JPS6047505A - 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】 ［発明の属する技術分野］ 本発明は、定電流回路に関する。

［従来技術とその問題点］ 従来、この種の定電流回路として、第１図および第２図
に示すような回路が知られている。第１図および第２図
で、１は電源、２は抵抗２１．２２からなる基準電圧回
路、３は誤差増幅器、４は電流制限用抵抗、５は電流制
御素子、６は抵抗６１からなる電流検出回路、７は負荷
、８１ないし８５は接続端子である。

次に第１図を用いてその動作を説明すると、電源１は基
準電圧回路２、誤差増幅器３および負荷７に接続され、
動作するに必要な電圧を供給する。

基準電圧回路２の出力は、誤差増幅器３の一方の入力に
接続され、制御の基準となる電圧をｌ！！差増幅器３に
供給する。また、誤差増幅器３の他方の入力は、電流検
出回路６に接続され、負荷７および電流制御素子５を流
れる電流を検出する。誤差増幅器３の出力は、電流制限
用抵抗４を介し電流制御素子５に接続され、負荷７およ
び電流検出回路６に流れる電流を制御する。ここで負荷
７に流れる電流は、次式で与えられる。

１　−　（ｖＲ，Ｆ／Ｒ，）　−Ｉ８（１）ＩＢ　＝　
ｒＬ／　ｈｐε　（２） ＩＬ　：負荷７に流れる電流 ｖＲＥＦ　’基準電圧回路２の出力電圧ＲＦ　：電圧検
出回路６の抵抗値 ■８：電流制御素子５０ベース電流 ｈＦｇ’：電流制御素子５の電流増幅率従って、（１）
式よりＩＬにはＩＢの項が含まれ、また（２）式より■
８はｈＲＥにより影響を受けることが判る。これは、電
流側−御素子としてバイポーラトランジスタを用いるこ
とによる。さらには、一般的にバイポーラトランジスタ
のｈＲＥは、所定の値に保って製造することが困難とさ
れているため、負荷に流れる電流■、を無調整で所定の
値に決定することができなかった。またｈｐεは周囲温
度により大幅に変化するため、広い温度範囲で使用でき
ない欠点があった。

第２図は、この欠点を除去するため、電流制御素子３を
電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）で構成したもので、こ
の場合ＦＥＴのゲートに流れる電流Ｉ８は無視し得るた
め、前記欠点は除去される。

しかし、ＦＥＴはバイポーラトランジスタに比べｉ格が
高い傾向があり、特に集積回路内に定電流回路を作成す
る場合、製造工程が複雑になる。また基準電迂回Ｖ＆２
と電流検出回路６が独立に設けられているため端子数が
増加し、価格の増大をまねく欠点があった。

［発明の目的］ この発明は、前記欠点等解消し、無調整でかつ使用温度
範囲の広い定電流回路を、安価に、また集積回路の製造
工程を複雑化することなしに提供することを目的とじた
ち−のである。

［発明の要点コ この発明は、誤差増幅器として電流モード形演算増幅器
を、また電流制御素子として電流ミラー回路を用いるこ
とにより、負荷と電流検出回路を分離し、相互の影響を
なくすることによって、誤差をなくし無調整化すると共
に、接続端子数を減少し、価格の低減を図ったものであ
る。

［発明の実施例］ 第３図はこの発明の実施例の回路図、第４図はそのより
具体的な回路図を示す。図において、９は電流モード形
演算増幅器で構成される誤差増幅器、２３は温度補償用
ダイオードである。ここで誤差増幅器９を構成する電流
モード形演算増幅器の入力と出力は次の関係式で表され
る。

Ｖ□　−Ａｙ　（１−Ｉ　）　（３） ■。＝誤差増幅器９の出力電圧 Ａ　ｖ　”’　”　増幅率 ｌ十＝　〃　非反転入力電流 Ｉ−一　〃　反転入力電流 第３図において、誤差増幅器９の出力は、電流制限抵抗
４を介し、電流制量素子を構成する電流ミラー回路に入
力される。電流ミラー回路の出力は、負荷７および誤差
増幅器９の反転入力にそれぞれ接続される。誤差増幅器
９の非反転入力は、抵抗６２からなる電流検出回路６を
介し基準電圧回路２に接続される。ここで電流ミラー回
路５は、同一構造を有するトランジスタ５１ないし５３
から構成される。このような構成の電流ミラー回路は、
入力電流と出力電流が広い電流範囲で同一であり、かう
温度の影響をほとんど受けないことが知られており、こ
のことから誤差増幅器９の出力電流と負荷７および誤差
増幅器９０反転入力に流れる電流は同一となる。従って
負荷７に流れる電流Ｉは（４式で表される。

５− Ｉ、＝ＩＯ−Ｉ　（４１ ■：誤差増幅器９の出力電流 また、（３）式より ビ＝（Ｖｏ／ＡＬ）＋　Ｉ　− であり、演算増幅器の特性からＡ　は非常に大きいため
、近似的に ■へ■（６） となる。

基準電圧回路２の出力は、電流検出回路６を介して誤差
増幅器９の非反転入力に接続され、その電流Ｉ十は（７
）式で表される。

Ｉ十−Ｖ、、／Ｒ，（７） （４）式、（６）式および（７）式より負荷７に流れる
電流ＩＬ　は、（８）式で表される。

ＴＬ壬Ｉ　零１　１ｋＦ／ＲＦ　（８）よって、負荷７
の電流は基準電圧回路２の出力電圧族、と電流検出回路
６の抵抗値ＲＦ　によって。

決定される。従って、従来回路に見られるような電流制
御素子のベース電流Ｉ８　により影響を受けることがな
い。さらには、電流検出回路６を基準＝６− 電圧回路２と誤差増幅器９の間に挿入したことにより端
子数の削減が図れる。

第４図は、この発明の具体的な実施例を示すもので、９
１および９２は電流モード形演算増幅器の入力部、９３
ないし９６は増幅部をそれぞれ構成するトランジスタ、
９７および９８は負荷抵抗、９９は位相補償用コンデン
サである。また、図で第３図と同一の記号ないし同一の
番号は同一の素子を示す０図において、電流モード演算
増幅器の入力部は同一構造のトランジスタ９１および９
２から構成され、トランジスタ９１のベース、コレクタ
およびトランジスタ９２のベースは接続端子８１を介し
電流検出回路６に接続される。トランジスタ９１のエミ
ッタおよびトランジスタ９２のエミッタは接続端子８５
を介し電源１に接続される。またトランジスタ９２のコ
レクタは、増幅部を構成す−るトランジスタ９３ないし
９６および電流制御素子５に接続される。増幅部を構成
するトランジスタ９３ないし９６の出力は電流制限用抵
抗４を介し電流制御素子５に接続される。

なお負荷抵抗９７および９８は増幅部の負荷であり、位
相補償用コンデンサ９９は、演算増幅器の発振を防止す
・る目的で挿入される。

電流モード形演算増幅器９の入力部は、トランジスタ９
１および９２により電流ミラー回路として構成される。

従って、トランジスタ９１のベース電流とコレクタ電流
およびトランジスタ９２のベース電流の和は、トランジ
スタ９２のコレクタ電流に等しく、演算増幅器９の非反
転入力電流工１として表される。

＋ ■”　’Ｃ’ｌｌ””Ｂ９ｚ十Ｉｃ’ｒｌ　”■ｏ９λ
：トランジスタ９２のコレクタ電流■田λ：　〃　のベ
ース電流 ｔｃ９１：　）ランジスタ９１のベース電流とコレクタ
電流の和 トランジスタ９２のコレクタは電流制御素子５に接続さ
れており、反転入力端子となっている。また、トランジ
スタ９２のコレクタは増幅部９３ないし９６の入力に接
続されている。従って、電流制御素子５からトランジス
タ９２のコレクタへ流れる電流、即ち反転入力電流■−
は次式で表される。

Ｉ　−Ｉ。９入＋ＩＢ’ｉ３　（１０）■Ｅ３ｃ１３”
増幅部９３ないし９６の入力電流また、増幅部９３ない
し９６の出力電圧Ｖ。と入力電流■。３３は次式で表さ
れる。

Ｖｏ−Ａ、弓Ｂ（１３（１１） （９）式、（１０）式、（１１）式から演算増幅器９の
入出力関係式は次式で表される。

Ｖｏ−Ａ、（Ｉ　−Ｉ　）　（１４） 以上のように、（１４）式は前述の（３）式と同一式で
表される。なお、第３図および第４図における温度補償
用ダイオード２１は誤差増幅器９０入力電圧レベルの温
度補償を目的に挿入される。

［発明の効果］ この発明によれば、電流制御素子をミラー回路で構成し
たことにより、誤差増幅器から電流制御素子に流れる電
流の影響がなくなり、回路の無調整イｉを広い温度範囲
で図ることができる。また誤差増幅器を電流モード形演
算増幅器で構成したことにより、端子数が削減でき、価
格の低下を図る　・ことができる、さらに電流制御素子
としてバイボ９− 一うトランジスタを用いているた込、製造工程を複雑に
することなしに所望の定電流回路を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ従来の定電流回路を示す
図、第３図は本発明一実施例の回路図、第４図はそのよ
り具体的な回路図である。 １：電源、２：基準電圧回路。４：電流制限用抵抗、５
：電流制御素子、６：電流検出回路、７：負荷、９：電
流モード演算増幅器より構成された誤差増幅器。 １０− 矛を図 ヤ３（２） オを口 「コ　「　ｌｒ　’１ □ ■ ■ 」 十　＝　１／ゴｉヨ：　ぐ　ｌ　仔 １　好　１８２ 一１ｌＬＪｌ　ｌ １１　乙２１ １１　１　、　＋　７ １　１　デデ　１ １１　１ １　タ／　９１３　１ １　１　１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基準電圧源と、誤差増幅器と、電流制御素子とからなり
   、Ｗ４差増幅器で基準電圧源の発生電圧と負荷に流れる
   電流値とを比較して所定の負荷電流を得る定電流回路に
   おいて、電流制御素子が電流ミラー回路で構成され、誤
   差増幅器の入力および負荷がそれぞれ電流ミラー回路に
   接続されると共に、誤差増幅器が電流モード形演算増幅
   器として構成されたことを特徴とする定電流回路。