JPS63251820A - Constant current source circuit - Google Patents

Constant current source circuit

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JPS63251820A
JPS63251820A JP8474787A JP8474787A JPS63251820A JP S63251820 A JPS63251820 A JP S63251820A JP 8474787 A JP8474787 A JP 8474787A JP 8474787 A JP8474787 A JP 8474787A JP S63251820 A JPS63251820 A JP S63251820A
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八木 志津夫
Isao Akitake
秋武 勇夫
Shuzo Matsumoto
脩三 松本
Hironori Hanabusa
花房 宏典
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Abstract

PURPOSE:To prevent the characteristic variance of a transistor TR as well as the current variance of a constant current source due to the temperature change, by detecting the drain current flowing to the TR and controlling the gate voltage of the TR so that said drain current is kept at a fixed level. CONSTITUTION:The drain current ID of a transistor TRM1 is detected as the voltage value obtained between both terminals of a capacitor in a switched capacitor circuit. This voltage value is sampled and held by a sampling/holding circuit 2 and then compared with the reference voltage value set previously and received from a reference voltage generating circuit 3 via a comparator 4 for decision of the level of the current ID. Then the gate voltage of a 2nd TR, i.e., the gate voltage of the TRM1 is controlled according to the level of the current ID. Thus the current ID is kept at a fixed level. In such a way, a current of a fixed level is obtained regardless of the characteristic variance or the temperature dependence of the TRM1.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、MOS (Metal 0xide Sem
1oonductor)型半導体集積回路化に好適な回
路構成をとる定電流源回路に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is directed to MOS (Metal Oxide Sem
The present invention relates to a constant current source circuit having a circuit configuration suitable for fabrication into a 100nductor type semiconductor integrated circuit.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第6図は、従来より周知の固定バイアス法による定電流
源回路を示す回路図である。同図において、M、はPチ
ャネルMO8FET(以下トランジスタと略す)、R4
,R2はそれぞれ抵抗、RLは抵抗(負荷回路)、■、
は電源、■、はトランジスタM。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a constant current source circuit using a conventional fixed bias method. In the same figure, M is a P-channel MO8FET (hereinafter abbreviated as transistor), R4
, R2 is a resistor, RL is a resistor (load circuit), ■,
is the power supply, and ■ is the transistor M.

に流れるドレイン電流、VOllはトランジスタM、の
ゲート・ソース間電圧を示す。
VOll indicates the gate-source voltage of the transistor M.

第7図は第6図に示すトランジスタM、のゲート・ソー
ス間電圧v08対ドレイン電流工。の静特性を示すグラ
フである。
FIG. 7 shows the gate-source voltage v08 versus drain current of the transistor M shown in FIG. It is a graph showing the static characteristics of.

以下、第6図、第7図を参照して動作説明をする。The operation will be explained below with reference to FIGS. 6 and 7.

第7図から分かるように、トランジスタM1のゲート・
ソース間電圧V。Sが一定であればドレイン電流IDも
一定となシ、抵抗R5の大きさには関係なく一定の電流
IDが流れる。
As can be seen from FIG. 7, the gate of transistor M1
Source-to-source voltage V. If S is constant, the drain current ID is also constant, and a constant current ID flows regardless of the size of the resistor R5.

ここで、トランジスタM、のゲート電圧は、抵抗R11
R2の抵抗比と電源V、の電圧で決定される。
Here, the gate voltage of the transistor M is the resistor R11
It is determined by the resistance ratio of R2 and the voltage of the power supply V.

したがって、電源V、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vclsは一定に保た
れ、トランジスタM、は定電流源として動作する。
Therefore, if the voltage of the power supply V is constant, the gate-source voltage vcls of the transistor M is kept constant, and the transistor M operates as a constant current source.

しかし、トランジスタM、のゲート・ソース間電圧V(
11対ドレイン電流!、特性には、製造時に生じる特性
ばらつきや温度依存性がある。すなわち、従来の定電流
源回路では、定電流となるべきドレイン電流l、は、製
造時の特性ばらつき、温度変動に対して考慮が払われて
いなかったため、常に−  ・定電流を維持するに足シ
るものということは出来なかった。
However, the gate-source voltage V(
11 pairs of drain current! The characteristics include characteristic variations that occur during manufacturing and temperature dependence. In other words, in conventional constant current source circuits, the drain current l, which should be a constant current, is always insufficient to maintain a constant current because no consideration was given to variations in characteristics and temperature fluctuations during manufacturing. It was impossible to say that it was something that could be done.

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

一般に、半導体製造工程ではトランジスタの特性ばらつ
きが大きい。また、トランジスタは抵抗やコンデンサな
どに比べ温度特性が悪い。しかし、上記従来技術では、
すでに述べたように、この様なトランジスタの特性ばら
つきおよび温度変動について配慮されておらず、定電流
源の電流値が大きく(通常MO8ICプロセスでは定格
電流の倍から半分程度)変動するという問題があった。
Generally, in the semiconductor manufacturing process, there are large variations in characteristics of transistors. Also, transistors have poorer temperature characteristics than resistors, capacitors, etc. However, in the above conventional technology,
As already mentioned, such variations in transistor characteristics and temperature fluctuations are not taken into consideration, and there is a problem in that the current value of the constant current source fluctuates greatly (usually about twice to half the rated current in the MO8IC process). Ta.

本発明は、上記した従来技術の問題点を解決し、トラン
ジスタの特性ばらつき、温度変動などによる定電流源の
電流ばらつき及び変動を抑えることが可能な定電流源回
路を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a constant current source circuit capable of solving the problems of the prior art described above and suppressing current variations and fluctuations of a constant current source due to variations in transistor characteristics, temperature fluctuations, etc. .

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

上記目的は、トランジスタM、に流れるドレイン電流I
Dを検出し、該ドレイン電流IDが一定になるようにト
ランジスタM、のゲート電圧を制御することにより達成
される。
The above purpose is to achieve the drain current I flowing through the transistor M.
This is achieved by detecting D and controlling the gate voltage of the transistor M so that the drain current ID is constant.

そこで、本発明では、先ず、トランジスタM、のドレイ
ン電流工。を検出するために、該トランジスタM、とペ
ア性のとれた第2のトランジスタを設けてカレントミラ
ー回路を構成する。そして、該第2のトランジスタのド
レイン側に接続されるスイヴチト・キャパシタ回路と、
該スイッチト・キャパシタ回路内のキャパシタ(容量)
の電荷を放電させる第1のスイッチ回路とからなる電流
検出回路を設け、該スイッチト・キャパシタ回路内のキ
ャパシタに前記第2のトランジスタのドレイン電流が流
れ込む時間(サンプリング時間)と、この間に該スイッ
チト・キャパシタ回路内のキャパシタに蓄積される電荷
量との関係により、前記トランジスタM、のドレイン電
流工、を前記スイッチト・キャパシタ回路内のキャパシ
タの両端間の電圧値として検出する。そして、該電圧値
をサンプルホールド回路でサンプルホールドした後、比
較回路において、該電圧値を予め設定した基準電圧発生
回路からの基本電圧値と比較することKより、ドレイン
電流IDの大小を判定し、それに応じて第2のトランジ
スタのゲート電圧すなわち、トランジスタM、のゲート
電圧を制御することKより、ドレイン電流工、を一定に
するものである。
Therefore, in the present invention, first, the drain current of the transistor M is determined. In order to detect this, a second transistor paired with the transistor M is provided to form a current mirror circuit. and a switch capacitor circuit connected to the drain side of the second transistor;
Capacitor (capacitance) in the switched capacitor circuit
A current detection circuit is provided, which includes a first switch circuit for discharging the charge of the second transistor, and a time period during which the drain current of the second transistor flows into the capacitor in the switched capacitor circuit (sampling time); The drain current of the transistor M is detected as the voltage value across the capacitor in the switched capacitor circuit based on the relationship with the amount of charge stored in the capacitor in the switched capacitor circuit. After sample-holding the voltage value in a sample-hold circuit, the comparison circuit compares the voltage value with a basic voltage value from a preset reference voltage generation circuit to determine the magnitude of the drain current ID. By controlling the gate voltage of the second transistor, that is, the gate voltage of the transistor M, accordingly, the drain current is kept constant.

〔作用〕[Effect]

上記電流検出回路において、スイッチト・キャパシタ回
路は第2のトランジスタのドレイン側に接続され、一定
周期で一定時間、第2のトランジスタのドレイン電流を
サンプリングし、ホールドする。前記第1のスイッチ回
路は、このドレイン電流をサンプリングしたスイッチト
・キャパシタ回路内のキャパシタの電荷を該スイッチト
・キャパシタ回路内の各スイッチの動作と同期して放電
させるよう動作する。
In the current detection circuit described above, the switched capacitor circuit is connected to the drain side of the second transistor, samples and holds the drain current of the second transistor for a certain period of time at a certain period. The first switch circuit operates so as to discharge the charge of a capacitor in the switched capacitor circuit that samples this drain current in synchronization with the operation of each switch in the switched capacitor circuit.

これらの動作によって、第2のトランジスタに流れるド
レイン電流を電圧変換した状態で該スイッチト・キャパ
シタ回路内のキャパシタの両端から検出することができ
る。
Through these operations, the drain current flowing through the second transistor can be converted into a voltage and detected from both ends of the capacitor in the switched capacitor circuit.

また、前記サンプルホールド回路は、前記スイッチト・
キャパシタ回路によって、サンプル書ホールドされた電
圧を該スイッチト・キャパシタ回路内の各スイッチのス
イッチ動作に同期してさらに、サンプリングし、ホール
ドする。
Further, the sample and hold circuit includes the switched sample and hold circuit.
The sampled and held voltage is further sampled and held by the capacitor circuit in synchronization with the switching operation of each switch in the switched capacitor circuit.

また、前記基準電圧発生回路は、一定値の電圧を発生す
る。
Further, the reference voltage generation circuit generates a voltage of a constant value.

また、前記比較回路は、前記サンプルホールド回路の出
力電圧と前記基準電圧発生回路の基準電圧とを比較し、
それらの電圧差に応じた誤差電圧(又は、電流)を出力
する。同、該比較回路からの出力電圧(誤差電圧)は平
滑回路によって平滑化される。
Further, the comparison circuit compares the output voltage of the sample hold circuit and the reference voltage of the reference voltage generation circuit,
An error voltage (or current) corresponding to the voltage difference between them is output. Similarly, the output voltage (error voltage) from the comparison circuit is smoothed by a smoothing circuit.

こうして、平滑された電圧を第2のトランジスタのゲー
トとトランジスタM、のゲートに加えることKよって、
トランジスタM、のドレイン電fiIpを制御すること
ができる。これにより、このドレイン電流IDは、前記
スイッチト・キャパシタ回路における前記第2のトラン
ジスタのドレインt!?ンプリング時間と該スイッチト
・キャパシタ回路内の該ドレイン電流サンプリング用キ
ャパシタの値と前記基準電圧とで決定されるある値に維
持されるので、トランジスタM、の特性ばらつきや温度
依存性に関係なくある一定の電流を得ることができる。
Thus, by applying the smoothed voltage to the gate of the second transistor and to the gate of the transistor M,
The drain voltage fiIp of the transistor M can be controlled. Thereby, this drain current ID is equal to the drain current t! of the second transistor in the switched capacitor circuit. ? Since it is maintained at a certain value determined by the sampling time, the value of the drain current sampling capacitor in the switched capacitor circuit, and the reference voltage, it is independent of the characteristic variations and temperature dependence of the transistor M. A constant current can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

次に図を参照して本発明の詳細な説明する。 The present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention.

同図において、1は電流検出回路、2はサンプルホール
ド回路、3は基準電圧発生回路、4は比較回路、5は平
滑回路である。そのほか、Ml、M2はそれぞれPチャ
ネルMO8FET(以下、トランジスタと略す)、V、
、V2.V、はそれぞれ電源、R4は抵抗、R1は抵抗
(負荷回路)、S、、S2.S5゜s4. S5はそれ
ぞれスイッチ回路、C4,C2,C5はそれぞれキャパ
シタ(コンデンサ) 、A1 + A2 triツレぞ
れ増幅器、Bは出力端子である。
In the figure, 1 is a current detection circuit, 2 is a sample hold circuit, 3 is a reference voltage generation circuit, 4 is a comparison circuit, and 5 is a smoothing circuit. In addition, Ml and M2 are P-channel MO8FETs (hereinafter abbreviated as transistors), V,
, V2. V, respectively, are a power supply, R4 is a resistor, R1 is a resistor (load circuit), S, , S2 . S5゜s4. S5 is a switch circuit, C4, C2, and C5 are capacitors, A1 + A2 tri-amplifiers, and B is an output terminal.

また、第2図は、(a)が第1図におけるスイッチ回路
S、、S2の、(b)がスイッチ回路551S4の、(
Q)がスイッチ回路S5の、(d)がスイッチ回路S6
の、それぞれ、スイッチ動作のタイミングを示すタイミ
ング図である。同図において、ハイレベルが導通(ON
)状態、ローレベルが非導通(OFF)状態である。
In addition, in FIG. 2, (a) shows the switch circuits S, S2 in FIG. 1, and (b) shows the switch circuits 551S4 and (
Q) is the switch circuit S5, (d) is the switch circuit S6
FIG. 3 is a timing diagram showing the timing of switch operation, respectively. In the same figure, the high level is conductive (ON
) state, and the low level is a non-conducting (OFF) state.

先ず、第1図、第2を参照して、第1図における各部回
路の個々の動作について説明する。トランジスタM、は
、抵抗RLを負荷回路とする定電流源用トランジスタと
して動作している。
First, with reference to FIGS. 1 and 2, the individual operations of each circuit in FIG. 1 will be explained. The transistor M operates as a constant current source transistor using the resistor RL as a load circuit.

次に、電流検出回路11Cついて説明する。スイッチト
・キャパシタ回路において、スイッチ回路s1.s2.
s、、s4は一定周期でキャパシタC1の入出力制御を
行なう。該スイッチ回路S、、S2は、トランジスタM
2のドレインとキャパシタC1を接続し、キャパシタC
1の他端を電源(接地)K接続し、トランジスタM2の
ドレイン電流ID2をキャパシタC1に蓄積させる。ま
た、スイッチ回路S、 、 S4は、前記スイッチ回路
S、、S2と同期して動作をする。
Next, the current detection circuit 11C will be explained. In the switched capacitor circuit, the switch circuit s1. s2.
s, , s4 perform input/output control of the capacitor C1 at regular intervals. The switch circuits S, , S2 include transistors M
2 and the capacitor C1, and the capacitor C
1 is connected to a power supply (ground) K, and the drain current ID2 of the transistor M2 is accumulated in the capacitor C1. Further, the switch circuits S, , S4 operate in synchronization with the switch circuits S, , S2.

これらスイッチ回路s、 、 s2. s、 、 s4
により、キャパシタC1はサンプル・ホールド動作とす
る。一方、スイッチ回路S5は、前記スイッチ回路S、
t S2 、 s、。
These switch circuits s, , s2. s, , s4
Therefore, the capacitor C1 performs sample-and-hold operation. On the other hand, the switch circuit S5 includes the switch circuit S,
t S2, s,.

S4の動作と同期して、キャパシタC1の蓄積電荷を放
電させる。
In synchronization with the operation of S4, the accumulated charge in the capacitor C1 is discharged.

ここで、前記トランジスタM2は、トランジスタM、と
同極性のものを用いてカレントミラー回路を構成してい
る。したがって、トランジスタM2のドレイン電流工。
Here, the transistor M2 has the same polarity as the transistor M, and constitutes a current mirror circuit. Therefore, the drain current of transistor M2.

□は、トランジスタM、のドレイン電流IDK比例した
電流が流れる。また、キャパシタC1の両端間電圧vc
は、スイッチ回路S1.S2が導通(スイッチ回路S、
 、 S4. S5は非導通状態)している時間をtl
、キャパシタC1の容量をC1とすれと表せるので、従
って、トランジスタM2のドレイン電流ID2は、キャ
パシタC1の両端間電圧v0として検出できる。
In □, a current proportional to the drain current IDK of the transistor M flows. Also, the voltage vc across the capacitor C1
is the switch circuit S1. S2 is conductive (switch circuit S,
, S4. S5 is in a non-conducting state) time tl
, the capacitance of the capacitor C1 can be expressed as C1. Therefore, the drain current ID2 of the transistor M2 can be detected as the voltage v0 across the capacitor C1.

また、出力端子Bの電圧V、は、スイッチ回路S5゜S
4がON状態、スイッチ回路S、、S2.S5がOFF
状態のとき、電源v3の電圧をv5とすれば、V!l”
” −V、+vs         ・・・・・・・・
・・・・・・・(2)と表せるので、出力端子Bよりト
ランジスタM2のドレイン電流は電圧に変換して取り出
せる。
Moreover, the voltage V of the output terminal B is the switch circuit S5゜S
4 is in the ON state, switch circuits S, , S2 . S5 is OFF
If the voltage of power supply v3 is v5 in the state, then V! l”
” -V, +vs ・・・・・・・・・
Since it can be expressed as (2), the drain current of the transistor M2 can be converted into a voltage and taken out from the output terminal B.

次に、サンプルホールド回路2について説明する。サン
プルホールド回路2は、キャパシタC1の両端間電圧V
。を、前記スイッチ回路S、、S2゜S5.S4,85
に同期して動作するスイッチ回路S6によプサンプリン
グし、キャパシタC2にホールドする。ここで、増幅器
人、は、インピーダンス変換器として動作している。
Next, the sample and hold circuit 2 will be explained. The sample and hold circuit 2 detects the voltage V across the capacitor C1.
. , the switch circuits S, , S2°S5. S4,85
The sampled signal is sampled by a switch circuit S6 that operates in synchronization with the sample, and is held in a capacitor C2. Here, the amplifier is acting as an impedance converter.

次に%基準電圧発生回路5は、前記(1) 、 (2)
式の関係より、トランジスタM2のドレイン電流I、2
1c相当する一定電圧(基準電圧V2)を発生する。
Next, the % reference voltage generation circuit 5 performs the above (1) and (2).
From the relationship in the equation, the drain current I,2 of transistor M2
A constant voltage (reference voltage V2) corresponding to 1c is generated.

比較回路4は、前記基準電圧発生回路3よ多出力された
基準電圧v2と、前記サンプルホールド回路2のキャパ
シタC2の両端間電圧とを比較し、その結果を誤差電圧
として出力する。ここで、増幅器A2は比較器として動
作する。該増幅器A2の出力は、非反転入力と反転入力
との信号レベルが等しいとき、バインピーダンス状態と
なる。
The comparison circuit 4 compares the reference voltage v2 output from the reference voltage generation circuit 3 with the voltage across the capacitor C2 of the sample hold circuit 2, and outputs the result as an error voltage. Here, amplifier A2 operates as a comparator. The output of the amplifier A2 is in a bipedance state when the signal levels of the non-inverting input and the inverting input are equal.

平滑回路5は、比較回路4よ多出力された誤差電圧の平
滑化を行なう。
The smoothing circuit 5 smoothes the error voltages output multiple times from the comparison circuit 4.

次に、全体的な回路動作について説明する。Next, the overall circuit operation will be explained.

電流検出回路1にてトランジスタM2のドレイン電流よ
り2をキャパシタC1にて電圧情報に変換した後、核電
圧をサンプルホールド回路2のスイッチ回路S6でサン
プリングし、キャパシタC2でホールドする。このサン
プルホールドされた電圧を比較回路4にて、基準電圧発
生回路3よ多出力される基準電圧v2と比較する。
2 from the drain current of the transistor M2 in the current detection circuit 1 is converted into voltage information by the capacitor C1, the nuclear voltage is sampled by the switch circuit S6 of the sample and hold circuit 2, and held by the capacitor C2. This sampled and held voltage is compared in a comparator circuit 4 with a reference voltage v2 output from the reference voltage generating circuit 3.

ここで、基準電圧v2よりもサンプルホールド回路2の
出力電圧が高い場合を考えると、比較回路4の出力は接
地電圧に近い電圧になる。この結果、平滑回路5のキャ
パシタC3の電荷が減少し、平滑回路5の出力電圧は低
くなる。すなわち、これらの動作によって、トランジス
タM11M2のゲート・ソース間電圧を太きくシ、それ
ぞれのトランジスタのドレイン電流を増加させる。
Here, considering the case where the output voltage of the sample and hold circuit 2 is higher than the reference voltage v2, the output of the comparison circuit 4 becomes a voltage close to the ground voltage. As a result, the charge in the capacitor C3 of the smoothing circuit 5 decreases, and the output voltage of the smoothing circuit 5 decreases. That is, these operations increase the gate-source voltage of the transistors M11M2 and increase the drain current of each transistor.

次に、サンプルホールド回路2の出力電圧と基準電圧v
2とが等しい場合について考える。このとき、比較回路
4の出力はハイインピーダンス状態となシ、平滑回路5
の出力電圧はホールドされた状態となる。したがって、
トランジスタM1.M2のゲート・ソース間電圧は一定
に保たれ、トランジスタM、は定電流源として動作する
Next, the output voltage of the sample hold circuit 2 and the reference voltage v
Consider the case where 2 and 2 are equal. At this time, the output of the comparison circuit 4 is not in a high impedance state, and the smoothing circuit 5
The output voltage of is held. therefore,
Transistor M1. The gate-source voltage of M2 is kept constant, and transistor M operates as a constant current source.

次に、サンプルホールド回路2の出力電圧が基準電圧v
2よりも低い場合について考える。このとき、比較回路
4の出力は電源電圧に近い電圧を出力する。その結果、
平滑回路5のキャパシタC3の両端間電圧は大きくなり
、トランジスタM、、M2のゲート・ソース間電圧は小
さくなる。すなわち、トランジスタM、、M2のドレイ
ン電流を減少させる動作を行なう。
Next, the output voltage of the sample and hold circuit 2 is set to the reference voltage v
Consider the case where it is lower than 2. At this time, the comparator circuit 4 outputs a voltage close to the power supply voltage. the result,
The voltage across the capacitor C3 of the smoothing circuit 5 increases, and the voltage between the gates and sources of the transistors M, M2 decreases. That is, an operation is performed to reduce the drain currents of transistors M, , M2.

本実施例によれば、トランジスタの特性ばらつきおよび
温度変動に影響されない定電流源回路を構成することが
できる。
According to this embodiment, it is possible to configure a constant current source circuit that is not affected by variations in transistor characteristics and temperature fluctuations.

尚、サンプルホールド回路2内の増幅器A、はインピー
ダンス変換器として利用しているので、ボルテージホロ
ワの代わシにソースホロワ等を用いても良いことは明ら
かである。また、抵抗RLは、定電流源用トランジスタ
M、の負荷として用いているので、抵抗R5の代わ9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。
Note that since the amplifier A in the sample and hold circuit 2 is used as an impedance converter, it is clear that a source follower or the like may be used instead of the voltage follower. Furthermore, since the resistor RL is used as a load for the constant current source transistor M, it is clear that an active element such as a transistor may be used in place of the resistor R5.

また、第1図では、電流検出回路1のトランジスタM2
とカレントミラー回路を構成するトランジスタM、は1
個であるが、前記トランジスタM2に対し複数個のトラ
ンジスタをトランジスタM1ト同様にカレントミラー接
続することにより各トランジスタも同様に定電流源とし
て機能することは明らかである。
In addition, in FIG. 1, the transistor M2 of the current detection circuit 1
and the transistor M constituting the current mirror circuit is 1
However, it is clear that by connecting a plurality of transistors to the transistor M2 in a current mirror manner in the same way as the transistor M1, each transistor also functions as a constant current source.

次に、第3図は本発明の他の実施例を示す回路図である
Next, FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

第3図において、第1図におけるものと同一機能を有す
るものは同一符号を付しである。本実施例が第1図の実
施例と異なる点は、PチャネルMO3F’E!T  M
、、M2の代シとして、NチャネルMOS  FET 
 M、、M4を用いた点にある。本実施例の動作は、前
述した第1図の実施例の動作説明より類推的に容易に理
解されるであろう。
In FIG. 3, parts having the same functions as those in FIG. 1 are given the same reference numerals. The difference between this embodiment and the embodiment shown in FIG. 1 is that the P-channel MO3F'E! T M
,, N-channel MOS FET as a substitute for M2
The point is that M, , M4 is used. The operation of the present embodiment can be easily understood analogically from the explanation of the operation of the embodiment of FIG. 1 described above.

本実施例によれば、NチャネルMOS  PET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
構成することができる。
According to this embodiment, it is possible to configure a constant current source circuit that is not affected by variations in characteristics of N-channel MOS PETs and temperature fluctuations.

第4図は本発明の更に他の実施例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing still another embodiment of the present invention.

第4図において、第1図におけるものと同一機能を有す
るものは同一符号を付しである。本実施例が、第1図の
実施例と異なる点はPチャネルMO9FIT  M、、
M20代シとしてPNP型バイポーラトランジスタT1
.T2を用いた点にある。同、R2,R,はそれぞれ抵
抗である。本実施例の動作も同様に前述した第1図の実
施例の動作説明から類推的に容易に理解されるであろう
In FIG. 4, parts having the same functions as those in FIG. 1 are given the same reference numerals. The difference between this embodiment and the embodiment shown in FIG. 1 is that the P-channel MO9FIT M,
PNP type bipolar transistor T1 as M20s
.. The point is that T2 is used. Similarly, R2 and R are respective resistances. The operation of this embodiment can also be easily understood analogically from the explanation of the operation of the embodiment of FIG. 1 described above.

本実施例によれば、PNP型バイポーラトランジスタに
よっても、トランジスタの特性ばらつきおよび温度変動
に影響されない定電流源回路を構成することができる。
According to this embodiment, it is possible to configure a constant current source circuit that is not affected by variations in transistor characteristics and temperature fluctuations even by using PNP type bipolar transistors.

第5図は、本発明の更に別の実施例を示す回路図である
FIG. 5 is a circuit diagram showing yet another embodiment of the present invention.

第5図において、第1図と第4図におけるのと同一機能
を有するものKは同一符号を付しである。
In FIG. 5, parts K having the same functions as those in FIGS. 1 and 4 are given the same reference numerals.

本実施例が等1図の実施例と異なる点はPチャネルMO
8Fli!T  Ml、M2の代シとして、NPN型バ
イポーラトランジスタT、 、 ’I’4を用いた点に
ある。
The difference between this embodiment and the embodiment shown in Fig. 1 is that the P-channel MO
8Fli! The point is that NPN type bipolar transistors T, , 'I'4 are used as substitutes for T Ml and M2.

本実施例の動作も同様に前述した第1図の実施例の動作
説明より類推的に容易に理解される−であろう。
The operation of this embodiment can also be easily understood analogically from the explanation of the operation of the embodiment of FIG. 1 described above.

本実施例によれば、NPN型バイポーラトランジスタに
よっても、トランジスタの特性ばらつきおよび温度変動
に影響されない定電流源回路を構成することができる。
According to this embodiment, it is possible to configure a constant current source circuit that is not affected by variations in transistor characteristics and temperature fluctuations even by using NPN bipolar transistors.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、IC製造ばらつきKよるトランジスタ
(MOS  FE’I’、J  FET、MlitS 
 1’ET、バイポーラトランジスタ等)の特性ばらつ
き、および温度変動に対する特性変化に対して、電流源
用トランジスタの電流ばらつきおよび変動がない定電流
源回路を実現することができる。
According to the present invention, transistors (MOS FE'I', J FET, MlitS
It is possible to realize a constant current source circuit that is free from current variations and fluctuations in current source transistors, with respect to variations in characteristics of transistors (1'ET, bipolar transistors, etc.) and changes in characteristics due to temperature fluctuations.

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

第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は第1
図における各スイッチ回路のスイッチ動作のタイミング
を示すタイミング図、第3図乃至第5図はそれぞれ本発
明の他の実施例を示す回路図、第6図は定電流回路の従
来例を示す回路図、第7図は一般的なMOS  FET
の特性例を示すグラフである。 1・・・電流検出回路、2・・・サンプルホールド回路
、3・・・基準電圧発生回路、4・・・比較回路、5・
・・平滑回路、Ml、M2・・・PチャネルMO8FE
T、 M5.M4・・・NチャネルMO8FET、 C
,、C2,C,・・・キャパシタ、sl、s2.s、 
、s4.s5.s6・・・スイッチ回路、A、、A2・
・・増幅器、RL・・・抵抗(負荷回路)、’I’、、
T2・・・PNP!トランジスタ、’[’、、’I’4
・・・N P N’型トランジスタ。 代理人 弁理士 小川勝馬r:・ 第 1 区 第2図 第 3図 “第4図 全生l!]路 第5図 第7図 −1VG51
Fig. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
3 to 5 are circuit diagrams showing other embodiments of the present invention, and FIG. 6 is a circuit diagram showing a conventional example of a constant current circuit. , Figure 7 shows a general MOS FET
It is a graph which shows the example of a characteristic. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Current detection circuit, 2... Sample hold circuit, 3... Reference voltage generation circuit, 4... Comparison circuit, 5...
...Smoothing circuit, Ml, M2...P channel MO8FE
T, M5. M4...N channel MO8FET, C
,, C2, C, . . . capacitor, sl, s2. s,
, s4. s5. s6...Switch circuit, A,, A2...
...Amplifier, RL...Resistance (load circuit), 'I',...
T2...PNP! Transistor, '[',,'I'4
...NPN' type transistor. Agent Patent Attorney Katsuma Ogawa r:・ 1st Ward, Figure 2, Figure 3 “Figure 4 Whole Life!” Road, Figure 5, Figure 7-1VG51

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、第1のトランジスタ素子とバイアス回路とを有し、
負荷回路に定められた電流を供給する定電流源回路であ
って、前記第1のトランジスタ素子は第1、第2、第3
の電極を有し、第1の電極は第1の電源に接続され、第
2の電極は負荷回路に接続され、第3の電極は前記バイ
アス回路に接続される定電流源回路において、前記バイ
アス回路は、 第1、第2、第3の3つの電極を有する第2のトランジ
スタ素子とスイッチト・キャパシタ回路とを有し、第2
のトランジスタ素子の第1の電極は前記第1のトランジ
スタ素子の第1の電極に接続され、当該第2のトランジ
スタ素子の第3の電極は前記第1のトランジスタ素子の
第3の電極に接続されてカレントミラー回路を構成し、
前記第2のトランジスタ素子の第2の電極前記スイッチ
ト・キャパシタ回路を介して第2の電源に接続されて成
り、該スイッチト・キャパシタ回路により前記第2のト
ランジスタ素子の第2の電極から前記第2の電源へ流れ
る電流を検出してその電流値に対応した電圧を得る電流
検出回路と、 該電流検出回路で得られた前記電圧をサンプル・ホール
ドするサンプルホールド回路と、基準電圧を発生する基
準電圧発生回路と、 該基準電圧発生回路より発生された基準電圧と前記サン
プルホールド回路においてサンプルホールドされた電圧
とを比較する比較回路と、その比較結果として得られた
誤差電圧を平滑化し、平滑化された該誤差電圧を前記第
2のトランジスタ素子の第3の電極に印加する平滑回路
とを備えていることを特徴とする定電流源回路。 2、特許請求の範囲第1項に記載の定電流源回路におい
て、前記電流検出回路内の前記スイッチト・キャパシタ
回路は、第1の容量と、該第1の容量の一端と前記第2
のトランジスタ素子の第2の電極との間に接続される第
1のスイッチと、前記第1の容量の他端と前記第2の電
源との間に接続される第2のスイッチと、前記第1の容
量における前記第1のスイッチの接続された側の一端と
第3の電源との間に接続される第3のスイッチと、前記
第1の容量における前記第2のスイッチの接続された側
の一端にその一端が接続され、他端は前記電流検出回路
の出力端子となる第4のスイッチと、前記第1の容量に
並列に接続される第5のスイッチと、から成り、前記第
1乃至第5の各スイッチの同期した開閉動作により、前
記第1の容量の両端間電圧を取り出し、前記第2のトラ
ンジスタ素子の第2の電極から前記第2の電源へ流れる
電流の電流値に対応した電圧として得ると共に、前記サ
ンプルホールド回路は、前記第1及び第2のスイッチと
同期して開閉動作を行う第6のスイッチと、第2の容量
と、を含み、前記スイッチトキャパシタ回路で得られた
前記電圧を前記第2の容量の両端間電圧としてサンプル
ホールドすることを特徴とする定電流源回路。 3、前記第1及び第2のトランジスタ素子は電界効果型
トランジスタから成り、該第1及び第2のトランジスタ
素子の第1の電極はソース電極、第2の電極はドレイン
電極、第3の電極はゲート電極からそれぞれ成ることを
特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載の定
電流源回路。 4、前記第1及び第2のトランジスタ素子はバイポーラ
型トランジスタ素子から成り、該第1及び第2のトラン
ジスタ素子の第1の電極はエミッタ電極、第2の電極は
コレクタ電極、第3の電極はベース電極から成ることを
特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載の定
電流源回路。
[Claims] 1. A first transistor element and a bias circuit;
A constant current source circuit that supplies a predetermined current to a load circuit, wherein the first transistor element has first, second, and third transistor elements.
A constant current source circuit has electrodes, the first electrode is connected to a first power supply, the second electrode is connected to a load circuit, and the third electrode is connected to the bias circuit. The circuit includes a second transistor element having three electrodes, a first, a second, and a third electrode, and a switched capacitor circuit;
A first electrode of the transistor element is connected to the first electrode of the first transistor element, and a third electrode of the second transistor element is connected to the third electrode of the first transistor element. to configure a current mirror circuit,
A second electrode of the second transistor element is connected to a second power source via the switched capacitor circuit, and the switched capacitor circuit connects the second electrode of the second transistor element to the second electrode of the second transistor element. A current detection circuit that detects the current flowing to the second power supply and obtains a voltage corresponding to the current value; a sample-and-hold circuit that samples and holds the voltage obtained by the current detection circuit; and a sample-and-hold circuit that generates a reference voltage. a reference voltage generation circuit; a comparison circuit that compares the reference voltage generated by the reference voltage generation circuit with the voltage sampled and held in the sample and hold circuit; and a comparison circuit that smoothes and smooths the error voltage obtained as a result of the comparison. a smoothing circuit that applies the converted error voltage to a third electrode of the second transistor element. 2. In the constant current source circuit according to claim 1, the switched capacitor circuit in the current detection circuit has a first capacitor, one end of the first capacitor, and the second capacitor circuit.
a first switch connected between the second electrode of the transistor element; a second switch connected between the other end of the first capacitor and the second power supply; a third switch connected between one end of the connected side of the first switch in the first capacity and a third power supply; and a connected side of the second switch in the first capacity. a fourth switch, one end of which is connected to one end, and the other end of which is an output terminal of the current detection circuit; and a fifth switch, which is connected in parallel to the first capacitor. - The voltage across the first capacitor is extracted by synchronized opening and closing operations of each of the fifth switches, and corresponds to the current value of the current flowing from the second electrode of the second transistor element to the second power source. The sample-and-hold circuit includes a sixth switch that opens and closes in synchronization with the first and second switches, and a second capacitor, and the sample-and-hold circuit includes a sixth switch that opens and closes in synchronization with the first and second switches, and a second capacitor. A constant current source circuit characterized in that the voltage is sampled and held as a voltage across the second capacitor. 3. The first and second transistor elements are field effect transistors, the first electrode of the first and second transistor elements is a source electrode, the second electrode is a drain electrode, and the third electrode is a 3. A constant current source circuit according to claim 1 or 2, each comprising a gate electrode. 4. The first and second transistor elements are bipolar transistor elements, and the first electrode of the first and second transistor elements is an emitter electrode, the second electrode is a collector electrode, and the third electrode is a collector electrode. A constant current source circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the constant current source circuit comprises a base electrode.
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JPH04340112A (en) * 1991-01-16 1992-11-26 Mitsutoyo Corp Voltage feedback circuit and constant voltage circuit using the voltage feedback circuit
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