JPS6360562B2 - - Google Patents

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JPS6360562B2
JPS6360562B2 JP58211800A JP21180083A JPS6360562B2 JP S6360562 B2 JPS6360562 B2 JP S6360562B2 JP 58211800 A JP58211800 A JP 58211800A JP 21180083 A JP21180083 A JP 21180083A JP S6360562 B2 JPS6360562 B2 JP S6360562B2
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transistor
collector
current mirror
base
emitter
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカレントミラー回路に関し、特に入力
電圧が低く出力電圧が高い集積回路に好適なカレ
ントミラー回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a current mirror circuit, and particularly to a current mirror circuit suitable for integrated circuits with low input voltage and high output voltage.

従来のこの種のカレントミラー回路について図
面を用いて概略説明する。第1図および第2図は
それぞれ従来のカレントミラー回路の第1および
第2の例を示す回路図である。第1図において、
カレントミラー回路1はよく知られているように
カレントミラー用トランジスタQa1,Qa2,Qa3
と、該トランジスタQa1,Qa2,Qa3のベース電流
に起因する誤差を軽減するために付加された電流
増幅率補正用トランジスタQa4を含んで成り、前
記トランジスタQa1,Qa2,Qa3,のベース電流の
影響が1/β4(但しβ4はトランジスタQa4の電流増
幅率)となるものである。ここでトランジスタ
Qa1のコレクタへの入力電流をIINで示し、トラン
ジスタQa2,Qa3のコレクタからの出力電流をそ
れぞれIOUT1,IOUT2で示す。しかしながらこのカレ
ントミラー回路1では、トランジスタQa1,Qa3
のアーリー効果によつて電流伝達比(IOUT1/IIN
IOUT2/IIN)が劣化するので、トランジスタQa2
Qa31の各エミツタ抵抗Ra2,Ra3を大きな抵抗値
とする必要がある。また前記電流伝達比はトラン
ジスタQa1,Qa2,Qa3の特性が合つていればそれ
ぞれRa2/Ra1、Ra3/Ra1で決まるので抵抗Ra2
Ra3の抵抗値を大きくしたら抵抗Ra1の抵抗値も
大きくする必要がある。すなわち、この回路では
集積回路化した場合チツプの面積が大きくなると
いう欠点があつた。
A conventional current mirror circuit of this type will be briefly described with reference to the drawings. FIGS. 1 and 2 are circuit diagrams showing first and second examples of conventional current mirror circuits, respectively. In Figure 1,
As is well known, the current mirror circuit 1 includes current mirror transistors Q a1 , Q a2 , Q a3
and a current amplification factor correction transistor Q a4 added to reduce errors caused by base currents of the transistors Q a1 , Q a2 , Q a3 , and the transistors Q a1 , Q a2 , Q a3 , the influence of the base current is 1/β4 (where β4 is the current amplification factor of transistor Q a4 ). transistor here
The input current to the collector of Q a1 is indicated by I IN , and the output currents from the collectors of transistors Q a2 and Q a3 are indicated by I OUT1 and I OUT2 , respectively. However, in this current mirror circuit 1, transistors Q a1 and Q a3
The current transfer ratio (I OUT1 /I IN ,
I OUT2 /I IN ) deteriorates, so transistors Q a2 ,
It is necessary to make each emitter resistance R a2 and R a3 of Qa 31 a large resistance value. Furthermore, if the characteristics of transistors Q a1 , Q a2 , and Q a3 match, the current transfer ratio is determined by R a2 /R a1 and R a3 /R a1 , respectively, so the resistors R a2 ,
If the resistance value of R a3 is increased, the resistance value of resistor R a1 must also be increased. That is, this circuit had the disadvantage that the area of the chip would increase when integrated.

次に第2図は第1の例の欠点を改善したカレン
トミラー回路であつて、カレントミラー回路2は
第1図のトランジスタQa1,Qa2,Qa3,Qa4に対
応するトランジスタQb1,Qb2,Qb3,Qb4を備え、
且つトランジスタQb2,Qb3の各出力にバツフア
用トランジスタQb5,Qb6を設けてそのコレクタ
から出力電流IOUT1,IOUT2を得るようにして、トラ
ンジスタQb2,Qb3の出力電圧を小さくしアーリ
ー効果を軽減する回路である。なおトランジスタ
Qb5,Qb6のベースにはバツフア用電源VBUFを接
続する。しかしながら、このカレントミラー回路
2ではバツフア用電源VBUFは固定であるため入
力電流が大きくなるとトランジスタQb2,Qb3
飽和するので入力電流範囲が限定されてしまう。
またバツフア用電源VBUFを必要とするのでそれ
だけ構成が複雑化し且つ電源を作るために消費電
力が増加するという欠点があつた。
Next, FIG. 2 shows a current mirror circuit that improves the drawbacks of the first example, and the current mirror circuit 2 includes transistors Q b1 , Q a2 , Q a3 , and Q a4 corresponding to the transistors Q a1 , Q a2 , Q a3 , and Q a4 in FIG. Q b2 , Q b3 , Q b4 ,
In addition, buffer transistors Q b5 and Q b6 are provided at the respective outputs of transistors Q b2 and Q b3 , and output currents I OUT1 and I OUT2 are obtained from their collectors, thereby reducing the output voltage of transistors Q b2 and Q b3 . This is a circuit that reduces the early effect. Note that the transistor
Connect the buffer power supply V BUF to the bases of Q b5 and Q b6 . However, in this current mirror circuit 2, since the buffer power supply V BUF is fixed, when the input current becomes large, the transistors Q b2 and Q b3 become saturated, so that the input current range is limited.
In addition, since a buffer power supply V BUF is required, the configuration becomes complicated and the power consumption increases to create the power supply.

本発明の目的は、カレントミラー用トランジス
タの入力電流範囲を狭くせずに出力電圧の影響を
受けないようにすることにより上記欠点を除去
し、誤差を小さくし得るように改良して極めて集
積回路化に適したカレントミラー回路を提供する
ことにある。
It is an object of the present invention to eliminate the above-mentioned drawbacks by making the input current range of the current mirror transistor unaffected by the output voltage without narrowing it, and to improve it so as to reduce the error. The purpose of this invention is to provide a current mirror circuit suitable for

本発明によれば、ベースが相互に接続され且つ
それぞれのエミツタがそれぞれの抵抗を介して電
源に接続された第1の極性の第1および第2のト
ランジスタと、ベース、エミツタがそれぞれ前記
第1のトランジスタのコレクタ、ベースに接続さ
れた第1の極性の第3のトランジスタと、ベース
およびコレクタが前記第3のトランジスタのコレ
クタと接続され且つエミツタが基準電位点に接続
された第2の極性の第4のトランジスタと、ベー
スが前記第3のトランジスタのコレクタと接続さ
れ且つエミツタが前記基準電位点に接続された第
2の極性の第5のトランジスタと、ベース、コレ
クタ、エミツタがそれぞれ前記第1のトランジス
タのベース、前記電源、前記第5のトランジスタ
のコレクタに接続された第2の極性の第6のトラ
ンジスタと、ベースが前記第6のトランジスタの
エミツタに接続され且つエミツタが前記第2のト
ランジスタのコレクタに接続された第1の極性の
第7のトランジスタとを備え、前記第1のトラン
ジスタのコレクタを入力とし前記第7のトランジ
スタのコレクタを出力とすることを特徴とするカ
レントミラー回路が得られ、また前記第7のトラ
ンジスタはダーリントントランジスタであり、第
6のトランジスタのエミツタと前記ダーリントン
トランジスタのベースとの間にダイオードを順方
向に挿入接続して成ることを特徴とするカレント
ミラー回路が得られる。
According to the present invention, first and second transistors of a first polarity, the bases of which are connected to each other and whose respective emitters are connected to a power supply through respective resistors; a third transistor of a first polarity connected to the collector and base of the transistor; and a third transistor of a second polarity whose base and collector are connected to the collector of the third transistor and whose emitter is connected to a reference potential point. a fourth transistor of a second polarity, the base of which is connected to the collector of the third transistor and the emitter of which is connected to the reference potential point; a sixth transistor of a second polarity connected to the base of the transistor, the power supply, and the collector of the fifth transistor; the base is connected to the emitter of the sixth transistor and the emitter is connected to the second transistor and a seventh transistor of a first polarity connected to the collector of the current mirror circuit, wherein the collector of the first transistor is an input and the collector of the seventh transistor is an output. and the seventh transistor is a Darlington transistor, and a current mirror circuit is obtained, characterized in that the seventh transistor is a Darlington transistor, and a diode is inserted and connected in the forward direction between the emitter of the sixth transistor and the base of the Darlington transistor. It will be done.

次に第3図および第4図を参照して本発明につ
いて説明する。
Next, the present invention will be explained with reference to FIGS. 3 and 4.

第3図、第4図はそれぞれ本発明のカレントミ
ラー回路の第1、第2の実施例を示す2出力カレ
ントミラー回路の回路図である。第3図におい
て、カレントミラー回路3ではコレクタに入力電
流IINを与えるカレントミラー用トランジスタQ1
はそのエミツタがカレントミラー用抵抗R1を介
して電源VCCに接続され且つそのベースがカレン
トミラー用トランジスタQ2のベースおよびカレ
ントミラー用トランジスタQ3のベースと接続さ
れている。該トランジスタQ2,Q3のエミツタは
それぞれカレントミラー用抵抗R2,R3を介して
電源VCCに接続される。そして前記トランジスタ
Q1のコレクタにベースが接続された電流増幅率
補正用トランジスタQ4のエミツタは前記トラン
ジスタQ1,Q2,Q3のベースに接続され、コレク
タは電流方向反転用トランジスタQ5のベース、
コレクタおよび電流方向反転用トランジスタQ6
のベースに接続される。該トランジスタQ6のコ
レクタはレベルシフト用トランジスタQ7のエミ
ツタおよび前記トランジスタQ2,Q3に対してカ
スケードに接続されるバツフア用トランジスタ
Q8,Q9のベースに接続され、該トランジスタQ5
Q6のエミツタは基準電位点(地気)に接続され
る。前記トランジスタQ7のベースは前記トラン
ジスタQ1,Q2,Q3のベースに接続され、コレク
タは電源VCCに接続される。前記トランジスタ
Q2,Q3の出力電流はそれぞれ前記トランジスタ
Q8,Q9を介して出力電流IOUT1,IOUT2となる。し
たがつてこのようなカレントミラー回路は入力電
流IINに追従して(カレントミラー用トランジス
タQ1,Q2,Q3のベース電圧に追従して)バツフ
ア用トランジスタQ8,Q9のベース電圧が決まる
ので、入力電流範囲を狭めることなくトランジス
タのアーリー効果を減少することができる。
3 and 4 are circuit diagrams of two-output current mirror circuits showing first and second embodiments of the current mirror circuit of the present invention, respectively. In Fig. 3, in the current mirror circuit 3, a current mirror transistor Q 1 which supplies an input current I IN to the collector
has its emitter connected to the power supply V CC via a current mirror resistor R 1 , and its base connected to the bases of current mirror transistor Q 2 and current mirror transistor Q 3 . The emitters of the transistors Q 2 and Q 3 are connected to the power supply V CC through current mirror resistors R 2 and R 3 , respectively. and said transistor
The emitter of the current amplification factor correction transistor Q4 whose base is connected to the collector of Q1 is connected to the bases of the transistors Q1 , Q2 , Q3 , and the collector is connected to the base of the current direction reversal transistor Q5 ,
Collector and current direction reversal transistor Q 6
connected to the base of The collector of the transistor Q 6 is a buffer transistor connected in cascade to the emitter of the level shift transistor Q 7 and the transistors Q 2 and Q 3 .
connected to the bases of Q 8 , Q 9 and the transistors Q 5 ,
The emitter of Q 6 is connected to the reference potential point (earth). The base of the transistor Q7 is connected to the bases of the transistors Q1 , Q2 , Q3 , and the collector is connected to the power supply VCC . the transistor
The output currents of Q 2 and Q 3 are respectively
Output currents I OUT1 and I OUT2 are generated via Q 8 and Q 9 . Therefore, such a current mirror circuit follows the input current I IN (follows the base voltages of the current mirror transistors Q 1 , Q 2 , Q 3 ) and changes the base voltages of the buffer transistors Q 8 and Q 9 . is determined, the Early effect of the transistor can be reduced without narrowing the input current range.

次に第4図に示すカレントミラー回路4は、第
3図におけるバツフア用トランジスタQ8,Q9
それぞれバツフア用ダーリントントランジスタ4
1,42にすることによつて該トランジスタQ8
Q9の電流増幅率の影響を軽減すると共に、レベ
ルシフト用トランジスタQ7のエミツタと前記ダ
ーリントントランジスタ41,42のベースとの
間にレベルシフト用ダイオードD1を順方向に挿
入接続することによつてカレントミラー用トラン
ジスタQ2,Q3の飽和を防いだものである。すな
わち前記ダーリントントランジスタ41はバツフ
ア用トランジスタQ8とQ10とから成り、該トラン
ジスタQ8のエミツタはカレントミラー用トラン
ジスタQ2のコレクタと接続され且つそのベース、
コレクタはそれぞれトランジスタQ10のエミツ
タ、コレクタと接続され、トランジスタQ10のベ
ースは前記ダイオードD1と接続され且つそのコ
レクタから出力電流IOUT1を出力する。また同様に
前記ダーリントントランジスタ42はトランジス
タQ9とQ11とから成り、該トランジスタQ11のベ
ースは前記トランジスタQ10のベースと接続され
且つ該トランジスタQ11のコレクタから出力電流
IOUT2を出力する。
Next, the current mirror circuit 4 shown in FIG. 4 replaces the buffer transistors Q 8 and Q 9 in FIG.
1.42, the transistor Q 8 ,
In addition to reducing the influence of the current amplification factor of Q9 , the level shifting diode D1 is inserted and connected in the forward direction between the emitter of the level shifting transistor Q7 and the bases of the Darlington transistors 41 and 42. This prevents the current mirror transistors Q 2 and Q 3 from becoming saturated. That is, the Darlington transistor 41 consists of buffer transistors Q8 and Q10 , the emitter of the transistor Q8 is connected to the collector of the current mirror transistor Q2, and the base thereof is connected to the collector of the current mirror transistor Q2 .
The collector is connected to the emitter and collector of the transistor Q10 , respectively, and the base of the transistor Q10 is connected to the diode D1 , and the output current IOUT1 is output from the collector. Similarly, the Darlington transistor 42 consists of transistors Q9 and Q11 , the base of the transistor Q11 is connected to the base of the transistor Q10 , and the output current is supplied from the collector of the transistor Q11 .
I Output OUT2 .

上記第2の実施例について実測した結果、カレ
ントミラー用抵抗R1,R2,R3の抵抗値をそれぞ
れ2KΩ、バツフア用ダーリントントランジスタ
Q8,Q9,Q10,Q11のコレクタ電位を0V、電源
VCCの電圧を30V、入力電流IINを200μAとしたと
き電流伝達比(IOUT/IIN)は0.15%の値が得られ、
これは従来の第2の例(第2図に図示)の場合の
電流伝達比4.6%と比較して大幅に改善すること
ができた。
As a result of actual measurements for the second embodiment, the resistance values of the current mirror resistors R 1 , R 2 , and R 3 were each 2KΩ, and the buffer Darlington transistor
Set the collector potential of Q 8 , Q 9 , Q 10 , and Q 11 to 0V, power supply
When the voltage of V CC is 30V and the input current I IN is 200μA, the current transfer ratio (I OUT /I IN ) is 0.15%,
This was a significant improvement compared to the current transfer ratio of 4.6% in the second conventional example (shown in FIG. 2).

なお本発明は上記第1、第2の実施例(第3、
第4図に図示)に限定されるものではなく、本発
明の構成要件を逸脱しない範囲で種種の変形につ
いて本発明の適用が可能なことは言うまでもな
い。
Note that the present invention applies to the first and second embodiments (third and third embodiments) described above.
It goes without saying that the present invention is not limited to the structure shown in FIG. 4) and can be applied to various modifications without departing from the constituent requirements of the present invention.

本発明のカレントミラー回路は以上説明したよ
うに、レベルシフト用トランジスタをカレントミ
ラー用トランジスタのベース電流を供給するトラ
ンジスタに流れる電流によつて動作させこのレベ
ルシフト用トランジスタのエミツタ電位でバツフ
ア用トランジスタの基準電圧を作ることによつて
電流増幅率およびアーリー効果の影響を受けない
ようにして誤差を小さくすると共に電圧損失も小
さくし得る効果がある。また回路構成が簡単で消
費電力も少ないので集積回路化しやすいという効
果がある。
As explained above, in the current mirror circuit of the present invention, the level shift transistor is operated by the current flowing through the transistor that supplies the base current of the current mirror transistor, and the emitter potential of the level shift transistor is used to operate the buffer transistor. By creating a reference voltage, there is an effect that it is not influenced by the current amplification factor and the Early effect, thereby reducing errors and reducing voltage loss. Furthermore, since the circuit configuration is simple and power consumption is low, it is easy to integrate the circuit.

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

第1図、第2図はそれぞれ従来のカレントミラ
ー回路の第1、第2の例を示す回路図、第3図お
よび第4図はそれぞれ本発明のカレントミラー回
路の第1および第2の実施例を示す2出力カレン
トミラー回路の回路図である。 図において、1,2,3,4…カレントミラー
回路、41,42…バツフア用ダーリントントラ
ンジスタ、D1…レベルシフト用ダイオード、IIN
…入力電流、IOUT1,IOUT2…出力電流、Q1,Q2
Q3…カレントミラー用トランジスタ、Q4…電流
増幅率補正用トランジスタ、Q5,Q6…電流方向
反転用トランジスタ、Q7…レベルシフト用トラ
ンジスタ、Q8,Q9,Q10,Q11…バツフア用トラ
ンジスタ、R1,R2,R3…カレントミラー用抵抗、
VCC…電源。
FIGS. 1 and 2 are circuit diagrams showing first and second examples of conventional current mirror circuits, respectively, and FIGS. 3 and 4 are circuit diagrams showing first and second implementations of the current mirror circuit of the present invention, respectively. FIG. 2 is a circuit diagram of a two-output current mirror circuit showing an example. In the figure, 1, 2, 3, 4... Current mirror circuit, 41, 42... Darlington transistor for buffer, D 1 ... Diode for level shift, I IN
…Input current, I OUT1 , I OUT2 …Output current, Q 1 , Q 2 ,
Q 3 ... Current mirror transistor, Q 4 ... Current amplification factor correction transistor, Q 5 , Q 6 ... Current direction reversal transistor, Q 7 ... Level shift transistor, Q 8 , Q 9 , Q 10 , Q 11 ... Buffer transistor, R 1 , R 2 , R 3 ... Current mirror resistor,
V CC …power supply.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ベースが相互に接続され且つそれぞれのエミ
ツタがそれぞれの抵抗を介して電源に接続された
第1の極性の第1および第2のトランジスタと、
ベース、エミツタがそれぞれ前記第1のトランジ
スタのコレクタ、ベースに接続された第1の極性
の第3のトランジスタと、ベースおよびコレクタ
が前記第3のトランジスタのコレクタと接続され
且つエミツタが基準電位点に接続された第2の極
性の第4のトランジスタと、ベースが前記第3の
トランジスタのコレクタと接続され且つエミツタ
が前記基準電位点に接続された第2の極性の第5
のトランジスタと、ベース、コレクタ、エミツタ
がそれぞれ前記第1のトランジスタのベース、前
記電源、前記第5のトランジスタのコレクタに接
続された第2の極性の第6のトランジスタと、ベ
ースが前記第6のトランジスタのエミツタに接続
され且つエミツタが前記第2のトランジスタのコ
レクタに接続された第1の極性の第7のトランジ
スタとを備え、前記第1のトランジスタのコレク
タを入力とし前記第7のトランジスタのコレクタ
を出力とすることを特徴とするカレントミラー回
路。 2 特許請求の範囲第1項記載のカレントミラー
回路において、第7のトランジスタはダーリント
ントランジスタであり、第6のトランジスタのエ
ミツタと前記ダーリントントランジスタのベース
との間にダイオードを順方向に挿入接続して成る
ことを特徴とするカレントミラー回路。
[Scope of Claims] 1: first and second transistors of a first polarity whose bases are interconnected and whose respective emitters are connected to a power supply through respective resistors;
a third transistor of a first polarity whose base and emitter are connected to the collector and base of the first transistor, respectively; and a third transistor whose base and collector are connected to the collector of the third transistor and whose emitter is connected to a reference potential point. a fourth transistor of a second polarity connected, and a fifth transistor of a second polarity, the base of which is connected to the collector of the third transistor, and the emitter of which is connected to the reference potential point.
a sixth transistor of a second polarity, whose base, collector, and emitter are respectively connected to the base of the first transistor, the power supply, and the collector of the fifth transistor; a seventh transistor of a first polarity connected to the emitter of the transistor and whose emitter is connected to the collector of the second transistor, the collector of the first transistor being an input, and the collector of the seventh transistor being connected to the collector of the second transistor; A current mirror circuit characterized by having an output of 2. In the current mirror circuit according to claim 1, the seventh transistor is a Darlington transistor, and a diode is inserted and connected in the forward direction between the emitter of the sixth transistor and the base of the Darlington transistor. A current mirror circuit characterized by:
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