JPH05134777A - 定電流回路 - Google Patents

定電流回路

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JPH05134777A
JPH05134777A JP32658091A JP32658091A JPH05134777A JP H05134777 A JPH05134777 A JP H05134777A JP 32658091 A JP32658091 A JP 32658091A JP 32658091 A JP32658091 A JP 32658091A JP H05134777 A JPH05134777 A JP H05134777A
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JP
Japan
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transistor
current
collector
potential
base
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Application number
JP32658091A
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English (en)
Inventor
Motoharu Nagase
元晴 永瀬
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NEC Engineering Ltd
Original Assignee
NEC Engineering Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 定電流を出力する出力トランジスタの飽和を
防止する。 【構成】 定電流出力トランジスタ2の出力電流を分流
するための分流用トランジスタ3を設ける。このトラン
ジスタ3の導通状態をトランジスタ2の出力端電位VC
2に応じて制御する。そのために、VC2の電位をトラ
ンジスタ4にて検出し、この検出状態に応じてトランジ
スタ3のベース電位を制御する。 【効果】 負荷状態により出力電位VC2が上昇する
と、トランジスタ4の電流IR1が増大し、トランジス
タ3のベース電位VB3が上昇する。よってトランジス
タ3の導通状態が深くなり、出力電流I2がトランジス
タ3にて分流され、VC2の上昇が抑えられるので、ト
ランジスタ2の飽和防止ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は定電流回路に関し、特に負荷回路
のバイアス電流を設定するためのトランジスタ定電流回
路に関するものである。
【0002】
【従来技術】図2はこの種の定電流回路の例を示す。定
電流値を決定するPNPトランジスタ1とこの定電流値
を出力するPNPトランジスタ2は、同一形状、同一サ
イズであり、同一電気的特性を有し、トランジスタ1,
2の電流増幅率βは十分大きく、ベース電流はコレクタ
電流に比し無視できるものとする。
【0003】また、トランジスタ2のコレクタ電位は両
トランジスタのベース電位よりも低くなるように電流源
回路と負荷回路とは設計されているものとする。
【0004】両トランジスタ1,2のエミッタは電源V
ccに接続され、トランジスタ1のベースとコレクタ及び
トランジスタ2のベースとは共通接続されて図示せぬ電
流源回路に接続されている。トランジスタ2のコレクタ
から図示せぬ負荷回路へ定電流バイアスが出力される。
【0005】かかる構成において、トランジスタ1,2
のベース電流IBは、 IB=IB1+IB2 ……(1) となり、トランジスタ1とトランジスタ2とは同じ電気
的特性を持っているので 、 IB1=IB2 ……(2) となる。
【0006】トランジスタ1のコレクタ電流IC1は、 IC1=IB1×β ……(3) となる。電流源電流I1は、 I1=IC1+IB ……(4) となる。トランジスタ2のコレクタ電流IC2は、 IC2=IB2×β ……(5) となり、これが負荷回路に流込む。
【0007】トランジスタ1,2は同じ電気的特性を持
つので、トランジスタ1のベース電流IB1とトランジ
スタ2のベース電流IB2とは等しい。よって、式
(2)(3)(5)よりトランジスタ1のコレクタ電流
IC1は、 IC1=IC2 ……(6) となる。
【0008】全ベース電流IBはトランジスタ1のコレ
クタ電流IC1に対して非常に小さく無視できるので、
電流源電流I1は、 I1=IC1 ……(7) となる。トランジスタ1のコレクタ電流IC1とトラン
ジスタ2のコレクタ電流IC2とは等しいので、式
(6)(7)より電流源電流I1は、 I1=IC2 ……(8) となる。
【0009】すなわち、この種の定電流回路は、電流源
電流I1と同じ電流値の電流を図示せぬ負荷回路に流す
ことができる回路となっている。
【0010】この様な従来の定電流回路では、トランジ
スタ2のコレクタ電流IC2と負荷回路とにより、その
コレクタ電位が定まるので、温度変化や素子のバラツキ
により負荷回路の負荷状態が変化し、トランジスタ2の
コレクタ電位が変動すると、トランジスタ1,2のベー
ス電位よりも高くなることがある。そうすると、トラン
ジスタ2が飽和する可能性があって好ましくない。
【0011】
【発明の目的】本発明の目的は、定電流を負荷へ供給す
るトランジスタの飽和動作を防止することが可能な定電
流回路を提供することである。
【0012】
【発明の構成】本発明によれば、定電流値を決定する第
1のトランジスタと、前記定電流を負荷へ供給する第2
のトランジスタとを有する定電流回路であって、この定
電流の出力端と基準電位点との間に設けられ前記定電流
出力を分流するための第3のトランジスタと、前記出力
端の電位に応じて前記第3のトランジスタの導通状態を
制御する制御手段とを含むことを特徴とする定電流回路
が得られる。
【0013】
【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。
【0014】図1は本発明の一実施例を示した回路図で
あるる。本実施例では、定電流回路のバイアス電流を流
すトランジスタが1個、バイアス電流を流すトランジス
タの飽和を防止するNPNトランジスタが2個、飽和を
防止するトランジスタに流す電流値を設定する抵抗が2
個の場合について説明する。
【0015】なお、トランジスタ2の飽和を防止するト
ランジスタ3と4とは、同じ形、同じ大きさのトランジ
スタを同一方向に配置するので同じ電気的特性を持つも
のとする。また、トランジスタ3と4との増幅率βは十
分大きく、ベース電流はコレクタ電流に対して非常に小
さく無視できるものとする。
【0016】まず構成について述べる。トランジスタ1
と2とのエミッタと飽和防止回路10のトランジスタ4
のコレクタとは、電源Vccに接続されている。トランジ
スタ1のベースとコレクタとトランジスタ2のベースと
は、図示していない電流源回路に接続されている。
【0017】トランジスタ2のコレクタと飽和防止回路
10のトランジスタ3のコレクタとトランジスタ4のベ
ースとは、図示していない負荷回路に接続されている。
トランジスタ3のベースは飽和防止回路10の抵抗R1
を用いてトランジスタ4のエミッタに接続され、飽和防
止回路10の抵抗R2を用いてグランドに接続されてい
る。
【0018】次に、動作について説明する。まず、飽和
防止回路10について説明する。なおトランジスタ3に
コレクタ電流IC3が流れているときのベース−エミッ
タ間電圧をVBE3とする。トランジスタ3のベース−
エミッタ間電圧がVBE3より小さくなると、トランジ
スタ3にコレクタ電流IC3が流れなくなる。しかし、
トランジスタ2のコレクタ電位VC2の変動に関係な
く、常にトランジスタ4にコレクタ電流が流れる。トラ
ンジスタ4にコレクタ電流が流れているときのベース−
エミッタ間電圧をVBE4とする。
【0019】トランジスタ3にコレクタ電流IC3が流
れているとき、トランジスタ3のベース電位VB3は、 VB3=VBE3 ……(9) となり、抵抗R2に流れる電流IR2は、 IR2=VB3/R2 =VBE3/R2 ……(10) となる。抵抗R1に流れる電流IR1は、 IR1=IR2+IB3 ……(11) となる。
【0020】トランジスタ3のベース電流IB3が抵抗
R2に流れる電流IR2に対して非常に小さく無視でき
るように抵抗R2を設定すると、抵抗R1に流れる電流
IR1は、 IR1=IR2 ……(12) となる。抵抗R1と抵抗R2に流れる電流が等しいの
で、トランジスタ4のエミッタ電位VE4は、 VE4=VB3×(R1+R2)/R2 =VBE3×(R1+R2)/R2 ……(13) となる。
【0021】トランジスタ4には常にコレクタ電流が流
れているので、トランジスタ4のベース電位、すなわち
トランジスタ2のコレクタ電位VC2は、 VC2=VB3×(R1+R2)/R2+VBE4 =VBE3×(R1+R2)/R2+VBE4 ……(14) となる。
【0022】トランジスタ3にコレクタ電流IC3が流
れているとき、トランジスタ2のコレクタ電位VC2は
抵抗R1とR2とによって設定することができ、トラン
ジスタ3のコレクタ電流IC3が変化しても、設定した
電位を一定に保つことができる。
【0023】トランジスタ2のコレクタ電位VC2が設
定した電位より低くなると、トランジスタ2のコレクタ
電位VC2は、 VC2=VB3×(R1+R2)/R2+VBE4 <VBE3×(R1+R2)/R2+VBE4 ……(15) となり、トランジスタ3のベース電位VB3は、 VB3<VBE3 ……(16) となる。
【0024】従って、トランジスタ3のベース−エミッ
タ間電圧はVBE3より小さくなるので、トランジスタ
3にコレクタ電流IC3が流れなくなる。
【0025】次に、回路全体の動作について説明する。
まず、トランジスタ3にコレクタ電流IC3が流れてい
るときのトランジスタ2のコレクタ電位VC2を、トラ
ンジスタ1と2とのベース電位VBと同電位になるよう
に抵抗R1とR2とを設定する。
【0026】トランジスタ1と2とのエミッタとトラン
ジスタ4のコレクタとに、電源電圧Vccを供給する。ト
ランジスタ2のコレクタ電位VC2がトランジスタ1と
2とのベース電位VBより低いとき、トランジスタ3の
ベース電位VB3はVBE3より低くなり、トランジス
タ3のベース−エミッタ間電圧がVBE3より小さくな
る。
【0027】従って、トランジスタ3にコレクタ電流I
C3が流れなくなるので、負荷電流I2は、 I2=IC2−IB4 ……(17) となる。トランジスタ4のベース電流IB4がトランジ
スタ2のコレクタ電流IC2に対して非常に小さく無視
できるので、負荷電流I2は、 I2=IC2 ……(18) となり、式(8)(18)より負荷電流I2は、 I2=I1 ……(19) となる。
【0028】温度変化や構成素子のバラツキによって負
荷回路の負荷が変化し、トランジスタ2のコレクタ電位
VC2が上昇し、トランジスタ1と2のベース電位VB
と同電位になると、トランジスタ3のベース電位VB3
はVBE3となり、トランジスタ3にコレクタ電流IC
3が流れる。トランジスタ3にコレクタ電流IC3が流
れるとことより、負荷電流I2が減少し、トランジスタ
2のコレクタ電位VC2の上昇はトランジスタ1と2と
のベース電位VBで止まる。
【0029】すなわち、温度変化や構成素子のバラツキ
によってトランジスタ2に接続する負荷回路の負荷の変
化によって、トランジスタ2のコレクタ電位VC2が上
昇した場合に、トランジスタ3のコレクタ電流IC3に
よって負荷電流I2を制御し、トランジスタ2のコレク
タ電位VC2をトランジスタ1と2とのベース電位VB
より高くならないようにすることで、トランジスタ2の
飽和を防止できることができる。
【0030】図3は本発明の他の実施例の回路図であ
る。本実施例では、定電流回路のバイアス電流を流すト
ランジスタが2個、バイアス電流を流すトランジスタの
飽和を防止するトランジスタが4個、飽和を防止するト
ランジスタに流す電流値を設定する抵抗が4個の場合に
ついて説明する。
【0031】なお、バイアス電流値を決定するトランジ
スタ1とバイアス電流を流すトランジスタ2と5とは、
同じ形、同じ大きさのトランジスタを同一方向に配置す
るので同じ電気的特性を持ち、トランジスタ1と2と5
との増幅率βは十分大きく、ベース電流はコレクタ電流
に対して非常に小さく無視できる。
【0032】また、トランジスタ2のコレクタ電位VC
2とトランジスタ5のコレクタ電位VC5は、トランジ
スタ1と2と5とのベース電位VBBより低くなるよう
に、電流源回路と各負荷回路夫々が設計されている。
【0033】また、トランジスタ2の飽和を防止するト
ランジスタ3と4と同様に、トランジスタ5の飽和を防
止するトランジスタ6と7とは、同じ形、同じ大きさの
トランジスタを同一方向に配置するので同じ電気的特性
を持ち、トランジスタ6と7との増幅率βは十分大き
く、ベース電流はコレクタ電流に対して非常に小さく無
視できる。
【0034】まず構成について述べる。トランジスタ
1,2のエミッタとトランジスタ4のコレクタとトラン
ジスタ5のエミッタと飽和防止回路20のトランジスタ
7のコレクタは、電源に接続されている。
【0035】トランジスタ1のベースとコレクタとトラ
ンジスタ2のベースとトランジスタ5のベースとは、図
示していない電流源回路に接続されている。トランジス
タ2,3のコレクタとトランジスタ4のベースとは、図
示していない負荷回路に接続されている。
【0036】トランジスタ3のベースは、抵抗R1を用
いてトランジスタ4のエミッタに接続され、抵抗R2を
用いてグランドに接続されている。トランジスタ5のコ
レクタと飽和防止回路20のトランジスタ6のコレクタ
とトランジスタ7のベースとは、図示していない負荷回
路に接続されている。
【0037】トランジスタ6のベースは、飽和防止回路
20の抵抗R3を用いてトランジスタ7のエミッタに接
続され、飽和防止回路20の抵抗R4を用いてグランド
に接続されている。
【0038】次に、動作について説明する。まず、飽和
防止回路20について説明する。尚、トランジスタ6に
コレクタ電流IC6が流れているときのベース−エミッ
タ間電圧をVBE6とし、トランジスタ6のベース−エ
ミッタ間電圧がVBE6より小さくなると、トランジス
タ6にコレクタ電流IC6が流れなくなる。しかし、ト
ランジスタ5のコレクタ電位VC5の変動に関係なく、
常にトランジスタ7にコレクタ電流が流れる。
【0039】トランジスタ7にコレクタ電流が流れると
きのベース−エミッタ間電圧をVBE7とする。また、
飽和防止回路20は飽和防止回路10と同じ電気的特性
を持つ。
【0040】トランジスタ6にコレクタ電流IC6が流
れているとき、トランジスタ5のコレクタ電位VC5は
抵抗R3とR4とによって設定することができ、トラン
ジスタ6のコレクタ電流IC6が変化しても、設定した
電位を一定に保つことができる。また、トランジスタ5
のコレクタ電位VC5が設定した電位より低くなると、
トランジスタ6のベース−エミッタ間電位はVBE6よ
り小さくなり、トランジスタ6にコレクタ電流IC6が
流れなくなる。
【0041】次に、図3の回路動作について説明する。
まず、トランジスタ3にコレクタ電流IC3が流れてい
るときのトランジスタ2のコレクタ電位VC2と、トラ
ンジスタ6にコレクタ電流IC6が流れているときのト
ランジスタ5のコレクタ電位VC5を、トランジスタ1
と2と5とのベース電位VBBと同電位になるように、
抵抗R1とR2及び抵抗R3とR4とを夫々設定する。
【0042】トランジスタ2のコレクタ電位VC2がト
ランジスタ1と2と5とのベース電位VBBより低いと
き、トランジスタ3のベース−エミッタ間電圧がVBE
3より小さくなり、トランジスタ3にコレクタ電流IC
3は流れないので、負荷電流I2は、 I2=I1 ……(20) となる。
【0043】温度変化や構成素子のバラツキによって負
荷回路の負荷が変化してトランジスタ2のコレクタ電位
VC2が上昇し、トランジスタ1と2と5とのベース電
位VBBと同電位になると、トランジスタ3のベース−
エミッタ間電圧はVBE3となり、トランジスタ3にコ
レクタ電流IC3が流れる。
【0044】トランジスタ3にコレクタ電流IC3が流
れることにより、負荷電流I2が減少し、トランジスタ
2のコレクタ電位VC2の上昇は、トランジスタ1と2
と5とのベース電位VBBで止まる。
【0045】トランジスタ5のコレクタ電位VC5がト
ランジスタ1と2と5とのベース電位VBBより低いと
き、トランジスタ6のベース−エミッタ間電圧VBE6
より小さくなり、トランジスタ6にコレクタ電流IC6
は流れないので、負荷電流I3は、 I3=I1 ……(21) となる。
【0046】温度変化や構成素子のバラツキによって負
荷回路の負荷が変化してトランジスタ5のコレクタ電位
VC5が上昇し、トランジスタ1と2と5とのベース電
位VBBと同電位になると、トランジスタ5のベース−
エミッタ間電圧はVBE6となり、トランジスタ6にコ
レクタ電流IC6が流れる。トランジスタ6にコレクタ
電流IC6が流れることにより、負荷電流I3が減少
し、トランジスタ5のコレクタ電位VC5上昇は、トラ
ンジスタ1と2と5とのベース電位VBBで止まる。
【0047】温度変化や構成素子のバラツキによってト
ランジスタ2と5との2個のトランジスタに接続する2
個の負荷回路の負荷の変化によって、2個のトランジス
タのコレクタ電位が上昇した場合、トランジスタ2につ
いては、トランジスタ3のコレクタ電流IC3によって
負荷電流I2を制御し、トランジスタ2のコレクタ電位
VC2をトランジスタ1と2と5とのベース電位VBB
より高くならないようにすることで、トランジスタ2の
飽和を防止する。
【0048】トランジスタ6については、トランジスタ
6のコレクタ電流IC6によって負荷電流I3を制御
し、トランジスタ5のコレクタ電位VC5をトランジス
タ1と2と5とのベース電位VBBより高くならないよ
うにすることで、トランジスタ5の飽和を防止すること
ができる。
【0049】すなわち、バイアス電流を流す2個以上の
トランジスタのコレクタに1個ずつ飽和防止回路を接続
することで、バイアス電流を流す2個以上の飽和を防止
することができる。
【0050】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、定電
流出力用のトランジスタのコレクタ出力に、負荷に応じ
て電流を分流する制御回路を設けたので、当該トランジ
スタのコレクタ電位をそのベース電位よりも高くならな
いようにすることができ、当該トランジスタの飽和防止
が可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の回路図である。
【図2】従来の定電流回路の例を示す図である。
【図3】本発明の他の実施例の回路図である。
【符号の説明】
1,2,5 PNPトランジスタ 3,4,6,7 NPNトランジスタ 10,20 飽和防止回路 R1〜R4 抵抗

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 定電流値を決定する第1のトランジスタ
    と、前記定電流を負荷へ供給する第2のトランジスタと
    を有する定電流回路であって、この定電流の出力端と基
    準電位点との間に設けられ前記定電流出力を分流するた
    めの第3のトランジスタと、前記出力端の電位に応じて
    前記第3のトランジスタの導通状態を制御する制御手段
    とを含むことを特徴とする定電流回路。
  2. 【請求項2】 前記第3のトランジスタは前記第1及び
    第2のトランジスタの導電型とは逆導電型であって前記
    出力端と基準電位点との間に接続されており、前記制御
    手段は、出力端がベース入力とされた前記逆導電型の第
    4のトランジスタと、前記第4のトランジスタのエミッ
    タと前記基準電位点との間に直列接続された第1及び第
    2の抵抗とを有し、前記第1及び第2の抵抗の接続点を
    前記第3のトランジスタのベース入力としたことを特徴
    とする請求項1記載の定電流回路。
JP32658091A 1991-11-14 1991-11-14 定電流回路 Pending JPH05134777A (ja)

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