JPH05152521A - 定電流回路 - Google Patents

定電流回路

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JPH05152521A
JPH05152521A JP34021491A JP34021491A JPH05152521A JP H05152521 A JPH05152521 A JP H05152521A JP 34021491 A JP34021491 A JP 34021491A JP 34021491 A JP34021491 A JP 34021491A JP H05152521 A JPH05152521 A JP H05152521A
Authority
JP
Japan
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transistor
current
source
circuit
collector
Prior art date
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Pending
Application number
JP34021491A
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English (en)
Inventor
Motoharu Nagase
元晴 永瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Engineering Ltd
Original Assignee
NEC Engineering Ltd
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 定電流回路においてバイアス電流を流すpn
pトランジスタの飽和を防止する。 【構成】 トランジスタQ2のコレクタ電位VC2が、
トランジスタQ1とトランジスタQ2のベース電位VB
より高くならないように、トランジスタM3によって負
荷電流I2を制御することで、接続する負荷回路の変動
によるトランジスタQ2の飽和を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は定電流回路に関し、特に
bi−CMOSプロセスによる集積回路の定電流回路に
関する。
【0002】
【従来の技術】この種の定電流回路の従来の技術につい
て、回路図である第2図を参照して説明する。
【0003】バイアス電流値を決定するpnpトランジ
スタ(以下、トランジスタという)Q1とバイアス電流
を流すトランジスタQ2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Q1とトランジスタQ2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。また、トランジスタQ2のコレクタ
電位は、トランジスタQ1とトランジスタQ2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Aは設
計されている。
【0004】まず、構成について述べる。
【0005】トランジスタQ1のエミックとトランジス
タQ2のエミックは、図示していない電源に接続されて
いる。トランジスタQ1のベースとコレクタとトランジ
スタQ2のベースは、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Q2のコレクタは、図示して
いない負荷回路Aに接続されている。
【0006】次に動作について説明する。
【0007】図示していない電源からトランジスタQ1
のエミッタとトランジスタQ2のエミッタに、電源電圧
VCCを供給する。全ベース電流IBは IB=IB1+IB2 (1) となり、トランジスタQ1とトランジスタQ2は同じ電
気的特性を持っているので、 IB1=IB2 (2) となる。トランジスタQ1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Q2のコレクタ電流IC2は IC2=IB2×β (5) となり、負荷回路Aに流れ込む。トランジスタQ1とト
ランジスタQ2は同じ電気的特性を持つので、トランジ
スタQ1のベース電流IB1とトランジスタQ2のベー
ス電流IB2は等しい。よって、式(2)(3)(5)
よりトランジスタQ1のコレクタ電流IC1は IC1=IC2 (6) となる。全ベース電流IBはトランジスタQ1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Q1のコレクタ電流IC1とトラ
ンジスタQ2のコレクタ電流IC2は等しいので、式
(6)(7)より電流源電流I1は I1=IC2 (8) となる。
【0008】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していない負荷回路
Aに流すことができる回路となっていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の定電流
回路は、トランジスタQ2のコレクタ電流IC2と負荷
回路AによってトランジスタQ2のコレクタ電位が決ま
るため、温度変化や構成素子のバラツキによってトラン
ジスタQ2のコレクタに接続される負荷が変化し、トラ
ンジスタQ2のコレクタ電位が変動してトランジスタQ
1とトランジスタQ2のベース電位より高くなると、ト
ランジスタQ2が飽和する可能性があるという欠点があ
る。
【0010】本発明の目的は負荷に流れるバイアス電流
を制御することによりバイアス電流を流すpnpトラン
ジスタの飽和を防止する定電流回路を提供することにあ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は集積回路のバイ
アス電流を設定する定電流回路において、バイアス電流
値を決定する1個のpnpトランジスタと、バイアス電
流を流す1個以上のpnpトランジスタと、前記バイア
ス電流を流すpnpトランジスタのコレクタ電位を検出
する1個のnチャネルMOSトランジスタと1個のpチ
ャネルMOSトランジスタで構成されるインバータ回路
と、前記インバータ回路の出力信号によってバイアス電
流を制御する1個以上のpチャネルMOSトランジスタ
と、前記インバータ回路のしきい電圧を設定する電圧源
とを備えており、トランジスタQ1のエミッタと、トラ
ンジスタQ2のエミッタと、トランジスタM1のドレイ
ンと、トランジスタM1をpn接合分離させるためにn
形領域に最高電圧を加える端子と、トランジスタM3の
ドレインと、トランジスタM3をpn接合させるために
n形領域に最高電圧を加える端子は、図示していない電
源に接続されており、トランジスタQ1のベースとコレ
クタと、トランジスタQ2のベースと、トランジスタM
3のソースは、図示していない電流源回路に接続されて
おり、トランジスタQ2のコレクタと、トランジスタM
1のゲートと、トランジスタM2のゲートは、図示して
いない負荷回路Aに接続されており、トランジスタM1
のソースは、トランジスタM2のドレインとトランジス
タM3のゲートとに接続されており、トランジスタM2
のソースは、電圧源VDの正端子に接続されており、ト
ランジスタM2をpn接合分離させるためにp形基板に
最低電圧を加える端子と、電圧源VDの負端子は、グラ
ンドに接続されていることを特徴とする。
【0012】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0013】図1は本発明の一実施例を示した回路図で
ある。
【0014】図1を参照して説明する。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pチ
ャネルMOSトランジスタ(以下、トランジスタとい
う)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nチャネルMOSトランジスタ(以下、トラン
ジスタという)が1個の場合について説明する。なお、
トランジスタM1とトランジスタM2とトランジスタM
3のゲートに電流は流れない。また、トランジスタM1
とトランジスタM2とトランジスタM3は、ドレインに
電流が流れた時のドレインーソース間の抵抗は0とな
り、ドレインとソースの電位は等しい。ドレインに電流
が流れないときのドレインーソース間の抵抗は∞とな
る。
【0015】まず構成について述べる。
【0016】トランジスタQ1のエミッタと、トランジ
スタQ2のエミッタと、トランジスタM1のドレイン
と、トランジスタM1をpn接合分離させるためにn形
領域に最高電圧を加える端子(以下、アイソレーション
端子という)と、トランジスタM3のドレインと、トラ
ンジスタM3のアイソレーション端子は、図示していな
い電源に接続されている。トランジスタQ1のベースと
コレクタと、トランジスタQ2のベースと、トランジス
タM3のソースは、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Q2のコレクタと、トランジス
タM1のゲートと、トランジスタM2のゲートは、図示
していない負荷回路Aに接続されている。トランジスタ
M1のソースは、トランジスタM2のドレインと、トラ
ンジスタM3のゲートとに接続されている。トランジス
タM2のソースは、電圧源VDの正端子に接続されてい
る。トランジスタM2をpn接合分離させるためにp形
基板に最低電圧を加える端子(以下、基板端子という)
と、電圧源VDの負端子は、グランドに接続されてい
る。
【0017】次に、動作について説明する。
【0018】まず、トランジスタM1とトランジスタM
2のしきい電圧を、トランジスタQ1とトランジスタQ
2のベース電位VBと同電位になるように電圧源VDを
設定する。
【0019】図示していない電源から、トランジスタQ
1のエミッタと、トランジスタQ2のエミッタと、トラ
ンジスタM3のドレインに、電源電圧VCCを供給す
る。トランジスタQ2のコレクタ電位VC2がトランジ
スタQ1とトランジスタQ2のベース電位VBより低い
とき、トランジスタQ2のコレクタ電位VC2は、トラ
ンジスタM1とトランジスタM2のしきい電圧より低く
なる。トランジスタQ2のコレクタ電位VC2がトラン
ジスタM1とトランジスタM2のしきい電圧より低くな
ると、トランジスタM1のドレインに電流が流れ、トラ
ンジスタM2のドレインには電流が流れないので、トラ
ンジスタM3のゲート電位VMは電源電圧VCCと同電
位になる。トランジスタM3のゲート電位VMが電源電
圧VCCと同電位になる。トランジスタM3のドレイン
には電流は流れないので、全ベース電流IBは IB=IB1+IB2 (1) となり、従来例より I1=IC2 (8) となる。トランジスタM1とトランジスタM2のゲート
に電流は流れないので、負荷電流I2は 12=IC2 (9) となり、式(8)(9)より負荷電流I2は I2=I1 (10) となる。
【0020】温度変化や構成素子のバラツキによって負
荷回路Aの負荷が変化し、トランジスタQ2のコレクタ
電位VC2が上昇し、トランジスタQ1とトランジスタ
Q2のベース電位VBと同電位になると、トランジスタ
Q2のコレクタ電位VC2は、トランジスタM1とトラ
ンジスタM2のしきい電圧となる。トランジスタQ2の
コレクタ電位VC2がトランジスタM1とトランジスタ
M2のしきい電圧となると、トランジスタM2のドレイ
ンに電流が流れ、トランジスタM1のドレインには電流
が流れないので、トランジスタM3のゲート電位VMは
電圧源VDと同電位になる。トランジスタM3のゲート
電位VMが電圧源VDと同電位になると、トランジスタ
M3のドレインに電流が流れるので、全ベース電流IB
は IB=IB1+IB2+IM3 (11) となり、全ベース電流IBはトランジスタQ1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+IM3 (12) となる。トランジスタM3のドレインに電流が流れるこ
とにより、トランジスタQ1のコレクタ電流IC1が減
少し、トランジスタQ2のコレクタ電流IC2も減少す
る。トランジスタQ2のコレクタ電流IC2が減少する
と、負荷電流I2も減少し、トランジスタQ2のコレク
タ電位VC2の上昇はトランジスタQ1とトランジスタ
Q2のベース電位VBで止まる。
【0021】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Q2に接続する負荷回路Aの負荷
が変化し、トランジスタQ2のコレクタ電位VC2が上
昇した場合に、トランジスタM3のドレイン電流IM3
によって負荷電流I2を制御し、トランジスタQ2のコ
レクタ電位VC2をトランジスタQ1とトランジスタQ
2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Q2の飽和を防止することができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、nチャネ
ルMOSトランジスタ1個とpチャネルMOSトランジ
スタ2個を使用して、負荷に流れるバイアス電流を制御
することにより、バイアス電流を流すpnpトランジス
タのコレクタ電位をベース電位より高くならないように
することができる。
【0023】すなわち、バイアス電流を流すpnpトラ
ンジスタの飽和を防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示した回路図
【図2】従来技術の回路図
【符号の説明】
Q1、Q2 pnpトランジスタ M1、M3 pチャネルMOSトランジスタ M2 nチャネルMOSトランジスタ VCC 電源電圧 VB ベース電位 VC2 コレクタ電位 VD 電圧源 VM M3ゲート電位 I1 電流源電流 I2 負荷電流 IB 全ベース電流 IB1、IB2 Q1、Q2のベース電流 IC1、IC2 Q1、Q2のコレクタ電流 IM3 M3に流れる電流

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 集積回路のバイアス電流を設定する定電
    流回路において、バイアス電流値を決定する1個のpn
    pトランジスタ(Q1)と、バイアス電流を流す1個以
    上のpnpトランジスタ(Q2)と、前記バイアス電流
    を流すpnpトランジスタのコレクタ電位を検出する1
    個のpチャネルMOSトランジスタ(M1)と1個のn
    チャネルMOSトランジスタ(M2)で構成されるイン
    バータ回路と、前記インバータ回路の出力信号によって
    バイアス電流を制御する1個以上のpチャネルMOSト
    ランジスタ(M3)と、前記インバータ回路のしきい電
    圧を設定する電圧源(VD)とからなり、トランジスタ
    Q1のエミッタと、トランジスタQ2のエミッタと、ト
    ランジスタM1のドレインと、トランジスタM1をpn
    接合分離させるためにn形領域に最高電圧を加える端子
    と、トランジスタM3のドレインと、トランジスタM3
    をpn接合させるためにn形領域に最高電圧を加える端
    子は、図示していない電源に接続されており、トランジ
    スタQ1のベースとコレクタと、トランジスタQ2のベ
    ースと、トランジスタM3のソースは、図示していない
    電流源回路に接続されており、トランジスタQ2のコレ
    クタと、トランジスタM1のゲートと、トランジスタM
    2のゲートは、図示していない負荷回路Aに接続されて
    おり、トランジスタM1のソースは、トランジスタM2
    のドレインとトランジスタM3のゲートとに接続されて
    おり、トランジスタM2のソースは、電圧源VDの正端
    子に接続されており、トランジスタM2をpn接合分離
    させるためにp形基板に最低電圧を加える端子と、電圧
    源VDの負端子は、グランドに接続されていることを特
    徴とする定電流回路。
JP34021491A 1991-11-29 1991-11-29 定電流回路 Pending JPH05152521A (ja)

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