EP0080567A2 - Integrierte Stromquellen -Halbleiterschaltungsanordnung - Google Patents

Integrierte Stromquellen -Halbleiterschaltungsanordnung Download PDF

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EP0080567A2
EP0080567A2 EP82108273A EP82108273A EP0080567A2 EP 0080567 A2 EP0080567 A2 EP 0080567A2 EP 82108273 A EP82108273 A EP 82108273A EP 82108273 A EP82108273 A EP 82108273A EP 0080567 A2 EP0080567 A2 EP 0080567A2
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current
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circuit
transistors
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Hans Ing. Grad. Kriedt
Andreas Dipl.-Ing. Dietze
Josef Dipl.-Ing. Fenk
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02—Regulating voltage or current
    • G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is DC
    • G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/22—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only
    • G05F3/222—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only with compensation for device parameters, e.g. Early effect, gain, manufacturing process, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage

Definitions

  • the invention relates to an integrated semiconductor circuit having a current source which is designed as a current mirror and has a plurality of current sources which are used to act on a load element and which each have a transistor.
  • Power sources of this type are e.g. in "Philips Technische Rundschau" 32 (1971/72) No. 1, pp. 4-8.
  • the task of such current sources is to deliver a current which is as independent as possible of the voltage applied to the current source. You also want to control the amount of electricity delivered, which e.g. can be done by supplying a reference current.
  • a current mirror composed of npn transistors is combined with a current mirror composed of pnp transistors.
  • FIG. 2 A circuit example for such a current mirror is shown in FIG. 2, while the simple current mirror is shown in FIG.
  • connection -U B there are two supply connections + U B and -U B , one of which, in the example the connection -U B is grounded, that is to say as reference points tial connection is used.
  • Two npn transistors T1 and T2 are connected to their base connections, the collector of transistor T1 also being located at the base of these two transistors T1 and T2. Because of this connection, the transistor T1 acts as a diode and can therefore also be replaced by one if necessary.
  • the emitters of the two npn transistors T1 and T2 are either directly or via a resistor R1 and R2 at the reference potential -U B.
  • the loads L 3 , ... L n and L ' 3 ... L' n indicated in FIG. 2 are supplied by the current source transistors T3, ... T n , whose base potential is identical to the base potential of the npn transistors T1 and T2 or the pnp transistors T1 and T ' 2 .
  • circuit according to FIG. 2 for the power supply of an integrated circuit, which is combined monolithically with the current source, is that the circuit is still functional even at operating voltages UB ⁇ 1.5 V, which is not the case with normal current mirror current sources derived from constant voltage sources is guaranteed.
  • this circuit has a positive temperature coefficient that is favorable for many applications.
  • the object of the invention is now to compensate for the influence of such deviations on the currents emitted by the current source and to improve the independence of the supplied currents from the load on the current source.
  • the input-defined integrated semiconductor circuit is designed in such a way that, according to the invention, a current source as the actual. Value transmitter for a - a control circuit provided in the current source and containing this acting controlling actuator - serves and that as a setpoint generator for this control loop, a further constant current source is provided which is independent of the current source mentioned.
  • a circuit according to the invention is thus designed in such a way that an unloaded current source circuit serves as a setpoint generator for a control circuit which controls a second - loaded - current source.
  • FIG. 3 The embodiment of the invention corresponding to FIG. 1 is shown in FIG. 3 and the embodiment corresponding to FIG. 2 is shown in FIG. 4.
  • a node K lying between the reference current source J oR and a diode lying in the flow direction and provided by the npn transistor T 1R is used to act on the direct input + of the control amplifier OP, which also serves as a comparator is provided.
  • the inverting input of the control amplifier is located at the node K1 between the transistor T1 and the current source J o acting on it . This application is set by the actuator SG.
  • a reference circuit part composed of two mutually complementary current mirrors in the form of a so-called "PTC" system is now also provided as the setpoint generator.
  • This consists of the two npn transistors T 1R , T 2R combined to form an npn current mirror and the two p n p transistors t 1R and t 2R combined to form a pnp current mirror, which can be seen in the manner already shown in FIG -to each other and to the two.
  • Supply connections + U B and -U B are laid.
  • a switching point U R between the npn transistor T 1R connected as a diode and the pnp transistor t 2R not connected as a diode serves to apply the reference input of the control amplifier OP.
  • a resistor R r can be provided between said circuit point U R and the npn transistor T 2R connected as a diode, which will be discussed in more detail below.
  • the other signal input - of the control amplifier OP lies at a circuit point P between the npn transistor T1 connected as a diode and the pnp transistor T2 not connected as a diode, whose emitter-collector path is connected in series with that of the npn transistor T1.
  • a resistor R S corresponding to the resistor R r can be provided between the connection point P of the branch leading to the control amplifier OP and the npn transistor connected as a diode.
  • the starting circuit AS is a circuit part which is designed in a customary manner and which ensures that the required currents can build up in the setpoint generator after the supply voltage U B has been applied.
  • the starting circuit AS can consist of a resistor which forms a direct connection between the base of the npn transistor T 1R and the supply potential + U B.
  • the setpoint current is determined by the ratio of the emitter areas of the two transistors T 1R and T 2R , which is indicated by the labeling.
  • the control amplifier consists of the operational amplifier OP (which, among other things, has the function of the comparator for determining the control deviation) and the actuator acted upon by it. It is designed in a known manner so that a difference between the actual value currents and the setpoint currents (if necessary after converting the difference between the current values into a voltage difference) is output at the input of the control amplifier keys and is implemented so that at the summation point of the actual value current source with the control amplifier output, the actual value current coincides with the setpoint current.
  • the design of the control amplifier is a conventional measure, so that further explanations in this regard are unnecessary.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine integrierte Halbleiterschaltung mit einer als Stromspiegel ausgebildeten und mehrere, zur Beaufschlagung je eines Lastelements, z.B. je eines Differenzverstärkers mit emittergekoppelten Transistoren, dienende und durch je einen Transistor gegebene Ausgangsteile aufweisende Stromquelle. Bekanntlich sind bei solchen Stromquellenschaltungen mehrere Ausgangstransistoren durch einen gemeinsamen Referenzstrom, d.h. Ober einen gemeinsamen und als Diode geschalteten Transistor gesteuert. Dies führt erfahrungsgemäß bei hoher Belastung der Stromquelle zu Schwankungen der von der Stromquelle an die integrierte weitergegebenen Versorgungsströme. Diese Schwankungen sollen durch die Erfindung vermieden werden. Hierzu wird die belastete Stromquelle unter Vermittlung eines Regelkreises gesteuert, dessen Sollwertgeber eine unbelastete und als Stromspiegel ausgebildete Konstantstromquelle ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine integrierte Halbleiterschaltung mit einer als Stromspiegel ausgebildeten und mehrere zur Beaufschlagung je eines Lastelements dienende und durch je einen Transistor gegebene Ausgangsteile aufweisenden Stromquelle.
  • Stromquellen dieser Art sind z.B. in "Philips Technische Rundschau" 32 (1971/72) Nr. 1, S. 4-8, beschrieben. Die Aufgabe solcher Stromquellen besteht darin, einen Strom zu liefern, der von der an der Stromquelle anliegenden Spannung möglichst unabhängig ist. Außerdem möchte man die Höhe des abgegebenen Stromes steuern, was z.B. durch die Zuführung eines Referenzstromes geschehen kann. Neben den einfachen Stromquellenschaltungen gibt es auch solche Stromquellen, bei denen ein aus npn-Transistoren zusammengesetzter Stromspiegel mit einem aus pnp-Transistoren zusammengesetzten Stromspiegel kombiniert ist. Ein Schaltbeispiel für einen solchen Stromspiegel ist in Figur 2 dargestellt, während in Figur 1 der einfache Stromspiegel gezeigt ist. Ersichtlich kann man mehrere Transistoren desselben Leitungstyps als je einen Ausgang der Stromquelle vorsehen, die dann gemeinsam an einen als Diode geschalteten Transistor vom gleichen Typ über ihre Steuerelektroden angeschlossen sind und ihrerseits zur Stromversorgung je eines Lastelements L vorgesehen sind. Zu bemerken ist schließlich, daß solche Stromspiegelkonstantstromquellen sowohl in Bipolartechnik als auch in MOS-Technik ausgeführt werden können.
  • Bei der in Figur 1 dargestellten Schaltung für eine solche Konstantstromquelle hat man zwei Versorgungsanschlüsse +UB und -UB, von denen der eine , im Beispielsfall der Anschluß -UB geerdet, d.h. also als Bezugspotentialanschluß verwendet ist. Zwei npn-Transistoren T1 und T2 sind mit ihren Basisanschlüssen verbunden, wobei der Kollektor des Transistors T1 ebenfalls an der Basis dieser beiden Transistoren T1 und T2 liegt. Aufgrund dieser Anschaltung wirkt der Transistor T1 als Diode und kann deshalb gegebenenfalls auch durch eine solche ersetzt sein. Die Emitter der beiden npn-Transistoren T1 und T2 liegen entweder unmittelbar oder über einen Widerstand R1 und R2 an dem Bezugspotential -UB.
  • Unter Bezug auf Figur 1 ist nun folgendes festzustellen: Wird in dem Knotenpunkt K1 ein Strom I1 eingespeist, so fließt je nach Größe der Emitterfläche des Transistors T2 und des Widerstandes R2 ein proportionaler Strom I2 in den Kollektor des Transistors T2. Wird nun die Konstantstromquelle entsprechend Figur 2 ausgebildet, so wird die in Figur 1 dargestellte Kombination der Transistoren T1 und T2 durch eine komplementäre Anordnung des anderen Leitungstyps so ergänzt, daß der Kollektor des Transistors T'1 als Stromquelle des Stromes I1 für den Transistor T1 an den Knotenpunkt K1 geschaltet ist. Die Basisanschlüsse der pnp-Transistoren T'1 und T2 sind mit dem Kollektor des Transistors T2 zusammengeschaltet und liegen am Kollektor des npn-Transistors T2. Die Emitter der pnp-Transistoren T'1 und T2 liegen direkt oder über Widerstände vom Versorgungspotential +UB. Wird der den Emitter des npn-Transistors T1 mit dem Bezugspotential -UB verbindende Widerstand R1 durch einen Kurzschluß ersetzt und erhält der npn-Transistor T2 eine n-fache Emitterfläche, so ergibt sich die - ebenfalls bekannte - PTC-Stromquelle (PTC = positive temperature currentsource).
  • Die in Figur 2 angedeuteten Lasten L3,...Ln bzw. L'3... L'n werden durch die Stromquellentransistoren T3,...Tn versorgt, deren Basispotential identisch mit dem Basispotential der npn-Transistoren T1 und T2 bzw. der pnp-Transistoren T1 und T'2 ist.
  • Der Vorteil einer Schaltung gemäß Figur 2 zur Stromversorgung einer integrierten Schaltung, die mit der Stromquelle monolithisch zusammengefaßt ist, besteht darin, daß die Schaltung auch bei Betriebsspannungen UB ≤1,5 V noch funktionsfähig ist, was bei normalen aus Konstantspannungsquellen abgeleiteten Stromspiegel-Stromquellen nicht gewährleistet ist. Außerdem weist diese Schaltung einen für viele Anwendungen günstigen positiven Temperaturkoeffizienten auf.
  • Die bekannten Stromquellen auf Stromspiegelbasis, wie sie in Figur 1 und Figur 2 dargestellt sind, und bei denen gleichzeitig durch einen Referenzstrom I1 mehrere Ausgangstransistoren T3,...Tn bzw. T3...Tn gesteuert werden,zeichnen sich erfahrungsgemäß dadurch aus, daß bei stärkeren Beanspruchungen durch die Basisströme der Transistoren T3...Tn bzw. T'3...T'n eine merkliche Beeinflussung der Größe der an den einzelnen Ausgängen der Stromquellen abgegebenen Ströme auftritt. Da ferner produktionsbedingt unterschiedliche Stromverstärkerungsfaktoren der einzelnen Ausgangstransistoren des Stromspiegels unvermeidbar sind und sich diese Unterschiede in Unterschieden der Basisströme dieser Transistoren bemerkbar machen, ist eine daraus resultierende Beeinflussung der an den Ausgängen der Konstantstromquelle abgegebenen Ströme ebenfalls bei den bekannten Schaltungen unvermeidlich.
  • Aufgabe der Erfindung ist es nun, die Einwirkung derartiger Abweichungen auf die von der Stromquelle abgegebenen Ströme auszugleichen und für eine Verbesserung der Unabhängigkeit der gelieferten Ströme von der Balastung der Stromquelle zu sorgen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird die eingangsdefinierte integrierte Halbleiterschaltung derart ausgestaltet, daß gemäß der Erfindung eine Stromquelle als Ist- . wertgeber für einen - ein in der Stromquelle vorgesehenes und auf diese steuernd einwirkendes Stellglied enthaltenden - Regelkreis dient und daß als Sollwertgeber für diesen Regelkreis eine von der genannten Stromquelle unabhängige weitere Konstantstromquelle vorgesehen ist.
  • Es wird also eine der eingangs gegebenen Definition entsprechende Schaltung gemäß der Erfindung so ausgestaltet, daß eine unbelastete Stromquellenschaltung als Sollwertgeber für einen Regelkreis dient, der eine zweite - belastete - Stromquelle steuert.
  • Die der Figur 1 entsprechende Ausgestaltung der Erfindung ist in Figur 3 und die der Figur 2 entsprechende Ausgestaltung in Figur 4 gezeigt.
  • Bei Betrachtung der in Figur 3 dargestellten Art der erfindungsgemäßen Schaltung stellt man folgendes fest: Bedingt durch den Strom aus den Stromquellen JoR und Jo stellen sich an den als Dioden geschalteten Transistoren T1R und T1 die Spannungen Uref und U1 ein. Wenn viele Verbraucher T2, T3,...Tn vorliegen, wird ein - nicht mehr vernachlässigbarer - Basisstrom
    Figure imgb0001
    entnommen. Dies führt zu einer Fehlerspannung U1 - ΔU. Der Regelverstärker OP erfaßt diese Größe und stellt über das Stellglied SG den Summenstrom Σi bereit. Dabei verbleibt eine Restabweichung entsprechend der Regelverstärkung.
  • Bei der weiter verbesserten und auf Figur 3 zurückgehenden Ausgestaltung einer Anlage gemäß der Erfindung, wie sie in Figur 4 dargestellt ist, stellt sich über die Stromquellen JoR bzw. Jo am Widerstand r bzw. R eine Spannung Uref bzw. U1 ein. Wird nun an den Transistoren T1,T2 ··Tn ein nicht mehr vernachlässigbarer Basisstrom Σi = i 1 + i2 + i3+....+ in entnommen, so erhält man so erhält man am Widerstand R eine Fehlerabweichung von U2 - ΔU. Der Regelverstärker OP erfaßt diese Größe und stellt über das Stellglied SG den Summenstrom Σi bereit. Auch hier verbleibt eine Restabweichung entsprechend der Regelverstärkung.
  • Schaltungsmäßig ist zu der Ausgestaltung gemäß Figur 3 festzustellen, daß bei dieser ein zwischen der Referenzstromquelle JoR und einer in Flußrichtung liegenden und durch den npn-Transistor T1R gegebenen Diode liegender Knotenpunkt K zur Beaufschlagung des direkten Eingangs + des zugleich als Komparator dienenden Regelverstärkers OP vorgesehen ist. Der invertierende Eingang des Regelverstärkers liegt am Knoten K1 zwischen dem Transistor T1 und der ihn beaufschlagenden Stromquelle Jo. Diese Beaufschlagung wird durch das Stellglied SG eingestellt.
  • Bei der in Figur 4 dargestellten Ausgestaltung ist die Referenzstromquelle ebenfalls zu einem Stromspiegel ergänzt. Zu diesem Zweck ist der Knoten K in der Schaltung gemäß Figur 4 nicht unmittelbar wie bei der Schaltung gemäß Figur 3 sondern über einen npn-Transistor T2R an den +-Eingang des Regelverstärkers OP gelegt. Zu diesem Zweck ist der Knoten K mit der Basis des Transistors T2R verbunden, dessen Kollektor einerseits über einen Widerstand r am Versorgungspotential +UB und andererseits an dem besagten Eingang des Regelverstärkers OP liegt. Der Emitter des Stromspiegelausgangstransistors T2R ist entweder unmittelbar oder über einen Widerstand r an das Bezugspotential -UB geschaltet. Zur Beaufschlagung des anderen Eingangs des Regelverstärkers ist bei der Schaltung gemäß Figur 4 in Abweichung von der Schaltung gemäß Figur 3 nicht der Knotenpunkt K1 zwischen dem Transistor T1 und der Stromquelle J sondern ein Knotenpunkt vorgesehen, der zwischen dem Kollektor des Transistors T2 und einem diesen mit dem Versorgungspotential +UB liegenden Lastwiderstand R liegt und mit K3 bezeichnet ist. Wie bei der Schaltung gemäß Figur 3 wirkt das vom Ausgang des Regelverstärkers OP gesteuerte Stellglied auf den Stromfluß am Eingang K1 des zu regelnden Stromspiegels ein.
  • Die Ausgestaltung gemäß Figur 5 geht auf die Struktur der in Figur 2 dargestellten komplementären Konstantstromquelle T1, T2, t1, t2 zurück. Gemäß der Erfindung ist nun als Sollwertgeber ebenfalls ein aus zwei zueinander komplementären Stromspiegeln zusammengesetzter Referenzschaltungsteil in Form einer sog. "PTC"-Anlage vorgesehen. Dieser besteht aus den beiden zu einem npn-Stromspiegel zusammengefaßten npn-Transistoren T1R, T2R sowie aus den beiden zu einem pnp-Stromspiegel zusammengefaßten pnp-Transistoren t1R und t2R, die in der - bereits aus Figur 2 ersichtlichen Weise-aneinander und an die beiden . Versorgungsanschlüsse +UB und -UB gelegt sind. Zur Beaufschlagung des Referenzeinganges des Regelverstärkers OP dient ein Schaltungspunkt UR zwischen dem als Diode geschalteten npn-Transistor T1R und dem nicht als Diode geschalteten pnp-Transistor t2R. Dabei kann zwischen dem genannten Schaltungspunkt UR und dem als Diode geschalteten npn-Transistor T2R noch ein Widerstand Rr vorgesehen sein, auf den noch näher eingegangen wird.
  • Der andere Signaleingang - des Regelverstärkers OP liegt an einem Schaltungspunkt P zwischen dem als Diode geschalteten npn-Transistor T1 und dem nicht als Diode geschalteten pnp-Transistor T2, dessen Emitter-Kollektorstrecke mit der des npn-Transistors T1 in Reihe geschaltet ist. Auch hier kann zwischen dem Anschlußpunkt P der zum Regelverstärker OP führenden Abzweigung und dem als Diode geschalteten npn-Transistor ein dem Widerstand Rr entsprechender Widerstand RS vorgesehen sein.
  • Bei der in Figur 5 dargestellten Schaltung dient die Kombination der beiden Stromspiegel T1, T2 und T
    Figure imgb0002
    , T
    Figure imgb0003
    als Istwertgeber als auch als Regler, wobei die Beaufschlagungsstelle des Reglers durch die Basisanschlüsse der den pnp-Stromspiegel bildenden Transistoren T
    Figure imgb0004
    und T
    Figure imgb0005
    gegeben ist.
  • Hinsichtlich der Wirkung der Schaltung läßt sich nun folgendes feststellen:
    • Die Schwellenspannung des als Diode geschalteten npn-Transistors T1R im Referenzstromspiegel wird mit der Schwelle des als Diode geschalteten npn-Transistors T.1 vermittels des Regelverstärkers OP verglichen. Stellt sich dabei heraus, daß die Schwelle des Transistors T1 infolge der Basisstrombelastung in der Stromquelle, d.h. also in den Transistoren T3,... Tn bzw. T
      Figure imgb0006
      ,..T'm kleiner als die des npn-Transistors T1R ist, so wird über den als Differenzstromverstärker ausgebildeten Regelverstärker OP ein zusätzlicher Strom in den pnp-Transistor T
      Figure imgb0007
      der Stromquelle eingespeist und über den pnp-Transistor T2 gespiegelt. Dieser Regelprozeß wird automatisch solange durchgeführt, bis die Schwellspannung des als Diode geschalteten npn-Transistors T1 wieder so groß wie die des als Diode geschalteten npn-Transistors T1R in der unbelasteten Referenzstromquelle geworden ist. Dadurch ist das angestrebte Ziel der Aufhebung einer Abweichung der über die Stromavisgänge T
      Figure imgb0008
      , T
      Figure imgb0009
      ,....T
      Figure imgb0010
      und T2, T3,...Tn der Stromquelle fließenden Ströme zu den Lastelementen L' bzw. L von dem über die Diode T1R fließenden Referenzstrom erreicht.
  • In Figur 5 sind in gestrichelter Form zwei weitere Ausgestaltungen der Schaltung angedeutet:
    • 1.) Durch die bereits erwähnte Einführung der beiden Widerstände R und Rs, die z.B. gleichgroß bemessen sind, erreicht man eine Versteilerung der Regelung und damit ein verbessertes Ausregelverhalten.
    • 2.) Eine Vereinfachung der Schaltung kann man erreichen, wenn man den npn-Stromspiegel als 1:1 Stromspiegel ausgestaltet, was den Verzicht auf den zwischen dem npn-Transistor T2 und dem Versorgungspotential +UB vorgesehenen Widerstand R im Hauptversorgungskreis bedeutet. Zusätzlich kann auch auf die Transistorflächen-Ubersetzung von T1 auf T2 verzichtet werden.
    • einen 3.) Eine an/der Kollektoren der beiden pnp-Transistoren T
      Figure imgb0011
      oderT
      Figure imgb0012
      im Referenzkreis gelegte Anlaufschaltung AS kann das Einschaltverhalten der Stromstabilisierung für die Ausgänge der zu regelnden Stromquelle sicherstellen.
  • Hinsichtlich der Figur 5 ist noch festzustellen, daß die Anlaufschaltung AS ein in üblicher Weise ausgestalteter Schaltungsteil ist, der gewährleistet, daß nach dem Anlegen der Versorgungsspannung UB sich die erforderlichen Ströme im Sollwertgeber aufbauen können. Zum Beispiel kann die Anlaufschaltung AS im einfachsten Fall aus einem Widerstand bestehen, der eine unmittelbare Verbindung zwischen der Basis des npn-Transistors T1R zum Versorgungspotential +UB bildet. Weiter ist zu bemerken, daß der Sollwertstrom durch das Verhältnis der Emitterflächen der beiden Transistoren T1R und T2R bestimmt ist, was durch die Beschriftung angedeutet ist.
  • Schließlich ist im Hinblick auf den bei einer Schaltung gemäß der Erfindung anzuwendenden Regelverstärker noch folgendes festzustellen: Der Regelverstärker besteht aus dem Operationsverstärker OP ( der u.a. die Funktion des Komparators zur Feststellung der Regelabweichung hat) und dem von ihm beaufschlagten Stellglied. Er ist in bekannter Weise so ausgestaltet, daß am Eingang des Regelverstärkers eine Differenz zwischen den Istwertströmen und den Sollwertströmen (ggf. nach Umsetzung der Differenz der Stromwerte in eine Spannungsdifferenz) abgetastet und so umgesetzt wird, daß am Summationspunkt der Istwert-Stromquelle mit dem Regelverstärkerausgang der Istwertstrom mit dem Sollwertstrom übereinstimmt. Im allgemeinen handelt es sich bei der Ausgestaltung des Regelverstärkers um übliche Maßnahmen, so daß sich weitere diesbezügliche Ausführungen erübrigen.
  • Zu bemerken ist schließlich noch,,daß bei den gezeigten Ausführungsbeispielen anstelle der npn-Transistoren pnp-Transistoren und anstelle der pnp-Transistoren npn-Transistoren bei entsprechender Abänderung der Polarität von Bezugspotential und des anderen Versorgungspotentials möglich ist. Anstelle der Bipolartransistoren können auch MOS-Feldeffekttransistoren vom selbstsperrenden Typ verwendet werden, indem z.B. in den Ausführungsbeispielen die npn-Transistoren durch n-Kanal-MOS-FET's und die pnp-Transistoren durch p-Kanal-MOS-FET's ersetzt werden.

Claims (10)

1.) Integrierte Halbleiterschaltung mit einer als Stromspiegel ausgebildeten und mehrere, zur Beaufschlagung je eines Lastelements dienende und durch je einen Transistor gegebene Ausgangsteile aufweisenden Stromquelle, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stromquelle (T1, T2, ...Tn) als Istwertgeber für einen - ein in der Stromquelle vorgesehenes und auf diese steuernd einwirkendes Stellglied (SG) enthaltenden - Regelkreis dient und daß als Sollwertgeber für diesen Regelkreis eine von der genannten Stromquelle unabhängige weitere Konstantstromquelle (JoR, T2R) vorgesehen ist.
2.) Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Konstantstromquelle (T2R, T1R) ebenfalls als Stromspiegel ausgebildet ist.
3.) Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in der zu regelnden Stromquelle (T1, T2.. Tn) als auch im Sollwertgeber jeweils die Kombination zweier Stromspiegel vorgesehen ist, wobei der aus Transistoren vom einen Leitungstyp bestehende eine Stromspiegel derart in Serie zu dem aus Transistoren vom anderen Leitungstyp bestehenden Stromspiegel geschaltet ist, daß jeweils ein als Diode geschalteter Transistor (T1 bzw. (T1) von dem jeweils einen Leitungstyp bezüglich seiner Emitter-Kollektorstrecke in Reihe mit der Emitter-Kollektorstrecke eines nicht als Diode geschalteten Transistors (T2 bzw. T2) vom jeweils entgegengesetzten Leitungstyp geschaltet ist.
4.) Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch zekennzeichnet, daß der Ausgang eines als Differenzverstärker ausgebildeten Regelverstärkers (OP) unmittelbar an die miteinander verbundenen Basisanschlüsse des einen der beiden zueinander komplementären Stromspiegel (T
Figure imgb0013
, T
Figure imgb0014
) des Istwertgebers als Stellglied (SG) gelegt ist. (Fig. 5).
5.) Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwertgeber aus der Serienschaltung einer Konstantstromquelle (JoR) mit einem als Diode geschalteten Transistor (T1R) besteht, die an den beiden Enden durch je eine der beiden Versorgungspotentiale (+UB, -UB) beaufschlagt ist und daß der eine Eingang (+) des Regelverstärkers (OP) mit dem Teilerpunkt (K) dieser Serienschaltung verbunden ist.
6.) Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die.als Sollwertgeber dienende und zugleich als Stromspiegel ausgebildete Stromquelle mit ihrem Ausgang einerseits an den einen Eingang des Regelverstärkers (OP) und andererseits - insbesondere unter Vermittlung eines Widerstands (r) an das eine Versorgungspotential (+UB) gelegt ist.
7.) Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Eingang des Regelverstärkers (OP) durch einen Schaltungspunkt (R) zwischen dem als Diode geschalteten Eingangstransistor; des mit seinen Stromeingangselektroden am Bezugspotential (-UB) liegenden und zu regelnden Stromspiegels (T1, T2) und einer die Verbindung zum anderen Versorgungspotential (+UB) bildenden Stromquelle (Jo) gesteuert ist (Fig. 3, Fig. 5).
8.) Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Eingang des Regelverstärkers (OP) durch einen Schaltungspunkt zwischen dem Ausgangstransistor (T2) des zu regelnden und mit seinen Stromeingangselektroden am Bezugspotential (+UB) liegenden Stromspiegels (T1, T2) und einem die Verbindung zum anderen Versorgungspotential (+UB) bildenden Lastelement (R) gesteuert ist.
9.) Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung des zu regelnden Stromspiegels durch den Regelverstärker (OP,SG) am Kollektor und an der Basis des als Diode geschalteten Eingangstransistors (T1) des Stromspiegels erfolgt.
10.) Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Transistoren als Bipolartransistoren, z.B. vom npn-Typ, ausgebildet sind.
EP82108273A 1981-09-16 1982-09-08 Integrierte Stromquellen -Halbleiterschaltungsanordnung Expired EP0080567B1 (de)

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DE19813136780 DE3136780A1 (de) 1981-09-16 1981-09-16 Integrierte halbleiterschaltung

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Publication Number Publication Date
EP0080567A2 true EP0080567A2 (de) 1983-06-08
EP0080567A3 EP0080567A3 (en) 1984-04-04
EP0080567B1 EP0080567B1 (de) 1987-12-02

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US (1) US4965510A (de)
EP (1) EP0080567B1 (de)
JP (1) JPS5866130A (de)
DE (2) DE3136780A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015212412A1 (de) 2015-07-02 2017-01-05 Ifm Electronic Gmbh Elektronisch einstellbarer induktiver Näherungsschalter

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6047505A (ja) * 1983-08-26 1985-03-14 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 定電流回路
ATE37619T1 (de) * 1984-07-16 1988-10-15 Siemens Ag Integrierte konstantstromquelle.
JPH01152807A (ja) * 1987-12-09 1989-06-15 Nec Corp 電流供給回路
JP2778781B2 (ja) * 1990-01-29 1998-07-23 三菱電機株式会社 閾値電圧生成回路
DE4012847A1 (de) * 1990-04-23 1991-10-31 Philips Patentverwaltung Integrierbare schaltungsanordnung
US5084668A (en) * 1990-06-08 1992-01-28 Motorola, Inc. System for sensing and/or controlling the level of current in a transistor
JPH0470204A (ja) * 1990-07-11 1992-03-05 Sony Corp バイアス電圧発生回路及び演算増幅器
US5224007A (en) * 1990-12-27 1993-06-29 Raytheon Company Current window detection circuit
US5134310A (en) * 1991-01-23 1992-07-28 Ramtron Corporation Current supply circuit for driving high capacitance load in an integrated circuit
US5124632A (en) * 1991-07-01 1992-06-23 Motorola, Inc. Low-voltage precision current generator
US5157322A (en) * 1991-08-13 1992-10-20 National Semiconductor Corporation PNP transistor base drive compensation circuit
US5336986A (en) * 1992-02-07 1994-08-09 Crosspoint Solutions, Inc. Voltage regulator for field programmable gate arrays
US5739681A (en) * 1992-02-07 1998-04-14 Crosspoint Solutions, Inc. Voltage regulator with high gain cascode current mirror
US5519310A (en) * 1993-09-23 1996-05-21 At&T Global Information Solutions Company Voltage-to-current converter without series sensing resistor
WO1995022093A1 (en) * 1994-02-14 1995-08-17 Philips Electronics N.V. A reference circuit having a controlled temperature dependence
US5661395A (en) * 1995-09-28 1997-08-26 International Business Machines Corporation Active, low Vsd, field effect transistor current source
US6624671B2 (en) * 2000-05-04 2003-09-23 Exar Corporation Wide-band replica output current sensing circuit
US7327186B1 (en) * 2005-05-24 2008-02-05 Spansion Llc Fast wide output range CMOS voltage reference
US7863985B1 (en) * 2009-07-29 2011-01-04 Texas Instruments Incorporation High frequency amplifier linearization technique
CN102055333B (zh) * 2009-11-10 2013-07-31 意法半导体研发(深圳)有限公司 电压调节器结构
US8587287B2 (en) * 2010-07-01 2013-11-19 Conexant Systems, Inc. High-bandwidth linear current mirror
JP5897938B2 (ja) * 2012-03-09 2016-04-06 新日本無線株式会社 Ｌｅｄ駆動装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2060504C3 (de) * 1970-12-09 1973-08-30 Itt Ind Gmbh Deutsche Monolithisch integrierbare Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines oder mehrerer als stromkonstanthaltende Elemente angeordneter Transistoren
US3906332A (en) * 1972-11-18 1975-09-16 Itt Integrated circuit current supply
NL7307378A (de) * 1973-05-28 1974-12-02
JPS5359851A (en) * 1976-11-10 1978-05-30 Toshiba Corp Constant current circuit
JPS5463662A (en) * 1977-10-28 1979-05-22 Nec Corp Current supply circuit
US4177416A (en) * 1978-03-09 1979-12-04 Motorola, Inc. Monolithic current supplies having high output impedances
JPS607846B2 (ja) * 1979-11-15 1985-02-27 ソニー株式会社 カレントミラ−回路
DE3146600A1 (de) * 1981-11-25 1983-07-07 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Ringstromquelle
JPS58101310A (ja) * 1981-12-11 1983-06-16 Toshiba Corp 電流制御回路
US4399399A (en) * 1981-12-21 1983-08-16 Motorola, Inc. Precision current source

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015212412A1 (de) 2015-07-02 2017-01-05 Ifm Electronic Gmbh Elektronisch einstellbarer induktiver Näherungsschalter
DE102015212412B4 (de) 2015-07-02 2019-05-29 Ifm Electronic Gmbh Elektronisch einstellbarer induktiver Näherungsschalter

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