JPS5852246B2 - 半導体集積回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は接地された負荷に比較的大きな定電流または定
電流パルスを供給する半導体集積回路に関する。

集積回路で定電流源を構成する場合、ＰＮＰトランジス
タにはラテラルＰＮＰトランジスタを用いるのが一般的
で、ｈＦＥ （電流増幅率）のコレクタ電流に対する直
線性を考慮し、ｈＦＥ最大点での素子面積を考えると、
一般に用いられるＮＰＮ トランジスタと比較して同一
コレクタ電流を扱うの１こ１０倍以上の面積が必要であ
り、同一コレクタ電流でのｈＦＥ最大値もＮＰＮ ｔ−
ランジスタの力が１０倍以上大である。

そのため１ｍＡ以上の定電流源をＰＮＰ素子だけで構成
することは実際上経済的に不可能である。

第１図は接地された負荷に定電流を供給する際従来集積
回路でよく用いられる定電流回路を、ＰＮＰ素子で構成
した例を示す。

図中１，２はＰＮＰトランジスタ、３は負荷、４は抵抗
、５は高電位Ｖｃの電源線、６は接地された低電位の電
源線である。

負荷３に流れる電流Ｉは、トランジスタ１のベースエミ
ッタ電圧をＶＢＥｔ、抵抗４の抵抗値をＲ４とすると、 で表わせるが、これはトランジスタ１，２のｈＦＥがあ
る程度大きく、ベース電流が無視できる範囲で成立する
。

ラテラルＰＮＰ ｌ−ランジスクでは表面に沿った方向
でのトランジスタ作用を用いるため１こトランジスタと
して充分なｈＦＦ、をとれるコレクタ電流の範囲と、素
子の面積がほぼ比例関係（こあり、実用的な定電流源と
しての電流値は数１０〜１００μＡ位に制限され、それ
以上の定電流値では素子の面積が大きくなりすぎるため
集積回路には適さなくなる。

本発明は接地された負荷に定電流を流す際の従来の回路
の欠点を除き、接地された負荷に比較的大きな定電流が
流せて、しかも比較的小さな面積ですむ集積回路化に適
した定電流回路を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明においては、１対
のＰＮＰトランジスタからなる定電流回路より得られる
比較的小さな定電流を基準として１対のＮＰＮｌ−ラン
ジスタで構成した定電流回路から比較的大きな定電流を
、接地した負荷に供給するよう昏こした。

第２図は本発明の一実施例図である。

７および８はＮＰＮトランジスタで、トランジスタ８は
トランジスタ７のｎ倍の接合面積を有する、その他の符
号は第１図の場合と同様である。

トランジスタ２には第１式で定まる定電流が流れ、トラ
ンジスタ７を通って負荷３へ流れる。

トランジスタ８はトランジスタγのｎ倍の接合面積を有
するのでトランジスタ７を通る定電流Ｉ（第１式の■）
によってトランジスタ７のペースエミッタ間に生じた電
圧がトランジスタ８のペースエミッタ間に加わる本回路
では、トランジスタ８ｆこは値ｎｌの定電流が流れ、負
荷３には値（ｎ＋１）Ｉの定電流が流れる。

第３図は本発明の他の実施例図である。

９および１０はＮＰＮトランジスタで、第２図に示した
例と異なり同一容量の物を用いるが、両トランジスタの
エミッタは抵抗１１を介して結合され、トランジスタ２
から供給された電流は、トランジスタ９のコレクタ電流
とペース電流、さらにトランジスタ１０のベース電流と
に分流する。

その結果トランジスタ９１こは、エミッタ電流に対応し
たペースエミッタ電圧が生じるが、該ペースエミッタ電
圧に、トランジスタ９のエミッタ電流が抵抗１１で生じ
る電圧降下を加えた電圧が、トランジスタ１０のペース
エミッタ間に印加されることとなり、トランジスタ１０
には、トランジスタ９に比較してはるか１こ大きい電流
が流れることになる。

トランジスタ２から供給された定電流が前記の様に分流
する時の比率は一定であるから、結局トランジスタ９，
１０に流れる電流、したがって負荷３に流れる電流値も
トランジスタ２から供給される定電流に対し一定倍率の
電流となる。

具体的（こは例えばトランジスタ１，２には同容量のラ
テラルＰＮＰ）ランジスクを用い、ＶＣ＝５■、抵抗Ｒ
４＝８．８にΩとしてトランジスタ２１こコレクタ電流
５００μＡを流す。

この値はラテラルＰＮＰ トランジスタのｈＦＥの直線
性および素子面積から考えて実用的な所である。

ＮＰＮ トランジスタ９゜１０（こは同容量の物を用い
る。

抵抗１１の値Ｒ１１−５００Ω、そこｔこ生ずる電圧降
下１００ｍＶとすると、トランジスタ９には２００１１
．Ａ１ トランジスタ１０（こは１０ｍＡが流れ、負荷
１こは１０．２ｍＡの電流が供給される。

ＮＰＮトランジスタでコレクタ電流１０ｍＡの物は標準
的な素子であり、容易に集積回路化できる。

しかし前記の様９こラテラル形のＰＮＰ素子でコレクタ
電流１０ｍＡの物を作ろうとしても面積が非常１こ大き
くなり、実質的（経済的）（こ集積回路化不可能である
。

第４図は誘導性負荷３に、パルス源１３．ＮＰＮトラン
ジスタ１２を用いて、定電流パルスを印加するよう１こ
した回路の例を示す。

この回路で誘導性負荷３に生ずるパルス印加時の逆起電
圧を測定すれば負荷３のインダクタンス値を知ることが
できる。

もしインダクタンスの磁芯に感温磁性体を用いれば、キ
ュリ一温度の上下でインダクタンスが急変するから、負
荷インダクタンスに生ずるパルス印加時の逆起電圧を測
定して、温度センサとして用いることができる。

以上説明したように本発明によれば、接地された負荷に
比較的大きな定電流を供給可能な、過大な面積を占めな
い、すなわち集積回路化して実効のある半導体集積回路
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は接地した負荷に定電流を供給する従来の回路側
図、第２図、第３図、第４図は本発明のそれぞれ異なる
実施例図である。 １．２・・・・・・ＰＮＰ ｌ−ランジスタ、３・・・
・・・負荷、４・・・・・・抵抗、７，８，９，１０・
・・・・・ＮＰＮトランジスタ、 １１・・・・・・抵抗、 １２・・・・・・ＮＰＮトランジ スタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１対のＰＮＰ ）ランジスタのエミッタ同士を結合し
   て高い電位に接続し、ツカのベースと一力のコレクタと
   を互いに結合して抵抗を介して低い電位に接続し、残る
   他力のコレクタを、２つの接合面積の異なるＮＰＮ ト
   ランジスタの接合面積の小さい力のコレクタおよび両Ｎ
   ＰＮトランジスタのベースに接続し、接合面積の大きい
   方のＮＰＮトランジスタのコレクタを高い電位に、両Ｎ
   ＰＮトランジスタのエミッタ同士を結合して、負荷を介
   して低い電位に接続するようにしたことを特徴とする半
   導体集積回路。 ２１対のＰＮＰ ）ランジスタのエミッタを互いに結合
   して高い電位に接続し、ツカのベースと一力のコレクタ
   とを共に結合して抵抗を介して低い電位に接続し、残る
   他力のコレクタを、１対のＮＰＮ）ランジスタの一力の
   トランジスタのコレクタおよびツカのベースをこ接続し
   、両ＮＰＮ ｌ−ランジスタの他力のトランジスタのコ
   レクタを高電位ＩＣ１該トランジスタのエミッタを、抵
   抗を介して前記−力のＮＰＮ ｌ−ランジスタのエミッ
   タ（こ、負荷を介して低電位に、接続するようにしたこ
   とを特徴とする半導体集積回路。 ３１対のＰＮＰトランジスタ中の一方のコレクタを低電
   位ｔこ接続する抵抗に、ＮＰＮ極性の第５のトランジス
   タのコレクタを接続し、第５トランジスタのエミッタは
   低電位に接続し、該トランジスタのベースに信号を入力
   するようにした特許請求の範囲第１項もしくは第２項記
   載の半導体集積回路。