JPS60195626A - 定電力回路 - Google Patents

定電力回路

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Publication number
JPS60195626A
JPS60195626A JP5060384A JP5060384A JPS60195626A JP S60195626 A JPS60195626 A JP S60195626A JP 5060384 A JP5060384 A JP 5060384A JP 5060384 A JP5060384 A JP 5060384A JP S60195626 A JPS60195626 A JP S60195626A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
constant
voltage
dutn
drain
transistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP5060384A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisao Sugawara
菅原 久男
Toshio Nishioka
西岡 利男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5060384A priority Critical patent/JPS60195626A/ja
Publication of JPS60195626A publication Critical patent/JPS60195626A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/577Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices for plural loads

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はMO8FIET(以下MO8)ランジスタとい
う)のソースあるいはバイポーラトランジスタのエミッ
タが共通になっているデバイスにおいてそれらを構成し
ている各素子に所定の定電力を供給するのに適した定電
力回路に関する。
〔発′明の技術的背景とその問題点〕
第1図(a)の如くバイポーラトランジスタ1のエミッ
タ(エミッタ接地回路)あるいは第1図fb)の如(M
OSトランジスタ2のソース(ソース接地回路)がアー
スラインにおちている素子、更に第2図(a)の如くエ
ミッタが共通になっているトランジスタアレイ(エミッ
タ共通回路)、あるいは第2図(b)の如くソースが共
通になっているMOS)ランノスタアレイ(ソース共通
回路)に一定電力を印加する場合、第3図(a)〜(d
)の如くペース接地回路、ダート接地回路、エミッタ接
地回路、ソース接地回路等が使用できないため、素子l
あるいは2に流れる電流、印加される電圧をそれぞれ一
定にすることは極めて難しい。しかもソースあるいはエ
ミッタが共通になっているデバイス(MOS)ランジス
タアレイ。
パイ?−ラトランジスタアレイ)の各素子に印加する電
力を一定にしようとする場合、よく使用されるソース接
地回路あるいはエミッタ接地回路における負帰還回路が
使用できないため、さらに難しさが増す。
〔発明の目的〕
ソースあるいはエミッタが共通になっているデバイスに
おいて、それらを構成している各素子に所定の定電力を
印加できる定電力回路を提供しようとするものである。
〔発明の概要〕
本発明は、ドレインあるいはコレクタよシミ位をとシ出
して帰還し、素子へ流れる電流、印加される電力を一定
にする方法ヲ、゛第4アンプ(0perational
Amplifier)を使用した回路で提案するもので
ある。
〔発明の実施例〕
ドレイン端子よシミ位を堰シ出し、オペアンプを使用し
て帰還を施こすことを考える場合、その前提として第4
図の如くオペアンfllf使用した定電流回路を思い浮
かべることができるが、この場合負荷12に定電流を流
すことはできるが、当然のこととして負荷12に印加さ
れる電圧を一定にすることはでき得ない。図中Rは電流
制限抵抗、13は基準電圧源、VDD+vCC”Kgは
電源である。
そこで第5図の如き改良型回路を考え、MOSトランジ
スタのアレイでソースが共通になっているデバイス(D
UT、〜DUTn・・・実際はMOS)ランノスタ2)
に対して、定電流しかも定電圧になる回路(定′電力回
路)が、ドレイン端子よシ得られる電圧をオペアンプの
同相入力端子(ト)に接続し、反転入力端子(−)に基
準電圧VR1,F、〜nを加えることによって得られる
。各素子DUT、〜DUTのドレインは電流制限抵抗R
1〜Rnを介して電源vDD、〜vDDnに接続し、D
UT、〜DUTnのグートハオベアンfOA、〜OAn
の出力に接続する。
基準電圧vREF1〜VREIPnで、端子D1〜Dn
の電圧が所定の値になるように設定する。
第5図の如くソースが共通になっているデバイスに定電
流かつ定電圧が印加される原理について、第6図の如く
被測定素子DUT、i例にとシ、その動作原理を説明す
る。第6図においてドレイン、ソース間電圧をVD81
とし、また流れる電流をI、DUTに印加される電力を
PDlとする。
Dj1 この条件にて次の2式が成立する。
vDD1=R4・ID1+VD8.・・・・・・・・・
・・・・・・・・・(1)PD1=VD8.・工。、・
・・・・・・・・・・・・・・・・・(2)(2)式よ
り VD8.−PD1/■D1・・・・・・・・・・・・・
・・・・・(3)(3)式を(1)式に代入すれば 、’、P=−RI+V・工・・・・・・・・・・・・・
・・・・(4)Dl1DlDDlDl あるいは ここで工。、の変化に対してPD、の変化が最小になる
ポイント即ちより1条件をめてみる。そこで(4)式に
おいてID1を゛変数と考え両辺を工。、で微分する。
(5)式においてd九、/dID、=0とすれば、ID
1の変化に対してPd1の変化が零になるポイントがま
る。即ち V=2R4・ID1 IN (6)式はり、の電位がvDD、/2であること金示し
ている。当然R4の両端に印加される電圧もvDD1/
2であシ、vDDlがり4点によって2等分されること
を意味している。よってID1の変化に対してPDlの
変化を零にするためには、オペアンプOA、の反転入力
端子←)に加える電圧即ち基準電圧’e、DI点の電圧
がvDD1/2になるよう圧制御すればよいことが分か
る。
次により1=vDD1/2R1が満足されルトき、印加
電力PD1につbてめる。(6)式を(2)式に代入す
れば (7)式よシR4をめる式に書き直せばVDD1=29
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(
9)ドレイン端子に直列に挿入される抵抗R1はvDD
lとPDlとの関係よシ、(8)式にてめることができ
る。
次に印加電力PD1の変動について検討する。
いまより1=vDD1/2R1が満たされている状態よ
シ、DUT、の素子のもっている電気的特性(温度特性
等も含む)が変化し、91点の電位が士Δだけ変化した
場合のPDlの変化量ΔPD、をめる。この時変化量Δ
PD1を表わす式は次のようになる。
・・・・・・・・・・・・・・・00 (4)式及び(4)7式を用いて R4の符号は常に正のためへ9式の右辺は常に正となる
。よって となる。印加電力PD1の変化量ΔPD1は、91点の
電位が上下へΔだけ動いても、vDD、(或いはvDB
lの電圧)の大きさに依存せず、07点の電圧がvDD
、/2になりている状態からの変化量は常に正で、ドレ
イン端子に直列に接続される抵抗R1及びΔのみで決定
される。このΔは非常に小だからΔPDjは非常に小で
あることが分かる。
上記ではオ(アンプを使用した定電力の動作原理におい
て、PDlとより1の関係よシPD、の安定度について
説明したが、次にPDlとVDs、の関係式よ、6pD
、の安定度を*める式の誘導について説明する。
(1)式よシ 03式’e(2)式に代入すれば よって ここでPD、がvDBlの変化に対して最小になるポイ
ント即ちvDg5条件をめるためClJ式の両辺を■D
8.で微分する。
00式ニオイテdPD、/dVD8.=0トすれば、v
DBlの変化に対してPDlの変化が零となるポイント
がまる。即ち 次KvDs、=VDD、/2が満足されているとき、助
′式をq1式に代入すれば となる。次にQf1式ヲ(2)式に代入して請求めまた
は v=5耳評・・・・・・・・・・・・・・・・・・(イ
)B1 よってドレイン、ソース間に印加する電圧VD81は電
源電圧VDD1の半分vDD1/2で、ドレインに挿入
するシリーズ抵抗R4とDUT、に印加する電力へ、の
積R4・RD、の平方根で決まる値iでVDslを設定
し、電源電圧は”B81の2倍即ち25にすれば、PH
kVos+の変化に対して極めて安定にすることができ
る。
次に本定電力回路において、■DD1=2■D8゜とい
う定電力条件が設定されなかった場合の印加電力PD、
の変化について考察する。オペアンプを使用した本定電
力回路において、先にめた定電力条件(VDD、がB1
点によって2等分されていること””B81=VDDI
/2”)が設定されなかった場合、印加電力の変動につ
いて計算してみる。いまドレイン、ソース間電圧がvD
s。
NVDD1/2で、成る”DSlの値の状態よp±Δだ
け変動した場合について九、の変化量ΔPD1をめる。
1ΔPD、l=II九、l−FD、l11VDs1■D
s1±Δ 燵◆式を用いて −vDD、・V051+VDDI’Δ11eυ式から分
かるように定−力条件VD8.=VDD1/2が満され
ていないとき、B1点による2等分の割合がずれている
ほどPDlの変化量ΔPD1が大きくなる。またQル式
にて、定電力条件vDs1−vDD1/2が満されてい
るとすれば第2項が零になるため1ΔPD11=Δ2/
R1となシ、先にめた(Ia式と同じ値になる。
なお本発明は上記実施例のみに限られず種々の応用が可
能である。例えば実施例ではMOS)ランジスタによる
場合を説明したが、バイポーラトランジスタを用いた場
合も同様である。この場合MO8)ランジスタのダート
とバイポーラトランジスタのベース、ソースとエミッタ
、ドレインとコレクタが入れかわる。
以上のようにMOS)ランノスタのソース或いはバイポ
ーラトランジスタのエミッタが共通になっているデバイ
スに対し、定電流でしかも定電圧の定電力回路は、ドレ
イン端子あるいはコレクタ端子よシ得られる電圧をオ被
アンプの同相入力端子(ト)に印加し、反転入力端子(
−)に、B1点の電圧が電源電圧vDD1の半分のVD
D+72になるような基準電圧を加えることによって得
られる。定電力条件vDD1=2vDs1が満されてい
るとき、印加電力PD1はvDD、′/4R1テ与エラ
レ、トレイン端子あるいはコレクタ端子に直列に挿入さ
れる抵抗R1は、VDD、とPD1ノ関係より”DD1
=2v−〆Σ冒」なる式で決定される。印加型S1 力PD、の変化量ΔPD、は、B1点の電位が上下へΔ
だけ動いても、vDD、あるいはVD8+の電位に依存
せず、ドレイン端子あるいはコレクタ端子に直列に接続
される抵抗R1及びΔで決定され、Δ/R1で表わされ
、極めて高い精度で定電力制御が可能となるものである
〔発明の効果〕
以上説明した如く本発明によれば、ソースあるいはエミ
ッタが共通になっているデバイスにおいて、それらを構
成している各素子に所定の定電力をそれぞれ印加できる
定電力回路が提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、(b)はエミッタ、ソース接地回路図、
第2図(a)、(b)はバイポーラ、MOSトランジス
タアレイを示す回路図、第3図(a)〜(d)はベース
。 ダート、エミッタ、ソース接地回路図、第4図は従来の
オペアンゾ使用定電流回路図、第5図は本発明の一実施
例を示す回路図、第6図は同実施例を更に詳細に説明す
るための回路図である。 2・・・MOS)ランノスタ、OA、〜OAn・・・オ
にアンデ、R1−Rn・・・電流制限抵抗。 出願人代理人弁理士鈴江武産 熱1図 (a)(b) 第2図 (a) (b)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)’MOSトランジスタのソースあるいはパイyJ
    ?−ラトランジスタのエミッタが共通になっているデバ
    イスに対し、前記MO8)ランジスタのドレインあるい
    はバイポーラトランジスタのコレクタよシ得られる電圧
    をオペアンプの同相入力に印加し、反転入力には基準電
    圧を印加し、前記ドレインあるいはコレクタを電流制限
    抵抗を介して電源に接続し、前記オペアンプの出力を前
    記MO8)ランジスタのダートあるいはバイポーラトラ
    ンジスタのペースに接続したことを特徴とする定電力回
    路。
  2. (2)前記ドレインあるいはコレクタの電圧が電源電圧
    の半分になるような前記基準電圧を印加することを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載の定電力回路。
JP5060384A 1984-03-16 1984-03-16 定電力回路 Pending JPS60195626A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994027204A2 (en) * 1993-05-13 1994-11-24 Microunity Systems Engineering, Inc. Bias voltage distribution system
WO2006044987A2 (en) * 2004-10-20 2006-04-27 Advanced Analogic Technologies, Inc. Single, multiplexed operational amplifier to improve current matching between channels

Cited By (4)

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WO2006044987A2 (en) * 2004-10-20 2006-04-27 Advanced Analogic Technologies, Inc. Single, multiplexed operational amplifier to improve current matching between channels
WO2006044987A3 (en) * 2004-10-20 2006-09-21 Advanced Analogic Tech Inc Single, multiplexed operational amplifier to improve current matching between channels

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