JPS5855453Y2 - 可変電流源回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、電流を複数の所望の値に変えうる可変電流源
回路に関する。

電流源はファンクション・ジェネレータ （ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）、オーム
・メータなど種々の電子機器に用いられているが、発振
周波数、測定レンジなどを変えるには電流源の電流値を
変えなければならない。

このため、一般には、スイッチ切換えにより電流源に直
列に接続する抵抗値を選択して電流値を変えている。

ところで、機械的スイッチは、オン抵抗が０、オフ抵抗
がＣＯ（無限大）でスイッチとして理想的であるが、か
さ張るだけでなく、スイッチの場所も操作可能な位置に
限定される。

更に、電子制御ができず、遠隔制御が不可能である。

また、機械的スイッチと電磁リレーとの組合わせは、遠
隔制御に好都合であるが、やはりかさ張り、電子スイッ
チに比べると大電力を必要とする。

したがって、電子スイッチを用いれば、これらの欠点を
解消することができるが、電子スイッチには次のような
問題がある。

すなわち、電子スイッチのうち、バイポーラ・トランジ
スタは、オン抵抗は小さくて無視できるが、オフ抵抗が
余り大きくないという欠点がある。

ＦＥＴは、オフ抵抗は非常に大きいが、オン抵抗が数十
ないし数百オームもあって無視できないため、精度が下
がる欠点がある。

本考案の目的は、電子スイッチにオン抵抗の大きなＦＥ
Ｔを用いても、このような抵抗に影響されない可変電流
源回路を提供するにある。

以下、図面を用いて本考案を具体的に説明する。

第１図Ａは、本考案に用いる電子スイッチの略図で、４
個のスイッチＳ１〜Ｓ４を図示しているが、もつと多く
てもよいことは勿論である。

Ｃは、制御端子を示す。

第１図Ｂは、第１図Ａの１つの具体例を示す構成国で、
接合型ＦＥＴと復号器（４個のアンド・ゲートより戊る
。

）とで構成した場合を示す。

第１図Ｃは、第１図Ａの他の具体例を示す構成国で、Ｃ
ＭＯ３型Ｏ３Ｔを用いた場合を示す。

ただし、なかの２個は省略して図示している。

本例は、温度特性及び信号の双方向性がよいという特長
がある。

第２図は、本考案の第１の実施例を示す回路図である。

図において、１はドレーンＤ、ソースＳ、ゲー）Ｇを有
するＦＥＴで、定電流素子として使用される。

Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、電流源の電流値を変えるた
めに選択される複数の抵抗器で、複数の選択端と共通端
を有する抵抗回路網を形威し、その共通端は負の基準電
圧源（−）に接続される。

２，３は、第１及び第２電子スイツチで、第１図に示し
たような構成を有し、連動して動作するものである。

４は、抵抗器Ｒ１〜Ｒ４の１つを選択したときの降下電
圧と基準電圧とを比較し、その差電圧をＦＥＴ１のゲー
トＳに加える比較器である。

Ｒは、比較器４に基準電圧を与えるための抵抗器で、そ
の一端は負の基準電圧源（−）に接続される。

５は、可変出力電流を取り出す出力端子である。

今、第１及び第２電子スイッチ２，３をこれらの各制御
端子Ｃ１、Ｃ２に制御信号を加えて抵抗器Ｒ１を選択す
るように動作させたとする。

この場合、第１電子スイツチ２のオン抵抗は、比較器４
の入力抵抗に比べて非常に小さいので無視できる（理論
的には、比較器の入力抵抗ので電流はこれに流れ込まな
い。

）。ゆえに、抵抗器Ｒ１による降下電圧のみが比較器４
の一方の入力端子に加えられ、第２電子スイツチ３のオ
ン抵抗による電圧降下は比較器４に検出されない。

これは、抵抗回路網（Ｒ１−Ｒ４）の選択端、つまり抵
抗回路網と第２電子スイツチ３の接続点を第１電子スイ
ツチ２を介して比較器４の入力端に接続したためである
。

したがって、比較器４の出力端をＦＥＴ１のゲートＧに
接続することにより、抵抗器Ｒ１の両端の電圧を確実に
固定することができ、定電流が得られる。

こうして、抵抗回路網（Ｒ１−Ｒ４）の１つの抵抗器を
選択することにより、第２電子スイツチ３のオン抵抗の
値に影響されることなく、電流を複数の所望の値に変え
うる可変電流源回路を作ることができる。

第３図は、本考案の第２の実施例を示す回路図である。

図において、第２図と対応する部分には同じ符号を付し
て説明を省略する。

本例においては、第２図のものが抵抗器Ｒ１〜Ｒ４を並
列接続した抵抗回路網を用いるのに対し、抵抗器ｒ１〜
ｒ４を直列接続した抵抗回路網を用いているが、動作は
全く同様である。

第４図は、可変電流源回路の他の構成例を示す回路図で
ある。

図において、第２図、第３図と同一の部分には同一の符
号を付し、対応する部分には符号にダッシュ（′）を付
して示した。

１′は基準定電流源、４／、 ４／／は第１及び第２の
比較器、ｒは基準電圧を与えるための抵抗器、ｒ′１、
ｒ／２、ｒ／３、ｒ′４は抵抗回路網を形成する抵抗器
である。

図の回路において、基準定電流源１′の電流Ｉｒｅｆは
、第２比較器４″の入力抵抗かのな（非常に大きい）の
で、抵抗器ｒを流れる。

第１比較器４′の働きにより、Ｂ及びＣ点の電位は等し
くなる。

第１電子スイツチ２にオン抵抗があっても、第１比較器
４′の入力抵抗が■でこれに電流が流れ込まないので、
Ｃ及びＤ点の電位は等しくなる。

ただし、Ｄ点は選択する抵抗値によって図示のように位
置が変わる。

また、第２比較器４″の働きにより、Ａ及びＥ点の電位
が等しくなる。

したがって、抵抗回路網（ｒ′１〜ｒ′４）の選択され
た抵抗の両端の電位差は、Ｉｒｅｆ−ｒに常に等しくな
る。

よって、出力端子５に定電流を得ることができる。

この第４図の可変電流源回路の第２及び第３図のものと
違う所は、回路のフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）
が容易となることである。

第５図は、可変電流源回路の更に他の構成例を示す回路
図である。

この回路は、第４図の直列抵抗回路網を並列抵抗回路網
とした点を除いて、第４図のものと同じで゛ある。

以上説明したとおり、本考案によれば、ＦＥＴのように
オフ抵抗は非常に大きいけれどもオン抵抗が小さくない
ものをスイッチング素子に使用する電子スイッチを用い
ても、それらのオン抵抗の影響を受けない精度のよい可
変電流源回路を得ることができる。

そして、電子スイッチであるから、消費電力は小さく、
遠隔制御が可能であり、したがって、機器の任意所望の
場所に配置することができる。

本考案に使用する電子スイッチは、ＩＣでも、またスイ
ッチング素子が独立のものでもよく、スイッチング素子
としてＦＥＴを用いるものに限定されない。

第２及び第３図の例では定電流素子としてＦＥＴ１を用
いているが、バイポーラ・トランジスタを用いることも
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に用いる電子スイッチの構成図、第２図
は本考案の第１実施例を示す回路図、第３図は本考案の
第２実施例を示す回路図、第４及び第５図はそれぞれ可
変電流源回路の他の構成例を示す回路図である。 Ｒ１−Ｒ４、ｒ１〜ｒ４・・・・・・抵抗回路網を形成
する複数の抵抗器、１・・・・・・ＦＥＴ（）ランジス
タ）、Ｄ・・・・・・ドレーン（収集電極）、Ｓ・・・
・・・ソース（放射電極）、Ｇ・・・・・・ゲート（制
御電極）、２・・・・・・第１電子スイツチ、３・・・
・・・第２電子スイツチ、４・・・・・・比較器、（−
）・・・・・・負の基準電圧源、 ５・・・・・・出力端子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数の抵抗値を選択する複数の選択端及び共通端を有す
   る抵抗回路網と、比較器と、上記複数の各選択端及び上
   記比較器の一方の入力端間に接続した複数の第１電子ス
   イツチと、制御電極を上記比較器の出力端に接続したト
   ランジスタと、上記複数の各選択端及び上記トランジス
   タの放射電極間に接続した複数の第２電子スイツチとを
   具備し、上記共通端及び上記比較器の他方の入力端にそ
   れぞれ第１及び第２の基準電圧を加え、上記トランジス
   タの収集電極より出力電流を得るようにした可変電流源
   回路。