JPH08123569A - 定電流回路 - Google Patents
定電流回路Info
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- JPH08123569A JPH08123569A JP26082594A JP26082594A JPH08123569A JP H08123569 A JPH08123569 A JP H08123569A JP 26082594 A JP26082594 A JP 26082594A JP 26082594 A JP26082594 A JP 26082594A JP H08123569 A JPH08123569 A JP H08123569A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】従来より簡単な回路構成で温度依存性がない，
あるいは所望の温度依存性をもつ定電流を発生させる。 【構成】エミッタ電流密度が異なりかつ共通ベース接続
された一対のバンドギャップトランジスタ手段10と20の
一方にエミッタ抵抗30を接続して, それらに並列に抵抗
値が正の温度依存性をもつ並列付加抵抗40を接続し、両
手段10，20と並列付加抵抗40に電流供給トランジスタ50
から供給する電流を基準電流Ioとして受ける電流ミラー
回路60の従動電流Ifを定電流回路70の定電流出力Ioとし
て取り出すことにより、両手段10と20に流れる電流I1や
I2がもつ正の温度依存性を並列付加抵抗40に流れる電流
の負の温度依存性で相殺ないし一部を補償して、定電流
出力のIoに所望の温度依存性を賦与する。
あるいは所望の温度依存性をもつ定電流を発生させる。 【構成】エミッタ電流密度が異なりかつ共通ベース接続
された一対のバンドギャップトランジスタ手段10と20の
一方にエミッタ抵抗30を接続して, それらに並列に抵抗
値が正の温度依存性をもつ並列付加抵抗40を接続し、両
手段10，20と並列付加抵抗40に電流供給トランジスタ50
から供給する電流を基準電流Ioとして受ける電流ミラー
回路60の従動電流Ifを定電流回路70の定電流出力Ioとし
て取り出すことにより、両手段10と20に流れる電流I1や
I2がもつ正の温度依存性を並列付加抵抗40に流れる電流
の負の温度依存性で相殺ないし一部を補償して、定電流
出力のIoに所望の温度依存性を賦与する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は温度変化により影響され
ない一定値の，あるいは所望の温度依存性をもつ定電流
を発生するための定電流回路に関する。
ない一定値の，あるいは所望の温度依存性をもつ定電流
を発生するための定電流回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】種々の電子回路ではその動作上の基準と
して定電圧が用られることが多いが、場合によってはそ
のかわりに定電流が用いられる。この定電流は電子回路
の電源電圧の変動によって影響されないようにする必要
があることはもちろん，温度の変化によってもできるだ
け影響されないようにすることが望ましい。かかる温度
依存性をもたない定電流を発生する手段としては、ゲー
トとソースを相互に接続した２個のＭＯＳトランジスタ
の一方に抵抗を直列に接続し、この一方のトランジスタ
に流れる電流を基準電流として受ける電流ミラー回路か
らそれと同じ従動電流を他方のトランジスタに供給する
ようにし、この電流ミラー回路の別の従動電流を温度依
存性のない定電流として取り出す回路（P.E.Allen & D.
R.Douglas,"CMOS Circuit Design"; Published by Hol
t, Reinhold & Holberg Inc. p.307を参照) が知られて
いる。
して定電圧が用られることが多いが、場合によってはそ
のかわりに定電流が用いられる。この定電流は電子回路
の電源電圧の変動によって影響されないようにする必要
があることはもちろん，温度の変化によってもできるだ
け影響されないようにすることが望ましい。かかる温度
依存性をもたない定電流を発生する手段としては、ゲー
トとソースを相互に接続した２個のＭＯＳトランジスタ
の一方に抵抗を直列に接続し、この一方のトランジスタ
に流れる電流を基準電流として受ける電流ミラー回路か
らそれと同じ従動電流を他方のトランジスタに供給する
ようにし、この電流ミラー回路の別の従動電流を温度依
存性のない定電流として取り出す回路（P.E.Allen & D.
R.Douglas,"CMOS Circuit Design"; Published by Hol
t, Reinhold & Holberg Inc. p.307を参照) が知られて
いる。
【０００３】また、これを改良した回路としては、別の
電流ミラー回路からいわゆるバンドギャップ用のpn接合
と抵抗に電流をそれぞれ供給し、この別の電流ミラー回
路の従動電流を基準電流として前述の電流ミラー回路か
ら従動電流を別の電流ミラー回路の基準電流側に与えな
がら、前述の電流ミラー回路の別の従動電流を定電流出
力として取り出す回路(P.R. グレイおよびR.G.メイヤー
共著,"超LSI のためのアナログ集積回路設計技術";培風
館出版, 1990, p.307 を参照) や、この回路の抵抗に別
のpn接合を直列接続した回路 (同前, P.308 を参照) が
あり、さらにはこの定電流回路から定電圧を一旦作った
上で、それを受ける演算増幅回路により定電流出力を流
す別の抵抗の電圧降下を定電圧と等しくするように定電
流出力を増幅制御する回路 (同前, P.310 を参照) が知
られている。これらの改良回路は例えば集積回路内部の
寄生トランジスタのベース・エミッタ間の接合を利用し
たpn接合にいわゆるバンドギャップリファレンス電圧を
発生させて、定電流出力の温度依存性をほぼ完全になく
すようにするものである。
電流ミラー回路からいわゆるバンドギャップ用のpn接合
と抵抗に電流をそれぞれ供給し、この別の電流ミラー回
路の従動電流を基準電流として前述の電流ミラー回路か
ら従動電流を別の電流ミラー回路の基準電流側に与えな
がら、前述の電流ミラー回路の別の従動電流を定電流出
力として取り出す回路(P.R. グレイおよびR.G.メイヤー
共著,"超LSI のためのアナログ集積回路設計技術";培風
館出版, 1990, p.307 を参照) や、この回路の抵抗に別
のpn接合を直列接続した回路 (同前, P.308 を参照) が
あり、さらにはこの定電流回路から定電圧を一旦作った
上で、それを受ける演算増幅回路により定電流出力を流
す別の抵抗の電圧降下を定電圧と等しくするように定電
流出力を増幅制御する回路 (同前, P.310 を参照) が知
られている。これらの改良回路は例えば集積回路内部の
寄生トランジスタのベース・エミッタ間の接合を利用し
たpn接合にいわゆるバンドギャップリファレンス電圧を
発生させて、定電流出力の温度依存性をほぼ完全になく
すようにするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の公知の定電流回
路を用いて電源電圧の変動の影響を受けず, かつ若干の
程度差はあるが温度依存性が小さな定電流を発生させる
ことができるが、かかる従来のいずれの定電流回路もそ
の回路構成がかなり複雑なため集積回路装置への組み込
みにあまり有利でなく、かつ回路設計のとおりに再現性
よく温度依存性を補償するのが実際面では必ずしも容易
でなく、さらにはその定電流出力に対して所望の温度依
存性を賦与したい場合に不便な問題がある。
路を用いて電源電圧の変動の影響を受けず, かつ若干の
程度差はあるが温度依存性が小さな定電流を発生させる
ことができるが、かかる従来のいずれの定電流回路もそ
の回路構成がかなり複雑なため集積回路装置への組み込
みにあまり有利でなく、かつ回路設計のとおりに再現性
よく温度依存性を補償するのが実際面では必ずしも容易
でなく、さらにはその定電流出力に対して所望の温度依
存性を賦与したい場合に不便な問題がある。
【０００５】本発明の目的は、かかる問題点を解決して
集積回路装置への組み込みに適するよう極力簡単な回路
構成で容易に定電流出力の温度依存性を補償でき、ある
いはそれに所望の温度依存性を賦与できる定電流回路を
得ることにある。
集積回路装置への組み込みに適するよう極力簡単な回路
構成で容易に定電流出力の温度依存性を補償でき、ある
いはそれに所望の温度依存性を賦与できる定電流回路を
得ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば上記の目
的は、エミッタ電流密度が互いに異なりかつベースが共
通接続された一対のバンドギャップトランジスタ手段
と，両手段の一方に接続されたエミッタ抵抗と，両手段
に電流を供給する電流供給トランジスタと，この電流供
給トランジスタから両手段とともに並列に電流を受ける
正の温度依存性をもつ並列付加抵抗と，電流供給トラン
ジスタの電流を基準電流として受ける電流ミラー回路を
備え、電流ミラー回路の基準電流に応じた従動電流を定
電流出力として取り出すようにした定電流回路によって
達成される。
的は、エミッタ電流密度が互いに異なりかつベースが共
通接続された一対のバンドギャップトランジスタ手段
と，両手段の一方に接続されたエミッタ抵抗と，両手段
に電流を供給する電流供給トランジスタと，この電流供
給トランジスタから両手段とともに並列に電流を受ける
正の温度依存性をもつ並列付加抵抗と，電流供給トラン
ジスタの電流を基準電流として受ける電流ミラー回路を
備え、電流ミラー回路の基準電流に応じた従動電流を定
電流出力として取り出すようにした定電流回路によって
達成される。
【０００７】なお、上記の構成にいうバンドギャップト
ランジスタ手段はよく知られているように例えばバイポ
ーラトランジスタのベース・エミッタ間のpn接合の負の
温度依存性をもつ順方向電圧をバンドギャップリファレ
ンス電圧の発生源として利用するものであり、一対のバ
ンドギャップトランジスタ手段のエミッタ電流密度を互
いに異ならせるには例えばその一方を複数個のバイポー
ラトランジスタを並列接続して構成し、エミッタ抵抗を
それらに対して共通に接続するのがよい。
ランジスタ手段はよく知られているように例えばバイポ
ーラトランジスタのベース・エミッタ間のpn接合の負の
温度依存性をもつ順方向電圧をバンドギャップリファレ
ンス電圧の発生源として利用するものであり、一対のバ
ンドギャップトランジスタ手段のエミッタ電流密度を互
いに異ならせるには例えばその一方を複数個のバイポー
ラトランジスタを並列接続して構成し、エミッタ抵抗を
それらに対して共通に接続するのがよい。
【０００８】さらに、各バンドギャップトランジスタ手
段に流すべき電流を正確に設定するためにはそれぞれに
対し電流設定抵抗を直列に接続するのがよく、とくに一
方のバンドギャップトランジスタ手段に対する電流設定
抵抗にはそのエミッタ抵抗に対する抵抗値比によってバ
ンドギャップリファレンス電圧に対する増幅率を設定す
る役目を兼ねさせることができる。
段に流すべき電流を正確に設定するためにはそれぞれに
対し電流設定抵抗を直列に接続するのがよく、とくに一
方のバンドギャップトランジスタ手段に対する電流設定
抵抗にはそのエミッタ抵抗に対する抵抗値比によってバ
ンドギャップリファレンス電圧に対する増幅率を設定す
る役目を兼ねさせることができる。
【０００９】また、上記構成にいう並列付加抵抗として
は拡散抵抗をバンドギャップトランジスタ手段とともに
同じ半導体チップ内にそれと近接した個所に作り込んで
ほぼ同じ温度下におくのが有利であり、この場合にはそ
の抵抗値の正の温度依存性を拡散抵抗に与える不純物濃
度により容易に制御できる。電流ミラー回路はＭＯＳト
ランジスタによっても構成できるが、バンドギャップト
ランジスタ手段がバイポーラ形の場合はバイポーラトラ
ンジスタで構成するのがよい。
は拡散抵抗をバンドギャップトランジスタ手段とともに
同じ半導体チップ内にそれと近接した個所に作り込んで
ほぼ同じ温度下におくのが有利であり、この場合にはそ
の抵抗値の正の温度依存性を拡散抵抗に与える不純物濃
度により容易に制御できる。電流ミラー回路はＭＯＳト
ランジスタによっても構成できるが、バンドギャップト
ランジスタ手段がバイポーラ形の場合はバイポーラトラ
ンジスタで構成するのがよい。
【００１０】以上のように構成された本発明回路から取
り出される定電流出力に対する電源電圧の変動の影響を
極力減少させるために、一方のバンドギャップトランジ
スタ手段とそのエミッタ抵抗に対しベース・エミッタ間
が並列接続された制御トランジスタを設けてこれに定電
流を供給し、そのコレクタ電位により電流供給トランジ
スタのベースを制御するのが有利である。この制御トラ
ンジスタに供給すべき定電流は電流ミラー回路を利用し
て本発明回路の定電流出力用と別の従動電流として発生
させるのが非常に便利である。また、この制御トランジ
スタのベース・エミッタ間の電圧がもつ負の温度依存性
を利用して並列付加抵抗に温度依存性のない定電圧を与
えるようにするのが有利である。
り出される定電流出力に対する電源電圧の変動の影響を
極力減少させるために、一方のバンドギャップトランジ
スタ手段とそのエミッタ抵抗に対しベース・エミッタ間
が並列接続された制御トランジスタを設けてこれに定電
流を供給し、そのコレクタ電位により電流供給トランジ
スタのベースを制御するのが有利である。この制御トラ
ンジスタに供給すべき定電流は電流ミラー回路を利用し
て本発明回路の定電流出力用と別の従動電流として発生
させるのが非常に便利である。また、この制御トランジ
スタのベース・エミッタ間の電圧がもつ負の温度依存性
を利用して並列付加抵抗に温度依存性のない定電圧を与
えるようにするのが有利である。
【００１１】
【作用】本発明は従来から温度依存性をもたない定電圧
の発生に用いられているバンドギャップリファレンス回
路に流れる電流が正の温度依存性をもつ点に着目して、
前項の構成にいう並列付加抵抗に流れる電流の負の温度
依存性によってこの正の温度依存性を相殺ないしは調整
するようにしたものである。
の発生に用いられているバンドギャップリファレンス回
路に流れる電流が正の温度依存性をもつ点に着目して、
前項の構成にいう並列付加抵抗に流れる電流の負の温度
依存性によってこの正の温度依存性を相殺ないしは調整
するようにしたものである。
【００１２】すなわち本発明回路は、前項にいう一対の
バンドギャップトランジスタ手段とエミッタ抵抗からな
るリファレンス回路に並列に抵抗値が正の温度依存性を
もつ並列付加抵抗を接続してそれに流れる電流の負の温
度依存性によりリファレンス回路の電流の正の温度依存
性を相殺することにより、電流供給トランジスタからリ
ファレンス回路と並列付加抵抗に温度依存性のない電流
を供給させ、この供給電流を基準電流とする電流ミラー
回路の従動電流を温度依存性のない定電流出力として取
り出すものである。また、並列付加抵抗の電流の負の温
度依存性によりリファレンス回路の電流の正の温度依存
性を一部補償しあるいは過補償すれば、正や負の所望の
温度依存性をもつ定電流出力を発生できる。
バンドギャップトランジスタ手段とエミッタ抵抗からな
るリファレンス回路に並列に抵抗値が正の温度依存性を
もつ並列付加抵抗を接続してそれに流れる電流の負の温
度依存性によりリファレンス回路の電流の正の温度依存
性を相殺することにより、電流供給トランジスタからリ
ファレンス回路と並列付加抵抗に温度依存性のない電流
を供給させ、この供給電流を基準電流とする電流ミラー
回路の従動電流を温度依存性のない定電流出力として取
り出すものである。また、並列付加抵抗の電流の負の温
度依存性によりリファレンス回路の電流の正の温度依存
性を一部補償しあるいは過補償すれば、正や負の所望の
温度依存性をもつ定電流出力を発生できる。
【００１３】
【実施例】以下、図を参照して本発明の実施例を説明す
る。図１と図２はそれぞれ異なる本発明の実施例を示す
回路図であり、両図の互いに対応する部分には同じ符号
が付されている。なお、これら実施例回路はすべてバイ
ポーラトランジスタにより構成されるものとするが、そ
の少なくとも一部にはＭＯＳトランジスタを適宜に利用
することが可能である。
る。図１と図２はそれぞれ異なる本発明の実施例を示す
回路図であり、両図の互いに対応する部分には同じ符号
が付されている。なお、これら実施例回路はすべてバイ
ポーラトランジスタにより構成されるものとするが、そ
の少なくとも一部にはＭＯＳトランジスタを適宜に利用
することが可能である。
【００１４】図１に示す本発明の定電流回路70ではその
一対のバンドギャップトランジスタ手段10と20に npnト
ランジスタが用いられており、これらのベース・エミッ
タ間電流密度を互いに異ならせるためバンドギャップト
ランジスタ手段10は複数個，一般にはｎ個のトランジス
タを並列接続して構成され、両バンドギャップトランジ
スタ手段10と20のベースはすべて共通接続されかつ図の
例ではバンドギャップトランジスタ手段20側でそのコレ
クタと接続されている。なお、バンドギャップトランジ
スタ手段10をこのように複数個のトランジスタから構成
するかわりに、ベース・エミッタ間の接合がバンドギャ
ップトランジスタ手段20のｎ倍の面積をもつ単一のトラ
ンジスタを用いることでもよい。
一対のバンドギャップトランジスタ手段10と20に npnト
ランジスタが用いられており、これらのベース・エミッ
タ間電流密度を互いに異ならせるためバンドギャップト
ランジスタ手段10は複数個，一般にはｎ個のトランジス
タを並列接続して構成され、両バンドギャップトランジ
スタ手段10と20のベースはすべて共通接続されかつ図の
例ではバンドギャップトランジスタ手段20側でそのコレ
クタと接続されている。なお、バンドギャップトランジ
スタ手段10をこのように複数個のトランジスタから構成
するかわりに、ベース・エミッタ間の接合がバンドギャ
ップトランジスタ手段20のｎ倍の面積をもつ単一のトラ
ンジスタを用いることでもよい。
【００１５】また、本発明回路でも通例のようにバンド
ギャップトランジスタ手段10の方に抵抗値がReのエミッ
タ抵抗30が接続され、かつ図の例では電流設定抵抗11と
12が各バンドギャップトランジスタ手段10と20のコレク
タ側にそれぞれ接続される。これら電流設定抵抗11と12
の抵抗値R1とR2は各バンドギャップトランジスタ手段10
と20にそれぞれ同じ値の電流I1とI2が流れるようこの実
施例では互いに等しく設定されるものとする。
ギャップトランジスタ手段10の方に抵抗値がReのエミッ
タ抵抗30が接続され、かつ図の例では電流設定抵抗11と
12が各バンドギャップトランジスタ手段10と20のコレク
タ側にそれぞれ接続される。これら電流設定抵抗11と12
の抵抗値R1とR2は各バンドギャップトランジスタ手段10
と20にそれぞれ同じ値の電流I1とI2が流れるようこの実
施例では互いに等しく設定されるものとする。
【００１６】さらに本発明では、以上を含めたいわゆる
バンドギャップリファレンス回路に対して並列に抵抗値
Ｒが正の温度依存性をもつ並列付加抵抗40を接続する。
この並列付加抵抗40はリファレンス回路とほぼ同じ温度
になるようにその近傍に作り込まれた拡散抵抗として、
その不純物濃度を所望の温度依存性をもたせるように設
定するのがよい。電流供給トランジスタ50はこれらのリ
ファレンス回路と並列付加抵抗40に電源電圧Ｖ側から後
述の電流ミラー回路60を介してそれらの動作に必要な電
流を供給するもので、図の例ではこれを npnトランジス
タとして後述のように制御されるそのエミッタ電流を供
給させる。
バンドギャップリファレンス回路に対して並列に抵抗値
Ｒが正の温度依存性をもつ並列付加抵抗40を接続する。
この並列付加抵抗40はリファレンス回路とほぼ同じ温度
になるようにその近傍に作り込まれた拡散抵抗として、
その不純物濃度を所望の温度依存性をもたせるように設
定するのがよい。電流供給トランジスタ50はこれらのリ
ファレンス回路と並列付加抵抗40に電源電圧Ｖ側から後
述の電流ミラー回路60を介してそれらの動作に必要な電
流を供給するもので、図の例ではこれを npnトランジス
タとして後述のように制御されるそのエミッタ電流を供
給させる。
【００１７】電源電圧Ｖ側の電流ミラー回路60は pnpト
ランジスタで構成され、上述の電流供給トランジスタ50
に流れる電流を基準電流Irとしてその基準トランジスタ
61に受けて、通例のようにその従動トランジスタ62から
それに比例する従動電流Ifを定電流回路70の定電流出力
Ioとして出力する。図の例ではトランジスタ61と62の共
通接続ベースは前者側のコレクタと補助トランジスタ61
ａのベース・エミッタ間接合を介して接続される。この
実施例では従動電流If, 従って定電流出力Ioの電流値は
説明の便宜上から基準電流Irと等しいものとする。
ランジスタで構成され、上述の電流供給トランジスタ50
に流れる電流を基準電流Irとしてその基準トランジスタ
61に受けて、通例のようにその従動トランジスタ62から
それに比例する従動電流Ifを定電流回路70の定電流出力
Ioとして出力する。図の例ではトランジスタ61と62の共
通接続ベースは前者側のコレクタと補助トランジスタ61
ａのベース・エミッタ間接合を介して接続される。この
実施例では従動電流If, 従って定電流出力Ioの電流値は
説明の便宜上から基準電流Irと等しいものとする。
【００１８】また、図示の実施例では定電流出力Ioに対
する電源電圧Ｖの変動の影響を極力減少させるために制
御トランジスタ51を設け、電流供給トランジスタ50を介
して基準電流Irを制御する。この制御トランジスタ51に
は電源電圧Ｖ側から定電流を受ける npnトランジスタを
用いてエミッタを接地し、そのベース・エミッタ間に受
けるバンドギャップトランジスタ手段10とエミッタ抵抗
30の電圧降下に応じたコレクタ電位によって電流供給ト
ランジスタ50のベースを制御することにより、バンドギ
ャップトランジスタ手段10の電流I1, 従って基準電流Ir
を電源電圧Ｖの変動に関せず常に一定に制御する。この
制御トランジスタ51に定電流を供給するためには図示の
ように電流ミラー回路60に別の従動トランジスタ63を設
けてその従動電流を定電流として取り出すのが便利であ
る。さらに、この実施例では制御トランジスタ51を利用
して並列付加抵抗40に対して温度依存性のない定電圧Vc
を給電する。これを簡単に説明すると以下のとおりであ
る。
する電源電圧Ｖの変動の影響を極力減少させるために制
御トランジスタ51を設け、電流供給トランジスタ50を介
して基準電流Irを制御する。この制御トランジスタ51に
は電源電圧Ｖ側から定電流を受ける npnトランジスタを
用いてエミッタを接地し、そのベース・エミッタ間に受
けるバンドギャップトランジスタ手段10とエミッタ抵抗
30の電圧降下に応じたコレクタ電位によって電流供給ト
ランジスタ50のベースを制御することにより、バンドギ
ャップトランジスタ手段10の電流I1, 従って基準電流Ir
を電源電圧Ｖの変動に関せず常に一定に制御する。この
制御トランジスタ51に定電流を供給するためには図示の
ように電流ミラー回路60に別の従動トランジスタ63を設
けてその従動電流を定電流として取り出すのが便利であ
る。さらに、この実施例では制御トランジスタ51を利用
して並列付加抵抗40に対して温度依存性のない定電圧Vc
を給電する。これを簡単に説明すると以下のとおりであ
る。
【００１９】前述のようにエミッタ電流密度が１対ｎで
ある両バンドギャップトランジスタ手段10の20のベース
・エミッタ間電圧の差は、周知のようにボルツマン常数
ｋ,絶対温度Ｔ, 電気素量ｑ, 自然対数Lnを用いてΔＶ
be＝(kT/q)Ln(n) で表され、これがエミッタ抵抗30に掛
かる電圧になる。これから、エミッタ抵抗30，従ってバ
ンドギャップトランジスタ手段10に流れる電流I1は次式
で表される。
ある両バンドギャップトランジスタ手段10の20のベース
・エミッタ間電圧の差は、周知のようにボルツマン常数
ｋ,絶対温度Ｔ, 電気素量ｑ, 自然対数Lnを用いてΔＶ
be＝(kT/q)Ln(n) で表され、これがエミッタ抵抗30に掛
かる電圧になる。これから、エミッタ抵抗30，従ってバ
ンドギャップトランジスタ手段10に流れる電流I1は次式
で表される。
【００２０】 I1＝(kT/qRe)Ln(n) (1) この電流I1は電流設定抵抗11に流れてその両端に上述の
ΔＶbeをバンドギャップトランジスタ手段10のエミッタ
側抵抗Reに対するコレクタ側抵抗R1の比 R1/Reにより増
幅した電圧(R1/Re)(kT/q)Ln(n)が現れることになり、こ
の両端電圧は上式からわかるように温度Ｔに対して正の
依存性をもっている。
ΔＶbeをバンドギャップトランジスタ手段10のエミッタ
側抵抗Reに対するコレクタ側抵抗R1の比 R1/Reにより増
幅した電圧(R1/Re)(kT/q)Ln(n)が現れることになり、こ
の両端電圧は上式からわかるように温度Ｔに対して正の
依存性をもっている。
【００２１】制御トランジスタ51は電流設定抵抗11の下
端をそのベース・エミッタ間を介し接地するから、電流
設定抵抗11の上端の電圧Vcは次式で表される。 Vc＝(R1/Re)(kT/q)Ln(n)＋vc (2) ここでvcは制御トランジスタ51のベース・エミッタ間電
圧であり、周知のように負の温度依存性をもっている。
図１の実施例ではこの (2)式の第１項の正の温度依存性
を第２項の負の温度依存性で相殺することにより、前述
のように並列付加抵抗40に温度依存性のない定電圧Vcを
給電する。
端をそのベース・エミッタ間を介し接地するから、電流
設定抵抗11の上端の電圧Vcは次式で表される。 Vc＝(R1/Re)(kT/q)Ln(n)＋vc (2) ここでvcは制御トランジスタ51のベース・エミッタ間電
圧であり、周知のように負の温度依存性をもっている。
図１の実施例ではこの (2)式の第１項の正の温度依存性
を第２項の負の温度依存性で相殺することにより、前述
のように並列付加抵抗40に温度依存性のない定電圧Vcを
給電する。
【００２２】さて、以上のように構成された図１の定電
流回路70ではバンドギャップトランジスタ手段10と20に
同じ値の電流I1＝I2が流れ、電流供給トランジスタ50は
この２倍の電流２I1と並列付加抵抗40に流す電流Vc／Ｒ
の和２I1＋Vc／Ｒを供給し、この供給電流が電流ミラー
回路60の基準電流Irであるから、この定電流回路70の定
電流出力Ioは電流I1に(1) 式を入れて次のように表され
る。
流回路70ではバンドギャップトランジスタ手段10と20に
同じ値の電流I1＝I2が流れ、電流供給トランジスタ50は
この２倍の電流２I1と並列付加抵抗40に流す電流Vc／Ｒ
の和２I1＋Vc／Ｒを供給し、この供給電流が電流ミラー
回路60の基準電流Irであるから、この定電流回路70の定
電流出力Ioは電流I1に(1) 式を入れて次のように表され
る。
【００２３】 Io＝(2kT/qRe)Ln(n)＋Vc/R (3) いま、温度Ｔが基準温度Trから変分dTだけ異なるTr＋dT
に変化し、このときに正の温度係数αをもつ並列付加抵
抗40の抵抗値がＲからＲ(1＋αdT) に変化したとして、
この変化後の温度Tr＋dTと抵抗Ｒ(1＋αdT) を (3)式に
入れ、変分dTに関する１次近似項のみを取ると、定電流
出力Ioの温度依存性をなくすための条件として次式が得
られる。
に変化し、このときに正の温度係数αをもつ並列付加抵
抗40の抵抗値がＲからＲ(1＋αdT) に変化したとして、
この変化後の温度Tr＋dTと抵抗Ｒ(1＋αdT) を (3)式に
入れ、変分dTに関する１次近似項のみを取ると、定電流
出力Ioの温度依存性をなくすための条件として次式が得
られる。
【００２４】 αVc／Ｒ＝(2k/qRe)Ln(n) (4) これから、本発明の定電流回路70から温度依存性のない
定電流出力Ioを取り出すための並列付加抵抗40に賦与す
べき抵抗値Ｒは次式で表され、 Ｒ＝αReVc／2(k/q)Ln(n) (5) これにさらに (1)式の電流I1を入れると簡単に次式で表
される。
定電流出力Ioを取り出すための並列付加抵抗40に賦与す
べき抵抗値Ｒは次式で表され、 Ｒ＝αReVc／2(k/q)Ln(n) (5) これにさらに (1)式の電流I1を入れると簡単に次式で表
される。
【００２５】 Ｒ＝αTrVc／2I1 (6) これからわかるように、図１の定電流回路70では基準温
度Trにおいて定電圧Vcと電流I1を設定して所定の温度係
数αをもつ並列付加抵抗40の抵抗値Ｒを (6)式のように
設定することによって温度依存性がない定電流出力Ioが
得られる。また、容易にわかるように抵抗値Ｒを上式よ
り大または小に設定すれば定電流出力Ioの温度依存性を
それぞれ負側または正側に調整できる。
度Trにおいて定電圧Vcと電流I1を設定して所定の温度係
数αをもつ並列付加抵抗40の抵抗値Ｒを (6)式のように
設定することによって温度依存性がない定電流出力Ioが
得られる。また、容易にわかるように抵抗値Ｒを上式よ
り大または小に設定すれば定電流出力Ioの温度依存性を
それぞれ負側または正側に調整できる。
【００２６】なお、以上では式を簡単化するためバンド
ギャップトランジスタ手段10と20の電流I1とI2を同じと
し, かつ並列付加抵抗40に定電圧Vcを与える等の条件を
仮に付したが、本発明ではかかる特定条件に限定されず
所定の温度係数αをもつ並列付加抵抗10の抵抗値Ｒの設
定によって定電流出力Ioの温度依存性を必要に応じて適
宜調整することができる。
ギャップトランジスタ手段10と20の電流I1とI2を同じと
し, かつ並列付加抵抗40に定電圧Vcを与える等の条件を
仮に付したが、本発明ではかかる特定条件に限定されず
所定の温度係数αをもつ並列付加抵抗10の抵抗値Ｒの設
定によって定電流出力Ioの温度依存性を必要に応じて適
宜調整することができる。
【００２７】次の図２に示す実施例は、図１の定電流回
路70を構成する npnトランジスタとpnpトランジスタと
を互いに入れ換えた回路構成のものである。従って、バ
ンドギャップトランジスタ手段10と20, 並列付加抵抗40
等は電源電圧Ｖの方に, 電流ミラー回路60は接地Ｅ側に
それぞれ接続される。この図２の実施例では、定電流出
力Ioが図１と異なりいわゆる吸い込み電流になるほか
は、その回路動作および定電流出力Ioの温度依存性の調
整要領は図１の実施例と同じなので煩雑を避けるため説
明を省略することとする。なお、この実施例では電流ミ
ラー回路60の基準トランジスタ61のベースはコレクタと
直接に短絡されている。
路70を構成する npnトランジスタとpnpトランジスタと
を互いに入れ換えた回路構成のものである。従って、バ
ンドギャップトランジスタ手段10と20, 並列付加抵抗40
等は電源電圧Ｖの方に, 電流ミラー回路60は接地Ｅ側に
それぞれ接続される。この図２の実施例では、定電流出
力Ioが図１と異なりいわゆる吸い込み電流になるほか
は、その回路動作および定電流出力Ioの温度依存性の調
整要領は図１の実施例と同じなので煩雑を避けるため説
明を省略することとする。なお、この実施例では電流ミ
ラー回路60の基準トランジスタ61のベースはコレクタと
直接に短絡されている。
【００２８】以上説明したいずれの実施例においても、
上述のｎの値をふつうは数〜十数の範囲に設定し、例え
ば電流I1やI2を１μＡ前後に，電圧Vcを２〜３Ｖにそれ
ぞれ設定する。定電流出力Ioの電流値を高めるには電流
ミラー回路60の基準電流Irに対する従動電流Ifの比を高
めるのがよい。電流設定抵抗11や21の抵抗値R1やR2,お
よび並列付加抵抗40の抵抗値Ｒはいずれも数〜10ｋΩと
し、エミッタ抵抗30の抵抗値Reはその10分の以下とする
のがよい。
上述のｎの値をふつうは数〜十数の範囲に設定し、例え
ば電流I1やI2を１μＡ前後に，電圧Vcを２〜３Ｖにそれ
ぞれ設定する。定電流出力Ioの電流値を高めるには電流
ミラー回路60の基準電流Irに対する従動電流Ifの比を高
めるのがよい。電流設定抵抗11や21の抵抗値R1やR2,お
よび並列付加抵抗40の抵抗値Ｒはいずれも数〜10ｋΩと
し、エミッタ抵抗30の抵抗値Reはその10分の以下とする
のがよい。
【００２９】
【発明の効果】以上のとおり本発明の定電流回路では、
エミッタ電流密度が互いに異なりかつ共通ベース接続さ
れた一対のバンドギャップトランジスタ手段の一方にエ
ミッタ抵抗を接続するとともに, 正の温度依存性をもつ
並列付加抵抗を並列に接続してこれらに電流供給トラン
ジスタから電流を供給し、この電流供給トランジスタの
電流を基準電流として受ける電流ミラー回路の従動電流
を定電流出力として取り出すことによって、一対のバン
ドギャップトランジスタ手段に流れる電流の正の温度依
存性を並列付加抵抗に流れる電流の負の温度依存性によ
り相殺しあるいは調節して、温度依存性のない, あるい
は所望の正や負の温度依存性をもつ定電流出力を従来よ
り簡単な回路構成で正確に発生させることができる。
エミッタ電流密度が互いに異なりかつ共通ベース接続さ
れた一対のバンドギャップトランジスタ手段の一方にエ
ミッタ抵抗を接続するとともに, 正の温度依存性をもつ
並列付加抵抗を並列に接続してこれらに電流供給トラン
ジスタから電流を供給し、この電流供給トランジスタの
電流を基準電流として受ける電流ミラー回路の従動電流
を定電流出力として取り出すことによって、一対のバン
ドギャップトランジスタ手段に流れる電流の正の温度依
存性を並列付加抵抗に流れる電流の負の温度依存性によ
り相殺しあるいは調節して、温度依存性のない, あるい
は所望の正や負の温度依存性をもつ定電流出力を従来よ
り簡単な回路構成で正確に発生させることができる。
【００３０】なお、並列付加抵抗として拡散抵抗を半導
体チップ内のバンドギャップトランジスタ手段に近接し
た個所に作り込む本発明の実施態様は、両者をほぼ同温
度として定電流出力に賦与する温度依存性を正確に設定
かつ保持できる利点がある。また、バンドギャップトラ
ンジスタ手段の一方に並列接続したバイポーラトランジ
スタで用いて共通エミッタ抵抗を接続する実施態様, お
よび各バンドギャップトランジスタ手段に電流設定抵抗
を接続する実施態様は、両手段のエミッタ電流密度比の
設定を正確にして本発明回路の集積回路装置への組み込
みを容易にする効果を有する。
体チップ内のバンドギャップトランジスタ手段に近接し
た個所に作り込む本発明の実施態様は、両者をほぼ同温
度として定電流出力に賦与する温度依存性を正確に設定
かつ保持できる利点がある。また、バンドギャップトラ
ンジスタ手段の一方に並列接続したバイポーラトランジ
スタで用いて共通エミッタ抵抗を接続する実施態様, お
よび各バンドギャップトランジスタ手段に電流設定抵抗
を接続する実施態様は、両手段のエミッタ電流密度比の
設定を正確にして本発明回路の集積回路装置への組み込
みを容易にする効果を有する。
【００３１】さらに、エミッタ抵抗をもつバンドギャッ
プトランジスタ手段に対しベース・エミッタ間が並列接
続された制御トランジスタを設けて、そのコレクタの電
位で電流供給トランジスタのベースを制御する実施態様
は、電源電圧の変動が定電流出力の電流値に及ぼす影響
を一層減少させ得る効果があり、電流ミラー回路から従
動電流をこの制御トランジスタに供給する実施態様は、
簡単な回路構成で制御トランジスタに定電流を供給して
その動作を正確にする利点がある。
プトランジスタ手段に対しベース・エミッタ間が並列接
続された制御トランジスタを設けて、そのコレクタの電
位で電流供給トランジスタのベースを制御する実施態様
は、電源電圧の変動が定電流出力の電流値に及ぼす影響
を一層減少させ得る効果があり、電流ミラー回路から従
動電流をこの制御トランジスタに供給する実施態様は、
簡単な回路構成で制御トランジスタに定電流を供給して
その動作を正確にする利点がある。
【図１】本発明による定電流回路の一実施例を示す回路
図である。
図である。
【図２】本発明による定電流回路の異なる実施例を示す
回路図である。
回路図である。
10 一方のバンドギャップトランジスタ手段 11 電流設定抵抗 20 他方のバンドギャップトランジスタ手段 21 電流設定抵抗 30 エミッタ抵抗 40 並列付加抵抗 50 電流供給トランジスタ 51 制御トランジスタ 60 電流ミラー回路 61 電流ミラー回路の基準トランジスタ 62 電流ミラー回路の従動トランジスタ 63 制御トランジスタへの定電流供給用の従動トラ
ンジスタ 70 定電流回路 Ｅ 接地端子 If 電流ミラー回路の従動電流 Io 定電流出力 Ir 電流ミラー回路の基準電流 I1 バンドギャップトランジスタ手段10を流れる電
流 I2 バンドギャップトランジスタ手段20を流れる電
流 Ｒ 並列付加抵抗の抵抗値 Re エミッタ抵抗の抵抗値 R1 電流設定抵抗11の抵抗値 R2 電流設定抵抗21の抵抗値 Ｖ 電源電圧 Vc 並列付加抵抗に供給する電圧
ンジスタ 70 定電流回路 Ｅ 接地端子 If 電流ミラー回路の従動電流 Io 定電流出力 Ir 電流ミラー回路の基準電流 I1 バンドギャップトランジスタ手段10を流れる電
流 I2 バンドギャップトランジスタ手段20を流れる電
流 Ｒ 並列付加抵抗の抵抗値 Re エミッタ抵抗の抵抗値 R1 電流設定抵抗11の抵抗値 R2 電流設定抵抗21の抵抗値 Ｖ 電源電圧 Vc 並列付加抵抗に供給する電圧
Claims (7)
- 【請求項１】エミッタ電流密度が互いに異なりかつベー
スが共通接続された一対のバンドギャップトランジスタ
手段と、一方のバンドギャップトランジスタ手段に接続
されたエミッタ抵抗と、両バンドギャップトランジスタ
手段に電流を供給する電流供給トランジスタと、電流供
給トランジスタから両バンドギャップトランジスタ手段
と並列に電流を受ける正の温度依存性をもつ並列付加抵
抗と、電流供給トランジスタの電流を基準電流として受
ける電流ミラー回路とを備え、電流ミラー回路の基準電
流に応じた従動電流を定電流出力として取り出すように
したことを特徴とする定電流回路。 - 【請求項２】請求項１に記載の回路において、一方のバ
ンドギャップトランジスタ手段が複数のバイポーラトラ
ンジスタを並列接続してなり、それらに共通エミッタ抵
抗が接続されることを特徴とする定電流回路。 - 【請求項３】請求項１に記載の回路において、一対のバ
ンドギャップトランジスタ手段に供給すべき電流を設定
するためにそれぞれに直列に電流設定抵抗が接続される
ことを特徴とする定電流回路。 - 【請求項４】請求項１に記載の回路において、並列付加
抵抗用に拡散抵抗をバンドギャップトランジスタ手段と
ともに同じ半導体チップ内の近接個所に作り込むように
したことを特徴とする定電流回路。 - 【請求項５】請求項１に記載の回路において、電流ミラ
ー回路がバイポーラトランジスタで構成されることを特
徴とする定電流回路。 - 【請求項６】請求項１に記載の回路において、一方のバ
ンドギャップトランジスタ手段およびエミッタ抵抗に対
しベース・エミッタ間が並列接続された制御トランジス
タを設けて定電流を供給し、そのコレクタ電位により電
流供給トランジスタのベースを制御するようにしたこと
を特徴とする定電流回路。 - 【請求項７】請求項６に記載の回路において、電流ミラ
ー回路からその従動電流を制御トランジスタに対しそれ
用の定電流として供給するようにしたことを特徴とする
定電流回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26082594A JPH08123569A (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | 定電流回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26082594A JPH08123569A (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | 定電流回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08123569A true JPH08123569A (ja) | 1996-05-17 |
Family
ID=17353287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26082594A Pending JPH08123569A (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | 定電流回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08123569A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011170455A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-01 | Rohm Co Ltd | 基準電圧回路 |
-
1994
- 1994-10-26 JP JP26082594A patent/JPH08123569A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011170455A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-01 | Rohm Co Ltd | 基準電圧回路 |
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