JPH0348506A - 電流可変回路 - Google Patents

電流可変回路

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JPH0348506A
JPH0348506A JP2094504A JP9450490A JPH0348506A JP H0348506 A JPH0348506 A JP H0348506A JP 2094504 A JP2094504 A JP 2094504A JP 9450490 A JP9450490 A JP 9450490A JP H0348506 A JPH0348506 A JP H0348506A
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JP
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current mirror
mirror circuit
gate
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JP2094504A
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Naohito Oikawa
尚人 及川
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路において絶縁ゲート電界効果ト
ランジスタ(以下MOSFETと称す)からなるカレン
トミラー回路を有する電流可変回路に関し、特にカレン
トミラー回路の入力電流に対する所望の出力電流値を得
る電流可変回路に関する。
〔従来の技術〕
従来、半導体集積回路でMOSFETのカレントミラ一
対を有し、出力電流値を可変する電流可変回路において
は、カレントミラ一対の出力側にMOSFETを複数個
用意しておき、これを選択することにより入力定電流の
整数倍の電流値を得るようにしている。
第3図は従来の一例を示す電流可変回路図である。
第3図に示すように、従来の電流可変回路は定電流源に
接続された入力端子1にM O S F E T Q 
+ ,Q2からなるカレントミラー回路2の入力側を接
続し、且つ出力側を出力端子3に接続するとともに同一
ゲート幅および同一ゲート長を有する複数個のMOSF
ET (Q3,Q4,Qs,・・・QL)4を並列に接
続している。また、これらのMOSFET4のゲートに
はスイッチ(S3, St. Ss,SL)5が接続さ
れ、基準電位点6と共通のゲート電極ラインとの切換え
を制御信号に基づくデコーダ7の制御により行うように
している。
かかる構成の電流可変回路においては、各MOSFET
4のオン・オフを制御することにより、入力端子1から
の入力定電流に対し整数倍の出,力電流を出力端子3か
ら得ることができる。
また、出力電流に整数倍以外の多様性を持たせる場合は
、各MOSFET4のゲート幅およびゲート長を異なら
せることにより所定の出力電流を得ることができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の電流可変回路は、カレントミラー回路の
出力側に同一のゲート幅及びゲート長を有する複数個の
MOSFETを並列に接続するとともにスイッチを介し
て選択することにより、カレントミラー回路の入力端子
から供給される定電流を可変するように構成している。
しかしながら、かかる電流可変回路においては、入力定
電流源からの電流の整数倍の電流しか得られないという
欠点がある。
また、電流可変回路の所望する出力電流値に多様性をも
たせようとすると、様々なゲート幅あるいはゲート長を
有するMOSFETをカレントミラー回路の出力側に接
続し、これを選択して出力電流を可変することになるが
、この場合は多種類のゲート長あるいはゲート幅を有す
るMOSFETを備える必要があるので、素子占有面積
が大きくなったりあるいはレイアウトが繁雑になったi
)するという欠点がある。
本発明の目的は、かかるカレントミラー回路の出力電流
値に多様性を持たせるとともに、少ない素子占有面積で
実現でき、レイアウトも容易にする電流可変回路を提供
することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の電流可変回路は、第一の絶縁ゲート電界.効果
トランジスタで形成したカレントミラー回路と、前記カ
レントミラー回路の入力側と出力側にそれぞれソース電
極およびドレイン電極が並列に接続され且つ同一のゲー
ト幅およびゲート長を有する複数個の第二の絶縁ゲート
電界効果トランジスタとを含み、前記第二の絶縁ゲート
電界効果トランジスタのそれぞれのゲート電極は独自に
基準電位点あるいは共通のゲート電極ラインのいずれか
へ選択的にもしくは固定的に接続され、前記カレントミ
ラー回路の入力端子に接続した定電流源からの入力電流
に対する出力電流を任意に可変するように構成される。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
第1図は本発明の第一の実施例を示す電流可変回路図で
ある。
第1図に示すように、本実施例は定電流が入力端子1か
ら入力側に供給され且つ出力側が出力端子3に接続され
、しかもMOSFETQ,,Q2で形威したカレントミ
ラー回路2と、このカレントミラー回路20入力側およ
び出力側にそれぞれソース電極およびドレイン電極が並
列に接続され且つ同一のゲート幅およびゲート長を有す
る複数個のMO S F E T (Q3 , Qs 
, Q7,・・・;Q4,Q,,Q1・・)4と、これ
らMOSFET4の各ゲート電極に接続されるスイッチ
(Ss, s5,S71・・・: S+,Ss,S1・
・冫5と、制御信号に基づいてスイッチ5のオン・オフ
を制御するデコーダ7とを有している。また、デコーダ
7から制御されるこれらスイッチ5は独自に基準電位点
6あるいは共通のゲート電極ラインのいずれかへ選択的
に接続する。すなわち、本実施例におけるスイッチ5は
各ゲート電極をM O S F E T Q + , 
Q 2のゲート電極へ接続するか、あるいは別の定電位
点6へ接続するかを選択する手段として用いられる。
ここで、一般的MOSFETを飽和領域で用いたときの
ドレイン電流について考えると、ドレイン電流IDDは
チャネル長変調効果を無視すると、?し、μ. : Cox: W  : L  : VOS: ■,■: で与えられる。
キャリアの移動度、 ゲート電極下の酸化膜厚、 チャネル幅、 チャネル長、 ゲート・ソース間電圧 しきい値電圧 しかるに、本実施例においては、MOSFETQ1とこ
れとゲート電極を共通にするMOSFETQ2,Qz.
Q+,Qsとによりカレントミラーが構成されており、
それぞれのMOSFETへ前述した(1)式で与えられ
るドレイン電流が流れる。
方、MOSFETQl.Q2.Q3..Qt,Q8のゲ
ート・ソース間電圧■。,は等しく且つ全てのMOSF
ETのチャネル幅Wとチャネル長Lは等しく全てのMO
SFETは整合がとれていると仮定すると、M O S
 F E T Q + , Q 2 . Q z , 
Q 4 , Q aのドレイン電流は全て等しくなる。
このため、出力電流値は入力端子1に接続された入力定
電流源の電流値に、ダイオード・バイアス部を構成する
MOSFETの数と電流吸い込み部を構成するMOSF
ETの数との比を乗じたものとなる。例えば、本実施例
においては、3/ (2 I..f) (ここで、■、
.,は入力端子lに接続されて流入する定電流源の電流
値を表わす)となる。このように、カレントミラーを構
成するMOSFETの数を任意に選択することにより、
入力定電流に対して出力電流値を多様に可変することが
可能になる。
尚、上述した実施例ではカレントミラー回路2の入力側
であるMOSFETQ,と並列に接続される数をM O
 S F E T Q 3のみとし、また出力側である
MOSFETQ2と並列に接続される数をM O S 
F E T Q + , Q sとしたが、適尚に且つ
自由に組み合わせることができるのは言及するまでもな
い。
第2図は本発明の第二の実施例を示す電流可変回路図で
ある。
第2図に示すように、本実施例は前述した第一の実施例
と比較して入力端子1からの定電流をMO S F E
 T Q l, Q 2からなるカレントミラー回路の
入力側に供給し、出力端子3から任意の出力電流を取り
出すこと、およびカレントミラー回路2の入力側と出力
側とにそれぞれ同一ゲート幅と同一ゲート長を有する複
数個のMOSFETQ3,Q .,・・・,Q.)4を
並列に接続すること、並びにMOSFET4のゲートが
基準電位点6あるいは共通のゲート電極ラインのいずれ
かに接続するようにしたことについては同様である。こ
れらの相違する点は、本実施例がスイッチ5およびデ2
フーダ7を設けず、各MOSFET4のゲートをアルミ
配線8を用い基準電位点6あるいは共通のゲート電極ラ
インのいずれかに固定的な組合わせにより接続すること
にある。
従って、本実施例は被数個のMOSFET4を選択して
回路を構成するので、その組み合わせによって入力定電
流に対しても多様な出力電流値を容易に得られ、しかも
選択手段が固定的なアルミ配線8で行なわれているため
、スイッチ5と制御信号やデコーダ7が不用となり、回
路構成が簡単になるという利点がある。
第4図は本発明の第三の実施例の電流可変回路図である
。図においてはI Inは入力電流、I,,,は出力電
流、Q1。1〜Qt及びQ2。1〜QLはN型MOSト
ランジスタ、Q3。1〜QM及びQ4。1〜QNはP型
MOSトランジスタ、S,。1〜SK−1・S2。1〜
S t.−+ ’ S 301″SM−1 ′S 4G
+−SN−1はスイッチ・C +o+−. C x−+
 ′C 201″C L−1 ’ C 3on″CM−
1 ゜C4。1〜SN−tはスイッチを駆動する制御信
号である。本実施例においては、第1のカレントミラー
回路をN型MOSトランジスタで構威し、第1のカレン
トミラー回路に続く第2のカレントミラー回路をP型M
OSトランジスタで構成している。
また各MOSトランジスタのゲート電極を共通ゲート電
極ラインに接続するか、あるいはソース側電源に接続す
るかの選択手段はスイッチとそれを駆動する制御信号で
ある。
次に本実施例の動作について説明する。一般にMOSト
ランジスタを飽和領域で用いた場合ドレイン電流I0は
チャネル長変調効果を無視すると、で与えられる。■式
においてμはキャリアの移動度、COXはゲート電極下
の酸化膜厚、Wはチャネル幅、Lはチャネル長、VOS
はゲート・ソース間電圧そしてVTRはしきい値電圧で
ある。第1図において制御信号で駆動されたスイッチに
よって、N型トランジスタQ1。1〜Q1。,及びQ2
。1〜Q2。2が第1のカレントミラー回路を、P型ト
ランジスタQ,。1〜Q,。,及びQ4。1〜Q4。,
が第2のカレントミラー回路を構成しており、残りのト
ランジスタは■。,=0であるために動作していない状
態にある。今、第1のカレントミラー回路を構成するN
 m M O S トランジスタのゲート・ソース間電
圧VO8Nは等しいため、全てのN型MOSトランジス
タのチャネル長LNとチャネル幅WNがそれぞれ等しい
とするとトランジスタQ1。,〜Q1。3及びQ2。1
〜Q2。2のドレイン電流は等しくなる。このため、第
1のカレントミラー回路の出力電流値をI1。u%とす
ると、工,。u1は入力電流I1。に入力側のトランジ
スタ数と出力側のトランジスタ数の比を乗じたものにな
り工,。at”   Iiイとなる。さらに、第3 2のカレントミラー回路を構成するP型MOSトランジ
スタのゲート・ソース間電圧■。,Pも等しいため、全
てのP型MOSトランジスタのチャネル長Lpとチャネ
ル幅W,がそれぞれ等しいとすると、同様に考えて、第
2のカレントミラー回路のなる。このように第1及び第
2のカレントミラー回路を構成するMOSトランジスタ
数を任意に選択することにより、入力電流I Inに対
する出力電流工。.を多様に可変することが可能となる
第5図は本発明の第四の実施例の電流可変回路である。
機能は第1図に示したものと同一であるが、MOSトラ
ンジスタのゲート電極を選択する選択手段がアルミ配線
で行われているため、制御信号やスイッチが不用となり
、回路構成が簡単になるという利点をもつ。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の電流可変回路は、カレン
トミラ一対の入力側及び出力側に用いられるMOSトラ
ンジスタをそれぞれ複数個配置し、これを選択して第1
のカレントミラー回路を構成し、さらに第1のカレント
ミラー回路を構威したMOSトランジスタと反対の極性
のMOSトランジスタをカレントミラ一対の入力側及び
出力側に複数個酪置し、これを選択して第2のカレント
ミラー回路を構成し、入力電流を第1のカレントミラー
によって可変し、さらにその出力電流第2のカレントミ
ラー回路によって可変するため、多様な出力電流値をよ
り少ない素子占有面積で得ることができるという効果を
有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第一の実施例をし得す電流可変回路図
、第2図は本発明の第二の実施例を示す電流可変回路図
、第3図は従来の一例な示す電流可変回路図、第4図は
本発明の第2の実施例の電流可変回路図、第5図は本発
明の第四の実施例の電流可変回路図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第一の絶縁ゲート電界効果トランジスタで形成し
    たカレントミラー回路と、前記カレントミラー回路の入
    力側と出力側にそれぞれソース電極およびドレイン電極
    が並列に接続され且つ同一のゲート幅およびゲート長を
    有する複数個の第二の絶縁ゲート電界効果トランジスタ
    とを含み、前記第二の絶縁ゲート電界効果トランジスタ
    のそれぞれのゲート電極は独自に基準電位点あるいは共
    通のゲート電極ラインのいずれかへ選択的にもしくは固
    定的に接続され、前記カレントミラー回路の入力端子に
    接続した定電流源からの入力電流に対する出力電流を任
    意に可変するようにしたことを特徴とする電流可変回路
  2. (2)MOSトランジスタで構成された電流可変回路に
    おいて、複数個の第1のMOSトランジスタを並列に配
    置し、ソース電極及びドレイン電極を各々共通接続した
    第1のMOSトランジスタ群により構成されており、前
    記第1のMOSトランジスタ群の複数個のドレイン電極
    を入力、残りのドレイン電極を出力とし、かつ全てのソ
    ース電極は第1の電源に接続された第1のカレントミラ
    ー回路と、複数個の第2の極性のMOSトランジスタを
    並列に配置し、ソース電極及びドレイン電極を各々共通
    接続した第2のMOSトランジスタ群により構成されて
    おり、前記第2のMOSトランジスタ群の複数のドレイ
    ン電極を入力、残りのドレイン電極を出力とし、かつ全
    てのソース電極は第2の電源に接続された第2のカレン
    トミラー回路を有し、前記第1のカレントミラー回路の
    入力側の共通ゲート電極より引き出した第1の共通ゲー
    ト電極ライン及び前記第2のカレントミラー回路の入力
    側の共通ドレイン電極より引き出した第2の共通ゲート
    電極ラインを有し、かつ前記第1のカレントミラー回路
    の出力と前記第2のカレントミラー回路の入力とは接続
    されており、かつ前記第1ののカレントミラーを構成す
    る第1の極性のMOSトランジスタのゲート電極を各々
    独自に前記第1の電源あるいは前記第1の共通ゲート電
    極ラインに接続し、かつ前記第2の極性のMOSトラン
    ジスタのゲート電極を各々独自に前記第2の電源あるい
    は前記第2の共通ゲート電極ラインに接続する選択手段
    を備えたことを特徴とする電流可変回路。
JP2094504A 1989-04-19 1990-04-10 電流可変回路 Pending JPH0348506A (ja)

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