JPH09120317A - 高精度定電流源回路 - Google Patents

高精度定電流源回路

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JPH09120317A
JPH09120317A JP30062295A JP30062295A JPH09120317A JP H09120317 A JPH09120317 A JP H09120317A JP 30062295 A JP30062295 A JP 30062295A JP 30062295 A JP30062295 A JP 30062295A JP H09120317 A JPH09120317 A JP H09120317A
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JP
Japan
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transistor
constant current
current
voltage
current source
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Application number
JP30062295A
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English (en)
Inventor
Haruyuki Shibazaki
晴之 柴崎
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Advantest Corp
Original Assignee
Advantest Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、温度変動や電圧変動に対して安定
なことが要求される高速・高精度のアンプ等の電源に使
用する、高精度定電流源回路には適した、温度依存性と
電圧依存性を簡単な回路で補償した高精度定電流源回路
を提供する。 【解決手段】 トランジスタQ1のベース電流を補償
し、I2の低減を図るために、オペアンプ20の出力を
うけてソースフォロワとして動作するFETのFET1
とバイアス電流を流すためのバイアス抵抗R2とを追加
する。オペアンプ20の出力電流は、FETのFET1
のゲートに流れるリーク電流I2は微小であり無視でき
るので、I4はトランジスタQ1のベース電流I3が温
度等で変化しても安定した定電流出力が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速、高精度のア
ンプ等の電源に適した、温度変動や電圧変動に対して安
定な高精度定電流源回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術の定電流源について、図3と、
図4とを参照して説明する。本装置の構成は、図3に示
すように、基準電圧源V1と、オペアンプ20と、トラ
ンジスタQ1と、基準抵抗R1と、カスコード接続のト
ランジスタQ2とで構成している。
【0003】図示するように、外部電源から電流を基準
抵抗R1に印加し、基準抵抗R1の端子間電圧をセンス
し、該端子間電圧が基準電圧源V1と同電位となる様
に、オペアンプ20とトランジスタQ1とで帰還がかか
る。ここで、オペアンプ20の二つの入力間はイマジナ
リショートしているとみなせるので電位差は無く、基準
抵抗R1に流れる電流はI1=V1/R1となり定電流
となる。この定電流I1は、すべてトランジスタQ1の
エミッタに流れるのでIE=I1となる。従って、定電
流出力I4=IE−I3=I1−I3となる。
【0004】しかし、周囲温度の変化によりトランジス
タQ1の直流電流増幅率hFEが変化するのでトランジス
タQ1のベース電流I3は変化する。また負荷30の変
動によりトランジスタQ1のコレクタ電圧が変動するの
でVCBが変動し、そのためトランジスタQ1の直流電流
増幅率hFEが同様に変化するのでトランジスタQ1のベ
ース電流I3は変化する。従って、定電流出力I4は温
度および出力の電圧に影響され定電流特性が劣化する。
【0005】そこで、負荷30の変動によるトランジス
タQ1のコレクタ電圧変化の電圧依存性を低減するため
に、定電流出力にトランジスタQ2を追加したカスコー
ド回路をもちいて、トランジスタQ1のコレクタ電圧の
変動を1/hFE(直流電流増幅率)に減少させることも
できる。この場合、トランジスタQ2を追加することに
より、負荷30に印加される定電流出力はI6=I4−
I5となるため、温度変化によるトランジスタQ2のベ
ース電流I5の変化によるI6の影響もあるが、トラン
ジスタQ1のコレクタ電圧変動を減少させることによる
I4への影響を減少させる効果の方が大きいので、定電
流源としての安定度は改善される。しかしながら、高精
度のアンプ用としては十分安定な高精度定電流源とはな
らない。
【0006】また、図4に示すように、トランジスタQ
1かわりにMOSFETのFET2をもちいることによ
り、I3を低減することもできる。この場合、定電流I
1は、すべてMOSFETのFET2のドレインに流れ
るのでID=I1となる。従って、定電流出力I4=I
D−I3=I1−I3となる。ここで、I3はMOSF
ETのFET2のゲートに流れるリーク電流なので、ト
ランジスタQ1のベース電流よりも低減できる。
【0007】しかし、高速アンプの定電流源に用いる場
合、負荷の変動によりI6の出力電圧が高速に変化する
と、オペアンプ20による帰還系では応答が追従しな
い。また、図3においてはトランジスタQ1のC−B間
の容量により、また図4においてはMOSFETのFE
T2のG−D間の容量により、過度電流が流れるため、
一般にMOSFETの方が容量が大きく不利となる。
【発明が解決しようとする課題】上記説明のように、温
度変動や電圧変動に対して安定なことが要求される高速
・高精度のアンプ等の電源に使用する、高精度定電流源
回路には適していない。そこで、本発明は、温度依存性
と電圧依存性を簡単な回路で補償した高精度定電流源回
路を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決する為の手段】上記課題を解決するため
に、本発明の構成では、図1に示す構成にする。 本発
明では、トランジスタQ1のベース電流を補償し、I2
の低減を図るために、オペアンプ20の出力をうけてソ
ースフォロワとして動作するFETのFET1とバイア
ス電流を流すためのバイアス抵抗R2とを追加する。オ
ペアンプ20の出力電流は、FETのFET1のゲート
に流れるリーク電流I2は微小であり無視できるので、
I4はトランジスタQ1のベース電流I3が温度等で変
化しても安定した定電流出力が得られる。
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は、下記の実
施例において説明する。
【0009】
【実施例】
(実施例)本発明の実施例について、図1と図2とを参
照して説明する。構成は、図1に示すように、基準電圧
源V1と、オペアンプ20と、トランジスタQ1と、基
準抵抗R1と、負荷30の変動による出力の電圧依存性
を低減するためのトランジスタQ2との構成であり、こ
れにFETのFET1と、バイアス電流を流すためのバ
イアス抵抗R2とを追加した構成になっている。
【0010】本発明では、トランジスタQ1のベース電
流を補償し、I3の低減を図るために、FETのFET
1のドレインを基準抵抗R1の電圧センス点に接続し、
ソース側をトランジスタQ1のベース間に接続し、オペ
アンプ20の出力をゲートで受ける。また、FET1の
バイアス電流を流すためのバイアス抵抗R2をトランジ
スタQ1のベースとコレクタ間に接続する。FETのF
ET1がソースフォロワとして動作するためゲートとソ
ース間電圧Vゲートとソース間電圧VGSは一定となり、
電圧的バッファが挿入されただけなので、帰還ループ2
01は定電流源構成に対して影響を与えずに動作する。
【0011】従来技術で説明したのと同様に、電流を基
準抵抗R1に印加し、基準抵抗R1の端子間電圧をセン
スし、該端子間電圧が基準電圧源V1と同電位となる様
に、オペアンプ20とトランジスタQ1とで帰還がかか
る。ここで、オペアンプ20の二つの入力間はイマジナ
リショートしているとみなせるので電位差は無く、基準
抵抗R1に流れる電流はI1=V1/R1となり定電流
となる。この定電流I1は、トランジスタQ1のエミッ
タにすべて流れるのでIE=I1となる。従って、定電
流出力I4=I1−I3+I3+I2=I1+I2とな
る。
【0012】定電流出力I4=I1+I2において、I
2はFETのFET1のゲートに流れるリーク電流なの
で、微小であり無視できる。従って、I2=0とする
と、定電流出力のI4=I1となりトランジスタQ1の
ベース電流I3が温度等で変化しても定電流出力I4は
一定となる。また、負荷30の変動による出力の電圧依
存性を低減するためのトランジスタQ2による動作は従
来技術での説明と同じであるので省略する。なお、FE
TのFET1はトランジスタQ1のベース電流I3及
び、バイアス抵抗R2の両端に生ずる電圧変動による電
流変化分を吸収できれば良いので、小信号のNチャンネ
ルFETが使用できるため、端子間容量の少ない高速の
品種が使用可能である。
【0013】また、本発明の回路において、図2に示す
ように定電流出力にカスコード回路が無い場合は、FE
TのFET1にバイアス電流を流す定電流源iで構成す
ることもできる。この場合、トランジスタQ1のベース
電流I3は定電流源iの挿入によりFETのFET1に
流れる。この、トランジスタQ1のベース電流I3は温
度変化により変動するが、定電流のI1で制限されるの
でトランジスタQ1のコレクタに流れる電流には影響し
ない。トランジスタQ1コレクタに流れる電流のI4は
次式で求められる。I4=I1+I2+I7となる。こ
こでI2は、オペアンプ20の出力電流であり、FET
1のゲートに流れるリーク電流なので微小であり無視で
きる。従って、I2=0とすると、I4=I1+I7と
なり、I1とI7は定電流なので、I4は定電流出力と
なる。
【0014】本発明の高精度定電流源回路はトランジス
タQ1をPNPとして、FETをNチャンネルとして構
成したが、マイナスの高精度定電流源回路はトランジス
タQ1をNPNとして、FETをPチャンネルとして、
同様に構成できる。
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、高速・高精度のアンプ等に適した、周囲温
度の変化や負荷の変動に対して温度依存性や電圧依存性
を補償した定電流源を簡単な回路で実現できる。
【0015】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の高精度定電流源回路である。
【図2】本発明の他の実施例の高精度定電流源回路であ
る。
【図3】従来の定電流源回路である。
【図4】従来の他の定電流源回路である。
【符号の説明】
20 オペアンプ 30 負荷 FFT1 FET FFT2 MOSFET i バイアス用の定電流源 Q1,Q2 トランジスタ R1 基準抵抗 R2 バイアス抵抗 V1 基準電圧源

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電流を基準抵抗(R1)に印加して、該
    基準抵抗(R1)の端子間電圧をセンスし、オペアンプ
    (20)により、該端子間電圧が基準電圧源(V1)と
    同電位となるように、トランジスタ(Q1)のベースに
    帰還がかかる開放型の定電源回路において、 上記オペアンプ(20)の出力をゲートにうけて、上記
    トランジスタ(Q1)のエミッタ側の電圧センス点と、
    トランジスタ(Q1)のベース間にドレインとソースを
    接続したFET(FET1)を設け、 該FET(FET1)にバイアス電流をあたえるバイア
    ス抵抗(R2)を設け、 以上を具備して温度依存性と電圧依存性を補償したこと
    を特徴とした高精度定電流源回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の定電流源回路であって、
    上記FET(FET1)にバイアス電流をあたえるバイ
    アス抵抗(R2)に換えて、定電流源(i)を設けたこ
    とを特徴とした高精度定電流源回路。
JP30062295A 1995-10-24 1995-10-24 高精度定電流源回路 Pending JPH09120317A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104750158A (zh) * 2013-12-25 2015-07-01 西安航天远征流体控制股份有限公司 一种带开路保护的高精度恒流源
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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030729