TWI402655B - 定電流電路 - Google Patents

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TWI402655B
TWI402655B TW098131717A TW98131717A TWI402655B TW I402655 B TWI402655 B TW I402655B TW 098131717 A TW098131717 A TW 098131717A TW 98131717 A TW98131717 A TW 98131717A TW I402655 B TWI402655 B TW I402655B
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Description

定電流電路
本發明係有關定電流電路。
就在半導體積體電路等中所使用的電壓源而言，含有利用二極體或電晶體的pn接面的能隙(bandgap)電壓之能隙電路者為一般所知。例如，在下列之專利文獻1的第1圖至第4圖所揭示的基準電壓產生電路(專利文獻1中稱為基準電壓電路)係利用一對電晶體的基極-射極間的電壓差產生基準電壓，並將具有正溫度係數的電阻器的兩端電壓和具有負溫度係數的pn接面的順向壓降予以相抵，從而輸出不具有溫渡係數的基準電壓。
在此，於第6圖顯示與專利文獻1的第3圖相同構成的基準電壓產生電路。在第6圖的基準電壓產生電路21a中，當令電阻器R9的兩端電壓為VR9、令二極體D1的順向壓降為VD時，則輸出電壓Vout成為Vout=VR9+VD=(R9/R5)．(k．T/q)．ln(N)+VD，藉由將VR9所具有的正溫度係數(R9/R5)．(k．T/q)．In(N)設定為與VD所具有的負溫度係數的絕對值相等，便能夠使溫度係數成為0。
如上述，藉由在能隙電路中以抵消溫度係數的方式來設定電阻值與電晶體的射極面積比等，便能夠輸出經溫度補償的基準電壓。
專利文獻1：日本特開平8-339232號公報
然而，當需要以電流源來作為半導體積體電路等的電源時，即使以流通於第6圖的基準電壓產生電路21a的電阻器R9的電流I5作為輸出電流，仍無法使溫度係數成為0。例如，如第7圖所示，在構成為供給第6圖的電流I5至外部的負載(未圖示)之電流供給電路2a中，輸出電流Iout成為Iout=(1/R5)．(k．T/q)．ln(N)，而具有正溫度係數。
因此，無法不受溫度左右地輸出一定的定電流。
解決前述課題的主要的本發明係一種定電流電路，係具備：溫度補償電路，輸出經溫度補償的第1電流；及電流供給電路，供給第2電流至前述溫度補償電路；前述溫度補償電路係具有：電壓倍增電路，含有產生比基極-射極間電壓倍增預定之比的基極-集極間電壓的第1電晶體；與前述第1電晶體同一導電型的第2電晶體，其基極-射極間電壓係成為與前述第1電晶體的基極-射極間電壓大致相等；第1電阻器，其兩端連接至前述第1電晶體的集極與前述第2電晶體的基極；及第2電阻器，其兩端連接至前述第1電晶體的射極與前述第2電晶體的射極；前述第1電流係相應於前述第2電晶體的集極電流地被輸出；前述 第2電流係被供給至前述第2電晶體的基極與前述第1電阻器的連接點，且使前述第1電阻器的兩端產生大致比例於溫度地變化的電壓；前述電流供給電路係具有：射極面積相異的第3及第4電晶體；及第5電阻器，具有與前述第1電阻器大致相等的溫度係數，且其兩端施加有前述第3及第4電晶體的基極-射極間電壓的差電壓；前述第2電流係相應於流通在前述第5電阻器的電流地被供給。
關於本發明的其他特徵，可由附圖及本說明書的記載而明白。
依據本發明，能夠輸出不具有溫度係數或者具有任意溫度係數的經溫度補償之定電流。
依據本說明書及附圖之記載，至少可明暸以下事項。
<第1實施形態>
以下，參照第1圖針對本發明第1實施形態的定電流電路的構成進行說明。
第1圖所示的定電流電路係由電流供給電路2a及溫度補償電路1a所構成。
電流供給電路2a係例如構成為含有屬於NPN雙極(bipolar)電晶體的電晶體Q3、Q4、屬於PNP雙極電晶體的電晶體Q8、Q9、Q10、及電阻器R5、和由屬於NPN雙極電晶體的電晶體Q20及電阻器R20所構成的啟動電路20a。連接成二極體的電晶體Q8及第4電晶體Q4，係將 集極彼此連接，且各自的射極係分別連接至電源電位VCC及接地電位。此外，與電晶體Q8共同構成電流鏡電路的電晶體Q9、及連接成二極體的第3電晶體Q3，係將集極彼此連接，且電晶體Q9的射極係連接至電源電位VCC，電晶體Q3的射極係經由第5電阻器R5連接至接地電位。另外，電晶體Q3及Q4係將基極彼此連接，且射極面積比之值係成為N。此外，與電晶體Q8共同構成電流鏡電路的電晶體Q10之射極係連接至電源電位VCC，集極電流係作為第2電流I2而自電流供給電路2a輸出。此外，啟動電路20a的電晶體Q20之集極係連接至電源電位VCC，射極係經由電阻器R20連接至接地電位，基極係連接至電晶體Q8的基極。
在本實施形態中，溫度補償電路1a係例如由屬於NPN雙極電晶體的電晶體Q1、Q2、屬於PNP雙極電晶體的電晶體Q6、Q7、及電阻器R1、R2、R3、R4所構成。第1電晶體Q1之基極-射極間係以第3電阻器R3連接，基極-集極間係以第4電阻器R4連接，射極係連接至接地電位，集極係經由第1電阻器R1連接至電流供給電路1a的輸出。此外，連接成二極體的電晶體Q6及第2電晶體Q2的集極係彼此連接，電晶體Q6的射極係連接至電源電位VCC，電晶體Q2的射極係經由第2電阻器R2連接至接地電位，電晶體Q2的基極係連接至電流供給電路2a的輸出。此外，與電晶體Q6共同構成電流鏡電路的電晶體Q7之射極係連接至電源電位VCC，集極電流係作為第1電流 I1而自溫度補償電路1a輸出。另外，電晶體Q7及Q6的射極面積比之值成為M。
接著，針對本實形態的定電流電路的動作進行說明。以下，電流供給電路2a及溫度補償電路1a的各電晶體的基極電流係假設為相對於電流I1至I5為十分小者。
在電流供給電路2a中，令電晶體Q3及Q4的基極-射極間電壓分別為Vbe3及Vbe4，由於電阻器R5的兩端電壓成為Vbe4-Vbe3，因此構成電流鏡電路的電晶體Q8至Q10的集極電流I5係能夠表示為I5=(Vbe4-Vbe3)/R5。此外，令電晶體Q3及Q4的射極電流分別為Ie3及Ie4，可知上述基極-射極間電壓Vbe3及Vbe4可由下列式子求得Vbe3=(k．T/q)．ln(Ie3/Is)
Vbe4=(k．T/q)．ln(Ie4/Is)。其中，k(≒1.38×10-23 J/K)為波茲曼常數(Boltzmann constant)，T為絕對溫度，q(≒1.60×10-19 C)為基本電荷(elementary charge)，Is為電晶體Q3及Q4的飽和電流。此外，如前所述，電晶體Q3及Q4的射極面積比之值為N，因此上述射極電流Ie3及Ie4的關係係形成為Ie4=N．Ie3。是以，電流供給電路2a的輸出電流I2係能夠利用成為下式之不依存於溫度T的常數a a=(k/q)．ln(N) 而表示為I2=I5=(1/R5)．(k．T/q)．ln(N)=(a/R5)．T。另外，在本實施形態中，電流供給電路2a的輸出電流I2係成為源(source)電流(放電電流)。
另外，關於電流供給電路2a，電晶體Q3、Q4、Q8及Q9係連結成環(loop)狀，各電晶體的基極全部都在該環內連接。因此，電源投入時的各電晶體的偏壓為不確定，視電源投入的方法而亦可能有任一電晶體皆沒有電流流通而電流供給電路2a沒有啟動的情形。在本實施形態中，電晶體Q8及Q9的基極電流係往啟動電路20a的電晶體Q20的基極流出，藉此，電流供給電路2a便能夠正常地啟動。
在溫度補償電路1a中，令電阻器R1及R4的兩端電壓分別為VR1及VR4，令電晶體Q1的基極-射極間電壓Vbe1及電晶體Q2的基極-射極間電壓Vbe2成為大致相等，則電阻器R2的兩端電壓VR2係能夠表示為VR2=VR1+VR4+Vbe1-Vbe2=VR1+VR4。此外，令電阻器R4及R3所流通的電流為I4，則上述兩端電壓VR1及VR4係能夠利用電阻器R1及R5的電阻值比之值b1(=R1/R5)和電阻器R4及R3的電阻值比之值b2(=R4/R3)而分別表示為VR1=I2．R1=a．(R1/R5)．T=a．b1．T
VR4=I4．R4=(R4/R3)．Vbe1=b2．Vbe1。在此，令電阻器R1及R5為具有大致相等的溫度係數c1者，則在溫度T時的各電阻值係可分別由下列式子求得R1=Rref1．(1+c1．T)
R5=Rref5．(1+c1．T)，因此，上述電阻值比之值b1為不依存於溫度T的常數。是以，上述兩端電壓VR1係成為大致比例於溫度T地變化的電壓。同樣地，令電阻器R4及R3為具有大致相等的溫度係數者，則上述電阻值比之值b2亦為不依存於溫度T的常數。是以，上述兩端電壓VR4，亦即電晶體Q1的基極-集極間電壓係成為不受溫度左右地比基極-射極間電壓Vbe1倍增一定之比的電壓。此外，令電晶體Q1的pn接面在0K時的能隙電壓為Vbg1，且令溫度係數為-d1，則上述基極-射極間Vbe1係可由下式求得Vbe1=Vbg1-d1．T。是以，上述兩端電壓VR2係能夠利用成為下式之不依存於溫度T的常數A1及B1 A1=b2．Vbg1
B1=a．b1-b2．d1而表示為VR2=b2．Vbg1+(a．b1-b2．d1)．T=A1+B1．T，如上式所示，上述兩端電壓VR2能夠以溫度T的一次函 數表示。
另一方面，由於在電阻器R2流通有電晶體Q6的集極電流I3，因此該集極電流I3係成為I3=VR2/R2。此外，令電阻器R2的溫度係數為c2，則在溫度T時的電阻值可由下式求得R2=Rref2．(1+c2．T)。在此，以溫度T對上述集極電流I3進行微分，則成為 。是以，在B1-c2．A1=a．b1-(d1+c2．Vbg1)．b2=0的條件下，上述集極電流13係不受溫度左右地成為一定。並且，如前述，電晶體Q7及Q6的射極面積比之值為M，因此，溫度補償電路1a的輸出電流Iout在上述條件下係成為Iout=I1=M．I3=M．(A1+B1．T)/R2=M．b2．Vbg1/Rref2，係不受溫度左右地成為一定。就其一例而言，當令N=10，Vbg1=1.2V，d1=2mV/K，c2=2000ppm/℃時，a會成為a≒0.2mV/K，因此，藉由設定電阻器R1、R3、R4及R5的各電阻值以成為 b1/b2=(d1+c2．Vbg1)/a=22，輸出電流Iout便不受溫度左右地成為一定。此外，就其一例而言，當進一步令M=1，b2=10、Rref2=100 Ω時，藉由設定電阻器R1及R5的各電阻值成為b1=22×b2=220，輸出電流Iout便成為Iout=M．b2．Vbg1/Rref2=120mA，係不受溫度左右地成為一定。
如上述，本實施形態的溫度補償電路1a係能夠不受溫度左右地輸出一定的定電流Iout。另外，在本實施形態中，溫度補償電路1a的輸出電流Iout係成為源電流。
<第2實施形態>
以下，參照第2圖針對本發明第2實施形態的定電流電路的構成進行說明。
第2圖所示的定電流電路係由電流供給電路2b及溫度補償電路1b所構成，相對於第1實施形態的定電流電路，為反轉極性之構成。
更具體言之，電流供給電路2b係例如構成為含有屬於PNP雙極電晶體的電晶體Q3、Q4、屬於NPN雙極電晶體的電晶體Q8、Q9、Q10、及電阻器R5、和由屬於PNP雙極電晶體的電晶體Q20及電阻器R20所構成的啟動電路20b。此外，在本實施形態中，溫度補償電路1b係例如由屬於PNP雙極電晶體的電晶體Q1、Q2、屬於NPN雙極電晶體的電晶體Q6、Q7、及電阻器R1、R2、R3、R4所構 成。並且，電晶體Q1、Q4及電阻器R2、R3、R5、R20係連接至電源電位VCC，電晶體Q6至Q10及Q20係連接至接地電位。
藉由如此的構成，本實施形態的溫度補償電路1b係與第1實施形態的溫度補償電路1a同樣地，能夠不受溫度左右地輸出一定的定電流Iout。另外，在本實施形態中，電流供給電路2b的輸出電流I2及溫度補償電路1b的輸出電流Iout係成為匯(sink)電流(汲入電流)。
<第3實施形態>
以下，參照第3圖針對本發明第3實施形態的定電流電路的構成進行說明。
在第3圖所示的定電流電路中，第1實施形態的電流供給電路2a係變為電流供給電路2c。
電流供給電路2c係例如構成為含有屬於NPN雙極電晶體的電晶體Q3、Q4、屬於PNP雙極電晶體的電晶體Q8、Q9、Q10、及電阻器R5、和由屬於NPN雙極電晶體的電晶體Q20及電阻器R20所構成的啟動電路20a。連接成二極體的電晶體Q8及第3電晶體Q3的集極係彼此連接，且各自的射極係分別連接至電源電位VCC及接地電位。此外，與電晶體Q8共同構成電流鏡電路的電晶體Q9、及第4電晶體Q4的集極係經由第5電阻器R5而連接，且各自的射極則分別連接至電源電位VCC及接地電位。另外，電晶體Q3的基極係連接至電阻器R5與電晶體Q4的集極的連接點，電晶體Q4的基極係連接至電晶體Q9的集極與電 阻器R5的連接點，且電晶體Q3與Q4的射極面積比之值形成為N。此外，與電晶體Q8共同構成電流鏡電路的電晶體Q10之射極係連接至電源電位VCC，集極電流係作為第2電流I2而自電流供給電路2c輸出。此外，啟動電路20a的電晶體Q20之集極係連接至電源電位VCC，射極係經由電阻器R20連接至接地電位，基極係連接至電晶體Q8的基極。
接著，針對本實形態的定電流電路的動作進行說明。
在電流供給電路2c中，令電晶體Q3及Q4的基極-射極間電壓分別為Vbe3及Vbe4，則電阻器R5的兩端電電壓係成為Vbe4-Vbe3，因此，構成電流鏡電路的電晶體Q8至Q10的集極電流I5係能夠表示為I5=(Vbe4-Vbe3)/R5。此外，如前述，由於電晶體Q3及Q4的射極面積比之值為N，因此與第1實施形態的情形同樣地進行計算，則電流供給電路2c的輸出電流I2及溫度補償電路1a的電阻器R1的兩端電壓VR1能夠分別表示為I2=I5=(a/R5)．T
VR1=I2．R1=a．b1．T。另外，在本實施形態中，電流供給電路2c的輸出電流I2係成為源電流。
如上述，本實施形態的電流供給電路2c係將電流I2供給至溫度補償電路1a，且與第1實施形態的情形同樣地產生大致比例於溫度T地變化的電阻器R1的兩端電壓 VR1。是以，溫度補償電路1a係能夠不受溫度左右地輸出一定的定電流Iout。另外，能夠與第2實施形態的情形同樣地對電流供給電路2c使用反轉極性的構成的電流供給電路，而取代溫度補償電路1a改用溫度補償電路1b。
<第4實施形態>
以下，參照第4圖針對本發明第4實施形態的定電流電路的構成進行說明。
在第4圖所示的定電流電路中，第1實施形態的電流供給電路2a係變為電流供給電路2d。
電流供給電路2d係例如構成為含有基準電壓產生電路21a、啟動電路20a、屬於PNP雙極電晶體的電晶體Q5、及電阻器R6。相對於第1實施形態的電流供給電路2a，基準電壓產生電路21a及啟動電路20a係追加有陰極連接至接地電位之二極體D1、和兩端連接至電晶體Q10的集極及二極體D1的陽極之電阻器R9，而成為與專利文獻1的第3圖相同的構成。另外，電晶體Q10的集極與電阻器R9的連接點的電壓係成為基準電壓產生電路21a的輸出電壓Vref1。此外，第5電晶體Q5之射極係經由第6電阻器R6連接至電源電位VCC，其基極係連接至基準電壓產生電路21a的輸出，其集極電流係作為第2電流I2而自電流供給電路2d輸出。
接著，針對本實施形態的定電流電路的動作進行說明。
如前述，在電流供給電路2d中，將電阻器R9的兩端 電壓VR9所具有的正溫度係數設定為與二極體D1的順向壓降VD所具有的負溫度係數的絕對值相等，藉此，基準電壓產生電路21a的輸出電壓Vref1係不受溫度左右地成為一定。此外，令以電源電位VCC為基準的基準電壓產生電路21a的輸出電壓為-Vref2(=Vref1-VCC)，令電晶體Q5的基極-射極間電壓為Vbe5，則電阻器R6的兩端電壓會成為Vref2-Vbe5，因此，電流供給電路2d的輸出電流I2能夠表示為I2=(Vref2-Vbe5)/R6。進一步令電晶體Q5的pn接面在0K時的能隙電壓為Vbg5，令溫度係數為-d5，則上述基極-射極間電壓Vbe5可以下式求出Vbe5=Vbg5-d5．T。是以，電流供給電路2d的輸出電流I2係能夠利用下式之不依存於溫度T的常數Vref0 Vref0=Vref2-Vbg5而表示為I2=[Vref2-(Vbg5-d5．T)]/R6=(Vref0+d5．T)/R6。另外，在本實施形態中，電流供給電路2d的輸出電流I2係成為源電流。
在溫度補償電路1a中，電阻器R1的兩端電壓Vr1係能夠使用電阻器R1及R6的電阻值比之值b3(=R1/R6)而表示為 VR1=I2．R1=(R1/R6)．(Vref0+d5．T)=b3．(Vref0+d5．T)。在此，令電阻器R1及R6為具有大致相等的溫度係數者，則上述電阻值比之值b3為不依存於溫度T的常數。是以，上述兩端電壓VR1係成為以溫度T的一次函數表示的電壓，亦即大致比例於溫度T地變化的電壓。此外，與第1實施形態的情形同樣地進行計算，則電阻器R2的兩端電壓VR2係能夠利用下式之不依存於溫度T的常數A2及B2 A2=b3．Vref0+b2．Vbg1
B2=b3．d5-b2．d1而表示為VR2=VR1+VR4=b3．(Vref0+d5．T)+b2．(Vbg1-d1．T)=A2+B2．T，如上式所示，上述兩端電壓VR2能夠以溫度T的一次函數表示。進一步地，與第1實施形態的情形同樣地，以溫度T對電晶體Q6的集極電流I3進行微分，則成為 。是以，在B2-c2．A2=(d5-c2．Vref0)．b3-(d1+c2．Vbg1)．b2=0 的條件下，上述集極電流13係不受溫度左右地成為一定。並且，如前述，電晶體Q7及Q6的射極面積比之值為M，因此，溫度補償電路1a的輸出電流Iout在上述條件下係成為Iout=I1=M．I3=M．(A2+B2．T)/R2=M．b2．(d5．Vbg1+d1．Vref0)/[Rref2．(d5-c2．Vref0)]，係不受溫度左右地成為一定。就其一例而言，當令VCC=3V，Vref1=1.8V，Vbg1=Vbg5=1.2V，d1=d5=2mV/K，及c2=2000ppm/℃時，會成為Vref0=0V，因此，藉由設定電阻器R1、R3、R4及R6的各電阻值以成為b3/b2=(d1+c2．Vbg1)/d5=2.2，輸出電流Iout便不受溫度左右地成為一定。此外，就其一例而言，當進一步令M=1，b2=10、及Rref2=100 Ω時，藉由設定電阻器R1及R6的各電阻值以成為b3=2.2×b2=22，輸出電流Iout便成為Iout=M．b2．Vbg1/Rref2=120mA，係不受溫度左右地成為一定。
如上述，本實施形態的溫度補償電路1a係能夠不受溫度左右地輸出一定的定電流Iout。
<第5實施形態>
以下，參照第5圖針對本發明第5實施形態的定電流 電路的構成進行說明。
在第5圖所示的定電流電路中，第2實施形態的電流供給電路2b係變為電流供給電路2e。
電流供給電路2e係例如構成為含有基準電壓產生電路21b、屬於NPN雙極電晶體的電晶體Q5、及電阻器R6。基準電壓產生電路21b係例如構成為含有屬於NPN雙極電晶體的電晶體Q3、Q4、Q11、電阻器R5、R7、R8、及電流源S1，而成為與專利文獻1的第4圖相同的構成。連接成二極體的電晶體Q4之集極係經由電阻器R8而從一端連接至電源電位VCC的電流源S1被供給電流，其射極係連接至接地電位。此外，電晶體Q3之集極係經由電阻器R7而從電流源S1被供給電流，其射極係經由電阻器R5連接至接地電位，其基極係連接至電晶體Q4的基極。此外，電晶體Q11之集極係從電流源S1被供給電流，其射極係連接至接地電位，其基極係連接至電阻器R7與電晶體Q3的集極之連接點。另外，電阻器R7、R8與電晶體Q11的集極的連接點的電壓係成為基準電壓產生電路21b的輸出電壓Vref2。此外，第5電晶體Q5之射極係經由第6電阻器R6連接至接地電位，其基極係連接至基準電壓產生電路21b的輸出，集極電流係作為第2電流I2而自電流供給電路2e輸出。
接著，針對本實施形態的定電流電路的動作進行說明。
在電流供給電路2e中，令基準電壓產生電路21b的 電阻器R7的兩端電壓為VR7，令電晶體Q11的基極-射極間電壓為Vbe11，則基準電壓產生電路21b的輸出電壓Vref2係成為Vref2=VR7+Vbe11，將上述兩端電壓VR7所具有的正溫度係數設定為與上述基極-射極間電壓Vbe11所具有的負溫度係數的絕對值相等，藉此，與第4實施形態的電流供給電路2d的輸出電壓Vref1同樣地，係不受溫度左右地成為一定。此外，令電晶體Q5的基極-射極間電壓為Vbe5，則電阻器R6的兩端電壓會成為Vref2-Vbe5，因此，電流供給電路2e的輸出電流I2能夠表示為I2=(Vref2-Vbe5)/R6。是以，與第4實施形態的情形同樣地進行計算，則電流供給電路2e的輸出電流I2及溫度補償電路1b的電阻器R1的兩端電壓VR1係能夠分別表示為I2=(Vref0+d5．T)/R6
VR1=I2．R1=b3．(Vref0+d5．T)。另外，在本實施形態中，電流供給電路2e的輸出電流I2係成為匯電流。
如上述，本實施形態的電流供給電路2e係將電流I2供給至溫度補償電路1b，且與第4實施形態的情形同樣地產生大致比例於溫度T地變化(以溫度T的一次函數表現)的電阻器R1的兩端電壓VR1。是以，溫度補償電路1b係能夠不受溫度左右地輸出一定的定電流Iout。
如前述，在溫度補償電路1a及1b中，將電阻器R1的兩端分別連接至電晶體Q1的集極及電晶體Q2的基極，將電阻器R2的兩端分別連接至電晶體Q1及Q2的射極，且令同一導電型的電晶體Q1及Q2的基極-射極間電壓設定為大致相等，令電晶體Q1的基極-射極間電壓及基極-集極間電壓為預定之比，而將使大致比例於溫度地變化的電阻器R1的兩端電壓VR1產生之電流I2供給至電晶體Q2的基極與電阻器R1的連接點，藉此，能夠相應於電晶體Q2的集極電流I3地輸出經溫度補償的電流I1(Iout)。
此外，藉由將具有大致相等的溫度係數的電阻器R3及R4的兩端分別連接至電晶體Q1的基極-射極間及基極-集極間，能夠使電晶體Q1的基極-射極間電壓及基極-集極間電壓之比不受溫度左右地成為一定。
此外，如第1圖至第3圖所示，將射極面積相異的電晶體Q3及Q4的基極-射極間電壓的電壓差施加至具有與電阻器R1的溫度係數大致相等的溫度係數的電阻器R5的兩端，而相應於流通在電阻器R5的電流I5，將電流I2供給至溫度補償電路1a或1b，藉此，能夠使大致比例於溫度地變化的電阻器R1的兩端電壓VR1產生。
此外，如第4圖及第5圖所示，使於基極施加有經溫度補償的基準電壓的電晶體Q5的射極電流流通在具有與電阻器R1的溫度係數大致相等的溫度係數的電阻器R6，將電晶體Q5的集極電流作為電流I2而供給至溫度補償電路1a或1b，藉此亦能夠使大致比例於溫度地變化的電阻 器R1的兩端電壓VR1產生。
另外，上述實施形態為用以使本發明易於理解者，並非用以限定解釋本發明。本發明當可在未脫離其主旨的範圍內進行變更、改良，且本發明亦包括其等效物。
雖然在上述第1至第3實施形態中係顯示第1圖至第3圖中的電流供給電路2a至2c來作為將電流I2供給至溫度補償電路1a或1b而使大致比例於溫度地變化的電阻器R1的兩端電壓VR1產生的電流供給電路的構成例，但並不限定於此。即使是其他構成的電流供給電路，只要為將射極面積相異的一對電晶體的基極-射極間電壓的電壓差施加至具有與電阻器R1大致相等的溫度係數的電阻器的兩端而相應於流通在該電阻器的電流地供給電流I2，則電阻器R1的兩端電壓VR1便可成為大致比例於溫度地變化的電壓。另外，供給電流I2的電流供給電路係能夠適當地變更為像是電流供給電路2a及2b之反轉極性的構成而在使用溫度補償電路1a時係供給源電流來作為電流I2、在使用溫度補償電路1b時係供給匯電流來作為電流I2。
雖然在上述第4及第5實施形態中係顯示第4圖及第5圖中的電流供給電路2d及2e來作為將電流I2供給至溫度補償電路1a或1b而使大致比例於溫度地變化的電阻器R1的兩端電壓VR1產生的電流供給電路的構成例，但並不限定於此。即使是其他構成的電流供給電路，只要為使於基極施加有經溫度補償的基準電壓的電晶體的射極電流流通在具有與電阻器R1的溫度係數大致相等的溫度係數 的電阻器而供給該電晶體的集極電流來作為電流I2，則電阻器R1的兩端電壓VR1便可成為大致比例於溫度地變化的電壓(以溫度的一次函數表現)。另外，供給電流I2的電流供給電路係能夠適當地變更為像是電流供給電路2d及2e之反轉電晶體Q5及電阻器R6的極性的構成而在使用溫度補償電路1a時係供給源電流來作為電流I2、在使用溫度補償電路1b時係供給匯電流來作為電流I2。此外，關於產生經溫度補償的基準電壓的基準電壓產生電路，並不限定為如作為一例而在第4圖及第5圖所示的含有能隙電路者。
雖然上述實施形態的各電晶體全部都是雙極電晶體，但並不限定於此。例如，就雙極電晶體而言係僅使用PNP型或NPN型的其中一者，其餘的電晶體則使用MOS(Metal-Oxide Semiconductor：金屬氧化物半導體)電晶體，藉此，在以積體電路的形式來構成本發明的定電流電路時，便能夠使用COM(Complementary MOS：互補式金屬氧化物半導體)製程。更具體言之，就其一例而言，在第1圖所示的定電流電路中，當將電晶體Q6至Q10採用P通道MOS電晶體時，在COM製程中，能夠在形成MOS電晶體的同時，形成例如以n型半導體型基板作為集極、以形成在n型半導體基板的p型井(well)層及接著形成在p型井層的p型擴散層作為基極、以形成在p型井層的n型擴散層作為射極的基板型(substrate type)NPN雙極電晶體。
1a、1b‧‧‧溫度補償電路
2a至2e‧‧‧電流供給電路
20a、20b‧‧‧啟動電路
21a、21b‧‧‧基準電壓產生電路
D1‧‧‧二極體
GND‧‧‧接地電位
I1至I5‧‧‧電流
Iout‧‧‧輸出電流
Q1至Q11、Q20‧‧‧電晶體
R1至R9、R20‧‧‧電阻器
S1‧‧‧電流源
Vbe1至Vbe5‧‧‧基極-射極間電壓
VCC‧‧‧電源電位
Vref1‧‧‧基準電壓產生電路的輸出電壓
第1圖係顯示本發明第1實施形態的定電流電路的構成之電路方塊圖。
第2圖係顯示本發明第2實施形態的定電流電路的構成之電路方塊圖。
第3圖係顯示本發明第3實施形態的定電流電路的構成之電路方塊圖。
第4圖係顯示本發明第4實施形態的定電流電路的構成之電路方塊圖。
第5圖係顯示本發明第5實施形態的定電流電路的構成之電路方塊圖。
第6圖係顯示一般的基準電壓產生電路的一構成例之電路方塊圖。
第7圖係顯示一般的電流供給電路的一構成例之電路方塊圖。
1a‧‧‧溫度補償電路
2a‧‧‧電流供給電路
20a‧‧‧啟動電路
GND‧‧‧接地電位
I1至I5‧‧‧電流
Iout‧‧‧輸出電流
Q1至Q4、Q6至Q10、Q20‧‧‧電晶體
R1至R5、R20‧‧‧電阻器
Vbe1至Vbe4‧‧‧基極-射極間電壓
VCC‧‧‧電源電位

Claims (3)

  1. 一種定電流電路，係具備：溫度補償電路，輸出經溫度補償的第1電流；及電流供給電路，供給第2電流至前述溫度補償電路；前述溫度補償電路係具有：電壓倍增電路，含有產生比基極-射極間電壓倍增預定之比的基極-集極間電壓的第1電晶體；與前述第1電晶體同一導電型的第2電晶體，其基極-射極間電壓係成為與前述第1電晶體的基極-射極間電壓大致相等；第1電阻器，其一端與前述第1電晶體的集極連接，其另一端連接至前述第2電晶體的基極；及第2電阻器，其一端與前述第1電晶體的射極連接，其另一端與前述第2電晶體的射極連接；前述第1電流係相應於前述第2電晶體的集極電流地被輸出；前述第2電流係被供給至前述第2電晶體的基極與前述第1電阻器的連接點，且使前述第1電阻器的兩端產生大致比例於溫度地變化的電壓；前述電流供給電路係具有：射極面積相異的第3及第4電晶體；及第5電阻器，具有與前述第1電阻器大致相等的溫度係數，且其兩端施加有前述第3及第4電晶體的 基極-射極間電壓的差電壓；前述第2電流係相應於流通在前述第5電阻器的電流地被供給。
  2. 一種定電流電路，係具備：溫度補償電路，輸出經溫度補償的第1電流；及電流供給電路，供給第2電流至前述溫度補償電路；前述溫度補償電路係具有：電壓倍增電路，含有產生比基極-射極間電壓倍增預定之比的基極-集極間電壓的第1電晶體；與前述第1電晶體同一導電型的第2電晶體，其基極-射極間電壓係成為與前述第1電晶體的基極-射極間電壓大致相等；第1電阻器，其一端與前述第1電晶體的集極連接，其另一端連接至前述第2電晶體的基極；及第2電阻器，其一端與前述第1電晶體的射極連接，其另一端與前述第2電晶體的射極連接；前述第1電流係相應於前述第2電晶體的集極電流地被輸出；前述第2電流係被供給至前述第2電晶體的基極與前述第1電阻器的連接點，且使前述第1電阻器的兩端產生大致比例於溫度地變化的電壓；前述電流供給電路係具有：基準電壓產生電路，產生經溫度補償的預定之基 準電壓；第5電晶體，於其基極施加有前述基準電壓；及第6電阻器，具有與前述第1電阻器大致相等的溫度係數，且流通有前述第5電晶體的射極電流；前述第2電流係為前述第5電晶體的集極電流。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項之定電流電路，其中，前述電壓倍增電路復具有：第3電阻器，其兩端連接在前述第1電晶體的基極-射極間；及第4電阻器，具有與前述第3電阻器大致相等的溫度係數，且其兩端連接在前述第1電晶體的基極-集極間。
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