JPH11305857A - Current mirror circuit and method for determining resistance of the same circuit - Google Patents

Current mirror circuit and method for determining resistance of the same circuit

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JPH11305857A
JPH11305857A JP10107512A JP10751298A JPH11305857A JP H11305857 A JPH11305857 A JP H11305857A JP 10107512 A JP10107512 A JP 10107512A JP 10751298 A JP10751298 A JP 10751298A JP H11305857 A JPH11305857 A JP H11305857A
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current
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resistance
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Masanobu Omura
昌伸 大村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely obtain desired output currents without being affected by changes in input currents by offsetting the sensitivity of the DC current amplification factor of a transistor on outputs currents between a pair of transistors through the use of a third resistor, and determining circuit constants for obtaining desired output currents through the use of a second resistor in a current mirror circuit. SOLUTION: In this current mirror circuit, a transistor Q1 is used as a unit transistor, a resistor R1 is connected with the emitter of the transistor Q1 , a transistor Q2 is used as coefficient times of the unit transistor, a resistor R2 is connected with the emitter of the transistor Q2 , the base of the transistor Q1 is connected through a resistor R3 with the base of the transistor Q2 , and the collector of the transistor Q1 is connected with the base of the transistor Q2 . In this case, input currents are applied to the collector of the transistor Q1 , and output currents are obtained from the collector of the transistor Q2 . Then, the resistance value of the resistor R3 is set so as to offset fluctuations of the DC current amplification factor of the transistor Q1 on the output currents and those of the DC current amplification factor of the transistor Q2 on the output currents.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カレントミラー回
路およびカレントミラー回路の抵抗決定方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current mirror circuit and a method for determining a resistance of the current mirror circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】カレントミラー回路は、半導体集積回路
において有用な回路である。この回路は、入力電流の変
化に関わらず、出力電流が入力電流の係数倍に正確に得
られることが望ましい。
2. Description of the Related Art A current mirror circuit is a useful circuit in a semiconductor integrated circuit. In this circuit, it is desirable that the output current be accurately obtained by a factor of the input current regardless of the change in the input current.

【0003】図1は、PNPトランジスタを用いたカレ
ントミラー回路を示す回路構成図である。図1に示すよ
うに、トランジスタQ1 を単位トランジスタとし、この
トランジスタQ1 のエミッタには抵抗R1 が接続されて
いる。トランジスタQ2 は単位トランジスタのn倍と
し、エミッタには抵抗R2 が接続されており、この抵抗
2 の抵抗値は抵抗R1 の抵抗値の1/n倍とする。抵
抗R1 および抵抗R2 のトランジスタと接続されていな
いもう一方は電源VCCと接続されている。トランジスタ
1 のベースとトランジスタQ2 のベースは、抵抗R3
を介して接続されている。トランジスタQ1 のコレクタ
とトランジスタQ2 のベースとは共通接続されて電流源
1に接続され、トランジスタQ1 のコレクタとトランジ
スタQ2 のベースとの共通接続部を入力とし、トランジ
スタQ2 のコレクタを出力とし、出力電流は入力電流の
n倍とする。図1において、入力電流をIin、出力電流
をI out とする。またトランジスタQ1 のエミッタ電流
をIE1、コレクタ電流をIC1、ベース電流をIB1、ベー
ス−エミッタ間の電圧をVBE1 とし、トランジスタQ 2
のエミッタ電流をIE2、コレクタ電流をIC2、ベース電
流をIB2、ベース−エミッタ間の電圧をVBE2 とする。
このときの抵抗R3 の値は次に示す数式1で与えること
ができる。
FIG. 1 shows a currencies using a PNP transistor.
FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing a front mirror circuit. As shown in Figure 1
Yeah, transistor Q1Is a unit transistor, and this
Transistor Q1The resistor R1Is connected
I have. Transistor QTwoIs n times the unit transistor
And the emitter has a resistor RTwoIs connected and this resistance
RTwoIs the resistance R11 / n times the resistance value of Usually
Anti-R1And resistance RTwoNot connected to the transistor
The other is connected to a power supply VCC. Transistor
Q1Base and transistor QTwoIs based on a resistor RThree
Connected through. Transistor Q1Collector
And transistor QTwoThe current source is commonly connected to the base
1 and the transistor Q1Collectors and Transi
Star QTwoInput the common connection with the base of the
Star QTwoAnd the output current is the input current
n times. In FIG. 1, the input current is Iin, Output current
To I outAnd Transistor Q1Emitter current
To IE1And the collector current is IC1And the base current is IB1, Ba
The voltage between theBE1And the transistor Q Two
The emitter current of IE2And the collector current is IC2, Base
Flow IB2, The voltage between the base and the emitter is VBE2And
The resistance R at this timeThreeIs given by the following formula 1.
Can be.

【0004】[0004]

【数1】 しかしながら、数式1はトランジスタQ1 のベース電流
B1およびベース−エミッタ間電圧VBE1 と、トランジ
スタQ2 のベース電流IB2およびベース−エミッタ間電
圧VBE2 が、R3 の決定要素として含まれている。しか
も、これらの決定要素はそれぞれに変動するため、数式
1よりR3 を求めることが困難である。
(Equation 1) However, Equation 1 is the base current I B1 and the base of the transistor Q 1 - emitter voltage V BE1, the base current I B2 and the base of the transistor Q 2 - emitter voltage V BE2 is included as determinant of R 3 I have. Moreover, since these determinants vary, it is difficult to obtain R 3 from Equation 1.

【0005】そのため、第1の従来例として、入力電流
に対する出力電流の関係をnIin=Iout 、抵抗R1
抵抗R2 の関係をR1 /n=R2 とし、トランジスタQ
1 とトランジスタQ2 におけるベース電流の関係をnI
B1=IB2、およびトランジスタQ1 とトランジスタQ2
におけるベース−エミッタ間電圧の関係をVBE1 =V
BE2 と近似してR3 を求めてきた。数式2は上記に示し
た近似式および関係式を用いたときの抵抗R3 を示す。
Therefore, as a first conventional example, the input current
The relationship of the output current toin= Iout, Resistance R1When
Resistance RTwoThe relationship of R1/ N = RTwoAnd the transistor Q
1And transistor QTwoThe relationship of the base current at nI
B1= IB2, And transistor Q1And transistor QTwo
The relationship between the base-emitter voltage at VBE1= V
BE2Approximate to RThreeI have been seeking. Equation 2 is shown above
Resistance R when using the approximate expression and the relational expressionThreeIs shown.

【0006】[0006]

【数2】R3 =(1+n)R1 しかしながら、実際のカレントミラー回路では、トラン
ジスタQ1 とトランジスタQ2 のベース電流に関する近
似式IB2=nIB1を成立させることは困難である。ま
た、トランジスタQ1 とトランジスタQ2 のベース−エ
ミッタ間電圧に関する近似式VBE1=VBE2 を成立させ
ることも困難であるため、数式2を用いて抵抗R3 の抵
抗値を求めても、入力電流に対し所望の出力電流を精度
よく得ることは困難である。
R 3 = (1 + n) R 1 However, in an actual current mirror circuit, it is difficult to satisfy the approximate expression I B2 = nI B1 regarding the base currents of the transistors Q 1 and Q 2 . Also, since it is difficult to satisfy the approximate expression V BE1 = V BE2 regarding the base-emitter voltage of the transistor Q 1 and the transistor Q 2 , even if the resistance value of the resistor R 3 is obtained by using the equation 2, It is difficult to accurately obtain a desired output current with respect to the current.

【0007】図3は、n=1の場合で、数式2を用いて
抵抗R3 を求め、入力電流Iinの変化に対する出力電流
out の関係を示した一例の特性図である。出力電流I
outが所望の電流値になっておらず、また、入力電流I
inが増加するにしたがい出力電流Iout が徐々に減少
し、入力電流に対する誤差が大きくなっている。表1−
1には、この時の抵抗R1 ,R2 ,R3 の抵抗値の関係
を、表1−2には、入力電流Iinが100μAのときの
出力電流Iout を示している。
[0007] Figure 3 shows a case n = 1, the resistor R 3 calculated using Equation 2, which is an example characteristic diagram showing the relationship between the output current I out with respect to the change of the input current I in. Output current I
out is not the desired current value and the input current I
The output current Iout gradually decreases as in increases, and the error with respect to the input current increases. Table 1
1 shows the relationship between the resistance values of the resistors R 1 , R 2 , and R 3 at this time, and Table 1-2 shows the output current I out when the input current I in is 100 μA.

【0008】[0008]

【表1】 次に、第2の従来の設計手法について説明する。[Table 1] Next, a second conventional design method will be described.

【0009】これは、第1の従来の設計手法を改良した
もので、トランジスタQ1 のベース電流IB1とトランジ
スタQ2 のベース電流IB2をIB1=IB2と近似せずに、
単位トランジスタのベース電流に対するコレクタ電流の
関係を示す特性図より図式的解法を用いて、トランジス
タQ2 のコレクタ電流IC2よりトランジスタQ2 のベー
ス電流IB2を求め、単位トランジスタのベース電流に対
するエミッタ電流の関係を示す特性図より図式的解法を
用いて、トランジスタQ1 のエミッタ電流IE1よりトラ
ンジスタQ1 のベース電流IB1を求める。これらのベー
ス電流を考慮して抵抗R3 の抵抗値を決定するものであ
る。
[0009] This is an improvement over the first conventional design method, the base current I B1 and the base current I B2 of the transistor Q 2 of the transistor Q 1 without approximation and I B1 = I B2,
Using a graphical solution than characteristic diagram showing the relationship of collector current to the base current of the unit transistors, it obtains a base current I B2 of the transistor Q 2 from the collector current I C2 of the transistor Q 2, the emitter current to the base current of the unit transistor using a graphical solution than characteristic diagram showing the relationship, obtaining the base current I B1 of the transistor Q 1 from the emitter current I E1 of the transistor Q 1. It is to determine the resistance value of the resistor R 3 in consideration of these base currents.

【0010】図1に示すカレントミラー回路において、
トランジスタQ1 を単位トランジスタとし、トランジス
タQ2 は単位トランジスタのn倍のトランジスタとし、
単位トランジスタの電気特性は同じものとする。入力電
流Iinと出力電流Iout の関係をnIin=Iout 、抵抗
1 と抵抗R2 の関係をR1 /n=R2 とする。また、
トランジスタQ1 およびトランジスタQ2 におけるベー
ス−エミッタ間電圧の関係をVBE1 =VBE2 と近似す
る。トランジスタQ2 のベース電流IB2を単位トランジ
スタあたりのベース電流IB20 を用いて表すとIB2=n
B20 となる。上記関係式および近似式を数式1に代入
すると、抵抗R3 は数式3で表される。
In the current mirror circuit shown in FIG.
The transistor Q 1 as a unit transistor, the transistor Q 2 is the n times the transistor unit transistor,
The electrical characteristics of the unit transistors are the same. Input current I in and the output current I out nI in = I out the relationship, of the relation between resistors R 1 and R 2 and R 1 / n = R 2. Also,
Base of the transistor Q 1 and the transistors Q 2 - the relationship emitter voltage approximated to V BE1 = V BE2. When the base current I B2 of the transistor Q 2 is expressed using the base current I B20 per unit transistor I B2 = n
IB20 . When the above relational expression and the approximate expression are substituted into Expression 1, the resistance R 3 is expressed by Expression 3.

【0011】[0011]

【数3】 ここで、数式3に示すR3 を求めるためには、トランジ
スタQ1 のベース電流IB1とトランジスタQ2 の単位ト
ランジスタあたりのベース電流IB20 を求めなくてはな
らない。これらのベース電流は、単位トランジスタのベ
ース電流に対するコレクタ電流およびエミッタ電流の特
性を示す図より図式的解法によって求めることができ
る。この手順を図4を用いて具体的に説明する。ここで
は、一例として入力電流を100μA、n=1とする。
(Equation 3) Here, in order to obtain the R 3 shown in Equation 3, we must seek the base current I B20 per unit transistor base current I B1 and the transistor Q 2 of the transistor Q 1. These base currents can be obtained by a schematic solution from a diagram showing characteristics of the collector current and the emitter current with respect to the base current of the unit transistor. This procedure will be specifically described with reference to FIG. Here, as an example, it is assumed that the input current is 100 μA and n = 1.

【0012】(手順1)まず、トランジスタQ2 の単位
トランジスタあたりのベース電流IB20 を、トランジス
タQ2 のコレクタ電流IC2から求める。
[0012] (Step 1) First, the base current I B20 per unit transistor of the transistor Q 2, obtained from the collector current I C2 of the transistor Q 2.

【0013】所望の出力電流Iout は、トランジスタQ
2 のコレクタ電流IC2で表すことができ、Iout =IC2
となる。したがって、図4に示す単位トランジスタのベ
ース電流IB に対するコレクタ電流IC の電気特性図よ
り、コレクタ電流がIC2=100μAとなる時のベース
電流が、トランジスタQ2 の単位トランジスタあたりの
ベース電流IB20 となる。この時のベース電流I
B20 は、6.79μAである。
The desired output current I out is determined by the transistor Q
2 can be represented by a collector current I C2 , and I out = I C2
Becomes Therefore, according to the electrical characteristic diagram of the collector current I C with respect to the base current I B of the unit transistor shown in FIG. 4, the base current when the collector current becomes I C2 = 100 μA is equal to the base current I per unit transistor of the transistor Q 2. B20 . The base current I at this time
B20 is 6.79 μA.

【0014】(手順2)次に、トランジスタQ1 のベー
ス電流IB1を、トランジスタQ1 のエミッタ電流IE1
ら求める。
[0014] (Step 2) Next, the base current I B1 of the transistor Q 1, obtained from the emitter current I E1 of the transistor Q 1.

【0015】トランジスタQ1 のエミッタ電流IE1は、
入力電流IinとトランジスタQ2 の単位トランジスタあ
たりのベース電流IB20 を用いて表すことができ、IE1
=I in−nIB20 となる。したがって、図4に示す単位
トランジスタのベース電流I B に対するエミッタ電流I
E の電気特性図より、エミッタ電流がIin−nIB20
93.03μAとなる時のベース電流が、トランジスタ
1 のベース電流IB1となる。この時のベース電流IB1
は、5.45μAである。
Transistor Q1Emitter current IE1Is
Input current IinAnd transistor QTwoUnit transistor
Base current IB20And can be expressed asE1
= I in-NIB20Becomes Therefore, the unit shown in FIG.
Transistor base current I BEmitter current I
EFrom the electrical characteristic diagram of FIG.in-NIB20=
When the base current at 93.03 μA becomes the transistor
Q1Base current IB1Becomes The base current I at this timeB1
Is 5.45 μA.

【0016】(手順3)上記説明に示すように図式的に
求めたIB1およびIB20 の値を数式3に代入すると、抵
抗R3 の抵抗値を求めることができ、カレントミラー回
路を構成するトランジスタのベース電流を考慮した設計
をすることができる。なお、この手法で求めた抵抗R3
の抵抗値は、7480Ωとなる。
(Procedure 3) By substituting the values of I B1 and I B20 which are schematically obtained as shown in the above description into Equation 3, the resistance value of the resistor R 3 can be obtained and a current mirror circuit is formed. A design can be made in consideration of the base current of the transistor. Note that the resistance R 3 obtained by this method
Is 7480Ω.

【0017】図5は、入力電流Iin=100μA、n=
1の場合、第2の従来の設計手法で図1における抵抗R
3 を求めたときの入力電流Iinに対する出力電流Iout
との関係を示した一例の特性図である。同時にベース電
流を考慮しない第1の従来の設計手法の結果も比較のた
めに示している。また、表2−1には、抵抗R1
2 ,R3の抵抗値の関係を、表2−2には、入力電流
inが100μAのときの出力電流Iout を示してい
る。
FIG. 5 shows the input current Iin= 100 μA, n =
In the case of 1, the resistance R in FIG.
ThreeInput current IinOutput current Iout
FIG. 6 is a characteristic diagram illustrating an example of a relationship with the graph. At the same time
The results of the first conventional design method that does not consider flow are also compared.
It is shown for Table 2-1 shows that the resistance R1,
R Two, RThreeTable 2-2 shows the input current
IinOutput current I is 100 μAoutShows
You.

【0018】[0018]

【表2】 ここで説明した第2の従来の設計手法は、第1の従来の
設計手法より改善されているが、トランジスタQ1 とト
ランジスタQ2 のコレクタ−エミッタ間電圧およびアー
リー電圧は等しいと考えたとき有効であり、ベース−エ
ミッタ間電圧も等しいという条件は、実際の回路動作上
ではほとんどありえない。また、単位トランジスタのベ
ース電流に対するコレクタ電流およびエミッタ電流の電
気特性を調査し、図式的にベース電流を求めることは、
回路設計上大変なことである。
[Table 2] Effective when the emitter voltage and Early voltage was considered to be equal - second conventional design approach described herein has been improved from the first conventional design method, the collector of the transistor Q 1, the transistor Q 2 And the condition that the base-emitter voltages are equal is almost impossible in actual circuit operation. In addition, by investigating the electrical characteristics of the collector current and the emitter current with respect to the base current of the unit transistor, and schematically obtaining the base current,
This is a serious problem in circuit design.

【0019】そこで、第3の従来の設計手法として、よ
り実際の回路動作に近い条件下で簡単かつ自動的に抵抗
3 を求める手法を説明する。
[0019] Therefore, as a third conventional design method, it will be described a method of obtaining simply and automatically resistor R 3 under conditions closer to the actual circuit operation.

【0020】図6は、図1の抵抗R3 を、回路シミュレ
ーターを用いて自動的に求める回路構成を示している。
トランジスタQ1 のエミッタには抵抗R1 が接続されて
おり、トランジスタQ2 のエミッタには抵抗R2 が接続
されている。トランジスタQ 1 のベースとトランジスタ
2 のベースは、電圧制御抵抗4を介して接続されてい
る。トランジスタQ1 のコレクタとトランジスタのベー
スとは共通接続されて電流源1が接続されている。トラ
ンジスタQ1 のコレクタとトランジスタのベースとの共
通接続部を入力とし、トランジスタQ2 のコレクタを出
力とする。抵抗R1 および抵抗R2 のトランジスタと接
続されていないもう一方は電源VCCと接続されている。
トランジスタQ2 のコレクタには、電流電圧変換回路2
が接続されており、この電流電圧変換回路2のゲインを
α1 とする。また、電流電圧回路2のもう一方の入力
は、トランジスタQ2 が回路動作上飽和しない程度の電
圧Vxを与える。電流電圧変換回路2の出力は、コンパ
レータ回路3の反転入力端子(−)に接続されている。
コンパレータ回路3のゲインはα2 とする。コンパレー
タ回路3のもう一方の入力(非反転入力端子(+))
は、所望の出力電流に電流電圧変換回路2のゲインα1
倍に相当した値の入力電流に相当した基準電圧V(α1
out )を与える。コンパレータ回路3の出力は、電圧
制御抵抗4の制御端子に接続されている。この電圧制御
抵抗4は、コンパレータ回路3のゲインα 2 倍に比例し
た抵抗値になる。上記に説明した構成で帰還ループを含
む回路を用いると、自動的に図1のR3 に対応する抵抗
値を求めることができる。
FIG. 6 shows the resistance R of FIG.ThreeThe circuit simulation
2 shows a circuit configuration that is automatically obtained by using a computer.
Transistor Q1The resistor R1Is connected
And transistor QTwoThe resistor RTwoIs connected
Have been. Transistor Q 1Base and transistor
QTwoIs connected via a voltage control resistor 4.
You. Transistor Q1Collector and transistor base
And the current source 1 is connected in common. Tiger
Transistor Q1Of the collector of the transistor and the base of the transistor
Input to the connectionTwoExit collector
Force. Resistance R1And resistance RTwoContact with transistor
The other not connected is connected to the power supply VCC.
Transistor QTwoCurrent-voltage conversion circuit 2
Is connected, and the gain of the current-voltage conversion circuit 2 is
α1And The other input of the current-voltage circuit 2
Is the transistor QTwoVoltage that does not saturate during circuit operation.
A pressure Vx is applied. The output of the current-voltage conversion circuit 2 is
It is connected to the inverting input terminal (-) of the generator circuit 3.
The gain of the comparator circuit 3 is αTwoAnd Comparing
Other input of data circuit 3 (non-inverting input terminal (+))
Is the gain α of the current-voltage conversion circuit 2 at the desired output current.1
The reference voltage V (α corresponding to the input current having a value corresponding to1
Iout)give. The output of the comparator circuit 3 is a voltage
It is connected to the control terminal of the control resistor 4. This voltage control
The resistance 4 is a gain α of the comparator circuit 3. TwoProportionally double
Resistance value. The configuration described above includes a feedback loop.
When the circuit shown in FIG.ThreeResistance corresponding to
The value can be determined.

【0021】図7は、Iin=100μA、n=1、Vx
=3Vとして求めた抵抗R3 の抵抗値を用いて、図1に
おける入力電流Iinに対する出力電流Iout との関係を
示した一例である。また、同時に第1および第2の従来
の設計手法によって求めた結果も示している。表3−1
には、抵抗R1 ,R2 ,R3 の抵抗値の関係を、表3−
2には、入力電流Iinが100μAのときの出力電流I
out を示している。この手法を用いて抵抗R3 を求める
と、かなりの精度で出力電流が得られる。
FIG. 7 shows that I in = 100 μA, n = 1, Vx
= By the resistance value of the resistor R 3 which was determined as 3V, it is an example showing the relationship between the output current I out with respect to the input current I in in Figure 1. Also, the results obtained by the first and second conventional design methods are shown. Table 3-1
To the relationship between the resistors R 1, R 2, the resistance value of R 3, Table 3
2 shows the output current I when the input current I in is 100 μA.
out . When determining the resistance R 3 using this approach, the output current is obtained with considerable accuracy.

【0022】[0022]

【表3】 [Table 3]

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】図1のカレントミラー
回路において、これまで述べてきた手法によって決定さ
れる抵抗R3 の抵抗値では、特定の入力電流に対しての
み所望の出力電流を得ることができたが、入力電流が変
化したとき出力電流は所望の電流値になっていないとい
う問題点がある。
[SUMMARY OF THE INVENTION In the current mirror circuit shown in FIG. 1, the resistance value of the resistor R 3 which are determined by the procedure described so far, to obtain the desired output current only for a specific input current However, there is a problem that the output current is not at a desired current value when the input current changes.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】本発明のカレントミラー
回路は、第1のトランジスタを単位トランジスタとし、
該第1のトランジスタのエミッタに第1の抵抗を接続
し、第2のトランジスタを単位トランジスタの係数倍と
し、該第2のトランジスタのエミッタに第2の抵抗を接
続し、該第1のトランジスタのベースと該第2のトラン
ジスタのベースとを第3の抵抗を介して接続し、該第1
のトランジスタのコレクタと該第2のトランジスタのベ
ースとを接続してなり、前記第1のトランジスタのコレ
クタに入力電流を与え、前記第2のトランジスタのコレ
クタから出力電流を得るカレントミラー回路において、
前記第1のトランジスタの直流電流増幅率の変動が前記
出力電流に及ぼす感度と、前記第2のトランジスタの直
流電流増幅率の変動が前記出力電流に及ぼす感度とが、
互いに打ち消し合うような値に前記第3の抵抗の抵抗値
を設定することを特徴とする。
According to the current mirror circuit of the present invention, the first transistor is a unit transistor,
A first resistor is connected to the emitter of the first transistor, the second transistor is multiplied by a factor of the unit transistor, a second resistor is connected to the emitter of the second transistor, and the first transistor is connected to the emitter of the first transistor. A base connected to the base of the second transistor via a third resistor;
A current mirror circuit comprising a collector connected to the base of the second transistor, an input current supplied to the collector of the first transistor, and an output current obtained from the collector of the second transistor.
The sensitivity of the change in the DC current gain of the first transistor to the output current, and the sensitivity of the change in the DC current gain of the second transistor to the output current,
The resistance value of the third resistor is set to a value that cancels each other.

【0025】本発明のカレントミラー回路の抵抗決定方
法は、第1のトランジスタを単位トランジスタとし、該
第1のトランジスタのエミッタに第1の抵抗を接続し、
第2のトランジスタを単位トランジスタの係数倍とし、
該第2のトランジスタのエミッタに第2の抵抗を接続
し、該第1のトランジスタのベースと該第2のトランジ
スタのベースとを第3の抵抗を介して接続し、該第1の
トランジスタのコレクタと該第2のトランジスタのベー
スとを接続してなり、前記第1のトランジスタのコレク
タに入力電流を与え、前記第2のトランジスタのコレク
タから出力電流を得るカレントミラー回路の抵抗決定方
法において、前記第1のトランジスタの直流電流増幅率
の変動が前記出力電流に及ぼす感度と、前記第2のトラ
ンジスタの直流電流増幅率の変動が前記出力電流に及ぼ
す感度とが、互いに打ち消し合うような値に前記第3の
抵抗の抵抗値を設定する第1の過程と、前記出力電流が
所望の電流値となるように前記第2の抵抗値を設定する
第2の過程と、を有し、前記出力電流が所望の電流値と
なるように、または所望の電流値に近づくように前記第
1の過程と前記第2の過程とを繰り返すことを特徴とす
る。
According to a method of determining a resistance of a current mirror circuit of the present invention, a first transistor is used as a unit transistor, and a first resistor is connected to an emitter of the first transistor.
The second transistor is multiplied by a factor of the unit transistor,
A second resistor is connected to the emitter of the second transistor, a base of the first transistor is connected to a base of the second transistor via a third resistor, and a collector of the first transistor is connected. And a base of the second transistor, wherein an input current is supplied to a collector of the first transistor, and an output current is obtained from a collector of the second transistor. The sensitivity at which the change in the DC current gain of the first transistor affects the output current and the sensitivity at which the change in the DC current gain of the second transistor affects the output current cancel out each other. A first step of setting a resistance value of a third resistor; and a second step of setting the second resistance value so that the output current has a desired current value. The output current and repeating as desired the current value, or the desired and the second process and the first process so as to approach the current value.

【0026】本発明について、図1に示すカレントミラ
ー回路を用いて説明すると、 (1) トランジスタQ1 の直流電流増幅率が出力電流
に及ぼす感度とトランジスタQ2 の直流電流増幅率が出
力電流に及ぼす感度とが互いに打ち消すように抵抗R3
を決定する。 (2) この時の出力電流が所望の電流値になっていな
い場合には、抵抗R2 を用いて出力電流を所望の電流値
に合わせる。 (3) 上記(2)の作業により、上記(1)で行った
トランジスタQ1 とトランジスタQ2の直流電流増幅率
が出力電流に及ぼす感度が打ち消し合わなくなっている
場合は、再度上記(1)の作業を行なう。
[0026] The present invention will be described with reference to the current mirror circuit shown in FIG. 1, (1) to the DC current gain output current of the sensitivity and the transistor Q 2 to which a DC current amplification factor of the transistor Q 1 is on the output current Resistor R 3 so that the applied sensitivity and each other cancel each other.
To determine. (2) If the output current at this time is not in the desired current value, adjust the output current to the desired current value by the resistance R 2. (3) above by an operator (2), the case where the sensitivity of the DC current amplification factor of the transistor Q 1, the transistor Q 2 is on the output current made in (1) is no longer not cancel again above (1) Work.

【0027】このようにして、出力電流が所望の電流値
になるか、あるいは所望の電流値との誤差が最小になる
まで、上記(1)および上記(2)の作業を繰り返し行
い、抵抗R2 ,R3 の抵抗値を決定する。
In this way, the operations (1) and (2) are repeated until the output current reaches a desired current value or the error from the desired current value is minimized, and the resistance R determining a resistance value of 2, R 3.

【0028】[0028]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。なお、以下に示す実施例ではトランジ
スタがPNP型トランジスタの場合について説明する
が、トランジスタがNPN型トランジスタの場合にも本
発明を適用できることはもちろんである。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following embodiment, the case where the transistor is a PNP transistor will be described, but the present invention can be applied to the case where the transistor is an NPN transistor.

【0029】本実施例では、直流電流増幅率に注目し、
回路シミュレータを用いて、まず、トランジスタの直流
電流増幅率が出力電流に与える感度を調べ、この感度が
抵抗R3 を用いてトランジスタQ1 とトランジスタQ2
の間で打ち消すようにし、次に、抵抗R2 を用いて出力
電流Iout を所望の電流値に合わせる。
In this embodiment, attention is paid to the DC current amplification factor,
Using a circuit simulator, first, we examined the sensitivity DC current amplification factor of the transistor provides the output current, the transistor Q 1, the transistor Q 2 this sensitivity by the resistance R 3
To counteract between, then adjust the output current I out to the desired current value by the resistance R 2.

【0030】このように、抵抗R2 を用いて出力電流I
out を所望の電流値に合わせると、先に行った直流電流
増幅率が出力電流に与える感度が打ち消し合わなくなる
ので、再び抵抗R3 を用いて直流電流増幅率による感度
を打ち消し合うようにし、その後抵抗R2 を用いて電流
値を所望の値にするといったことを、出力電流が所望の
値になるまであるいは誤差が最小になるまで繰り返し行
い、抵抗R2 および抵抗R3 を求める。
As described above, the output current I is calculated by using the resistor R 2.
Together out the desired current value, the DC current gain previously performed can not not cancel the sensitivity applied to the output current, so as to cancel the sensitivity due to the DC current amplification factor again using resistors R 3, then that such a to a desired value the current value by the resistance R 2, the output current is repeated until the or the error until the desired value is minimized, obtaining the resistance R 2 and the resistor R 3.

【0031】以下に具体的な手順を示す。The specific procedure will be described below.

【0032】(手順1)まず、回路シミュレーションに
より、トランジスタQ1 の直流電流増幅率が出力電流に
及ぼす感度とトランジスタQ2 の直流電流増幅率が出力
電流に及ぼす感度が、互いに打ち消し合うように抵抗R
3 の抵抗値を設定する。
(Procedure 1) First, a circuit simulation is performed so that the sensitivity of the DC current gain of the transistor Q 1 to the output current and the sensitivity of the DC current gain of the transistor Q 2 to the output current cancel each other out. R
Set the resistance of 3 .

【0033】(手順2)トランジスタQ1 ,Q2 の直流
電流増幅率が出力電流に及ぼす感度が打ち消し合うよう
になったとき、出力電流Iout は所望の電流値とは異な
るので、出力電流Iout が所望の電流値になるように抵
抗R2 の抵抗値を設定する。
(Procedure 2) When the sensitivities of the transistors Q 1 and Q 2 on the output current by the DC current amplification factors cancel each other, the output current I out is different from the desired current value. out to set the resistance value of the resistor R 2 to the desired current value.

【0034】(手順3)出力電流が所望の電流になった
とき、トランジスタQ1 の直流電流増幅率の感度とトラ
ンジスタQ2 の直流電流増幅率の感度が、打ち消し合わ
なくなっているので、再度(手順1)→(手順2)を行
う。この作業を出力電流が所望の値になるまであるいは
出力電流との誤差が最小になるまで、数回繰り返し行う
ことにより、抵抗R2 ,R3 の抵抗値を求める事ができ
る。
[0034] (Step 3) When the output current reaches the desired current, the sensitivity of the DC current amplification factor of the DC current sensitivity of the amplification factor of the transistor Q 2 of the transistor Q 1 is, since the longer not cancel again ( Perform procedure 1) → procedure 2. This operation is repeated several times until the output current reaches a desired value or the error with the output current is minimized, whereby the resistance values of the resistors R 2 and R 3 can be obtained.

【0035】表4−1は、図1において第1の従来の設
計手法を用いて、回路シミュレーションを行い、直流電
流増幅率の感度を調べた結果の一例である。なお、入力
電流Iin=100μA、n=1の場合である。トランジ
スタQ1 の直流電流増幅率が出力電流に与える感度と、
トランジスタQ2 の直流電流増幅率が出力電流に与える
感度が打ち消し合っていない。表4−2には、この回路
シミュレーションに用いた抵抗R1 ,R2 ,R3 の抵抗
値を示している。表4−3は、入力電流Iinに対する出
力電流Iout を示しており、出力電流Iout が所望の電
流値になっていない。
Table 4-1 shows an example of the result obtained by performing a circuit simulation using the first conventional design method in FIG. 1 and examining the sensitivity of the DC current amplification factor. Note that this is the case where the input current I in = 100 μA and n = 1. A sensitivity DC current amplification factor of the transistor Q 1 is on the output current,
Not cancel each other sensitive DC current amplification factor of the transistor Q 2 is on the output current. Table 4-2 shows the resistance values of the resistors R 1, R 2, R 3 used in the circuit simulation. Table 4-3 shows the output current I out with respect to the input current I in, output current I out is not in the desired current value.

【0036】[0036]

【表4】 表5−1は、本実施例の手法を用いて、抵抗R2 および
抵抗R3 の抵抗値を求めた結果を示している、表5−2
は、表5−1に示す抵抗値を用いて回路シミュレーショ
ンを行い直流電流増幅率が出力電流に及ぼす感度を調べ
た結果の一例である。この結果も、n=1の場合であ
り、表1−1、表1−2に対応したものである。トラン
ジスタQ1 の直流電流増幅率が出力電流に与える感度
と、トランジスタQ2 の直流電流増幅率が出力電流に与
える感度が、打ち消しあっている。また、この手法を用
いることにより、逆方向飽和電流が出力電流に与える感
度も打ち消すようになっていることがわかる。
[Table 4] Table 5-1 using the method of the present embodiment shows a result of obtaining the resistance value of the resistor R 2 and the resistor R 3, Table 5-2
Is an example of a result obtained by performing a circuit simulation using the resistance values shown in Table 5-1 and examining the sensitivity of the DC current gain to the output current. This result also corresponds to the case where n = 1, and corresponds to Table 1-1 and Table 1-2. A sensitivity DC current amplification factor of the transistor Q 1 is on the output current, sensitivity DC current amplification factor of the transistor Q 2 is on the output current, and cancel. In addition, it can be seen that the sensitivity of the reverse saturation current to the output current is canceled by using this method.

【0037】[0037]

【表5】 図2は、入力電流Iin=100μA、n=1として本実
施例の手法によって抵抗R2 および抵抗R3 の抵抗値を
求め、横軸に入力電流Iin、縦軸に出力電流I out /入
力電流Iinの関係を示したものである。同時に、第1の
従来の設計手法によって回路定数を決定したときの結果
も示してある。入力電流Iin=100μAとして抵抗R
2 および抵抗R3 を決定したにも関わらず、入力電流I
inが変化しても、精度よく所望とする出力電流Iout
電流値になっている。
[Table 5]FIG. 2 shows the input current Iin= 100 μA, n = 1
According to the method of the embodiment, the resistance RTwoAnd resistance RThreeThe resistance of
Input current I on the horizontal axis.in, The vertical axis represents the output current I out/ Enter
Force current IinThis shows the relationship. At the same time, the first
Results when circuit constants are determined by conventional design methods
Are also shown. Input current Iin= 100 μA and the resistance R
TwoAnd resistance RThreeIs determined, the input current I
inOf the desired output current IoutBut
It is the current value.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように本発明を使用した場
合、以下の効果がある。
When the present invention is used as described above, the following effects are obtained.

【0039】従来の設計指針であった、出力電流を目的
の電流値に合わせることよりも先に、まず、カレントミ
ラー回路において、第3の抵抗を用いてトランジスタの
直流電流増幅率が出力電流に及ぼす感度を1対のトラン
ジスタの間で打ち消し合い、かつ、第2の抵抗を用いて
出力電流を所望の電流値になるよう回路定数を決定する
と、入力電流の変化に対してもあまり影響を受けず所望
とする出力電流を精度よく得ることができる。
Prior to adjusting the output current to a target current value, which is a conventional design guideline, first, in the current mirror circuit, the DC current gain of the transistor is changed to the output current by using the third resistor. If the effect of sensitivity is canceled between a pair of transistors and the circuit constant is determined so that the output current becomes a desired current value by using the second resistor, the change in the input current is less affected. Thus, a desired output current can be obtained with high accuracy.

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

【図1】PNPトランジスタを用いたカレントミラー回
路の回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a current mirror circuit using a PNP transistor.

【図2】本発明の実施例の手法によって求めた抵抗値を
用いたときの入力電流に対する出力電流/入力電流の関
係を示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between an input current and an output current / input current when a resistance value obtained by a method according to an embodiment of the present invention is used.

【図3】第1の従来の設計手法によって求めた抵抗値を
用いたときの入力電流に対する出力電流/入力電流の関
係を示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between an input current and an output current / input current when a resistance value obtained by a first conventional design technique is used.

【図4】回路を構成する単位トランジスタあたりのベー
ス電流に対するエミッタ電流およびコレクタ電流特性を
示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing an emitter current and a collector current characteristic with respect to a base current per unit transistor constituting a circuit.

【図5】第2の従来の設計手法によって求めた抵抗値を
用いたときの入力電流に対する出力電流/入力電流の関
係を示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between an input current and an output current / input current when a resistance value obtained by a second conventional design technique is used.

【図6】図1における抵抗R3 の抵抗値を自動的に求め
る回路の回路構成図である。
6 is a circuit diagram of automatically determining circuit the resistance value of the resistor R 3 in Fig.

【図7】図6の回路によって求めた抵抗値を用いたとき
の入力電流に対する出力電流/入力電流の関係を示す特
性図である。
7 is a characteristic diagram showing a relationship between an input current and an output current / input current when a resistance value obtained by the circuit of FIG. 6 is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流電流源 2 理想電流電圧変換回路 3 コンパレータ回路 4 電圧制御抵抗 Q1 第1のトランジスタ Q2 第2のトランジスタ R1 第1の抵抗 R2 第2の抵抗 R3 第3の抵抗DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC current source 2 Ideal current-voltage conversion circuit 3 Comparator circuit 4 Voltage control resistance Q1 1st transistor Q2 2nd transistor R1 1st resistance R2 2nd resistance R3 3rd resistance

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1のトランジスタを単位トランジスタ
とし、該第1のトランジスタのエミッタに第1の抵抗を
接続し、第2のトランジスタを単位トランジスタの係数
倍とし、該第2のトランジスタのエミッタに第2の抵抗
を接続し、該第1のトランジスタのベースと該第2のト
ランジスタのベースとを第3の抵抗を介して接続し、該
第1のトランジスタのコレクタと該第2のトランジスタ
のベースとを接続してなり、 前記第1のトランジスタのコレクタに入力電流を与え、
前記第2のトランジスタのコレクタから出力電流を得る
カレントミラー回路において、 前記第1のトランジスタの直流電流増幅率の変動が前記
出力電流に及ぼす感度と、前記第2のトランジスタの直
流電流増幅率の変動が前記出力電流に及ぼす感度とが、
互いに打ち消し合うような値に前記第3の抵抗の抵抗値
を設定することを特徴とするカレントミラー回路。
1. A first transistor is a unit transistor, a first resistor is connected to an emitter of the first transistor, a second transistor is multiplied by a factor of the unit transistor, and an emitter of the second transistor is connected to an emitter of the second transistor. A second resistor is connected, a base of the first transistor and a base of the second transistor are connected via a third resistor, and a collector of the first transistor and a base of the second transistor are connected. And providing an input current to the collector of the first transistor;
In a current mirror circuit for obtaining an output current from a collector of the second transistor, a sensitivity of a change in a DC current gain of the first transistor to the output current and a change in a DC current gain of the second transistor And the sensitivity of the output current
A current mirror circuit, wherein the resistance value of the third resistor is set to a value that cancels each other.
【請求項2】 第1のトランジスタを単位トランジスタ
とし、該第1のトランジスタのエミッタに第1の抵抗を
接続し、第2のトランジスタを単位トランジスタの係数
倍とし、該第2のトランジスタのエミッタに第2の抵抗
を接続し、該第1のトランジスタのベースと該第2のト
ランジスタのベースとを第3の抵抗を介して接続し、該
第1のトランジスタのコレクタと該第2のトランジスタ
のベースとを接続してなり、 前記第1のトランジスタのコレクタに入力電流を与え、
前記第2のトランジスタのコレクタから出力電流を得る
カレントミラー回路の抵抗決定方法において、 前記第1のトランジスタの直流電流増幅率の変動が前記
出力電流に及ぼす感度と、前記第2のトランジスタの直
流電流増幅率の変動が前記出力電流に及ぼす感度とが、
互いに打ち消し合うような値に前記第3の抵抗の抵抗値
を設定する第1の過程と、 前記出力電流が所望の電流値となるように前記第2の抵
抗値を設定する第2の過程と、を有し、 前記出力電流が所望の電流値となるように、または所望
の電流値に近づくように前記第1の過程と前記第2の過
程とを繰り返すことを特徴とするカレントミラー回路の
抵抗決定方法。
2. The first transistor is a unit transistor, a first resistor is connected to the emitter of the first transistor, the second transistor is multiplied by a factor of the unit transistor, and the emitter of the second transistor is a unit transistor. A second resistor is connected, a base of the first transistor and a base of the second transistor are connected via a third resistor, and a collector of the first transistor and a base of the second transistor are connected. And providing an input current to the collector of the first transistor;
In the method of determining a resistance of a current mirror circuit for obtaining an output current from a collector of the second transistor, a sensitivity of a change in a DC current amplification factor of the first transistor to the output current and a DC current of the second transistor The sensitivity of the variation of the amplification factor on the output current is
A first step of setting the resistance value of the third resistor to a value that cancels each other; and a second step of setting the second resistance value so that the output current has a desired current value. A current mirror circuit comprising: repeating the first step and the second step so that the output current has a desired current value or approaches a desired current value. Resistance determination method.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100323721B1 (en) * 2000-02-29 2002-02-19 박종섭 Current trimming device

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