JPH08314560A - 電流源回路 - Google Patents
電流源回路Info
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- JPH08314560A JPH08314560A JP7144270A JP14427095A JPH08314560A JP H08314560 A JPH08314560 A JP H08314560A JP 7144270 A JP7144270 A JP 7144270A JP 14427095 A JP14427095 A JP 14427095A JP H08314560 A JPH08314560 A JP H08314560A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スタートアップ回路部が不用になったとき、
その動作を停止させて低消費電流を図った電流源回路を
提供する。 【構成】 自己バイアス電流回路部１と、該自己バイア
ス電流回路部１を起動させるためのスタートアップ回路
部２と、電源３及び接地４と前記スタートアップ回路部
２との間に設けられ、該スタートアップ回路部２の動作
を制御するスイッチ回路７と、前記自己バイアス電流回
路部１の動作状態を検出して前記スイッチ回路７の切り
替えを制御する動作検出回路部８とで電流源回路を構成
する。
その動作を停止させて低消費電流を図った電流源回路を
提供する。 【構成】 自己バイアス電流回路部１と、該自己バイア
ス電流回路部１を起動させるためのスタートアップ回路
部２と、電源３及び接地４と前記スタートアップ回路部
２との間に設けられ、該スタートアップ回路部２の動作
を制御するスイッチ回路７と、前記自己バイアス電流回
路部１の動作状態を検出して前記スイッチ回路７の切り
替えを制御する動作検出回路部８とで電流源回路を構成
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自己バイアス電流源
回路に関し、特に低消費電力化を実現できるようにした
自己バイアス電流源回路に関する。
回路に関し、特に低消費電力化を実現できるようにした
自己バイアス電流源回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、基準電流が電流源回路自身の出力
電流で決まる自己バイアス電流源回路としては、例えば
図４に示すような構成のものが知られている。〔Ｐ．
Ｒ．グレイ及びＲ．Ｇ．メイヤー著、永田譲監訳「超Ｌ
ＳＩのためのアナログ集積回路設計技術上巻（第257 〜
265 頁）及び下巻（第304 〜311 頁）、（培風館、1990
年11月30日初版発行）参照〕
電流で決まる自己バイアス電流源回路としては、例えば
図４に示すような構成のものが知られている。〔Ｐ．
Ｒ．グレイ及びＲ．Ｇ．メイヤー著、永田譲監訳「超Ｌ
ＳＩのためのアナログ集積回路設計技術上巻（第257 〜
265 頁）及び下巻（第304 〜311 頁）、（培風館、1990
年11月30日初版発行）参照〕
【０００３】この電流源回路は、ＶBE基準電流回路であ
るトランジスタＱ３，Ｑ４及び抵抗Ｒ２と、カレントミ
ラー回路であるトランジスタＱ１，Ｑ２と、レベルシフ
ト用の抵抗Ｒ１と、出力トランジスタであるＱ５，Ｑ６
とからなる自己バイアス電流回路部１と抵抗Ｒ21及びダ
イオードＤＱ21〜ＤＱ25からなるスタートアップ回路部
２とで構成されている。そして、出力トランジスタＱ
５，Ｑ６のコレクタは、それぞれ電流出力端子５，６に
接続されている。
るトランジスタＱ３，Ｑ４及び抵抗Ｒ２と、カレントミ
ラー回路であるトランジスタＱ１，Ｑ２と、レベルシフ
ト用の抵抗Ｒ１と、出力トランジスタであるＱ５，Ｑ６
とからなる自己バイアス電流回路部１と抵抗Ｒ21及びダ
イオードＤＱ21〜ＤＱ25からなるスタートアップ回路部
２とで構成されている。そして、出力トランジスタＱ
５，Ｑ６のコレクタは、それぞれ電流出力端子５，６に
接続されている。
【０００４】次に、このように構成された電流源回路の
動作について説明する。自己バイアス電流回路部１のう
ちＶBE基準電流回路であるトランジスタＱ３，Ｑ４及び
抵抗Ｒ２からなる部分では、トランジスタＱ４のコレク
タ電流ＩC(Q4) はトランジスタＱ３を流れる基準電流Ｉ
ref と、図５の実線で示すように対数の関係を持ち、次
式（１）で表される。 ＩC(Q4) ＝ＶBE(Q3)／Ｒ2 ＝ＶT ／Ｒ2 （Ｉref ／ＩS(Q3) ） ・・（１） ここで、ＶBE(Q3)はトランジスタＱ３のベース・エミッ
タ間電圧、Ｒ2 は抵抗Ｒ２の抵抗値、ＶT はトランジス
タＱ３の熱電圧、ＩS(Q3) はトランジスタＱ３の飽和電
流である。
動作について説明する。自己バイアス電流回路部１のう
ちＶBE基準電流回路であるトランジスタＱ３，Ｑ４及び
抵抗Ｒ２からなる部分では、トランジスタＱ４のコレク
タ電流ＩC(Q4) はトランジスタＱ３を流れる基準電流Ｉ
ref と、図５の実線で示すように対数の関係を持ち、次
式（１）で表される。 ＩC(Q4) ＝ＶBE(Q3)／Ｒ2 ＝ＶT ／Ｒ2 （Ｉref ／ＩS(Q3) ） ・・（１） ここで、ＶBE(Q3)はトランジスタＱ３のベース・エミッ
タ間電圧、Ｒ2 は抵抗Ｒ２の抵抗値、ＶT はトランジス
タＱ３の熱電圧、ＩS(Q3) はトランジスタＱ３の飽和電
流である。
【０００５】一方、トランジスタＱ１，Ｑ２とからなる
カレントミラーでは、図５の破線で示すように次式
（２）で表される動作をする。 Ｉref ＝ＩC(Q4) ・・・・・・・・・・（２） したがって、自己バイアス電流回路部１の動作点は式
（１）と式（２）の両式を満たす場合で、図５でいえば
２線の交点Ａ，Ｂとなる。図５から明らかなように、自
己バイアス電流回路部１にはトランジスタＱ１〜Ｑ４に
流れる電流がゼロのゼロ点状態Ａと、ゼロ以外の動作点
Ｂの２つの動作点が存在する。ここで、トランジスタＱ
１〜Ｑ４に、ある程度電流が流れていると、動作点Ｂは
ゼロ点状態Ａよりも非常に安定となり、自然に動作点Ｂ
に落ち着く。
カレントミラーでは、図５の破線で示すように次式
（２）で表される動作をする。 Ｉref ＝ＩC(Q4) ・・・・・・・・・・（２） したがって、自己バイアス電流回路部１の動作点は式
（１）と式（２）の両式を満たす場合で、図５でいえば
２線の交点Ａ，Ｂとなる。図５から明らかなように、自
己バイアス電流回路部１にはトランジスタＱ１〜Ｑ４に
流れる電流がゼロのゼロ点状態Ａと、ゼロ以外の動作点
Ｂの２つの動作点が存在する。ここで、トランジスタＱ
１〜Ｑ４に、ある程度電流が流れていると、動作点Ｂは
ゼロ点状態Ａよりも非常に安定となり、自然に動作点Ｂ
に落ち着く。
【０００６】以上の理由により、自己バイアス電流回路
部１はゼロ点状態Ａを回避するため、トランジスタＱ１
〜Ｑ４にある程度の電流を流すスタートアップ回路部２
が必要である。但し、スタートアップ回路部２は自己バ
イアス電流回路部１が動作点Ｂになって安定したときに
は、自己バイアス電流回路部１の動作を妨げてはならな
い。
部１はゼロ点状態Ａを回避するため、トランジスタＱ１
〜Ｑ４にある程度の電流を流すスタートアップ回路部２
が必要である。但し、スタートアップ回路部２は自己バ
イアス電流回路部１が動作点Ｂになって安定したときに
は、自己バイアス電流回路部１の動作を妨げてはならな
い。
【０００７】次に、図４に示す電流源回路が、まずゼロ
点状態Ａにあると仮定して動作を説明する。ここで、ダ
イオードＤＱ21〜ＤＱ25はトランジスタをダイオード接
続したもので構成し、ダイオードに電流が流れたとき、
ダイオード両端に発生する電圧差をＶBEとする。また、
トランジスタＱ１〜Ｑ４に電流が流れた場合のベース・
エミッタ間電圧もＶBEとする。ゼロ点状態Ａの場合、ト
ランジスタＱ１〜Ｑ４には電流が流れないから、トラン
ジスタＱ３とＱ４のベース電位は接地４の電位ＧＮＤと
なる。一方、スタートアップ回路部２の抵抗Ｒ21とダイ
オードＤＱ21〜ＤＱ24には電流が流れるから、ダイオー
ドＤＱ25のアノード側の電位は接地電位ＧＮＤより４Ｖ
BE分だけ高い値となる。このため、抵抗Ｒ１の両端には
３ＶBE分の電圧がかかり、抵抗Ｒ１に電流が流れる。抵
抗Ｒ１を流れた電流は、トランジスタＱ３，Ｑ４と抵抗
Ｒ２にも流れ込み、更に、トランジスタＱ１，Ｑ２のカ
レントミラー回路に電流が流れ、ゼロ点状態Ａが避けら
れる。
点状態Ａにあると仮定して動作を説明する。ここで、ダ
イオードＤＱ21〜ＤＱ25はトランジスタをダイオード接
続したもので構成し、ダイオードに電流が流れたとき、
ダイオード両端に発生する電圧差をＶBEとする。また、
トランジスタＱ１〜Ｑ４に電流が流れた場合のベース・
エミッタ間電圧もＶBEとする。ゼロ点状態Ａの場合、ト
ランジスタＱ１〜Ｑ４には電流が流れないから、トラン
ジスタＱ３とＱ４のベース電位は接地４の電位ＧＮＤと
なる。一方、スタートアップ回路部２の抵抗Ｒ21とダイ
オードＤＱ21〜ＤＱ24には電流が流れるから、ダイオー
ドＤＱ25のアノード側の電位は接地電位ＧＮＤより４Ｖ
BE分だけ高い値となる。このため、抵抗Ｒ１の両端には
３ＶBE分の電圧がかかり、抵抗Ｒ１に電流が流れる。抵
抗Ｒ１を流れた電流は、トランジスタＱ３，Ｑ４と抵抗
Ｒ２にも流れ込み、更に、トランジスタＱ１，Ｑ２のカ
レントミラー回路に電流が流れ、ゼロ点状態Ａが避けら
れる。
【０００８】ここで、動作点Ｂになったときに、抵抗Ｒ
１の両端にかかる電圧が２ＶBE分となるように抵抗Ｒ１
の値を選ぶと、ダイオードＤＱ25の両端にかかる電圧は
ゼロとなり、ダイオードＤＱ25はオフし、スタートアッ
プ回路部２は自己バイアス電流回路部１から切り離され
る。したがって、動作点Ｂになったときは、スタートア
ップ回路部２は自己バイアス電流回路部１に影響を及ぼ
さないようになる。
１の両端にかかる電圧が２ＶBE分となるように抵抗Ｒ１
の値を選ぶと、ダイオードＤＱ25の両端にかかる電圧は
ゼロとなり、ダイオードＤＱ25はオフし、スタートアッ
プ回路部２は自己バイアス電流回路部１から切り離され
る。したがって、動作点Ｂになったときは、スタートア
ップ回路部２は自己バイアス電流回路部１に影響を及ぼ
さないようになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電流源回路では、抵抗Ｒ21とダイオードＤＱ21〜Ｄ
Ｑ24から構成されるスタートアップ回路部２の大部分で
は、自己バイアス電流回路部１が動作点Ｂとなって安定
し、スタートアップ回路部２が不用となった場合でも、
依然として電流を消費するという問題点がある。
来の電流源回路では、抵抗Ｒ21とダイオードＤＱ21〜Ｄ
Ｑ24から構成されるスタートアップ回路部２の大部分で
は、自己バイアス電流回路部１が動作点Ｂとなって安定
し、スタートアップ回路部２が不用となった場合でも、
依然として電流を消費するという問題点がある。
【００１０】本発明は、従来の電流源回路における上記
問題点を解消するためになされたもので、請求項１記載
の発明は、自己バイアス電流回路部が動作点Ｂとなって
安定し、スタートアップ回路部が不用となった場合に、
スタートアップ回路部の動作を停止し、スタートアップ
回路部で消費する電流をゼロにすることにより、低消費
電流化を実現できるようにした電流源回路を提供するこ
とを目的とする。請求項２記載の発明は、請求項１記載
の電流源回路において、回路構成が簡単で、スタートア
ップ回路部の制御を確実に行えるスイッチ回路を提供す
ることを目的とする。請求項３記載の発明は、請求項１
又は２記載の電流源回路において、スタートアップ回路
部の停止を素早く確実に行える動作検出回路部を提供す
ることを目的とし、請求項４記載の発明は、請求項３記
載の動作検出回路部内のコンパレータ回路の具体的構成
の提供を目的とする。
問題点を解消するためになされたもので、請求項１記載
の発明は、自己バイアス電流回路部が動作点Ｂとなって
安定し、スタートアップ回路部が不用となった場合に、
スタートアップ回路部の動作を停止し、スタートアップ
回路部で消費する電流をゼロにすることにより、低消費
電流化を実現できるようにした電流源回路を提供するこ
とを目的とする。請求項２記載の発明は、請求項１記載
の電流源回路において、回路構成が簡単で、スタートア
ップ回路部の制御を確実に行えるスイッチ回路を提供す
ることを目的とする。請求項３記載の発明は、請求項１
又は２記載の電流源回路において、スタートアップ回路
部の停止を素早く確実に行える動作検出回路部を提供す
ることを目的とし、請求項４記載の発明は、請求項３記
載の動作検出回路部内のコンパレータ回路の具体的構成
の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するために、請求項１記載の発明は、自己バイアス電
流回路部と、該自己バイアス電流回路部を起動させるた
めのスタートアップ回路部と、電源と前記スタートアッ
プ回路部との間に設けられ、前記スタートアップ回路部
の電源をオン・オフさせて、前記スタートアップ回路部
の動作を制御するスイッチ回路と、前記自己バイアス電
流回路部の動作状態を検出して前記スイッチ回路を切り
替え制御する制御信号を前記スイッチ回路に送出する動
作検出回路部とで電流源回路を構成するものである。
決するために、請求項１記載の発明は、自己バイアス電
流回路部と、該自己バイアス電流回路部を起動させるた
めのスタートアップ回路部と、電源と前記スタートアッ
プ回路部との間に設けられ、前記スタートアップ回路部
の電源をオン・オフさせて、前記スタートアップ回路部
の動作を制御するスイッチ回路と、前記自己バイアス電
流回路部の動作状態を検出して前記スイッチ回路を切り
替え制御する制御信号を前記スイッチ回路に送出する動
作検出回路部とで電流源回路を構成するものである。
【００１２】このような構成の電流源回路においては、
まず、自己バイアス電流回路部のゼロ点状態を回避する
ため、スタートアップ回路部が動作する。次に、スター
トアップ回路部の動作により自己バイアス電流回路部が
ゼロ点状態を回避し安定な動作点になると、この状態が
動作検出回路部により検出され、該動作検出回路部から
の制御信号によってスタートアップ回路部の動作を制御
するスイッチ回路を切り替え、スタートアップ回路部の
動作を停止する。そのため、実際の電流源回路使用時に
は、スタートアップ回路部で消費する電流はゼロとな
り、電流源回路全体の低消費電流化が実現できる。な
お、自己バイアス電流回路部が安定な動作点になったと
き、動作検出回路部は自己バイアス電流回路部に影響を
及ぼさず、消費電流もほとんど無いような構成とするこ
とができる。
まず、自己バイアス電流回路部のゼロ点状態を回避する
ため、スタートアップ回路部が動作する。次に、スター
トアップ回路部の動作により自己バイアス電流回路部が
ゼロ点状態を回避し安定な動作点になると、この状態が
動作検出回路部により検出され、該動作検出回路部から
の制御信号によってスタートアップ回路部の動作を制御
するスイッチ回路を切り替え、スタートアップ回路部の
動作を停止する。そのため、実際の電流源回路使用時に
は、スタートアップ回路部で消費する電流はゼロとな
り、電流源回路全体の低消費電流化が実現できる。な
お、自己バイアス電流回路部が安定な動作点になったと
き、動作検出回路部は自己バイアス電流回路部に影響を
及ぼさず、消費電流もほとんど無いような構成とするこ
とができる。
【００１３】また請求項２記載の発明は、請求項１記載
の電流源回路におけるスイッチ回路を、ＣＭＯＳインバ
ータで構成するものである。これにより、簡単な回路構
成でスタートアップ回路部の制御を確実に行えるスイッ
チ回路を提供することができる。また請求項３記載の発
明は、請求項１記載の電流源回路における動作検出回路
部を、前記自己バイアス電流回路部に含まれるカレント
ミラー回路の電流により制御される電流源と、該電流源
の出力と最低電位間に接続された第１のコンデンサとか
らなる動作状態検出回路と、該動作状態検出回路の前記
電流源の出力端に入力部を接続したコンパレータ回路と
で構成するものである。これにより、スタートアップ回
路部の停止を素早く確実に行える動作検出回路部が得ら
れる。また請求項４記載の発明は、請求項３記載のコン
パレータ回路を、入力端を前記動作状態検出回路に含ま
れる電流源の出力端に接続した第１のＣＭＯＳインバー
タと、入力端を前記第１のＣＭＯＳインバータの出力端
に接続し、出力端を前記スイッチ回路の入力端に接続し
た第２のＣＭＯＳインバータとで構成するものである。
これにより簡単な回路構成で確実な動作を行うコンパレ
ータ回路が得られる。
の電流源回路におけるスイッチ回路を、ＣＭＯＳインバ
ータで構成するものである。これにより、簡単な回路構
成でスタートアップ回路部の制御を確実に行えるスイッ
チ回路を提供することができる。また請求項３記載の発
明は、請求項１記載の電流源回路における動作検出回路
部を、前記自己バイアス電流回路部に含まれるカレント
ミラー回路の電流により制御される電流源と、該電流源
の出力と最低電位間に接続された第１のコンデンサとか
らなる動作状態検出回路と、該動作状態検出回路の前記
電流源の出力端に入力部を接続したコンパレータ回路と
で構成するものである。これにより、スタートアップ回
路部の停止を素早く確実に行える動作検出回路部が得ら
れる。また請求項４記載の発明は、請求項３記載のコン
パレータ回路を、入力端を前記動作状態検出回路に含ま
れる電流源の出力端に接続した第１のＣＭＯＳインバー
タと、入力端を前記第１のＣＭＯＳインバータの出力端
に接続し、出力端を前記スイッチ回路の入力端に接続し
た第２のＣＭＯＳインバータとで構成するものである。
これにより簡単な回路構成で確実な動作を行うコンパレ
ータ回路が得られる。
【００１４】
【実施例】次に、実施例について説明する。図１は本発
明に係る電流源回路の第１実施例を示す回路構成図で、
図４に示した従来例と対応する部分には同一符号を付し
て示している。この実施例の電流源回路は、自己バイア
ス電流回路部１と、該自己バイアス電流回路部１を起動
させるためのスタートアップ回路部２と、該スタートア
ップ回路部２と電源３及び接地４間に設けられ、該スタ
ートアップ回路部２の動作を制御するスイッチ回路７
と、前記自己バイアス電流回路部１の状態を検出して前
記スイッチ回路７を切り替え制御する動作検出回路部８
とで構成されている。
明に係る電流源回路の第１実施例を示す回路構成図で、
図４に示した従来例と対応する部分には同一符号を付し
て示している。この実施例の電流源回路は、自己バイア
ス電流回路部１と、該自己バイアス電流回路部１を起動
させるためのスタートアップ回路部２と、該スタートア
ップ回路部２と電源３及び接地４間に設けられ、該スタ
ートアップ回路部２の動作を制御するスイッチ回路７
と、前記自己バイアス電流回路部１の状態を検出して前
記スイッチ回路７を切り替え制御する動作検出回路部８
とで構成されている。
【００１５】そして、自己バイアス電流回路部１は、Ｖ
BE基準電流回路を構成するトランジスタＱ３，Ｑ４及び
抵抗Ｒ２と、カレントミラー回路を構成するトランジス
タＱ１，Ｑ２と、レベルシフト用の抵抗Ｒ１と、出力ト
ランジスタＱ５，Ｑ６とで構成されており、出力トラン
ジスタＱ５，Ｑ６のコレクタは、それぞれ電流出力端子
５，６になっている。またスタートアップ回路部２は、
抵抗21と、直列接続されたダイオード群ＤＱ21〜ＤＱ24
と、抵抗21とダイオード群ＤＱ21〜ＤＱ24との接続点に
接続されたダイオードＤＱ25とで構成されており、スイ
ッチ回路７はそれぞれのゲート及びドレインを共通に接
続し、ソースを電源３及び接地４に接続したＭＯＳトラ
ンジスタＭ71，Ｍ72からなるＣＭＯＳインバータで構成
されている。また動作検出回路部８は、自己バイアス電
流回路部１の動作状態検出回路を構成するトランジスタ
Ｑ81，Ｑ82及びコンデンサＣ81と、スイッチ回路７の制
御信号を出力するインバータ回路を構成するＭＯＳトラ
ンジスタＭ81〜Ｍ84とで構成されている。
BE基準電流回路を構成するトランジスタＱ３，Ｑ４及び
抵抗Ｒ２と、カレントミラー回路を構成するトランジス
タＱ１，Ｑ２と、レベルシフト用の抵抗Ｒ１と、出力ト
ランジスタＱ５，Ｑ６とで構成されており、出力トラン
ジスタＱ５，Ｑ６のコレクタは、それぞれ電流出力端子
５，６になっている。またスタートアップ回路部２は、
抵抗21と、直列接続されたダイオード群ＤＱ21〜ＤＱ24
と、抵抗21とダイオード群ＤＱ21〜ＤＱ24との接続点に
接続されたダイオードＤＱ25とで構成されており、スイ
ッチ回路７はそれぞれのゲート及びドレインを共通に接
続し、ソースを電源３及び接地４に接続したＭＯＳトラ
ンジスタＭ71，Ｍ72からなるＣＭＯＳインバータで構成
されている。また動作検出回路部８は、自己バイアス電
流回路部１の動作状態検出回路を構成するトランジスタ
Ｑ81，Ｑ82及びコンデンサＣ81と、スイッチ回路７の制
御信号を出力するインバータ回路を構成するＭＯＳトラ
ンジスタＭ81〜Ｍ84とで構成されている。
【００１６】次にこのように構成された第１実施例の動
作を、図２の各部の電位、電流波形及び動作状態を示す
図を参照しながら説明する。まず、ＭＯＳトランジスタ
Ｍ81とＭ82で構成されるインバータ、及びＭＯＳトラン
ジスタＭ83とＭ84で構成されるインバータの閾値電位
は、電源３の値ＶDDの１／２とする。また、電流源回路
の各部の電位について、電源３の値ＶDDの１／２より小
さい場合を“Ｌ”レベル、電源３の値ＶDDの１／２より
大きい場合を“Ｈ”レベルとする。
作を、図２の各部の電位、電流波形及び動作状態を示す
図を参照しながら説明する。まず、ＭＯＳトランジスタ
Ｍ81とＭ82で構成されるインバータ、及びＭＯＳトラン
ジスタＭ83とＭ84で構成されるインバータの閾値電位
は、電源３の値ＶDDの１／２とする。また、電流源回路
の各部の電位について、電源３の値ＶDDの１／２より小
さい場合を“Ｌ”レベル、電源３の値ＶDDの１／２より
大きい場合を“Ｈ”レベルとする。
【００１７】自己バイアス電流回路部１が望ましくない
図５のゼロ点状態Ａにあると仮定すると、トランジスタ
Ｑ１のベース電位は電源３の値ＶDDと等しく、トランジ
スタＱ81，Ｑ82に流れる電流ＩC(Q82)＝０となり、コン
デンサＣ81は充電されない。そのため、トランジスタＱ
82のコレクタ９の電位は“Ｌ”レベルのままである。こ
れにより、ＭＯＳトランジスタＭ81とＭ82で構成される
インバータの出力10の電位は“Ｈ”レベルに、ＭＯＳト
ランジスタＭ83とＭ84で構成されるインバータの出力11
の電位は“Ｌ”レベルに固定される。このとき、電源３
とスタートアップ回路部２の間にあるスイッチ回路７に
おいては、ＭＯＳトランジスタＭ71がオン、ＭＯＳトラ
ンジスタＭ72がオフとなって、スタートアップ回路部２
はＭＯＳトランジスタＭ71を介して電源３と接続され、
スタートアップ回路部２は動作を開始する。
図５のゼロ点状態Ａにあると仮定すると、トランジスタ
Ｑ１のベース電位は電源３の値ＶDDと等しく、トランジ
スタＱ81，Ｑ82に流れる電流ＩC(Q82)＝０となり、コン
デンサＣ81は充電されない。そのため、トランジスタＱ
82のコレクタ９の電位は“Ｌ”レベルのままである。こ
れにより、ＭＯＳトランジスタＭ81とＭ82で構成される
インバータの出力10の電位は“Ｈ”レベルに、ＭＯＳト
ランジスタＭ83とＭ84で構成されるインバータの出力11
の電位は“Ｌ”レベルに固定される。このとき、電源３
とスタートアップ回路部２の間にあるスイッチ回路７に
おいては、ＭＯＳトランジスタＭ71がオン、ＭＯＳトラ
ンジスタＭ72がオフとなって、スタートアップ回路部２
はＭＯＳトランジスタＭ71を介して電源３と接続され、
スタートアップ回路部２は動作を開始する。
【００１８】スタートアップ回路部２の動作が開始する
と、ダイオードＤＱ25のアノード電位は接地４の電位Ｇ
ＮＤより４ＶBE分高い値となる。一方、自己バイアス電
流回路部１のトランジスタＱ１〜Ｑ４には電流が流れて
いないから、トランジスタＱ３，Ｑ４のベース電位はほ
ぼ接地電位ＧＮＤに等しくなる。このため、抵抗Ｒ１の
両端には３ＶBE分の電圧がかかり、抵抗Ｒ１に電流が流
れる。抵抗Ｒ１を流れた電流はトランジスタＱ３，Ｑ４
と抵抗Ｒ２にも流れ込み、更に、トランジスタＱ１，Ｑ
２のカレントミラーに電流が流れ、ゼロ点状態Ａが避け
られることになる。
と、ダイオードＤＱ25のアノード電位は接地４の電位Ｇ
ＮＤより４ＶBE分高い値となる。一方、自己バイアス電
流回路部１のトランジスタＱ１〜Ｑ４には電流が流れて
いないから、トランジスタＱ３，Ｑ４のベース電位はほ
ぼ接地電位ＧＮＤに等しくなる。このため、抵抗Ｒ１の
両端には３ＶBE分の電圧がかかり、抵抗Ｒ１に電流が流
れる。抵抗Ｒ１を流れた電流はトランジスタＱ３，Ｑ４
と抵抗Ｒ２にも流れ込み、更に、トランジスタＱ１，Ｑ
２のカレントミラーに電流が流れ、ゼロ点状態Ａが避け
られることになる。
【００１９】自己バイアス電流回路部１が動作点Ｂで安
定となったときに、抵抗Ｒ１の両端にかかる電圧が２Ｖ
BE分となるように抵抗Ｒ１の値を選ぶと、ダイオードＤ
Ｑ25の両端にかかる電圧はゼロとなり、ダイオードＤＱ
25はオフし、スタートアップ回路部２は自己バイアス電
流回路部１から切り離される。したがって、動作点Ｂに
なったときは、スタートアップ回路部２は自己バイアス
電流回路部１に影響を及ぼさないようになる。
定となったときに、抵抗Ｒ１の両端にかかる電圧が２Ｖ
BE分となるように抵抗Ｒ１の値を選ぶと、ダイオードＤ
Ｑ25の両端にかかる電圧はゼロとなり、ダイオードＤＱ
25はオフし、スタートアップ回路部２は自己バイアス電
流回路部１から切り離される。したがって、動作点Ｂに
なったときは、スタートアップ回路部２は自己バイアス
電流回路部１に影響を及ぼさないようになる。
【００２０】ところで、自己バイアス電流回路部１が動
作点Ｂで安定すると、トランジスタＱ81，Ｑ82を介し
て、定電流ＩC(Q82)が流れ、コンデンサＣ81を充電し、
トランジスタＱ82のコレクタ９の電位を上昇させる。ト
ランジスタＱ82のコレクタ９の電位の上昇の割合〔Ｖ／
ms〕は、次式（３）で示される。 ＩC(Q82)〔ｎＡ〕／Ｃ81〔ｐＦ〕 ・・・・・・・・・・・・・（３）
作点Ｂで安定すると、トランジスタＱ81，Ｑ82を介し
て、定電流ＩC(Q82)が流れ、コンデンサＣ81を充電し、
トランジスタＱ82のコレクタ９の電位を上昇させる。ト
ランジスタＱ82のコレクタ９の電位の上昇の割合〔Ｖ／
ms〕は、次式（３）で示される。 ＩC(Q82)〔ｎＡ〕／Ｃ81〔ｐＦ〕 ・・・・・・・・・・・・・（３）
【００２１】トランジスタＱ82のコレクタ９の電位がＶ
DD／２に達すると、ＭＯＳトランジスタＭ81とＭ82で構
成されるインバータの出力10の電位は“Ｌ”レベルに、
ＭＯＳトランジスタＭ83とＭ84で構成されるインバータ
の出力11の電位は“Ｈ”レベルに変化する。なお、自己
バイアス電流回路部１が動作点Ｂで安定してからインバ
ータの出力が反転するまでの時間Ｔ〔ｍｓ〕は、次式
（４）で示される。 Ｔ＝Ｃ81〔ｐＦ〕／ＩC(Q82)〔ｎＡ〕・ＶDD〔Ｖ〕／２ ・・・（４）
DD／２に達すると、ＭＯＳトランジスタＭ81とＭ82で構
成されるインバータの出力10の電位は“Ｌ”レベルに、
ＭＯＳトランジスタＭ83とＭ84で構成されるインバータ
の出力11の電位は“Ｈ”レベルに変化する。なお、自己
バイアス電流回路部１が動作点Ｂで安定してからインバ
ータの出力が反転するまでの時間Ｔ〔ｍｓ〕は、次式
（４）で示される。 Ｔ＝Ｃ81〔ｐＦ〕／ＩC(Q82)〔ｎＡ〕・ＶDD〔Ｖ〕／２ ・・・（４）
【００２２】ＭＯＳトランジスタＭ83とＭ84で構成され
るインバータの出力11の電位が“Ｈ”レベルに変化する
と、電源３とスタートアップ回路部２の間にあるスイッ
チ回路７は、ＭＯＳトランジスタＭ71がオフ、ＭＯＳト
ランジスタＭ72がオンとなり、スタートアップ回路部２
はＭＯＳトランジスタＭ72を介して接地４の電位ＧＮＤ
と接続され、スタートアップ回路部２は動作を停止し、
スタートアップ回路部２で消費される電流はゼロとな
る。このとき、ダイオードＤＱ25のアノード側は接地４
の電位ＧＮＤに、カソード側は接地４の電位ＧＮＤより
４ＶBE分高い電位となるから、ダイオードＤＱ25はオフ
のままで、自己バイアス電流回路部１とスタートアップ
回路部２が切り離された状態は継続される。
るインバータの出力11の電位が“Ｈ”レベルに変化する
と、電源３とスタートアップ回路部２の間にあるスイッ
チ回路７は、ＭＯＳトランジスタＭ71がオフ、ＭＯＳト
ランジスタＭ72がオンとなり、スタートアップ回路部２
はＭＯＳトランジスタＭ72を介して接地４の電位ＧＮＤ
と接続され、スタートアップ回路部２は動作を停止し、
スタートアップ回路部２で消費される電流はゼロとな
る。このとき、ダイオードＤＱ25のアノード側は接地４
の電位ＧＮＤに、カソード側は接地４の電位ＧＮＤより
４ＶBE分高い電位となるから、ダイオードＤＱ25はオフ
のままで、自己バイアス電流回路部１とスタートアップ
回路部２が切り離された状態は継続される。
【００２３】なお、トランジスタＱ82のコレクタ９の電
位はＶDD／２を越えても上昇を続け、電源３と等しい値
ＶDDに近づく、このとき、トランジスタＱ81，Ｑ82のコ
レクタ・エミッタ間電圧ＶCEはどんどん小さくなり、ト
ランジスタＱ81，Ｑ82は飽和領域で動作するため、流れ
る電流も小さくなる。トランジスタＱ82のコレクタ９の
電位が電源３の値ＶDDに等しくなると、トランジスタＱ
81，Ｑ82のコレクタ・エミッタ間電圧ＶCEがゼロとなる
ため、もはやトランジスタＱ81，Ｑ82には電流が流れ
ず、トランジスタＱ82のコレクタ９の電位の上昇もスト
ップし、電源３と等しい値ＶDDに固定される。トランジ
スタＱ82のコレクタ９の電位がＶDDに固定された場合、
動作検出回路部８で消費される電流はゼロとなる。
位はＶDD／２を越えても上昇を続け、電源３と等しい値
ＶDDに近づく、このとき、トランジスタＱ81，Ｑ82のコ
レクタ・エミッタ間電圧ＶCEはどんどん小さくなり、ト
ランジスタＱ81，Ｑ82は飽和領域で動作するため、流れ
る電流も小さくなる。トランジスタＱ82のコレクタ９の
電位が電源３の値ＶDDに等しくなると、トランジスタＱ
81，Ｑ82のコレクタ・エミッタ間電圧ＶCEがゼロとなる
ため、もはやトランジスタＱ81，Ｑ82には電流が流れ
ず、トランジスタＱ82のコレクタ９の電位の上昇もスト
ップし、電源３と等しい値ＶDDに固定される。トランジ
スタＱ82のコレクタ９の電位がＶDDに固定された場合、
動作検出回路部８で消費される電流はゼロとなる。
【００２４】トランジスタＱ82のコレクタ９の電位がＶ
DDに固定されると、ＭＯＳトランジスタＭ81とＭ82で構
成されるインバータの出力10の電位は“Ｌ”レベルに、
ＭＯＳトランジスタＭ83とＭ84で構成されるインバータ
の出力11の電位は“Ｈ”レベルに固定され、スタートア
ップ回路部２の動作も停止のままである。この状態にお
いて電流源回路の出力端子５，６で得られる出力電流Ｉ
OUT は、次式（５）で示される。但しＲ2 は抵抗Ｒ２の
抵抗値である。 ＩOUT ＝ＶBE(Q3)／Ｒ2 ・・・・・・・・・（５）
DDに固定されると、ＭＯＳトランジスタＭ81とＭ82で構
成されるインバータの出力10の電位は“Ｌ”レベルに、
ＭＯＳトランジスタＭ83とＭ84で構成されるインバータ
の出力11の電位は“Ｈ”レベルに固定され、スタートア
ップ回路部２の動作も停止のままである。この状態にお
いて電流源回路の出力端子５，６で得られる出力電流Ｉ
OUT は、次式（５）で示される。但しＲ2 は抵抗Ｒ２の
抵抗値である。 ＩOUT ＝ＶBE(Q3)／Ｒ2 ・・・・・・・・・（５）
【００２５】以上により、トランジスタＱ82のコレクタ
９の電位が電源３の値ＶDDに固定された最終的状態で
は、スタートアップ回路部２とスイッチ回路７及び動作
検出回路部８で消費される電流はゼロとなり、電流源回
路全体で消費される電流は自己バイアス電流回路部１の
みで、従来例に比べて小さな値となる。なお、式（４）
より、トランジスタＱ82を流れる電流ＩC(Q82)とコンデ
ンサＣ81の値を変化させることにより、自己バイアス電
流回路部１が動作点Ｂで安定してからスタートアップ回
路部２の動作停止までの時間を、所望値に設定すること
ができる。
９の電位が電源３の値ＶDDに固定された最終的状態で
は、スタートアップ回路部２とスイッチ回路７及び動作
検出回路部８で消費される電流はゼロとなり、電流源回
路全体で消費される電流は自己バイアス電流回路部１の
みで、従来例に比べて小さな値となる。なお、式（４）
より、トランジスタＱ82を流れる電流ＩC(Q82)とコンデ
ンサＣ81の値を変化させることにより、自己バイアス電
流回路部１が動作点Ｂで安定してからスタートアップ回
路部２の動作停止までの時間を、所望値に設定すること
ができる。
【００２６】次に第２実施例を図３に基づいて説明す
る。この実施例は、電流源回路を構成する全てのトラン
ジスタをＭＯＳトランジスタに置き換えたもので、自己
バイアス電流回路部１ばかりでなく、動作検出回路部８
の動作状態検出回路もＭＯＳトランジスタＭ85，Ｍ86及
びコンデンサＣ81で構成している。したがって、この実
施例の動作は、基本的に第１実施例と同様である。
る。この実施例は、電流源回路を構成する全てのトラン
ジスタをＭＯＳトランジスタに置き換えたもので、自己
バイアス電流回路部１ばかりでなく、動作検出回路部８
の動作状態検出回路もＭＯＳトランジスタＭ85，Ｍ86及
びコンデンサＣ81で構成している。したがって、この実
施例の動作は、基本的に第１実施例と同様である。
【００２７】この実施例の場合、自己バイアス電流回路
部１をＭＯＳトランジスタで構成しているためＶGS基準
電流回路となっており、電源変動に対して出力電流の変
化が小さいという特徴を持つ。しかも、ＭＯＳトランジ
スタで全ての回路を構成できるため、製造工程が少なく
低コストで製作期間が短いという利点を持ったＣＭＯＳ
プロセスで製作できるという特徴を持つ。
部１をＭＯＳトランジスタで構成しているためＶGS基準
電流回路となっており、電源変動に対して出力電流の変
化が小さいという特徴を持つ。しかも、ＭＯＳトランジ
スタで全ての回路を構成できるため、製造工程が少なく
低コストで製作期間が短いという利点を持ったＣＭＯＳ
プロセスで製作できるという特徴を持つ。
【００２８】この実施例では、自己バイアス電流回路部
１が動作点Ｂになったときに、抵抗Ｒ１の両端にかかる
電圧２ＶGS以上となるように抵抗Ｒ１の値を選ぶ必要が
ある。また、ダイオード群ＤＭ21〜ＤＭ25もＭＯＳトラ
ンジスタをダイオード接続したもので構成し、ダイオー
ドに電流が流れたとき、ダイオード両端に発生する電圧
差をＶGSとする。また、ＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ４
に電流が流れた場合のゲート・ソース間電圧もＶGSとす
る。この実施例において、電流出力端子５，６で得られ
る出力電流ＩOUT は、次式（６）で示される。 ＩOUT ＝ＶGS(M3)／Ｒ2 ・・・・・・・・・（６）
１が動作点Ｂになったときに、抵抗Ｒ１の両端にかかる
電圧２ＶGS以上となるように抵抗Ｒ１の値を選ぶ必要が
ある。また、ダイオード群ＤＭ21〜ＤＭ25もＭＯＳトラ
ンジスタをダイオード接続したもので構成し、ダイオー
ドに電流が流れたとき、ダイオード両端に発生する電圧
差をＶGSとする。また、ＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ４
に電流が流れた場合のゲート・ソース間電圧もＶGSとす
る。この実施例において、電流出力端子５，６で得られ
る出力電流ＩOUT は、次式（６）で示される。 ＩOUT ＝ＶGS(M3)／Ｒ2 ・・・・・・・・・（６）
【００２９】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
請求項１記載の発明によれば、消費電流の小さな電流源
回路を実現することができる。また請求項２記載の発明
によれば、回路構成が簡単で、スタートアップ回路部の
動作／停止の制御を確実に行え、しかも消費電流が小さ
な電流源回路を実現できる。また請求項３記載の発明に
よれば、スタートアップ回路部の停止を素早く確実に行
え、消費電流が小さな電流源回路を実現できる。また請
求項４記載の発明によれば、回路構成が簡単で、スター
トアップ回路部の停止を素早く確実に行え、しかも消費
電流が小さな電流源回路を実現できる。
請求項１記載の発明によれば、消費電流の小さな電流源
回路を実現することができる。また請求項２記載の発明
によれば、回路構成が簡単で、スタートアップ回路部の
動作／停止の制御を確実に行え、しかも消費電流が小さ
な電流源回路を実現できる。また請求項３記載の発明に
よれば、スタートアップ回路部の停止を素早く確実に行
え、消費電流が小さな電流源回路を実現できる。また請
求項４記載の発明によれば、回路構成が簡単で、スター
トアップ回路部の停止を素早く確実に行え、しかも消費
電流が小さな電流源回路を実現できる。
【図１】本発明に係る電流源回路の第１実施例を示す回
路構成図である。
路構成図である。
【図２】図１に示した第１実施例の動作を説明するため
の各部の電位、電流波形及び動作状態を示す図である。
の各部の電位、電流波形及び動作状態を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す回路構成図である。
【図４】従来の電流源回路の構成例を示す回路構成図で
ある。
ある。
【図５】自己バイアス電流源回路の動作点を説明するた
めの特性図である。
めの特性図である。
１ 自己バイアス電流回路部 ２ スタートアップ回路部 ３ 電源 ４ 接地 ５，６ 電流出力端子 ７ スイッチ回路 ８ 動作検出回路部 ９ トランジスタＱ82のコレクタ又はトランジスタＭ86
のドレイン 10，11 インバータ出力
のドレイン 10，11 インバータ出力
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｋ 19/0948 Ｈ０３Ｋ 19/094 Ｂ
Claims (4)
- 【請求項１】 自己バイアス電流回路部と、該自己バイ
アス電流回路部を起動させるためのスタートアップ回路
部と、電源と前記スタートアップ回路部との間に設けら
れ、前記スタートアップ回路部の電源をオン・オフさせ
て、前記スタートアップ回路部の動作を制御するスイッ
チ回路と、前記自己バイアス電流回路部の動作状態を検
出して前記スイッチ回路を切り替え制御する制御信号を
前記スイッチ回路に送出する動作検出回路部とからなる
ことを特徴とする電流源回路。 - 【請求項２】 前記スイッチ回路は、ＣＭＯＳインバー
タで構成されていることを特徴とする請求項１記載の電
流源回路。 - 【請求項３】 前記動作検出回路部は、前記自己バイア
ス電流回路部に含まれるカレントミラー回路の電流によ
り制御される電流源と、該電流源の出力と最低電位間に
接続された第１のコンデンサとからなる動作状態検出回
路と、該動作状態検出回路の前記電流源の出力端に入力
部を接続したコンパレータ回路とからなることを特徴と
する請求項１又は２記載の電流源回路。 - 【請求項４】 前記コンパレータ回路は、入力端を前記
動作状態検出回路に含まれる電流源の出力端に接続した
第１のＣＭＯＳインバータと、入力端を前記第１のＣＭ
ＯＳインバータの出力端に接続し、出力端を前記スイッ
チ回路の入力端に接続した第２のＣＭＯＳインバータと
からなることを特徴とする請求項３記載の電流源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7144270A JPH08314560A (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 電流源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7144270A JPH08314560A (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 電流源回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08314560A true JPH08314560A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=15358190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7144270A Withdrawn JPH08314560A (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 電流源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08314560A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100485142B1 (ko) * | 1997-11-18 | 2005-08-17 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 스타트-업회로 |
| JP2006338199A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Toshiba Microelectronics Corp | 低消費電力回路 |
-
1995
- 1995-05-19 JP JP7144270A patent/JPH08314560A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100485142B1 (ko) * | 1997-11-18 | 2005-08-17 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 스타트-업회로 |
| JP2006338199A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Toshiba Microelectronics Corp | 低消費電力回路 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020806 |