JPS63100520A - Constant current source circuit - Google Patents

Constant current source circuit

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Publication number
JPS63100520A
JPS63100520A JP61245294A JP24529486A JPS63100520A JP S63100520 A JPS63100520 A JP S63100520A JP 61245294 A JP61245294 A JP 61245294A JP 24529486 A JP24529486 A JP 24529486A JP S63100520 A JPS63100520 A JP S63100520A
Authority
JP
Japan
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voltage
transistor
current
reference voltage
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP61245294A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shizuo Yagi
八木 志津夫
Isao Akitake
秋武 勇夫
Shuzo Matsumoto
松本 修三
Hironori Hanabusa
花房 宏典
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.)
Hitachi Image Information Systems Inc
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Video Engineering Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Video Engineering Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP61245294A priority Critical patent/JPS63100520A/en
Publication of JPS63100520A publication Critical patent/JPS63100520A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To suppress the influences of characteristic variance and dependency upon the temperature of transistors TRs by converting the output current of a second TR to a voltage and controlling the output current to the load of a first TR based on the result of comparison between this voltage and a reference voltage. CONSTITUTION:The drain current I'D of a TR M2 is converted to a voltage by a resistance R1 in a current detecting circuit 1, and the voltage between both ends of the resistance and the reference voltage from a reference voltage generating circuit 2 are compared with each other by a comparator A1. If the voltage between both ends of the resistance R1 is lower than the reference voltage, the output of the comparator A approximates the earth voltage. The output voltage of the comparator A1 discharges the electric charge stored in a capacitor C1. Consequently, the voltage between both ends of a capacitor C1 is reduced and acts in such direction that voltages between gates and the sources of TRs M1 and M2 are increase between gates and the sources of TRs M1 and M2 are increased, and the respective drain currents of TRs M1 and M2 are increased. This operation is continued until the voltage between both ends of the resistance R1 and the reference voltage are equal to each other.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、MO8IC化に好適な定電流源回路に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a constant current source circuit suitable for MO8IC implementation.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、MO8ICプロセスはディジタルIC専用のもめ
であったが、回路技術の進歩とともK、アナログの分野
にも使用されつつある。定電流源回路においても、M:
)SICプロセスが用いられるようになってきているが
、その−例を第3図に示す。なお同図は、従来から周知
の固定バイス法による定電流源回路を示すものであって
、MlはPチャネルMO8FET (以下、単にトラン
ジスタという)、R1゜R,、R,は抵抗、■、は電圧
源、IiまトランジスタM、のドレイン電流、VG、は
トランジスタM1のゲート・ソース間電圧である。また
、第4図は第3図に示ストランジスタM、のゲート・ソ
ース間電圧VG8対ドレイン電流IDの静特性を示す。
Conventionally, the MO8IC process has been used exclusively for digital ICs, but with advances in circuit technology, it is also being used in the analog field. Also in the constant current source circuit, M:
) SIC process has come into use, an example of which is shown in FIG. The figure shows a constant current source circuit using a conventionally well-known fixed bias method, where Ml is a P-channel MO8FET (hereinafter simply referred to as a transistor), R1°R,, R, are resistors, and ■, are The voltage source Ii and the drain current VG of transistor M are the gate-source voltage of transistor M1. Further, FIG. 4 shows the static characteristics of the gate-source voltage VG8 versus drain current ID of the transistor M shown in FIG. 3.

第4図から明らかなように、トランジスタM1のゲート
・ソース間電圧vGaが一定であれば、負荷抵抗島の抵
抗値には関係なく、ドレイン電流IDも−7”iとなる
。ここで、トランジスタM1のゲート電圧は抵抗R,、
R,の抵抗比と電源v1の電圧で決定される。したがっ
て、電源v1の電圧が一定であれば、トランジスタM、
のゲート・ソース間電圧Vo8は一定に保たれ、トラン
ジスタM1は定電流源として動作する。
As is clear from FIG. 4, if the gate-source voltage vGa of the transistor M1 is constant, the drain current ID also becomes -7''i, regardless of the resistance value of the load resistor island. The gate voltage of M1 is resistor R,,
It is determined by the resistance ratio of R and the voltage of the power supply v1. Therefore, if the voltage of the power supply v1 is constant, the transistor M,
The gate-source voltage Vo8 is kept constant, and the transistor M1 operates as a constant current source.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところで、このようなアナログ回路をAl08IC化す
る場合、コスト低減をはかるために、ディジタルIC化
と同じプロセスを用いて、製造するのが一般的である。
By the way, when converting such an analog circuit into an Al08 IC, it is generally manufactured using the same process as when converting into a digital IC in order to reduce costs.

しかし、このような半導体製造工程では、トランジスタ
のゲート・ソース間電圧対ドレイン電流特性に大きなば
らつきが生じ、また、トランジスタは抵抗やコンデンサ
などに比べて温度依存性が大きくm度特性が悪い。上記
従来技術においては、トランジスタの特性ばらつきや@
度変動に対する配慮されておらず、定電流源の電流値が
大きく変動する(通常、M:)S ICプロセスでは倍
半分)という問題があった。
However, in such a semiconductor manufacturing process, large variations occur in the gate-source voltage vs. drain current characteristics of transistors, and transistors have greater temperature dependence and poor temperature characteristics than resistors, capacitors, etc. In the above conventional technology, variations in transistor characteristics and @
There was a problem in that the current value of the constant current source fluctuated greatly (usually M:2 in the SIC process) because no consideration was given to temperature fluctuations.

本発明の目的は、トランジスタの特性ばらつきや温度依
存性による影響を抑圧することができるようにした定電
流源回路を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a constant current source circuit that can suppress the effects of variations in transistor characteristics and temperature dependence.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的を達成するために1本発明は、負荷に電流を供
給する第1のトランジスタとカレントミラーを形成する
ように第2のトランジスタを設け、該第2のトランジス
タの出力電流を電圧変換し、該電圧と基準電圧との比較
結果にもとづいて該第1のトランジスタの該負荷への出
力tlL流を制御する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a second transistor so as to form a current mirror with a first transistor that supplies current to a load, converts the output current of the second transistor into a voltage, The output tIL flow of the first transistor to the load is controlled based on a comparison result between the voltage and a reference voltage.

〔作用〕[Effect]

前記第2のトランジスタの出力電流は前記第1の出力電
流九等しい。前記第2のトランジスタの出力電流による
電圧が前記基準電圧に等しくなるように1前記第2のト
ランジスタの出力電流は制御されるが、このことKより
、前記第2のトランジスタの出力電流、したがって、前
記第1のトランジスタの出力′gL流が、前記基準電圧
によって決まる一定の電流値に保持されることになる。
The output current of the second transistor is equal to the first output current. The output current of the second transistor is controlled so that the voltage due to the output current of the second transistor is equal to the reference voltage. The output 'gL current of the first transistor is held at a constant current value determined by the reference voltage.

前記基準電圧は一定であり、したがって、前記第1゜第
2のトランジスタに大きな特性のバラツキや温度依存性
があっても、これらの出力電流は前記基準電圧忙よって
決まり、特性のバラツキや温度依存性に影響されること
はない。
The reference voltage is constant, so even if the first and second transistors have large variations in characteristics or temperature dependence, their output currents are determined by the reference voltage and are independent of variations in characteristics or temperature dependence. It is not affected by gender.

−〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面忙よって説明する。- [Example] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明による定電流源回路の一実施例を示す回
路図であって、1は電流検出回路、2は基準電圧発生回
路、3は比較回路、M+9MzはPチャンネルMO8F
ET(以下、単にトランジスタというy。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a constant current source circuit according to the present invention, in which 1 is a current detection circuit, 2 is a reference voltage generation circuit, 3 is a comparison circuit, and M+9Mz is a P-channel MO8F.
ET (hereinafter simply referred to as transistor).

V、 、 V、は電圧源、現、也は抵抗、CIはコンデ
ンサ;A1は比較器である。
V, , V is a voltage source, current is a resistor, CI is a capacitor; A1 is a comparator.

同図において、トランジスタM1は、抵抗R,を負荷と
する定電流源用トランジスタとして動作する♂電流検出
回路1はトランジスタN1!、抵抗&からなり、トラン
ジスタM、は、トランジスタM、と同極性のもので、こ
のトランジスタM、とカレントミラーな構成する。した
がって、トランジスタM1のドレイン電流IDは、トラ
ンジスタ八4のドレイン電流IIDに等しい。トランジ
スタ鴎のドレイン電流rDは抵抗層に供給される。ここ
で、トランジスタ鴎のドレイン電流fo1kID、 、
抵抗層、の抵抗値をr、とすれば、抵抗への両端の電圧
VRIは、 VRI =ID1 ・rl  ・+ ++ (11とな
り、トランジスタM、のドレイン電流I隻家、抵抗層の
両端の電圧VR1として検出できる。
In the figure, a transistor M1 operates as a constant current source transistor with a resistor R as a load.A male current detection circuit 1 is a transistor N1! , a resistor &, and the transistor M has the same polarity as the transistor M, and forms a current mirror structure with the transistor M. Therefore, the drain current ID of transistor M1 is equal to the drain current IID of transistor 84. The drain current rD of the transistor gull is supplied to the resistance layer. Here, the drain current fo1kID of the transistor gull, ,
If the resistance value of the resistive layer is r, then the voltage VRI across the resistor is VRI = ID1 ・rl ・+ ++ (11, the drain current I of the transistor M, and the voltage across the resistive layer It can be detected as VR1.

基準電圧発生回路2は電圧源V!からなり、抵抗への抵
抗値r1とトランジスタM、に流そうとする電流の積で
表わされる一定値の電圧(以下、基準電圧という)を発
生する。
The reference voltage generation circuit 2 is a voltage source V! It generates a constant voltage (hereinafter referred to as reference voltage) represented by the product of the resistance value r1 of the resistor and the current flowing through the transistor M.

比較回路3は比較器A1からなり、基準電圧発生回路2
より発生させられた基準電圧と、電流検出回路1の抵抗
層の両端電圧■RIとを比較し、その差電圧として出力
する。ここで、比較器A、は、2つの入力電圧レベルが
等しいとき、出力インピーダンスはハイインピーダンス
状態となる。
The comparison circuit 3 consists of a comparator A1, and the reference voltage generation circuit 2
The reference voltage generated by the current detection circuit 1 is compared with the voltage RI across the resistance layer of the current detection circuit 1, and the difference voltage is output. Here, when the two input voltage levels of comparator A are equal, the output impedance becomes a high impedance state.

コンデンサC1は比較回路3より出力された差電圧を蓄
積する。
Capacitor C1 accumulates the differential voltage output from comparator circuit 3.

次に、この実施例について説明する。Next, this example will be explained.

tfi検出回路1において、トランジスタ鴎のトレイン
電流I′D は抵抗層によって電圧Kf換され、比較器
A1でこの抵抗層の両端電圧と基準電圧発生回路2から
の基準電圧とが比較される。ここで、基準電圧よりも抵
抗層の両端電圧が小さい場合には、比較器A1の出力は
接地電圧に近い電圧になる。
In the tfi detection circuit 1, the train current I'D of the transistor A is converted into a voltage Kf by a resistive layer, and the voltage across this resistive layer is compared with the reference voltage from the reference voltage generating circuit 2 in the comparator A1. Here, when the voltage across the resistance layer is smaller than the reference voltage, the output of the comparator A1 becomes a voltage close to the ground voltage.

比較器A1の出力電圧はコンデンサC1に蓄積された電
荷を放電させる。これにより、コンデンサC1の両端の
電圧は低くなり、トランジスタM、、M、のゲート・ソ
ース間電圧を大きくする方向に作用し、トランジスタM
l * M@のそれぞれのドレイン電流を坩加させる。
The output voltage of comparator A1 discharges the charge stored in capacitor C1. As a result, the voltage across the capacitor C1 decreases, acting to increase the gate-source voltage of the transistors M, , M, and
The respective drain currents of l*M@ are added together.

以上の動作は、抵抗鳥の両端電圧と基準電圧とが等しく
なるまで続く。
The above operation continues until the voltage across the resistor becomes equal to the reference voltage.

次に、抵抗民の両端電圧と基準電圧とが等しい場合には
、比較器A、の出力はノ・イインピーダンス状態となり
、コンデンサC1の両端電圧はホールドされた状態にな
る。これにより、トランジスタMI。
Next, when the voltage across the resistor and the reference voltage are equal, the output of the comparator A becomes a zero impedance state, and the voltage across the capacitor C1 becomes a held state. This causes the transistor MI.

M、のゲート・ソース間電圧は一定に保たれ、トランジ
スタM、 、 Mlそれぞれのドレイン電流は一定値と
なる。すなわち、トランジスタM1は定電流源として動
作する。
The gate-source voltage of M is kept constant, and the drain currents of transistors M, M1, and Ml each have a constant value. That is, transistor M1 operates as a constant current source.

一方、基準電圧より抵抗鳥の両端電圧が大きい場合には
、比較器A1は電源電圧に近い電圧を出力する。これK
より、コンデンサCIの両端電圧tJ”−高くなり、ト
ランジスタ縞、縞のゲート・ソース間電圧を小さくする
方向に作用し、トランジスタMl +M、のそれぞれの
ドレイン電流を減少させる。以上の動作は、抵抗&の両
端電圧と基進電王とが等しくなるまで続く。
On the other hand, when the voltage across the resistor is higher than the reference voltage, the comparator A1 outputs a voltage close to the power supply voltage. This is K
As a result, the voltage tJ''- across the capacitor CI becomes higher, which acts in the direction of reducing the gate-source voltage of the transistor stripes and stripes, and reduces the drain current of each transistor Ml+M. This continues until the voltage across & becomes equal to Kishin Denoh.

以上のように、この実施例は、トランジスタの特性バラ
ツキおよび温度変動に影響されない定電流源回路を構成
している。
As described above, this embodiment constitutes a constant current source circuit that is not affected by variations in transistor characteristics and temperature fluctuations.

冑、抵抗RLは、電流源用トランジスタM1の負荷とし
て用いているので、抵抗RLの代わりにトランジスタ等
のアクティブ素子を用いても良いことは明らかである。
Since the resistor RL is used as a load for the current source transistor M1, it is clear that an active element such as a transistor may be used instead of the resistor RL.

第2図は本発明による定電流回路の他の実施例を示す回
路図であって、AI、、M、はNチャンネル間O8FE
T 、 V、は電圧源、v4は基準電圧源であり、第1
図と同一機能を有するものは同一符号を付している。
FIG. 2 is a circuit diagram showing another embodiment of the constant current circuit according to the present invention, in which AI, , M are O8FE between N channels.
T, V, are voltage sources, v4 is a reference voltage source, and the first
Components having the same functions as those in the figures are given the same reference numerals.

この実施例の動作は第1図に示した実施例の動作説明よ
り容易に理解できるのでその説明を省略する。この実施
例も、MO8F’ETの特性バラツキおよび温度変動に
影響されない定電流源回路を構成している。
Since the operation of this embodiment can be more easily understood than the explanation of the operation of the embodiment shown in FIG. 1, the explanation thereof will be omitted. This embodiment also constitutes a constant current source circuit that is not affected by variations in characteristics of MO8F'ET and temperature fluctuations.

尚、抵抗丸は電流源用MO8FBTM、の負荷として用
いるので、抵抗RLの代わりK MOSFET等のアク
ティブ素子を用いても良いことは明らかである。
Note that since the resistor circle is used as a load for the current source MO8FBTM, it is clear that an active element such as a K MOSFET may be used instead of the resistor RL.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、ICの製造にと
もな5 MOSFETの特性バラツキおよび温度変動に
対する特性変化に対して電流源のt流バラツキや変動が
ない定電流源回路を提供することができる。
As explained above, according to the present invention, it is possible to provide a constant current source circuit that does not have variations in t-current or fluctuations in the current source due to variations in the characteristics of MOSFETs due to the manufacture of ICs and changes in characteristics due to temperature fluctuations. Can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による定電流源回路の一実施例を示す回
路図、第2図は本発明忙よる定電流源回路の他の実施例
を示す回路図、第3図は定電流源回路の一従来例を示す
回路図、第4図はMOSFETの特性例を示す図である
。 Ml、鴎01.PチャンネルMO8F ET 、 Ms
 0M4・・・Nチャンネル間O8FET 、 R,、
R1・・・抵抗、C1・・・コンテ代理人弁理士 小 
川 勝 男゛ 第 1 図 第 27
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the constant current source circuit according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing another embodiment of the constant current source circuit according to the present invention, and FIG. 3 is a constant current source circuit. FIG. 4 is a circuit diagram showing one conventional example, and FIG. 4 is a diagram showing an example of characteristics of a MOSFET. Ml, seagull 01. P channel MO8F ET, Ms
0M4...N channel O8FET, R,,
R1...Resistance, C1...Conte's representative patent attorney small
Katsuo Kawa゛Figure 1 Figure 27

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、負荷に電流を供給する定電流用の第1のトランジス
タと、該第1のトランジスタとカレントミラーを形成す
る第2のトランジスタと、該第2のトランジスタの出力
電流が供給される抵抗と、該抵抗の両端電圧と基準電圧
とを比較する比較回路とからなり、該比較回路の出力電
圧で該第1、第2のトランジスタの出力電流を制御し、
該第1のトランジスタの出力電流を一定に保持すること
ができるように構成したことを特徴とする定電流源回路
1. A first transistor for constant current supplying current to a load, a second transistor forming a current mirror with the first transistor, and a resistor to which the output current of the second transistor is supplied; comprising a comparator circuit that compares the voltage across the resistor with a reference voltage, and controls the output currents of the first and second transistors with the output voltage of the comparator circuit;
A constant current source circuit characterized in that the output current of the first transistor can be held constant.
JP61245294A 1986-10-17 1986-10-17 Constant current source circuit Pending JPS63100520A (en)

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JP (1) JPS63100520A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007128457A (en) * 2005-11-07 2007-05-24 Freescale Semiconductor Inc Ripple filter circuit
JP2008066970A (en) * 2006-09-06 2008-03-21 Dianjing Science & Technology Co Ltd Auto range current mirror circuit

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