制御信号入力をする。
22 is a field effect transistor B,
Sb is a source, Db is a drain, and Gb is a gate.
The drain Da and the gate G of the field effect transistor A (21)
Connect a. Source S of field effect transistor B (22)
a is connected to a power source. The source Sa of the field effect transistor A (21) and the drain Db of the field effect transistor B (22)
Connect. Gate Ga of field effect transistor A (21)
Is connected to the gate Gb of the field effect transistor B (22),
Input a common current control signal.

【0044】電界効果トランジスタB(22)の駆動力を電
界効果トランジスタA(21)の駆動力より小さくする。こ
のようにして,電界効果トランジスタA(11)は飽和領域
で動作し,電界効果トランジスタB(12)は飽和領域に近
い線形領域で動作するようにする。
The driving force of the field effect transistor B (22) is made smaller than that of the field effect transistor A (21). In this way, the field effect transistor A (11) operates in the saturation region and the field effect transistor B (12) operates in the linear region close to the saturation region.

【0045】電界効果トランジスタA(21)のドレイン電
圧はVth+ΔVであって,直列回路Y(31)のゲートG
cおよびゲートGdの電流制御信号電圧として直列回路
Y(31)に入力する。
The drain voltage of the field effect transistor A (21) is Vth + ΔV, and the gate G of the series circuit Y (31) is
It is input to the series circuit Y (31) as a current control signal voltage of c and the gate Gd.

【0046】直列回路Y(31)において,23は電界効果
トランジスタCであって,Scはソース,Dcはドレイ
ン,Gcはゲートである。
In the series circuit Y (31), 23 is a field effect transistor C, Sc is a source, Dc is a drain, and Gc is a gate.

【0047】24は電界効果トランジスタDであって,
Sdはソース,Ddはドレイン,Gdはゲートである。
27は出力であって,電圧もしくは電流を出力するもの
である。
24 is a field effect transistor D,
Sd is a source, Dd is a drain, and Gd is a gate.
27 is an output which outputs a voltage or a current.

【0048】電界効果トランジスタD(24)のソースSd
は電源に接続する。電界効果トランジスタC(23)のソー
スScと電界効果トランジスタD(24)のドレインDdを
接続する。電界効果トランジスタC(23)のゲートGcと
電界効果トランジスタD(24)のゲートGdを接続し,共
通の電流制御信号入力をする。
Source Sd of field effect transistor D (24)
Connect to the power supply. The source Sc of the field effect transistor C (23) and the drain Dd of the field effect transistor D (24) are connected. The gate Gc of the field effect transistor C (23) and the gate Gd of the field effect transistor D (24) are connected and a common current control signal is input.

【0049】電界効果トランジスタC(23)は飽和領域で
動作し,電界効果トランジスタD(24)は飽和領域に近い
線形領域で動作するようにする。そのため,電界効果ト
ランジスタD(24)の駆動力を電界効果トランジスタC(2
3)の駆動力より小さいものとする。このようにして電界
効果トランジスタD(24)は線形領域に近い飽和領域で動
作するので出力抵抗Rsdは大きく,電流源回路として
使用する場合の出力抵抗を大きくすることができる。
The field effect transistor C (23) operates in the saturation region, and the field effect transistor D (24) operates in the linear region close to the saturation region. Therefore, the driving force of the field effect transistor D (24) is
It should be smaller than the driving force of 3). In this way, the field effect transistor D (24) operates in the saturation region close to the linear region, so that the output resistance Rsd is large and the output resistance when used as a current source circuit can be increased.

【0050】図3の構成において,ゲートGcに印加さ
れる電流制御信号電圧はVth+ΔVであるので,直列
回路Y(31)の出力の電圧はV>(Vth+ΔV)−Vt
h=ΔVであるので,V>ΔVである。また,電界効果
トランジスタB(22)に対する電界効果トランジスタD(2
4)の駆動力の比Kと電界効果トランジスタA(21)に対す
る電界効果トランジスタC(23)の駆動力の比を等しくす
ることにより出力27から取り出せる電流を電流源26
のK倍とすることができる。
In the configuration of FIG. 3, the current control signal voltage applied to the gate Gc is Vth + ΔV, so the output voltage of the series circuit Y (31) is V> (Vth + ΔV) -Vt.
Since h = ΔV, V> ΔV. In addition, the field effect transistor D (2
By making the ratio K of the driving force of 4) and the ratio of the driving force of the field effect transistor C (23) to the field effect transistor A (21) equal, a current that can be taken out from the output 27 is generated by the current source 26.
Can be K times.

【0051】図4は本発明の回路と従来の回路の参照電
流と出力電圧の関係を回路シミュレーションにより求め
たものである。横軸は参照電流である。縦軸は出力電圧
である。
FIG. 4 shows the relationship between the reference current and the output voltage of the circuit of the present invention and the conventional circuit obtained by circuit simulation. The horizontal axis is the reference current. The vertical axis is the output voltage.

【0052】(A)本発明の回路であり,(B),
(C)は従来の回路である。グラフにおいて(A)−1
は回路(A)の出力端子1の出力であり,(A)−2は
回路(A)の出力端子2の出力である。(B)−1は回
路(B)の出力端子1の出力である。(C)−1は回路
(C)の出力端子1の出力であり,(C)−2は回路
(C)の出力端子2の出力である。
(A) The circuit of the present invention, (B),
(C) is a conventional circuit. (A) -1 in the graph
Is the output of the output terminal 1 of the circuit (A), and (A) -2 is the output of the output terminal 2 of the circuit (A). (B) -1 is the output of the output terminal 1 of the circuit (B). (C) -1 is the output of the output terminal 1 of the circuit (C), and (C) -2 is the output of the output terminal 2 of the circuit (C).

【0053】本発明の回路(A)の出力端子2からの出
力は出力電圧が低く,出力抵抗も大きい。そのため,広
い範囲の電圧に対して安定な出力を得ることができる。
また,本発明の回路(A)の出力端子1からの出力は,
従来の回路(C)の出力端子1からの出力に比較して出
力電圧が低い。従って,出力電圧が従来の回路(C)に
比較して広い範囲の電圧を利用することができる。
The output from the output terminal 2 of the circuit (A) of the present invention has a low output voltage and a large output resistance. Therefore, a stable output can be obtained for a wide range of voltages.
The output from the output terminal 1 of the circuit (A) of the present invention is
The output voltage is lower than the output from the output terminal 1 of the conventional circuit (C). Therefore, the output voltage can be used in a wider range of voltage as compared with the conventional circuit (C).

【0054】図5は本発明の回路と従来の回路の出力電
圧と出力電流の関係をシミュレーションより求めたもの
である。横軸は出力電圧であり,縦軸は出力電流であ
る。
FIG. 5 shows the relationship between the output voltage and the output current of the circuit of the present invention and the conventional circuit obtained by simulation. The horizontal axis is the output voltage and the vertical axis is the output current.

【0055】(A)本発明の回路であり,(B),
(C)は従来の回路である。本発明の回路(A)は従来
の回路(B)より出力抵抗が高く出力電圧の広い範囲で
出力電流を一定に保つことができる。また,本発明の回
路(A)は従来の回路(C)に比較して,飽和領域に入
る電圧が低い。そのため,本発明の回路(A)は従来の
回路(C)より使用できる電圧範囲が広くなる。
(A) The circuit of the present invention, (B),
(C) is a conventional circuit. The circuit (A) of the present invention has a higher output resistance than the conventional circuit (B) and can keep the output current constant in a wide output voltage range. Further, the circuit (A) of the present invention has a lower voltage in the saturation region than the conventional circuit (C). Therefore, the circuit (A) of the present invention has a wider usable voltage range than the conventional circuit (C).

【0056】図6は本発明の実施例2の集積回路の構成
である。30は直列回路Xである。直列回路X(30)
において,21は電界効果トランジスタAであり,22
は電界効果トランジスタBである。
FIG. 6 shows the structure of an integrated circuit according to the second embodiment of the present invention. 30 is a series circuit X. Series circuit X (30)
21 is a field effect transistor A, and 22
Is a field effect transistor B.

【0057】31は直列回路Yである。直列回路Y(3
1)において,23は電界効果トランジスタCであり,
24は電界効果トランジスタDである。
Reference numeral 31 is a series circuit Y. Series circuit Y (3
In 1), 23 is a field effect transistor C,
24 is a field effect transistor D.

【0058】26は電流源であり,別の電流源回路であ
るが,図では装置構成は省略されている。実際の集積回
路では配線層があるが,図では実線や接続関係のみ示
す。
Reference numeral 26 denotes a current source, which is another current source circuit, but the device configuration is omitted in the figure. In an actual integrated circuit, there is a wiring layer, but in the figure only solid lines and connections are shown.

【0059】図9の従来の回路の集積回路装置の構成に
比較して,本発明の回路の集積回路の構成では配線が簡
単になり,集積化しやすくなる。
As compared with the configuration of the conventional integrated circuit device of the circuit shown in FIG. 9, the integrated circuit configuration of the circuit of the present invention simplifies wiring and facilitates integration.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明によれば,電界効果トランジスタ
による電流源回路において,出力電圧範囲を狭くするこ
となく出力抵抗を大きくすることができ,安定な出力を
得ることのできる電流源回路を構成することができる。
また,回路の構成も簡単であるので集積化しやすい回路
となり,集積回路設計の負担を軽減することができる。
According to the present invention, in the current source circuit using the field effect transistor, the output resistance can be increased without narrowing the output voltage range, and the current source circuit capable of obtaining a stable output is constructed. can do.
Moreover, since the circuit configuration is simple, the circuit can be easily integrated, and the burden of designing the integrated circuit can be reduced.

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

【図1】本発明の基本構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of the present invention.

【図2】本発明の実施例1を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例2を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図4】参照電流と出力電圧の関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a reference current and an output voltage.

【図5】出力電圧と出力電流の関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an output voltage and an output current.

【図6】本発明の実施例2の集積回路の構成を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an integrated circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図7】従来の技術の説明図1を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an explanatory diagram 1 of a conventional technique.

【図8】従来の技術の説明図2を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an explanatory diagram 2 of a conventional technique.

【図9】図8 (c)の電流源回路の集積回路の構成を示す
図である。
9 is a diagram showing a configuration of an integrated circuit of the current source circuit of FIG. 8 (c).

【符号の説明】 1:電界効果トランジスタA 2:電圧効果トランジスタB 3:電流制御信号入力 4:出力[Explanation of symbols] 1: Field effect transistor A 2: Voltage effect transistor B 3: Current control signal input 4: Output

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 極性が同じである電界効果トランジスタ
Aと電界効果トランジスタBを直列接続した電流源回路
において,該二つの電界効果トランジスタのゲートを共
通に接続し,電界効果トランジスタBのソースは電源に
接続され,電界効果トランジスタAのソースと電界効果
トランジスタBのドレインが接続され,電界効果トラン
ジスタAのドレインを出力とし,該電界効果トランジス
タAが飽和領域で動作し,該電界効果トランジスタBが
線形領域の飽和領域に近い動作点で動作するように該電
界トランジスタA,該電界トランジスタBの特性を定
め,共通に接続された該二つの電界効果トランジスタの
ゲートに電流制御信号を印加することを特徴とする電流
源回路。
1. In a current source circuit in which field effect transistors A and B having the same polarity are connected in series, the gates of the two field effect transistors are commonly connected, and the source of the field effect transistor B is a power supply. , The source of the field effect transistor A is connected to the drain of the field effect transistor B, the drain of the field effect transistor A is used as an output, the field effect transistor A operates in a saturation region, and the field effect transistor B is linearly connected. The characteristics of the electric field transistor A and the electric field transistor B are determined so that the electric field transistor A and the electric field transistor B are operated at an operating point close to a saturation region of the region, and a current control signal is applied to the gates of the two field effect transistors connected in common. And current source circuit.
【請求項2】 極性が同じである電界効果トランジスタ
Aと電界効果トランジスタBを直列接続した電流源を備
えた電圧源回路において,該二つの電界効果トランジス
タのゲートを共通に接続し,電界効果トランジスタBの
ソースは電源に接続され,電界効果トランジスタAのソ
ースと電界効果トランジスタBのドレインが接続され,
電流源を該電界効果トランジスタAのドレインに接続
し,該共通のゲートは該電界効果トランジスタAのドレ
インに接続され,該電界効果トランジスタAのドレイン
と該電界効果トランジスタBのドレインの双方もしくは
一方を出力とすることを特徴とする電圧源回路。
2. A voltage source circuit comprising a current source in which a field effect transistor A and a field effect transistor B having the same polarity are connected in series, wherein the gates of the two field effect transistors are connected in common, The source of B is connected to the power supply, the source of field effect transistor A and the drain of field effect transistor B are connected,
A current source is connected to the drain of the field effect transistor A, the common gate is connected to the drain of the field effect transistor A, and either or both of the drain of the field effect transistor A and the drain of the field effect transistor B are connected. A voltage source circuit characterized by being an output.
【請求項3】 極性が同じである電界効果トランジスタ
Aと電界効果トランジスタBの直列回路Xと極性が同じ
である電界効果トランジスタCと電界効果トランジスタ
Dの直列回路Yとを備え,該直列回路X,Y同士をカレ
ントミラー回路として接続した電流源回路において,該
直列回路Xは,その二つの電界効果トランジスタA,B
のゲートを共通に接続し,電界効果トランジスタBのソ
ースは電源に接続され,電界効果トランジスタAのソー
スと電界効果トランジスタBのドレインが接続され,該
共通のゲートは該電界効果トランジスタAのドレインに
接続され,電界効果トランジスタAのドレインを該直列
回路Yのゲートに接続し,該電界効果トランジスタAが
飽和領域で動作し,該電界効果トランジスタBが線形領
域の飽和領域に近い動作点で動作するように該電界トラ
ンジスタA,該電界トランジスタBの特性を定め,該直
列回路Yは,その二つの電界効果トランジスタC,Dの
ゲートを共通に接続し,電界効果トランジスタDのソー
スは電源に接続され,電界効果トランジスタCのソース
と電界効果トランジスタDのドレインが接続され,該電
界効果トランジスタCが飽和領域で動作し,該電界効果
トランジスタDが線形領域の飽和領域に近い動作点で動
作するように該電界トランジスタC,該電界トランジス
タDの特性を定め,電流源を該電界効果トランジスタA
のドレインに接続し,電界効果トランジスタCのドレイ
ンを出力とすることを特徴とする電流源回路。
3. A series circuit X of a field effect transistor A and a field effect transistor B having the same polarity, and a series circuit Y of a field effect transistor C and a field effect transistor D having the same polarity. , Y are connected as a current mirror circuit, the series circuit X includes two field effect transistors A and B.
, The source of the field effect transistor B is connected to the power source, the source of the field effect transistor A and the drain of the field effect transistor B are connected, and the common gate is connected to the drain of the field effect transistor A. Connected, the drain of the field effect transistor A is connected to the gate of the series circuit Y, the field effect transistor A operates in the saturation region, and the field effect transistor B operates at an operating point close to the saturation region of the linear region. The characteristics of the electric field transistor A and the electric field transistor B are determined as described above, the series circuit Y connects the gates of the two field effect transistors C and D in common, and the source of the field effect transistor D is connected to the power source. , The source of the field effect transistor C and the drain of the field effect transistor D are connected, C operates in the saturation region, the electric field transistor C as the field effect transistor D is operated at an operating point close to the saturation region in the linear region, it defines the characteristics of the field transistor D, the field effect transistor current source A
A current source circuit, characterized in that it is connected to the drain of the field effect transistor C and outputs the drain of the field effect transistor C.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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