JPS60191508A - 電流発生装置 - Google Patents
電流発生装置Info
- Publication number
- JPS60191508A JPS60191508A JP59047604A JP4760484A JPS60191508A JP S60191508 A JPS60191508 A JP S60191508A JP 59047604 A JP59047604 A JP 59047604A JP 4760484 A JP4760484 A JP 4760484A JP S60191508 A JPS60191508 A JP S60191508A
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- Japan
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- current
- collector
- power supply
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- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、例えばバイポーラ半導体集積回路等に利用す
る電流発生装置に関するものである。
る電流発生装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
第１図は従来の電流発生装置を示している。以下にこの
従来例の構成について第１図とともに説明する。
従来例の構成について第１図とともに説明する。
第１図において、３０は電圧源で、これを除いた他の素
子は半導体集積回路として形成されている。１，２．３
２はＮＰＮ トランジスタで、このうちＮ Ｐ Ｎ ｌ
−ランジスタ１は同一のトランジスタをｎ個並列に接続
したものである。各Ｎ Ｐ Ｎ ｌ−ランジスタ１，２
．３２は同一の形状で作られており、同一の特性を有し
ている。トランジスタ１のベースと、トランジスタ２の
ベースとコレクタは接続されている。５は抵抗てトラン
ジスタ１のエミッタとアースに接続されている。３＋４
．３’＋はＰＮＰ ）ランジスタでそれぞれ同一の特性
を有している。これらのトランジスタ３，４．３−はカ
レントミラー回路を形成している。そして、電流発生装
置の電流出力はトランジスタ３１のコレクタ電流ＩＣ＋
３１で、コレクタがベースに接続されたｌ・ランジスタ
３２を負荷にしている。
子は半導体集積回路として形成されている。１，２．３
２はＮＰＮ トランジスタで、このうちＮ Ｐ Ｎ ｌ
−ランジスタ１は同一のトランジスタをｎ個並列に接続
したものである。各Ｎ Ｐ Ｎ ｌ−ランジスタ１，２
．３２は同一の形状で作られており、同一の特性を有し
ている。トランジスタ１のベースと、トランジスタ２の
ベースとコレクタは接続されている。５は抵抗てトラン
ジスタ１のエミッタとアースに接続されている。３＋４
．３’＋はＰＮＰ ）ランジスタでそれぞれ同一の特性
を有している。これらのトランジスタ３，４．３−はカ
レントミラー回路を形成している。そして、電流発生装
置の電流出力はトランジスタ３１のコレクタ電流ＩＣ＋
３１で、コレクタがベースに接続されたｌ・ランジスタ
３２を負荷にしている。
次に上記従来例の動作について説明する。いま。
トランジスタ１，２のベース電位を■１とすると、トラ
ンジスタ１，２のコレクタ電流ＩＣ＋＋ＩＣ２は塀、下
の式により表わされる。またその様子を第２図に示す。
ンジスタ１，２のコレクタ電流ＩＣ＋＋ＩＣ２は塀、下
の式により表わされる。またその様子を第２図に示す。
ｋ：ボルツマン定数
ｑ ：電子の電荷
Ｔ ：絶対温度
■ｓＮ：ＮＰＮＩ−ランジスタ逆方向飽和電ゝ＼
流
Ｒ１：抵抗５の抵抗値
トランジスタ１のコレクタ電流ＩＣ１はトランジスタ３
，４から成るカレントミラー回路により、同じ大きさの
電流がトランジスタ２のコレクタ電流ＩＣ２となって流
れる。すなわち ＩＣ１−ＩＣ２・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・（３）したがって（１）、（２）） 、
（３）式よりこのときのｖｌの値をｖ１′とする。いま
ｖｌが■１′よりわずかに減少した場合Ｉｃ＋＞Ｉｃ２
となるが。
，４から成るカレントミラー回路により、同じ大きさの
電流がトランジスタ２のコレクタ電流ＩＣ２となって流
れる。すなわち ＩＣ１−ＩＣ２・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・（３）したがって（１）、（２）） 、
（３）式よりこのときのｖｌの値をｖ１′とする。いま
ｖｌが■１′よりわずかに減少した場合Ｉｃ＋＞Ｉｃ２
となるが。
トランジスタ３，４から成るカレントミラー回路により
、ＩＣ２は増加しｖｌを増加はせる。逆にｖｌが■１′
よりわずかに増加した場合Ｉｃ＋ ＜ 工Ｃ２となるが
、同様の動作によりＩＣ２は減少しｖｌを減少式せる。
、ＩＣ２は増加しｖｌを増加はせる。逆にｖｌが■１′
よりわずかに増加した場合Ｉｃ＋ ＜ 工Ｃ２となるが
、同様の動作によりＩＣ２は減少しｖｌを減少式せる。
このような動作により、（１）式、（２）式の２曲線の
交点の位置で安定する。安定する点はもうひとつあり、
第２図からもわかるように＋ ■Ｃｊ、−Ｘｃ２＝ Ｏ
の点である。このため、電圧源３０をはじめて加えたと
きに、確実に（４）式で表わされる動作点に投入するよ
うに、実用回路では第３図に示すような起動用の抵抗６
を設けて使用している。
交点の位置で安定する。安定する点はもうひとつあり、
第２図からもわかるように＋ ■Ｃｊ、−Ｘｃ２＝ Ｏ
の点である。このため、電圧源３０をはじめて加えたと
きに、確実に（４）式で表わされる動作点に投入するよ
うに、実用回路では第３図に示すような起動用の抵抗６
を設けて使用している。
抵抗６はカレントミラー回路を経由して、わずかな電流
をトランジスタ２のコレクタに流すことにより、第２図
の（２）式の曲線の原点付近で（１）式と交わらないよ
うにバイアスし、この安定点をなくしている。
をトランジスタ２のコレクタに流すことにより、第２図
の（２）式の曲線の原点付近で（１）式と交わらないよ
うにバイアスし、この安定点をなくしている。
しかしながら、」二記従来例においては、第４図の特性
図のように、電源電圧の変化やトランジスタのｈｒｅの
ばらつきにより（４）式で表わ式れる電流１１ａを 持
させるのが離しい。
図のように、電源電圧の変化やトランジスタのｈｒｅの
ばらつきにより（４）式で表わ式れる電流１１ａを 持
させるのが離しい。
これらの原因としては以下に示す２つの点が挙げられる
。第１の点は第５図に示すバイポーラ・トランジスタの
コレクタ・エミクク電圧対コレクタ電流特性の一般的な
特性から明らかなように、コレクタ・エミッタ電圧が変
化するとコレクタ電流がｉｆヒすることであり、この現
象はアーり効果と呼ばれている。第１図においてトラン
ジスタ３′のコレクタ・エミッタ電圧ｖｃＫ３は約０．
７ｖ、トランジスタ４のコレクタ・エミッタ電圧ＶＯＲ
４は約（Ｍｃｃ Ｏ０７） Ｖであり、これらの異なる
コレクタ・エミッタ電圧でバイアスでれたトランジスタ
で構成されたカレントミラー回路は電流比がＶＣＣの影
響を受ける。第６図中のＶ人ｆｄアーり電圧と呼ばれ、
この値が小をいほど、コレクタ・エミッタ電圧の影響を
受けやすい。一般的な半導体集積回路のＮＰＮ ）ジン
ジスタでこの値は１００Ｖ、ＰＮＰ）ランジスタで４ｏ
Ｖｆｊ、度である。
。第１の点は第５図に示すバイポーラ・トランジスタの
コレクタ・エミクク電圧対コレクタ電流特性の一般的な
特性から明らかなように、コレクタ・エミッタ電圧が変
化するとコレクタ電流がｉｆヒすることであり、この現
象はアーり効果と呼ばれている。第１図においてトラン
ジスタ３′のコレクタ・エミッタ電圧ｖｃＫ３は約０．
７ｖ、トランジスタ４のコレクタ・エミッタ電圧ＶＯＲ
４は約（Ｍｃｃ Ｏ０７） Ｖであり、これらの異なる
コレクタ・エミッタ電圧でバイアスでれたトランジスタ
で構成されたカレントミラー回路は電流比がＶＣＣの影
響を受ける。第６図中のＶ人ｆｄアーり電圧と呼ばれ、
この値が小をいほど、コレクタ・エミッタ電圧の影響を
受けやすい。一般的な半導体集積回路のＮＰＮ ）ジン
ジスタでこの値は１００Ｖ、ＰＮＰ）ランジスタで４ｏ
Ｖｆｊ、度である。
次に、第２の点はｌｌｆ’ａであるが、前述の（３）式
でばＪ’ｅを全く考慮しておらず、ベース電流を考慮す
るとトランジスタ１のコレクタ電流ＩＣＩはトランジス
タ３のコレクタ電流とトランジスタ３，４のベース電流
の和で、さらにトランジスタ４のコレクタ電流は、トラ
ンジスタ２のコレクタ電ＲＩＣ２トトランジスタ１，２
０ベース電流の和となり、実際的にはＩＣ１はＩＯ２と
同じにはならない。
でばＪ’ｅを全く考慮しておらず、ベース電流を考慮す
るとトランジスタ１のコレクタ電流ＩＣＩはトランジス
タ３のコレクタ電流とトランジスタ３，４のベース電流
の和で、さらにトランジスタ４のコレクタ電流は、トラ
ンジスタ２のコレクタ電ＲＩＣ２トトランジスタ１，２
０ベース電流の和となり、実際的にはＩＣ１はＩＯ２と
同じにはならない。
この電流値の差をトランジスタ３１のベースｔｌｌｉｔ
ｔ。
ｔ。
とアーり効果を無視して計算すると、
エａ３−Ｉｃ４ とすると（５）、（６）式よりとなり
、ｂｆｅＯ差によって値が異なってくる。
、ｂｆｅＯ差によって値が異なってくる。
ただしｋｌｆｅｐ：ＰＮＰ）ランジスタの電流増幅率
ｈｆ’ｅＮ： Ｎ ＰＮ ）ランジスタの電流増幅率
以上の通り、上記従来例では、その電流出力は電源電圧
の変化やトランジスタのｂｆｅのばらつきに対して大き
く影響を受けるという欠点があった。
の変化やトランジスタのｂｆｅのばらつきに対して大き
く影響を受けるという欠点があった。
発明の目的
本発明は上記従来例の欠点を除去するものであり、電源
電圧の変動とｋｌｆｅのばらつきに対して影響されにく
い電流発生装置を提供し、半導体集積−８回路の動作の
安定度を向上させることを目的とするものである。
電圧の変動とｋｌｆｅのばらつきに対して影響されにく
い電流発生装置を提供し、半導体集積−８回路の動作の
安定度を向上させることを目的とするものである。
発明の構成
本発明は以上の目的を達成するために、カレントミラー
回路の出力を補償するだめの負帰還系を設けたものであ
る。
回路の出力を補償するだめの負帰還系を設けたものであ
る。
実施例の説明
以下に本発明の一実施例の構成について、図面とともに
説明する。
説明する。
第６図において、３０，３１．３２は第１図と同一のも
のである。１１．１２．１５はＮＰＮ ）ランジスタで
、１１は同一トランジスタがｎ ＋ｎ並列に接続されて
いる。各ＮＰＮ）ランジスタ１１゜１２．１６は同一の
形状で作られており同一の特性を有している。トランジ
スタ１１のベース・コレクタはトランジスタ１２のベー
スに、エミッタは抵抗１７を経てアースに接続されてい
る。トランジスタ１６のベースハトランジスタ１２のコ
レクタに、エミッタは抵抗１９を経てアースに接続され
ている。トランジスタ１３ 、１ａ 、 １６ｉＰＮＰ
）ランジスタで、１６は同一トランジスタが２面並列
に接続されている。各Ｐ Ｎ Ｐ ｌ−ランジスタはそ
れぞれ同一の特性を有しており、これらのトランジスタ
１３，１４．１６はカレントミラー回路を形成している
。なお１８は起動用抵抗である。そして電流発生装置の
電流出力はトランジスタ３１のコレクタ電流ＩＣ３１で
、ダイオード接続されたトランジスタ３２を負荷にして
いる。
のである。１１．１２．１５はＮＰＮ ）ランジスタで
、１１は同一トランジスタがｎ ＋ｎ並列に接続されて
いる。各ＮＰＮ）ランジスタ１１゜１２．１６は同一の
形状で作られており同一の特性を有している。トランジ
スタ１１のベース・コレクタはトランジスタ１２のベー
スに、エミッタは抵抗１７を経てアースに接続されてい
る。トランジスタ１６のベースハトランジスタ１２のコ
レクタに、エミッタは抵抗１９を経てアースに接続され
ている。トランジスタ１３ 、１ａ 、 １６ｉＰＮＰ
）ランジスタで、１６は同一トランジスタが２面並列
に接続されている。各Ｐ Ｎ Ｐ ｌ−ランジスタはそ
れぞれ同一の特性を有しており、これらのトランジスタ
１３，１４．１６はカレントミラー回路を形成している
。なお１８は起動用抵抗である。そして電流発生装置の
電流出力はトランジスタ３１のコレクタ電流ＩＣ３１で
、ダイオード接続されたトランジスタ３２を負荷にして
いる。
次に上記実施例の動作について説明する。第６図におい
て、トランジスタ１１，１２は第１図のトランジスタ１
，２に対応している。したがってここでも（１） 、
（２）式は成立する。
て、トランジスタ１１，１２は第１図のトランジスタ１
，２に対応している。したがってここでも（１） 、
（２）式は成立する。
い捷、トランジスタ１６のコレクタ電流Ｉｃ１６が増加
したとすると、）・ランジスタ１３．１４のコレクタ電
流１ｃ１５１ ＩＣ＋＋４は増加し、ｖｌを増加させる
。
したとすると、）・ランジスタ１３．１４のコレクタ電
流１ｃ１５１ ＩＣ＋＋４は増加し、ｖｌを増加させる
。
スルトトランジスタ１２のコレクタ電流ＩＨ２は増加シ
、トランジスタ１６のベース電流ＩＢｊ５を減少をせ、
コレクタ電流ＩＣ＋５も減少する。１ｃ１５はＩＣ１６
ＩＣ１３−ＩＣ＋４ ・・・・・・・ −・・（川）β
） 、 （９１、を川）式より ＩＣＵ −ＩＣ＋２ 、 ＩＣ＋６−ＩＣｌ３とすると
＋１２１ 、 ＋１３１式より ０４１式の値はきわめて小心い値であり、（３）式をほ
ぼ満足している。（ただしく３）式中１１１．１をＩＯ
ｌ １に工Ｃ２をＩＯｌ２におきかえる。（１４１式と
従来例の（ア）式を比べると明らかに（１４；式の方が
小芒＜１１ｆｅの影響が小さくなっていることがわかる
。
、トランジスタ１６のベース電流ＩＢｊ５を減少をせ、
コレクタ電流ＩＣ＋５も減少する。１ｃ１５はＩＣ１６
ＩＣ１３−ＩＣ＋４ ・・・・・・・ −・・（川）β
） 、 （９１、を川）式より ＩＣＵ −ＩＣ＋２ 、 ＩＣ＋６−ＩＣｌ３とすると
＋１２１ 、 ＋１３１式より ０４１式の値はきわめて小心い値であり、（３）式をほ
ぼ満足している。（ただしく３）式中１１１．１をＩＯ
ｌ １に工Ｃ２をＩＯｌ２におきかえる。（１４１式と
従来例の（ア）式を比べると明らかに（１４；式の方が
小芒＜１１ｆｅの影響が小さくなっていることがわかる
。
一方、第６図からもわかるように、トランジスタ１１，
１２のコレクタ・エミッタ電１［とトラン・ジスタ１３
，１４のコレクタ・エミッタ電月二に１、それぞれ同じ
値になり、電源電圧の影響も小さくなっている。電源電
圧の影響（は、トランジスタ１５゜１６に現われるが、
この変化はトラン９×り１５の１／ｂｆｅＮとなり、電
流出力に対して大きな値ではない。なお抵抗１９はトラ
ンジスタ１６の相互コンダクタンスを低くして、負帰還
を安定させている。
１２のコレクタ・エミッタ電１［とトラン・ジスタ１３
，１４のコレクタ・エミッタ電月二に１、それぞれ同じ
値になり、電源電圧の影響も小さくなっている。電源電
圧の影響（は、トランジスタ１５゜１６に現われるが、
この変化はトラン９×り１５の１／ｂｆｅＮとなり、電
流出力に対して大きな値ではない。なお抵抗１９はトラ
ンジスタ１６の相互コンダクタンスを低くして、負帰還
を安定させている。
第７図に第６図の電源電圧、ｈ ｆ”ｅのばらつきに対
する電流出力の特性を示す。この第７図からもｈ１’ｅ
の影響及び電源電圧の影響が殆んどなくなっていること
がわかる。
する電流出力の特性を示す。この第７図からもｈ１’ｅ
の影響及び電源電圧の影響が殆んどなくなっていること
がわかる。
発明の効果
本発明は上記のような構成であり、以下に示す効果が得
られるものである。
られるものである。
（ａ） 電流発生の基準になるトランジスタのコレクタ
・エミッタ電圧の差が電源電圧の影響を受けない回路構
成のため、電源電圧変動に対して電流出力の変化が小さ
くでさる。
・エミッタ電圧の差が電源電圧の影響を受けない回路構
成のため、電源電圧変動に対して電流出力の変化が小さ
くでさる。
（ｂ） 電流発生の基準になるトランジスタのベース電
流を補償でれたので、１ｌｆｅのばらつきの変動を受け
にくくできる。
流を補償でれたので、１ｌｆｅのばらつきの変動を受け
にくくできる。
（Ｃ） 上記の効果により半導体集積回路の設３−１の
自由度が増し、でらに生産の歩出りを向上させる利点を
有する。
自由度が増し、でらに生産の歩出りを向上させる利点を
有する。
第１図は従来の電流発生装置の原理を示す回路図、第２
図は第１図のｖ１対ＩＣ＋ ＋ ＩＣ２の特性図、第３
図は従来の電流発生装置の実用的な回路図、￥４図は第
３図の電流発生装置の電源電圧、ｈｆｅのばらつきに対
する電流出力特性を示す図、第６図は一般的なバイポー
ラ・トランジスタのコレクタ・エミッタ電圧対コレクタ
電流特性を示す図、第６図は本発明の一実施例における
電流発生装置の回路図、第７図は第６図の電流発生装置
の電源電圧、ｋｌｆｅのばらつきに対する電流出力特性
を示す図である。 １１．１２，１５．３２・ ＮＰＮ ）ランジスタ＋１
３．１４．”１６．３１・・Ｐ Ｎ Ｐ １．ランジス
タ、３０ 電圧源。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
図は第１図のｖ１対ＩＣ＋ ＋ ＩＣ２の特性図、第３
図は従来の電流発生装置の実用的な回路図、￥４図は第
３図の電流発生装置の電源電圧、ｈｆｅのばらつきに対
する電流出力特性を示す図、第６図は一般的なバイポー
ラ・トランジスタのコレクタ・エミッタ電圧対コレクタ
電流特性を示す図、第６図は本発明の一実施例における
電流発生装置の回路図、第７図は第６図の電流発生装置
の電源電圧、ｋｌｆｅのばらつきに対する電流出力特性
を示す図である。 １１．１２，１５．３２・ ＮＰＮ ）ランジスタ＋１
３．１４．”１６．３１・・Ｐ Ｎ Ｐ １．ランジス
タ、３０ 電圧源。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
Claims (2)
- （１） カレントミラー回路と、前記カレントミラー回
路の第１出力がコレクタとベースに接続σれた第１トラ
ンジスタと、前記第１トランジスタのエミッタと接地の
あいだに接続された抵抗と、前記カレントミラー回路の
第２出力がコレクタに接続され、かつエミッタが接地さ
れ、ベースが前記第１トランジスタのベースに接続され
た第２トランジスタと、前記カレントミラー回路からの
出力がコレクタに入力され、かつエミッタが接地され、
ベースが前記第２トランジスタのコレクタに接続された
第３トランジスタとを備えてなる電流発生装置。 - （２）第３トランジスタのエミッタと接地の間に抵抗を
挿入した特許請求の範囲第１項記載の電流発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59047604A JPS60191508A (ja) | 1984-03-13 | 1984-03-13 | 電流発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59047604A JPS60191508A (ja) | 1984-03-13 | 1984-03-13 | 電流発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60191508A true JPS60191508A (ja) | 1985-09-30 |
| JPH0471364B2 JPH0471364B2 (ja) | 1992-11-13 |
Family
ID=12779838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59047604A Granted JPS60191508A (ja) | 1984-03-13 | 1984-03-13 | 電流発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60191508A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5323124A (en) * | 1991-10-21 | 1994-06-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Amplifier including current mirror circuit and current generator |
| EP0611105A2 (en) * | 1993-02-09 | 1994-08-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Current source |
| US5450004A (en) * | 1991-10-21 | 1995-09-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Voltage generating device |
| EP0682305A1 (de) * | 1994-05-11 | 1995-11-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Referenzstroms |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4435678A (en) * | 1982-02-26 | 1984-03-06 | Motorola, Inc. | Low voltage precision current source |
| JPS59122207A (ja) * | 1982-12-27 | 1984-07-14 | モトロ−ラ・インコ−ポレ−テツド | 電流源 |
| JPS59191629A (ja) * | 1983-04-15 | 1984-10-30 | Toshiba Corp | 定電流回路 |
-
1984
- 1984-03-13 JP JP59047604A patent/JPS60191508A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4435678A (en) * | 1982-02-26 | 1984-03-06 | Motorola, Inc. | Low voltage precision current source |
| JPS59122207A (ja) * | 1982-12-27 | 1984-07-14 | モトロ−ラ・インコ−ポレ−テツド | 電流源 |
| JPS59191629A (ja) * | 1983-04-15 | 1984-10-30 | Toshiba Corp | 定電流回路 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5323124A (en) * | 1991-10-21 | 1994-06-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Amplifier including current mirror circuit and current generator |
| US5450004A (en) * | 1991-10-21 | 1995-09-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Voltage generating device |
| EP0611105A2 (en) * | 1993-02-09 | 1994-08-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Current source |
| US5432433A (en) * | 1993-02-09 | 1995-07-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Current source having current mirror arrangement with plurality of output portions |
| EP0611105A3 (en) * | 1993-02-09 | 1995-09-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Power source. |
| EP0682305A1 (de) * | 1994-05-11 | 1995-11-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Referenzstroms |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0471364B2 (ja) | 1992-11-13 |
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