JPS6093530A - 定電流源回路を有する差動増幅回路 - Google Patents

定電流源回路を有する差動増幅回路

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、定電流源回路に関し、特にＰチャンネルＭＯ
８）ランジスタおよびＮチャンネルＭＯ８）ランジスタ
等のしきい値電圧の温度特性等を利用して互いに温度係
数の異なる定電流源回路部を構成し、これらの定電流源
回路部の電流を合成することによ）所望の温度特性を有
する電流出力を得るようにした定電流源回路に関する。
技術の背景 例えば、ＥＣＬ　（エミッタカップルドロジック）回路
においては、定電流源回路が用いられるが、この定電流
源回路の電流は通常電源電圧の変動に対してはかな多安
定化されているが、温度変化に対する安定度は必ずしも
充分でない場合がある。
特に、多数のＥＣＬ回路が多段接続された場合には定電
流回路の電流がわずかに変動しても出力信号の論理レベ
ルの電圧が変動し電圧マージンが少なくなる。
従来技術と問題点 従来、ＥＣＬ回路等に用いられる定電流回路は例えばダ
イオードの順方向電圧あるいはバイポーラトランジスタ
のベースエミッタ間電圧の温度特性を利用して出力電流
の温度特性を補償していた。
あるいは、ＭＯＳトランジスタを用いた定電流回路にお
いては、負帰還回路を用いることによって出力電流を安
定化していた。
しかしながら、これらの従来形の定電流源回路において
は、出力電流の温度係数を完全にＯにしあるいは所望の
値に設定することが不可能であるという不都合があった
。
発明の目的 本発明の目的は、前述の従来形における問題点に鑑み、
定電流源回路において、互いに温度係数が異なる複数の
定電流源回路部の出力を合成するという構想に基づき、
出力電流の温度特性を完全に補償しあるいは所望の特性
に設定できるようにすることにある。
発明の構成 そしてこの目的は、本発明によれば、正の温度係数を有
する定電流源回路部、負の温度係数を有する定電流源回
路部、およびこれらの各定電流源回路部の出力電流全合
成する電流合成回路を具備する定電流源回路を提供する
ことによって達成される。
発明の実施例 以下、図面により本発明の詳細な説明する。
第１図は、本発明の１実施例に係わる定電流源回路の原
理を示す。同図の回路は、カレントスイッチまたは差動
増幅器等の差動回路Ａ１、差動回路Ａ工の共通エミッタ
あるいは共通ソースと電源Ｖｓ　ｓ間に挿入されたＭＯ
Ｓ　）ランジスタＱ１およびＱ２の並列回路、トランジ
スタＱ１のダートに接続された正の温度係数を有する定
電流源回路部ＣＳ□、そしてトランジスタＱ２のダート
に接続された負の温度係数を有する定電流源回路部ｃｓ
２ｙ具備する。なお、定電流源回路部Ｃ８□およびＣ８
２はそれぞれトランジスタＱ□およびＱ２と組み合わさ
れて定電流源回路を構成してもよく、あるいは各トラン
ジスタＱ□およびＱ２のダートにそれぞれの出力電流に
対応する制御電圧全供給してもよい。
第１図の回路においては、トランジスタロ工のドレイン
電流ＩＳ１は正の温度係数を有する定電流源回路部Ｃ８
□によって制御されるから、第２図に示すように正の温
度係数を有する。また、トランジスタＱ２のドレイン電
流工Ｓ２　は負の温度係数を有する定電流源回路部ＣＳ
２によって制御されるから負の温度係数を有する。した
がって、これらの各電流ＩＳ、および”Ｓｘｋトランジ
スタＱ１およびＱ２によって構成される電流合成回路に
よって合成することによシ第２図に示すように温度係数
　０の出力電流ＩＳを得ることができる。
第３図は、本発明の１実施例に係わる定電流源回路の構
成を具体的に示す。同図の回路は、ソースが共通接続さ
れた差動トランジスタＱ、およびＱ４と負荷抵抗Ｒ１お
よびＲｔｋ有する差動回路Ａ１、トランジスタＱ１およ
びＱ４の共通ソースに接続された負の温度係数を有する
定電流源回路部ｃｓ２を構成するＮチャンネルＭＯ８）
ランジスタＱ、およびＱ６と抵抗Ｒ３，Ｒい正の温度係
数を有する定電流源回路部Ｃ８工を構成するＮチャンネ
ルＭＯ８）ランジスタＱいＰチャンネルＭＯ８）ランジ
スタＱ、およびＱ□。と抵抗Ｒ５およびＲ６、および電
流合成回路を構成するＮチャンネルＭＯ３）ランジスタ
Ｑ７を具備する。なお、トランジスタＱｓは電流合成回
路の１部としておよび負の温度係数を有する定電流源回
路Ｃ８２の１部として用いられている。
第３図の回路においては、定電流源回路ＣＳ□のＰチャ
ンネルＭＯ８）ランジスタＱ、およびＱｌｏのしきい値
特性は、第４図（ａ）に示されるように、温度が上昇す
ると同じダート電圧■。に対してドレイン電流工。が増
加する。すなわちダートのしきい値電圧が低下する傾向
を有する。したがって温度上昇に伴い抵抗Ｒ５を流れる
電流が増加し、トランジスタＱ８を流れる電流も増加す
る。トランジスタＱｓとトランジスタＱ７とはカレント
ミラー回路を構成しているから、トランジスタＱｔｋ流
れる電流ＩＳ。
も温度上昇に伴い増加する。このため、定電流回路部Ｃ
８□は温度上昇に応じて差動回路の出力電圧ＶＯ□およ
びＶＯ，の電位を下げる方向に作用する。
一方、定電流源回路部Ｃ８，においては、Ｎチャンネル
ＭＯ８）ランジスタロ６等のしきい値特性は、第４図（
ｂ）に示すように、温度上昇に応じてダート電圧のしき
い値が低くなり抵抗Ｒ４を流れる電流すなわち定電流源
回路部Ｃ８２の出力電流ＩＳ２が減少する。すなわち、
定電流源回路部Ｃ８２は温度上昇に応じて差動回路の出
力電圧Ｖｏ□およびＶｏｚを上昇させる方向に作用する
。
このような２つの定電流源回路部Ｃ８□およびＣ８，の
出力電流Ｉｓ□およびＩＳ、を合成して出力電流ＩＳ’
に生成することによ）、定電流源回路の温度特性を完全
に補償することが可能になる。また、トランジスタＱ７
とＣ８のｇｍ比を変えること等によシ任意の温度係数を
有する定電流源回路を構成できることは明らかである。
なお、第３図の回路において、各定電流源回路部Ｃ８１
およびＣ８，のトランジスタＱ、およびＱｌ。、および
トランジスタＱ、およびＣ６はそれぞれ負帰還回路を構
成しているから電源電圧Ｖｃｃ等の変動に対しても出力
電流■Ｓ１およびＩＳ２が安定化されていることは明ら
かである。
第５図は、本発明の他の実施例に係わる定電流源回路を
示す。同図の回路は、第３図の回路におけるＰチャンネ
ルＭＯ８）ランラスタ１ＰＮＰ型バイポーラトランジス
タに置き換え、かつＮチャンネ／ｌ／ＭＯ６）ランジス
タをＮＰＮ型バイポー２トランジスタに置き換えたもの
である。ＰＮＰ型バイポーラトランジスタのしきい値特
性すなわちベース電圧対コレクタ電流特性はＰチャンネ
ルＭＯＳトランジスタのしきい値特性と同様であシ、Ｎ
ＰＮ型バイポーラトランジスタのしきい値特性はＮチャ
ンネルＭＯ８）ランジスタのしきい値特性と同様のもの
であるから、第５図の回路においても第３図の回路と同
様の特性を得ることができることは明らかである。
発明の効果 このように、本発明によれば、相異なる温度係数を有す
る複数の定電流源回路部の出力電流を合成することによ
って電流出力を得るようにしたから、ＥＣＬ回路等の回
路の特性および使用条件等に応じて所望の温度係数を有
する出力電流を得ることが可能になり、集積回路装置等
の各パラメータの温度補償を完全に達成することが可能
になる。
なお、本発明の原理は定電流源回路に限らず定電圧源回
路等にも使用できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係わる定電流源回路の原理を説明する
ためのブロック回路図、第２図は第１図の回路の特性を
示すグラフ、第３図は本発明の１実施例に係わる定電流
源回路を示す電気回路図、第４図（ａ）および（ｂ）は
第３図の回路の動作を説明するためのグラフ、そして第
５図は本発明の他の実施例に係わる定電流源回路を示す
電気回路図である。 Ａ１：差動回路、ＣＳ１：正の温度係数を有する定電流
源回路部、ＣＳ、　：負の温度係数を有する定電流源回
路部、Ｑｌ　＋　Ｃ２＋・・・、　ＱＩＯ：　Ｍｏｓ　
）ランジスタ、Ｑ□□、Ｑ□３．・・・、Ｃ１８：バイ
ポーラトランジスタ、Ｒ，、Ｒ，、・・・、　Ｒ，２：
抵抗。 第１図 第２図 第３図 ｒＣ 第４図 （０）　（ｂ）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、正の温度係数を有する定電流源回路部、負の温度係
    数を有する定電流源回路部、およびこれらの各定電流源
    回路部の出力電流を合成する電流合成回路を具備する定
    電流源回路。 ２、前記各定電流源回路部の一方の出力電流はＰチャン
    ネルＭＯ８）ランジスタまたはＰＮＰ型トランジスタの
    しきい値特性によって制御され、他方の出力電流はＮチ
    ャンネルＭＯ８）ランジスタまたはＮＰＮ型トランジス
    タのしきい値特性によって制御される特許請求の範囲第
    １項に記載の定電流源回路。
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