JPS62239218A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路における定電流回路に関する。

〔発明の概妥〕

本発明は、半導体集積回路の定電流回路において、同一
４電型の電界効果型トランジスタの動作点の差音利用す
る回路を構成する事により、負荷やｔ源電圧の変動に対
して特性をより安定させたものである。

〔従来の技術〕

従来の半導体集積回路における定電流回路としては第５
図の回路が代表例とじてあげられる。

第５図は半導体集積回路におけるオペアンプの定′成流
源としてよく用いられる回路である。第３図においで、
Ｐチャンネルのトランジスタ１のβをβＰム、スレッシ
ホールド電圧ｋ　’ＶＴＰとじ、Ｎチャンネルのトラン
ジスタ２のβをβＮムスレツシホールド電圧ｋＶＴＮと
し、Ｎチャンネルのトランジスタ６のβ七βＮＢ、スレ
シホールド電圧ｋ　ＶＴＨとする。

また電源電圧をＶＤＤとし、接地線の電圧？０とし、Ｎ
チャンネルのトランジスタ５は領和領域で動作するとす
れば、負荷４會流れる電流はよりは下式（１）のように
なる。

ＩＢ＝　−・Ｉｗｓ　１ｌ−１Ｌ−（ＶＤＤ　−ＶＴＰ
　）”　　　　（１）２　　　　βＮム （り式より明らかなようにこの回路は負Ｉ′ｉ！Ｔ変動
には無関係な定電流回路となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ＷＳＳ図の定電流回路はＮチャンネルトランジスタ３の
ゲート電圧七−足にし、Ｎチャンネルトランジスタ３の
ドレイン電流の抱卵領域特性を利用する笛により定電流
特性を得ている。

しかし、実際にはドレイン也流はドレイン４圧の変化（
負荷の変動）に対し一定とはならず、ドレイ／電圧の増
加にともない、ドレイン電流は増加する。本発明は上記
の問題点を解決するもので、負荷や電源電圧の変動に肘
して女足な特性を示すという特徴ｔもった定′Ｌ延流回
路を得る事を目的とする。

〔問題点全、弄決するための手段〕

（υ　本発明の定電流回路は ａ）第１の電界効果型トランジスタは第２の電界効果型
トランジスタに直列接続され ｂ）前記第１の電界効果截トランジスタのゲート電極は
、前記第２の電界効果型トランジスタのゲート電極と共
通接続され ｃ）＃前記第２の酸界効果型トランジスタのドレイン電
極は負荷と接続され ｄ）前記第１の電界効果型トランジスタはドレイン電流
の飽和鎖酸を動作点としてならしめ、前記第２０′こ界
効釆型トランジスタはドレイン電流の飽オロ饋域七動作
点としてならしめる。

ｅ）曲用】爪１の苗界Δ１七馬型トランジスタの謳ＪＨ
化される領域と前記第２の電界効果型トランジスタの集
積化される領域を少なくとも２つ以上の領域に集積化し
、前記第１０′ζ界効果型トランジスタと前記第２の電
界効果型トランジスタの素子特住を変える手段として、
基板と異なる不純物層を設け、該不純ｖ／：Ｊ層領域の
中に各素子全集積化し、各素子の特性ケそれぞれに変え
られるように構成する ｆ）異なる領域に構成される素子の特性を変える手段と
して、基板主表面に設ける上記異なる領域の不純ｖＪａ
Ａ度七基板嬢度より高め、かつぞれぞれの偵載ごとに不
：′：４′１ｙ２Ｉ濃朋を異ならしめ、必装な素子特性
に従い各素子′に異なる不純物濃度の領域に集積化する
、 ｇ）前記第１の１界効果型トランジスタの集積化される
領域の不純物層の不純・吻溌度で前記第２の電界効果型
トランジスタの集積化される領域の不純゛吻鳩の不純物
、道度よりも高くならしめた。

（２）第１、第２の電界効果型トランジスタの動作点ケ
得る手段として、前記第１のｔが効果型トランジスタの
しきい値電圧ＶＴ＊　ｋ前記第２の電界効果型トランジ
スタのしきい値電圧ＶＴ、よりも高くならしめる特許請
求の範囲第１項記載の定電流目ヶ各のような構成とした
ことを特徴とする。

〔作用〕

本発明の定電流回路の作用を述べると、いま負荷の変動
により、巣２の電界効果型トランジスタのドレイン電圧
が上昇すると、第２の電界効果型トランジスタは飽和領
域で動作するが、ドレイン電流はわずかに増加する。こ
のとき第１の電界効果型トランジスタのドレイン電圧も
上昇するが、第１０准界効果型トランジスタのドレイン
電圧の上昇は第２の電界効果型トランジスタのゲートと
リース間の電圧′ｌＩ：減少させ、第２の電界効果型ト
ランジスタのドレイン電圧流を減少させる働きｔする。

この作用を利用し、第１の電界効果型トランジスタの動
作点勿第１、第２の電界効果型トランジスタのしきい値
ＶＴＩ　ｓ　ｖ、、　ｋ　Ｖｒｔ　＞　ＶＴ！とする事
により飽５１″Ｉ］須域に設定し、かつ第１のは界効果
型トランジスタの集積化される領域の不純物′ａ度を他
の領域よりも高くならしめたことにより、非常に安定し
たドレイン電流の砲和峙性全得る事ができ、従来よりも
レギュレーション特性の良い定電流回路を得ることがで
きる。

〔実施例〕

第１図は本発明の１実施例である。

第１図はＮチャンネルＭ　０１３　型電界効果トランジ
スタ（以下ＭＯ８ＦＩＣＴ　）で構成されているが、Ｐ
チャンネルＭＯ８ＦＥＴにおいても同様な構成が町ぼヒ
である。

６１は第１の′１界効果型トランジスタ（以下ＦＩＴと
記す）で、５２は第２のＦｌｎＴ、４は負荷でＶＲ］ｌ
ｆＧはＦＫ’ｒ５１．ＰＩ！ｉτ５２のゲート電極に与
える基準電圧で、第３図におけるＦ’ＫＴ１．　ＦＴ！
ｉＴ２のような構成にする事により集積回路内部で与え
ても艮いし、ま九集積回路外部より基準電圧を与える事
も可能である。

第２のＦｌ預Ｔ５２はドレイン電流の飽和領域で動作さ
せるが、負荷４の変動、あるいは電源電圧ＶＤＤの変動
によりドレイン逆流が変化しようとする。このとき、第
１のＦ’ＫＴ３１のドレイン電圧が変化し、第２のＦＥ
Ｔ３２のゲート、リース間の′電圧が変化し、第２のＦ
ＥＴの動作点がｆ動し、第２のＦＩＴのドレイン電流の
変化は抑制される。

本発明では第１のＦＥＴ３１のしきい値Ｖｔｘ　ｋ第２
のＦＥＴ３２のしきい（ｉｔ　ｖ７．よりも高くならし
める事で、第１のＦＥＴ３１の動作点勿ドレイン電流の
飽和領域に設定することにより、上Ｇピの作用を効果的
に利用することができる。

さらに前記８ｇ１の電界効果型トランジスタの集積化さ
れる領域と前記第２の電界効果型トランジスタの集積化
される領域を少なくとも２つ以上の領域に集積化し、前
記第１の電界効果型トランジスタと前記第２の電界効果
型トランジスタの素子特性を変える手段として、基板と
異なる不純物層を設け、該不純物層領域の中に各素子を
集積化し、各素子の粋性紮そｎぞれに変えられるように
溝成し、異なる領域に＋ｆ４成される素子の特性を変え
る手段として、基板主表面に設ける上記異なる領域の不
純物源［’に基板濃度より高め、かつそれぞれの領域ご
とに不純物濃度をならしめ、必要な素子特性に従い各素
子を異なる不純物濃度の領域に実績化し、前記第１の電
界効果型トランジスタの集積化される領域の不；Ａ物Ｊ
−の不純物濃度？前記第２の電界効果型トランジスタの
集積化される領域の不純物１−の不純ｖｌＪ嬢度よりも
高くならしめることにより、第１のＦＥＴ５１のドレイ
ン電流の飽和時性が改嵜され、より′１マ流特性の安定
した定電流回路が得られる。

第２図は本発明の１実施例である。

第２図はＮチャンネルＭＯ８ＦＥＴで構成されているが
、ＰチャンネルＭ　ＯＳ　ｉＦ　Ｋ　Ｔ　ＶＣ＞−いて
も同様な構成が可能である。

３３．３４のＦｆＣＴは直列に接Ａ児さｎｌその接続点
は３１．３２のＦＫＴのゲート電極に接続さｎ３１゜６
２のＦＫＴに基準ｒＫ　ＦＥ　’ｅ与えている。ＦＥＴ
５５の動作点’１ｉＦＫＴ３１の動作点と同様に設電す
れば、Ｆ　Ｆｉ　Ｔ　５６（！：　Ｆ　Ｋ　Ｔ　６４１
）　１ｉｊｊ’　Ｎ　点（７：）　’に位ｉｒｊ　ＶＤ
Ｄ　（１）　＜ｚ　ｂに影響されに＜＜、安定な電位が
得られ、基準電圧として使用でき、外部からの基準′α
圧の供給全必要としない。さらにＦ’ＫＴ　５４の直流
増巾率を適当に設定する事により、温間の変化に対して
も非常に安定な定電流回路全構成する事が可能である。

すなわち、ＦＥＴ３１とＦｌｙ：Ｔ３２のドレイン電流
の温度に対する変動を、ＦＥＴ３３とＦＦ２Ｔ　３４の
接続点の電位の温度変化により補償するものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、同一４′Ｉｊｉ型のトランジスタを２
個直列に接続し、それぞれのトランジスタの動作点全適
当に設定するような構成とする事により従来よりもレギ
ュレーションの良い定電流回路を得ることが出来る。ま
た回路が非常に簡単で、岡−導電型のトランジスタ全使
用するため半導体の製造プロセスへの負担も低減でき、
またコストダウンにも大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図一本発明の実施例を示す回路図 第２図一本発明の実廁例ケ示す回路図 第３図−従来例を示す回路図 １．２，３，３１，５２，３５，３４ ・・・・・・′イ界効果型トランジスタ４・・・・・・
負荷 ５０１．５０２・・・・・・基板と異なる不純物層領域
。 以上 セイコーニブノン株式会１に

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体集積回路装置を用いた定電流回路において ａ）第１の電界効果型トランジスタは第２の電界効果型
   トランジスタに直列接続されており、ｂ）前記第１の電
   界効果型トランジスタのゲート電極は、前記第２の電界
   効果型トランジスタのゲート電極と共通接続されており
   、 ｃ）前記第２の電界効果型トランジスタのドレイン電極
   は負荷と接続されており、 ｄ）前記第１の電界効果型トランジスタはドレイン電流
   の飽和領域を動作点としてならしめ、前記第２の電界効
   果型トランジスタはドレイン電流の飽和領域を動作点と
   してならしめており、ｅ）前記第１の電界効果型トラン
   ジスタの集積化される領域と前記第２の電界効果型トラ
   ンジスタの集積化される領域を少なくとも２つ以上の領
   域に集積化し、前記第１の電界効果型トランジスタと前
   記第２の電界効果型トランジスタの素子特性を変える手
   段として、基板と異なる不純物層を設け、該不純物層領
   域の中に各素子を集積化し、各素子の特性をそれぞれに
   変えられるように構成されており、 ｆ）異なる領域に構成される素子の特性を変える手段と
   して、基板主表面に設ける上記異なる領域の不純物濃度
   を基板濃度より高め、かつそれぞれの領域ごとに不純物
   濃度を異ならしめ、必要な素子特性に従い各素子を異な
   る不純物濃度の領域に集積化しており、 ｇ）前記第１の電界効果型トランジスタの集積化される
   領域の不純物層の不純物濃度を前記第２の電界効果型ト
   ランジスタの集積化される領域の不純物層の不純物濃度
   よりも高くならしめたことを特徴とする定電流回路。
2. （２）第１、第２の電界効果型トランジスタの動作点を
   得る手段として、前記第１の電界効果型トランジスタの
   しきい値電圧Ｖ＿Ｔ＿１を前記第２の電界効果型トラン
   ジスタのしきい値電圧Ｖ＿Ｔ＿２よりも高くならしめる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の定電流回
   路。