JPH05251955A - 定電流源回路 - Google Patents

定電流源回路

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Publication number
JPH05251955A
JPH05251955A JP4049947A JP4994792A JPH05251955A JP H05251955 A JPH05251955 A JP H05251955A JP 4049947 A JP4049947 A JP 4049947A JP 4994792 A JP4994792 A JP 4994792A JP H05251955 A JPH05251955 A JP H05251955A
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JP
Japan
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transistor
collector
transistors
emitter
constant current
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4049947A
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English (en)
Inventor
Mamoru Sofue
護 祖父江
Katsuya Shimizu
勝哉 清水
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明はトランジスタの電流増幅率の変動及び
アーリー効果によるカレントミラー回路のミラー係数の
劣化を防止して定電流を出力可能とする定電流源回路を
提供することを目的とする。 【構成】トランジスタTr1とともににカレントミラー回
路を構成する出力回路部2を接続した定電流源回路で、
出力回路部2の第一のトランジスタTr2はエミッタが抵
抗Rを介して電源V1に接続され、ベースはトランジス
タTr1のベースに接続されるとともにコレクタはトラン
ジスタTr2a のエミッタに接続され、トランジスタTr2
a のコレクタは出力端子To に接続され、トランジスタ
Tr2b のエミッタはトランジスタTr1のベースに接続さ
れるとともにコレクタは出力端子To に接続され、トラ
ンジスタTr2a ,Tr2b のベースはトランジスタTr1の
コレクタに接続されるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は定電流を出力可能とす
る定電流源回路に関するものである。近年の半導体集積
回路ではその動作の高精度化が益々要請されているた
め、その半導体集積回路内で使用される定電流源回路の
出力電流の精度を向上させる必要がある。
【0002】
【従来の技術】従来の定電流源回路の一例を図3に従っ
て説明すると、PNPトランジスタTr1とn個のPNP
トランジスタTr2〜Tr(n+1)はカレントミラー回路を構
成し、各トランジスタTr1〜Tr(n+1)は互いにベースが
接続されている。
【0003】前記トランジスタTr1のエミッタは抵抗R
/nを介して高電位側電源Vccに接続され、前記トラン
ジスタTr2〜Tr(n+1)のエミッタは前記抵抗R/nのn
倍の抵抗値を備えた抵抗Rを介して電源Vccにそれぞれ
接続されている。
【0004】前記トランジスタTr1のコレクタは電流源
1を介して低電位側電源VEEに接続され、各トランジス
タTr2〜Tr(n+1)のコレクタからそれぞれ出力電流Io1
〜Ionが出力される。また、各トランジスタTr1〜Tr
(n+1)のベースにはPNPトランジスタTroのエミッタ
が接続され、同トランジスタTroベースはトランジスタ
Tr1のコレクタに接続され、コレクタは電源VEEに接続
されている。
【0005】このような構成により、電源Vccから各抵
抗Rを介して各トランジスタTr2〜Tr(n+1)のエミッタ
に流れる電流をI1 とすれば、電源Vccから抵抗R/n
を介してトランジスタTr1のエミッタに流れる電流はI
1 のn倍のn・I1 となり、トランジスタTr1のコレク
タに流れる定電流IinとトランジスタTr2〜Tr(n+1)の
コレクタに流れる出力電流Io1〜Ionの総和とが一致す
るように動作して、トランジスタTr2〜Tr(n+1)から定
電流を出力するようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のような定電流源
回路ではトランジスタTr1〜Tr(n+1)のベースからトラ
ンジスタTroのエミッタに流れ込む電流IoAは次式で表
される。なお、hFEは各トランジスタTr1〜Tr(n+1)の
共通の電流増幅率である。
【0007】
【数1】
【0008】また、前記トランジスタTr1のコレクタ電
流Iinは次式で表される。
【0009】
【数2】
【0010】また、前記トランジスタTr2〜Tr(n+1)の
コレクタから出力される電流Io1〜Ionは同一値であ
り、例えばIonは次式で表される。
【0011】
【数3】
【0012】従って、トランジスタTr1の出力電流Iin
とトランジスタTr2〜Tr(n+1)の出力電流Io1〜Ionの
総和との比であるミラー係数は次式で表される。
【0013】
【数4】
【0014】上式より、ミラー係数は各トランジスタT
r1〜Tr(n+1)の電流増幅率hFEに依存し、電流増幅率h
FEの変化によりミラー係数は次表のように変化する。
【0015】
【表1】
【0016】この結果、図3に示す定電流源回路のミラ
ー係数は各トランジスタTr1〜Tr(n+1)の電流増幅率h
FEに大きく依存するため、プロセスのばらつき等による
電流増幅率hFEの変動により出力電流Io1〜Ionが不安
定となる。
【0017】また、トランジスタTr1のコレクタ・エミ
ッタ間電圧VCEは同トランジスタTr1のベース・エミッ
タ間電圧VBE1 とトランジスタTroのベース・エミッタ
間電圧VBEo とで一定に維持されるが、トランジスタT
r2〜Tr(n+1)のコレクタ・エミッタ間電圧VCEはトラン
ジスタTr2〜Tr(n+1)の各コレクタに接続される負荷に
よって変動するため、アーリー効果の影響を受けやすく
なる。
【0018】すなわち、バイポーラトランジスタではそ
のベース電流が同一であってもコレクタ・エミッタ間電
圧VCEが大きくなるほどそのコレクタ電流も大きくなる
性質があるためである。
【0019】そこで、上記回路におけるアーリー効果の
影響を低減するために図4に示す定電流源回路が提案さ
れている。この定電流源回路は前記トランジスタTr2〜
Tr(n+1)の出力電流をPNPトランジスタTr2a 〜Tr
(n+1)a を介して出力電流Io1〜Ionとして出力する構
成とした点を除いて前記従来例と同様に構成され、各ト
ランジスタTr2a 〜Tr(n+1)a のベースには基準電圧V
A が入力されている。
【0020】なお、トランジスタTr2a 〜Tr(n+1)a の
電流増幅率は他のトランジスタと同一とする。このよう
な構成により、トランジスタTr1のコレクタ・エミッタ
間電圧VCEは前記従来例と同様に同トランジスタTr1の
ベース・エミッタ間電圧VBE1 とトランジスタTroのベ
ース・エミッタ間電圧VBEo とで一定に維持され、トラ
ンジスタTr2〜Tr(n+1)のコレクタ・エミッタ間電圧V
CEも例えばトランジスタTr(n+1)では同トランジスタT
r(n+1)のベース・エミッタ間電圧VBE(n+1) とトランジ
スタTroのベース・エミッタ間電圧VBEo との和からト
ランジスタTr(n+1)a のベース・エミッタ間電圧VBE(n
+1)aを差し引いた値となって一定となる。従って、アー
リー効果の影響を低減することができる。
【0021】一方、ミラー係数についてはこのような定
電流源回路ではトランジスタTr1〜Tr(n+1)のベースか
らトランジスタTroのエミッタに流れ込む電流IoBは前
記従来例と同様に次式で表される。
【0022】
【数5】
【0023】また、前記トランジスタTr1のコレクタ電
流Iinは次式で表される。
【0024】
【数6】
【0025】また、前記トランジスタTr2a 〜Tr(n+1)
a のコレクタから出力される電流Io1〜Ionは同一値で
あり、例えばIonは次式で表される。
【0026】
【数7】
【0027】従って、トランジスタTr1の出力電流Iin
とトランジスタTr2〜Tr(n+1)の出力電流Io1〜Ionの
総和との比であるミラー係数は次式で表される。
【0028】
【数8】
【0029】上式より、ミラー係数は各トランジスタT
r1〜Tr(n+1)の電流増幅率hFEに依存し、電流増幅率h
FEの変化によりミラー係数は次表のように変化する。
【0030】
【表2】
【0031】この結果、アーリー降下の影響を低減する
ことはできるが、図4に示す定電流源回路のミラー係数
は前記図3に示す定電流源回路以上に各トランジスタT
r1〜Tr(n+1)及び同Tr2a 〜Tr(n+1)a の電流増幅率h
FEに大きく依存するため、プロセスのばらつき等による
電流増幅率hFEの変動により出力電流Io1〜Ionが不安
定となるという問題点がある。
【0032】この発明の目的は、電流増幅率の変動によ
るカレントミラー回路のミラー係数の劣化を抑制して定
電流を出力し得る定電流源回路を提供することにある。
【0033】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。すなわち、抵抗を介してエミッタを高電位側
電源V1に接続するとともにコレクタは電流源1を介し
て低電位側電源V2に接続した基準電流生成用PNPト
ランジスタTr1に該トランジスタTr1とともにカレント
ミラー回路を構成する出力回路部2を接続して構成する
定電流源回路で、前記出力回路部2は第一〜第三のPN
PトランジスタTr2,Tr2a ,Tr2b から構成され、前
記第一のトランジスタTr2はエミッタから抵抗Rを介し
て前記高電位側電源V1に接続され、ベースは前記トラ
ンジスタTr1のベースに接続されるとともにコレクタは
第二のトランジスタTr2a のエミッタに接続され、第二
のトランジスタTr2a のコレクタは出力端子To に接続
され、第三のトランジスタTr2b のエミッタは前記トラ
ンジスタTr1のベースに接続されるとともにコレクタは
前記出力端子To に接続され、前記第二及び第三のトラ
ンジスタTr2a ,Tr2b のベースは前記トランジスタT
r1のコレクタに接続されている。
【0034】また、図2に示すように前記基準電流生成
用PNPトランジスタTr1に前記出力回路部2が並列に
複数接続されている。
【0035】
【作用】出力回路部2を構成する第二のトランジスタT
r2a により出力端子To に接続される負荷が変動しても
第一のトランジスタTr2のコレクタ・エミッタ間電圧が
一定に維持されてアーリー効果により第一のトランジス
タTr2の出力電流の変動が抑制され、第三のトランジス
タTr2b により各トランジスタの電流増幅率の変動によ
るミラー係数の変動が抑制される。
【0036】
【実施例】以下、この発明を具体化した第一の実施例を
図2に従って説明する。なお、前記従来例と同一構成部
分は同一符号を付して説明する。
【0037】この実施例の定電流源回路のトランジスタ
Tr1〜Tr(n+1)、抵抗R/N及び同Rは前記図4に示す
従来例と同様に構成される。トランジスタTr2〜Tr(n+
1)の出力電流はPNPトランジスタTr2a 〜Tr(n+1)a
を介して出力電流Io1〜Ionとして出力され、各トラン
ジスタTr2a 〜Tr(n+1)a のベースはトランジスタTr1
のコレクタに接続されている。
【0038】前記トランジスタTr2のベースにはPNP
トランジスタTr2b のエミッタが接続され、同トランジ
スタTr2b のコレクタはトランジスタTr2a のコレクタ
に接続され、ベースはトランジスタTr1のコレクタに接
続されている。また、トランジスタTr3,Tr3a 〜Tr
(n+1),Tr(n+1)a にも同様なトランジスタTr3b 〜Tr
n+1b が接続されている。
【0039】なお、トランジスタTr2b 〜Tr(n+1)b の
電流増幅率は他のトランジスタと同一とする。このよう
な定電流源回路ではトランジスタTr1〜Tr(n+1)のベー
スからトランジスタTr2b のエミッタに流れる込む電流
IoCは次式で表される。
【0040】
【数9】
【0041】また、前記トランジスタTr1のコレクタ電
流Iinは次式で表される。
【0042】
【数10】
【0043】また、前記トランジスタTr2a 〜Tr(n+1)
a のコレクタから出力される電流Io1〜Ionは同一値で
あり、例えばIonは次式で表される。
【0044】
【数11】
【0045】従って、トランジスタTr1の出力電流Iin
とトランジスタTr2〜Tr(n+1)の出力電流Io1〜Ionの
総和との比であるミラー係数は次式で表される。
【0046】
【数12】
【0047】上式より、この定電流源回路のミラー係数
は各トランジスタTr1〜Tr(n+1)、Tr2a 〜Tr(n+1)a
、Tr2b 〜Tr(n+1)b の電流増幅率hFEに依存し、電
流増幅率hFEの変化によりミラー係数は次表のように変
化する。
【0048】
【表3】
【0049】この結果、この実施例の定電流源回路のミ
ラー係数は前記従来例より電流増幅率hFEに依存する度
合いが低減されるので、電流増幅率hFEの変動にともな
う出力電流Io1〜Ionの変動を低減することができる。
【0050】また、トランジスタTr1のコレクタ・エミ
ッタ間電圧VCEは同トランジスタTr1のベース・エミッ
タ間電圧VBE1 とトランジスタTr2b のベース・エミッ
タ間電圧VBE2bとの和となって一定となり、トランジス
タTr2〜Tr(n+1)のコレクタ・エミッタ間電圧VCEは例
えばトランジスタTr2では同トランジスタTr2のベース
・エミッタ間電圧VBE2 とトランジスタTr2a のベース
・エミッタ間電圧VBE2aとの和からトランジスタTr2b
のベース・エミッタ間電圧VBE2bを差し引いた値となっ
て一定となる。
【0051】従って、アーリー効果の影響も低減するこ
とができる。
【0052】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明の定電流
源回路はトランジスタの電流増幅率の変動によるカレン
トミラー回路のミラー係数の劣化を抑制し、かつアーリ
ー効果の影響を低減して定電流を出力することができる
優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図3】従来例を示す回路図である。
【図4】別の従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
1 電流源 2 出力回路部 Tr1 PNPトランジスタ Tr2 PNPトランジスタ Tr2a PNPトランジスタ Tr2b PNPトランジスタ R 抵抗 V1 高電位側電源 V2 低電位側電源 To 出力端子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 抵抗を介してエミッタを高電位側電源
    (V1)に接続するとともにコレクタは電流源(1)を
    介して低電位側電源(V2)に接続した基準電流生成用
    PNPトランジスタ(Tr1)に該トランジスタ(Tr1)
    とともにカレントミラー回路を構成する出力回路部
    (2)を接続して構成する定電流源回路であって、 前記出力回路部(2)は第一〜第三のPNPトランジス
    タ(Tr2,Tr2a ,Tr2b )から構成し、前記第一のト
    ランジスタ(Tr2)はエミッタから抵抗(R)を介して
    前記高電位側電源(V1)に接続し、ベースは前記トラ
    ンジスタ(Tr1)のベースに接続するとともにコレクタ
    は第二のトランジスタ(Tr2a )のエミッタに接続し、
    第二のトランジスタ(Tr2a )のコレクタは出力端子
    (To )に接続し、第三のトランジスタ(Tr2b )のエ
    ミッタは前記トランジスタ(Tr1)のベースに接続する
    とともにコレクタは前記出力端子(To )に接続し、前
    記第二及び第三のトランジスタ(Tr2a ,Tr2b )のベ
    ースは前記トランジスタ(Tr1)のコレクタに接続した
    ことを特徴とする定電流源回路。
  2. 【請求項2】 前記基準電流生成用PNPトランジスタ
    (Tr1)に前記出力回路部(2)を並列に複数接続した
    ことを特徴とする請求項1記載の定電流源回路。
JP4049947A 1992-03-06 1992-03-06 定電流源回路 Withdrawn JPH05251955A (ja)

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JP4049947A JPH05251955A (ja) 1992-03-06 1992-03-06 定電流源回路

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JPH05251955A true JPH05251955A (ja) 1993-09-28

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113168199A (zh) * 2018-11-26 2021-07-23 株式会社村田制作所 电流输出电路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113168199A (zh) * 2018-11-26 2021-07-23 株式会社村田制作所 电流输出电路

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Effective date: 19990518