JPS60223308A - 定電流回路 - Google Patents

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】 〔技術分野〕 本発明は低電源電圧を使用する各種電子機器において、
バイアス電源として用いて好適な定電流回路に関する。

〔背景技術〕

電子機器に関する現在の技術的動向の一つに、小型軽量
化がある。従って、増幅回路等についても、例えば１．
５Ｖ程度の低電源電圧で充分に動作することが望ましく
、電源電圧の広い範囲の変動に対して変動の少ない定電
流回路が必要になる。

このような観点から、本発明者は本願発明に先立ち、第
１図及び第３図に示す如き定電流回路につき、種々の技
術的検討を行った。

先ず、その第１例を第１図及び第２図について述べる。

トランジスタＱ、、Ｑ、は第１の定電流回路を構成し、
トランジスタＱ、、Ｑ４　、Ｑ、は第２の定電流回路を
構成している。いま仮りに、抵抗Ｒ１＋■ｔｓＴが設け
られていないものとし、トランジスタＱ１に電流１１が
流れたとすると、トランジスタＱ友のエミッタサイズが
大であるから、電流量。

の変化に対し電流Ｉ、は第２図に示す特性ｌ。の如く大
きく変化する。ここで抵抗Ｒ１が図示の如く接続された
と考えると、トランジスタＱ２を流れる電流Ｉ、は、特
性１１で示す如く大きく変化しない。従って、トランジ
スタＱ、、Ｑ、のベース・エミッタ間電圧もほぼ一定と
なυ、抵抗Ｒ８の電圧降下分もほぼ一定になる。このよ
うにして、電流Ｉ、、Ｉ、が一定の関係に設定されると
、トランジスタＱ１を流れる電流量、も一定の電流にな
る。そして、トランジスタＱ＝　、Ｑ４が同一エミッタ
サイズであれば、電流■４は電流Ｉ、と等しく電流Ｉ、
とも等しくなる。

かくして、電流１１対ＩＩ７、更に電流Ｉ、対Ｉ４の関
係は、特性！、に示すようになる。そして、特性！、と
ｌ、とを同時に満足する点Ｐ０　が、第１図に示す定電
流回路の動作点となる。一方、前記定電流回路では、電
源投入時にトランジスタＱＩ。

Ｑｔ　−Ｑｔ　−Ｑ４を同時に動作させることができな
いため、スタート抵抗Ｒ８Ｔ　１に図示の如く設け・電
源投入時にトランジスタＱ１に電流量、が流れるように
構成している。抵抗ＲＴＳ　が無限大の場合は、以上の
如き動作点Ｐ０　となる。しかし、実際にはｔＶＣｃ電
源の電圧レベルを上昇させると起動抵抗ＲｓＴ　を介し
て電流量。が流れ、電流■１が変化するだめ、これにと
もない動作点はＰ。からＰ、、Ｐ、、Ｐ、と変化してい
く。すなわち、電源電圧の上昇にともなって電流量、が
■Ａ１　からＩＢｌ　に変化したとすると電流■、は、
工ＡｘからＩＢ２　まで変化する。すなわち出力電流量
。。

は■Ａ２　Ｉ　Ｂ　２の値だけ変化してしまう。

第２例の定電流回路は、この回路の第３図に示す如く抵
抗Ｒ１の接続位置が異っている。この回路の詳細な回路
動作は、特願昭４９−８８０８１号公報に示されている
。いま仮シに、抵抗Ｒ，の抵抗値を０とし、トランジス
タＱ、のベース、コレクタ、更にトランジスタＱ２のベ
ースがトランジスタＱ４のコレクタに接続されていると
想定すると、電流Ｉ、対工、の関係は、第４図に示す特
性ｉｓのようになる。しかし、抵抗Ｒ８を接続すると、
トランジスタＱＩのベース・エミッタ間電圧■、、１か
ら抵抗Ｒ１の電圧降下分をひいた電圧がトランジスタＱ
ｔのベースに供給される。従って、トランジスタＱ、の
ベース・エミッタ間電圧ＶＢつ、。

は定電圧となり、抵抗Ｒ１の電圧降下分が電流■。

（Ｉ４）に比例して増加するため、電流１１対■。

は特性１４で示す関係になる。

トランジスタＱ、、Ｑａは第１例と同様に動作するので
、トランジスタＱ＝　、Ｑｔから特性１４が設定され、
トランジスタＱｓ　、Ｑ４によって特性ｌｌ　が設定さ
れる。そして、特性７！４　、Ｉｓを同時に満足する点
Ｐ。が、第２例における動作点となる。

以上の説明は、スタート抵抗Ｒ８Ｔ　が無限大である場
合の回路動作であるが、スタート抵抗Ｒ８Ｔを接続する
と下記の如き動作が行われる０すなわち、スタート抵抗
Ｒ８Ｔ　の抵抗値が低下するか、ｔｖｃｃ電源の電圧レ
ベルが上昇すると、第１例と同様に動作点Ｐ０がＰｓ　
＋　Ｐｔ　ｒ　Ｐｓと変化することになる。特性１４　
の傾きは負方向に大きく変化するので電源電圧が上昇し
た場合、例えば■、がＩ□からＩＢ、まで変化したとす
ると、Ｉ２はＩ　から１Ｂ２まで変化する。すなわち出
カム！ 電流Ｉｏｕｔが大幅に減少し、安定した定電流が得られ
ないことが、本発明者の横割により明らかにされた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、スタート抵抗を設けて安定な起動を行
うことができる上に、電源電圧の変動にかかわらず一定
電流量の出力電流を得ることのできる定電流回路を提供
することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明の概要を述べれば、下記の
とおりである。

すなわち、電源電圧の変動に対応して電流１Ｉｓ１が変
化する第１の電流径路と、電蝕電圧の変動に比例して増
減する電流Ｌｔｋ得る第２の電流径路と、電源電圧の変
動にＩまは反比例して増減する電流１１Ｍを得る第３の
電流径路を設け、′電流Ｌｔ　１１１＋１の和の電流量
。ａｔ　”得て安定した定電流出力を得るという本発明
の目的を達成するものである。

〔実施例〕

本発明を適用した定電流回路の一実施例を第５図〜第８
図を参照して説明する。なお、以下の説明にあたっては
、第５図及び第６図を参照して基本的動作を述べ、第７
図及び第８図を参照して具体例を述べるものとする。

ｔＶｃｃ電源から、抵抗Ｒｓ＊に介して流れる電流をＩ
□　とする。トランジスタＱ１□のベース・エミッタ間
電圧Ｖ　でトランジスタＱ□、にバイアＢ］１ｉＱ１１ スミ圧が供給され、トランジスタＱ、のコレクタ・エミ
ッタ間電圧■　でトランジスタＱｘｓにバＣＥＱ里１ イアスミ圧が供給される。

ここで、トランジスタＱａ　ｓ　ｅ　Ｑｔ　＊について
みると、トランジスタＱｓ　ｓ　ｔ　Ｑｔ　＊のペース
・エミッタ間電圧はほぼ一定であるが、トランジスタＱ
ｌｌのエミッタ電圧は抵抗Ｒ８，の電圧降下分によって
所定の電圧になる。従って、電流■□対Ｉ！の関係は、
第６図（４）に実線で示す如く電流Ｉｌの増加に対応し
てゆるやかに増大するものとなる。なお破線で示す特性
は抵抗Ｒ０が０の場合の特性である。

一方、抵抗Ｒ０の電圧降下は電流１１に比例して増大す
るので、トランジスタＱＣｓ’／）バイアス％を圧が次
第に低下する。そして、電流ｆ、の電流量は、第６図（
１３）に示す如く電流■１が増大するにつれて次第に減
少するようになる。なお、点線で示す特性は、抵抗Ｒ１
！が０の場合の特性である。

トランジスタＱｌ　ｔ　＋　Ｑｔ　ｓの各コレクタは共
通接続されているため、電流Ｉ、、Ｉ、の和の電流が出
力電流Ｉｏｕｔ　として得られる。従って、出方電流■
。、は、第６図（Ｑに実線で示す如き特性になり、電流
量、の増加分と電流量、の減少分とによシはぼ一定の電
流量になる。

なお、電流、■、に対する電流■、の感度特性、電流■
、に対する電流量、の感度特性はトランジスタＱ１ｍの
エミッタ面積に対するトランジスタＱ１＊　＋Ｑｓ　ａ
のエミッタ面積の比、更に抵抗Ｒ１，。

Ｒ１，の抵抗値によシ任意に設定することができる。

また、前記定電流回路においては、電流１．の電流径路
から明らかなようにトランジスタＱ１＋のベース拳エミ
ッタ間電圧Ｖ　にほぼ等しい程ＢＥＱ、。

度の電源電圧で動作することができる。

次に、第７図及び第８図を参照して本発明の具体例を述
べる。

なお、回路ブロック１の回路動作については、第５図を
β照して述べた回路動作が行われる。トランジスタＱ＋
　４　ｌ　Ｑｔ　ｓはカレントミラー回路であシ、抵抗
Ｒ８Ｔ　はスタート（起動）抵抗でちる。

第７図に示す定電流回路では、トランジスタＱ１４を流
れる電流量。□の変化は前述の場合と同様である。すな
わち、第８図に示す特性１ｈ、はトランジスタＱｓ　ｔ
　、Ｑ□＋Ｑｔｓによって設定される〇そして特性ｌａ
ｗはトランジスタＱｔ　４　ｅ　Ｑｔ　ｓによって設定
される。従って、両特性Ａｓｓ　ｔ　１．ｔを満足する
動作点Ｐ０が、具体例として示した定電流回路の動作点
となる この結果、スタート抵抗Ｒ８Ｔ　の抵抗値が低下するか
、■ｃｃ　電源の電圧レベルが上昇して動作点Ｐ０が”
ｉ　ｔ　Ｐｌｌ　１　Ｐｓと移動しても、出力電流■。

、の変化量が少なく、安定した定電流を得ることができ
る。

また、電源電圧の電圧レベルも、ｖＢＦ、Ｑ□１ヤ■Ｃ
ＥＱ１ｓ中０．７　＋０．２　＝　０．９７ｇ　［の低
電圧でよい。

〔効果〕

（１）電源電圧の変化に対応して増大する電流と減少す
る電流との和の電流によシ出力電流（定電流）を得るよ
うに構成したので、電源電圧の変動にかかわりなく定電
流出力を得る、という効果が得られる。

＋２）　０．８　Ｖ〜ＩＶ程度の低い電源電圧で駆動す
ることができるので、低電源電圧を使用して安定した定
電流出力を得る、という効果が得られる。

〔利用分野〕

以上の説明では、主として本発明者によってなされた発
明をその背景となった利用分野である定電流回路に適用
した場合について説明したが、それに限定されるもので
はない。

例えば、定′シ圧回路に利用することができる。

また、ボータプルテープレコーダ、ボータプルテレビジ
ョン受信機、ボータプルラジオ受信機などの低電源電圧
を使用する各種電子機器に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明に先立って検討された定電流回路の第
１例の回路図を示し、 第２図は前記定電流回路の特性図全示し、第３図は本願
発明に先立って検討された定電流回路の第２例の回路図
を示し、 第４図は前記定電流回路の特性図を示し、第５図は本発
明の基本的構成を示す定電流回路の回路図を示し、 第６図囚［Ｆ］）０は前記定電流回路の回路動作を示す
特性図を示し、 第７図は本発明を適用した定電流回路の具体例を示す回
路図を示し、 第８図は前記具体例の回路動作を示す特性図を示す。 Ｑ＋＋　＊　Ｑｌ！　ｓ　Ｑｔｓ　ｅ　Ｑ１４　ｅ　Ｑ
ｔａ−）ランジスタ、Ｒ＋ｔ　ｒ　Ｒ＋ｚ　＋　ｔｔ＋
ｓ　・・・批抗、ｉ、　ｓ　ｉ、、　ｔＩｓ　”’ｌｋ
ｉ流、Ｉ　・・・出力巾υ１、Ｐ　６　、ｘ′１ｒ　Ｉ
’２　、１’３ｕｔ ・・・動作点、ｌ（１＋　ｌＪ＋２・・・動作特性、Ｉ
ｔ、・・・スタ第　１　図 Ｊ−ＡＩＴ１３１１） 第　６　図（ＡＩ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　エミッタが接地されたトランジスタ（Ｑ＋＋）と トランジスタ（Ｑ、、　）のベースにベースが接続され
   、かつそのエミッタが抵抗（ｉｔｅｍ）を介して接地さ
   れたトランジスタ（Ｑｔｔ）と 前記トランジスタ（Ｑｌｌ）Ｏコレクタに、ベースが接
   続されたエミッタ接地トランジスタ（Ｑ、）と 前記トランジスタ（Ｑｔｔ）のベースとトランジスタ（
   Ｑｔｔ）のベースとの共通接続点と前記トランジスタ（
   Ｑ、、”）のコレクタと前記トランジスタ（Ｑ＋−）の
   ベースとの共通接続点との間に介在する抵抗Ｒ１，とを
   具備し、 前記トランジスタ（Ｑ＋ａ）のコレクタと前記トランジ
   スタ（Ｑｌｔ）のコレクタとを接続したことを％徴とす
   る定電流回路〇